KR101997365B1 - 농업부산물을 활용한 갈색거저리 전용 사료 조성물 및 이를 이용한 갈색거저리의 사육방법 - Google Patents

농업부산물을 활용한 갈색거저리 전용 사료 조성물 및 이를 이용한 갈색거저리의 사육방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 농업부산물을 활용한 갈색거저리 전용 사료 조성물 및 이를 이용한 사육방법에 관한 것으로, 본 발명을 따르면, 주정박, 쌀가루, 커피박 및 복분자박을 포함하는 농업부산물을 활용한 갈색거저리 전용 사료 조성물을 제공할 수 있다.

Description

농업부산물을 활용한 갈색거저리 전용 사료 조성물 및 이를 이용한 갈색거저리의 사육방법{Feed composition for tenebrio molitor using agricultural byproducts and breeding method of tenebrio molitor using it}
본 발명은 농업부산물을 활용한 갈색거저리 전용 사료 조성물 및 이를 이용한 갈색거저리의 사육방법에 관한 것으로, 더욱 구체적으로, 복분자박 및 커피박을 사용하여 곤충 사육에 있어서 사료비에 대한 부담을 줄이고, 충분한 단백질원의 공급을 통해 유충의 사육기간을 단축할 수 있는 농업부산물을 활용한 갈색거저리 전용 사료 조성물 및 이를 이용한 갈색거저리의 사육방법에 관한 것이다.
곤충은 뛰어난 환경 적응력으로 인해 전세계에 광범위하게 서식하고 있으며 그 종 다양성 또한 매우 풍부하다.
과거에는 곤충을 해충이라고 인식하여 기피하였으나, 최근 곤충을 유용한 생물자원으로 인식하고 활용하기 위한 많은 노력이 증가 추세에 있다. 이에 따라 세계 각국에서 곤충 자원의 탐색, 보전을 통한 생물자원 확보 경쟁이 날로 치열해지고 있다.
우리나라의 경우에도, 농림수산식품부는 2011년 1월 11일 곤충을 새로운 미래 농산업으로 육성하기 위해 곤충조사, 유용 곤충 발굴, R&D 및 곤충농가육성지원 등을 내용으로 한 제1차 곤충산업육성 5개년 종합계획을 발표하였다.
1920년대부터 곤충병리학적인 관점에서 생체 방어기작에 대한 기초연구가 시작되었고, 1980년대에 접어들면서 다양한 곤충 유래 생체 방어 물질들이 분리되고 새로운 항생제로 개발 이용할 수 있는 가능성이 대두되었다.
현재 항생물질, 항암물질, 소염제 및 순환기질환 치료제 개발 등과 관련된 소재로서의 활용도가 크게 기대되고 있고, 효능 및 유효성분 분석 연구는 최근 들어 더욱 각광을 받고 있다.
일 예로, 누에, 동충하초, 반모, 백강잠, 굼벵이, 지렁이, 거머리, 지네, 전갈, 거미 등 많은 곤충자원이 산업전반과 인류의 질병치료에 이용되고 있는 상황이다.
한편, 최근에는 곤충으로부터 유용물질을 탐색하고 자원화하려는 노력들이 진행되고 있는데, 특히 곤충은 세대가 짧고 개체가 작은 특징으로 인해 자원이용 면에서 매우 효율적이고 경제적인 장점이 있다.
또한 곤충이 고생대부터 지금까지 타 생물에 비해 압도적으로 번성할 수 있었던 이유는 수분 손실이 적고 단단하고 가벼운 몸 구조를 가지고 있어 활동에너지 효율이 높을 뿐만 아니라 유충과 성충 간에 섭식요구 먹이가 달라 서로 경쟁이 없고 휴면, 변태 등을 통해 저온, 고온, 건조 등 외부환경 및 물리적 장애나 외부 침입병원에 대해 강한 자체방어 능력을 지니고 있어 타 생물에 비해 유용물질의 탐색에 많은 장점을 가지고 있다.
이러한 곤충은 단백질 함유량이 많고, 무기질, 필수 및 미필수 아미노산, 비타민 등이 풍부하고, 지방의 대부분이 수용성 지방으로 이루어져 있어 가축 사료에 이용이 증가하고 있고, 현재 가축 사료에는 곤충 중 갈색거저리가 주로 사용되고 있다.
그러나, 갈색거저리의 주먹이원인 밀의 가격이 곡물가격 급등으로 큰 폭으로 상승하고 있어, 사료비에 대한 부담이 증가하고 있고 대량생산이 어려워지고 있는 실정이다.
따라서, 곤충사육에 있어 사료비에 대한 부담을 줄일 뿐만 아니라, 사육 기간을 단축하여 대량생산이 가능하도록 하는 갈색거저리의 대체먹이 개발이 필요하다.
상기와 같은 문제를 해결하고자, 본 발명은 복분자박 및 커피박을 사용하여 곤충 사육에 있어서 사료비에 대한 부담을 줄이고, 충분한 단백질원의 공급을 통해 유충의 사육기간을 단축할 수 있는 농업부산물을 활용한 갈색거저리 전용 사료 조성물 및 이를 이용한 갈색거저리의 사육방법을 제공하는데 있다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 농업부산물을 활용한 갈색거저리 전용 사료 조성물은 주정박, 쌀가루, 커피박 및 복분자박을 포함하는 농업부산물을 활용한 갈색거저리 전용 사료 조성물을 제공할 수 있다.
또한, 상기 갈색거저리 전용 사료 조성물은 상기 주정박 70 내지 75중량%, 쌀가루 6.25 내지 8.5중량%, 커피박 6.25 내지 12.5 중량% 및 복분자박 6.25 내지 12.5중량%를 포함할 수 있다.
또한, 상기 갈색거저리 전용 사료 조성물은 단백질 함량이 20% 이상인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 복분자박은 복분자 착즙을 통해 얻어지는 복분자박을 분쇄하는 단계, 분쇄된 복분자박에 유산균을 접종하여 발효시키는 단계 및 발효된 복분자박을 건조시키는 단계로 제조되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 커피박은 커피액 추출 후 얻어지는 커피박을 증숙하는 단계 및 상기 증숙된 커피박을 수분 13% 이하로 건조시키는 단계로 제조되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 갈색거저리 전용 사료 조성물은 가양취 분말을 더 포함할 수 있고, 상기 가양취 분말은 가양취를 절단하고 소금물에 침지시키는 단계; 상기 침지된 가양취를 증숙하는 단계; 상기 증숙된 가양취를 숙성 및 건조시키는 단계; 상기 건조된 가양취의 추출물을 추출하는 단계 및 상기 추출물을 동결건조하여 분말을 제조하는 단계로 제조되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 농업부산물을 활용한 갈색거저리 전용 사료 조성물을 이용한 갈색거저리의 사육방법을 제공할 수 있다.
또한, 부화 2일 내의 갈색거저리 성충을 사육통에 넣고 2일 내지 4일 동안 산란을 유도하는 단계; 상기 갈색거저리 성충과 상기 산란된 알 및 산란된 알에서 부화된 유충을 분리하는 단계; 상기 분리된 알 및 유충을 19 내지 21일 동안 사육하는 단계 및 상기 사육된 유충을 다수개의 사육통에 나누어 사육하는 단계를 포함하며, 상기 사육통은 상기 농업부산물을 활용한 갈색거저리 전용 사료 조성물이 바닥에 깔려 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 농업부산물을 활용한 갈색거저리 전용 사료 조성물 및 이를 이용한 갈색거저리의 사육방법은 밀을 대신하여 쌀가루 및 주정박, 섭취자극물질이 풍부한 복분자박 및 커피박을 사용하여 사료비에 대한 부담을 줄이고, 충분한 단백질원의 공급을 할 수 있다.
또한, 충분한 단백질원의 공급, 생육저해 방지, 유충의 성장 촉진으로 유충의 사육기간을 단축할 수 있어 대량생산이 용이하도록 할 수 있다.
또한, 갈색거저리의 선호성 및 섭취율이 향상될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 농업부산물을 활용한 갈색거저리 전용 사료 조성물을 이용한 갈색거저리의 사육방법을 개략적으로 도시한 흐름도.
도 2는 갈색거저리(성충)의 성장단계별 특징을 나타내는 사진들.
도 3은 갈색거저리(성충)의 대체원료별 먹이 선호성 결과 사진.
도 4는 갈색거저리(유충)의 대체원료별 먹이 선호성 결과 사진.
이하, 도면을 참조한 본 발명의 설명은 특정한 실시 형태에 대해 한정되지 않으며, 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있다. 또한, 이하에서 설명하는 내용은 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
이하의 설명에서 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용되는 용어로서, 그 자체에 의미가 한정되지 아니하며, 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 명세서 전체에 걸쳐 사용되는 동일한 참조번호는 동일한 구성요소를 나타낸다.
본 발명에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한, 이하에서 기재되는 "포함하다", "구비하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것으로 해석되어야 하며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부한 도 1 내지 도 4를 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 농업부산물을 활용한 갈색거저리 전용 사료 조성물은 주정박, 쌀가루, 커피박 및 복분자박을 포함할 수 있다.
주정박은 알코올 생산 후 남은 곡물 찌꺼기로, 단백질 함량이 높고, 갈색거지리 사료로 사용될 경우, 갈색거저리의 사료섭취율 및 성충 생존률이 향상될 수 있다.
이러한 주정박은 70 내지 75 중량%를 포함할 수 있고, 75 중량%가 가장 바람직하다.
이때, 주정박이 70% 미만일 경우 사료조성에 있어서 단백질 함량을 20%로 유지하기가 힘들고, 75중량%를 초과할 경우 사료내 단백질 함량이 너무 많아져 유충이 웃자라 생육상태가 불안정해 질 수 있다.
쌀가루는 쌀을 빻아 만든 가루로, 단백질을 함유하고 있고, 갈색거저리 사료로 사용될 경우, 갈색거저리의 생존률 및 먹이 선호성이 향상될 수 있다.
이러한 쌀가루는 6.25 내지 8.5중량%를 포함할 수 있다.
이때, 쌀가루가 6.25중량%로 포함될 경우, 사료에 대한 갈색거저리 유충의 기호성이 가장 우수하여 6.25중량%가 가장 바람직하다.
커피박은 커피액을 추출한 후 남은 부산물로, 단백질을 함유하고 섭취자극물질인 클로로겐산을 풍부하게 포함하고 있어 갈색거저리 사료로 사용될 경우, 단백질을 공급하고 갈색거저리의 기호도를 높일 수 있다.
또한, 커피박은 연중 생상되는 장점이 있어 사료자원으로써 활용가치가 높은 장점이 있다.
여기서 섭취자극물질이란 곤충이 먹이를 섭식하기 위해서는 필요한 물질로, 영양물질로는 아미노산, 탄수화물, 스테롤, 비타민 등이 있고, 비영양물질로는 클로겐산, 시니그린, 플라보노이드 등 40여종이 있다.
이러한 커피박은 6.25 내지 12.5 중량%를 포함할 수 있고, 12.5중량%가 가장 바람직하다.
이때, 커피박이 6.25중량% 미만일 경우 클로로겐산에 의한 갈색거저리의 기호도를 높이는 효과가 미미하고, 12.5중량%가 초과할 경우 갈색거저리 유충의 생육에 저해를 받을 수 있다.
또한, 커피박은 커피액 추출 후 얻어지는 커피박을 증숙하는 단계 및 증숙된 커피박을 수분 13% 이하로 건조시키는 단계로 제조될 수 있다.
커피박은 이와 같은 단계로 제조되어 특유의 쓴맛이 제거될 수 있고, 고유의 향은 향상될 수 있다.
커피액 추출 후 얻어지는 커피박을 증숙하는 단계는 커피박을 90 내지 100℃에서 40 내지 60분동안 증숙할 수 있다.
이때, 증숙온도가 90℃ 미만일 경우 커피박의 특유의 쓴맛을 제거하기 어렵고 100℃를 초과할 경우 증숙 시 커피박이 형태를 잃게 되고, 건조시 건조시간이 너무 길어질 수 있다.
또한, 증숙시간이 40분 미만일 경우 또한 쓴맛이 제거되지 않을 수 있고, 60분을 초과할 경우 고유의 향까지 날아갈 수 있다.
증숙된 커피박을 수분 13% 이하로 건조시키는 단계는 증숙된 커피박을 자연건조시켜 수분 13% 이하인 상태로 건조시킬 수 있다.
이와 같이, 커피박의 수분을 제거하여 유통기한을 늘리고, 유효 성분의 함량을 증가시키고 유해성분을 감소시킬 수 있다.
복분자박은 복분자로부터 액을 추출한 후 남은 부산물(복분자 껍질 및 씨)로, 담백질을 함유하고 섭취자극물질인 플라보노이드를 풍부하게 포함하고 있어 갈색거저리 사료로 사용될 경우, 단백질을 공급하고 갈색거저리의 기호도를 높일 수 있다.
또한, 복분자박은 비타민류, 유기산, 퀘르세틴(quercetin)과 같은 페놀성 화합물이 다량 함유되어 있어 항산화 작용을 할 수 있다.
이러한 복분자박은 6.25 내지 12.5중량%를 포함할 수 있다.
이때, 복분자박이 12.5중량%로 포함될 경우, 사료에 대한 갈색거저리 유충의 기호성이 가장 우수하여 12.5중량%가 가장 바람직하다.
또한, 복분자박은 복분자 착즙을 통해 얻어지는 복분자박을 분쇄하는 단계, 분쇄된 복분자박에 유산균을 접종하여 발효시키는 단계 및 발효된 복분자박을 건조시키는 단계로 제조될 수 있다.
복분자 착즙을 통해 얻어지는 복분자박을 분쇄하는 단계는 복분자박(복분자 껍질, 과육 및 씨)를 자연건조 시킨 후 분쇄하여 분말형태로 만들 수 있다.
분쇄된 복분자박에 유산균을 접종하여 발효시키는 단계는 분쇄된 복분자박을 증류수에 넣고 유산균을 접종하여 30 내지 35℃에서 24 내지 36시간동안 발효시킬 수 있다.
이때, 유산균은 락토바실러스 속(Lactobacillus spp.) 균주 또는 비피도박테리움 속(Bifidobacterium spp.)일 수 있다.
락토바실러스 속(Lactobacillus spp.) 균주는 락토바실러스 루테리(Lactobacillus reuteri), 락토바실러스 플란타룸(Lactobacillus plantarum), 락토바실러스 카제이(Lactobcillus casei), 락토바실러스 사케이(Lactobcillus sakei), 락토바실러스 락티스(Lactobcillus lactis), 락토바실러스 람노스(Lactobcillus rhamnose) 및 락토바실러스 엑시도필러스(Lactobcillus acidophilus) 및 락토바실러스 써모필러스(Lactobcillus thermophilus) 중 하나 이상일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
비피도박테리움 속(Bifidobacterium spp.) 균주는 비피도박테이움 비피덤(Bifidobacterium bifidum) 및 비피도박테이움 롱금(Bifidobacterium longum), 비피도박테이움 브레이브(Bifidobacterium breve) 중 하나 이상일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
또한, 유산균의 접종량은 접종 후의 초기 균주가 106 내지 107 cfu/㎖가 되게 하는 것이 바람직하며, 유산균의 초기 균주가 106cfu/㎖ 미만이면 발효시간이 길어지며, 107cfu/㎖ 초과이면 유산균을 접종하기 위해서는 유산균의 생산에 부담이 되는 문제가 있다.
발효된 복분자박을 건조시키는 단계는 발효된 복분자박을 동결건조하여 복분자박의 수분이 13%이하가 되도록하고, 분말형태인 최종적인 복분자박을 제조할 수 있다.
또한, 건조하기 전 발효된 복분자박을 75 내지 85℃에서 25분 내지 35분 동안 살균하여 미생물이 증식하지 못하도록 할 수 있다.
이와 같이 복분자박이 발효된 분말로 제조되어 갈색거저리의 체내흡수율을 높일 수 있다. 또한, 발효에 의해 영양분이 증진되어 영양공급이 향상 될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 농업부산물을 활용한 갈색거저리 전용 사료 조성물은 가양취 분말을 더 포함할 수 있다.
가양취는 마타리의 새순과 어린잎을 뜻하는 말로, 마타리 잎에는 니아신, 비타민 A, C, E, B1, B2 등의 비타민, 단백질 등 유익한 성분을 풍부하게 함유하고 있고, 섭취자극물질인 시니그린을 함유하고 있다.
이러한 가양취 분말은 전용 사료 조성물에 전체 중량%에 대하여, 가양취 분말 3 내지 5중량%를 더 포함할 수 있다.
이때, 가양취 분말이 4중량%로 포함될 경우, 사료에 대한 갈색거저리 유충의 기호성이 가장 우수하여 4중량%가 가장 바람직하다.
또한, 가양취 분말은 가양취를 절단하고 소금물에 침지시키는 단계, 침지된 가양취를 증숙하는 단계, 증숙된 가양취를 숙성 및 건조시키는 단계, 건조된 가양취의 추출물을 추출하는 단계 및 추출물을 동결건조하여 분말을 제조하는 단계로 제조될 수 있다.
가양취를 절단하고 소금물에 침지시키는 단계는 소금물에 절단한 가양취를 침지시켜 쓴맛을 제거하고 가양취를 불려 증숙 시간이 단축되도록 할 수 있다.
가양취를 절단하고 증숙하는 단계는 총 3회에 걸쳐 가양취를 증숙할 수 있다.
구체적으로, 가양취를 50℃에서 20분동안 증숙하고, 75℃에서 15분동안 증숙하며, 90℃에서 10분 동안 증숙할 수 있다.
이는 가양취의 영양성분이 급작스런 온도변화에 파괴 및 변형되지 않도록 할 수 있다.
또한, 각 3회의 증숙시간이 지켜지지 않고 너무 오랫동안 증숙하게 되면 가양취의 형태가 유지되기 힘들고 건조시 너무 오래걸릴 수 있다.
또한, 증숙시간이 너무 짧으면 쓴맛이 제거되지 않을 수 있다.
증숙된 가양취를 숙성 및 건조시키는 단계는 증숙된 가양취를 30 내지 35℃에서 2 시간 내지 3시간동안 숙성시키며 건조시킬 수 있다.
여기서 3시간이상 건조시킬 경우 가양취의 수분이 너무 날아가고, 추출시 시간이 늘어나는 단점이 있다.
건조된 가양취의 추출물을 추출하는 단계는 건조된 가양취에 가양취의 6배인 증류수를 넣고 80℃에서 2시간 내지 3시간동안 추출하여 추출물을 추출할 수 있다.
추출물을 동결건조하여 분말을 제조하는 단계는 추출된 추출물을 동결건조하여 가양취 분말을 제조할 수 있다.
거양취 분말은 이와 같이 제조되어 특유의 쓴맛 및 매운맛이 저감되고 갈색거저리의 사료 기호도를 높일 수 있다.
상기의 갈색거저리 전용 사료 조성물은 단백질 함량이 20% 이상을 함유하고 있어, 충분한 단백질원의 공급, 생육저해 방지, 유충의 성장 촉진으로 유충의 사육기간이 단축되고, 대량생산이 용이하도록 할 수 있다.
또한, 밀을 대신하여 쌀가루 및 주정박, 섭취자극물질이 풍부한 복분자박 및 커피박을 사용하여 사료비에 대한 부담을 줄일 수 있다.
또한, 갈색거저리의 선호성 및 섭취율이 향상될 수 있다.
이하, 상기에서 설명한 농업부산물을 활용한 갈색거저리 전용 사료 조성물을 이용한 갈색거저리의 사육방법에 대하여 구체적으로 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 농업부산물을 활용한 갈색거저리 전용 사료 조성물을 이용한 갈색거저리의 사육방법을 개략적으로 도시한 흐름도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 농업부산물을 활용한 갈색거저리 전용 사료 조성물을 이용한 갈색거저리의 사육방법은 농업부산물을 활용한 갈색거저리 전용 사료 조성물을 갈색거저리에게 제공하여 사육기간을 단축시키며 대량생산이 용이할 수 있고, 부화 2일 내의 갈색거저리 성충을 사육통에 넣고 2일 내지 4일 동안 산란을 유도하는 단계(S100), 갈색거저리 성충과 상기 산란된 알 및 산란된 알에서 부화된 유충을 분리하는 단계(S200), 분리된 알 및 유충을 19 내지 21일 동안 사육하는 단계(S300) 및 사육된 유충을 다수개의 사육통에 나누어 사육하는 단계(S400)를 포함할 수 있다.
부화 2일 내의 갈색거저리 성충을 사육통에 넣고 2일 내지 4일 동안 산란을 유도하는 단계(S100)는 부화된지 2일 이내의 갈색거저리 성충을 사육통에 넣고 2일 내지 4일 동안 산란을 유도할 수 있다.
또한, 사육통에는 바닥에 농업부산물을 활용한 갈색거저리 전용 사료 조성물이 깔려 있어 갈색거저리의 성충이 섭취하도록 한다. 이때, 농업부산물을 활용한 갈색거저리 전용 사료 조성물은 0.7 내지 0.9cm의 높이로 바닥에 깔릴 수 있다.
갈색거저리 성충과 상기 산란된 알 및 산란된 알에서 부화된 유충을 분리하는 단계(S200)는 S100 단계에서 산란된 알 및 산란된 알에서 부화된 유충과 성충을 분리할 수 있다.
이때, 분리된 성충은 S100 단계를 다시 진행할 수 있다. 즉, 성충의 생존기간동안 반복적으로 진행할 수 있다.
분리된 알 및 유충을 19 내지 21일 동안 사육하는 단계(S300)는 S200단계에서 분리된 알 및 유충을 사육통에서 19 내지 21일 동안 사육할 수 있다. 이 기간 동안 모든 알이 부화되어 유충으로 될 수 있다.
사육된 유충을 다수개의 사육통에 나누어 사육하는 단계(S400)는 S300 단계를 통해 모두 부화가 이루어진 유충을 다수개의 사육통에 나누어 사육할 수 있다.
이는 개체밀도를 고려한 것으로 개체밀도가 최소 1개체당 5 내지 8cm2이 되도록 다수개의 사육통에 나누는 것이 가장 바람직하나, 이에 한정되지는 않는다.
상기의 갈색저거리의 사육방법에서 사육환경은 24 내지 26℃의 온도에서, 14L:10D의 광주기 조건으로 제어하였고, 사육기간 동안 주 3회 수분을 공급하였다.
이때, 사육온도가 24℃미만일 경우 생존율이 매우 낮아지며, 사육기간이 길어질 수 있고, 26℃를 초과할 경우 사육기간이 길어질 수 있어 25 내지 26℃에서 사육하는 것이 바람직하며, 25℃가 가장 바람직하다.
또한, 광주기 조건이 14L:10D을 벗어날 경우 사육기간이 길어질 수 있다.
이하, 하기의 다수의 실험 예를 통하여 농업부산물을 활용한 갈색거저리 전용 사료 조성물 및 이를 이용한 갈색거저리의 사육방법을 구체적으로 설명한다.
또한, 실시되는 실험 예들은 이해를 돕기 위하여 제시되는 것으로서, 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 권리범위가 하기 실험 예들에 한정되는 것은 아니다.
[ 실험예 1] 대체원료 후보군 및 부원료 후보군 선별
밀을 대신할 대체원료 후보군을 선별하기 위해, 재료를 선정하고 재료의 일반성분, 에너지가, 원료가격 등을 분석하였다.
그 결과는 하기 표 1 내지 표 3과 같다.
Figure 112017124646140-pat00001
<재료의 일반성분 함량>
Figure 112017124646140-pat00002
<재료의 일반성분 함량>
Figure 112017124646140-pat00003
<재료의 에너지가 및 원료가격>
상기 분석 결과에 따라 선정된 총 5종의 대체원료 후보군을 선정하였고, 선정된 대체원료 후보군은 쌀가루, 타피오카전분박, 팜박, 야자박 및 주정박이 선정되었다.
선정된 대체원료 후보군의 원료가격, 일반성분 함량, 아미노산 및 무기질 함량은 표 4 및 표 5와 같다.
Figure 112017124646140-pat00004
<대체원료 후보군의 원료가격 및 일반성분 함량>
Figure 112017124646140-pat00005
<대체원료 후보군의 아미노산 및 무기질 함량>
부원료 후보군은 곤충의 기호도를 높이기 위하여 섭취자극물질이 풍부한 농업부산물인 복분자박 및 커피박을 선정하였다.
선정된 복분자박 및 커피박의 섭취자극물질 함량은 하기 표 6과 같다.
Figure 112017124646140-pat00006
<부원료 후보군의 섭취자극물질 함량>
[ 실험예 2] 부원료 후보군 처리농도에 따른 유해균 억제 효과
갈색거저리 사육의 기본적인 작업은 채란(알 받기), 알넣기(接種), 먹이의 교환, 유충·번데기의 회수, 성충의 교배 등으로 작업자에 의해 수작업으로 진행되어 작업자의 위생상태에 따라 사육되는 곤충의 건강상태가 크게 좌우된다.
이는 곤충이 사료 등의 원료로 사용시 품질에도 영향을 미치게 되어, 작업자에 의해 전염될 수 있는 유해균(E coli O157, Salmonella enteritidis, Staphylococcus aureus, Listeria등)의 제어가 필요하다.
따라서, 부원료 후보군 처리농도에 따른 유해균 억제 효과를 알기 위하여, 대체원료 후보군의 항균활성을 paper disk법으로 분해환(clear zone)의 크기를 측정하여 평가하였다.
부원료 후보군(복분자박, 커피박 및 혼합(복분자박 50%+커피박 50%))은 0%, 10%, 20%, 30%, 40%의 농도로 추출물을 만들어 유해균 억제효과를 측정하였다.
이때, 각각의 추출물은 비율별로 DDW(Double distilled water)로 혼합한 다음에 50℃의 온도에서 30분간 균질화 한 후 0.45um syringe filter로 여과하여 사용하였다.
부원료 후보군의 농도에 따른 유해균 억제효과를 측정한 결과는 하기 표 7 <부원료 후보군의 농도에 따른 항균활성>과 같다.
E. coli O157 Salmonella enteritidis Staphylococcus aureus Listeria
복분자박 0 N.D N.D N.D N.D
10 N.D N.D N.D N.D
20 N.D N.D N.D N.D
30 + + + N.D
40 ++ + + N.D
커피박 0 N.D N.D N.D N.D
10 N.D N.D N.D N.D
20 N.D N.D N.D N.D
30 ++ ++ + N.D
40 ++ ++ ++ N.D
혼합 0 N.D N.D N.D N.D
10 + + + N.D
20 ++ + ++ N.D
30 ++ ++ ++ N.D
40 +++ ++ +++ N.D
* clear zone (mm, diameter); + ,9~10mm; ++, 10~13mm, +++, 14 above
* N.D : not detected
상기 표 7에서 볼 수 있듯이, 복분자박 및 커피박은 저농도에서 유해균 저해효과가 없었으나, 30%이상부터는 E coli O157, Salmonella enteritidis, Staphylococcus aureus에 대한 저해효과가 나타났으며, 복분자박 50% 및 커피박 50%를 혼합한 것은 10%이상부터 저해효과가 나타나 가장 좋은 항균활성을 가지는 것을 확인할 수 있었다.
또한, 고농도의 경우 유해균 저해효과가 우수하나 갈색거저리 유충의 생육에도 저해를 줄 수 있다.
따라서, 부원료 후보군은 유해균 저해효과도 우수하고, 갈색거저리 생육에도 영향을 미치지 않도록 복분자박 50중량% 및 커피박 50중량%이 혼합된 형태로 12.5 내지 25 %가 조성물에 첨가되는 것으로 확립하였다.
[ 실험예 3] 부원료 후보군의 영양성분 조사
부원료 후보군의 영양성분을 조사하기 위하여, 하기 「사료 등의 기준 및 규격」에 의거하여 일반성분과 총 에너지함량 등을 분석하였다.
부원료 후보군의 총에너지, 일반성분 함량 및 영양성분 함량의 그 결과는 하기 표 8 및 표 9에 나타내었다.
Figure 112017124646140-pat00007
Figure 112017124646140-pat00008
* N.D : not detected
* 콜레스테롤 및 나트륨의 단위: mg/100g, 당류, 포화지방 및 트렌스지방의 단위: g/100g
[ 실험예 4] 부원료 후보군의 첨가비율에 따른 생존율
부원료 후보군의 사료 가능성을 확인하기 위해서, 부원료 후보군이 갈색거저리 생육에 저해를 하는지를 실험하여 확인하였다.
복분자박, 커피박 및 혼합(복분자박 50%+커피박 50%)을 0중량%, 1 중량%, 3 중량%, 5 중량%, 10 중량% 함량으로 소맥피와 혼합하여 유충에 급이하였다.
처리구는 표 10과 같이 복분자박, 커피박 및 혼합의 첨가비율 별로 구분하였으며, 총 13개의 처리구를 설정하고, 1개 처리구당 5번씩 반복하였다.
농가로부터 공급받은 유충을 처리군별로 13개로 나누어, 총 20일 동안 갈색거저리 유충의 생육특성과 생존율을 관찰하였다.
복분자박, 커피박 및 혼합(복분자박 50%+커피박 50%)의 첨가비율에 따른 갈색거저리 유충의 생존율은 하기 표 10과 같다.
Figure 112017124646140-pat00009
<복분자박, 커피박 및 혼합 첨가비율별 사료조성표>
도 2는 갈색거저리(성충)의 성장단계별 특징을 나타내는 사진들로, 도 2를 참조하여 유충의 생태적 변화 및 우화된 성충의 성장단계별 특징을 알 수 있다.
Figure 112017124646140-pat00010
(C : 소맥피 100%, T1 : 소맥피 99% + 커피박 1%, T2 : 소맥피 97% + 커피박 3%, T3 : 소맥피 95% + 커피박 5%, T4 : 소맥피 90% + 커피박 10%, T5 : 소맥피 99% + 복분자박 1%, T6 : 소맥피 97% + 복분자박 3%, T7 : 소맥피 95% + 복분자박 5%, T8 : 소맥피 90% + 복분자박 10%, T9 : 소맥피 99% + 혼합 1%, T10 : 소맥피 97% + 혼합 3%, T11 : 소맥피 95% + 혼합 5%, T12 : 소맥피 90% + 혼합 10%)
상기 표 11에서 볼 수 있듯이, T 1 및 T 2를 제외하고 대부분 생존율이 많이 저하되지 않는 것을 확인할 수 있고, 혼합하여 첨가한 경우에 생존율이 높은 것을 확인할 수 있었다.
이와 같이, 일부 처리구에서 유충이 검게 굳어 사체가 발생하여 생존율이 저하된 곳이 있었으나, 이는 사료원에 의한 원인보다는 충분한 수분공급이 이루어지지 않아 시들고 마른 것으로 판단된다.
따라서, 유충의 생존율를 관찰한 결과 저함량의 커피박 및 복분자박의 첨가는 갈색거저리 유충의 생존에 영향을 미치지 않음을 알 수 있었다.
[ 실험예 5] 대체원료의 확립
1) 대체원료별 성충의 생존율, 사료 섭취율, 증체율 , 성장율
대체원료로 선정된 쌀가루, 야자박, 주정박(Corn DDSG), 타피오카전분박, 팜박의 갈색거저리 주먹이 가능성을 검토하기 위해 고창군 소재지의 농가에서 2개월간 실증사육실험을 실시하였다.
선정된 5종의 대체원료를 급이 한 후 갈색거저리의 발육기간, 체중 등의 발육특성을 조사하여 대체원료로서의 가능성을 검토하였다.
소맥피를 대조군으로 하고, 실험군은 쌀가루, 야자박, 주정박(corn DDSG), 타피오카전분박, 팜박으로 선정하여 총 2개월간 사육을 실시하였다.
기존의 사육통에 대체원료와 성충 2,000마리를 넣어 하기 그림과 같이 사육통을 바꿔 5회까지 갈색거저리 산란을 유도하였다.
실험기간 동안 각각 실험군에서 성충의 생존수, 사료섭취율, 무게, 길이를 조사하였다.
대체원료별 성충의 생존율, 사료 섭취율, 증체율, 성장율은 하기 표 12 내지 15와 같다.
Figure 112017124646140-pat00011
Figure 112017124646140-pat00012
Figure 112017124646140-pat00013
Figure 112017124646140-pat00014
Figure 112017124646140-pat00015
(C : 소맥피, A1 : 쌀가루, A2 : 야자박, A3 : Corn DDSG(주정박), A4 : 타피오카전분박, A5 : 팜박)
상기 표 12 내지 15에서 볼 수 있듯이, 쌀기루(A2)로 사육한 실험군에서 69.1%로 높은 생존율을 보였으며, 팜박은 35.0%로 낮은 생존율을 보이는 것을 알 수 있다.
반면, 사료섭취율은 대조군인 소맥피(C) 15.1%, 팜박(A5) 13.5%, 주정박(A3) 10.2%의 순으로 높게 나타났고, 생존율이 가장 좋았던 쌀가루는 1.2%의 낮은 섭취율을 보였다.
그러나, 쌀가루는 유충의 성장율(성장길이)에서 174.4%로 가장 높은 성장율을 나타내는 것을 알 수 있다.
또한, 주정박은 증체율 및 성장율에서 다른 실험군에 비해 높게 측정된 것을 알 수 있다.
이 중 팜박은 사료 섭취율을 높으나, 생존율이 가장 낮고, 사육시에도 폐사되는 경우가 많아 대체원료로는 적절하지 않음을 알 수 있다.
2) 대체원료별 성충의 먹이 선호성
대체원료로 선정된 쌀가루, 야자박, 주정박(Corn DDSG), 타피오카전분박, 팜박을 같이 나열해 놓고 성충 미 유충을 넣어 한 시간 뒤에 모습을 관찰하여 먹이 선호성을 실험하였다.
도 3은 갈색거저리(성충)의 대체원료별 먹이 선호성 결과 사진으로, 도 3을 참조하면, 성충이 쌀가루 주변에 모여 있는 것을 확인할 수 있다.
도 4는 갈색거저리(유충)의 대체원료벽 먹이 선호성 결과 사진으로, 도 4를 참조하면, 유충이 쌀가루에 모여 있는 것을 확인할 수 있다.
따라서, 주정박은 사료섭취율, 증체율 및 성장율에서 다른 실험군에 비해 높게 측정되어 대체원료로 가장 적합한 성향을 보인다고 판단할 수 있다.
반면, 생존율, 성장율 및 먹이 선호성 측면에서는 쌀가루가 좋기 때문에, 쌀가루 및 주정박을 혼합하여 사용하는 것으로 대체원료를 확립하였다.
[ 실험예 6] 갈색거저리 전용 사료로 사육된 유충의 영양조성
실시예 1: 주정박 75중량%, 쌀가루 8.5중량%, 커피박 12.5 중량% 및 복분자박 12.5 중량%를 혼합하여 갈색거저리 전용 사료 조성물을 제조하였다.
커피박은 커피박을 95℃에서 50분동안 증숙하고, 증숙된 커피박을 자연건조시켜 수분함량 13%인 상태로 제조되었다.
복분자박은 복분자박을 분쇄한 후 증류수에 넣고 락토바실러스 엑시도필러스(접종 후의 초기 균주 107 cfu/㎖)를 접종하여 30℃에서 24시간동안 발효시키고, 발효된 복분자박을 80℃에서 30분동안 살균한 후 동결건조하여 수분함량이 13%인 분말형태로 제조되었다.
비교예: 소맥피(거저리 일반사료)
상기 갈색거저리 전용 사료 조성물의 갈색거저리 사육 효과를 확인하기 위하여, 사육통에 농가로부터 공급받은 유충을 2개로 나누고 각각 상기 실시예 및 비교예를 20일 동안 갈색거저리 유충이 섭취하도록 하고, 20일 후 사육된 유충의 영양조성을 측정하였다. 이때, 실시예 및 비교예를 섭취하는 것을 제외하고 사육환경은 동일하게 하였다.
그 결과는 하기 표 16 및 표 17과 같다.
지방산 실시예1(area) 비교예 (area) 실시예1(%) 비교예(%)
c14:0 163769 71077 3.5 6.5
c14:1 9887 11598 0.2 1.1
c16:0 802338 199138 17.1 18.3
c16:1 77003 59072 1.6 5.4
c18:0 112785 98234 2.4 9
c18:1o 2171842 161972 46.4 14.9
c18:1v 　 46133 0 4.2
c18:2 1231434 21141 26.3 1.9
c18:3 48343 18845 1 1.7
c20:0 10451 12046 0.2 1.1
c20:1 7998 111564 0.2 10.3
c20:2 3036 11042 0.1 1
c20:4 　 25620 0 2.4
c20:3 　 9564 0 0.9
c20:5 　 75123 0 6.9
c22:0 1509 12130 0 1.1
c22:1 14810 36608 0.3 3.4
c24:0 25973 12899 0.6 1.2
c22:6 2565 92523 0.1 8.5
<유충의 영양조성표(지방산)>
아미노산 실시예1 비교예 아미노산 실시예1 비교예
Aspartic acid 98.14 85.3 GABA 38.81 41.54
Glutamic acid 1635.93 1443.4 Tyrosine 1339.9 1237.78
Asparagine 18.52 21.69 Valine 1495.99 1312.88
Serine 307.34 274.11 Methionine 83.34 90.89
Glutamine 955.65 746.94 Tryptophane 716.88 628.49
Histidine 1080.31 1059.73 Phenylalanine 145.83 137.13
Glycine 302.84 305.05 Isoleucine 648.48 568.88
Threonine 569.41 558.78 Leucine 394.77 380.22
Arginine 2464.6 2246.38 Lysine 488.45 405.16
Alanine 1292.85 1286.92 Proline 11464.69 10783.96
(단위:mg/L)
< 유충의 영양조성표(아미노산)>
상기 표 16 및 표 17에서 볼 수 있듯이, 실시예 1이 필수 지방산인 c18:2 및 c18:3(리놀레산)이 비교예보다 많이 함유하고 있고, 불포화 지방산인 c18:1o를 높은 비율로 함유하고 있는 것을 알 수 있다.
또한, 실시예 1이 비교예보다 대부분의 아미노산 성분을 더 많이 함유하고 있는 것을 알 수 있다. 특히, 필수아미노산인 발린(valine), 루신(leucine), 아이소루이신(isoleucine), 메티오닌(methionine), 트레오닌(threonine), 라이신(lysine), 페닐알라닌(phenylalanine), 트립토판(tryptophan), 히스티딘(Histidine) 등을 높은 비율로 함유하고 있는 것을 알 수 있다.
[ 실험예 7] 갈색거저리 전용 사료의 유충 먹이 기호도
실시예 1: 주정박 75중량%, 쌀가루 8.5중량%, 커피박 12.5 중량% 및 복분자박 12.5 중량%를 혼합하여 갈색거저리 전용 사료 조성물을 제조하였다.
커피박은 커피박을 95℃에서 50분동안 증숙하고, 증숙된 커피박을 자연건조시켜 수분함량 13%인 상태로 제조되었다.
복분자박은 복분자박을 분쇄한 후 증류수에 넣고 락토바실러스 엑시도필러스(접종 후의 초기 균주 107 cfu/㎖)를 접종하여 30℃에서 24시간동안 발효시키고, 발효된 복분자박을 80℃에서 30분동안 살균한 후 동결건조하여 수분함량이 13%인 분말형태로 제조되었다.
실시예 2: 갈색거저리 전용 사료 조성물 전체 중량에 대하여, 가양취 분말 4중량%를 더 혼합한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일하게 제조되었다.
가양취 분말은 가양취를 절단하고 소금물에 침지시킨 후 가양취를 50℃에서 20분동안 증숙하고, 75℃에서 15분동안 증숙하며, 90℃에서 10분 동안 증숙하고, 증숙된 가양취를 35℃에서 2 시간 동안 숙성시키며 건조시키고, 건조된 가양취에 가양취의 6배인 증류수를 넣고 80℃에서 2시간 반동안 추출하여 추출물을 추출한 후 추출된 추출물을 동결건조하여 제조되었다.
비교예: 소맥피(거저리 일반사료)
상기 실시예 1, 2 및 비교예를 같이 나열해 놓고 유충을 넣어 한 시간 뒤에 모습을 관찰하여 먹이 기호도를 실험하였다.
그 결과, 비교예보다 실시예 1 및 실시예 2에 유충이 모여있는 것을 확인할 수 있었다.
따라서, 실시예 1 및 2는 커피박, 복분자박, 가양취 분말을 함유하고 있어 갈색거저리의 먹이 선호성이 높은 것을 알 수 있다.
[ 실험예 8] 온도 및 광주기에 따른 유충 발육
갈색거저리의 사육환경의 최적 온도 및 광주기를 도출하기 위해, 하기의 실험을 실시하였다.
0.8cm의 높이로 갈색거저리 전용 사료가 깔린 패트리디쉬 7개에 각각 갓 부화한 유충 10마리를 넣고 주 3회 수분공급을 하였다.
이때, 패트리디쉬 4개를 각각 17℃, 23℃, 25℃, 27℃의 온도로 사육하여 갈색거저리 유충의 발육을 측정하였다.
그 결과는 하기 표 18과 같다.
온도(℃) 유충발육기간
(일)		 번데기기간
(일)		 번데기무게
(mg)		 성충무게
(mg)		 성충길이
(mm)
17 215.08±15.12 20.56±3.84 169.77±0.03 149.12±0.07 15.78±0.08
23 157.45±11.01 13.12±2.75 168.98±0.04 137.11±0.01 14.61±0.03
25 134.87±12.21 9.98±1.71 201±0.05 165±0.11 16.81±0.02
27 136.21±8.12 8.12±1.21 189±0.12 161±0.34 16.78±0.04
상기 표 18에서 볼 수 있듯이, 25℃의 온도에서 사육할 경우 유충의 발육이 가장 좋다는 것을 확인할 수 있고, 23℃ 미만으로 내려갈 경우 유충발육기간이 길어지고, 27℃에서도 유충발육기간이 길어지는 것을 확인할 수 있었다.
따라서, 사육온도는 25℃가 최적임을 알 수 있었고, 사육온도는 24 내지 25℃로 도출하였다.
또한, 상기에서 도출한 최적 사육온도 25℃에서 패트리디쉬 3개를 각각 12L:12D, 14L:10D, 10L:14D의 광주기로 사육하여 갈색거저리 유충의 발육을 측정하였다.
그 결과는 하기 표 19와 같다.
광주기 유충발육기간
(일)		 번데기
기간
(일)		 번데기
무게
(mg)		 성충화율
(%)		 성충무게
(mg)		 성충길이
(mm)
12L:12D 158.95±16.24 7.95±1.51 210±0.03 55 165±0.11 17.01±0.02
14L:10D 134.87±12.21 9.98±1.71 201±0.05 52 165±0.11 16.81±0.02
10L:14D 147.88±20.12 8.67±1.42 210±0.08 23 165±0.10 16.41±0.12
상기 표 19를 보면 알 수 있듯이, 14L:10D의 광주기로 사육할 경우 유충발육기간이 짧고 유충의 발육이 가장 좋다는 것을 확인할 수 있다.
따라서, 최적 광주기는 14L:10D로 도출하였다.
이상으로 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시할 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것이다.

Claims (7)

  1. 주정박 70 내지 75중량%, 쌀가루 6.25 내지 8.5중량%, 커피박 6.25 내지 12.5 중량% 및 복분자박 6.25 내지 12.5중량%를 포함하는 농업부산물을 활용한 갈색거저리 전용 사료 조성물.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 갈색거저리 전용 사료 조성물은,
    단백질 함량이 20% 이상인 것을 특징으로 하는 농업부산물을 활용한 갈색거저리 전용 사료 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 복분자박은,
    복분자 착즙을 통해 얻어지는 복분자박을 분쇄하는 단계;
    분쇄된 복분자박에 유산균을 접종하여 발효시키는 단계;
    발효된 복분자박을 건조시키는 단계로 제조되는 것을 특징으로 하는 농업부산물을 활용한 갈색거저리 전용 사료 조성물.
  5. 주정박, 쌀가루, 커피박 및 복분자박을 포함하며,
    가양취 분말을 더 포함하고,
    상기 가양취 분말은 가양취를 절단하고 소금물에 침지시키는 단계;
    상기 침지된 가양취를 증숙하는 단계;
    상기 증숙된 가양취를 숙성 및 건조시키는 단계;
    상기 건조된 가양취의 추출물을 추출하는 단계 및
    상기 추출물을 동결건조하여 분말을 제조하는 단계로 제조되는 것을 특징으로 하는 농업부산물을 활용한 갈색거저리 전용 사료 조성물.
  6. 제1항, 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항의 농업부산물을 활용한 갈색거저리 전용 사료 조성물을 이용한 갈색거저리의 사육방법.
  7. 제6항에 있어서,
    부화 2일 내의 갈색거저리 성충을 사육통에 넣고 2일 내지 4일 동안 산란을 유도하는 단계;
    상기 갈색거저리 성충과 상기 산란된 알 및 산란된 알에서 부화된 유충을 분리하는 단계;
    상기 분리된 알 및 유충을 19 내지 21일 동안 사육하는 단계 및
    상기 사육된 유충을 다수개의 사육통에 나누어 사육하는 단계를 포함하며,
    상기 사육통은,
    상기 농업부산물을 활용한 갈색거저리 전용 사료 조성물이 바닥에 깔려 있는 것을 특징으로 하는 갈색거저리의 사육방법.
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