KR101850530B1 - 어패류의 마취 방법 및 장치 - Google Patents
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Abstract
[과제] 마취 효과가 발휘되는 고농도의 이산화탄소를 포함한 수중 환경하에 있어서 안전하고 실용적인 간편함을 가지고 어패류에 장시간의 마취를 실시한다.
[해결수단] 기체 산소를 포함한 미세 기포를 어패류의 아가미 상피 세포막 표면에 접촉시킴으로써, [수중 용존 산소 분압] - [아가미의 모세 혈관 내의 용존 산소 분압]의 분압차를 초과한 [기체 산소 분압] - [아가미의 모세 혈관 내의 용존 산소 분압]의 분압차를 만들어 아가미 박판 모세 혈관으로 섭취되는 산소량을 현저히 증가시킨다. 이에 따라, 마취에 의해 억제된 자발 호흡 운동하에서 발생하는 호흡 부전을 회피하고, 통상 어패류을 취급하는 수온(20℃ 전후)하에서의 장시간 이산화탄소 마취가 가능하게 하였다.
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Description
본 발명은 어패류에 마취 효과를 가지는 고농도 이산화탄소를 포함한 수중에서 기체 산소를 포함한 미세 기포로 어패류에 산소를 공급함으로써 장시간의 마취를 실시하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
종래 물고기의 양식 현장 등에서는 질병 예방을 위한 백신 접종, 자주복(tiger puffer)의 서로 물어뜯음 방지를 위한 이를 악물게 하는 등의 장면에서 어체의 손상 및 마모를 방지하기 위한 작업 중인 물고기의 진정화의 필요로 마취약이 사용되고 있다. 현재 식품 첨가물의 일종인 오이게놀(4-알릴-2-메톡시 페놀)을 주성분으로 하는 마취약이 동물용 의약품으로서 승인을 받아 판매되고 있으며(상품명 : FA100), 물고기의 마취약으로 사용되고 있다. 그러나 양식 현장 등에서 사용한 경우 사용된 마취액은 그대로 해양이나 하천에 투기 되기 때문에 환경 보전의 관점에서 바람직하지 않다. 또한 식품의 안전에 대한 소비자의 관심이 높아짐에 따라 양식 물고기의 체내에 잔류할 우려가 있는 마취약의 사용이 꺼려지게 되어 온 것, 또한 일본의 농림 수산성은 어패류를 어획하기 전의 7일간은 마취약의 사용을 금지하는 지도를 하는 등, 어패류의 진정화를 위해서 마취약을 사용할 수 있는 경우는 좁아지고 있다.
마취약을 사용하지 않는 물고기의 마취 방법으로는 수중에 용존시킨 이산화탄소에 의한 단시간 마취 기술이 종래부터 알려져 있으며, 최근에는 탄산수소나트륨과 숙신산과 고형화 촉진제를 주원료로 하고 식품 첨가물로서 공인되어 있는 원료만으로 만든 고형 탄산 가스 발포제로 이루어진 어류용 마취제가 개발되어 있다(특허문헌 1 참조). 또한, 특허문헌 2에는 물고기의 냉온 처리와 병용하여 탄산 가스 분압을 55~95mmHg로 조절한 수조 내에서 활어를 장시간 마취 상태로 유지하는 기술이 개시되어 있다. 또한, 특허문헌 3에는 활 오징어를 빙온 상태의 저온 상태로 보관 운반하기 위한 빙온 해수 냉각 장치가 개시되어 있다.
장시간 마취 방법에 관해서는 활어 수송으로의 적용 등 넓은 용도로의 응용이 수산 관계자로부터 기대되면서도 종래의 장시간 마취 방법에 있어서는 모든 활어차의 수온을 낮추는 방법을 기본으로 하고 있으며, 냉각 수조를 구비한 활어차에 의한 활어 수송 방법은 특수 차량 설비의 비용 부담과 어종별 저온 생리 특성의 불확실성에 의한 운송중의 폐사의 위험을 피할 수 없어서 실용적인 마취 방법으로서 폭넓게 활용할 수 없다는 문제점이 있다.
이산화탄소는 육생 생물에게도 수생 생물에게도 마취 효과를 가지는 것으로 오래전부터 알려져 있으며, 어떠한 유해 물질도 생체 내에 남겨두지 않는다는 점에서 식품 소재가 되는 생물에 대한 마취 방법으로서는 이상적인 마취 방법이라고 할 수 있다. 그러나 수생 생물에 대해서 마취 효과를 얻으려고 하는 경우, 극히 단시간 안에 호흡 부전에 의한 급사를 일으키기에 질병 예방을 위한 백신 접종이나 서로 물어뜯음 방지를 위한 자주복(tiger puffer)의 이를 악물게 하는 등 한정된 용도로 사용하는 단시간 마취 방법이라고 생각되어 왔다(예를 들면, 비특허문헌 1 참조). 한편, 어패류의 유통에 관련된 사람의 일반적인 인식으로서 어패류로의 산소 공급은 용존 산소(D0)가 포화 내지 그에 가까운 상태가 유지되고 있는 것으로 충분하고, 마취하에서조차 포화 용존 산소하에 있으면 산소 결핍은 없다고 믿어지고 있다. 그렇지만 이 인식은 오류이며, 이산화탄소에 의한 어패류의 장시간 마취가 오늘날까지 성공하지 않은 것은 이 잘못된 인식에 기인하고 있다.
어패류를 취급하는 수온(20℃전후)하에서 이산화탄소에 의한 마취를 어패류(아가미 호흡을 하는 수생 생물)에 실시하는 경우, 마취에 의해 저하된 아가미 호흡기 운동 때문에 [수중 용존 산소 분압] - [아가미의 모세 혈관 내의 용존 산소 분압] 사이에서 행해지는 산소의 확산 이동 속도는 감소하고, 아가미 박판 모세 혈관으로 섭취되는 산소량은 저하된다. 그 정도에 따라서는 만일 어패류의 개체가 포화 용존 산소의 수중에 놓여져 있던 경우에도 아가미에서 흡수되는 산소량이 개체의 산소 수요량을 충족시킬 수 없는 상태로 빠지는 것이 추론된다. 실제 어패류의 이산화탄소 마취의 사례에서도 에어레이션(aeration)을 실시하면서 포화 용존 산소 수중에서의 어패류에 이산화탄소를 이용하여 마취를 실시한 경우도 분 단위의 극히 단시간에 전체 개체가 호흡을 정지하고 예외없이 급사한다고 하는 사실은 이 추론의 올바름을 증명하고 있다. 그러면 이산화탄소 마취하에서의 어패류의 호흡 부전을 방지하기 위해서는 개체의 산소 수요 자체를 낮추거나 혹은 포화 용존 산소수를 초과하는 산소 환경을 실현하거나 하는 다른 방법밖에 없게 된다.
개체의 산소 수요 자체를 낮추는 방법으로서 인공동면 유도 방법(특허문헌 4 참조) 혹은 저온하에서의 한랭 탄산가스 마취 방법(비특허문헌 2 참조), 또한 마취 장치를 사용한 것보다 정밀한 저온 마취 방법(특허문헌 2 참조) 등이 있다. 그러나 이들의 저온 마취 방법은 어패류를 급사시키는 일 없이 저온하(50℃ 이하)에 순화 시키기 위해서는 하루 종일 시간을 필요로 하고, 또한 환경수마다 온도를 저하시키기 위해서는 대규모 장치와 많은 전력 소비를 피할 수 없기 때문에 마취 방법으로서의 실용적 용도는 극히 한정된다.
한편, 통상의 어패류를 취급하는 수온(20℃ 전후)하에서 이산화탄소에 의한 마취를 어패류에 실시하는 경우에는 비록 충분한 농도의 용존 산소를 포함한 마취용 탄산수를 미리 제조한 후 일정 농도의 용존 탄산 가스 및 용존 산소를 포함한 신선한 마취용 탄산수를 상시 마취용 수조에 공급하는 장치(특허문헌 2 참조)를 사용하더라도 최대 20분간 정도의 단시간 마취만 가능하게 된다. 마취하에서는 포화 용존 산소의 수중에 있어도 아가미에서 흡수되는 산소양은 어패류 개체의 산소 수요량을 충족시킬 수 없기 때문에 분 단위의 극히 단시간에 어패류는 호흡 부전을 일으켜 예외없이 급사한다.
타케다 토오루들 저(著), 「'이산화탄소 마취의 활어 수송으로의 응용 가능성 검토」, 일본 수산 학회지, 49(5), 1983년, p.725-731
미쓰다 히사테루들 저(著), 「한랭 탄산 가스 마취의 활어 수송으로의 응용」, 동결 및 건조 연구회 회지, 37, 1991년, p.54-60
본 발명은 종래의 마취 방법에 있어서 전술한 과제를 해결하기 위해 이루어진 것으로, 마취 효과가 발휘되는 고농도의 이산화탄소를 포함한 수중 환경하에 있어서 안전하고 실용적인 간편함을 가지고 어패류에 장시간의 마취를 실시하는 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
본 발명에 있어서 마취의 원리는 다음과 같다. 통상 수온(20℃ 전후)하에서 어패류에 대해서 이산화탄소에 의한 장시간 마취를 실현하기 위해서는 포화 용존 산소수를 초과하는 고산소 환경을 어패류에 제공해야 한다. 이산화탄소 마취에 의해 저하된 호흡 운동은 아가미부에서 [수중 용존 산소 분압] - [아가미의 모세 혈관 내의 용존 산소 분압]의 분압차에 의한 산소 확산을 감소시키고, 아가미 박판 모세 혈관으로 섭취되는 산소량이 저하됨으로써 저산소혈증을 일으켜 급사를 초래한다. 이것을 방지하려면 아가미부에서의 산소 확산을 현저히 증가시키는 방법이 필요하고 이를 위한 새로운 방법으로서 기체 산소를 포함한 미세 기포에 의해 어패류에 산소 공급을 하는 방법을 고안했다. 즉, 기체 산소를 포함한 미세한 기포를 아가미부에 접촉시킴으로써, [수중 용존 산소 분압]- [아가미의 모세 혈관 내의 용존 산소 분압]의 분압차를 초과한 [기체 산소 분압] - [아가미의 모세 혈관 내의 용존 산소 분압]의 분압차를 만들어 아가미 박판 모세 혈관으로 섭취되는 산소량을 현저히 증가시키는 방법이다.
본 발명의 제1 형태는 대상이 되는 어패류에 대해서 마취 효과를 가지는 고농도 이산화탄소를 수중에 생성하는 공정과, 수중에 기체 산소를 포함한 미세 기포를 공급하는 공정을 포함하는 어패류의 마취 방법이다.
마취 효과를 발휘하는 이산화탄소 농도를 수중에 생성하는 방법으로서는 특정 방법으로 한정되는 것이 아니고, 예를 들면, 수중에 용해 분자로서 공급하는 방법이나 미세 기포로서 공급하는 방법 등을 사용할 수 있다. 또한, 산소와 이산화탄소를 포함한 혼합 기체의 미세 기포로서 공급하는 것도 가능하다.
기체 산소를 포함한 미세 기포는 수류(水流)에 의해 어패류의 아가미 상피 세포막 표면에 접촉시키도록 공급하는 것이 바람직하다. 기체 산소를 포함한 미세 기포는 수중에서 부상하는 일 없이 위치가 유지되는 정도의 크기인 것이 바람직하다. 마취하에서 이동할 수 없는 어패류의 개체에 안정된 농도로 지속적으로 산소를 공급하기 위해서는 부력을 가지지 않는 입경 1μm 이하인 것이 바람직하고, 또한, 입경의 최빈치(最頻値)가 300nm 이하인 것이 바람직하다. 또한, 기체 산소를 포함한 미세 기포를 4000만개/ml 이상의 밀도로 공급하는 것이 바람직하다.
본 발명의 제2 형태는 대상이 되는 어패류를 수용하는 수조와, 상기 수조 내에 이산화탄소를 공급하는 수단과, 상기 수조 내에 기체 산소를 포함한 미세 기포를 공급하는 수단을 구비하는 어패류 마취 장치이다.
본 발명에 있어서 어패류란 어류 외에 두족류 및 갑각류 등의 아가미 호흡에 의해 산소를 섭취하는 유영성(遊泳性)을 가진 수생 생물을 포함한 개념이다.
본 발명에 따르면, 수중에 이산화탄소를 공급하고 대상이 되는 어패류에 대해서 마취 효과를 가지는 고농도 이산화탄소를 부여함과 아울러, 마취하에서는 포화 용존 산소 환경에서도 개체의 산소 수요를 충족시키지 못하는 문제를 해결하는 방법으로서 기체 산소를 포함한 미세 기포를 공급함으로써 통상 수온(20℃ 전후) 하에서 어패류를 급사시키는 일 없이 안전하게 마취를 실시할 수 있다.
본 발명의 실시와 관련된 마취 방법의 개요에 대해서 설명한다. 어패류의 종마다 존재하는 적정 마취 심도(사람의 전신 마취에서 마취 제3기 제1상에서 제2상에 상당하는 마취 심도( = 시상, 피질 하핵, 척수의 마비)를 유도하고 유지하는데 적합한 농도의 이산화탄소를 지속적으로 또한 정확하게 개체의 아가미 부분에 공급하기 위해 수조 전체에 임의의 고농도 이산화탄소를 공급하여 마취의 유도 유지를 행한다. 동시에 어패류의 개체 산소 수요량을 초과하는 산소를 공급하기 위해 기체 산소를 포함한 미세 기포(이하, 미세 기포라 한다.)를 개체의 아가미 부분에 직접 접촉하도록 수류에 의해 지속적으로 공급한다. 미세 기포가 접한 아가미 부분에서는 [기체 산소 분압] - [아가미의 모세 혈관 내의 용존 산소 분압]간의 분압차로 산소의 확산 이동이 이루어지기 때문에 이 부분에서 아가미 박판 모세 혈관에 섭취 되는 산소량은 비약적으로 증가한다. 아가미 박판 모세 혈관에 섭취되는 산소량은 아가미 상피 세포의 막 표면에 접하는 미세 기포의 직경, 기포 내압, 기포수에 의존한 확산 계수에 따라 보다 작은 기포가 보다 많이 아가미 상피 세포의 막 표면에 접함으로써, 아가미 박판 모세 혈관에 섭취되는 산소량은 증가하게 되고, 이 방법에 의해 이산화탄소 마취하에서 개체의 산소 수요를 상회하는 고 산소 농도 환경을 실현하는 것이 가능하다.
다음으로 마취하에서 어패류의 산소 수요량을 충족하는 것을 가능하게 하는 환경 산소 농도에 대해 설명한다. 공기의 산소 농도는 대략 21%(대기 조성 = 체적 백분율은 질소 78%, 산소 21%, 아르곤 O.93%, 이산화탄소 약 O.03%)이며, 폐 호흡을 하고 있는 육상 동물은 이 산소 농도하에서 개체의 산소 수요에 알맞는 산소를 보급하고 있다. 사람이나 가축 등의 육상 동물을 마취하는 때에는 마취의 합병증으로서의 호흡 부전을 회피하기 위해 고농도 산소 흡입을 실시하지만, 이 때의 산소 농도는 대략 40% ~ 80%의 범위에서 조정된다. 즉, 건강시에 호흡하는 보통 공기의 대략 2 ~ 4 배의 고농도 산소 공급을 함으로써, 마취에 의해 억제된 자발 호흡 운동하에서 발생하는 합병증으로서의 호흡 부전을 회피하고 있다. 마취로 억제된 호흡 중추에 의해 자발 호흡 운동이 저하되어 저산소 혈증을 일으키고, 전신의 말초에 있어서 산소 농도가 저하됨으로써, 합병증으로서의 호흡 부전을 야기하지만, 이를 방지하기 위해 폐로 흡입되는 산소 농도를 2 ~ 4배로 하여 [폐세포 내의 산소 분압] - [폐세포의 모세 혈관 내의 산소 분압]의 분압차를 높여 폐세포의 모세 혈관 내에 섭취되는 산소량을 올림으로써, 기능이 저하된 폐호 흡 운동을 보완하고 있다. 폐호흡을 하고 있는 육상 동물에서 볼 수 있는 현상, 즉, 마취하에서는 통상의 생존 환경보다 수 배의 고농도 산소 공급이 필요하다는 것이 어패류에 있어서도 해당하는 것이 당연하게 추정되지만, 그렇다면 해수에 서식하는 어패류 및 두족류에 장시간의 마취를 실시하는 것은 곤란하다. 왜냐하면 해양 표층의 산소 농도는 대부분의 조사 지점에 있어서 6 ~ 7.5mg/L의 범위(포화 산소 농도의 85 ~ 100%)이며, 많은 어패류는 용존 산소가 거의 포화된 수중에 생존하고 있기 때문이다. 어떤한 방법에 의해서도 용존 산소 100%의 상태의 물에 대해서 그 용존 산소 농도를 몇 배로 끌어올리는 것은 불가능하다. 따라서 통상 어패류를 취급하는 수온(20℃ 전후)하에서 이산화탄소에 의한 마취를 실시하면 분 단위의 극히 짧은 시간 내에 마취로 억제된 호흡 운동에 의해 저산소 혈증을 일으켜 호흡 부전이 되어 급사하는 것이다. 이것을 방지하기 위해서는 통상 생존 환경의 적어도 몇 배 이상의 산소 농도 환경을 마취하의 어패류에 제공하는 것이 필요하게 된다.
다음으로 어패류에 높은 산소 농도 환경을 부여하기 위한 미세 기포의 직경과 밀도에 대해서 설명한다. 수중에 존재하는 기포는 그 직경에 의해 부력의 크기가 정해져, 수중을 상승하는 속도에 반영된다. 수중의 기포의 상승 속도는 액체 물성에 의존하지만, 수중에서는 직경 100μm 정도에서 레이놀즈 수 Re가 거의 1이 된다. 또한 Re<l에서는 구형 기포 계면의 유동 상태에 따라 개체구로서 움직이기 때문에 Stokes식이 잘 적용된다. 또한 증류수나 수돗물을 이용한 실험의 측정 결과도 Stokes식에 의한 계산값과 거의 일치하는 것으로 알려져 있다. 따라서 수중의 기포의 상승 속도는 아래 표와 같이 계산된다. 즉, 직경이 1μm 이하인 기포(나노 버블)은 시간 단위로 생각하면 부상하는 일 없이 위치가 유지되고 있다. 따라서 마취하에서 이동할 수 없는 어패류의 개체에 안정적인 농도로 지속적으로 미세 기포를 공급하기 위해서는 부력을 가지지 않는 입경 1μm 이하의 기포가 적합하다.
| 기포경 | 수중에서의 기포의 상승 속도 |
| 100μm | 5440μm/s |
| 10μm | 54.4μm/s≒19.6cm/h |
| 1μm | 0.544μm/s≒2mm/h |
미세 기포가 접한 어패류의 아가미 부분에서는 [기체 산소 분압] - [아가미의 모세 혈관 내의 용존 산소 분압]간의 분압차로 산소의 확산 이동이 이루어진다. 아가미 박판 모세 혈관에 섭취되는 산소량은 아가미 상피 세포의 막 표면에 접하는 미세 기포의 직경(기포내 압력)과 수에 의존한 확산 계수에 따라 변화하고, 보다 작은 기포가 더 많이 아가미 상피 세포의 막 표면에 접함으로써, 아가미 박판 모세 혈관에 섭취되는 산소량은 증가한다. 수중의 기포 직경과 기포내 압력의 관계는 Young-Laplace의 식으로 나타내면 그 관계는 「ΔP = 4σ/d」로 주어진다. 이때 물의 표면 장력 σ = 72.8mN/m(20℃), 기포 주위의 압력은 1atm으로 하면 이하와 같이 된다.
| 기포경 | 기포내 압력 (atm) |
| 1mm | 1.003 |
| 100μm | 1.03 |
| 10μm | 1.29 |
| 1μm | 3.9 |
| 500nm | 5.8 |
| 300nm | 9.7 |
| 200nm | 14.6 |
| 100nm | 29.7 |
즉, 산소의 확산 속도를 높여 아가미 박판 모세 혈관에 섭취되는 산소량을 증가시키기 위해서는 [기체 산소 분압] - [아가미의 모세 혈관 내의 용존 산소 분압]간의 분압차를 크게 하면 좋다. 그러기 위해서는 미세 기포 직경은 작을수록 기하급수적으로 효율이 좋아진다. 현실적으로는 아가미 상피 세포의 막 표면에 접하는 것이 가능한 미세 기포수에는 어느 정도의 한계가 있기 때문에, [기체 산소 분압] - [아가미의 모세 혈관 내의 용존 산소 분압]간의 분압차가 10배 이상이 되는 입경 300nm 이하의 미세 기포가 아가미 박판 모세 혈관에 섭취되는 산소 총량을 높이기 위해 현저한 효과를 발휘하는 것으로 생각된다.
다음으로 본 발명의 작용 효과를 확인하기 위해 행한 실시예에 대해 설명한다.
《실시예1 : 수온 20℃에서 어패류에 이산화탄소 마취를 했을 때의 마취 한계 시간의 확인》
통상 어패류를 취급하는 수온(20℃ 전후)하에서 어패류에 이산화탄소 마취를 행하면 포화 용존 산소하에서도 극히 단시간 내에 급사하는 것으로 알려져 있다. 마취의 한계 시간을 실험을 통해 확인한다. 실험에 제공한 어패류의 종류와 개체수는 표 3에 내타냈다. 실험용 700L 수조 내의 수온은 20℃로 조정하고, 통상의 에어 펌프와 에어 스톤을 사용하여 수조 내의 해수의 용존 산소(D0)를 포화 상태로 유지했다. 포화 용존 산소하에서 이산화탄소를 수중에 통기시켜 분당 증가량 0.5%의 속도로 용존 이산화탄소의 농도를 올려 어패류에 마취가 걸릴 때까지 농도를 높였다. 유영 행동이 없고 아가미 부분의 호흡 운동을 제외한 신체 움직임이 정지한 상태를 모니터 카메라로 확인한 시점을 마취 시작이라고 평가했다. 그 후, 마취가 걸린 이산화탄소 농도보다 약간 높은 농도로 유지해 마취를 계속했다. 5분 마다 아가미 부분의 활동이 정지한 개체를 끌어올려 급사를 확인했다. 그 결과, 모든 개체는 마취 후 30분 이내에 급사에 도달했고, 그 경과는 표 4에 나타낸 대로이다. 또한, 수중의 이산화탄소 농도는 토아디케이케이사(DKK-TOA CORPORATION)의 제품 CGP-31형 탄산가스 농도 측정기로 측정하고, v/v%로 표기했다.
| 실험에 제공한 어패류 | 개체수 |
| 흰 오징어(Sepioteuthis lessoniana) | 2 |
| 가루파(Anyperodon leucogrammicus) | 2 |
| 벤자리(Parapristipoma trilineatum) | 2 |
| 전갱이(Trachurus japonicas) | 2 |
| 참돔(Pagrus major) | 2 |
| 어패류 | 개체번호 | 마취 효과가 나타난 때의 CO2 농도＊(%) | 마취를 유지한 CO2 농도(%) | 급사를 확인한 시간 (마취한계시간) |
| 흰 오징어 |
No.1 | 5.3 | 7.0 |
10분후 |
| No.2 | 4.2 | 15분후 | ||
| 가루파 |
No.1 | 6.8 | 8.0 |
10분후 |
| No.2 | 5.8 | 20분후 | ||
| 벤자리 |
No.1 | 4.0 | 5.0 |
10분후 |
| No.2 | 2.9 | 10분후 | ||
| 전갱이 |
No.1 | 4.3 | 7.0 |
10분후 |
| No.2 | 6.0 | 15분후 | ||
| 참돔 |
No.1 | 8.9 | 10.0 |
25분후 |
| No.2 | 7.3 | 15분후 |
＊주: 사람의 전신 마취에서 마취 제3기 제1상에서 제2상에 상당하는 마취 심도( = 시상, 피질 하핵, 척수의 마비)인 것으로 관찰된 때의 이산화탄소 농도
《실시예2 : 어패류에 마취 효과가 나타나는 이산화탄소 농도의 확인》
실험에 제공한 어패류의 종류와 개체수는 표 6에 나타냈다. 실험용 700L 수조 내의 수온은 20℃로 조정하고, 미세 기포 발생 장치에 의해 수조에 표 5에 나타낸 입경 분포의 미세 기포를 지속적으로 공급함과 아울러, 이산화탄소를 수중에 통기시켜 분당 증가량 0.5%의 속도로 용존 이산화탄소 농도를 올려 어패류에 마취가 걸릴 때까지 농도를 높였다. 유영 행동이 없고 아가미 부분의 호흡 운동을 제외한 신체 움직임이 정지한 상태를 모니터 카메라로 확인한 시점을 마취 시작이라고 평가했다. 그 후, 마취가 걸린 이산화탄소 농도보다 약간 높은 농도에 도달한 때에 이산화탄소의 공급을 중지하고, 그 직후부터 기체 산소를 통기시켜 이산화탄소를 수조에서 몰아 내고, 감소량 1%/30min의 속도로 서서히 이산화탄소 농도를 낮추어 어패류를 마취에서 각성시켰다. 그 결과, 실험에 제공한 모든 어패류는 정상으로 각성하고, 각성 후 6시간 시점의 육안적 소견에 있어서도 어떠한 이상이 관찰되는 개체를 인정할 것은 없었다. 즉, 광범위한 어패류에 대해서 통상 어패류을 취급하는 수온(20℃ 전후)하에서의 장시간 이산화탄소 마취가 가능한 것이 밝혀지고, 그 경과는 표 7에 나타낸 대로이다. 또한, 흰 오징어에 대해서는 마취 초기의 흥분 상태가 발단이 되어 3마리 중 1마리가 먹물을 토했기 때문에 일단 실험을 중단하고, 환수한 후 계속 동일한 개체를 이용해 행한 재실험 결과를 나타내고 있다. 오징어류에 마취하는 경우에는 마취 초기에 나타나는 가벼운 흥분 상태가 발단이 되어 일으킨다고 생각되는 먹물을 토하는 반응을 완전히 억제하기 위해 마취 유도 기간의 흥분이 적어지게 하는 이산화탄소 농도 상승 방법을 탐색할 필요가 있다고 생각된다.
| 평균입경(Mean) | 187nm |
| 최빈치(Mode) | 136nm |
| 표준편차(SD) | 42nm |
| 총농도(Totalconcentration) | 4200만개이상/ml |
| 실험에 제공한 어패류 | 개체수 | 체중 |
| 흰 오징어(Sepioteuthis lessoniana) | 3 | 약 500g |
| 가루파(Anyperodon leucogrammicus) | 3 | 약 450g |
| 벤자리(Parapristipoma trilineatum) | 3 | 약 500g |
| 전갱이(Trachurus japonicas) | 3 | 약 400g |
| 참돔(Pagrus major) | 3 | 약 550g |
| 어패류 | 개체번호 |
마취 효과가 나타난 때의 CO2 농도＊ |
공급정지시의 CO2 농도 |
각성할 때까지의 시간(마취시간) |
각성 6시간 후의 소견 |
| 힌 오징어 |
No.1 | 5.8 | 7.0 |
30분 | 이상 없음 |
| No.2 | 4.4 | 60분 | 이상 없음 | ||
| No.3 | 5.0 | 70분 | 이상 없음 | ||
| 가루파 |
No.1 | 7.0 | 8.0 |
120분 | 이상 없음 |
| No.2 | 5.3 | 160분 | 이상 없음 | ||
| No.3 | 6.8 | 140분 | 이상 없음 | ||
| 벤자리 |
No.1 | 4.1 | 5.0 |
100분 | 이상 없음 |
| No.2 | 4.0 | 120분 | 이상 없음 | ||
| No.3 | 3.0 | 130분 | 이상 없음 | ||
| 전갱이 |
No.1 | 6.0 | 7.0 |
90분 | 이상 없음 |
| No.2 | 5.6 | 120분 | 이상 없음 | ||
| No.3 | 5.0 | 110분 | 이상 없음 | ||
| 참돔 |
No.1 | 8.6 | 10.0 |
40분 | 이상 없음 |
| No.2 | 8.2 | 90분 | 이상 없음 | ||
| No.3 | 9.3 | 80분 | 이상 없음 |
《실시예3 : 이산화탄소에 의한 장시간 마취의 실증 실험》
실험에는 무게 약 450g의 벤자리 5마리를 이용했다. 실험용 700L 수조 내의 수온은 20℃로 조정하고, 미세 기포 발생 장치에 의해 수조에 표 5에 나타낸 입경 분포의 미세 기포를 지속적으로 공급함과 아울러, 이산화탄소를 수중에 통기시켜 용존 이산화탄소의 농도를 5%까지 올려 벤자리에 마취를 실시했다. 용존 이산화탄소의 농도가 5%에 도달한 시점에서 모든 개체는 유영 행동이 없고 아가미 부분의 호흡 운동을 제외한 신체 움직임이 정지한 상태인 것을 모니터 카메라로 확인했다. 그 후, 5.0 ~ 4.5%의 범위로 이산화탄소 농도를 유지하고, 20시간의 마취를 실시했다. 마취 후, 기체 산소를 통기시켜 이산화탄소를 수조에서 몰아 내고, 1%/30min의 속도로 서서히 이산화탄소 농도를 낮추어 어패류를 마취에서 각성시켰다. 이산화탄소 농도가 충분히 저하한 2 ~ 3시간에 실험에 제공한 모든 개체는 정상으로 각성하고, 각성 24시간 후의 소견에서도 비정상적인 개체를 인정할 것은 없었다. 즉, 용존 이산화탄소와 기체 산소를 포함한 나노 사이즈의 기포를 동시에 공급함으로써, 통상 취급 수온(20℃ 전후)하에서 안전하고 장시간의 마취를 어패류에 실시할 수 있는 것이 실증되고, 그 경과는 표 8에 나타낸 대로이다.
| 어패류 |
개체번호 |
마취 효과가 나타난 때의 CO2 농도＊ |
마취를 유지한 CO2 농도 |
각성한 때의 CO2 농도 |
각성 24시간 후의 소견 |
| 벤자리 |
No.1 | 2.8 | 5.0 |
1.2 | 이상 없음 |
| No.2 | 3.8 | 1.8 | 이상 없음 | ||
| No.3 | 3.0 | 1.2 | 이상 없음 | ||
| No.4 | 3.4 | 1.2 | 이상 없음 | ||
| No.5 | 4.2 | 2.0 | 이상 없음 |
본 발명에 의하면, 마취에 의해 진정화시킨 어패류의 장시간, 장거리 수송을 하는 것이 가능해진다. 마취에 의해 진정화시킨 어패류는 생리, 대사 활성이 저하되기 때문에, 노폐물의 배출로 인한 수질 악화를 억제할 수 있고, 한정된 수조 내의 적재율을 향상시킬 수 있다. 어패류에 대해서 안전한 장시간 마취를 실시한 후, 다시 원래의 각성 상태로 되돌려서 활어로서 헤엄쳐 도는 것을 가능하게 한 새로운 마취 기술에 의해 육로, 항공로, 해로, 어느 수송 수단에 있어서도 종래 불가능하였던 원거리까지 살린 채로 어패류를 운반하는 것이 가능해진다. 또한, 물고기의 양식 현장 등에서는 질병 예방을 위한 백신 접종, 자주복(tiger puffer)의 서로 물어뜯음 방지를 위한 이를 악물게 하는 등 다양한 장면에서 어체의 손상 및 마모를 방지하기 위한 물고기의 진정화에 사용할 수 있다.
Claims (7)
- 대상이 되는 어패류에 대해서 마취 효과를 나타내는 이산화탄소 농도를 수중에 생성하는 공정과,
입경이 100μm 이하의 기체 산소를 포함하는 미세 기포를 지속적으로 공급하는 공정과,
상기 마취 효과를 나타내는 이산화탄소 농도를 일정 기간 유지하는 공정과,
상기 수중에 기체 산소를 통기시키고, 상기 어패류를 마취 상태에서 각성시키는 공정을 포함하는
어패류의 마취 방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 기체 산소를 포함한 미세 기포를 상기 수중에서 이동할 수 없는 마취하의 어패류 개체의 아가미에 접촉시키도록 공급하는 공정을 포함하는,
어패류의 마취 방법. - 청구항 2에 있어서,
상기 기체 산소를 포함한 미세 기포를 상기 수중에서 이동할 수 없는 마취하의 어패류 개체의 아가미 상피 세포막 표면의 아가미 박판 모세 혈관에 접촉시키도록 공급하는 공정을 포함하는,
어패류의 마취 방법. - 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 청구항에 있어서,
상기 기체 산소를 포함한 미세 기포의 입경의 최빈치가 300nm 이하인,
어패류의 마취 방법. - 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 청구항에 있어서,
상기 기체 산소를 포함한 미세 기포를 4000만개/ml 이상의 밀도로 공급하는,
어패류의 마취 방법. - 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 청구항에 기재된 방법을 실시하기 위한 장치로서,
대상이 되는 어패류를 수용하는 수조와,
상기 수조 내에 이산화탄소를 공급하는 수단과,
상기 수조 내에 입경이 100μm 이하의 기체 산소를 포함한 미세 기포를 공급하는 수단을 구비한,
어패류 마취 장치. - 삭제
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