KR101805174B1 - 알로에 감압추출물을 이용한 돼지사료 첨가제 제조방법 - Google Patents
알로에 감압추출물을 이용한 돼지사료 첨가제 제조방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 알로에 감압추출물을 이용한 돼지사료 첨가제 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 알로에 감압추출물을 이용하여 다양한 생리활성효과를 나타내는 첨가제를 제조하고, 장내유해세균의 증식을 억제하여 돼지의 설사를 감소시키는데 도움을 줄 수 있는 알로에 감압추출물을 이용한 돼지사료 첨가제 제조방법에 관한 것이다.
본 발명은 알로에를 은나노수에 세척하여 선별하는 준비단계; 상기 준비단계를 거친 알로에를 파쇄기에 의해 파쇄하는 파쇄단계; 파쇄된 알로에를 감압추출장치를 이용하여 상온에서 감압추출하는 감압추출단계; 상기 감압추출단계를 통해 얻어진 알로에 추출물과 정제수, 말분, 소맥피를 교반한 후, 프로바이오틱스를 첨가하여 접종하는 교반단계; 상기 교반단계를 거친 교반물을 배양기에 넣어 배양하여 돼지사료 첨가재를 완성하는 사료 첨가제 완성단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 알로에를 은나노수에 세척하여 선별하는 준비단계; 상기 준비단계를 거친 알로에를 파쇄기에 의해 파쇄하는 파쇄단계; 파쇄된 알로에를 감압추출장치를 이용하여 상온에서 감압추출하는 감압추출단계; 상기 감압추출단계를 통해 얻어진 알로에 추출물과 정제수, 말분, 소맥피를 교반한 후, 프로바이오틱스를 첨가하여 접종하는 교반단계; 상기 교반단계를 거친 교반물을 배양기에 넣어 배양하여 돼지사료 첨가재를 완성하는 사료 첨가제 완성단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 알로에 감압추출물을 이용한 돼지사료 첨가제 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 알로에 감압추출물을 이용하여 다양한 생리활성효과를 나타내는 첨가제를 제조하고, 장내유해세균의 증식을 억제하여 돼지의 설사를 감소시키는데 도움을 줄 수 있는 알로에 감압추출물을 이용한 돼지사료 첨가제 제조방법에 관한 것이다.
오늘날 양계장, 양돈장, 소축사가 현대화, 산업화, 대형화됨에 따라 자가 사료보다는 사료공장에서 제조된 배합사료를 가축사료로 이용하고 있으며, 배합사료 외에 가축의 면역력 증가, 질병 예방, 증체 효과를 위하여 별도의 사료첨가제가 혼합된다.
종래 사료첨가제로는 클로르테트라싸이클린, 옥시테트라싸이클린4급암모늄 등의 테트라싸이클린계 항생제, 설파계 항생제 등의 각종 화학적 항생제들이 주로 이용되었는데, 이들 화학적 항생제는 가축 체내에 잔류하므로, 이를 섭취하는 인체에도 간접적으로 축적되어 건강을 위협하게 된다.
이러한 이유로 선진국에서는 가축사료용 항생제의 사용을 엄격히 제한하고 있으며, 질병치료를 목적으로 사용하고있는 항생제를 제외한 질병예방 및 성장촉진 등의 목적으로 사용하는 항생제의 사용을 금지시키는 추세에 있다.
따라서, 선진국에서는 사료첨가용 항생물질 대체재의 개발에 박차를 가하고 있으며, 항생제를 사용하지 않는 방향으로 전화하고 있다.
국내에서도 기존의 사료첨가용 항생제를 대체하기 위해 많은 연구가 수행 되고 있으며, 이러한 항생제 대체제로는 꿀벌 밀랍에서 채취한 프로폴리스 효모 추출물인 베타 글루칸이나, 계란에 항원을 주입해 만든 면역항체(IGY)등이 항균력 또는 면역증강제로 알려져 있으나 가격이 고가이므로 생산비를 감안하면 그 사용에 어려움이 있는 실정이다.
대한민국 특허공개 제10-2005-0078620호는 백반 또는 명반과, 어성초를 함유하는 사료첨가제를 개시하고 있다.
대한민국 특허공개 제10-2011-0103080호는 감발효 추출물, 생강, 대두박 및 밀기울, 미강, 탈지강으로 이루어지는 군에서 선택되는 부형제를 포함하는 사료첨가제를 개시하고 있다.
대한민국 특허등록 제10-0850263호 및 제10-0872134호는 황백, 황련, 황금, 황정, 황기, 산치자, 진피를 분쇄하여 제조된 사료첨가제를 개시하고 있다.
본 발명은 상기한 실정을 감안하여 창안된 것으로, 본 발명의 목적은 감압추출공법에 의해 얻어진 고순도의 알로에 감압추출물을 이용하여 다양한 생리활성효과를 나타내는 사료 첨가제를 제조하고, 장내유해세균의 증식을 억제하여 돼지의 설사를 감소시킴으로써 가축의 건강증진에 도움를 줄 수 있는 알로에 감압추출물을 이용한 돼지사료 첨가제 제조방법을 제공하는 데 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은 알로에를 은나노수에 세척하여 선별하는 준비단계; 상기 준비단계를 거친 알로에를 파쇄기에 의해 파쇄하는 파쇄단계; 파쇄된 알로에를 감압추출장치를 이용하여 상온에서 감압추출하는 감압추출단계; 상기 감압추출단계를 통해 얻어진 알로에 추출물과 정제수, 말분, 소맥피를 교반한 후, 프로바이오틱스를 첨가하여 접종하는 교반단계; 상기 교반단계를 거친 교반물을 배양기에 넣어 배양하여 돼지사료 첨가재를 완성하는 사료 첨가제 완성단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 교반단계에서는 알로에 추출물 25~30중량부, 정제수 3~5중량부, 말분 30~45중량부, 소맥피 15~20중량부를 교반기에 넣고 교반한 후, 프로바이오틱스 3~5중량부 첨가하여 접종하고, 상기 프로바이오틱스는 락토바실러스 카세이(Lactobacillus casei), 락토바실러스 플란타룸(Latobacillus plantarum), 바실러스 서브틸러스(Bacillus subtillus), 사카로미세스 세레비시애(Saccharomyces cerevisiae), 니토로소모나스(Nitrosomonas), 니트로박터(Nitrobacter)로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나의 균주인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 완성단계에서는, 상기 교반단계를 거친 교반물을 배양기에 넣어 30~40℃의 온도에서 48~50시간 배양하고, 상기 감압추출단계에서는, 감압추출장치의 내부 산소를 제거하면서 질소가스를 충진(Purge with Nitrozen gas)하고, 0.568atm(0.587kg/cm2)의 진공압을 제공하여 60℃에서 비등점을 갖추는 조건를 갖도록 한다.
본 발명에 따르면 감압추출공법에 의해 얻어진 고순도의 알로에 감압추출물에 프로바이오틱스균을 배양하여 사료 첨가제를 제조하고, 이러한 사료 첨가제를 먹게되는 돼지의 장내유해세균의 증식을 억제함으로써 설사빈도를 감소시켜 가축의 건강증진에 도움을 줄 수 있게 된다.
도 1은 본 발명에 따른 알로에 감압추출물을 이용한 돼지사료 첨가제 제조방법을 나타낸 공정도,
도 2는 본 발명에 사용되는 파쇄기의 일 실시예를 나타낸 상태도.
도 2는 본 발명에 사용되는 파쇄기의 일 실시예를 나타낸 상태도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 알로에 감압추출물을 이용한 돼지사료 첨가제 제조방법을 상세히 설명한다. 이에 앞서 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략될 것이다.
또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 설정된 용어들로서 이 용어들은 제조자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있을 것이다.
본 발명에 첨가제는 돼지의 사육률을 향상시키기 위하여 배합사료 등의 가축용 사료에 첨가제로서 소량 혼합되어 돼지에 급여된다.
도 1은 본 발명에 따른 알로에 감압추출물을 이용한 돼지사료 첨가제 제조방법을 나타낸 순서도이다.
상기 도 1에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 알로에 감압추출물을 이용한 돼지사료 첨가제 제조방법은 준비단계(S10), 파쇄단계(S20), 감압추출단계(S30), 교반단계(S40), 완성단계(S50)를 포함하여 구성된다.
상기의 제조공정을 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.
1. 준비단계(S10)
알로에를 세척하고, 선별하는 단계로,
알로에를 정제수나 은나노수에 세척하고, 선별한 후 흠집이나 상처가 난 부위를 제거한다.
이때, 상기 세척과정에서 사용되는 은나노수는 알로에의 표면에 있는 이물질을 제거할 뿐만 아니라 잔존하는 미생물을 살균하기 위함이다.
2. 파쇄단계(S20)
상기 준비단계에서 준비된 알로에를 파쇄기에 의해 파쇄하는 단계로,
상기 파쇄기(100)는 도 2에 도시된 바와 같이 알로에 유입을 위한 제1이송부(110)와 파쇄된 알로에의 배출을 위한 제2이송부(120)가 연통되게 설치된다.
상기 파쇄기(100)는 알로에를 잘게 분쇄하기 위해 투입수단(130), 파쇄수단(150)을 구비한다. 그리고, 상기 파쇄수단(150)을 통해 배출되는 파쇄된 알로에를 저장하여 이송하기 위해 배출수단(170)이 구비된다.
상기 투입수단(130)은 제1이송부(110)를 통해 알로에가 공급되는 곳이다. 따라서, 알로에를 직접 투입수단(130)에 투입하여 파쇄된 알로에를 추출할 수 있으나, 알로에가 외부와 접촉되어 오염되지 않도록 투입수단(130)은 제1이송부(110)의 타단과 결합되는 것이 바람직하다.
상기 파쇄수단(150)에는 스크류(152)가 내장되어 알로에를 파쇄시키고 이를 배출수단(170)방향으로 이동시키고, 상기 파쇄수단(150)은 몸통부(151), 구동부(153) 및 안내부(155)를 구비한다.
상기 배출수단(170)은 상기 파쇄수단(150)과 연통되고, 파쇄수단(150)을 통해 배출되는 알로에가 저장된다. 이러한 배출수단(170)은 제2이송부(120)와 일단이 연결되므로, 배출수단(170)에 저장된 과육은 제2이송부(120)에 의해 이동된다.
상기 투입수단(130)은 상하부가 개방되며, 상부에서 하부로 갈수록 개방된 부분이 줄어드는 형상을 갖는다. 이러한 형상에 의해 투입수단(130)으로 많은 알로에가 투입되면, 순차적으로 하부의 개방된 부분으로 이동된다. 이러한 형상은 스크류(152)의 파쇄 속도에 따라 투입되는 알로에의 용량을 달리하도록 설계할 수 있다.
상기와 같이 구성된 파쇄기를 통해 알로에를 파쇄하게 되면, 상기 투입수단(130)으로 투입된 알로에가 몸통부(151)로 이동되면 스크류(152)에 의해 파쇄되면서 안내부(155)로 이동되어 그 안내부의 안내에 의해 배출수단(170)으로 안내된다. 배출수단(170)은 제2이송부(120)와 연결되고, 제2이송부(120)는 배출수단(170)에 저장되는 과육을 다음단계로 이동시킨다.
상기와 같이 구성된 파쇄기를 이용하여 알로에를 파쇄하게 되면 짧은 시간내에 손쉽게 알로에를 파쇄할 수 있게 된다.
3. 감압추출단계(S30)
파쇄기에 의해 파쇄된 알로에를 감압추출장치를 이용하여 상온에서 감압추출하는 단계로,
감압추출장치의 탱크 내부의 산소를 제거하면서 질소가스를 충진(Purge with Nitrozen gas)하고, 0.568atm(0.587kg/cm2)의 진공압을 제공하여 60℃에서 비등점을 갖추는 조건를 갖도록 한다.
질소은 주로 상온에서 이원자 분자를 이루고 있는 냄새, 색깔, 맛이 없는 기체의 형태로 존재한다. 녹는점은 -210℃, 끓는점은 -195.79℃이다. 임계 온도는 -147.1℃이며 임계 압력은 33.5atm이다. 0℃, 1atm에서 밀도는 1.25057g/L이다. 고체 상태의 질소는 육방정계 형태의 결정이다. 또한, 질소는 무극성분자로서 물에는 약간 녹고, 용해도는 온도가 증가할수록 감소하며, 알코올에 약간 녹지만 다른 용매에는 녹지 않는 경우가 대부분이다.
여기서, 상기 산소를 제거하고 질소가스를 충진하는 이유는 탱크내의 산소는 보일링(boilling)시 팽창율이 3배이상 발생하여 알로에의 추출과정에서 대단히 많은 기포발생을 유도하게 되고, 이러한 기포상태의 결정체는 불포화상태 및 불안정한 물성이므로 정제된 알로에 추출물을 구하기 위하는데 많은 시간이 소요된다.
따라서, 감압추출시 상기한 성질을 갖는 질소를 이용하면 산소와의 융합조건 때보다 끓는 조건이 더욱 안정적인 정제된 알로에 추출물을 얻을 수 있으며, 보일링시 버블(bubbling)을 최대한 낮은 위치에서 냉각시켜 고순도의 알로에 추출물을 얻을 수 있게 된다.
이와 같이 본원 발명에서는 감압추출장치를 이용하여 고순도의 알로에 추출물을 얻을 수 있게 된다.
즉, 열수추출하여 증탕으로 알로에 추출물을 얻는 경우 알로에의 고유물성이 파괴되어 고순도의 알로에 추출물을 얻을 수 없는 문제가 있으므로 상기에 기재된 조건을 갖는 감압추출장치를 이용하여 고순도의 알로에 추출물을 얻을 수 있게 되는 것이다.
4. 교반단계(S40)
상기 감압추출단계를 통해 얻어진 알로에 추출물과 정제수, 말분, 소맥피를교반하고, 프로바이오틱스를 첨가하여 접종하는 것으로,
알로에 추출물 25~30중량부, 정제수 3~5중량부, 말분 30~40중량부, 소맥피 15~20중량부를 교반기에 넣고 교반한 후, 프로바이오틱스 3~5중량부를 첨가하여 접종하는 것이다.
여기서, 상기 프로바이오틱스균은 락토바실러스 카세이(Lactobacillus casei), 락토바실러스 플란타룸(Latobacillus plantarum), 바실러스 서브틸러스(Bacillus subtillus), 사카로미세스 세레비시애(Saccharomyces cerevisiae), 니토로소모나스(Nitrosomonas), 니트로박터(Nitrobacter)로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나의 균주인 것이 바람직할 것이다.
5. 완성단계(S50)
상기 교반단계를 거친 교반물을 배양기에 넣어 배양하여 돼지사료 첨가제를 완성하는 것으로, 이때에는 배양기의 내부온도를 30~40℃의 온도로 하여 48~50시간 배양하는 것이 바람직할 것이다.
상기와 같은 단계를 통해 완성된 돼지사료 첨가제를 일반사료와 혼합하는 경우, 첨가제와 일반사료의 혼합물의 습도가 10~13%가 되도록 건조발효하는 것이 바람직하며, 일반사료 100중량부 대비 본 발명에 의해 제조된 돼지사료 첨가제를 10중량부 혼합하는 것이 바람직할 것이다.
<실시예>
- 알로에 감압추출물을 이용한 돼지사료 첨가제가 혼합된 사료의 제조 -
알로에를 은나노수에 세척하여 표면에 잔존하는 이물질과 미생물을 살균한 후, 파쇄기에 넣어 파쇄하여 겔 상태의 파쇄 알로에를 얻었다. 감압추출장치 내부의 산소를 제거하면서 질소가스를 충진하여 0.568atm(0.587kg/cm2)의 진공압을 갖도록 하여 파쇄된 알로에를 60℃에서 감압추출하였다. 감압추출된 알로에 추출물 300g, 정제수 50mL, 말분 400g, 소맥피 200g을 혼합 교반한 후, 프로바이오틱스균 30g을 첨가하여 접종하였다. 이후 배양기의 내부온도를 40℃의 온도로 하여 50시간 배양하여 돼지사료 첨가제를 제조하였다.
<실험예>
평균체중 45~60kg인 비육돈을 대조구와 급여구 각각 60마리를 선정하여 45일간 키우면서 설사예방효과를 검증하였다.
급여구에 속한 비육돈에 대하여 일반사료 1kg 대비 상기 제조한 돼지사료 첨가제 100g를 배합한 사료를 급여하였다. 사료를 급여한 다음, 설사 발생빈도를 측정하였다. 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
| 대조구 | 급여구 | |
| 설사 발생 빈도(%) | 30 | 10 |
상기 표 1에서 살핀 바와 같이, 대조구는 30%의 설사발생율을 보인 반면에 급여구는 10%의 설사 발생율을 나타내었다. 따라서, 본 발명에 의해 제조된 돼지사료 첨가제가 혼합된 사료를 지속적으로 첨가할 경우 돼지의 설사를 예방하는데 효과적일 것임을 알 수 있다.
또한, 본 발명에 의해 제조된 돼지사료 첨가제의 추출물을 0mg/ml, 5mg/ml, 10mg/ml 농도로 병원성 미생물 4종인 메티실린 내성 스타필로코쿠스 아우레우스(Methicillin-resistant Staphylococcus aureus), 스타필로코쿠스 아우레우스(Staphylococcus aureu)KCTC 1916, 대장균(Escherichia coli) 0157 ATCC 43894, 살모넬라 티피뮤리움(Salmonella typhimurkum)KCTC 1925의 공시 균주에 처리한 후, 37℃에서 24시간 배양한 후 TSA 평판배지로서 생균수를 희석법에 의해 CFU/ml를 측정하였다.
아래 표 2에 본 발명에 의해 제조된 돼지사료 첨가제의 추출물에 의한 공시 균주들의 생균수 변화를 나타내었고, 이를 기초로 하여 각 공시 균주에 처리된 시료의 농도에 따른 저해율을 아래의 표 3에 나타내었다.
표 3에 나타난 바와 같이 메티실린 내성 아우레우스 균주에서의 추출물의 농도에 따른 저해율은 미첨가시 보다 5mg 첨가시 35%, 10mg 첨가시 86%의 저해율을 보였다. 그러나 스타필로코쿠스 아우레우스 균주는 미첨가시 보다 5mg첨가시 63%, 10mg 첨가시 100%의 저해율을 보여 메티실린 내성 균부보다 강력한 항균 활성효과를 나타냄을 알 수 있다.
또한, 대장균 0157균의 생균수 변화를 관찰하면 5mg, 10mg 첨가시 각각 52%, 74%의 저해율을 보였으며, 살모넬라 티피뮤리움(S. typhimurkum)의 저해율은 각각 61%, 76%의 성장 저해 효과를 보였다.
| 균 주 |
생균수(CFU/ml) | ||
| 시료농도 | |||
| 0mg/ml | 5mg/ml | 10mg/ml | |
| Methicillin-resistant Staphylococcus aureus | 2.1×108 | 1.5×105 | 3.1×101 |
| Staphylococcus aureu KCTC 1916 |
1.8×108 | 2.1×103 | - |
| Escherichia coli 0157 ATCC 43894 |
2.3×108 | 3.5×103 | 2.9×102 |
| Salmonella typhimurkum KCTC 1925 |
1.1×108 | 5.9×103 | 1.2×102 |
| 균 주 |
병원성 미생물 성장저해율(%) | |
| 시료농도 | ||
| 5mg/ml | 10mg/ml | |
| Methicillin-resistant Staphylococcus aureus | 35 | 86 |
| Staphylococcus aureu KCTC 1916 |
63 | 100 |
| Escherichia coli 0157 ATCC 43894 |
52 | 74 |
| Salmonella typhimurkum KCTC 1925 |
61 | 76 |
이상의 실험예에서 알 수 있는 바와 같이 본 발명에 따른 알로에 감압추출물을 이용한 돼지사료 첨가제는 병원성 미생물에 대한 항균활성을 보이므로 돼지 사료 첨가제로 사용시 항생제 대체 효과가 있는 것으로 보인다.
100: 파쇄기 110: 제1이송부
120: 제2이송부 130: 투입수단
150: 파쇄수단 170: 배출수단
120: 제2이송부 130: 투입수단
150: 파쇄수단 170: 배출수단
Claims (5)
- 알로에를 은나노수에 세척하여 선별하는 준비단계;
상기 준비단계를 거친 알로에를 파쇄기에 의해 파쇄하는 파쇄단계;
파쇄된 알로에를 감압추출장치를 이용하여 상온에서 감압추출하되 상기 감압추출장치의 내부 산소를 제거하면서 질소가스를 충진(Purge with Nitrozen gas)하고, 0.568atm(0.587kg/cm2)의 진공압을 제공하여 60℃에서 비등점을 갖추는 조건를 갖도록 하여 파쇄된 알로에를 감압추출하는 감압추출단계;
상기 감압추출단계를 통해 얻어진 알로에 추출물 25~30중량부와 정제수 3~5중량부, 말분 30~45중량부, 소맥피 15~20중량부를 교반기에 넣고 교반한 후, 프로바이오틱스 3~5중량부 첨가하여 접종하는 교반단계;
상기 교반단계를 거친 교반물을 배양기에 넣어 30~40℃의 온도에서 48~50시간 배양하여 돼지사료 첨가재를 완성하는 사료 첨가제 완성단계;를 포함하여 구성되고,
상기 프로바이오틱스는 락토바실러스 카세이(Lactobacillus casei), 락토바실러스 플란타룸(Latobacillus plantarum), 바실러스 서브틸러스(Bacillus subtillus), 사카로미세스 세레비시애(Saccharomyces cerevisiae), 니토로소모나스(Nitrosomonas), 니트로박터(Nitrobacter)로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나의 균주인 것을 특징으로 하는 알로에 감압추출물을 이용한 돼지사료 첨가제 제조방법. - 삭제
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