KR101914201B1 - 가축 사료첨가용 미네랄 수 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

개시되는 가축 사료첨가용 미네랄 수 제조방법은, 일라이트(illite) 35~45중량 %, 제올라이트(zeolite) 20~30중량 %, 활성탄 5~10중량 % 및 패화석 20~30중량 %를 혼합한 혼합원료를 준비하는 단계; 상기 혼합원료를 150~200℃의 분위기에서 3~5시간 동안 가열교반하는 가열교반단계; 상기 가열교반단계를 거친 상기 혼합원료를 300~400메쉬의 크기로 분쇄한 혼합분말을 준비하는 분쇄단계; 상기 혼합분말에 키토산 5~10중량 %를 혼합한 후, 정제수 300중량 %에 12~24시간 동안 침지하는 침지단계; 및 상기 침지단계를 거친 상기 정제수와 상기 혼합분말 및 상기 키토산의 혼합액을 여과하여 여과액을 얻는 단계;를 포함한다.

Description

가축 사료첨가용 미네랄 수 및 그 제조방법{mineral water for feed additive of livestocks and method for preparating the same}
본 발명(Disclsoure)은, 가축 사료첨가용 미네랄 수 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 구체적으로 양계용 사료에 첨가하여 급이 함으로써 고기의 품질을 높일 수 있는 가축 사료첨가용 미네랄 수 및 그 제조방법에 관한 것이다.
여기서는, 본 발명에 관한 배경기술이 제공되며, 이들이 반드시 공지기술을 의미하는 것은 아니다(This section provides background information related to the present disclosure which is not necessarily prior art).
근래 국내의 양돈, 양계산업 등은 엄격한 환경규제와 구제역, 돈콜레라, 4P (PMWS, PRDC, PED, PRRS), AI 바이러스 등 각종 질병으로 인한 폐사증가와 이에 따른 사육두수 감소로 생산성과 경영적인 측면에서 많은 가축 사육농가가 어려움을 겪고 있다.
이러한 어려운 환경 속에서도 생산성 향상을 도모하기 위한 노력으로 영양, 사양, 질병, 환기 등에 대한 여러 가지 분야에서 개선을 위한 노력이 진행되고 있으며, 그 중에서도 영양적인 측면이 부각되는 것은 공기, 물, 사료를 섭취하여 성장하는 돼지, 닭, 오리에게 기본적인 요소를 먼저 충족시켜주는 것이 생산성 향상 및 경영성 개선에 좀 더 효과적일 것으로 판단되기 때문이다.
한편, 사육 가축에게 필요한 원소로 철, 마그네슘, 칼륨, 칼슘, 아연, 규소, 나트륨, 망간, 티타늄, 구리, 셀레늄, 스트론튬, 니켈, 바륨, 바나듐, 코발트, 크롬(++/+++), 몰리브덴, 게르마늄 등의 천연 광물에서 추출된 이온미네랄은 필수 광물질로서 동물의 정상적인 피부, 뼈 및 체모의 형성에 기여할 뿐 아니라 생식, 면역, 성장, 지방 및 단백질대사, 사료의 소화와 흡수에 관여하는 수많은 효소작용의 필수 성분들이며, 또한 조직 내에서 단백질과 핵산의 대사와 합성 등의 중요한 기능을 수행하는 것으로 밝혀져 있다.
그동안 사육 가축에게 각종 미네랄의 부족현상을 예방하고, 공급하기 위하여 연구된 선행 특허기술들을 살펴보면, 대한민국 등록특허 제0889830호 기술에서는 가축에게 투여할 배합사료 90중량 %에 10중량 %의 광물성 조성물을 혼합하여 제조하는 광물성 동물사료가 제시되어 있는바, 게르마늄이 다량 함유된 맥반화 고령토를 포함하여 다수의 광물성 재료를 동물사료에 적절한 비율로 배합하여 가축에게 공급하므로써, 동물들이 체내에 독성이 없고 흡수율이 높은 게르마늄이 다량 함유된 맥반화 고령토를 적정량 섭취하기 때문에 이들 원소가 갖는 특유의 기능 예컨대, 항산화력, 심장과 폐기능 향상, 노폐물질 분해, 생식기능향상 및 질병예방을 실행할 수 있으므로 그에 따라 동물사료의 기능성을 높이고자 하는 기술이 개시되어 있다.
또한, 대한민국 등록특허 제1354460호에서는 인체에 유익한 8~10 um 정도의 원적외선을 발생하는 소성 처리된 맥섬석과 면역성 증가와 폐사율 저하 및 육성율과 증체량 향상 그리고 육질개선 효과가 높은 한방제재(감초, 고삼, 곽향, 진피, 상엽)혼합물을 2차 가공처리된 사료첨가제(맥섬석과 한방제재 혼합물)를 얻고 가축종류 및 성장단계에 따라 1일 사료급여량의 0.3 ~ 0.6 중량% 첨가 급여하는 가축 사육 방법에 관한 기술을 적용하여 생산된 축산물(돼지고기, 닭고기, 계란 등)은 콜레스테롤 함량이 낮고 고유의 비린내 등 잡냄새가 없도록 하고자 하는 선행기술이 제시되어 있다.
상기와 같은 종래기술로 제공되는 사료첨가제는 사육가축에게 중요한 기능을 하는 필수 광물질을 산화 금속, 광물 분말, 등의 무기물 형태로 급여할 경우 동물 체내 흡수율이 낮아 소화율이 저조할 뿐 아니라 과다 섭취 시에는 소화 장애가 유발되기도 하고, 또 독성문제가 야기될 수 있는 문제점도 내포하고 있다.
1. 대한민국 등록특허 제0889830호 2. 대한민국 등록특허 제1354460호
본 발명(Discloure)은, 양계용 사료에 첨가하여 급이 함으로써 고기의 품질을 높일 수 있는 가축 사료첨가용 미네랄 수 및 그 제조방법의 제공을 일 목적으로 한다.
여기서는, 본 발명의 전체적인 요약(Summary)이 제공되며, 이것이 본 발명의 외연을 제한하는 것으로 이해되어서는 아니 된다(This section provides a general summary of the disclosure and is not a comprehensive disclosure of its full scope or all of its features).
상기한 과제의 해결을 위해, 본 발명의 일 태양(aspect)에 따른 가축 사료첨가용 미네랄 수 제조방법은, 일라이트(illite) 35~45중량 %, 제올라이트(zeolite) 20~30중량 %, 활성탄 5~10중량 % 및 패화석 20~30중량 %를 혼합한 혼합원료를 준비하는 단계; 상기 혼합원료를 150~200℃의 분위기에서 3~5시간 동안 가열교반하는 가열교반단계; 상기 가열교반단계를 거친 상기 혼합원료를 300~400메쉬의 크기로 분쇄한 혼합분말을 준비하는 분쇄단계; 상기 혼합분말에 키토산 5~10중량 %를 혼합한 후, 정제수 300중량 %에 12~24시간 동안 침지하는 침지단계; 및 상기 침지단계를 거친 상기 정제수와 상기 혼합분말 및 상기 키토산의 혼합액을 여과하여 여과액을 얻는 단계;를 포함한다.
본 발명의 일 태양(aspect)에 따른 가축 사료첨가용 미네랄 수 제조방법에서, 상기 침지단계는, 80~100℃의 온도에서 중탕하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 태양(aspect)에 따른 가축 사료첨가용 미네랄 수 제조방법에서, 상기 여과액은, 염기치환용량(Cation Exchange Capacity; CEC)이 3.0~7.0meq/100g인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 태양(aspect)에 따른 가축 사료첨가용 미네랄 수 제조방법에서, 상기 여과액은, 규산염의 %농도가 40~45%인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 태양(aspect)에 따른 가축 사료첨가용 미네랄 수 제조방법에서, 상기 제올라이트는, 방비석, 어안석, 캐버자이트, 소다비석, 휼란다이트, 스틸바이트, 로몬타이트 및 이네사이트 중 선택된 적어도 하나로 준비되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 가축 사료첨가용 미네랄 수를 양계용 사료에 첨가하여 급이하는 경우, 고기의 고소한 맛을 결정하는 조지방, 고기의 품질(색상 및 보수력)을 결정하는 pH, 조리시 감량 정도, 관능에서 우수한 품질을 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시형태에 따른 가축 사료첨가용 미네랄 수 제조방법을 보인 도면.
이하, 본 발명에 따른 가축 사료첨가용 미네랄 수 제조방법을 구현한 실시형태를 도면을 참조하여 자세히 설명한다.
다만, 본 발명의 사상은 이하에서 설명되는 실시형태에 의해 그 실시 가능 형태가 제한된다고 할 수는 없고, 본 발명의 사상을 이해하는 통상의 기술자는 본 개시와 동일한 기술적 사상의 범위 내에 포함되는 다양한 실시 형태를 치환 또는 변경의 방법으로 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 기술적 사상에 포함됨을 밝힌다.
또한, 이하에서 사용되는 용어는 설명의 편의를 위하여 선택한 것이므로, 본 발명의 기술적 내용을 파악하는 데 있어서, 사전적 의미에 제한되지 않고 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미로 적절히 해석되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시형태에 따른 가축 사료첨가용 미네랄 수 제조방법을 보인 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 실시형태에 따른 가축 사료첨가용 미네랄 수 제조방법은, 혼합원료 준비단계(S10), 가열교반단계(S20), 분쇄단계(S30), 침지단계(S40) 및 여과단계(S50)를 포함한다.
혼합원료 준비단계(S10)는, 일라이트(illite), 제올라이트, 활성탄 및 패화석을 준비하는 단계이다.
먼저, 일라이트는, 광물질 중에서 가장 많은 원적외선(93.4％)를 방출하는 기능과 음이온 발생, 중금속의 흡착 분해능력과 항균성이 인정되어 화장품과 정수분야, 사료용, 토양개량제로 쓰이는 천연 미네랄 성분을 갖춘 친환경 천연물질이다.
화학조성은 (K,H3O)Al2(Si,Al)4O10(H2O,OH)2이며, 단사정계에 속하는 운모족 광물이다.
화학성분으로 보아, 백운모에 가까운 것도 있으나 비교적 SiO2, MgO, H2O가 많고, K2O는 적다. 수백운모(水白雲母) 등과 같은 계열의 광물이다. 굳기 1~2, 비중 2.6~2.9이다. 쪼개짐은 ［001］로 완전하며, 조흔색은 백색이고, 토상(土狀)광택이 있다. 화학성분이나 결정구조로 보아 독립된 광물이 아니고, 다른 성분을 포함하고 있는 혼합광물이라는 견해가 있다. 알루미늄이 풍부한 이질(泥質) 또는 응회암질(凝灰岩質) 퇴적암 중에 산출되며, 열수성(熱水性) 광상모암의 변질광물로서 산출된다.
본 실시형태에서 일라이트는 지리산에서 채굴된 것을 사용하였으며, 그 조성비율을 아래의 표 1과 같다.
일라이트 조성성분 및 비율
성분 SiO2 Al2O3 TiO2 Cr2O3 FeO MgO MnO CaO Na2O K2O 합계
% 74.53 18.26 0.56 0.05 0.18 0.11 0.03 0.25 0.06 5.56 99.59
다음으로, 제올라이트(zeolite)는, 알칼리 및 알칼리토금속의 규산알루미늄 수화물인 광물을 총칭하는 말로 색깔은 무색 투명하거나 백색 반투명하다.
비석이라고도 하며 종류는 많으나 함수량이 많은 점, 결정의 성질, 산상 등에 공통성이 있다.
본 실시형태에서, 제올라이트는, 방비석, 어안석, 캐버자이트, 소다비석, 휼란다이트, 스틸바이트, 로몬타이트 및 이네사이트 중 선택된 어느 하나 또는 둘 이상의 것이 사용될 수 있다.
다음으로, 활성탄은, 흡착성이 강하고, 대부분의 구성물질이 탄소질로 된 물질로, 흡착제로 기체나 습기를 흡수시키는데, 또는 탈색제로 사용된다. 목재나 갈탄 등을 염화아연 등의 약품으로 처리, 건조시켜 제조한다.
다음으로, 패화석은, 조개껍질로 준비되며, 주성분은 탄산칼슘(CaCO3)이다.
본 실시형태에서, 혼합원료는 일라이트(illite) 35~45중량 %, 제올라이트(zeolite) 20~30중량 %, 활성탄 5~10중량 % 및 패화석 20~30중량 %가 혼합되어 준비된다.
가열교반단계(S20)는, 혼합원료를 150~200℃의 분위기에서 3~5시간 동안 가열교반하는 단계이다.
가열교반단계(S20)는, 이어지는 분쇄의 효율성을 높이고 이물질을 제거하기 위한 단계이다.
본 실시형태에서 가열교반단계(S20)는, 30~50rpm의 회전속도로 교반 하였다.
분쇄단계(S30)는, 가열교반단계(S20)를 거친 혼합원료를 300~400메쉬의 크기로 분쇄한 혼합분말을 준비하는 단계이다.
이는 이어지는 침지단계(S40)에서 추출 효율을 향상시키기 위함이다.
침지단계(S40)는, 혼합분말에 키토산 5~10중량 %를 혼합한 후, 정제수 300중량 %에 12~24시간 동안 침지하는 것으로 이루어진다.
이 과정에서 본 실시형태에 의한 미네랄 수가 추출되게 된다.
여과단계(S50)는, 침지단계(S40)를 거친 정제수와 혼합분말 및 키토산의 혼합액을 여과하여 여과액을 얻는 단계이다.
본 실시형태에서, 침지단계(S40)는, 80~100℃의 온도에서 중탕하여 이루어지는 것이 추출효율을 높이는 효과적이다.
한편, 본 실시형태에 따른 여과액은, 염기치환용량(Cation Exchange Capacity; CEC)이 3.0~7.0meq/100g(밀리당량/건조중량)인 것으로 제조된다.
또한, 본 실시형태에 따른 여과액은, 규산염의 %농도가 40~45%인 것으로 제조된다.
이하에서는, 본 실시형태에 따른 제조방법에 따라 제조된 가축 사료첨가용 미네랄 수의 효능을 설명한다.
먼저, 발명자는, 일라이트(illite) 40중량 %, 제올라이트(zeolite) 25중량 %, 활성탄 7중량 % 및 패화석 28중량 %를 혼합한 혼합원료를 준비하고, 이를 170℃의 분위기에서 4시간 동안 가열 교반 하였으며, 이를 300메쉬의 입도를 가지도록 분쇄하여 혼합분말을 준비하였다.
또한, 혼합분말 전체중량을 기준으로 키토산 5중량 %를 혼합하고, 정제수 300중량 %에 16시간 동안 침지한 후 혼합분말이 걸러지도록 여과하여 여과액, 즉 미네랄 수를 얻었다.
한편, 본 실시형태에 따른 미네랄 수의 효능을 평가하기 위해, 평가대상을 아래와 같이 준비하였다.
(1) 첨가 닭(실시예)
본 실시형태에 따른 제조방법에 의해 얻어진 미네랄 수를 일반 닭의 사료첨가제로 급이 하여 생육시킨 닭으로 도계체중이 1.5kg인 것으로 3마리를 준비하였다.
(2) 토종닭(비교예 1)
시중에 판매되는 유명 브랜드의 토종닭으로서 도계체중이 1.5kg인 것으로 3마리를 준비하였다.
(3) 무첨가 닭(비교예 2)
시중에서 판매되는 유명 브랜드의 일반 닭으로서, 도계체중이 1.5kg인 것으로 3마리를 준비하였다.
다음으로, 실시예 및 비교예 1,2에 대해, 고기의 고소한 맛을 결정하는 조지방, 고기의 품질(색상 및 보수력)을 결정하는 pH, 조리시 감량 정도, 뼈의 강도를 평가하였다.
조지방 함량 비교
고기의 고소한 맛을 결정하는 조지방의 함량을 분석한 결과는 아래 표 2와 같다.
조지방 함량 결과
처리구 실시예 비교예 1 비교예 2
조지방(%) 1.07±0.17 1.17±0.28 0.90±0.11
표 2를 참조하면, 실시예는 비교예 1과 조지방 함량에서 차이를 보이나, 비교예 2에 비해 유의미한 함량 차이를 보이고 있음을 확인할 수 있다. 이는 실시예가 비교예 2에 비해 고소한 맛을 더 느낄 수 있음을 확인할 수 있다.
조지방 함량은 Follsh 등의 방법을 이용하여 측정하였다. 시료 2g을 5ml 테스트 튜브에 넣고 Folsh I(chloroform : methanol = 2:1) 용액을 20ml 넣고, 14000 rpm으로 10초간 균질화 한 다음 4℃에서 2시간 동안 방치하명서 20분 간격으로 셰이킹(shaking)을 수행하였다. 다음으로 균질화된 시료를 100ml 메스실린더에 Whaleman No.1 filter paper 용지를 이용해서 여과하였다. 메스실린더 눈금을 읽고 여액의 25%에 해당하는 0.88% NaCl을 첨가하여 메스실린더를 격렬히 흔들어 준 후 1시간 방치하였다. 이때 Folsh II(chloroform : methanol : H2O = 3:47:48)용액 10ml로 메스실린더 벽면을 세척한 후 눈금을 읽었다(a). 상층을 aspirator를 이용하여 제거하고 하층 10ml를 무게를 할 수 있는 수기(b)에 넣고 건조한 후 무게(c)를 측정하였다.
이를 바탕으로 조지방 함량(%)은 아래의 식으로 계산하였다.
조지방 함량( % )= ((c-b)×10/a)×100/sample(g)
pH 비교
고기의 품질(색상 및 보수력)을 결정하는 pH를 분석한 결과는 아래 표 3과 같다.
pH 측정 결과
처리구 실시예 비교예 1 비교예 2
조지방(%) 6.07±0.11 5.77±0.18 5.78±0.11
표 3을 참조하면, 실시예는 비교예 1,2와 유의한 차이를 보임을 확인할 수 있다. 즉 실시예는 비교예 1,2에 비해서 가장 높은 pH를 나타내었다. 이는 첨가한 물질의 기능적 특성으로 인해 닭의 근육 내 pH 매커니즘이 영향을 받은 것으로 사료된다.
통상 고기의 pH가 높을수록 미오글로빈이 메트미오글로빈으로 변하는 것(이는, 고기의 색상이 선홍색에서 갈색으로 변하는 현상을 유발함)을 늦춘다. 따라서 실시예는 비교예 1,2에 비해 냉장저장 기간을 늘리는 효과를 가진다.
또한, pH가 높을수록 보수력이 증가하는데, 보수력의 증가는 도계 후 냉각 감량이나 냉동, 냉장, 조리후 감량이 줄어드는 이점을 가진다.
pH의 측정은, 근막, 지방 등을 제거한 후, 세절한 시료 3g을 증류수 27ml와 함께 homogenizer(IKT, T25-B, Malaysia)로 14000 rpm에서 균질화 시킨 후 pH-meter(MP230, Metter, Switzerland)로 측정하였다.
육색 비교
고기의 육색(명도, 적색도)을 분석한 결과는 아래 표 4과 같다.
육색 측정 결과
처리구 실시예 비교예 1 비교예 2
명도 48.57±2.70 54.92±2.88 56.41±1.90
적색도 2.55±0.86 1.59±0.93 1.72±0.03
표 4를 참조하면, 실시예는 비교예 1,2와 비교하여 적색도가 높기 때문에 신선한 고기로 인식되어 소비자의 선택에 도움을 주게 된다.
육색은 시료의 절단한 단면을 Chromameter(Minoltam co., CR 300, Japan)를 사용하여 동일한 시료를 반복하여 명도를 나타내는 CIE b 값을 측정하였다. 이때 표준화 작업은 표준색판을 이용하여 Y=93.5, x=0.3198 값으로 표준화시킨 후 육색을 측정하였다.
조리감량 평가
조리감량을 평가한 결과는 아래 표 5와 같다.
조리감량 평가 결과
처리구 실시예 비교예 1 비교예 2
조리감량(%) 29.47±1.32 31.92±0.95 33.75±1.44
표 5를 참조하면, 1Kg의 닭고기를 삶을 경우 비교예 2(일반닭)은 663g의 고기가 나오나 실시예(첨가닭)는 706g의 고기가 나옴을 의미한다.
이는 실시예에서 43g의 육즙이 고기에 더 남아 있어 풍부한 육즙으로 소비자들이 실시예가 더 맛있다고 판단할 가능성이 높아진다.
조리감량은 직경이 4cm인 core를 이용하여 시료의 무게가 평균 70g 내외가 되도록 일정하에 절단하여 무게를 측정하고(A), 시료를 지퍼백에 넣은 후 물의 온도가 90℃인 항온수조에서 심부온도가 70℃에 도달할 때 까지 가열한 후 일정시간 식힌 다음 시료의 무게를 측정하여(B), A와 B의 비율로 산출하였다.
관능 평가
관능을 평가한 결과는 아래 표 6과 같다.
관능평가 결과
처리구 실시예 비교예 1 비교예 2
육색 3.39±1.20 2.22±1.00 2.56±1.20
향 3.94±1.21 3.56±1.46 3.50±1.82
불쾌취 2.40±0.51 2.64±0.74 3.19±1.11
다즙성 5.50±1.25 3.94±1.11 4.28±1.36
저작감 5.33±1.78 4.78±1.17 4.83±1.58
종합평가 4.67±1.61 4.60±0.83 4.28±1.03
표 6을 참조하면, 실시예가 육색의 선명함으로 시각을 이끌고, 고소한 육즙의 향으로 후각을 자극하고, 불쾌치가 낮아 닭 특유의 잡냄새를 줄이고, 다즙성에서 나타나는 것과 같이 풍부한 육즙과, 저작감에서 보여주는 것처럼 고기의 쫄깃함으로 소비자의 기호를 충족시킬 수 있음을 확인할 수 있다.
관능검사는 잘 훈련된 관능검사요원 8명을 선발하여 각 시험구별로 9점 척도법으로 관능검사를 실시하였다. 신선육의 관능적 특성평가는 육색, 향, 불쾌취, 육즙 및 전체적인 기호성의 항목으로 관능검사를 실시하였으며, marbling score는 대조구(실시예)를 5점으로 기준하여 각 처리구마다 상대적인 평가를 하여 얻어진 값이다. 가열육의 관능적 특성평가는 육색, 향, 불쾌취, 다즙성, 저작감, 전체적인 기호성의 항목으로 관능검사를 실시하였다.

Claims (6)

  1. 일라이트(illite) 35~45중량 %, 제올라이트(zeolite) 20~30중량 %, 활성탄 5~10중량 % 및 패화석 20~30중량 %를 혼합한 혼합원료를 준비하는 단계;
    상기 혼합원료를 150~200℃의 분위기에서 3~5시간 동안 가열교반하는 가열교반단계;
    상기 가열교반단계를 거친 상기 혼합원료를 300~400메쉬의 크기로 분쇄한 혼합분말을 준비하는 분쇄단계;
    상기 분쇄한 혼합분말 전체중량을 기준으로 키토산 5~10중량 %를 혼합한 후, 정제수 300중량 %에 12~24시간 동안 침지하는 침지단계; 및
    상기 침지단계를 거친 상기 정제수와 상기 혼합분말 및 상기 키토산의 혼합액을 여과하여 여과액을 얻는 단계;를 포함하는 가축 사료첨가용 미네랄 수 제조방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 침지단계는, 80~100℃의 온도에서 중탕하는 것을 특징으로 하는 가축 사료첨가용 미네랄 수 제조방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 여과액은, 염기치환용량(Cation Exchange Capacity; CEC)이 3.0~7.0meq/100g인 것을 특징으로 하는 가축 사료첨가용 미네랄 수 제조방법.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 여과액은, 규산염의 %농도가 40~45%인 것을 특징으로 하는 가축 사료첨가용 미네랄 수 제조방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 제올라이트는, 방비석, 어안석, 캐버자이트, 소다비석, 휼란다이트, 스틸바이트, 로몬타이트 및 이네사이트 중 선택된 적어도 하나로 준비되는 것을 특징으로 하는 가축 사료첨가용 미네랄 수 제조방법.

  6. 삭제
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