KR101655981B1 - 가축 분뇨 발효물을 이용한 물벼룩의 대량 배양방법 및 어류 초기 사료 조성물 - Google Patents

가축 분뇨 발효물을 이용한 물벼룩의 대량 배양방법 및 어류 초기 사료 조성물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 (a) 가축 분뇨에 유용 미생물 혼합물을 첨가한 후 발효하여 가축 분뇨 발효물을 제조하는 단계; 및 (b) 물벼룩이 포함된 배양수에 상기 (a)단계의 제조한 가축 분뇨 발효물을 첨가한 후 배양하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 물벼룩의 배양방법 및 가축 분뇨에 유용 미생물 혼합물을 첨가한 후 발효하여 제조된 가축 분뇨 발효물을 유효성분으로 포함하는 물벼룩 배양용 사료 조성물과 상기 배양된 물벼룩을 이용한 어류 초기 사료 조성물에 관한 것이다.

Description

가축 분뇨 발효물을 이용한 물벼룩의 대량 배양방법 및 어류 초기 사료 조성물{Method for mass culturing water flea and feed composition of fish early stage using fermented manure}
본 발명은 (a) 가축 분뇨에 유용 미생물 혼합물을 첨가한 후 발효하여 가축 분뇨 발효물을 제조하는 단계; 및 (b) 물벼룩이 포함된 배양수에 상기 (a)단계의 제조한 가축 분뇨 발효물을 첨가한 후 배양하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 물벼룩의 배양방법 및 가축 분뇨에 유용 미생물 혼합물을 첨가한 후 발효하여 제조된 가축 분뇨 발효물을 유효성분으로 포함하는 물벼룩 배양용 사료 조성물과 상기 배양된 물벼룩을 이용한 어류 초기 사료 조성물에 관한 것이다.
물벼룩은 절지동물 양갑목 물벼룩과의 갑각류로, 민물에 살며 몸길이가 0.5~2.5 ㎜로 물고기 먹이로 적당하다. 이에 따라, 물벼룩을 양식용 어종의 사료로 이용하기 위해 인공 배양도 이루어지고는 있으나, 대량 생산이 아닌 소규모 배양에 불과하다.
현재, 어류 양식에서 물고기 양식용 먹이로는 알테미아(artemia)가 사용되고 있는데, 전량 수입에 의존하고 있기 때문에 비용 면이나 여러 가지 면에서 바람직하지 못하다. 따라서, 양식용 어종의 먹이로 알테미아를 대체할 수 있도록 물벼룩의 대량 생산이 가능하게 된다면, 양식 산업에 있어서 수입 대체 효과는 물론이고, 양식 어종 먹이의 원가 절감에 따른 생산성 향상도 기대할 수 있을 것이다.
종래의 물벼룩 배양은 소규모로 행하여지고 있는데, 이를 대량 생산 체제로 전환하기에는 몇 가지 문제점이 존재한다. 우선, 물벼룩은 용존 산소가 풍부한 대기층과 접해 있는 수표면 지역에만 분포하므로, 물벼룩의 대량 생산을 위해서는 수표면의 증대를 요하게 되고, 따라서 배양 시설 및 면적을 증대시키는 막대한 투자가 필요하게 된다. 한편, 용존 산소량을 증가시키기 위해 물리적으로 산소를 공급하는 방법에서는, 생성된 물방울이 물벼룩의 부속지(제 1, 2 돌기)를 손상시키기 때문에 물벼룩의 폐사를 일으켜 배양이 되지 않는다는 문제가 있다. 이러한 문제 외에도, 배양수의 유동을 일으키지 못하여 물벼룩 배양을 위해 공급되는 물벼룩 증식용 먹이(클로렐라 등)가 쉽게 바닥으로 가라앉아 버리기 때문에, 과다한 증식용 먹이가 소비되어 물벼룩 생산 원가를 상승시키는 원인이 될 뿐 아니라, 가라앉은 증식용 먹이는 쉽게 부패하여 유해 물질이 형성되므로 이를 방지하기 위해 배양수를 자주 환수해 주어야 한다는 불편이 있다.
가축의 축사에서 발생하는 가축 분뇨는 발효하는 전처리 과정을 거쳐 사용하게 되는데, 가축 분뇨를 발효하는 과정에서 악취가 많이 발생하고, 가축 분뇨 내에 함유된 중금속은 섭취하는 생물에 축적될 수 있는 문제점이 있는 실정이다. 또한, 기존의 가축 분뇨는 주로 재배작물의 성장을 촉진하기 위한 비료로 사용하는 용도가 대부분이고, 물벼룩을 배양하기 위한 소재는 전무한 실정이다.
한국공개특허 제2002-0061066호에는 유동 공법을 이용한 물벼룩의 고밀도 배양방법이 개시되어 있고, 한국등록특허 제1551699호에는 보세아 속 균주와 바실러스 속 균주를 포함하는 물벼룩 사육용 사료조성물이 개시되어 있으나, 본 발명의 가축 분뇨 발효물을 이용한 물벼룩의 대량 배양방법과는 상이하다.
본 발명은 상기와 같은 요구에 의해 도출된 것으로서, 본 발명자들은 가축 분뇨로부터 발생하는 악취를 효과적으로 제거하고 분뇨 내 함유된 중금속 함량을 감소시킬 수 있는 유용 미생물을 선정하여 가축 분뇨를 발효하고, 상기 발효한 가축 분뇨 발효물을 이용하여 물벼룩을 대량 배양하는 방법 및 상기 배양된 물벼룩을 이용한 어류 초기 사료 조성물을 제공하는 데 있다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 (a) 가축 분뇨에 락토바실러스 파라파라기니스(Lactobacillus parafarraginis), 락토바실러스 파라카제이(Lactobacillus paracasei), 락토바실러스 톨러란스(Lactobacillus tolerans), 락토바실러스 부츠네리(Lactobacillus buchneri), 락토바실러스 하르비넨시스(Lactobacillus harbinensis), 락토바실러스 페로렌스(Lactobacillus perolens), 락토바실러스 람노서스(Lactobacillus rhamnosus), 락토바실러스 벡시노스테르쿠스(Lactobacillus vaccinostercus), 아세토박터 로바니엔시스(Acetobacter lovaniensis), 아세토박터 페록시단스(Acetobacter peroxydans), 피키아 퍼멘탄스(Pichia fermentans), 칸디다 에탄올리카(Candida ethanolica) 및 사카로미콥시스 스코에니(Saccharomycopsis schoenii)로 이루어진 유용 미생물 혼합물을 첨가한 후 발효하여 가축 분뇨 발효물을 제조하는 단계; 및 (b) 물벼룩이 포함된 배양수에 상기 (a)단계의 제조한 가축 분뇨 발효물을 첨가한 후 배양하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 물벼룩의 배양방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 가축 분뇨에 락토바실러스 파라파라기니스(Lactobacillus parafarraginis), 락토바실러스 파라카제이(Lactobacillus paracasei), 락토바실러스 톨러란스(Lactobacillus tolerans), 락토바실러스 부츠네리(Lactobacillus buchneri), 락토바실러스 하르비넨시스(Lactobacillus harbinensis), 락토바실러스 페로렌스(Lactobacillus perolens), 락토바실러스 람노서스(Lactobacillus rhamnosus), 락토바실러스 벡시노스테르쿠스(Lactobacillus vaccinostercus), 아세토박터 로바니엔시스(Acetobacter lovaniensis), 아세토박터 페록시단스(Acetobacter peroxydans), 피키아 퍼멘탄스(Pichia fermentans), 칸디다 에탄올리카(Candida ethanolica) 및 사카로미콥시스 스코에니(Saccharomycopsis schoenii)로 이루어진 유용 미생물 혼합물을 첨가한 후 발효하여 제조된 가축 분뇨 발효물을 유효성분으로 포함하는 물벼룩 배양용 사료 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 방법으로 배양된 물벼룩을 이용한 어류 초기 사료 조성물을 제공한다.
기존의 가축 분뇨를 발효시켜 사용할 경우 2년 발효한 후에 사용이 가능하나, 본 발명에서는 특정 유용 미생물의 종류를 이용하여 발효시킴으로써 발효기간을 45일 이내로 단축시킬 수 있는 이점이 있다. 또한, 발효 과정에서 가축 분뇨의 악취를 효과적으로 제거하여 4계절 어느 시기에 관계없이 물과 희석하여 사용할 수 있고, 가축 분뇨 내에 함유된 중금속을 효과적으로 감소시키고, 상기 발효시킨 가축 분뇨 발효물을 사용하여 물벼룩을 배양 시 배양효과가 우수하여 물벼룩 배양용 사료 조성물로 유용하게 사용할 수 있는 효과가 있다. 또한, 상기 배양된 물벼룩을 이용하여 어류 초기 사료 조성물로도 유용하게 사용할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 제조예 2의 발효물로 배양된 물벼룩 사진을 보여준다.
본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은
(a) 가축 분뇨에 락토바실러스 파라파라기니스(Lactobacillus parafarraginis), 락토바실러스 파라카제이(Lactobacillus paracasei), 락토바실러스 톨러란스(Lactobacillus tolerans), 락토바실러스 부츠네리(Lactobacillus buchneri), 락토바실러스 하르비넨시스(Lactobacillus harbinensis), 락토바실러스 페로렌스(Lactobacillus perolens), 락토바실러스 람노서스(Lactobacillus rhamnosus), 락토바실러스 벡시노스테르쿠스(Lactobacillus vaccinostercus), 아세토박터 로바니엔시스(Acetobacter lovaniensis), 아세토박터 페록시단스(Acetobacter peroxydans), 피키아 퍼멘탄스(Pichia fermentans), 칸디다 에탄올리카(Candida ethanolica) 및 사카로미콥시스 스코에니(Saccharomycopsis schoenii)로 이루어진 유용 미생물 혼합물을 첨가한 후 발효하여 가축 분뇨 발효물을 제조하는 단계; 및
(b) 물벼룩이 포함된 배양수에 상기 (a)단계의 제조한 가축 분뇨 발효물을 첨가한 후 배양하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 물벼룩의 배양방법을 제공한다.
본 발명의 물벼룩의 배양방법에서, 상기 (a)단계의 가축 분뇨는 바람직하게는 돼지, 소, 닭, 오리, 말 및 개로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 가축의 분뇨일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
또한, 본 발명의 물벼룩의 배양방법에서, 상기 (a)단계의 제조한 가축 분뇨 발효물은 가축 분뇨에 함유된 중금속 함량이 감소하는 것을 특징으로 하는데, 상기 중금속은 납, 크롬, 구리, 니켈 및 아연으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 중금속일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
또한, 본 발명의 물벼룩의 배양방법에서, 상기 (a)단계의 유용 미생물은 티오바실러스 티오옥시던스(Thiobacillus thiooxidans), 바실러스 튜링겐시스(Bacillus thuringiensis), 바이셀라 시바리아(Weissella cibaria), 바이셀라 파라메센테로이드(Weissella paramesenteroides) 및 바실러스 아밀로리쿼파시엔스(Bacillus amyloliquefaciens)의 유용 미생물을 추가로 포함할 수 있는데, 상기 유용 미생물 배양액을 가축 분뇨에 첨가하여 발효시킬 경우, 가축 분뇨의 악취와 중금속을 보다 효과적으로 제거할 수 있을 뿐만 아니라, 단기간 가축 분뇨를 발효할 수 있었다.
또한, 본 발명의 물벼룩의 배양방법에서, 상기 (a)단계의 가축 분뇨 발효물은 보다 구체적으로는
(1) 락토바실러스 파라파라기니스(Lactobacillus parafarraginis), 락토바실러스 파라카제이(Lactobacillus paracasei), 락토바실러스 톨러란스(Lactobacillus tolerans), 락토바실러스 부츠네리(Lactobacillus buchneri), 락토바실러스 하르비넨시스(Lactobacillus harbinensis), 락토바실러스 페로렌스(Lactobacillus perolens), 락토바실러스 람노서스(Lactobacillus rhamnosus), 락토바실러스 벡시노스테르쿠스(Lactobacillus vaccinostercus), 아세토박터 로바니엔시스(Acetobacter lovaniensis), 아세토박터 페록시단스(Acetobacter peroxydans), 피키아 퍼멘탄스(Pichia fermentans), 칸디다 에탄올리카(Candida ethanolica) 및 사카로미콥시스 스코에니(Saccharomycopsis schoenii)로 이루어진 유용 미생물 혼합물을 배양하여 유용 미생물 배양액을 준비하는 단계;
(2) 가축 분뇨에 상기 (1)단계의 준비한 유용 미생물 배양액과 탄소원을 첨가한 후 발효하고 고액 분리하여 발효물을 얻는 단계; 및
(3) 가축 분뇨 15~25톤에 상기 (1)단계의 준비한 유용 미생물 배양액 16~24 L와 탄소원 12~18 kg을 첨가한 후 발효하고, 여기에 (1)단계의 준비한 유용 미생물 배양액을 16~24 L를 추가로 첨가하면서 4~6일 동안 발효하는 1차 발효과정을 거친 발효물에 상기 (1)단계의 준비한 유용 미생물 배양액 16~24 L, 상기 (2)단계의 고액 분리한 발효물 1.6~2.4톤과 탄소원 12~18 kg을 첨가하면서 7~10일 동안 2차 발효하는 1차 및 2차 발효과정을 2~3회 반복하는 단계를 포함할 수 있으며,
더욱 구체적으로는
(1) 락토바실러스 파라파라기니스(Lactobacillus parafarraginis), 락토바실러스 파라카제이(Lactobacillus paracasei), 락토바실러스 톨러란스(Lactobacillus tolerans), 락토바실러스 부츠네리(Lactobacillus buchneri), 락토바실러스 하르비넨시스(Lactobacillus harbinensis), 락토바실러스 페로렌스(Lactobacillus perolens), 락토바실러스 람노서스(Lactobacillus rhamnosus), 락토바실러스 벡시노스테르쿠스(Lactobacillus vaccinostercus), 아세토박터 로바니엔시스(Acetobacter lovaniensis), 아세토박터 페록시단스(Acetobacter peroxydans), 피키아 퍼멘탄스(Pichia fermentans), 칸디다 에탄올리카(Candida ethanolica) 및 사카로미콥시스 스코에니(Saccharomycopsis schoenii)로 이루어진 유용 미생물을 혼합한 후 23~35℃에서 92~140시간 동안 배양하여 1×106~8 CFU/ml 농도의 유용 미생물 배양액을 준비하는 단계;
(2) 가축 분뇨에 상기 (1)단계의 준비한 유용 미생물 배양액과 탄소원을 첨가한 후 25~37℃에서 25~35일 동안 발효하고 고액 분리하여 발효물을 얻는 단계; 및
(3) 가축 분뇨 15~25톤에 상기 (1)단계의 준비한 유용 미생물 배양액 16~24 L와 탄소원 12~18 kg을 첨가한 후 25~37℃에서 1~2일 동안 발효하고, 여기에 (1)단계의 준비한 유용 미생물 배양액 16~24 L를 1~2일에 한 번씩 첨가하면서 4~6일 동안 발효하는 1차 발효과정을 거친 발효물에 상기 (1)단계의 준비한 유용 미생물 배양액 16~24 L, 상기 (2)단계의 고액 분리한 발효물 1.6~2.4톤과 탄소원 12~18 kg을 1~2일에 한 번씩 첨가하면서 25~37℃에서 7~10일 동안 2차 발효하는 1차 및 2차 발효과정을 2~3회 반복하는 단계를 포함할 수 있으며,
가장 구체적으로는
(1) 락토바실러스 파라파라기니스(Lactobacillus parafarraginis), 락토바실러스 파라카제이(Lactobacillus paracasei), 락토바실러스 톨러란스(Lactobacillus tolerans), 락토바실러스 부츠네리(Lactobacillus buchneri), 락토바실러스 하르비넨시스(Lactobacillus harbinensis), 락토바실러스 페로렌스(Lactobacillus perolens), 락토바실러스 람노서스(Lactobacillus rhamnosus), 락토바실러스 벡시노스테르쿠스(Lactobacillus vaccinostercus), 아세토박터 로바니엔시스(Acetobacter lovaniensis), 아세토박터 페록시단스(Acetobacter peroxydans), 피키아 퍼멘탄스(Pichia fermentans), 칸디다 에탄올리카(Candida ethanolica) 및 사카로미콥시스 스코에니(Saccharomycopsis schoenii)로 이루어진 유용 미생물을 혼합한 후 25℃에서 120시간 동안 배양하여 1×107 CFU/ml 농도의 유용 미생물 배양액을 준비하는 단계;
(2) 가축 분뇨에 상기 (1)단계의 준비한 유용 미생물 배양액과 탄소원을 첨가한 후 25~37℃에서 25~35일 동안 발효하고 고액 분리하여 발효물을 얻는 단계; 및
(3) 가축 분뇨 20톤에 상기 (1)단계의 준비한 유용 미생물 배양액 20 L와 탄소원 15 kg을 첨가한 후 25~37℃에서 1일 동안 발효하고, 여기에 (1)단계의 준비한 유용 미생물 배양액 20 L를 1일에 한 번씩 첨가하면서 5일 동안 발효하는 1차 발효과정을 거친 발효물에 상기 (1)단계의 준비한 유용 미생물 배양액 20 L, 상기 (2)단계의 고액 분리한 발효물 2톤과 탄소원 15 kg을 1일에 한 번씩 첨가하면서 25~37℃에서 7~10일 동안 2차 발효하는 1차 및 2차 발효과정을 2~3회 반복하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명은 또한, 상기 방법으로 배양된 물벼룩을 포함하는 어류용 초기 사료를 제공한다.
본 발명의 어류용 초기 사료에서, 상기 어류는 광어, 농어, 돔, 우럭, 도다리, 장어, 메기, 미꾸라지, 동자개, 잉어, 고등어, 삼치, 임연수, 가자미, 열갱이, 도루묵, 명태, 대구, 꽁치, 청어, 정어리, 연어, 참치, 가다랭이, 멸치, 갈치, 조기 또는 새우일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
또한, 본 발명의 어류용 초기 사료에서, 본 발명의 어류용 초기 사료는 물벼룩에 추가로 어분, 새우분말, 귀뚜라미 분말 및 부형제를 추가로 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
본 발명은 또한, 가축 분뇨에 락토바실러스 파라파라기니스(Lactobacillus parafarraginis), 락토바실러스 파라카제이(Lactobacillus paracasei), 락토바실러스 톨러란스(Lactobacillus tolerans), 락토바실러스 부츠네리(Lactobacillus buchneri), 락토바실러스 하르비넨시스(Lactobacillus harbinensis), 락토바실러스 페로렌스(Lactobacillus perolens), 락토바실러스 람노서스(Lactobacillus rhamnosus), 락토바실러스 벡시노스테르쿠스(Lactobacillus vaccinostercus), 아세토박터 로바니엔시스(Acetobacter lovaniensis), 아세토박터 페록시단스(Acetobacter peroxydans), 피키아 퍼멘탄스(Pichia fermentans), 칸디다 에탄올리카(Candida ethanolica) 및 사카로미콥시스 스코에니(Saccharomycopsis schoenii)로 이루어진 유용 미생물 혼합물을 첨가한 후 발효하여 제조된 가축 분뇨 발효물을 유효성분으로 포함하는 물벼룩 배양용 사료 조성물을 제공한다.
본 발명의 물벼룩 배양용 사료 조성물에서, 상기 유용 미생물은 티오바실러스 티오옥시던스(Thiobacillus thiooxidans), 바실러스 튜링겐시스(Bacillus thuringiensis), 바이셀라 시바리아(Weissella cibaria), 바이셀라 파라메센테로이드(Weissella paramesenteroides) 및 바실러스 아밀로리쿼파시엔스(Bacillus amyloliquefaciens)를 추가로 포함할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예에 의해 상세히 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 제한되는 것은 아니다.
비교예 1: 유용 미생물 배양액 제조
락토바실러스 파라파라기니스(Lactobacillus parafarraginis), 락토바실러스 파라카제이(Lactobacillus paracasei), 락토바실러스 톨러란스(Lactobacillus tolerans), 락토바실러스 부츠네리(Lactobacillus buchneri), 락토바실러스 하르비넨시스(Lactobacillus harbinensis), 락토바실러스 페로렌스(Lactobacillus perolens), 락토바실러스 람노서스(Lactobacillus rhamnosus), 락토바실러스 벡시노스테르쿠스(Lactobacillus vaccinostercus), 아세토박터 로바니엔시스(Acetobacter lovaniensis), 아세토박터 페록시단스(Acetobacter peroxydans), 피키아 퍼멘탄스(Pichia fermentans), 칸디다 에탄올리카(Candida ethanolica) 및 사카로미콥시스 스코에니(Saccharomycopsis schoenii)의 유용 미생물을 혼합한 후 25℃에서 약 120시간 동안 배양하여 1×107 CFU/ml 농도의 미생물 배양액을 준비하였다.
제조예 1: 유용 미생물 배양액 제조
락토바실러스 파라파라기니스(Lactobacillus parafarraginis), 락토바실러스 파라카제이(Lactobacillus paracasei), 락토바실러스 톨러란스(Lactobacillus tolerans), 락토바실러스 부츠네리(Lactobacillus buchneri), 락토바실러스 하르비넨시스(Lactobacillus harbinensis), 락토바실러스 페로렌스(Lactobacillus perolens), 락토바실러스 람노서스(Lactobacillus rhamnosus), 락토바실러스 벡시노스테르쿠스(Lactobacillus vaccinostercus), 아세토박터 로바니엔시스(Acetobacter lovaniensis), 아세토박터 페록시단스(Acetobacter peroxydans), 피키아 퍼멘탄스(Pichia fermentans), 칸디다 에탄올리카(Candida ethanolica), 사카로미콥시스 스코에니(Saccharomycopsis schoenii), 티오바실러스 티오옥시던스(Thiobacillus thiooxidans), 바실러스 튜링겐시스(Bacillus thuringiensis), 바이셀라 시바리아(Weissella cibaria), 바이셀라 파라메센테로이드(Weissella paramesenteroides) 및 바실러스 아밀로리쿼파시엔스(Bacillus amyloliquefaciens)의 유용 미생물을 혼합한 후 25℃에서 약 120시간 동안 배양하여 1×107 CFU/ml 농도의 미생물 배양액을 준비하였다.
제조예 2: 유용 미생물 배양액을 이용한 가축 분뇨 발효물의 제조
(a) 가축 분뇨 20톤에 상기 제조예 1의 준비한 미생물 배양액 20 L와 감자전분 15 kg을 1일에 한번씩 첨가하면서 25~37℃에서 25~35일 동안 발효하고 고액 분리하여 발효물을 제조하였다.
(b) 가축 분뇨 20톤에 상기 제조예 1의 미생물 배양액 20 L와 탄소원 15 kg을 첨가한 후 25~37℃에서 1일 동안 발효하고, 여기에 제조예 1의 미생물 배양액 20 L를 1일에 한 번씩 첨가하면서 5일 동안 발효하는 1차 발효과정을 거친 발효물에 상기 제조예 1의 준비한 미생물 배양액 20 L, 상기 (a)단계의 제조한 발효물 2톤과 감자전분 15 kg을 1일에 한 번씩 첨가하면서 25~37℃에서 7~10일 동안 2차 발효하는 1차 및 2차 발효과정을 2~3회 반복하여 가축 분뇨 발효물을 제조하였다.
제조예 3: 물벼룩을 이용한 어류용 초기 사료 제조
상기 제조예 2의 가축 분뇨 발효물과 지하수를 1:100(v:v) 비율로 희석한 희석수에 물벼룩을 첨가하여 물벼룩을 배양하였다. 상기 배양한 물벼룩을 분말화한 물벼룩 분말 45 중량%, 어분 25 중량%, 새우분말 10 중량%, 귀뚜라미 분말 10 중량% 및 부형제 10 중량%를 혼합하여 어류용 초기 사료를 제조하였다.
실시예 1: 가축 분뇨의 악취 제거 효과
가축 분뇨에 유용 미생물 배양액(1×107 CFU/ml)을 100:3(w:v)의 비율로 혼합한 후 30℃에서 발효하면서 황화수소(H2S)의 가스 농도를 측정하였다. 유용 미생물 배양액 종류는 하기 표 1과 같이 미생물의 종류를 달리하여 배양한 것을 사용하였다.
유용 미생물 배양액 종류
균주 종류 비교예 1 비교예 2 비교예 3 제조예 1
Lactobacillus parafarraginis ○ ○ ○ ○
Lactobacillus paracasei ○ ○ ○ ○
Lactobacillus tolerans ○ ○ ○ ○
Lactobacillus buchneri ○ ○ ○ ○
Lactobacillus harbinensis ○ ○ ○ ○
Lactobacillus perolens ○ ○ ○ ○
Lactobacillus rhamnosus ○ ○ ○ ○
Lactobacillus vaccinostercus ○ ○ ○ ○
Acetobacter lovaniensis ○ ○ ○ ○
Acetobacter peroxydans ○ ○ ○ ○
Pichia fermentans ○ ○ ○ ○
Candida ethanolica ○ ○ ○ ○
Saccharomycopsis schoenii ○ ○ ○ ○
Thiobacillus thiooxidans - ○ ○ ○
Bacillus thuringiensis - ○ ○ ○
Weissella cibaria - - ○ ○
Weissella paramesenteroides - - - ○
Bacillus amyloliquefaciens - - ○ ○
그 결과, 초기 가축 분뇨의 황화수소 농도에 비해 발효기간이 길어질수록 황화수소 감소율이 증가하는 경향을 나타내었는데, 제조예 1의 유용 미생물 배양액을 이용한 발효 30일 차의 가축 분뇨는 황화수소 농도가 거의 남아있지 않음을 알 수 있었고, 따라서, 제조예 1의 유용 미생물 배양액을 이용하여 가축 분뇨에 처리하는 것이 가축 분뇨의 악취 가스 제거 효과가 더욱 우수함을 확인할 수 있었다(표 2).
돼지 분뇨의 악취 가스 제거 효과
발효기간 유용 미생물 배양액 종류 황화수소 감소율(%)

10일		 비교예 1 60.1
비교예 2 65.4
비교예 3 59.6
제조예 1 75.1

20일		 비교예 1 69.2
비교예 2 67.5
비교예 3 62.4
제조예 1 97.3

30일		 비교예 1 76.9
비교예 2 69.5
비교예 3 64.5
제조예 1 99.5
실시예 2: 가축 분뇨의 중금속 제거 효과
제조예 2의 방법으로 제조된 발효물과 제조예 2의 방법으로 제조하되 제조예 1의 유용 미생물을 사용하지 않고 표 1의 비교예 1의 유용 미생물 배양액을 이용하여 제조된 발효물(비교예 4), 비교예 2의 유용 미생물 배양액을 이용하여 제조된 발효물(비교예 5), 비교예 3의 유용 미생물 배양액을 이용하여 제조된 발효물(비교예 6)의 중금속 함량을 비교한 결과는 하기 표 3과 같다.
그 결과, 가축 분뇨에 비해 유용 미생물을 발효하여 제조된 발효물은 크롬, 구리, 니켈 및 아연 등과 같은 중금속 함량이 감소함을 확인할 수 있었고, 비교예들의 발효물에 비해 제조예 1의 유용 미생물을 이용하여 발효물(제조예 2)을 제조하는 것이 가축 분뇨 내 중금속 제거 효과가 우수함을 확인할 수 있었다.
가축 분뇨의 중금속 제거 효과
검사항목 규격기준 가축 분뇨 비교예 4 비교예 5 비교예 6 제조예 2
비소(㎎/kg) 5 이하 불검출 불검출 불검출 불검출 불검출
카드뮴(㎎/kg) 0.5 이하 불검출 불검출 불검출 불검출 불검출
수은(㎎/kg) 0.2 이하 불검출 불검출 불검출 불검출 불검출
납(㎎/kg) 15 이하 0.17 불검출 불검출 불검출 불검출
크롬(㎎/kg) 30 이하 7.24 1.77 2.54 1.86 1.42
구리(㎎/kg) 50 이하 16.40 12.03 8.96 11.20 0.37
니켈(㎎/kg) 5 이하 4.48 1.15 1.02 1.68 0.69
아연(㎎/kg) 130 이하 42.17 4.61 5.69 20.58 불검출
실시예 3: 물벼룩 배양
물벼룩(Daphnia pulex) 배양 시험은 온도 20±2℃로 유지하고, 조명은 500~1000 Lux이며, 16시간은 조명을 키고 8시간은 어두운 상태를 유지하여 배양실험을 실시하였다. 배양조에 물벼룩을 배양수 1 ml당 물벼룩 1 개체를 넣고 배양하였고, 먹이는 단세포 녹조류 세네데스무스 종(Scenedesmus sp.)을 1마리에 대하여 1일 1 ml(약 104 cells/ml) 제공하였다. 처리구는 지하수에서 배양한 대조군과 발효물과 지하수를 1:100(v:v) 비율로 희석한 희석수에 배양한 처리군으로 나누어 각각 배양하였다. 처리군은 제조예 2의 방법으로 제조된 발효물을 희석한 희석수에 배양한 처리군 1과 제조예 2의 방법으로 제조하되 제조예 1의 유용 미생물을 사용하지 않고 표 1의 비교예 1의 유용 미생물 배양액을 이용하여 제조된 발효물을 희석한 희석수에 배양한 처리군 2로 나누어 배양하였다. 15일 동안 배양 후에는 1 ml 피펫을 이용하여 1 ml 배양수 중 물벼룩 마릿수를 계수하여 배양 밀도를 계산하고, 계수는 5회 반복 실시하였다.
물벼룩 배양 밀도
구분 최초 접종 밀도(개체/ml) 배양 밀도(개체/ml)
대조군 1 13
처리군 1 1 102
처리군 2 1 34
그 결과, 상기 표 4에 기재된 바와 같이, 대조군에 비해 발효물을 이용하여 배양할 경우 배양 밀도가 약 3배~8배 정도 증가하였고, 그 중 처리군 1이 가장 높은 물벼룩 배양 효과를 보임을 확인할 수 있었다.

Claims (5)

  1. (a) 락토바실러스 파라파라기니스(Lactobacillus parafarraginis), 락토바실러스 파라카제이(Lactobacillus paracasei), 락토바실러스 톨러란스(Lactobacillus tolerans), 락토바실러스 부츠네리(Lactobacillus buchneri), 락토바실러스 하르비넨시스(Lactobacillus harbinensis), 락토바실러스 페로렌스(Lactobacillus perolens), 락토바실러스 람노서스(Lactobacillus rhamnosus), 락토바실러스 벡시노스테르쿠스(Lactobacillus vaccinostercus), 아세토박터 로바니엔시스(Acetobacter lovaniensis), 아세토박터 페록시단스(Acetobacter peroxydans), 피키아 퍼멘탄스(Pichia fermentans), 칸디다 에탄올리카(Candida ethanolica) 및 사카로미콥시스 스코에니(Saccharomycopsis schoenii)로 이루어진 유용 미생물 혼합물을 배양하여 유용 미생물 배양액을 준비하는 단계;
    (b) 가축 분뇨에 상기 (a)단계의 준비한 유용 미생물 배양액과 탄소원을 첨가한 후 발효하고 고액 분리하여 발효물을 얻는 단계;
    (c) 가축 분뇨 15~25톤에 상기 (a)단계의 준비한 유용 미생물 배양액 16~24 L와 탄소원 12~18 kg을 첨가한 후 발효하고, 여기에 (a)단계의 준비한 유용 미생물 배양액을 16~24 L를 추가로 첨가하면서 4~6일 동안 발효하는 1차 발효과정을 거친 발효물에 상기 (a)단계의 준비한 유용 미생물 배양액 16~24 L, 상기 (b)단계의 고액 분리한 발효물 1.6~2.4톤과 탄소원 12~18 kg을 첨가하면서 7~10일 동안 2차 발효하는 1차 및 2차 발효과정을 2~3회 반복하여 가축 분뇨 발효물을 제조하는 단계; 및
    (d) 물벼룩이 포함된 배양수에 상기 (c)단계의 제조한 가축 분뇨 발효물을 첨가한 후 배양하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 물벼룩의 배양방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 (a)단계의 유용 미생물은 티오바실러스 티오옥시던스(Thiobacillus thiooxidans), 바실러스 튜링겐시스(Bacillus thuringiensis), 바이셀라 시바리아(Weissella cibaria), 바이셀라 파라메센테로이드(Weissella paramesenteroides) 및 바실러스 아밀로리쿼파시엔스(Bacillus amyloliquefaciens)를 추가로 포함하는 것을 특징으로 물벼룩의 배양방법.
  3. 삭제
  4. 가축 분뇨에 락토바실러스 파라파라기니스(Lactobacillus parafarraginis), 락토바실러스 파라카제이(Lactobacillus paracasei), 락토바실러스 톨러란스(Lactobacillus tolerans), 락토바실러스 부츠네리(Lactobacillus buchneri), 락토바실러스 하르비넨시스(Lactobacillus harbinensis), 락토바실러스 페로렌스(Lactobacillus perolens), 락토바실러스 람노서스(Lactobacillus rhamnosus), 락토바실러스 벡시노스테르쿠스(Lactobacillus vaccinostercus), 아세토박터 로바니엔시스(Acetobacter lovaniensis), 아세토박터 페록시단스(Acetobacter peroxydans), 피키아 퍼멘탄스(Pichia fermentans), 칸디다 에탄올리카(Candida ethanolica), 사카로미콥시스 스코에니(Saccharomycopsis schoenii), 티오바실러스 티오옥시던스(Thiobacillus thiooxidans), 바실러스 튜링겐시스(Bacillus thuringiensis), 바이셀라 시바리아(Weissella cibaria), 바이셀라 파라메센테로이드(Weissella paramesenteroides) 및 바실러스 아밀로리쿼파시엔스(Bacillus amyloliquefaciens)로 이루어진 유용 미생물 혼합물과 탄소원을 첨가한 후 발효하고 고액 분리하여 발효물을 얻고, 가축 분뇨 15~25톤에 상기 유용 미생물 혼합물 16~24 L와 탄소원 12~18 kg을 첨가하여 발효한 후, 상기 유용 미생물 혼합물을 16~24 L를 추가로 첨가하면서 4~6일 동안 발효하는 1차 발효과정을 거친 발효물에 상기 유용 미생물 혼합물 16~24 L와 상기 고액 분리한 발효물 1.6~2.4톤과 탄소원 12~18 kg을 첨가하면서 7~10일 동안 2차 발효하는 1차 및 2차 발효과정을 2~3회 반복하여 제조된 가축 분뇨 발효물을 포함하는 물벼룩 배양용 사료 조성물.
  5. 삭제
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