KR102061741B1 - 발효 및 숙성 공정을 포함하는 깻묵을 이용한 배합사료의 제조방법 - Google Patents

발효 및 숙성 공정을 포함하는 깻묵을 이용한 배합사료의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 식물의 종자에서 기름을 짜고 난 뒤 발생하는 부산물인 깻묵을 이용하여 배합사료를 제조하는 방법에 관한 것이며, 더 구체적으로는 깻묵을 이용한 사료의 제조 시 발효 및 숙성 공정을 포함시켜, 공급 대상이 되는 가축의 발육 촉진에 도움을 줄 수 있는 유용한 미생물이 포함된 배합사료의 제조방법을 나타낸 것이다.
본 발명은 가축에게 각종 영양소를 공급 및 보충할 뿐만 아니라 일반 배합사료보다 소화흡수율이 증진된 사료를 제공할 수 있고 가축에게 내병성을 제공하여 면역력 강화와 함께 질병을 예방할 수 있는 효과가 있으며 이에 따라 가축의 생산량 증가를 기대할 수 있다.
이를 위하여, 적어도 깻묵, 옥수수, 쌀겨, 귀리, 황토, 땅콩피, 활성탄, 석회석 및 조사료를 포함하는 원료를 배합하여 배합물을 형성하고, 형성된 배합물을 초음파 처리하여 유해 세균을 살균하며, 살균된 배합물을 발효 및 숙성시킨 후, 배합물을 분쇄기를 이용하여 분쇄하여 가공하여 건조하고, 건조가 완료된 사료를 가열 살균하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

발효 및 숙성 공정을 포함하는 깻묵을 이용한 배합사료의 제조방법{Manufacturing method of formula feed using the sesame dregs including fermentation and ripening process.}
본 발명은 식물의 종자에서 기름을 짜고 난 뒤 발생하는 부산물인 깻묵을 이용하여 배합사료를 제조하는 방법에 관한 것이며, 더 구체적으로는 깻묵을 이용한 사료의 제조 시 발효 및 숙성 공정을 포함시켜, 공급 대상이 되는 가축의 발육 촉진에 도움을 줄 수 있는 유용한 미생물이 포함된 배합사료의 제조방법을 나타낸 것이다.
본 발명은 깻묵을 이용하여 발효 및 숙성 공정을 포함하는 배합사료를 제조하는 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 가축이 섭취하는 배합사료의 원료에 깻묵, 옥수수, 쌀겨, 귀리, 황토, 땅콩피, 활성탄, 석회석 및 조사료를 포함하여 제조하되, 미생물을 주입하여 발효 및 숙성처리 함으로써, 질병에 대한 저항성을 향상시킬 뿐만 아니라, 영양소의 공급 및 소화효율을 개선시킬 수 있는 배합사료 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 풍미가 깊고, 맛이 좋아 기호성이 높은 참기름 및 들기름과 같은 향미유를 제조하기 위하여, 고온에서 깨를 볶은 후 이를 압착하여 착유하는 단계가 수행된다. 한편, 이 과정에서 발생하는 부산물인 깻묵은 착유한 뒤에도 그 영양학적 가치가 입증되면서 가축 사료의 첨가물로 활용되거나 식물의 비료로 활용되어 왔다.
일반적으로 가축 등을 사육하기 위해서 사용되는 먹이는 주로 각종 곡물을 혼합시킨 자연 그대로의 배합사료를 사용하고 있다.
그러나 이러한 배합사료에 포함된 곡물의 단백질, 지방, 탄수화물 등이 서로 강한 결합력을 형성하여 가축의 장내에서 소화 흡수율이 매우 낮아 가축들이 충분한 영양소를 고르게 흡수할 수 없었다.
또한, 배합사료의 곡물에는 인의 저장형태인 피틴이라는 독소가 존재하고,피틴이 위산의 작용으로 피틴산으로 분해되면서 소장 내부의 식이성 필수 미네랄과 피틴염을 형성하여 불용성으로 흡수되지 않고 그대로 배설이 되는 등의 문제가 존재하였다.
또한, 배합사료는 부패를 방지하기 위하여 첨가되는 방부제, 항곰팡이제 및 항생제 등이 남용됨으로써 가축의 내성이 약화될 수 있으며, 방부제, 곰팡이제 및/또는 항생제 등이 잔류하는 육류나 유제품들이 그대로 소비자에게 제공될 수 있다는 문제점이 있었다.
이를 해소하기 위하여 대한민국특허공개공보 제2009-0070631호에서는 인삼, 백봉령, 숙지황, 천궁, 백출, 감초, 작약, 당귀, 두충, 원지 등을 분쇄, 증자한 한방 원료에 들깻묵, 쌀겨, 포도당, 아연, 칼슘, 송분 등을 혼합하여 멸균하고 미생물을 이용하여 발효 숙성하여 건조하고 분쇄하여 제조된 발효사료 첨가제를 일반 배합사료와 적정 비율로 혼합한 발효 사료를 개시하고 있으나, 비용이 고가이며, 설사, 변비, 이상발효 발생과 같은 가축의 장내 이상으로 항병력, 면역력 약화 및 그로 인한 비육의 품질저하 등의 문제점이 제기되어 왔다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 가축이 일반적으로 섭취하는 배합사료를 제조하는 방법으로 깻묵, 옥수수, 쌀겨, 귀리, 황토, 땅콩피, 활성탄, 석회석 및 조사료를 포함하여 제조하되, 미생물을 주입하여 발효 및 숙성 처리함으로써, 질병에 대한 저항성을 향상시킬 뿐만 아니라 영양소의 공급 및 소화율을 증진시킬 수 있는 깻묵을 이용한 발효 및 숙성공정을 포함하는 배합사료 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 목적을 달성하기 위하여 적어도 깻묵, 옥수수, 쌀겨, 귀리, 황토, 땅콩피, 활성탄, 석회석 및 조사료를 포함하는 원료를 배합하는 배합단계; 배합단계에서 형성된 배합물을 초음파 처리하여 유해 세균을 살균하는 제1 살균단계; 살균된 배합물을 발효 및 숙성시키는 발효숙성단계; 발효숙성단계의 배합물을 분쇄기를 이용하여 분쇄하는 분쇄단계; 분쇄된 배합물을 가공하는 가공단계;
가공단계에서 형성된 사료를 건조하는 건조단계; 및 건조된 사료를 가열 살균하는 제2 살균 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 발효 및 숙성공정이 포함된 깻묵을 이용하는 배합사료의 제조방법에 관한 것으로, 식물의 종자에서 기름을 짜고 난 뒤 발생하는 농업부산물인 깻묵을 배합사료의 재료로 사용함으로써, 저해인자가 발현되지 않으면서도 경제적인 배합사료를 제조할 수 있다는 이점이 있다.
또한, 깻묵을 기타 배합 원료들을 배합한 후, 발효 및 숙성하는 단계에서 미생물이 주입되어 수행되며 가축에게 이로운 유용 미생물을 배양할 수 있다.
이는 가축에게 각종 영양소를 공급 및 보충할 뿐만 아니라 일반 배합사료보다 소화흡수율이 증진된 사료를 제공할 수 있고 가축에게 내병성을 제공하여 면역력 강화와 함께 질병을 예방할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따라 제조된 배합사료는 가축의 기호성이 높은 재료들로 구성 되는 바, 가축의 사료 섭취량이 증가되어 가축의 생육 상태 및 활동성이 개선되므로, 건강한 가축을 육성할 수 있다. 이에 따라 가축의 생산량 증가를 기대할 수 있으며, 고기의 선도 및 식감이 우수할 뿐만 아니라 육즙이 풍부한 양질의 고급육을 제공할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 발효 및 숙성 공정을 포함하는 깻묵을 이용하는 배합사료의 제조방법을 나타낸 플로우 차트.
도 2는 본 발명의 발효숙성단계를 나타낸 플로우 차트.
도 3은 본 발명에 따른 배합사료의 제조방법을 그림으로 나타낸 실시예.
도 4는 본 발명의 분쇄단계를 나타낸 실시예.
도 5는 본 발명에 사용되는 원료들의 배합비를 나타낸 실시예.
이하에서는, 다양한 실시예들 및/또는 양상들이 이제 도면들을 참조하여 개시된다. 하기 설명에서는 설명을 목적으로, 하나이상의 양상들의 전반적 이해를 돕기 위해 다수의 구체적인 세부사항들이 개시된다. 그러나, 이러한 양상(들)은 이러한 구체적인 세부사항들 없이도 실행될 수 있다는 점 또한 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 인식될 수 있을 것이다. 이후의 기재 및 첨부된 도면들은 하나 이상의 양상들의 특정한 예시적인 양상들을 상세하게 기술한다. 하지만, 이러한 양상들은 예시적인 것이고 다양한 양상들의 원리들에서의 다양한 방법들 중 일부가 이용될 수 있으며, 기술되는 설명들은 그러한 양상들 및 그들의 균등물들을 모두 포함하고자 하는 의도이다.
본 명세서에서 사용되는 "실시예", "예", "양상", "예시" 등은 기술되는 임의의 양상 또는 설계가 다른 양상 또는 설계들보다 양호하다거나, 이점이 있는 것으로 해석되지 않을 수도 있다.
또한, "포함한다" 및/또는 "포함하는"이라는 용어는, 해당 특징 및/또는 구성요소가 존재함을 의미하지만, 하나이상의 다른 특징, 구성요소 및/또는 이들의 그룹의 존재 또는 추가를 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 제 1, 제 2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
또한, 본 발명의 실시예들에서, 별도로 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명의 실시예에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 본 발명의 발효 및 숙성 공정을 포함하는 깻묵을 이용하는 배합사료의 제조방법을 나타낸 플로우 차트이다.
본 발명의 발효 및 숙성 공정을 포함하는 깻묵을 이용하는 배합사료를 제조하기 위하여, 적어도 깻묵, 옥수수, 쌀겨, 귀리, 황토, 땅콩피, 활성탄, 석회석 및 조사료를 포함하는 원료를 배합하는 배합단계(S10)가 수행된다.
S10단계는 상술한 원료들을 배합기를 이용하여 30분 내지 60분동안 혼합되는 것을 특징으로 하며, 이때 사용되는 배합기는 통상적으로 사용되는 배합기가 사용될 수 있으며, 상술한 배합기는 축사, 양계장 및 양어장 등 가축을 사육하기 위한 사료를 고르게 혼합 및 배합하기 위해 사용되는 기계로 이해될 수 있다.
한편, S10단계에서 배합기에 첨가되는 원료인 깻묵, 옥수수, 쌀겨, 귀리, 황토, 땅콩피, 활성탄, 석회석 및 조사료는 배합사료로서 훌륭한 영양공급원이 될 수 있다.
예를 들어, 상술한 원료들을 더욱 구체적으로 설명하면, 본 발명에서 발효 및 숙성 공정을 포함하는 깻묵을 이용한 배합사료를 제조하기 위하여, 깻묵 5 내지 15중량%, 옥수수 20 내지 30중량%, 쌀겨 5내지 15중량%, 귀리 5 내지 15중량%, 황토 4 내지 12중량%, 땅콩피 1 내지 9중량%, 활성탄 1 내지 9중량%, 석회석 1 내지 9중량%, 조사료 15내지 25중량%, 적어도 소금, 비타민 A, D, E 및 인산칼슘을 포함하는 무기질을 포함하는 기타 첨가제 0.5 내지 3.5중량%이 사용될 수 있다.
깻묵은 기름을 착유하고 난 뒤, 발생하는 부산물로, 식물성 단백질 함량이 높고 가격이 저렴하며, 유기물과 질소 함량이 많고 인산, 칼륨 성분을 포함하고 있어 가축의 배합사료로 쓰일 경우, 훌륭한 단백질 공급원이 될 수 있다.
상술한 깻묵은 적어도 들깻묵 및 참깻묵 중 어느 하나 이상이 사용될 수 있으며 5 내지 15 중량%가 사용될 수 있다.
한편, 들깻묵은 들깨의 종자로부터 기름을 추출한 흑갈색의 부산물로서 들깨 기름의 단백질 함유율은 흑색종이 40%, 백색종이 37%이며, 일반적으로 흑색종이 백색종보다 단백질 함량이 더 높다.
또한, 들깻묵은 조섬유 함량이 17 내지 19%로 높아 가축의 생산활동 및 소화작용을 도우며 항영양성 인자가 포함되어 있지 않아서 안전하며, 양질의 단백질 사료로 이용될 수 있는 이점이 있다.
또한, 참깻묵은 참깨의 종자에서 추출한 부산물로 완화제 성질이 있으며, 단백질의 함량이 44 내지 48%이며, 참깻묵 역시 각 가축에 대하여 나쁜 영향을 미치는 항영양성 인자를 포함하고 있지 않기 때문에 가축의 사료로서 훌륭한 단백질 공급원이 될 수 있다.
옥수수는 조지방 함량이 높고 가소화율이 높아 에너지원으로 사용되며, 가축의 기호성이 높아 깻묵과 함께 배합사료에 사용하면 사료의 효율이 증진될 수 있어 본 발명에서 20 내지 30중량% 사용될 수 있다.
쌀겨는 벼를 도정하여 정백미를 만들 때 생기는 과피, 종피, 호물층 등의 분쇄 혼합물로서, 본 발명에서 5 내지 15중량% 사용될 수 있다.
귀리는 보리의 에너지 가치의 90%를 가지고 있으며, 보리에 비해 조섬유 비율이 높다. 가축에게 기호성이 좋으며, 본 발명에서 5 내지 15중량% 사용될 수 있다.
황토는 각종 미네랄 성분을 공급하며 미량의 광물질을 공급하고, 황토 특유의 항균작용을 함으로써, 사료에 첨가하였을 때, 유해성 미생물의 번식을 억제하는 효과가 있으며, 본 발명에서 4 내지 12중량% 사용될 수 있다.
땅콩피는, 땅콩 수확 후 가공하는 과정에서 발생하는 깍지를 말하며, 땅콩 중량의 약 33% 정도가 땅콩피로 생산된다. 조섬유 함량이 57% 정도로 소화율이 매우 높은 장점이 있으며, 땅콩피를 첨가함으로써 가축의 소화불량을 예방하여 사료의 효율을 높일 수 있다. 본 발명에서 땅콩피는 1 내지 9중량% 사용될 수 있다.
활성탄은 수목이 열분해 되어 남은 물질로 주성분은 비결정질의 탄소이고, 일반적으로 1g의 표면적이 400m2에 이르는 강력한 흡착력에 의한 살균효과로 가축의 질병, 특히 소화기 질환의 예방에 탁월한 효과를 보이며, 각종 유익한 미생물의 주거공간을 제공함으로써 가축의 영양흡수를 도와 가축의 세포를 치밀하게 하여 육질을 좋게 한다. 본 발명에서 활성탄은 1 내지 9중량% 사용하여 사료의 효율을 높인다.
석회석은 탄산칼슘을 주성분으로 하는 것으로 칼슘함량이 36 내지 41% 이며, 본 발명에서 부족할 수 있는 칼슘을 보충하기 위하여 첨가되는 원료로써, 1 내지 9중량% 사용될 수 있다.
조사료는 예를 들어 볏집, 산야초, 목초, 사일리지 및 건초 등이 포함될 수 있으며, 섬유소 함량이 높아 거칠지만 가축의 소화작용 촉진을 돕는다. 본 발명에서 조사료는 15 내지 25중량% 사용될 수 있다.
기타첨가제는 적어도 소금, 비타민 A, D, E 및 인산칼슘을 포함하는 무기질을 포함할 수 있으며, 본 발명에서 기타 첨가제는 0.5 내지 3.5중량%가 사용될 수 있다.
기타첨가제를 원료에 배합하는 것은, 상기 원료들 중 부족한 영양소를 보충하기 위한 목적으로 사용된다. 예를 들어, 한우의 경우, 비타민제재를 공급하지 않을 경우 비타민 A가 결핍되어 눈이 먼 소가 발생할 수 있으며, 인 함량이 과도하게 공급될 경우에는 요결석이 발생한다. 따라서, 상술한 영양소의 결핍 및 질병 등을 예방하기 위해 배합사료를 제조 시 일정 비율의 기타 첨가제를 혼합하여 주는 것이 반드시 필요하다.
가축의 배합사료를 제조함에 있어서 고려해야 할 사항은, 사료를 제조하여 가축에게 급여 시, 영양소 공급능력의 유무 여부, 가축에게 무해한지 여부, 사료의 원료가 되는 재료의 생산량 및 영양소의 소화율이 중요하게 작용한다.
본 발명에 따르면, 깻묵, 옥수수, 쌀겨, 귀리, 황토, 땅콩피, 활성탄, 석회석, 조사료 및 기타첨가제(적어도 소금, 비타민 A, D, E 및 인산칼슘을 포함하는 무기질을 포함하는 기타첨가제)를 원료로 하고 있으며, 열량공급원으로 깻묵, 옥수수, 귀리, 땅콩피 및 쌀겨를, 무기질 공급원으로 황토, 활성탄 및 석회석을, 원활한 소화작용을 위하여 조사료 및 쌀겨를 사용함으로써 상술한 원료들을 이용하여 가축에게 훌륭한 영양소를 공급할 수 있는 배합사료를 제조할 수 있는 것이다.
또한, 상술한 원료들은 가축에게 무해함은 물론, 폐기처리 되던 농업부산물이나 생육이 빠른 작물을 이용함으로써, 자원을 활용할 수 있고 배합사료의 가격절감과 같은 효과를 기대할 수 있다.
S10단계 이후, S10단계에서 형성된 배합물을 초음파 처리하여 유해 세균을 살균하는 제1 살균단계(S20)가 수행될 수 있다.
S20단계는, 침지수에 넣은 원료들을 5 내지 30분 동안 10 내지 60KHz로 초음파 처리하는 것으로, 예를 들어 포도상구균 및 살모넬라균 등 가축에게 질병을 유발할 수 있는 유해 세균을 99.9%살균하여 배합물의 유해 세균 증식을 억제할 수 있다. 이때, 침지수는 배합물의 5 내지 20배수의 침지수가 이용되어 초음파 처리 될 수 있으며, 침지수는 물 혹은 통상적으로 사용되는 식품 세척액이 사용될 수 있다.
S20단계의 초음파 처리는 초음파 발생기를 이용하여 이루어질 수 있으며, 이때 초음파 발생기로부터 형성된 초음파는 cavitation 효과 및 입자가속도 효과를 세정기술에 이용하는 기술로 이해될 수 있다.
한편, cavitation 강도는 주파수가 낮을수록 강해지며, 100KHz 이상에서는 cavitation 현상이 일어나지 않을 수 있다. 그러나 고주파가 될수록 미세한 정밀세척에 유리하며, 소음 레벨이 낮아지는 장점이 있기 때문에 본 발명에서는 정밀한 세척이 가능한 범위 내에서 바람직하게 10 내지 60KHz의 주파수를 가진 초음파가 사용될 수 있다.
cavitation 효과는 액체를 통하여 높은 초음파에너지를 전도할 수 있으며, 진동과 흐름은 대상을 깨끗하게 하는 효과를 가속시키는 역할을 수행한다.
또한, 용액 내에서 초음파가 전파될 때 발생하는 +, - 압력의 변화에 의한 Cavity의 붕괴 시 발생하는 충격현상에 의하여, 박테리아의 파괴 및 고분자 등의 원자간 결합을 끊게 함으로써 일반 세균 및 대장균을 분해 제거하는 등 유해 세균을 살균 처리하는 것으로 이해될 수 있다.
S20단계의 수행 후, 살균된 배합물을 발효 및 숙성 시키는 발효숙성단계(S30)가 수행될 수 있다.
S30단계의 구체적인 설명을 위하여, 도 2를 참조하면, S30단계는 배합물을 18 내지 25℃의 온도 범위에서 6 내지 24시간 동안 건조하며 자연 발효시키는 제1 발효단계(S31), 배합물에 미생물을 주입하여 20 내지 35℃의 온도로 6 내지 24 시간 동안 발효시키는 제2 발효단계(S32) 및 제2 발효단계(S32) 후, 30 내지 45℃의 온도 범위에서 24 내지 60시간 동안 숙성시키는 숙성단계(S33)가 수행될 수 있다.
제2 발효단계(S32)에서 주입되는 미생물은 적어도 락토바실러스 아시도필루스(Lactobacillus acidopillus)균, 바실러스 서브틸리스(bacillus subtilis)균, 아스페르길루스 니게르(Aspergillus niger)균, 사카로미세스 세레비시아(Saccharomycescerevisiae)균을 포함될 수 있다.
락토바실러스 아시도필루스(Lactobacillus acidopillus)균은 막대기 모양의 유산간균으로 내산성이며, 정장작용(대장 기능이 정상적으로 작용하는 것) 및 항암효과, 혈중콜레스테롤 저하, 비타민 B군 합성 등의 작용을 한다.
바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis)균은 아밀라아제 효소가 생성되고 바시토라신(항균성물질)이 생성되어 가축의 질병을 예방하는 효과가 있다.
아스페르길루스 니게르(Aspergillus niger)균은 강한 효소를 갖고 있으며, 음식물이 부패할 때 발생하며, 아밀라아제를 비롯하여 여러 종류의 효소를 만드는데 도움을 주므로 효소 생산에 그 성질이 이용되고 있다.
사카로미세스 세레비시아(Saccharomycescerevisiae)균은 맥주 또는 포도주의 발효 효모로서, 효모 균체 자체는 단세포 식물이며, 단백질과 미량 광물질을 다량 함유하고 있으며 값싼 지방 및 단백질원으로 사료에 사용된다.
한편, 제2 발효단계(S32)의 수행 후, 30 내지 45℃의 온도 범위에서 24 내지 60시간 동안 숙성시키는 숙성단계(S33)는 배합물에 다른 균이 침입하지 못하도록 밀봉하여 숙성시키는 것이 바람직할 것이다.
본 발명은 발효 및 숙성 공정이 포함된 배합사료를 제조함에 있어서, 상술한 미생물에 의해 일부 이용하기 어려운 섬유소가 이용하기 쉬운 형태로 분해되어 있거나 발효과정 중에 유익균에 의한 성장인자 및 유용 아미노산 등이 다량 생성되므로, 가축이 이용하기에 용이하고 영양학적으로 우수한 사료를 제공할 수 있으며, 이에 따라 가축의 사료 섭취량이 증가되어 가축의 생육 상태 및 활동성이 개선되므로, 건강한 가축을 육성할 수 있다.
다시 도 1로 돌아와서, S30단계의 수행 이후, 발효 및 숙성된 배합물을 분쇄기를 이용하여 분쇄하는 분쇄단계(S40)가 수행될 수 있다.
S40단계의 수행을 위하여, 하나 이상의 밀을 갖는 밀링머신이 이용될 수 있으며, 이때 밀링머신을 이용하여 분쇄되는 배합물 입자의 크기는 바람직하게 2 내지 5mm의 크기로 분쇄될 수 있다.
한편, 배합물의 입자의 크기에 관한 실험결과, 2mm 미만의 사료는 입자도가 지나치게 미세하여 사료의 소실이 일어나고, 입자의 크기가 5mm를 초과하면 배합 공정 시 배합물간의 혼합이 어려워 분리 현상이 발생할 수 있으므로, 상술한 범위의 입자 크기를 갖도록 분쇄하는 것이 바람직할 것이다.
상술한 S40단계의 수행으로 인해서, 다양한 크기를 갖는 배합물의 입자가 균일한 크기로 미세화되며, 이렇게 제조된 사료는 가축에게 급여 시, 각 원료의 표면적을 증가시켜 동물의 장내에서 소화효소들의 상호작용이 증가하게 되어 결과적으로 영양소의 소화율을 증진시키고 사료 배합 시 분리 현상을 막는 이점이 있다.
S40단계의 수행 이후, 분쇄된 배합물을 가공하는 가공단계(S50)가 수행된다.
한편, S50단계의 수행 전, 가공 전처리 과정으로 S40단계에서 분쇄된 배합물에 함수율 20 내지 30%인 당밀이 1 내지 10중량% 첨가될 수 있다.
당밀은 제당과정에서 발생한 부산물로 예를 들어, 사탕수수, 사탕무에서 유래한 것과 추가 가공과정에서 생산된 부산물일 수 있다.
상술한 가공 전처리 과정은, 당밀을 첨가함으로써 후술할 가공단계에서 배합물에 점착력을 갖게 하여 원료들이 원활하게 응집되도록 하며, 배합사료의 이용성을 개선하며, 가축의 기호성을 증진 시켜 사료 섭취량을 증가시키는 효과가 있다. 또한, 당밀은 사료를 제조 시, 먼지의 확산을 방지하며 기계의 마모를 줄일 수 있는 효과가 있다.
한편, 당밀의 첨가량에 관한 실험 결과, 당밀은 일반적으로 연변성 사료로서 상술한 10%를 초과하여 사용하여 제조한 사료를 가축에게 급여하였을 경우, 가축의 설사를 유발하므로 상술함 범위 내의 용량을 사용하는 것이 바람직할 것이다.
상술한 가공 전처리 과정 이후, 배합물을 사료의 형태로 가공하는 S50단계가 수행되며, S50단계는 S10 내지 S40단계를 통해 일정 비율로 혼합된 배합물을 50 내지 90의 온도 범위에서, 3 내지 6kgf/m2로 가압하여 적어도 펠렛, 그래뉼, 크램블 및 후레이크의 형태 중 하나로 가공하는 단계로 이해될 것이다.
(제1 실시예)
한 실시예로써, S50단계에서 펠렛 성형기를 이용하여 배합물이 압출 성형될 수 있으며, 이때, 상술한 배합물의 압출 성형 조건은 50℃ 내지 90℃의 온도로, 2 내지 6kgf/cm2 로 가압하여 압출 성형되어 직경 1 내지 5mm, 길이 5 내지 20mm로 바람직하게 제조될 수 있다.
한편, 상술한 2 내지 6kgf/cm2의 압력은 원료에 함유된 영양소가 파괴되지 않도록 하는 압력으로 이해될 것이다.
(제2 실시예)
한 실시예로써, 상술한 제1 실시예의 펠렛 사료를 재가공하는 것으로써, 크럼블러 기계에 통과시켜 크럼블 형태의 사료를 제조할 수 있다. 이때, 상술한 크럼블 형태의 사료를 제조하기 위하여 크럼블러 기계는 한번 성형된 사료를 다시 으깨는 공정을 수행하게 되며, 이로 인해 입자도가 더욱 미세화됨으로써 상대적으로 나이가 어린 가축 혹은 크기가 작은 가축에게 적합한 배합사료로 활용될 수 있다.
(제3실시예)
한 실시예로써, S50단계에서 그래뉼레이터를 이용하여 알갱이 모양을 갖는 그래뉼(과립)형태의 사료를 제조할 수 있다. 한편, 그래뉼레이터는 물질을 낟알로 형성하는 기계로, 정형 또는 비정형의 모든 원료를 원하는 크기 및 성상으로 그래뉼화할 수 있는 기계를 의미한다.
상술한 그래뉼의 성형 조건은, 상술한 분쇄물을 50℃ 내지 90℃의 온도로 2 내지 6kgf/cm2으로 가압해줌으로써 압출성형 될 수 있다. 이렇게 제조된 배합사료는 소화율이 향상되어 고기의 기호성 및 고기의 육질을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
(제4 실시예)
한 실시예로써, S50단계에서 후레이크롤을 이용하여 후레이크 모양을 갖는 형태의 사료를 제조할 수 있다. 이때, 상술한 후레이크의 성형 조건은, 50 내지 90도씨의 온도로 2 내지 6kgf/cm2 의 압력으로 가압하여 압출성형 될 수 있다.
이러한 성형 방법은 열 가공을 함으로써 가축의 장 내에서 소화를 돕는 이점이 있기 때문에, 사료의 효율성이 높아지는 이점이 있다.
한편, 상술한 실시예들은 서로 독립적으로 수행될 수 있으나, 서로 순차적 또는 동시에 하나 이상의 실시예가 결합되어 실시될 수 있으며, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
S50단계 수행 이후, S50단계에서 형성된 사료를 건조하는 건조단계(S60)가 수행될 수 있다.
S60단계는 S50단계에서 형성한 배합사료의 수분 함량이 5% 내지 15%가 될 때까지 건조기를 이용하여 건조하는 단계로 이해될 수 있다.
이때, 수분 함량이 5% 미만일 경우, 배합사료에 함유된 수분의 함량이 지나치게 낮아 사료 섭취량의 제한 요소로 작용하여 사료의 가치가 떨어질 수 있으며, 반면 수분 함량이 15%를 초과하는 경우, 배합사료에 함유된 수분 함량이 지나치게 높아 사료 변질의 위험과 과다 수분에 의한 kg당 사료 가격의 상승이 원인이 될 수 있다.
한편, 본 발명에서 이용되는 건조기는 배합사료의 수분 증발을 일으키는데 사용되는 것으로, 예를 들어, 열풍 건조기가 사용될 수 있으며, 예를 들어, 건조기의 온도를 50℃내지 200℃로 조절한 상태에서 10분 내지 400분 동안 이루어질 수 있다. 그러나 본 발명은 상술한 건조기 외에도 수분을 머금은 배합사료의 수분 함량을 낮출 수 있는 기능을 수행할 수 있는 수단이라면 무엇이든 이용 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
S50단계 이후, 건조된 사료를 가열 살균하는 제2 살균단계(S70)가 수행된다.
S50단계는, S20단계의 제1 살균단계 이후, S30 내지 S60단계의 공정을 거치며 추가적으로 생성될 수 있는 유해 세균을 제거하기 위한 단계로써, 건조된 사료를 50 내지 80℃의 온도에서 적어도 원적외선 및 자외선 살균기를 이용하여 1 내지 2시간 동안 살균된다.
한 실시예로, 원적외선 살균기를 이용하여 가열 살균하는 경우, 5μm 내지 20μm의 파장의 원적외선을 사용하는 것이 바람직하다. 한편, 원적외선의 파장이 5μm 미만인 경우에는 파장이 너무 작아 강한 에너지에 의한 탄화가 발생하여 유해물질이 발생할 수 있으며, 파장이 20μm 초과인 경우에는 파장이 너무 길어 살균의 효율이 감소할 수 있다.
또 다른 실시예로, 자외선 살균기를 이용하여 가열 살균하는 경우, 자외선의 파장은 가장 살균력이 강한 250nm 내지 270nm인 것을 사용하는 것이 바람직하다.
한편, 자외선 살균은, 최근 인공적으로 세균 생명의 근원은 DNA를 파괴하는 파장 UV-C 253.7nm의 초살균선이 개발되어 오염지표인 대장균, 식중독 원인균인 황색포도구균, 비브리오균, 살모넬라균, 보튤리늄균증 병원성 세균 및 일반 세균의 사멸에 효과적으로 사용될 수 있다는 연구결과가 발표된 바 있다.
그러나 상술한 실시예들 외에도, 건조된 사료를 가열 살균할 수 있는 수단이라면 무엇이든 대체하여 사용 가능함은 당연할 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 배합사료의 제조방법을 그림으로 나타낸 실시예이다. 이하의 설명에 있어서 도 1 내지 2에 대한 설명과 중복되는 불필요한 실시예에 대한 설명은 생략하기로 한다.
도 3을 참고하면, 본 발명을 실시하기 위하여 배합기(11), 초음파 발생기(21), 발효 및 숙성기(31), 밀링머신(41), 성형기(51), 건조기(61) 및 가열 살균기(71)가 준비될 수 있다.
배합기(11)는 축사, 양계장 및 양어장 등 가축을 사육하기 위한 사료를 고르게 혼합 및 배합하기 위해 사용되는 기계로 이해될 수 있으며, 본 발명의 배합사료의 원료로 사용되는 깻묵, 옥수수, 쌀겨, 귀리, 황토, 땅콩피, 활성탄, 석회석, 조사료 및 기타첨가제(적어도 소금, 비타민 A, D, E 및 인산칼슘을 포함하는 무기질을 포함하는 기타첨가제)를 고르게 혼합하여 배합물을 형성한다.
더욱 구체적으로는, 배합기(11)에서 형성되는 배합물의 배합비는, 깻묵 5 내지 15중량%, 옥수수 20 내지 30중량%, 쌀겨 5내지 15중량%, 귀리 5 내지 15중량%, 황토 4 내지 12중량%, 땅콩피 1 내지 9중량%, 활성탄 1 내지 9중량%, 석회석 1 내지 9중량%, 조사료 15내지 25중량%, 적어도 소금, 비타민 A, D, E 및 인산칼슘을 포함하는 무기질을 포함하는 기타 첨가제 0.5 내지 3.5중량%인 것으로 이해될 수 있다.
이후, 배합기(11)에서 형성된 배합물을 초음파 처리하여 유해세균을 살균하는 제1 살균단계가 수행될 수 있다. 이때, 배합물의 살균을 위해 사용되는 초음파는 초음파 발생기(21)로부터 10 내지 60KHz의 초음파가 형성되며, 배합물의 5 내지 20배수의 침지수를 넣어 초음파 처리될 수 있다.
이때 초음파 발생기(21)로부터 형성된 초음파는 10 내지 60KHz의 강한 에너지를 가진 음의 진동으로 피세척물의 대상을 깨끗하게 하는 효과를 가속시키는 역할을 수행한다. 또한, 매질로 전파될 때 발생하는 +, - 압력의 변화에 의한 Cavity의 붕괴 때 발생하는 충격현상으로, 박테리아의 파괴 및 고분자 등의 원자간 결합을 끊게 함으로써 일반 세균, 포도상구균 및 살모넬라균 등 가축에게 질병을 유발하는 유해 세균을 99.9%살균하여 배합물의 유해세균 증식을 억제할 수 있는 것이다.
제1 살균단계를 거친 배합물은 발효 및 숙성기(31)에서 18 내지 25℃의 온도 범위에서 6 내지 24시간 동안 건조하며 자연 발효시키는 제1 발효단계, 배합물에 미생물을 주입하여 20 내지 35℃의 온도로 6 내지 24 시간 동안 발효시키는 제2 발효단계 및 제2 발효단계 후, 30 내지 45℃의 온도 범위에서 24 내지 60시간 동안 숙성시키는 숙성단계가 수행된다.
상술한 단계를 거친 배합물이 사료로 제조됨에 따라서, 미생물에 의해 일부 이용하기 어려운 섬유소가 이용하기 쉬운 형태로 분해되어 있거나 발효과정 중에 유익균에 의한 성장인자 및 유용 아미노산 등이 다량 생성되므로, 가축이 이용하기에 용이하고 영양학적으로 우수한 사료를 제공할 수 있는 효과가 있다.
발효 및 숙성이 완료되면, 밀링머신(41)을 이용하여 배합물의 입자를 균일한 크기로 분쇄하는 분쇄단계가 수행될 수 있다.
밀링머신(41)에서 배합물이 분쇄된 후, 분쇄된 배합물을 가공하는 가공단계가 성형기(51)에서 수행된다. 이때, 성형기(51)는 배합물을 50 내지 90의 온도 범위에서, 3 내지 6kgf/m2로 가압하여 적어도 펠렛, 그래뉼, 크램블 및 후레이크의 형태 중 하나로 가공할 수 있는 기계로 이해될 것이다.
성형기(51)에서 배합물이 가공되어 사료로 형성되면, 이를 건조기(61)를 통해 건조하는 건조단계가 수행된다.
건조단계는 형성한 배합사료의 수분 함량이 5% 내지 15%가 될 때까지 건조기(61)를 이용하여 건조하는 단계로 이해될 수 있다.
배합사료의 수분함량에 대한 실험 결과, 수분 함량이 5% 미만일 경우, 배합사료에 함유된 수분의 함량이 지나치게 낮아 사료 섭취량의 제한 요소로 작용하여 사료의 가치가 떨어졌으며, 반면 수분 함량이 15%를 초과하는 경우, 배합사료에 함유된 수분 함량이 지나치게 높아 사료 변질의 위험과 과다 수분에 의한 kg당 사료 가격의 상승이 원인이 되었다.
이에 따라, 본 발명에 따른 배합사료를 제조방법에 있어서 배합사료의 수분 함량은 상술한 5% 내지 15%의 범위를 갖도록 건조해주는 것이 바람직할 것이다.
한편, 본 발명에서 사용되는 건조기(61)는 배합사료의 수분 증발을 일으키는데 사용되는 것으로, 예를 들어, 열풍 건조기가 사용될 수 있으며, 예를 들어, 건조기(61)의 온도를 50℃내지 200℃로 조절한 상태에서 10분 내지 400분 동안 이루어질 수 있다.
건조기(61)에서 건조가 완료된 사료는 제1 살균단계 이후, 생성될 수 있는 유해세균을 최종적으로 제거해주기 위하여, 가열 살균기(71)에서 적어도 원적외선 및 자외선 살균기를 이용하여 50 내지 80℃의 온도로 1 내지 2시간 동안 살균되는 제2 살균단계가 수행될 수 있다.
한편, 본 발명에서 이용되는 가열 살균기(71)는 상술한 원적외선 및 자외선 살균기 외에도 건조된 사료를 가열하여 유해 세균을 제거하는 살균기라면 한정되지 않고 사용되는 것은 당연할 것이다.
즉, 본 발명은 사료의 섭취량을 향상시켜 사료의 가치를 향상시키면서도, 유해 세균을 제거함으로써 변질의 우려가 적고 합리적인 가격을 도출해낼 수 있는 배합사료의 제조방법을 제공하는 것으로 이해될 수 있다.
도 4는 본 발명의 분쇄단계를 나타낸 실시예이다.
도 4를 참고하면, 발효숙성단계를 거친 배합물은 밀링머신(41)에 의하여 균일한 입자로 분쇄된다.
한편, 밀링머신(41)은 기계적 전단력을 이용하여 배합된 원료들의 입자를 더욱 작게 형성하도록 하는 것으로 이해될 수 있으며, 이때 밀링머신(41)을 이용하여 분쇄되는 원료의 크기는 바람직하게 2 내지 5mm로 분쇄될 수 있다.
입자 크기에 관한 실험결과, 2mm 미만의 사료는 입자도가 지나치게 미세하여 사료의 소실이 일어나고, 입자의 크기가 5mm를 초과하면 배합 공정 시 배합물간의 혼합이 어려워 분리 현상이 발생할 수 있으므로, 상술한 범위의 입자 크기를 갖도록 분쇄하는 것이 바람직할 것이다.
상술한 분쇄단계에 따르면, 밀링머신(41)에 의하여 배합물의 입자가 균일한 크기로 미세화되어 제조된 사료는 가축에게 급여 시, 각 원료의 표면적을 증가시켜 동물의 장내에서 소화효소들의 상호작용이 증가하게 되어 결과적으로 영양소의 소화율을 증진시키고 사료 배합 시 분리 현상을 막는 효과가 있다.
도 5는 본 발명에 사용되는 원료들의 배합비를 나타낸 실시예(100)이다.
도 5를 참고하여 보면, 원료들의 배합 단위는 중량%이며, 도 3의 원료를 이용하여 배합사료를 제조하게 되면 가축에게 각종 영양소를 공급 및 보충할 수 있으며, 기호성 및 소화율이 향상된 사료를 제공할 수 있게 된다.
또한, 상술한 배합비로 제조된 배합사료는 발효 및 숙성하는 단계에서 미생물이 주입되어 수행되며 가축에게 이로운 유용 미생물을 배양함으로써, 각종 영양소를 공급 및 보충할 뿐만 아니라 일반 배합사료보다 소화흡수율이 증진된 사료를 제공할 수 있고 가축에게 내병성을 제공하여 면역력 강화와 함께 질병을 예방할 수 있는 효과가 있다.
더 나아가, 본 발명에 따라 제조된 배합사료는 가축의 기호성이 높은 재료들로 구성 되는 바, 가축의 사료 섭취량이 증가되어 가축의 생육 상태 및 활동성이 개선되므로, 건강한 가축을 육성할 수 있으며, 이에 따라 고기의 선도와 육색 및 식감이 우수할 뿐만 아니라 육즙이 풍부하여 양질의 고급육을 제공할 수 있는 이점이 있다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다. 그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.

Claims (11)

  1. 발효 및 숙성 공정을 포함하는 깻묵을 이용한 배합사료의 제조방법에 있어서,
    적어도 깻묵, 옥수수, 쌀겨, 귀리, 황토, 땅콩피, 활성탄, 석회석 및 조사료를 포함하는 원료를 배합하는 배합단계;
    상기 배합단계에서 형성된 배합물을 초음파 처리하여 유해 세균을 살균하는 제1 살균단계;
    상기 살균된 배합물을 발효 및 숙성시키는 발효숙성단계;
    상기 발효숙성단계의 배합물을 분쇄기를 이용하여 분쇄하는 분쇄단계;
    상기 분쇄된 배합물을 가공하는 가공단계;
    상기 가공단계에서 형성된 사료를 건조하는 건조단계; 및
    상기 건조된 사료를 가열 살균하는 제2 살균 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 발효 및 숙성 공정을 포함하는 깻묵을 이용한 배합사료의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 발효숙성단계는,
    상기 배합물을 18 내지 25℃의 온도 범위에서 6 내지 24시간 동안 건조하며 자연 발효시키는 제1 발효단계;
    상기 배합물에 미생물을 주입하여 20 내지 35℃의 온도로 6 내지 24 시간 동안 발효시키는 제2 발효단계; 및
    상기 제2 발효단계 후, 30 내지 45℃의 온도 범위에서 24 내지 60시간 동안 숙성시키는 숙성단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 발효 및 숙성 공정을 포함하는 깻묵을 이용한 배합사료의 제조방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 제2 발효단계의 미생물은 적어도 락토바실러스 아시도필루스(Lactobacillus acidopillus)균, 바실러스 서브틸리스(bacillus subtilis)균, 아스페르길루스 니게르(Aspergillus niger)균, 사카로미세스 세레비시아(Saccharomycescerevisiae)균을 포함하는 것을 특징으로 하는 발효 및 숙성 공정을 포함하는 깻묵을 이용한 배합사료의 제조방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 살균단계는,
    상기 배합물을 물에 침지하여, 5내지 30분 동안 10 내지 60KHz로 초음파 처리하는 것을 특징으로 하는 발효 및 숙성 공정을 포함하는 깻묵을 이용한 배합사료의 제조방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제2 살균단계는,
    건조된 사료를 50 내지 80℃의 온도에서 적어도 원적외선 및 자외선 살균기를 이용하여 1 내지 2시간 동안 살균하는 것을 특징으로 하는 발효 및 숙성 공정을 포함하는 깻묵을 이용한 배합사료의 제조방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 분쇄단계는,
    하나 이상의 밀을 갖는 밀링머신을 이용하여 상기 원료의 입자를 2 내지 5mm의 크기로 균질하게 분쇄하는 것을 특징으로 하는 발효 및 숙성 공정을 포함하는 깻묵을 이용한 배합사료의 제조방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 분쇄단계 후,
    함수율 20 내지 30%인 당밀을 배합물의 1 내지 10중량% 첨가하는 것을 특징으로 하는 발효 및 숙성 공정을 포함하는 깻묵을 이용한 배합사료의 제조방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 가공단계는,
    50 내지 90의 온도 범위에서, 3 내지 6kgf/m2로 가압하여 적어도 펠렛, 그래뉼, 크램블 및 후레이크의 형태 중 하나로 가공하는 것을 특징으로 하는 발효 및 숙성 공정을 포함하는 깻묵을 이용한 배합사료의 제조방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 건조단계는,
    건조기를 이용하여 사료의 수분 함량이 5 내지 15%가 될 때까지 건조하는 것을 특징으로 하는 발효 및 숙성공정을 포함하는 깻묵을 이용한 배합사료의 제조방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 배합단계는,
    상기 원료들을 배합기를 이용하여 30 내지 60분 동안 혼합되는 것을 특징으로 하는 발효 및 숙성 공정을 포함하는 깻묵을 이용한 배합사료의 제조방법.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 원료의 배합비는,
    깻묵 5 내지 15중량%, 옥수수 20 내지 30중량%, 쌀겨 5내지 15중량%, 귀리 5 내지 15중량%, 황토 4 내지 12중량%, 땅콩피 1 내지 9중량%, 활성탄 1 내지 9중량%, 석회석 1 내지 9중량%, 조사료 15내지 25중량%, 적어도 소금, 비타민 A, D, E 및 인산칼슘을 포함하는 무기질을 포함하는 기타 첨가제 0.5 내지 3.5중량%인 것을 특징으로 하는 발효 및 숙성 공정을 포함하는 깻묵을 이용한 배합사료의 제조방법.
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