KR101889895B1 - 어류용 친환경 사료 조성물 및 이의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 콩을 가공하고 폐기되는 부산물인 콩껍질, 콩배아, 콩깻묵, 콩비지 등을 발효하여 이를 어류용 사료에 배합함으로써, 폐자원을 재활용하여 친환경적이면서도 영양성분 함량이 우수한 양식어류를 사육할 수 있는 어류용 친환경 사료 조성물 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 콩 가공 부산물 내 포함된 고단백, 우수한 영양성분으로 인하여 양식어류의 성장율 및 유효 영양성분을 증진시켜 고품질의 양식어를 제공할 수 있다. 특히, 우리나라의 대표적인 양식어류 중 하나인 조피볼락용 사료를 제조함으로써, 조피볼락의 육질을 탄탄하게 하고, 생리적 기능성을 향상시켜 최종적으로 양질의 조피볼락을 양식할 수 있다.

Description

어류용 친환경 사료 조성물 및 이의 제조방법{fish feed composition and its manufacturing method thereof}
본 발명은, 콩을 가공하고 폐기되는 부산물인 콩껍질, 콩배아, 콩깻묵, 콩비지 등을 활용하여 어류용 사료를 제조함으로써, 자원을 재활용하여 친환경적이면서도 영양성분 함량이 우수한 양식어류를 사육할 수 있는 어류용 친환경 사료 조성물 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 식품가공 후 발생되는 식품가공부산물은 유기물 함량이 높기 때문에 에너지 잠재력이 높아 자원 재활용의 가치가 높으나, 이를 재활용하기 위한 운송비, 노무비, 재활용 공정비로 인한 비용문제와 수송 및 저장 중 부패가 쉽고, 이로 인한 관리가 어렵기 때문에 유용하게 이용되지 못하고 대부분 폐기되고 있으며, 이러한 식품가공부산물의 경우 유기물의 함량이 높아 폐기시 악취 등 심각한 공해를 야기시키고 있다.
특히, 콩을 가공한 뒤 발생되는 가공부산물은 두부, 두유를 제조하는 과정이나 식용유를 착유한 후에 나오는 부산물로 콩껍질, 콩배아, 비지 및 콩깻묵 등이 있으며, 이러한 콩 가공부산물은 높은 단백질 및 건강기능성 성분으로 인하여 일부 동물의 사료나 퇴비로 사용되기도 하고 일부는 식품으로 이용되기도 하나, 대부분은 폐기 대상으로 취급되어 많은 양의 콩 가공 부산물이 그대로 방치되거나 버려지고 있는 실정이며, 이로 인하여 악취발생, 하천의 부영양화를 유발하고, 토양을 오염시키는 문제가 발생된다.
상기 콩 가공 부산물의 경우에는 각종 영양성분 및 유리아미노산을 비롯한 감마아미노락산(GABA), 이소플라본(isoflavone), 사포닌(soyasaponin) 등과 같은 생리활성물질이 풍부하게 포함되어 있으며 최근 농촌진흥청에서는 "콩 가공 부산물 내 포함된 성분은 세계적으로 효능이 입증된 고기능성 물질로 생체 내에서 각종 생리활성을 나타내기 때문에 앞으로 기능성 소재로 매우 유용할 것으로 전망된다"로 하였으며, 특히, 상기 콩 가공 부산물 내 이소플라본은 약 28 % 포함되어 있으며 t상기 이소플라본 중에서도 기능성이 뛰어난 제니스테인(genistein)은 이소플라본의 전체 함량 중 약 39 %로 포함되어 있으며, 유리아미노산, 감마아미노락산(GABA) 총당, 자당(sucrose)이 포함되어 있어 지속적인 연구개발을 통해 각종 건강기능성식품 개발에 폭넓게 이용될 수 있을 것으로 기대된다.
상세하게는, 콩 가공부산물 중 비지(soybean curd residue)는 두유나 두부를 만들고 남은 잔사를 말하며, 콩비지 또는 두부 비지로도 불린다. 비지는 식이섬유를 비롯하여 daidzein, genistein 및 L-carnitine과 같은 이소플라빈(isoflavone) 또는 β-conglycinin 및 glycinin을 풍부하게 함유하고 있다 (Choi 등 2011). 한국식품개발연구원의 보고에 의하면 콩을 가공한 후에 남는 비지에는 건조 중량으로 22.18%의 아미노산, 54.8%의 식이섬유, 1% 미만의 올리고당, 0.164%의 이소플라본, 3.9%의 단백질, 2.1%의 지질, 9.6%의 당질 외에도 사포닌, 대두 펩타이드, 레시틴, 알기닌 및 각종 비타민 등이 다량 함유되어 있는 것으로 알려져 있다.
상기 비지에 포함된 이들 성분들은 PPAR(peroxisome-proliferator activated receptor)의 효현제(agonist)로 지방대사를 촉진할 뿐만 아니라 지방산의 생합성을 억제하는 동시에 β-oxidation을 촉진하며 특히 genistein은 지방세포의 분화를 억제하는 등의 항비만 효과가 있는 것으로 보고되고 있다(Yun 2010). 그러나, 비지에 함유된 이들 성분들은 세포벽 조직과 강하게 결합하고 있어서 기능성 증진과 체내흡수를 촉진하기 위해서는 다양한 처리 방법 등이 필요하다.
또한, 콩으로부터 식용유를 착유하고 남은 찌꺼기인 콩깻묵(defatted soybean meal)에는 이소플라본 이외에도 다량의 유, 무기질 영양소가 잔존하고 있는 것으로 알려져 있다.
그러나, 콩을 이용한 가공식품의 제조공장의 규모가 커짐에 따라 발생되는 콩 가공 부산물의 양도 기하급수적으로 증가하게 되고 이로 인하여 콩 가공 부산물의 보관과 운반에 어려움이 따르고, 활용기술이 충분히 보급되어 있지 않아 대부분 폐기되고 있는 실정이며, 이러한 양질의 영양분을 함유하고 있는 콩 가공 부산물을 그대로 방치하게 되면 쉽게 부패하여 처리가 어려우며 폐수로 방류되어 하천의 부영양화를 유발시켜 환경오염의 문제를 발생시킬 수 있다.
따라서, 양질의 영양분이 풍부한 콩 가공 부산물을 활용하기 위한 연구가 지속적으로 진행되고 있다.
일반적으로 양식어류의 사료는 양식 생산비의 절반 이상을 차지할 뿐만 아니라 양식에 의한 수질오염은 급여되는 사료로부터 유래하기 때문에 대상 어종을 위한 배합사료개발은 양식생산성과 환경보호 측면에서 가장 우선적으로 고려되어야 한다.
또한, 배합사료의 가격은 배합원료 단가, 영양소의 종류와 균형에 따라 달라지는제, 경제적으로 배합되어야 할 원료의 종류나 적정 첨가범위, 필수영양소의 종류 및 함량은 양식 대상 종에 따라 달라지기 때문에 그 종에 맞도록 연구가 수행되어야 한다.
다양한 양식어류 중에서도 조피볼락(Sebastes schlegeli)은 국내 대표적인 양식대상어종으로 질병에 대한 내성이 강하며, 사육관리가 용이하고 단단한 근육과 높은 감칠맛으로 횟감과 매운탕으로 인기 높은 어종으로, 국내에서는 1980년대 말부터 종묘생산 기술이 확립되어 1990년대 이후에는 생산량이 지속저긍로 증가하여 최근에는 국내 해산어 양식어류 총 생산량에서 넙차(약 45%) 다음으로 가장 높은 생산량 (약 30%이상)을 나타내고 있으며 그 생산량은 꾸준히 늘어가고 있다.
최근 양식어류의 생산성과 유효 영양성분의 함량의 향상, 질병예방을 위한 다양한 기능성 천연물질들이 사료첨가제로서 활용하기 위한 연구가 지속적으로 진행되고 있다.
등록특허 제1472669호(2014.12.15 등록공고)에서는 전분과 단백질 외에도, 섬유소, 무기질, 비타민, 알코올과 유기산, 효소, 효모 등의 영양성분을 다량 함유된 막걸리 부산물을 사용하여 제조된 조피볼락 양식용 배합사료조성물이 제시되어 있다.
그러나, 본 발명에서는 콩 가공 부산물인 콩껍질, 콩배아, 콩깻묵, 콩비지의 이용성을 증명하여 값싸고, 양질의 영양분이 포함된 사료 원료를 개발하여 보다 경제적인 사료의 제조가 가능해지고, 상기 콩 가공 부산물의 활용으로 인하여 친환경적인 사료 조성물을 제공할 수 있다.
등록특허 제1472669호(2014.12.15 등록공고)
본 발명은 콩을 활용하여 가공식품을 제조한 후, 발생되는 부산물인 콩 가공 부산물을 활용하여 어류용 친환경 사료 조성물을 제조함으로써, 자원의 재활용을 통해 환경오염을 방지하면서도 양식원가를 저감시키고, 우수한 영양성분을 가지는 양식 어류를 사육할 수 있는 어류용 친환경 사료 조성물 및 이의 제조방법을 제공하고자 한다.
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시 형태는 콩 가공 부산물을 유효성분으로 포함하는 어류용 친환경 사료 조성물이다.
상기 콩 가공 부산물은, 콩을 가공하고 남은 부산물에 미생물을 접종하여 발효된 발효 콩 가공 부산물인 것으로서, 상기 콩을 가공하고 남은 부산물은, 콩껍질; 콩배아; 콩의 기름을 추출한 후 남은 부산물인 콩깻묵; 및 두부를 제조하고 남은 부산물인 콩비지; 중 선택된 하나 이상일 수 있으며, 상기 미생물은, 바실러스(Bacillu)속으로 이루어진 군 중에서 적어도 하나 이상의 미생물을 사용하는 것이 바람직하다.
구체적으로 상기 어류용 친환경 사료 조성물은, 어분, 밀가루, 어유, 녹말가루, 비타민 배합제, 미네랄 혼합제 및 염화콜린(Choline Chloride)으로 이루어진 군 중에서 선택된 하나 이상을 더 포함것으로서, 바람직하게는 어분 60 ~ 80 wt%, 밀가루 5 ~ 15 wt%, 어유 5 ~ 15 wt%, 녹말가루 1 ~ 6 wt%, 비타민 배합제 1 ~ 3 wt%, 미네랄 혼합제 1 ~ 3 wt%, 염화콜린(Choline chloride) 0.1 ~ 2 wt% 및 콩 가공 부산물 5 ~ 10 wt%를 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시 형태는, 콩 가공 부산물에, 어분, 밀가루, 어유, 녹말가루, 비타민 배합제, 미네랄 혼합제 및 염화콜린(Choline chloride)으로 이루어진 군 중에서 선택된 하나 이상을 더 포함하여 혼합하여 사료조성물을 제조하는 단계; 상기 사료조성물을 펠렛 성형기를 통해 펠렛(Pellet) 형상으로 성형하는 단계; 및 성형된 사료조성물을 냉동보관하는 단계;를 포함하여 어류용 친환경 사료를 제조하는 방법이다.
상기 콩 가공 부산물은, 콩을 가공하고 남은 부산물에 미생물을 접종하여 발효된 발효 콩 가공 부산물이고, 상기 콩을 가공하고 남은 부산물은, 콩껍질; 콩배아; 콩의 기름을 추출한 후 남은 부산물인 콩깻묵; 및 두부를 제조하고 남은 부산물인 콩비지; 중 선택된 하나 이상일 수 있다.
바람직하게는 상기 콩 가공 부산물은, 바실러스(Bacillu)속으로 이루어진 군 중에서 적어도 하나 이상의 미생물을 배양하는 배양단계; 콩을 가공하고 남은 부산물에 배양된 미생물이 접종된 물을 분무하는 분무단계; 상기 분무단계를 통해 미생물이 흡수된 콩을 가공하고 남은 부산물을 발효시키는 발효단계; 및 발효된 콩을 가공하고 남은 부산물을 효소반응시키는 효소반응단계;를 포함하여 제조된 발효 콩 가공 부산물일 수 있다.
상기 효소반응단계 후에, 효소반응된 콩을 가공하고 남은 부산물을 건조하여 분말화시키는 분쇄단계;를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 발효 단계는, 상기 미생물이 접종된 콩을 가공하고 남은 부산물을 40 ~ 60 ℃에서 20 ~ 30 시간동안 발효시키고, 상기 효소반응 단계는, 발효된 콩을 가공하고 남은 부산물을 상기 발효단계보다 높은 온도 및 80 ℃ 이하의 온도에서 20 ~ 30 시간동안 효소반응시킬 수 있다.
상세하게는 상기 사료 조성물을 제조하는 단계는, 어분 60 ~ 80 wt%, 밀가루 5 ~ 15 wt%, 어유 5 ~ 15 wt%, 녹말가루 1 ~ 6 wt%, 비타민 배합제 1 ~ 3 wt%, 미네랄 혼합제 1 ~ 3 wt%, 염화콜린(Choline chloride) 0.1 ~ 2 wt% 및 콩 가공 부산물 5 ~ 10 wt%를 혼합하여 사료 조성물을 제조하는 것이 바람직하며, 상기 냉동보관하는 단계는, -50 ~ -40 ℃의 온도에서 성형된 사료 조성물을 보관할 수 있다.
본 발명은, 콩을 가공하고 폐기되는 부산물인 콩껍질, 콩배아, 콩깻묵, 콩비지 등을 활용하여 양식 어류용 사료를 제조함으로써, 폐자원을 재활용하여 환경오염을 방지할 수 있다.
또한, 우수한 영양성분을 포함하는 콩 가공 부산물을 포함한 어류용 사료를 급이하여 양식어류를 사육할 경우, 콩 가공 부산물 내 포함된 고단백, 우수한 영양성분으로 인하여 양식어류의 성장율 및 유효 영양성분을 증진시킬 수 있을 뿐만 아니라, 콩 가공 부산물을 발효시킴으로써, 사료 소화율을 높여 고품질의 양식어를 제공할 수 있다.
특히, 우리나라의 대표적인 양식어류 중 하나인 조피볼락용 사료를 제조함으로써, 조피볼락의 육질을 탄탄하게 하고, 생리적 기능성을 향상시켜 최종적으로 양질의 조피볼락을 양식할 수 있다.
뿐만 아니라, 본 발명은 폐기물인 콩 가공 부산물을 활용함으로써, 사료의 제조단가를 저감시켜 양식원가를 절감할 수 있고, 이로 인하여 양식경영의 안정 및 어업인의 소득 증대에 기여할 수 있다.
도 1은 본 발명의 어류용 친환경 사료의 제조방법을 나타낸 순서도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 조피볼락 치어의 혈장 내 라이소자임의 활성도를 측정한 결과를 나타낸 그래프이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 조피볼락 치어를 마취 후 회복시간을 측정한 결과값을 나타낸 그래프이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 조피볼락 치어를 공기 노출 후 폐사율을 나타낸 결과를 나타낸 그래프이다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 통해 상세히 설명하기에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 아니 되며, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 함을 밝혀둔다.
본 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
각 단계들에 있어 식별부호는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 실시될 수 있다. 즉, 각 단계들은 명기된 순서와 동일하게 실시될 수도 있고 실질적으로 동시에 실시될 수도 있으며 반대의 순서대로 실시될 수도 있다.
이하에서는 본 발명의 어류용 친환경 사료 조성물 및 이의 제조방법에 관하여 보다 상세히 설명하고자 한다.
먼저, 본 발명의 어류용 친환경 사료 조성물은 콩을 사용하여 제조되는 다양한 가공식품, 가공품의 제조과정 또는 제조 후 발생되어 폐기되는 부산물인 콩 가공 부산물을 유효성분으로 포함하는 어류용 친환경 사료 조성물이다.
바람직하게는 상기 콩 가공 부산물은, 콩을 가공하고 남은 부산물에 미생물을 접종하여 발효된 발효 콩 가공 부산물로서, 상기 콩을 가공하고 남은 부산물은 콩껍질; 콩배아; 콩의 기름을 추출한 후 남은 부산물인 콩깻묵; 및 두부를 제조하고 남은 부산물인 콩비지; 중 선택된 하나 이상일 수 있다.
상기 콩을 가공하고 남은 부산물에 접종되는 미생물은 바실러스(Bacillu)속으로 이루어진 군 중에서 적어도 하나 이상의 미생물을 사용하는 것이 바람직하다.
구체적으로는 본 발명의 상기 어류용 친환경 사료 조성물은, 콩 가공 부산물 외에 어분, 밀가루, 어유, 녹말가루, 비타민 배합제, 미네랄 혼합제 및 염화콜린(Choline chloride)으로 이루어진 군 중에서 적어도 하나 이상을 포함할 수 있으며, 이외에도 공지의 사료 첨가물, 옥수수글루텐, 어분흡착사료 등 어류의 생장환경 및 생존율, 생장효율을 향상시키는 등 기능성을 강화하기 위하여 유요한 양 또는 바람직한 양을 적절히 선택하여 더 포함할 수 있다.
상기 어분(fish meal)은 어류에게 단백질원을 공급하기 위해 포함되는 것으로서, 바람직하게는 갈색 어분을 사용할 수 있으며, 회유성 어류를 건조하여 분쇄한 것을 사용할 수 있다.
상기 회유성 어류의 경우 근육 내의 유지 또는 헴(heme) 색소의 함유량이 상대적으로 높은데, 어분을 제조 및 저장하는 과정에서 상기 성분들이 유지 산화 변색을 일으켜 어분 전체가 갈색을 띄는 특성을 가지고, 고지방 어분이라고도 한다.
상기 갈색 어분은 일 예로 정어리, 청어, 꽁치 및 멸치로 이루어진 군 중에서 적어도 하나 이상 선택된 어류를 건조하여 분쇄한 것으로서, 사료 조성물 전체 중량에 대하여 60 ~ 80 wt% 포함되는 것이 바람직하다. 상기 갈색 어분이 60 wt% 미만으로 포함될 경우 어류에 충분한 단백질이 공급되지 못하여 생육이 느려지고, 80 wt% 초과하여 포함될 경우 초과에 따른 상승적인 효과를 더 이상 기대하기 곤란하여 상기 범위로 하는 것이 바람직하다.
상기 밀가루 및 녹말가루는 탄수화물원으로서, 어류에 에너지 공급원으로서 포함되고 동시에 본 발명의 어류용 친환경 사료 내의 점결을 부여하고 팽화제 역할을 한다.
일반적으로 어류는 자연 상태에서 그들의 주된 먹이가 플랑크톤, 갑각류 등의 동물성으로 구성되어, 진화 과정을 거치며 단백질과 지방을 우선적인 에너지 공급원으로서 이용할 수 있도록 소화기관이 진화되었다. 또한, 생리적으로 어류는 탄수화물 섭취로 인해 증가된 혈당치를 정상수준으로 회복하는데 많은 시간을 소요하게 된다. 따라서 어류에 있어 탄수화물은 필수 영양소를 공급하지 않기 때문에 필요 요구량이 설정되지 않으며, 또한 과량의 탄수화물 섭취는 탄수화물의 섭취는 소화, 대사적 장애를 유발할 수도 있다.
그러나, 상기 탄수화물은 먹이가 충분히 공급되지 못하는 기간 동안에 에너지 보존체로서 지방으로 전환되어 여러 조직에 축척되어 있다.
따라서, 상기 밀가루는 본 발명의 어류용 친환경 사료 조성물에 5 ~ 15 wt%, 녹말가루는 1 ~ 6 wt% 포함되는 것이 바람직하며, 이는 상기 밀가루 또는 녹말가루가 상기 제시한 범위 미만으로 포함될 경우 상기 사료 조성물 내 충분한 점결이 부여되지 못하여 물에 닿을 시 쉽게 풀어져 버릴 수 있고, 상기 범위를 초과하여 포함될 경우 어류의 소화 및 대사장애를 유발할 수 있다.
상기 어유는 지질원으로서, 어유는 전어체에서 채취한 어체 유(fish body oils)와 간장에서 채취한 간유(liver oils)로 나누어지는 것으로, 어유는 정어리, 청어, 고등어 등 지방이 풍부한 어류를 끌여서 압착하여 얻어지는 기름이다.
특히 어유는 지용성 비타민과 ω-3 지방산이 풍부하며, 본 발명에서 어류용 친환경 사료 조성물에 포함되는 어유는 특별히 한정되지 않고 사용 가능하나, 바람직하게는 간유를 사용할 수 있고, 더욱 바람직하게는 오징어 간유를 사용할 수 있다.
상기 어유는 본 발명의 어류용 친환경 사료 조성물에 5 ~ 15 wt% 포함되는 것이 바람직하며, 상기 어유는 상기 범위를 벗어날 경우 상기 사료 조성물 내 지질의 함량이 낮거나 많아 어류에 영양학적으로 불균형을 초래할 수 있다.
상기 비타민 배합제, 미네랄 혼합제 및 염화콜린은 양식어류의 생육특성 및 면역증강 등의 각종 생리활성 증진을 위해 포함되는 보조영양제로서, 바람직하게는 본 발명의 어류용 친환경 사료 조성물의 전체 중량에 대하여 각각 비타민 배합제 1 ~ 3 wt%, 미네랄 혼합제 1 ~ 3 wt%, 염화콜린(Choline chloride) 0.1 ~ 2 wt% 포함될 수 있으며, 상기 함량은 사육되는 양식어류의 종, 양식어류의 생육환경에 따라 바람직한 양으로 적절히 조절하여 사용할 수 있다.
또한, 본 발명의 콩 가공 부산물은 넓은 의미로는 콩을 활용한 가공식품인 콩식용유, 두유, 두부 등과 같은 가공식품을 제조하는 과정 중 또는 제조 후 발생되는 잔여물, 찌꺼기, 순물 등 콩을 가공하고 남은 부산물로서, 바람직하게는 상기 콩을 가공하고 남은 부산물로 콩껍질; 콩배아; 콩의 기름을 추출한 후 남은 부산물인 콩깻묵; 및 두부를 제조하고 남은 부산물인 콩비지; 중 선택된 하나 이상을 포함할 수 있으며, 사료 내 포함시, 콩을 가공하고 남은 부산물에 추가가공하지 않고, 그대로를 사용할 수도 있으나, 바람직하게는 어류가 사료 섭취시 소화율을 향상시키고, 건강 기능성을 증진시키기 위하여 미생물을 접종하여 발효된 발효 콩 가공 부산물을 사용할 수 있다.
상기와 같은 성분 및 조성을 갖는 배합사료조성물은 생존율, 사료효율, 일일사료섭취율, 일일단백질섭취율 및 단백질 효율의 모든 측면에서 기존 시판 조피볼락 사료에 비하여 동등 이상의 효과를 제공하게 된다.
이상의 결과로부터 본 발명에 따른 어류용 친환경 사료 조성물은 고가의 사료 조성물에 포함되는 단백질 공급 성분을 대체하여 폐기물의 일종인 콩 가공 부산물을 전체 사료 조성물 내 5 ~ 10 wt% 포함됨으로써, 조피볼락의 성장, 사료이용성 및 체조성에 영향을 미치지 않아 조피볼락 배합사료의 단가를 절감시킬 뿐만 아니라 폐자원을 재활용하여 환경오염을 방지할 수 있다.
본 발명의 어류용 친환경 사료 조성물 내 포함되는 구성성분들은 각각의 성분이 갖고 있는 기능성 및 특성을 유지하고 있을 뿐만 아니라, 혼합물로서 제재화하여 각자가 지니고 있는 유익성을 향상시켜 어병 발생빈도, 수온조건, pH의 상태, 어류의 생육상태에 따라 혼합비율을 조절하여 사용할 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시 형태는, 어류용 친환경 사료를 제조하는 방법에 관한 것으로서, 구체적으로는 콩 가공 부산물에, 어분, 밀가루, 어유, 녹말가루, 비타민 배합제, 미네랄 혼합제 및 염화콜린(Choline chloride)으로 이루어진 군 중에서 선택된 하나 이상을 더 포함하여 혼합하여 사료조성물을 제조하는 단계; 상기 사료조성물을 펠렛 성형기를 통해 펠렛(Pellet) 형상으로 성형하는 단계; 및 성형된 사료조성물을 냉동보관하는 단계;를 포함하여 어류용 친환경 사료를 제조할 수 있다.
먼저, 본 발명의 어류용 친환경 사료 조성물의 단백질 공급원 중 하나인 콩 가공 부산물은, 콩을 가공하고 남은 부산물을 그대로 사용할 수도 있으나, 바람직하게는 콩을 가공하고 남은 부산물에 미생물을 접종하여 발효된 발효 콩 가공 부산물일 수 있다. 상기 콩을 가공하고 남은 부산물로 콩을 식품, 공산품 등으로 가공하고 난 뒤 발생되는 부산물 즉 폐기물이면 특별히 한정되지 않고 사용 가능하나 바람직하게는 콩껍질; 콩배아; 콩의 기름을 추출한 후 남은 부산물인 콩깻묵; 및 두부를 제조하고 남은 부산물인 콩비지; 중 선택된 하나 이상일 수 있다.
구체적으로, 상기 콩 가공부산물은, 바실러스(Bacillu)속으로 이루어진 군 중에서 적어도 하나 이상의 미생물을 배양하는 배양단계; 콩을 가공하고 남은 부산물에 배양된 미생물이 접종된 물을 분무하는 분무단계; 상기 분무단계를 통해 미생물이 접종된 콩을 가공하고 남은 부산물을 발효시키는 발효단계; 및 발효된 콩을 가공하고 남은 부산물을 효소반응시키는 효소반응단계;를 포함하여 제조된 발효 콩 가공 부산물일 수 있다.
상기 배양단계는, 콩을 가공하고 남은 부산물을 발효시키기 위한 미생물을 배양하는 단계로서, 바람직하게는 바실러스(Bacillu)속에 속하는 고초균(Bacillus subtilis)을 영양배지(nutrient broth)에 접총하여 30 ~ 70 ℃, pH 6.5 ~ 7.5에서 20 ~ 30 시간동안 배양할 수 있다.
배양된 미생물은 물에 접종하고, 이를 콩을 가공하고 남은 부산물에 분무하는 분무단계를 통해 콩을 가공하고 남은 부산물에 미생물을 흡수시켰다. 이 때, 물에 미생물 접종시, 정제수 내 미생물의 균 수가 106~108 CFU/mL가 되도록 접종하여 콩을 가공하고 남은 부산물에 분무하여 상기 미생물은 콩을 가공하고 남은 부산물에 흡수시켰다.
상기 분무단계를 통해 미생물이 흡수된 콩을 가공하고 남은 부산물은 40 ~ 60 ℃에서 20 ~ 30 시간동안 발효시키는 발효단계를 통해 콩을 가공하고 남은 부산물을 발효시킬 수 있다.
일 예로, 상기 미생물이 흡수된 콩을 가공하고 남은 부산물을 40 ~ 60 ℃ 온도의 교반식고체발효기를 사용하여 20 ~ 30 시간동안 방치하여 발효시킬 수 있으며, 발효된 콩을 가공하고 남은 부산물을 상기 발효단계보다 높은 온도 및 80 ℃ 이하의 온도에서 20 ~ 30 시간동안 효소반응시킬 수 있으며, 바람직하게는 50 ~ 70 ℃에서 효소 반응시켰다.
상기 효소반응단계를 통해 효소반응된 콩을 가공하고 남은 부산물을 콩 가공 부산물로 사용하여, 그대로 사료와 혼합하여 어류용 친환경 사료조성물을 제조할 수 있으나, 사료 포함시 균일하게 혼합될 수 있도록, 상기 효소반응된 콩을 건조하여 분말화시키는 분쇄단계를 통해 분말상태의 효소반응된 콩을 가공하고 남은 부산물을 콩 가공부산물로 사용할 수 있다.
일 예로, 상기 효소반응된 콩을 가공하고 남은 부산물은 70 ~ 90 ℃ 열풍건조기를 통해 10 ~ 14시간동안 건조시킨 다음, 분쇄하는 것으로서, 상기 열풍건조기의 온도가 90 ℃를 초과하게 되는 경우, 콩 가공 부산물 내 포함된 미생물이 사멸하는 문제가 발생될 수 있으며, 온도가 70 ℃ 미만일 경우 수분을 충분히 증발시키기 위하여 소요되는 시간이 길어져 생산성이 저하될 수 있으며, 분말화된 후 사료 배합전 까지 보관성이 저하될 수 있다.
상기 언급한 제조방법으로 제조된 발효 콩 가공 부산물은 일반적으로 널리 알려진 사료 조성물 내 추가로 더 포함하여 어류용 사료를 제조할 수 있으나, 바람직하게는 어분 60 ~ 80 wt%, 밀가루 5 ~ 15 wt%, 어유 5 ~ 15 wt%, 녹말가루 1 ~ 6 wt%, 비타민 배합제 1 ~ 3 wt%, 미네랄 혼합제 1 ~ 3 wt%, 염화콜린(Choline chloride) 0.1 ~ 2 wt% 및 콩 가공 부산물 5 ~ 10 wt%를 혼합하여 사료 조성물을 제조하는 것이 바람직하며, 이는 수많은 반복 실험을 통하여 각각의 성분이 갖고 있는 기능성 및 특성을 유지하고 있을 뿐만 아니라, 혼합물로서 제재화하여 각자가 지니고 있는 유익성을 향상시켜 어병 발생빈도 및 어류의 생육에 도움을 줄 수 있는 바람직한 함량을 제시한 것이다.
상기 사료 조성물 내 포함된 각각의 구성성분에 대한 구체적인 설명은 상기에 언급하였으므로 여기서는 생략하기로 한다.
제조된 사료 조성물은 상기 성형하는 단계를 통해 양식 어류가 급이하기 좋은 형태이면 특별히 한정되지 않고 다양한 형태로 성형할 수 있으며, 바람직하게는 공지의 펠렛 성형기를 통해 펠렛 형상으로 성형할 수 있다.
성형된 사료 조성물은 냉동보관하는 단계를 통해 -50 ~ -40 ℃의 온도에서 성형된 사료 조성물을 보관할 수 있으며, 이는 본 발명의 어류용 친환경 사료 조성물의 경우 콩 가공 부산물로 인하여 부패가 빨리 진행될 수 있으며, 제조된 어류용 친환경 사료 조성물은 수분 함유량이 높은 습사료로서 변질에 우려가 높기 때문이다.
본 발명의 콩 가공 부산물을 활용하여 어류용 친환경 사료를 제조하여 양식어류에 급이할 경우, 폐기되는 유기물을 재활용함으로써 자원의 효율성을 높이고, 환경오염을 방지할 수 있으며, 양식어류의 성장 효율 및 유효 영양성분의 함량을 증진시켜 고품질의 어류를 소비자에게 제공할 수 있으므로 경제적으로 우수한 효과가 기대된다.
이하 본 발명의 내용을 실시예를 참조하여 보다 상세하게 설명하고자 한다.
다만, 하기 예시된 실시 예 및 실험 예는 본 발명의 이해를 돕기 위해 제시되는 것일 뿐 이에 의해 본 발명의 권리범위가 한정되는 것으로 해석되어서는 아니된다.
[제조예]
어류용 친환경 사료의 제조
콩 가공 부산물로, 콩 식용유를 제조하고 남은 잔여물인 콩깻묵을 활용하여 발효 콩 가공 부산물을 제조하였다. 구체적으로 Bacillus subtilis를 영양배지(NB, 얄채 Detroit, MI, USA)에 접종하여 50 ℃, pH 7.0 에서 24시간동안 배양시킨 후, 상기 Bacillus subtilis의 균수가 107 CFU/ml이 되도록 접종된 정제수를 준비된 콩깻묵에 골고루 분무하여 흡수시킨 다음, 50 ℃ 교반식고체발효기(HAEMA 50L-2)에서 24시간동안 발효시킨 다음, 온도를 60 ℃으로 상승시켜 24시간 동안 효소반응을 유도하였다. 24 시간 후, 효소반응이 완료된 콩깻묵을 80 ℃ 온도의 열풍건조기에서 12시간 동안 건조시킨 다음, 분쇄하여 발효 콩 가공 부산물을 제조하였다.
어분으로는 단백질 함량이 65 wt%, 지질이 12%포함된 갈색어분(Itata, Chile)을 사용하였으며, 밀가루는 시중에 유통중인 CJ제일제당의 소맥분을 사용하였으며, 감자분말은 α-potato starch를 사용하였으며, 어유는 오징어 간유(Ihwa, Korea)를 사용하였으며 혼합된 조성물의 전체 조단백질의 함량이 약 48 %가 되도록 제조하였다.
비타민 배합제는 레티놀 아세테이트(retinol acetate) 0.27 mg, 콜레칼시페롤(cholecalciferol) 0.005 mg, 비타민 E(vitamin E) 22.5 mg, 비타민 K3(vitamin K3) 2.5 mg, 티아민(thiamine) 5.5 mg, 리보플라빈(riboflavin) 10 mg, 피리독신(pyridoxine) 6 mg, L-아스코르브산(L-ascorbic acid) 100 mg, 나이아신(Niacin) 37.5 mg, 엽산(Folic acid) 2 mg, 비오틴(Biotin) 0.05 mg, 이노시톨(inositol) 50 mg 을 알파 셀룰로오스(alpha-cellulose) l g에 희석시켜서 사용하였고,
미네랄 혼합제는 펩티드 망간(peptide Mn) 3.2 mg, 펩티드 아연(peptide Zn) 3.2 mg, 펩티드 철(peptide Fe) 3.0 mg, 펩티드 구리(peptide Cu) 0.36 mg, 황산마그네슘(MgSO4) 100 mg, 염화칼륨(47%)(KCl) 60 mg, 수산화알루미늄(Al(OH)3) 1.06 mg, 요오드산칼슘(Ca(IO3)2) 0.475 mg, 황산코발트(CoSO4) 0.475 mg 을 알파 셀룰로오스(alpha-cellulose) 1 g에 희석시켜 사용하였다.
먼저, 갈색어분 72 g, 밀가루 10 g, 오징어간유 10 g, α-potato starch 3 g, 비타민 배합제 2 g, 미네랄 혼합제 2 g 및 염화콜린 1 g을 균일하게 혼합하여 100 g의 혼합물을 제조한 다음, 상기 혼합물에 콩 가공 부산물을 더 포함하여 혼합하되, 하기 표 1과 같이 그대로의 콩 가공 부산물 또는 발효 콩 가공 부산물의 함량이 사료조성물의 전체중량에 대하여 각각 0 wt%, 3.0 wt%, 5.0 wt%, 10.0 wt%, 20.0 wt%가 되도록 균일하게 혼합하여 사료 조성물을 제조하였다.
제조된 사료 조성물은 moist pellet을 사용하여 펠렛 성형하여 실시예 1 ~ 2 및 비교예 1 ~ 3의 어류용 친환경 사료를 제조한 다음, -45 ℃초저온냉동고(OPERON, Korea)에서 급속냉동보관하였다.
비교예 1 비교예 2 실시예 1 실시예 2 비교예 3 비교예 4
갈색어분 72.0 69.84 68.40 64.80 64.80 57.60
밀가루 10.0 9.70 9.50 9.00 9.00 8.00
오징어간유 10.0 9.70 9.50 9.00 9.00 8.00
α-감자전분 3.0 2.91 2.85 2.70 2.70 2.40
비타민
배합제		 2.0 1.94 1.90 1.80 1.80 1.60
미네랄
혼합제		 2.0 1.94 1.90 1.80 1.80 1.60
염화콜린 1.0 0.97 0.95 0.90 0.90 0.80
콩 가공 부산물 발효 여부 - ○ ○ ○ × ○
함량 - 3.0 5.0 10.0 10.0 20.0
(단위 : wt% )
[실험예 1]
사료의 일반조성(proximate composition) 측정
상기 표 1과 같이 혼합된 사료의 성분비를 측정하여 하기 표 2와 같이 그 결과를 나타내었다.
비교예 1 비교예 2 실시예 1 실시예 2 비교예 3 비교예 4
수분
(Moisture)		 14.2 14.5 14.7 14.4 15.1 14.3
조단백질
(Crude protein)		 48.4 48.2 53.7 54.9 48.3 55.7
조지질
(Crude lipid)		 12.7 12.7 7.9 6.6 12.1 5.7
회분
(Ash)		 9.4 9.3 7.6 7.9 9.5 8.3
탄수화물
(Carbohydrate)		 14.8 15.3 16.1 16.2 15.0 16.0
(단위 : % , 탄수화물( % ) = 100 % - (수분+ 조단백질 + 조지방 +회분) % )
[실험예 2]
실험어의 사육 및 관리
본 실험에 사용된 실험어는 조피볼락으로, 2015년 3월에 축제식 양식장에서 생산되어, 5월에 전남대학교 수산과학연구소(수산증양식센터)로 수송된 것으로서, 사육실험 전 사육어를 안정시키기 위해 상업용 사료(crude protein 48% crude lipid 12 %, Japan)를 공급하여 예비사육을 3개월간 실시하였다.
실험에 사용된 조피볼락(평균 중량 10.05 ± 0.44 g, 평균전장 8.28 ±6.94 cm)은 각 실험구별로 40 마리씩 무작위로 추출하여 15 개의 300 L FRP 수조에서 수용하였으며, 상기 제조예에서 제조된 실시예 1,2 및 비교예 1 ~ 4을 공급하여 총 8주간 사육하였다.
사료공급은 1일 2회(08:00, 18:00)로 먹지 않을 때까지 만복 급이 하였으며, 실험기간 중 사육수는 유슈식(5 L/min)으로 유지하였고, 수온은 20.2 ± 2.3 ℃, 용존산소는 6.3 ± 0.4 mg/L, 염분농도는 32.0 ± 1.2 psu 였다.
하기 실험(실험예 3 ~ 8 은 3회 반복한 평균치로 나타냈으며, 유의성 검증은 SPSS(Statistical Package for Social Sciences, SPSS Inc., Chicago, IL, USA) 소프트웨어 패키지(ver. 19)를 사용하여 P<0.05 수준에서 Duncan's multiple range test로 유의성을 검증하였다.
또한, 실험의 결과값은 평균 ± 표준편차이고, P < 0.05에서 유의적 차이는 던컨의 다중범위검정(Duncan's multiple range test)로 나타내었고, 윗첨자로 표기된 결과 값의 다른 알파벳 표시는 같은 행간의 결과 값의 유의적인 차이를 나타낸다 .
[실험예 3]
실험어의 일반성분 분석
상기 실험예 1에서 각 실험구별로 10마리씩 무작위로 채집하였으며 채집된 실험어는 - 45 ℃ 초저온냉동고(OPERON, Korea)에 급속 냉동시켰다. 동결된 실험어인 의 어체를 분쇄하여 AOAC (1995) 방법에 따라 수분은 자동수분분석기(HR 73 halogen moisture analyzer, Swizerland), 조단백은 Kjeldahl 질소정량법(N×6.25), 조지방은 Soxhlet 추출법(ether 추출법) 그리고 회분은 직접회화법으로 각각 분석하였으며, 탄수화물은 하기 식 으로 계산하였다.
탄수화물(%) = 100 % - (수분+조단백질+조지방+조회분) %
비교예 1 비교예 2 실시예 1 실시예 2 비교예 3 비교예 4
수분
(Moisture)		 64.6±0.6b1 64.5±0.5b1 65.1±1.1b 64.0±0.7ab 65.5±0.2b 62.7±0.5a
조단백질
(Crude protein)		 15.5±0.1a 15.7±0.7a 15.7±0.1b 16.6±0.1c 15.6±0.7a 16.5±0.0c
조지질
(Crude lipid)		 15.2±1.7b 15.1±1.1b 12.5±0.4a 11.9±0.0a 14.1±1.8b 13.6±0.4ab
회분
(Ash)		 3.6±0.0a 3.8±0.4a 4.0±0.1b 4.1±0.1c 3.7±0.2bc 4.0±0.0bc
탄수화물
(Carbohydrate)		 1.2±1.0ns 1.3±1.7ns 2.8±1.6 3.5±0.8 1.2±0.7ns 3.2±1.0
상기 표 3의 결과를 살펴보면, 발효 콩 가공 부산물을 첨가한 사료인 실시예1,2 및 비교예 2, 4와 발효하지 않은 그대로의 콩 가공 부산물을 첨가한 사료인 비교예 3, 콩깻묵을 첨가하지 않은 사료인 비교예 1을 식이한 조피볼락의 일반성분 분석결과에서 첨가 유무에 따른 유의적은 차이는 확인되지 않았으나, 실험사료를 각각 8주간 급이한 실험어의 일반성분 조성에서 수분은 발효 콩 가공 부산물의 첨가 농도에 따라 점차 줄어들었으며, 조단백질에서는 비교예 1에 비하여 발효 콩 가공 부산물이 포함된 사료를 식이한 실시예 1,2 및 비교예 2 내지 4가 유의적으로 높게 나타났으나, 발효된 콩 가공 부산물이 10 wt% 포함된 실시예 2 및 콩 가공 부산물을 그대로 포함된 비교예 3을 비교 결과, 조 단백질 함량이 낮게 나타났다.
또한, 조지질은 비교예 1, 2에 비하여 실시예1,2 및 비교예 3,4에서 낮았으며(P<0.05), 회분은 반대로 높게 나타났다. 이와 달리 탄수화물은 발효 콩 부산물을 첨가한 사료인 실시예1,2 및 비교예 2, 4와 발효하지 않은 그대로의 콩 가공 부산물을 첨가한 사료인 비교예 3, 콩깻묵을 첨가하지 않은 사료인 비교예 1에서 유의적인 차이를 보이지 않았다.(P>0.05)
[실험예 4]
실험어의 지방산 함량분석
지방산은 AOCS법(1990)에 따라 상기 실험예 3과 동일한 방법으로 분말화 한 실시예 1,2 및 비교예 1 ~ 3의 실험어 시료분말을 methylester화한 후에 모세관 컬럼(Omegawax 320 fused silica capillary olumn, 30 m×0.32 mm i.d., Supelco Pack, Bellefonte, Pa, USA)이 장착된 가스-액체 크로마토그래피(Shimadzu GC 14A, Shimadzu Seisakusho, Co. Ltd., Kyoto, Japan)를 이용하여 분석하였다. 분석조건은 인젝터(Fid) 온도를 250℃로 하고, 컬럼 온도는 180℃에서 8분간 유지시킨 다음, 3℃/min로 230℃까지 승온시키고 15분간 유지시켰다. 운반기체는 헬륨(수송 유압:1.0 kg/cm2)을 사용하였으며 split ratio는 1:50으로 하였고, 내부표준물질로는 methyltricosanoate (AldrichChem. Co., MilWaukee, WI, USA)를 사용하였다.
비교예 1 비교예 2 실시예 1 실시예 2 비교예 3 비교예 4
C12:0 0.2±0.0ns 0.2±0.0 0.2±0.0 0.2±0.0 0.2±0.2 0.2±0.0
C13:0 0.1±0.0b1 0.1±0.1b1 0.0±0.0a 0.1±0.0a 0.1±0.4b1 0.1±0.0a
C14:0 8.1±0.1ns 8.1±0.1 8.6±0.4 8.1±0.4 7.9±0.3 7.9±0.2
C15:0 0.9±0.1ns 0.9±0.1 0.7±0.0 0.8±0.0 0.9±0.1 0.8±0.0
C16:0 25.7± 1.1ns 25.3± 0.1 25.4±0.3 24.8±0.1 25.4± 0.2 25.0±0.2
C17:0 0.8±0.1b 0.8±0.2b 0.7±0.0a 0.9±0.0b 0.8±0.2b 0.8±0.0b
C18:0 7.7±0.5b 7.4±0.7 6.5±0.3a 7.5±0.3b 7.5±0.2 7.6±0.3b
C20:0 2.0±0.1c 2.1±0.3c 1.7±0.1a 2.1±0.0c 2.0±0.1c 2.0±0.0b
C21:0 0.3±0.0b 0.3±0.0b 0.6±0.0c 0.2±0.0a 0.3±0.1b 0.2±0.0a
C22:0 1.0±0.2a 1.0±0.2a 2.3±0.1b 2.7±0.0c 1.0±0.1a 2.6±0.1c
C23:0 1.4±0.1a 1.4±0.8 1.6±0.0b 1.4±0.0a 1.4±1.8 1.4±0.1a
C24:0 1.6±0.2b 1.6±0.3 1.3±0.0a 1.5±0.0b 1.6±0.5 1.6±0.1b
Saturates 49.7±1.8ns 49.7±1.7 49.6± 1.1 50.2±1.0 49.8±1.7 50.2±1.0
C14:1 0.4±0.0b 0.4±0.1b 0.2±0.0a 0.4±0.0b 0.3±0.2b 0.4±0.0b
C16:1 6.3±0.6ns 6.0±0.1 6.0±0.5 5.9±0.2 6.0±0.7 6.1±0.1
C17:1 0.8±0.0b 0.8±0.0b 0.6±0.0a 0.7±0.0b 0.8±0.1b 0.8±0.0b
C18:1n-9
(trans) 		0.5±0.0ns 0.4±0.9 0.6±0.0 0.6±0.0 0.4±0.1 0.6±0.0
C18:1n-9
(cis) 		16.8±1.2ab 16.1±1.3 18.1±0.6b 16.2± 0.2a 15.8±1.4 16.0±0.4a
C20:1 3.6±0.7ns 3.5±0.6 3.5±0.2 3.5±0.1 3.4±0.5 3.7±0.1
C22:1n-9 0.7±0.1ab 0.7±0.7 0.7±0.0a 0.7±0.0b 0.7±0.7 0.7±0.0b
C24:1 0.7±0.1a 0.7±0.9a 0.8±0.0a 0.8±0.0a 0.7±0.9a 1.0±0.0b
Monoenes 29.8±1.6ns 29.1±0.6 30.2±1.4 28.8±0.6 29.2±0.6 29.3±0.8
C18:2n-6
(trans)		 0.2±0.0b 0.2±0.2b 0.2±0.0a 0.2±0.0b 0.2±0.2b 0.2±0.0b
C18:2n-9
(cis)		 0.8±0.1b 0.8±0.7b 0.7±0.0a 0.8±0.0b 0.8±0.1b 0.8±0.0b
C20:2 0.8±0.0b 0.8±0.1b 0.6±0.0a 0.7±0.0b 0.8±0.3b 0.8±0.0b
C22:2 0.1±0.0c 0.1±0.0 0.1±0.0b 0.1±0.00a 0.1±0.1 0.1±0.0c
C18:3n-6 0.3±0.0ns 0.3±0.1 0.3±0.0 0.3±0.0 0.3±0.0 0.3±0.1
C18:3n-3 1.2±0.1ns 1.2±0.3 1.0±0.1 1.2±0.1 1.2±0.8 1.2±0.2
C20:3n-6 0.0±0.0ns 0.0±0.0 0.0±0.0 0.0±0.0 0.0±0.0 0.0±0.0
C20:3n-3 0.1±0.0ns 0.1±0.0 0.1±0.0 0.1±0.0 0.1±0.0 0.1±0.0
C20:4n-6 0.3±0.0c 0.3±0.0c 0.3±0.0a 0.3±0.0bc 0.3±0.0c 0.3±0.0c
C22:6n-3 16.7±1.4ns 16.6±1.0 16.9±1.3 17.2±1.3 16.6±1.0 16.6±0.4
Polyenes 19.5±1.6ns 19.1±0.9 19.3± 1.5 20.0±1.4 19.1±0.9 19.5±0.7
n-3 18.0±1.6ns 18.3±1.1 18.1±1.5 18.6±1.4 18.3±1.1 18.0±0.6
n-6 1.7±0.1b 1.7±0.8b 1.5±0.1a 1.6±0.1b 1.7±0.8b 1.7±0.1b
(단위 = weight% )
상기 표 4의 결과를 살펴보면, 지방산 중 palmitic acid (C16:0), oleic acid [C18:1 n-9(cis)], DHA (C22:6 n-3)의 함량이 전체적으로 높은 것을 확인할 수 있었으며, 이들이 전체 지방산함량의 약 60 %를 차지하는것을 확인할 수 있었다. 특히, 3종의 지방산 중 oleic acid를 제외하고 실시예1,2 와 비교예 1 ~ 4의 유의적인 차이를 보이지 않았다.(P>0.05)
상세하게 살펴보면, 실시예 1, 2 및 비교예 3의 조지방 함량이 비교예 1,2, 4에 비하여 유의적으로 감소한 반면, 지방산 함량은 유의적인 차이가 확인되지 않았고, 이는 실시예1, 2 및 비교예 3의 사료에 의해 감소된 것은 지방산이 아닌 복합지질 내 인지질이나 당지질, 콜레스테롤과 같은 지질류의 합성이 억제됨으로서 발생된 것으로 예상할 수 있었다. 따라서, 본 발명의 전체 사료 조성물 내 발효 콩 가공 부산물 또는 발효하지 않은 그대로의 콩 가공 부산물이 5 ~ 10 wt% 포함될 경우 고단백 저지방 특성을 가진 조피볼락을 양식하여 양식된 조피볼락의 식품영양학적 가치도 높일 수 있을 것으로 기대될 수 있다.
[실험예 5]
실험어의 아미노산 함량분석
수산동물의 체내 단백질의 아미노산 조성은 어종에 따라 큰 차이가 없는 것으로 알려져 있으며, 어류는 육상동물과 달리 에너지원으로 탄수화물의 이용성이 낮아 단백질 요구량이 높은 것으로 알려져 있다. 따라서 체내 단백질 함량은 어류에게 중요한 에너지원일 뿐만 아니라 정상적인 성장을 위해서도 중요하며, 양식시 각 어종별 아미노산 요구량을 충족하는 먹이를 급이하는 것이 필요로 하다.
이에, 상기 제조예에서 제조된 사료를 식이한 실험어인 조피볼락의 체내 아미노산의 함량을 측정 및 분석하였다.
실험어의 조피볼락의 아미노산을 측정하기 위하여 상기 실험예 3과 동일한 방법으로 분말화 한 실시예 1,2 및 비교예 1 ~ 4의 실험어 시료분말을 각각 0.5 g 씩 18 mL 시험관에 칭량하여 6 N HCl 3 mL를 가한 다음 진공펌프를 이용하여 시험관을 밀봉하였다. 밀봉한 시험관는 121 ℃로 고온반응기에 24시간 가수분해 시킨 후, 50 ℃, 40 psi의 회전증발기로 산을 제거한 후 나트륨완충용액(sodium loading buffer)로 10 mL로 정용한 다음, 이 중 1 mL를 취하여 멤브레인필터 (0.2 ㎕)로 여과하여 아미노산 분석기(S433-H, SYKAM)로 정량 분석하였다.
컬럼은 양이온 분리 컬럼(LCA K06/Na)을 사용하였고, 컬럼 크기는 4.6 × 150 mm, 컬럼 온도는 57-74℃, 완충용액과 OPA 시약의 flow rate는 각각 0.45 mL/min, 0.25 mL/min였으며, 이때 완충용액의 pH 범위는 3.45-10.85이었고, 파장은 440 nm과 570 nm이었다.
하기 표 5에서 어류 내 구성아미노산의 분석 결과를 나타내었다.
비교예 1 비교예　２ 실시예 1 실시예 2 비교예 3 비교예 4
아스파트산
(Aspatic acid)		 4434.5±44.0ns 4439.33 ± 44.01a1) 4551.6±45.9 4508.0±51.2 4427.31 ± 41.01a1) 4548.8±49.9
트레오닌*
(Threonine) 		2000.3±32.4ab1 2004.21 ± 30.36a 2058.3±54.9b 2171.2±37.8c 2010.01 ± 20.16a 1983.4±47.2a
세린
(Serine) 		2098.4±15.4a 2098.37 ± 15.44a 2188.6±27.9b 2304.4±20.8c 2088.17 ± 13.14a 2112.8±15.5a
글루탐산
(Glutamic acid) 		6112.3±111.1ns 6119.17 ± 101.33a 6307.2±145.8 6159.4±133.7 6117.17 ± 100.33a 6087.6±156.2
프롤린
(Proline) 		2249.1±25.2b 2279.23 ± 21.19 2262.3±19.1b 2175.3±29.8a 2267.23 ± 21.09 2207.3±19.2ab
글리신
(Glycine) 		3487.9±110.4a 3497.89 ± 190.34a 3661.0±73.2a 3967.0±116.5b 3496.19 ± 110.04a 3558.6±155.7a
알라닌
(Alanine) 		3069.8±56.1a 3089.98 ± 51.13a 3156.4±56.2a 3314.4±76.4b 3071.91 ± 41.03a 3073.5±55.6a
시스틴
(Cystine)		 283.8±12.1 281.4±10.9 260.1±10.6 272.5±7.9 281.4±10.9 289.1±10.9
발린*
(Valine) 		2077.7±37.1b 2082.95 ± 34.17a 2103.6±23.6bc 2174.4±26.4c 2079.05 ± 31.87a 1967.2±29.2a
메티오닌*
(Methionine) 		1332.2±29.9ab 1351.01 ± 26.89a 1387.3±21.1b 1433.2±28.5c 1349.01 ± 26.89a 1308.7±25.8a
아이소류신*
(Isoleucine) 		1787.1±25.0b 1791.14 ± 22.97a 1835.0±33.0b 1903.8±21.3c 1791.14 ± 22.97a 1686.5±21.3a
류신*
(Leucine) 		3130.7±49.9ab 3139.17 ± 29.91 3165.6±57.4ab 3239.7±60.0b 3111.17 ± 29.91 3068.6±50.9a
티로신
(Tyrosine) 		1301.4±19.5b 1302.29 ± 19.14a 1321.6±21.6b 1370.1±26.7b 1302.29 ± 19.14a 1215.3±28.1a
페닐알라닌*
(Phenylalanine)		 1791.6±23.4ab 1795.24 ± 21.49a 1825.1±29.3bc 1864.5±20.1c 1775.24 ± 21.19a 1767.8±25.3a
히스티틴*
(Histidine) 		1293.2±60.2a 1303.17 ± 51.21a 1380.4±60.3ab 1439.6±59.6b 1298.17 ± 51.21a 1345.4±55.8ab
리신*
(Lysine) 		2704.4±41.2a 2711.19 ± 40.09a 2801.3±45.5b 2876.5±41.7bc 2709.19 ± 40.09a 2932.8±43.1c
암모니아
(Ammonia) 		1082.3±15.2b 1089.99 ± 17.11a 1155.2±26.5c 1182.2±11.9c 1091.99 ± 17.11a 1024.8±17.1a
아르기닌*
(Arginine) 		2497.4±20.4a 2507.11 ± 22.44a 2565.2±27.1b 2759.7±17.7d 2517.71 ± 22.44a 2665.2±25.2c
총　아미노산
(Total　amino acid)		 42734.1±119.0a 42521.44 ± 408.15b 43985.8±700.1b 45115.3±735.6b 42333.34 ± 408.15b 42843.6±745.2a
필수아미노산
(Total EAA)		 18614.6±184.3a 18685.19 ± 103.27a 19121.8±352.1ab 19862.5±313.1b 18895.19 ± 103.27a 18725.7±323.8a
(단위 mg/100g)
*는 필수아미노산(Essential amino acid)을 나타낸 것이다.
상기 표 5의 결과를 살펴보면, 총 아미노산의 함량이 실시예 1, 2가 비교예 1 ~ 4 비하여 유의적으로 높음을 확인할 수 있었으나(P<0.0.5), 필수아미노산(Essential amino acid, EAA) 실시예 1,2와 비교예 1 ~ 3 간에 유의적인 차이가 없었다.(P>0.05)
알려진 바에 따르면 자연산 조피볼락에서 대부분을 차지하는 아미노산은 글루탐산(Glutamic acid), 리신*(Lysine), 아스파트산(Aspatic acid), 프롤린(Proline) 등 4종으로 전체의 47 ~ 50 wt%를 차지하며, 양식산과 자연산 간의 총 아미노산은 큰 차이가 없다.
그러나, 상기 표 5의 결과를 보면 글루탐산(Glutamic acid)과 아스파트산(Aspatic acid)은 다른 아미노산에 비하여 높은 수치를 보였으나, 리신*(Lysine)과 프롤린(Proline)은 글리신(glycine), 알라닌(alanine), 류신*(leucine)보다 낮은 함량을 나타내었다.
이는 발효 콩 가공 부산물의 특정성분이 섭식 촉진을 유발하였을 수도 있으나 발효 콩 가공 부산물 내의 특정성분이 지방대사에 영향을 주면서 체내 지방 감소 또는 에너지원으로 활용되어 단백질 체내축적이 향상되었을 가능성 역시 배제할 수 없다.
또한, 총 아미노산 결과로 미루어 볼 때 필수 아미노산에 있어서 콩깻묵 첨가에 의한 상승효과가 실시예 1 및 2에서만 확인되어 사료 내 적정 농도(5 ~ 10 wt%)의 발효 콩 가공 부산물 첨가가 조피볼락 치어의 건강도와 품질 향상에 도움이 될 수 있을 것으로 판단되었다.
[실험예 6]
실험어의 혈액 분석
혈액 분석은 어류의 건강을 평가하기 위한 중요한 수단 중 하나로서, 실험어의 혈액 내 Ht(Hematocrit)와 Hb(hemoglobin) 그리고 글루코스(glucose) 정도, GOT(glutamic oxaloacetic transaminase), GPT(glutamic pyruvic transaminase), 총 콜레스테롤(otal cholesterol) 그리고 S. schlegeli의 세포막 샘플의 HDL-콜레스테롤(HDL-cholesterol)을 측정하였다.
먼저, 상기 제조예에서 제조된 실시예 1,2 및 비교예 1 ~ 4의 사료를 식이한 어류 10씩을 무작위로 선택한 후, 미정맥으로부터 얻은 혈액 샘플을 헤파린주사기를 사용하여서 채취하였다. 혈액 샘플은 상업용 키트를 사용하여 헤마토크릿(Ht)과 헤모글로빈(Hb)을 측정하였다. 플라즈마를 4℃에서 원심분리(12,000rpm ,15min)를 통해서 얻었다. 그리고 시중 키트를 사용해서 글루코스, 총콜레스테롤, 고밀도리포단백질(HDL) 콜레스테롤, glutamic oxaloacetic transaminase(GOT), glutamic pyruvic transaminase (GPT), 총단백질, triglyceride를 측정했다.
비교예 1 비교예 2 실시예 1 실시예 2 비교예 3 비교예 4
Ht(%) 45.00 ± 7.97b 43.89 ± 7.99b 38.00 ± 5.93ab 37.67 ± 4.30ab 42.99 ± 8.99b 30.50 ± 3.21a
Hb(g/dL) 9.19 ± 1.38b 9.20 ± 1.58b 9.20 ± 0.65ab 8.63 ± 0.79ab 9.11 ± 1.38b 6.84 ± 0.83aa
글루코스(mg/L) 49.29 ± 22.87a 49.27 ± 21.77a 67.93 ± 23.95b 44.20 ± 18.07ab 49.90 ± 21.07a 42.82 ± 25.18ab
GOT(Karmen/mL) 87.15 ± 39.86ns 87.85 ± 38.17ns 95.68 ± 36.56 95.48 ± 42.40 79.99 ± 28.27ns 95.95 ± 42.00
GPT (Karmen/mL) 28.24 ± 8.01ns 27.84 ± 9.09ns 33.56 ± 7.00 35.42 ± 12.98 26.04 ± 9.09ns 26.84 ± 2.42
총콜레스테롤
(mg/dL)		 271.82 ± 21.98b 274.92 ± 19.98b 305.50 ± 60.62b 244.24 ± 18.78ab 271.82 ± 20.98b 201.03 ± 42.90a
HDL-cholesterol (mg/dL) 148.96 ± 33.72ns 151.91 ± 31.62ns 189.98 ± 8.24 161.94 ± 14.34 149.91 ± 30.72ns 174.01 ± 32.27
상기 표 6의 결과를 살펴보면, 실시예 1에서는 비교예 1에 비하여 글루코스 생성이 높음을 확인할 수 있었고, GOT, GPT 그리고 세포막 샘플의 HDL-콜레스테롤 수치는 실시예1,2 및 비교예 1 ~ 4의 차이가 크지 않아 사료에 영향을 받지 않는 것으로 예상되었다.
[실험예 7]
실험어의 라이소자임 활성측정
상기 실험예 6과 동일한 방법으로 실험어의 혈액을 채취하여 면역력을 알아볼 수 있는 라이소자임활성도를 측정하였다.
플라즈마 라이소좀 활성은 몇몇 수정된 turbidimetric 방법을 사용해서 측정하였다. 최대 활성은 pH 6.2의 0.05M phosphate buffer에서 관측되었다. 혈장은 950㎕의 세균현탁액에 넣고 흡광도 530nm에서 25℃에서 0.5분과 4.5분에 측정하였고 결과는 unit/mL로 표시하였다.
도 2를 참조하면, 비교예 1 내지 4에 비하여 실시예 1, 2의 라이소자임 활성도가 현저히 높게 측정되었으며, 이는 실시예 1,2의 사료를 섭취하고 자란 실험어의 면역력이 우수함을 알 수 있었다.
[실험예 8]
실험어의 스트레스 회복 실험
일반적으로 양식어류는 종종 다양한 처리, 분류, 등급매기기, 수송 그래고 나쁜 수질과 같은 환경에 따라 다양한 형태의 스트레스환경에 노출되며, 이러한 스트레스에 대한 빠른 회복을 확인하기 위하여 실험어에게 마취실험과 공기노출실험을 진행하였다.
상기 실험예 3과 동일한 방법으로 분말화 한 실시예 1,2 및 비교예 1 ~ 4의 실험어 각각 10마리를 800ppm의 2-phenoxyethanol에서 3분 동안 마취시켰다. 그러고 나서 마취에 대한 회복시간을 측정하기 위해서 어류는 다시 민물로 돌려보냈다. 회복시간은 크로노미터를 사용해서 0.5분 간격으로 기록했다. 회복은 상태균형과 수영 행동(swimming behavior)에 의해 측정되었다.
Yokoyama et al.와 Ji et al.에 의하면 공기 노출시험은 급이 실험이 종료 시점 때 실행했다. 10마리 어류를 무작위로 각각 3개의 수조로부터 가져와서 플라스틱 그물에 놓고 공기에 15분 동안 노출시켰다. 공기노출 후 어류를 회복 수조로 돌려보내고 그들의 회복률을 6시간동안 모니터링 하였다.
이어 5분 동안 공기노출 후에 노출이 0, 1, 2, 4, 6시간 지난 회복그룹 중에서 무작위로 3마리 어류를 선택해 혈당정도의 분석을 하는데 사용했다. 1-mL heparinized disposable syringe를 사용해서 정맥에서 혈액을 채취하였다. 혈장은 혈액 샘플로부터 원심분리를 해서 얻고 oxidase/peroxidase 반응을 토대로 한 비색분석법을 사용해서 분석하였다. 스트레스 회복 테스트 종료 시, 치사율은 하기과 같이 계산하였으며, 그 결과는 도 3과 도 4에 나타내었다.
치사율(%) = (실험 후 치사 어류의 수/최초 실험어류의 수) × 100
일반적으로, 2-phenoxyethanol 처리 후에 짧은 회복시간은 면역의 높은 정도와 마취 후 활동에 따라 상응한다고 여겨지며, 도 3을 살펴보면, 실시예 1,2 및 비교예 4의 경우 비교예 1 내지 3를 급이하여 자란 실험어 보다 빠른 회복력을 가짐을 확인할 수 있었으며, 도 4는 공기 노출 실험 후 측정된 치사율을 측정한 결과를 나타낸 그래프로서, 비교예 1의 경우에는 치사율이 약 85 % 였고, 사료 내 발효 콩 가공 부산물이 포함된 함량이 증가될 수록 치사율이 낮아짐을 확인할 수 있었으며, 발효 콩 가공 부산물이 아닌, 발효하지 않은 그대로의 콩 가공 부산물이 포함된 비교예 3의 경우에는 발효 콩가공 부산물이 포함되지 않은 비교예 1 또는 발효 콩 가공 부산물이 3 wt% 포함된 비교예 2에 비해 낮은 치사율을 보였으나, 본 발명의 바람직한 발효 콩 가공 부산물의 함량이 포함된 실시예 1, 2의 경우에는 치사율이 60 % 이하로 비교예 1 내지 3에 비하여 낮은 것을 확인할 수 있었다.
따라서, 상기 도 3과 도 4의 결과를 통해 본 발명의 콩 가공 부산물, 특히 발효 콩 가공 부산물이 포함된 어류용 친환경 사료를 급이한 실험어는 스트레스에 대한 빠른 회복과 내성을 가지고 있음을 확인할 수 있었다.
상기 실험예 3 내지 실험예 8의 결과를 살펴보면, 본 발명의 어류용 친환경 사료 조성물의 경우 콩 가공 부산물인 콩 깻묵이 포함되지 않은 비교예 1과, 발효된 콩 가공 부산물이 전체 사료 조성물 내 3 wt% 포함된 비교예 2 및 발효과정을 거치지 않은 그대로의 콩 가공 부산물이 전체 사료 조성물 내 10 wt% 포함된 비교예 3의 조피볼락보다, 전체적으로 발효된 콩 가공 부산물이 포함된 사료를 섭취한 실시예 1,2 및 비교예 4의 조피볼락이 영양학적으로 우수하고, 스트레스 회복율이 빠름을 확인할 수 있었다.
그러나, 발효 콩 가공 부산물이 전체 사료 조성물 내 20 wt% 포함된 비교예 3의 경우 실험어 내 아미노산의 함량이 오히려 실시예 1, 2 에 비하여 낮은 결과값을 나타냈을 뿐만 아니라, 비교예 1과 비슷한 결과값을 확인할 수 있었다. 이는 명확히 밝혀지지는 않았으나, 높은 식물성 단백질 함량으로 인하여 오히려 아미노산의 흡수, 섭취력이 저하되었을 것으로 보였다.
따라서, 본 발명의 어류용 친환경 사료 조성물은 콩 가공 부산물을 발효시켜 발효 콩 가공 부산물을 제조하고, 이를 전체 사료 조성물에 5 ~ 10 wt% 포함시켜 어류용 사료를 제조함으로써, 양식어류의 성장 효율 및 유효 영양성분의 함량을 증진시켜 고품질의 양식어류를 소비자에게 제공할 수 있을 것으로 기대할 수 있다.

Claims (15)

  1. 콩을 가공하고 남은 부산물에 미생물을 접종하여 발효된 발효 콩 가공 부산물, 어분, 밀가루, 어유, 녹말가루, 비타민 배합제, 미네랄 혼합제 및 염화콜린(Choline Chloride)을 포함하되,
    발효 콩 가공 부산물 5 ~ 10 wt%, 어분 64.80 ~ 68.40 wt%, 밀가루 9.00 ~ 9.50 wt%, 어유 9.00 ~ 9.50 wt%, 녹말가루 2.70 ~ 2.85 wt%, 비타민 배합제 1.80 ~ 1.90 wt%, 미네랄 혼합제 1.80 ~ 1.90 wt% 및 염화콜린(Choline chloride) 0.90 ~ 0.95 wt%를 포함하는 것을 특징으로 하는, 어류용 친환경 사료 조성물.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 콩을 가공하고 남은 부산물은,
    콩껍질; 콩배아; 콩의 기름을 추출한 후 남은 부산물인 콩깻묵; 및 두부를 제조하고 남은 부산물인 콩비지; 중 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는, 어류용 친환경 사료 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 미생물은, 바실러스(Bacillu)속으로 이루어진 군 중에서 적어도 하나 이상의 미생물인 것을 특징으로 하는, 어류용 친환경 사료 조성물.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 콩을 가공하고 남은 부산물에 미생물을 접종하여 발효된 발효 콩 가공 부산물에,
    어분, 밀가루, 어유, 녹말가루, 비타민 배합제, 미네랄 혼합제 및 염화콜린(Choline chloride)을 혼합하여 사료조성물을 제조하는 단계;
    상기 사료조성물을 펠렛 성형기를 통해 펠렛(Pellet) 형상으로 성형하는 단계; 및
    성형된 사료조성물을 냉동보관하는 단계;를 포함하되,
    상기 사료조성물을 제조하는 단계는,
    발효 콩 가공 부산물 5 ~ 10 wt%, 어분 64.80 ~ 68.40 wt%, 밀가루 9.00 ~ 9.50 wt%, 어유 9.00 ~ 9.50 wt%, 녹말가루 2.70 ~ 2.85 wt%, 비타민 배합제 1.80 ~ 1.90 wt%, 미네랄 혼합제 1.80 ~ 1.90 wt% 및 염화콜린(Choline chloride) 0.90 ~ 0.95 wt%를 혼합하여 제조하는 것을 특징으로 하는, 어류용 친환경 사료의 제조방법.
  8. 삭제
  9. 제7항에 있어서,
    상기 콩을 가공하고 남은 부산물은,
    콩껍질; 콩배아; 콩의 기름을 추출한 후 남은 부산물인 콩깻묵; 및 두부를 제조하고 남은 부산물인 콩비지; 중 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는, 어류용 친환경 사료의 제조방법.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 콩 가공 부산물은,
    바실러스(Bacillu)속으로 이루어진 군 중에서 적어도 하나 이상의 미생물을 배양하는 배양단계;
    콩을 가공하고 남은 부산물에 배양된 미생물이 접종된 물을 분무하는 분무단계;
    상기 분무단계를 통해 미생물이 흡수된 콩을 가공하고 남은 부산물을 발효시키는 발효단계; 및
    발효된 콩을 가공하고 남은 부산물을 효소반응시키는 효소반응단계;를 포함하여 제조된 발효 콩 가공 부산물인 것을 특징으로 하는, 어류용 친환경 사료의 제조방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 효소반응단계 후에,
    효소반응된 콩을 가공하고 남은 부산물을 건조하여 분말화시키는 분쇄단계;를 더 포함하는, 어류용 친환경 사료의 제조방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 발효 단계는,
    상기 미생물이 접종된 콩을 가공하고 남은 부산물을 40 ~ 60 ℃에서 20 ~ 30 시간동안 발효시키는 것을 특징으로 하는, 어류용 친환경 사료의 제조방법.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 효소반응 단계는,
    발효된 콩을 가공하고 남은 부산물을 상기 발효단계보다 높은 온도 및 80 ℃ 이하의 온도에서 20 ~ 30 시간동안 효소반응시키는 것을 특징으로 하는, 어류용 친환경 사료의 제조방법.
  14. 삭제
  15. 제7항에 있어서,
    상기 냉동보관하는 단계는,
    -50 ~ -40 ℃의 온도에서 성형된 사료 조성물을 보관하는 것을 특징으로 하는, 어류용 친환경 사료의 제조방법.
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