KR101918540B1 - 양식 사료의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

도축 폐기물인 털을 분해하여 양식사료를 제조하는 방법 및 이 방법으로 얻어진 분쇄물을 포함하는 양식 사료가 제공된다. 도축 단계에서 필연적으로 발생하는 부산물인 각종 동물의 털을 분해하여 양식 사료로 전환시킬 수 있다.
상기 양식 사료 제조방법은, 도축 부산물인 동물털을 세척하여 이물질을 제거하는 단계; 상기 세척된 동물털을 100 내지 150℃에서 6 내지 48시간 동안 건조하는 단계;상기 건조된 동물털을 산성 용액 또는 염기성 용액의 존재하에 100 내지 150℃에서 12시간 내지 60시간 동안 가수분해하는 단계;상기 가수분해 결과물을 중화시키는 단계;상기 중화 처리 결과물을 건조분쇄기에서 분말화하는 단계;및 양식 사료에 상기 분말화된 가수분해 결과물을 배합하는 단계;를 포함한다.

Description

양식 사료의 제조방법{Preparation method of feed for culturing}
본 발명은 도축 폐기물인 동물털을 분해하여 양식사료를 제조하는 방법에 관한 것으로, 도축 단계에서 필연적으로 발생하는 부산물인 각종 동물의 털을 분해하여 양식 사료로 전환시키는 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 가축은 도축장에서 도축된 후 식용 부분만이 시장에 유통되고, 가죽을 비롯한 털, 발톱 등의 각종 부산물 중 가죽이 가공용 재료로 사용될 뿐 나머지 부분은 도축 폐기물로 버려지고 있다.
이러한 도축 폐기물 중 털, 예를 들어 돈모(돼지털), 우모(소털)는 난분해성 단백질인 케라틴으로 구성되어 있고, 이러한 케라틴 구조를 갖는 물질은 스스로 분해하지 못하기 때문에 고온 소각 또는 해양 투기 등의 방법으로 폐기물 처리를 해야 한다. 그러나 폐기물 처리에 막대한 비용이 소요되고, 2013년부터는 런던 협약에 의하여 세계 각국에서 각종 도축폐기물을 해양투기해야 하는 상황이 되었다.
도축 부산물 중 동물털은 재활용하고자 하는 시도가 이루어지고 있으며, 현재 가장 많이 사용되는 동물털의 이용 형태는 건조 및 분쇄공정을 이용하여 분쇄물을 제조하는 것이다. 예를 들어, 우모를 고압하에 가열처리하여 건조 및 분쇄처리하면 단순히 건조한 것에 비하여 소화이용률이 높고, 비료 및 사료로서 가치가 증가하지만 단백질 이용률이 매우 낮아 경제성이 저하된다.
동물털의 재활용예로서, 국내특허등록공보 제1,537,348호에서 알칼리 분해를 하여 도축 부산물을 처리하는 방법이 개시되어 있으나 분해액을 다량 사용하여 건조시조회분의 비율이 높아 주요 성분인 조단백, 조지질 등의 함량이 감소할 우려가 높다.
또한, 국내특허등록공보 제1,442,482호에는돼지털을 표면온도가 190 내지 225℃인 기판 위에서 건조 및 교반하는 방법이 개시되어 있으나 사료 단백질 소화흡수율이 매우 낮은 문제점이 있다.
이와 다른 방법으로서, 부산물의 처리뿐만 아니라 아미노산을 추출하여 비료, 사료 등에 사용하는 경우도 있는데, 예를 들어 국내특허 공개공보 제2009-0126861호에 따르면 도축 폐기물을 탄산칼슘 등으로 분해하여 단백질 및 아미노산을 추출하는 방법이 개시되어 있으나, 지나치게 복잡한 공정으로 인해 경제성이 저하된다는 문제가 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 도축 폐기물인 동물털을 산 또는 염기존재하에 열처리하여 펩타이드 및 아미노산을 고함량으로 추출할 수 있는 효율적인 양식 사료의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 상기 제조방법에 의해 얻어지는 양식 사료를 제공하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명은,
도축 부산물인 동물털을 세척하여 이물질을 제거하는 단계;
상기 세척된 동물털을100내지 150℃에서 6 내지 48시간 동안 건조하는 단계;
상기 건조된 동물털을산성 또는 염기성 용액 존재하에 100 내지 150℃에서 12시간 내지 60시간 동안 가수분해하는 단계;
상기 가수분해 결과물을 중화시키는 단계;
상기 중화처리 결과물을 건조분쇄기에서 분말화하는 단계;및
양식 사료에 상기 분말화된 가수분해 결과물을 배합하는 단계;
를 포함하는 양식 사료의 제조방법을 제공한다.
일구현예에 따르면, 상기 동물털로서돈모, 우모, 양모, 계모 등을 예로 들 수 있다.
일구현예에 따르면, 상기 산성 용액 또는 염기성 용액은 동물털100중량부를 기준으로 약 100 내지 400중량부의 함량으로 사용할 수 있다.
일구현예에 따르면, 상기 산 용액으로서는 염산, 황산 또는 질산 등을 1종 이상 사용할 수 있다.
일구현예에 따르면, 상기 염기성 용액으로서는 수산화나트륨, 수산화칼슘, 수산화칼륨 등을 1종 이상 사용할 수 있다.
일구현예에 따르면, 상기 가수분해 단계에서 pH는0.1 내지 2, 또는 9내지 12의 범위를 가질 수 있다.
일구현예에 따르면, 상기 중화처리 단계에서 pH는 5 내지 8의 범위를 가질 수 있다.
일구현예에 따르면, 상기 분말화된 분해 결과물의 0.2% 펩신 소화율은 70% 이상의 범위를 가질 수 있다.
일구현예에 따르면, 상기 분말화된 분해 결과물의 조단백질 함량은 분말화된 가수분해 결과물 중량 대비 85% 이하의 범위를 가질 수 있다.
일구현예에 따르면, 상기 조회분 함량은 분말화된 분해 결과물의 중량 대비 20% 이하의 범위를 가질 수 있다.
일구현예에 따르면, 상기 양식 사료는 어분, 대두박, 소맥분, 어유, 대두유, 아마인유 및 오징어 간유 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
본 발명의 양식사료의 제조방법에 따르면, 고온 소각 또는 해양 투기하는 도축 부산물을 자원화하여 고단백질 사료로 제품화하여 자원 낭비 및 환경오염을 최소화시키는 것이 가능하며, 또한 단백질 함량이 증가하고 소화율이 높아 각종 동물의 양식용 사료로서 유용하게 사용할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 양식 사료 혼합물을 펠렛 성형기를 이용하여 적절한 사료 크기로 뽑아내는 공정을 나타내는 사진이다.
도 2는 배합사료를 이용하여 넙치 사양 실험을 진행하는 공정을 나타내는 사진이다.
본 발명에 따른 양식 사료 제조방법은, 도축 부산물인 동물털을 세척하여 이물질을 제거하는 단계; 상기 세척된 동물털을 100 내지 150℃에서 6 내지 48시간 동안 건조하는 단계; 상기 건조된 동물털을 산성 용액 또는 염기성 용액의 존재하에 100 내지 150℃에서 12시간 내지 60시간 동안 가수분해하는 단계; 상기 가수분해 결과물을 중화시키는 단계; 상기 중화처리 결과물을 건조분쇄기에서 분말화하는 단계; 및 양식 사료에 상기 분말화된 가수분해 결과물을 배합하는 단계;를 포함한다.
상기 본 발명에 따른 양식 사료의 제조방법은 폐기 대상인 도축 부산물인 동물털을 유용하게 재활용하기 위한 것으로, 난분해성인 동물털을 산 또는 염기 존재하에 열처리하여 펩타이드 및 아미노산 등으로 분해하여 소화율을 증가시킴으로써 각종 동물 양식용 사료로서 유용하게 사용할 수 있게 된다.
본 발명에서 사용이 가능한 동물털로서는 도축 부산물인 돈모, 우모, 계모, 양모 등을 사용할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니며, 단백질 함량이 높고 난분해성인 부산물은 그 대상이 될 수 있다. 특히 가공 용이성 측면에서 돈모 또는 우모가 바람직하다.
이와 같은 동물털은 도축 과정에서 부산물로서 발생하며, 이를 수집한 후 이물질을 제거하여 사용할 수 있다. 이를 위해 전처리 과정으로서 세척과정을 거치게 되는 바, 예를 들어 물세척, 열풍 세척 등의 방법을 사용할 수 있다. 상기 물세척은 다량의 물에 상기 동물털을 소정 시간 동안 침지한 후, 이를 순수로 다시 헹구는 과정을 1회 이상 반복할 수 있으며, 상기 열풍 세척의 경우 온도가 높지 않은 복사열 등을 강한 바람으로 가하여 동물털에 붙은 이물질이 자연 분리되게 하는 방법을 의미한다.
이어서, 상기와 같이 세척을 거친 동물털에 대해 건조공정을 수행하게 된다. 이와 같은 건조 공정을 통해 상기 동물털에 함유된 수분이 다량 제거되어 고형분만이 잔류하게 되므로, 이후 가수분해 공정에서 보다 효율적인 분해 공정이 진행될 수 있게 된다. 이와 같은 건조 공정은 열을 직접 또는 간접으로 가하는 방식 모두 사용할 수 있다. 직접 열을 가하는 방식으로서는 예를 들어, 오목한 형태의 가열한 열판에 상기 동물털을 위치시킨 후. 이를 교반하여 수행할 수 있다. 간접식으로 열을 가하는 방식으로서는 복사열을 사용할 수 있는 바, 기판 상에 동물털을 위치시키고, 그 위에 가열 부재를 설치하여 복사열을 일정시간 가하는 방식을 채택할 수 있다. 이때 증발된 수분이 보다 빨리 제거될 수 있도록 열풍이 순환되도록 할 수 있다. 이와 같은 건조 공정은 약 100 내지 약 150℃에서 약 6 내지 약 48시간 동안 수행할 수 있으며, 동물털의 함량 또는 수분 함량 등에 따라 가열 시간이나 온도 등은 적절히 조절할 수 있다.
이와 같이 건조된 동물털은 산성 용액 또는 염기성 용액의 존재하에 열처리하여 가수분해 반응을 실시할 수 있다. 즉, 동물털이 충분히 침지되도록 물을 가한 후 여기에 산성 또는 염기성 용액을 가하여 가수분해 반응을 진행하게 된다. 이와 같은 가수분해 반응에 의해 동물털에 존재하는 단백질이 펩타이드와 아미노산으로 분해될 수 있게 되어 소화율이 증가하게 된다. 이와 같은 가수분해 반응은 100 내지 150℃에서 12 내지 60시간 동안 수행할 수 있으며, 상기 범위에서 가장 효율적인 단백질 분해가 일어날 수 있게 된다.
상기 가수분해 반응에서 사용되는 산성 용액으로서는 염산, 질산 또는 황산 등을 1종 이상 사용할 수 있으며, 예를 들어 30% 이상의 농도를 갖는 진한 염산, 50% 이상의 농도를 갖는 질산, 또는 90% 이상의 농도를 갖는 황산 등을 사용할 수 있다.이와 같이 산성 용액을 가하여 가수분해 반응이 일어나는 상기 용액의 pH를 조절할 수 있으며, 예를 들어 상기 pH를 5 이하, 예를 들어 0.1 내지 4.0, 또는 0.1 내지 2.0의 범위로 조정할 수 있다.
이와 같은 산성 용액은, 예를 들어 동물털 100중량부에 대해 약 100 내지 400중량부, 또는 250 내지 350중량부의 함량으로 사용할 수 있다. 예를 들어 동물털 1kg에 대하여 상기 산성용액을 2.5리터 내지 3.5리터의 함량으로 사용할 수 있다.이와 같은 산성 용액의 함량은 건조 후 사료 분말의 조성에 영향을 미치게 된다. 즉, 상기 산성 용액은 사료 제조 과정에서 별도의 분리 공정 없이 중화과정을 거쳐 무기 염류로서 잔류하게 되는 바, 이들의 농도 및 함량은 최종 결과물의 조성비에 영향을 미치게 되며, 특히 조회분 함량에 영향을 미치게 된다. 따라서 이들 산성 용액의 함량이 지나치게 크면 최종 결과물 상에서 조회분 함량이 지나치게 커지므로 이들 사료를 섭취하는 동물들에게 부정적인 영향을 끼치게 된다. 또한 상기 용액의 함량이 지나치게 적으면 충분한 분해 공정을 얻을 수 없어 효율적인 사료 제조를 기대할 수 없게 된다.
또한, 상기 가수분해 반응에서 사용되는 염기성 용액으로서는 수산화나트륨, 수산화칼슘 또는 수산화칼륨 등을 1종 이상 사용할 수 있으며, 예를 들어 이들은 1내지 3N 농도를 갖는 용액으로 사용할 수 있다. 이와 같은 염기성 용액을 가하여 가수분해 반응이 일어나는 상기 용액의 pH를 조절할 수 있으며, 이들은 상기 pH를 9 이상, 예를 들어 9.0 내지 12.0, 또는 9.0 내지 11.0의 범위로 조정할 수 있다.
상기 산성 용액과 마찬가지로 이들의 사용량은 동물털 100중량부 대비 200 내지 400중량부, 또는 250 내지 350중량부의 함량으로 사용할 수 있다. 예를 들어 동물털 1kg에 대하여 이들 염기성 용액은 2.5리터 내지 3.5리터의 범위로 사용할 수 있다. 이와 같은 염기성 용액의 함량은 건조 후 사료 분말의 조성에 영향을 미치게 된다.즉,상기 염기성 용액은 사료 제조 과정에서 별도의 분리 공정 없이 중화과정을 거쳐 무기 염류로서 잔류하게 되는 바, 이들의 농도 및 함량은 최종 결과물의 조성비에 영향을 미치게 되며, 특히 조회분 함량에 영향을 미치게 된다.따라서 이들 염기성 용액의 함량이 지나치게 크면 최종 결과물 상에서 조회분 함량이 지나치게 커지므로 이들 사료를 섭취하는 동물들에게 부정적인 영향을 끼치게 된다. 또한 상기 용액의 함량이 지나치게 적으면 충분한 분해 공정을 얻을 수 없어 효율적인 사료 제조를 기대할 수 없게 된다.
상기와 같은 산성용액 또는 염기성 용액의 농도 및 함량 범위에서 동물털 내에 포함된 단백질을 효율적으로 분해할 수 있게 되므로 가수분해 결과물 내에 포함된 미분해 단백질 함량이 낮아지게 된다. 예를 들어 분말화된 가수분해 결과물 내에 포함된 미분해 단백질 함량의 중량은 85% 이하, 또는 80% 이하의 함량으로 낮아질 수 있게 된다. 미분해 단백질 함량이 낮아질수록 상기 동물털 내에 포함된 보다 많은 단백질이 펩타이드 및 아미노산으로 분해되었음을 의미하며, 이는 가수분해 결과물의 소화 흡수율의 증가를 나타내게 된다.
아울러 상기 가수분해 반응에 따라 가수분해 결과물 내에 포함된 조회분 함량이 증가하게 되는 바, 이와 같은 조회분은 가수분해 결과물 내에 포함된 무기질의 총량에 해당하며, 본 발명에 따르면 이들은 예를 들어 분말화된 가수분해 결과물의 중량 대비 20% 이하,예를 들어 10 내지 20%의 함량으로 포함될 수 있다.
상기와 같은 가수분해 반응에서 산성 용액 또는 염기성 용액이 사용된 바, 이를 중화시키기 위해 중화 반응을 진행하게 된다. 이와 같은 중화 반응은 사용된 용액과 반대의 염기성 용액 또는 산성 용액을 사용하여 수행할 수 있으며, pH를 5 내지 8의 범위로 조절하게 된다. 즉, 가수분해 처리시 산성 용액을 사용한 경우는 중화 처리시 염기성 용액을 사용하게 되며,가수분해 처리시 염기성 용액을 사용한 경우는 중화처리시 산성 용액을 사용하게 된다.이때 사용되는 염기성 용액으로서는 수산화나트륨, 수산화칼슘, 수산화칼륨 등을 1종 이상 포함하는 용액을 사용할 수 있으며,산성 용액으로서는 염산,황산,또는 질산 등을 1종 이상 포함하는 용액을 사용할 수 있다.
이와 같은 중화 반응은 50 내지 70℃에서 1 내지 2 시간 동안 수행할 수 있다. 이와 같은 중화반응에 의해, 상기 가수분해 반응에서 사용된 산 성분 또는 염기성 성분의 대부분은 염과 물의 형태로 전환될 수 있게 되며, 염은 수용액 내에 용해된 채로 잔류하다 폐수와 함께 제거되거나, 혹은 제거하지 않고 가수분해 결과물과 함께 건조처리하는 것도 가능하다.
상기 중화반응시 발생하는 염 성분을 제거하지 않는 경우, 가수분해시 사용된 산성 용액 또는 염기성 용액의 농도에 따라 조회분의 함량이 달라질 수 있다.즉, 가수분해시 사용한 산 또는 염기 성분의 함량이 높으면, 중화반응시 발생한 염의 함량 또한 증가하므로 이들을 포함하는 조회분의 함량 역시 증가하게 된다.따라서,이와 같은 조회분의 함량을 감소시키기 위해서는 가수분해 반응시 사용되는 산 또는 염기 성분의 함량이 낮은 것이 바람직하다.이를 위해서는 사용되는 산성 용액 및 염기성 용액의 농도와 함량을 적절하게 제어할 필요가 있다.
상기 중화 반응이 완료된 후, 염 성분을 제거하지 않는 경우에는 액상인 반응 결과물을 그대로 건조 분쇄기에 넣고 분말화시키게 된다. 이와 같은 분말화 공정은 원하는 분말 형태가 나올 때까지 수행할 수 있으며, 이때 분말의 크기는 대략 20 내지 50메쉬, 또는 25 내지 40메쉬 크기 정도로 조절할 수 있으며, 수분 함량은 약 2% 이하로 낮아지게 된다.
일구현예에 따르면, 본 발명에 따른 상기 제조방법에 따라 얻어지는 가수분해 결과물은 동물털 내에 포함된 단백질이 펩타이드 및 아미노산으로 효율적으로 분해될 수 있게 된다. 예를 들어 상기 결과물은 다양한 형태의 아미노산을 포함할 수 있으며, 예를 들어 아스파르트산, 트레오닌, 세린, 글루탐산, 글리신, 알라닌, 시스틴, 발린, 메티오닌, 이소루신, 루신, 티로신, 페닐알라닌, 라이신, 히스티딘, 아르기닌 등을 포함할 수 있다. 상기 펩타이드는 이들 아미노산이 펩티드 결합으로 결합된 화합물을 의미하며, 단백질을 구성하는 폴리펩타이드가 분해되어 나오게 된다.
본 발명에 따른 상기 양식사료 제조방법에 따라 얻어지는 가수분해 결과물은 단백질이 효율적으로 분해됨에 따라 미분해 단백질인 조단백질의 함량이 낮아지게 된다. 예를 들어, 본 발명에 따른 분해 공정으로 처리하기 이전의 동물털이 90% 이상의 단백질을 포함하는 반면, 상기 공정을 수행하게 되면 상기 단백질의 함량이 예를 들어 80% 이하의 함량으로 감소하게 된다. 그에 따라 아미노산 및 펩타이드의 함량이 증가하게 되므로 소화율이 대폭 증가하게 된다. 예를 들어 0.2% 펩신 소화율의 경우 70% 이상의 범위를 가질 수 있다.
따라서 소화율이 대폭 증가함에 따라 상기 동물털의 가수분해 결과물은 각종 사료 또는 비료로서 유용하게 사용할 수 있다. 예를 들어 동물성 사료를 주로 사용하는 어류 양식장에서 사용하는 어분을 대체할 수 있게 되며, 그에 따라 경제성이 증가하게 된다.
이와 같은 어분 대체용 사료로 사용하는 경우, 사용되는 어분 함량의 1 내지 50중량%, 또는 1내지 30중량%, 또는 1 내지 20중량%의 함량을 대체할 수 있다. 이때 어분 사료는 다양한 첨가물을 포함하여 배합 사료를 형성할 수 있으며, 이때 사용하는 첨가물로서는 상기 어분 외에, 소맥분, 어유, 대두유, 아마인유, 오징어 간유, 대두박, 비타민, 아미노산 등을 1종 이상 혼합하여 사용할 수 있다. 상기 어분으로서는 멸치 어분, 오징어분, 새우분 등을 1종 이상 사용할 수 있다.
이하에서는 실시예를 들어 본 발명을 보다 상세히 설명하나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
돼지 도축장에서 돈모를 수집하여 물을 사용하여 2회 세척함으로써 이물질을 제거하였다. 이어서 120℃ 정도로 조절한 건조기에 상기 돈모를 넣고 20시간 동안 건조하였다. 건조된 돈모 1kg을 반응기에 넣고, 농도 36%의 진한 염산 200g을 가하여 pH를 1로 유지하면서 120℃에서 30시간 동안 반응시켜 상기 돈모를 가수분해하였다. 반응이 종료된 후, 97% 농도의 수산화나트륨 150g을 가하여 중화시킴으로써 pH를 5.66으로 조절하였다. 얻어진 액상의 결과물을 건조분쇄기에 넣고 120℃로 유지하면서 건조 및 분쇄시켜 대략 30 메쉬 크기의 돈모 분쇄물1.1kg을 수득하였다.
실시예 2
돼지 도축장에서 돈모를 수집하여 물을 사용하여 2회 세척함으로써 이물질을 제거하였다. 이어서 120℃ 정도로 조절한 건조기에 상기 돈모를 넣고 20시간 동안 건조하였다. 건조된 돈모 1kg을 반응기에 넣고, 1N 수산화나트륨 3kg을 가하여 pH를 10으로 유지하면서 120℃에서 30시간 동안 반응시켜 상기 돈모를 가수분해하였다. 반응이 종료된 후, 묽은 염산 2.5kg을 가하여 중화시킴으로써 pH를 7.2로 조절하였다. 얻어진 액상의 결과물을 건조분쇄기에 넣고 120℃로 유지하면서 건조 및 분쇄시켜 대략 30 메쉬 크기의 돈모 분쇄물 1.08kg을 수득하였다.
비교예 1
돼지 도축장에서 돈모를 수집하여 물을 사용하여 2회 세척함으로써 이물질을 제거하였다. 이어서 세척한 돈모 1kg을 건조분쇄기에 넣고 120℃로 유지하면서 건조 및 분쇄시켜 대략 30 메쉬 크기의 돈모 분쇄물 0.9kg을 수득하였다.
실험예 1
상기 실시예 1에서 얻어진 돈모분쇄물에 대하여 아미노산 분석기(주식회사 히타치 제조, L-8500A)를 사용하여 아미노산 함량을 분석하였으며, 그 결과를 하기 표 1에 기재하였다.
검사항목 함량 (%)
아스파르트산 7.5
트레오닌 5.7
세린 12
글루탐산 14
글리신 11
알라닌 7
시스틴 4.6
발린 3.6
메티오닌 1.2
이소루신 2
루신 7.8
티로신 3
페닐알라닌 3.3
라이신 3.6
암모니아(NH3) 7
히스티딘 1.2
아르기닌 5.5
합계 100
상기 표 1에 기재한 바와 같이, 본 발명에 따른 제조방법을 사용하여 얻어진 돈모의 가수분해 결과물의 경우, 단백질이 분해된 결과 다양한 종류의 아미노산을 함유하고 있음을 알 수 있다.
실험예 2
상기 실시예 1, 실시예2 및 비교예 1에서 얻어진 돈모분쇄물에 대하여 시료 표준 분석방법에 따라 분석하여 수분, 조단백질 및 조회분의 함량을 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 2에 기재하였다.
검사항목 실시예 1 (%) 실시예 2 (%) 비교예 1 (%)
수분 (135℃, 2시간) 1.54 3.66 4.69
조단백질 79.65 72.63 93.10
조회분 14.62 16.89 1.20
상기 표 2에 기재한 바와 같이, 본 발명에 따른 돈모의 가수분해물은 조단백질의 함량이 93.10%에서 79.65% 또는 72.63%로 감소하였으며, 조회분의 함량이 14.62%또는 16.89%로 증가한 바, 본 발명에 따른 제조방법에 따라 단백질이 효율적으로 분해되었음을 알 수 있다.
실험예 3
상기 실시예 1, 실시예2 및 비교예 1에서 얻어진 돈모분쇄물에 대하여 시료 표준 분석방법에 따라 분석하여 펩신 소화율을 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 3에 기재하였다.
검사항목 실시예 1 (%) 실시예 2 (%) 비교예 1 (%)
0.2% 펩신 소화율 72.60 93.15 16.51
0.02% 펩신 소화율 44.01 81.28 12.7
0.002% 펩신 소화율 31.68 63.52 6.12
0.0002% 펩신 소화율 25.39 26.28 1.72
표 3에 기재한 바와 같이, 본 발명에 따른 제조 방법에 따라 얻어진 돈모분해물은 비처리 돈모에 비해 펩신 소화율이 대략 4배 내지 수십배 증가하였음을 알 수 있다.
실험예 4
상기 실시예 1에서 얻어진 돈모분쇄물에 대하여 세균 및 유해물질에 대한 검사를 수행하였으며 그 결과를 하기 표 4에 기재하였다.
검사항목 실시예 1 (%)
살모넬라D그룹 불검출
반추동물 유래
단백질혼입 (ELISA)		 불검출
멜라민 불검출
아멜린 불검출
아멜라이드 불검출
시아누르산 불검출
상기 표 4에 기재한 바와 같이, 본 발명에 따른 제조공정에 따라 얻어진 돈모가수분해물의 경우 각종 세균 및 유해물질이 검출되지 않아 인체에 대한 유해성이 전혀 없음을 알 수 있다.
실시예 3 내지 5, 및 비교예 2
본실시예에서 사용한 양식 사료의 원료로 멸치어분 (간접식 건조: 스팀 건조, 칠레산), 대두박(탈지, 탈피), 소맥분, 어유, 대두유, 아마인유, 및 상기 실시예 1에서 얻어진 돈모분을 사용하였다. 원료의 일반성분 및 아미노산 성분은 표 5에, 지방산 조성은 표 6에 나타내었다.
사료 조성은 멸치어분을 주단백질 공급원으로 한 대조사료 (비교예2)와 대조사료의 어분 대신 돈모분의 중량을 4%, 8% 및 12%까지 첨가한 실험사료 (각각 실시예 3, 4, 5)로 총 4개의 실험사료를 설계하여 제조하였다. 실험사료는 원료들을 잘 혼합한 후, 사료 원료 총중량의 약 30%에 해당하는 증류수를 첨가하여 모이스트펠렛 (moist pellet) 제조기로 압출성형하여 실온에서 24시간 건조하였다. 건조된사료는 실험어 입의 크기에 맞게 씨브로 선별한 후, 냉장보관하면서 사용하였다.
구분 주요 성분
멸치 어분 대두유 소맥분 돈모분 (실시예1)
분석 (%, DM)
조단백질 70.6 55.22 19.3 79.65
조지방질 9.5 1.58 3.9 2.70
조회분 16.4 6.82 2.2 14.62
단백질 내 필수 아미노산 (%)
Arg 6.1 7.6 5.7 6.3
His 2.8 2.8 2.9 2.3
Ile 4.1 3.3 2.3 4.4
Leu 7.6 7.5 6.0 8.5
Lys 8.5 6.5 3.7 9.9
Met+Cys 4.8 2.4 2.8 3.9
Phe+Tyr 8.3 8.2 6.8 8.5
Thr 4.8 4.4 3.5 4.6
Val 5.1 3.3 3.2 4.9
구분 지방질 공급원 (전체 지방산 대비 중량%)
오징어 간유 대두유 아마인유
C14:0 2.6 0.1 0.1
C16:0 13.5 13.4 6.1
C16:1 4.3 - -
C18:0 1.7 1.5 1.2
C18:1n-9 16.6 13.0 15.2
C18:2n-6 1.0 63.7 19.1
C18:3n-3 1.0 8.3 57.7
C20:1n-9 11.1 - 0.6
C20:2n-6 1.7 - -
C20:3n-3 0.3 - -
C20:4n-6 0.6 - -
C20:5n-3 11.3 - -
C22:1n-9 7.4 - -
C22:3n-3 0.6 - -
C22:5n-3 1.2 - -
C22:6n-3 25.1 - -
실험예 5
충청북도에 위치한 양어장에서 잉어 치어를 구입하여 50 L 사각 수조에 수용하고, 시판 배합사료를 공급하면서 실험환경에 적응할 수 있도록 순치하였다. 예비사육 후 실험용으로 3.7g 전후의 건강한 어체를선 별하여 실험수조(50L수조) 18개에 각각 30마리씩 3반복으로 배치한 후, 8주간 사육실험하였다. 수조내 여과시스템은 반순환 여과방식으로 2 L/min의 물이 순환되도록 수중펌프를 사용하여 흘려주었다. 또한 매일 전체 사육수의 20%를 환수하였으며, 사육 수온은 24℃로 유지시켰다. 각 수조마다 에어스톤으로 약하게 폭기시키면서 산소를 공급하였다. 상기 실시예 3 내지 5 및 비교예 2에 따른 실험사료는 1일 2회(09:00, 17:00) 수작업으로 공급하였다. 실험 결과를 하기 표 7에 기재하였다.

구분		 증체율(%) 사료 효율 (%) 하루 사료 섭취량 (%) 하루 단백질 섭취량 (%) 단백질 전환효율 생존률 (%)
비교예2 165±4.27 71.0±3.87 2.1±0.1 0.81±0.04 1.9±0.10 99±1.0
실시예3 124±6.28 59.4±3.36 2.1±0.05 0.82±0.02 1.6±0.09 100
실시예4 115±2.98 58.8±2.17 2.1±0.07 0.79±0.03 1.5±0.06 100
실시예5 116±17.0 62.1±2.37 1.8±0.06 0.67±0.02 1.6±0.06 93±6.6
- 상기 값은 3개 그룹의 평균값이며, 평균값±표준편차로 기재한다.
- 증체율(weight gain) (%) = 100 x (최종 체중의 평균값 - 초기 체중의 평균값)/초기 중량의 평균값
- 단백질 전환효율= 증체량 / 공급된 단백질 총량
- 실험사료의 배치는 완전 확률 계획법(Completely randomized design)을 실시하였고, 성장 및 분석결과는 SPSS (Version 11.0) 프로그램을 이용하여 One-way ANOVA로 통계분석되었다. 데이터값의 유의차는 Turkey's HSD test (P<0.05)로 비교하였다. 데이터는 평균값 ± 표준편차(mean ± SD)로 나타내었다. 백분율 데이터는 arcsine 변형값으로 계산하여 통계분석되었다.
상기 표 7에 나타낸 바와 같이, 초기 평균체중이 3.7 g 전후였던 잉어 치어는 8주간 사육실험 종료 후, 각 사료 조성에 따라 증체율은 돈모분 함량이 증가할수록 감소하기 시작하여 실시예 4, 5 실험구는 대조구보다 유의적으로 낮은 결과값을 보였다. 사료 효율에서는 대조구와 유의적인 차이는 없었다.
실시예 6 내지 11 및 비교예3
실험사료는 어분을 기초로 한 대조사료(비교예3)와 어분을 가수분해물인 실시예1의 돈모분으로 각 3중량%, 6중량%, 9중량%, 12중량%, 15중량%의 함량으로 대체한 실험사료(각각 실시예 6 내지 10)와 타우린을 첨가한 실험사료(실시예 11, 돈모분 9중량%, 타우린 1중량%)로 총7개의 실험사료를제조하였다. 이들 실험사료는 우선 사료원들을 혼합기에 넣어 완전히 섞은 다음, 어유를 첨가한뒤, 사료원 총중량의 15%에 해당하는 증류수를 첨가하여 사료 혼합기로 혼합, 반죽하였다. 혼합 반죽물은 도 1에 도시한 바와 같이 펠렛성형기(SP-50, Gumgang ENG, Daegu, Korea)를 이용하여 알맞은 크기로 뽑아내었다. 실험사료는 건조기로 24시간 건조시켜 사료공급 전까지 -20ㅀC에 냉동보관하여 사용하였다.
실험예 6
본 실험에 사용된 넙치치어는 제주특별자치도 서귀포시 성산읍에 위치한 대형수산에서 구입하여 제주대학교 소속 해양과학연구소로이송하였다. 실험어류는 1주 동안 시판 배합사료를 공급하면서 실험환경에 적응할 수 있도록 순치하였다. 예비사육 후 넙치치어 (초기 평균무게: 10.4 g)는 총 21개의 120L PP(Polypropylene) 수조에 각 수조당 32마리씩 무작위로 선택하여 배치하였다. 사육수는 모래 여과 해수를 사용하여 2-3 L/min의 유수량이 되도록 조절하였고, 모든 실험 수조에 용존 산소 유지를 위하여 에어스톤을 설치하였다. 사육수온은 겨울철 자연수온(11~14℃)에 의존하였으며, 광주기는 형광등을 이용하여 12L:12D로유지되었다. 실험사료공급은1일 3회(08:30, 13:00, 18:00)에 걸쳐 만복 공급하였다.
8주간 사육 실험이 종료된 후 성장 결과는 하기 표 8에 나타내었다.
구분 최종 중량 (g) 증체율 (%) 사료 전환율 일간 성장률(%) 단백질 전환효율 생존률 (%)
비교예3 22.3±2.96 114±28.5 1.54±0.34 1.51±0.26 1.37±0.33 92.2±10.7
실시예6 22.5±1.61 117±15.4 1.53±0.29 1.54±0.14 1.36±0.23 97.8±3.85
실시예7 22.0±0.82 112±7.78 1.54±0.17 1.50±0.07 1.32±0.15 96.7±5.77
실시예8 20.2±0.16 93.8±1.50 1.80±0.04 1.32±0.02 1.11±0.02 83.3±20.8
실시예9 19.6±0.12 89.0±1.11 1.94±0.04 1.27±0.01 1.04±0.02 100
실시예10 16.9±0.63 63.0±5.94 2.69±0.16 0.98±0.07 0.75±0.04 93.3±5.77
실시예 11 20.8±0.51 99.5±5.09 1.65±0.11 1.38±0.05 1.21±0.08 97.8±3.85
- 상기 값은 3개 그룹의 평균값이며, 평균값±표준편차로 기재한다.
- 증체율(weight gain) (%) = 100 x (최종 체중의 평균값 - 초기 체중의 평균값)/초기 중량의 평균값
- 사료 전환율= 공급된 건조 사료 중량 / 증체량
- 일간 성장률 (%) = [(loge최종 체중 - loge초기 체중)/실험일수] x 100
- 단백질 전환효율= 증체량 / 공급된 단백질 총량
- 실험사료의 배치는 완전확률 계획법(Completely randomized design)을 실시하였고, 성장 및 분석결과는 SPSS (Version 11.0) 프로그램을 이용하여 One-way ANOVA로 통계분석되었다. 데이터값의 유의차는 Turkey's HSD test (P<0.05)로 비교하였다. 데이터는 평균값 ± 표준편차(mean ± SD)로 나타내었다. 백분율데이터는 arcsine 변형값으로 계산하여 통계분석되었다.
상기 표 8에 나타낸 바와 같이, 8주간의 사육 실험결과, 증체율, 사료전환효율, 일간성장률, 단백질 전환효율에서 유의적인 차이를 보였다. 실시예6, 7, 8, 9, 및 11 실험구에서 대조구와 유의적인 차이가 없었다.
상술한 바와 같이, 실시예3 내지 5의 잉어사료에서는 어분함량의 약14%(실시예3)까지 아무런 보충 첨가 없이 어분을 대체할 수 있을 것으로 보인다. 또한, 상기 실시예 6 내지 11의 넙치사료에서는 사료내 돈모분을 어분함량의 30%까지 대체 가능할 것으로 보인다.
타우린과 같은 아미노산 혹은 결핍영양소를 보충하여 어분을 대체하였을 때, 본 발명에 따른 돈모분은 어분의 부분 대체제로서 사용될 가능성이 있음을 확인하였다.

Claims (9)

  1. 도축 부산물인 돈모, 우모, 양모 또는 계모 중 하나 이상인 동물털을 물에 일정 시간 동안 침지한 후, 이를 순수로 다시 헹구는 과정을 1회 이상 반복하는 물세척 또는 복사열을 강한 바람으로 가하여 동물털에 붙은 이물질이 자연 분리되게 하는 열풍세척으로 이물질을 제거하는 단계;
    상기 세척된 동물털에 함유된 수분이 다량 제거되어 고형분만이 잔류하게 됨으로써 이후 가수분해 공정에서 효율적인 분해 공정이 진행될 수 있도록 세척된 동물털을100 내지 150℃에서 6 내지 48시간 동안 건조하는 단계;
    상기 건조된 동물털에 존재하는 단백질이 펩타이드와 아미노산으로 분해되어 소화율이 증가되도록 건조된 동물털을 동물털 100중량부를 기준으로 100 내지 400중량부의 함량인 산성 용액 또는 동물털 100중량부를 기준으로 200 내지 400중량부인 염기성 용액의 존재하에 100 내지 150℃에서 12시간 내지 60시간 동안 가수분해하는 단계;
    상기 가수분해 결과물을 가수분해 처리시 산성 용액을 사용한 경우는 염기성 용액을 사용하게 되며, 가수분해 처리시 염기성 용액을 사용한 경우는 산성 용액을 사용하여 중화시키는 단계;
    상기 중화처리 결과물을 건조분쇄기에서 분말화하는 단계; 및
    양식 사료에 상기 분말화된 가수분해 결과물을 배합하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 양식 사료의 제조방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 분말화된 가수분해 결과물의 0.2% 펩신 소화율이 70% 이상의 범위를 갖는 것인 양식 사료의 제조방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 분말화된 가수분해 결과물의 조단백질 중량비가 85% 이하의 범위인 것인 양식 사료의 제조방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 분말화된 가수분해 결과물의 조회분 중량비가 20% 이하의 범위인 것인 양식 사료의 제조방법.
  9. 삭제
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