KR102181477B1 - 바이오플락 콜로이드 부화자어 사료의 제조방법 - Google Patents

바이오플락 콜로이드 부화자어 사료의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 BIOFLOC 사료를 준비하는 단계(A), 상기 BIOFLOC 사료에 작용기(fuctional group)를 이용하여 화학처리하는 1차 공정단계(B), 및 상기 (B)단계를 거친 BIOFLOC 사료를 기계적으로 분쇄하는 2차 공정단계(C) 로 이루어지는 바이오플락 콜로이드 부화자어 사료의 제조방법을 제공함으로써, 사육수 중에 먹이가 분산되어 바닥에 가라앉지 않도록 하여 먹이가 장기간 썩지 않고 환수없이도 수질의 변화없이 부화자어가 급이할 수 있오, 작은 구기로 인하여 충분한 급이를 제때에 하지 못하는 뱀장어 부화자어 등에게 적절한 크기의 먹이를 공급하여 초기 생존율을 증가시킴으로써 양식효율을 증가시킬 수 있다.

Description

바이오플락 콜로이드 부화자어 사료의 제조방법{A composition for the eel leptocephalus diets and manufacturing method}
본 발명은 바이오플락 양식에 사용되는 사육수의 유용 유기물을 콜로이드 분산질의 크기로 입자화하고 입자표면을 개질함으로써 작은 구기로 인해 초기 먹이활동의 제한이 있었던 부화자어의 초기먹이로 이용할 수 있는 바이오플락 콜로이드 부화자어 사료의 제조방법에 관한 것이다.
우리나라 수산물 생산량은 양식 생산량이 50%를 상회하고 있다. 이는 환경오염과 천연자원의 고갈이라는 시대적 요구에 발맞추어 삼면이 바다로 둘러싸인 우리나라의 지리적 잇점을 활용하기 위하여 지난 20여년간 어류양식기술에 많은 연구와 투자가 이루어낸 결과이기도 하다.
잡는 어업에서 기르는 어업으로 전환하고 있는 현시점에서 각 양식어종은 종묘생산부터 중간육성과 수확까지 완전양식의 길로 들어가기 위한 연구가 진행되고 있다. 일반적으로 인공번식기술과 부화초기의 자어관리는 완전양식의 가장 중요한 단계로 알려져 있으며, 특히 부화자어의 생존율을 높이는 것이 생산성과 직결되고 있어, 이를 시기의 먹이생물에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다.
해수에는 많은 초소형 동물플랑크톤, 예를 들면 해면동물, 강장동물 및 무척추동물의 유생, 윤충류, 요각류의 노플리우스 유생 등이 서식하고 있으며, 이들이 자연계의 먹이사슬에 중요한 역할을 하고 있다. 그러나 이들 중 어류 종묘생산을 위한 먹이생물로서의 조건을 갖추고 있는 종류는 몇 되지 않는다.
현재까지 부화자어 먹이는 대부분 로티퍼 등의 윤충류와 알테미아 등이 널리 이용되고 있다. 보통 알테미아는 알 형태로 수입하여 부화시켜 급이하며, 로티퍼 등은 비료를 이용하여 실외연못에서 대량 배양한 조류를 먹이로 공급하거나 시판 클로렐라, 이스트 등이 이용되어 왔다.
그러나 최근 초기 자어 단계에서 입의 크기가 작은 어류의 종묘생산을 위해 전세계적으로 많은 노력을 기울여왔는데, 주로 요각류의 노플리우스 단계 유생과 원생동물(protozoa)이 후보 생물로 연구되었다. 그러나 요각류이 노플라우스는 이들을 생산하기 위해 전 단계의 요각류를 배양하여야 하며, 배양밀도가 극히 낮은 문제점을 갖고 있으며, 원생동물은 유프로테스(Euplotes sp), 파브라 살리나(Fabra salina)와 같은 유망종이 배양되기도 하였지만 병원성이나 기생성의 원생동물이라는 점 때문에 종묘생산에 널리 이용되지 못하고 있다.
또한 종래 우리나라 양식에서 절대적으로 이용되어지는 먹이 생물인 블라키오누스 플리카틸리스(Brachionus plicatilis, 대형 윤충, 130~140 ㎛)와 중형종인 블라키오누스 로턴디포미스(B. rotundiformis, 소형 윤충, 100~120 ㎛)의 윤충류도 입과 인후가 작은 고급어종으로 분류된 능성어류 등에게는 적합하지 않은 먹이로 알려져 있다. 이와 같이 입과 인후가 작은 어류들의 종묘생산을 위하여, 크기가 작고 손쉽게 대량배양할 수 있는 연구가 시급한 실정이다.
한편, 바이오플락 기술(BioFloc Technology)은 종속영양세균(heterotrophic bacteria, 타가영양균) 및 독립영양세균(autotrophic bacteria, 자가영양균)의 유용미생물과 양식어종을 함께 양식하면서 세균이 사육수 내의 암모니아 등의 양식어류에 유해한 유기부산물을 분해하여 양식어류가 섭취 가능한 먹이로 전환시키면서 아울러 사육수를 정화시킬 수 있고, 이로써 양식과정에서 환수나 여과과정이 필요없는 양식방법을 말한다.
바이오플락 양식중에는 사육수에 바이오플락 슬러지가 자연적으로 생성되는데, 보통 소비되지 않은 사료 찌꺼기, 광합성 박테리아, 부착조류, 타가영양박테리아, 식물성 플랑크톤, 동물성 플랑크톤, 요각류, 선충류 등과 이들의 사체 등이 한데 엉켜있는 덩어리로, 80% 이상이 유기물로 구성되어 있는 것으로 알려졌다. 바이오플락 슬러지는 시간이 지남에 따라 일부는 바이오플락 미생물에 의하여 분해되어 사육수로 환원되나, 일부는 사육수 상부에 쌓여 두껍게 적체된 케이크를 형성하면서 양식과정에서 불리하게 작용한다.
즉, 대기와 접한 사육수 표면적을 줄여 산소 투입량이 증가하게 되고, 양식하는 어류 및 독립영양세균이 적절한 조도의 빛에 노출되는 것을 방해하게 된다. 따라서 바이오플락 양식장에서는 상기의 바이오플락 슬러지를 걷어 내어 제거하여 왔고, 이 과정에서 관리비용이 상승할 수 밖에 없었다.
최근 바이오플락 슬러지의 성분을 분석한 결과, 조단백질이 25~41%, 조지방 2~3% 조회분 20~30%을 함유하며, 특히, 고도의 불포화지방산, 카로티노이드, 인, 메티오닌, 리신과 아르기닌 등의 아미노산류까지 어류 양식에 매우 유용한 성분들을 다량 포함한 것으로 나타났는데, 이러한 유용성분들은 바이오플락 슬러지가 양식어의 사료 조성물 또는 성장과 면역을 증가시킬 수 있는 사료첨가제로 제공될 가능성을 높이고 있다.
그러나 상기 선행 연구들은 본 발명의 BIOFLOC 사료를 준비하는 단계(A), 상기 BIOFLOC 사료에 작용기(fuctional group)를 이용하여 화학처리하는 1차 공정단계(B), 및 상기 (B)단계를 거친 BIOFLOC 사료를 기계적으로 분쇄하는 2차 공정단계(C) 로 이루어지는 바이오플락 콜로이드 부화자어 사료의 제조방법과는 그 구성 및 효과에서 차이를 보인다.
대한민국 등록특허 10-0908928호에서는 바실러스 서브틸러스(Bacillus subtilus) KS-3, 바실러스 아밀로리퀘파시엔스(Bacillus amyloliquefaciens) KS-4, 바실러스-아가라다에렌스(Bacillus agaradhaerens) KS-5, 파에니바실러스 렌티모부스(Paenibacillus lentimorbus) KS-6, 바실러스 라에볼락티쿠스(Bacillus laevolacticus) KS-7, 류코노스톡 파라메센테로이드(Leuconostoc paramesenteroides) KS-9, 쿠르시아 시비리카(Kurthia sibirica) KS-13 및 스핑고박테리움 스피리티보럼-GC 서브그룹 B(플라보박테리움)(Sphingobacterium spiritivorum GC subgroup B(Flavobacterium) KS-18로 구성되는 군에서 선택되는 적어도 1종 이상의 미생물을 포함하는 양식어류용 사료첨가제 또는 사료조성물을 개시하고 있다. 대한민국 등록특허 10-1420392에서는 먹물버섯 추출물과 표고버섯, 느타리버섯 및 영지버섯 중 둘 이상을 포함한 버섯 혼합물을 혼합한 뒤, 시유 및 탈지분유를 혼합한 유지 혼합물을 첨가한 뒤, 유산균 발효액을 포함한 버섯 함유 유산균 발효유를 제조하는 것을 특징으로 하며, 상기 버섯 함유 유산균 발효유는 먹물버섯 추출물을 0.05 내지 20 중량부일 때, 표고버섯, 느타리버섯 및 영지버섯 중 둘 이상을 포함한 버섯 혼합물 0.05 내지 20 중량부, 시유 및 탈지분유를 혼합한 유지 혼합물 1.0 내지 30 중량부를 첨가하고, 유산균 발효액을 혼합하여 제조하는 것을 특징으로 하고, 상기 버섯 함유 유산균 발효유는 발효유 그 자체 또는 동결 건조시켜 뱀장어 양식 사료의 첨가제로 사용하는 것을 특징으로 하는 양만장 에너지 절감을위한 뱀장어용 사료 및 사료첨가제를 개시하고 있다. 대한민국 등록특허 10-0860111호에서는 신규 미생물 트라우스토카이트리움 에스피. 케이제이에스-1( Thraustochytrium sp. KJS-1), 바실러스 폴리퍼멘티쿠스 케이제이에스-2(Bacillus polyfermenticus KJS-2), 그리고 상기 2종의 신규 미생물과 바실러스 리케니포르미스(Bacillus licheniformis)를 포함하고 있는 사료첨가제 및 사료를 개시하고 있다. 대한민국 등록특허 10-0692378호에서는 갑장이 50㎛~60㎛ 범위이고 갑폭은 44㎛~46㎛ 범위인 남방소모충을 최적의 배양조건인 29 ~ 30 ℃의 온도와 32 ~ 34‰의 염분에서 4㎛ ~ 5㎛ 범위의 세포크기를 갖는 아이소크라이시스 갈바나(Isochrysis galbana)를 먹이로 하여 현저히 우수하게 증식시킴으로써, 능성어류의 부화자어 양식용 이료(餌料)를 제조하고 양식이 불가능 하였던 능성어류의 종묘생산을 가능하게 하는 효과가 있는 부화자어 먹이로 이용 가능한 남방소모충 및 이것의 배양방법을 개시하고 있다.
본 발명은 작은 구기를 가진 뱀장어 부화자어 등에게 급이할 수 있도록 바이오플락 유기물을 입자화하고 수층에 분산시킬 수 있는 바이오플락 콜로이드 부화자어 사료 및 이의 제조방법을 제공하는 데에 목적이 있다.
본 발명은 BIOFLOC 사료를 준비하는 단계(A), 상기 BIOFLOC 사료에 작용기(fuctional group)를 이용하여 화학처리하는 1차 공정단계(B), 및 상기 (B)단계를 거친 BIOFLOC 사료를 기계적으로 분쇄하여 입자화하는 2차 공정단계(C)로 이루어지는 바이오플락 콜로이드 부화자어 사료의 제조방법을 제공한다.
상기 (B)단계는 BIOFLOC 사료를 -OH 또는 -COOH 작용기로 표면 개질하는 것을 특징으로 하며, 상기 -OH 작용기 개질은 에탄올 또는 글리세롤을 이용하는 것을 특징으로 하며, 상기 -COOH 작용기 개질은 Acetic acid를 이용하는 것을 특징으로 하는 바이오플락 콜로이드 부화자어 사료의 제조방법을 제공한다.
또한 상기 바이오플락 콜로이드 부화자어 사료의 제조방법으로 제조된 바이오플락 콜로이드 부화자어 사료를 제공한다.
본 발명에 따른 바이오플락 콜로이드 부화자어 사료 및 이의 제조방법을 이용함으로써, 사육수 중에 먹이가 분산되어 바닥에 가라앉지 않도록 하여 먹이가 장기간 썩지 않고 수층에 다량 고르게 분포함으로써 환수하지 않고도 수질의 변화없이 부화자어가 급이할 수 있으며, 작은 구기로 인하여 충분한 급이를 제때에 하지 못하는 뱀장어 부화자어 등에게 적절한 크기의 먹이를 공급할 수 있어 초기 생존율을 증가시킴으로써 양식효율을 증가시킬 수 있다.
도 1은 BIOFLOC용 사료의 particle size 분포도이다.
도 2는 Acetic acid 와 glycerol, ethanol의 구조식이다.
도 3은 BIOFLOC용 사료의 분산 공정 프로세스를 나타낸 모식도이다.
도 4는 Ethanol 처리된 BIOFLOC용 사료의 입자 크기 분포도(10min 공정)이다.
도 5는 Ethanol 처리된 BIOFLOC용 사료의 입자 크기 분포도(20min 공정)이다.
도 6은 Ethanol 처리된 BIOFLOC용 사료의 입자 크기 분포도(40min 공정)이다.
도 7은 Glycerol 처리된 BIOFLOC용 사료의 입자 크기 분포도(10min 공정)이다.
도 8은 Glycerol 처리된 BIOFLOC용 사료의 입자 크기 분포도(20min 공정)이다.
도 9는 Glycerol 처리된 BIOFLOC용 사료의 입자 크기 분포도(40min 공정)이다.
도 10은 Acetic acid 처리된 BIOFLOC용 사료의 입자 크기 분포도(10min 공정)이다.
도 11은 Acetic acid 처리된 BIOFLOC용 사료의 입자 크기 분포도(20min 공정)이다.
도 12는 Acetic acid 처리된 BIOFLOC용 사료의 입자 크기 분포도(40min 공정)이다.
도 13은 Acetic acid 처리된 BIOFLOC용 사료의 3일 경과 후 입자 크기 분포도이다.
도 14는 BIOFLOC용 사료의 2차 공정단계 시간에 따른 분산을 나타낸 사진이다.
바이오플락 유용유기물에는 매우 다양하고 많은 수의 살아있는 미생물-식물플랑크톤-동물플랑크톤-원생동물 등 유기체들과 사료잉여물, 그리고 미생물이 분해해 놓은 아미노산, 불포화지방산 및 저분자단백질 등 부화자어가 먹이로 이용할 수 있는 크고 작은 다양한 사이즈의 먹이가 존재한다.
그러나 바이오플락 사육수에 존재하는 플락의 크기는 일반적으로 구기가 작은 부화자어의 먹이가 되기에는 너무 크며, 부화자어에게 공급되었을 때에 일정 시간이 지난 후 바닥에 가라앉아 집적된다. 이런 경우, 바닥에서 부패하면서 사육수 환경을 악화시켜 부화자어의 생존을 위협하게 되는데, 바이오플락의 유용유기물을 수거하여 건조 및 분쇄 후 양식어에 공급하더라도 같은 문제를 일으키게 된다.
본 발명의 발명자들은 영양이 풍부하여 부화자어에게 충분한 영양을 공급할 수 있는 바이오플락 유용 유기물을 부화자어가 섭이할 수 있을 만큼의 크기로 입자화하며, 이들 유기물의 표면을 개질함으로써 사육수에 분산시켜 바닥에 가라앉지 않도록 하여 부화자어가 지속적으로 섭이할 수 있도록 하는 바이오플락 콜로이드 부화자어 사료의 제조방법을 안출하게 된 것이다.
이 기술을 통하여 바이오플락 유기물이 수층에 장기간 썩지 않고 고르게 분포할 수 있어, 특히 사육수 수질관리를 위한 환수과정에서 생존율이 급격히 저하되는 부화자어에게 자주 환수하지 않아도 양호한 수질을 유지시킬 수 있으며 안정적으로 먹이를 공급할 수 있게 되었다. 이하 본 발명을 구체적인 예를 들어 상세히 설명한다.
1. 실험 전 BIOFLOC 분석
천연 유기물 (natural organic matter, NOM)은 소수성(hydrophobic)과 친수성(Hydrophilic)으로 구분된다. 이러한 입자들은 화학적으로 인력이 발생하여 서로 aggregation(응집)하는 성격을 가지고 있다. BIOFLOC용 샘플 사료는 지방족 탄소, 단백질, 탄수화물 등으로 구성된 소수성 물질로 입자의 제조시 안정성을 확보하고 입자 간의 상호작용을 위한 전처리가 필요하게 된다.
본 발명자들은 BIOFLOC 사료의 입자크기를 동적광산란법(Dynamic Light Scattering, DLS)을 이용하여 알아보았다. 도 1은 BIOFLOC용 사료의 particle size 분포도이다. 도 1에 나타난 입자크기를 표 1에 정리하여 나타내었다.
BIOFLOC용 사료의 초기 입자 크기
D10 464 nm D 50 8.23 ㎛ D90 20.4 ㎛
도 1, 표 1에서 보는 바와 같이 BIOFLOC용 사료의 입자 크기는 D10, D50, D90의 세 부분으로 관찰되었으며, D10 464nm, D50 8.23㎛, D90 20.4㎛ 로 입자의 분포가 매우 넓고, 다양한 것을 알 수 있었다. 또한 입자 간 응집현상으로 입자가 커지게 되어 침전되는 것을 발견할 수가 있는데, 이들의 각 입자들을 기계적, 화학적으로 재응집(reagglomeration)하는 것을 방지하기 위한 기술이 필요함을 알 수 있었다.
2. BIOFLOC용 사료의 분산 공정
친환경적 기능기를 가진 전처리 물질 이용하여 하기 위해, COOH의 구조를 가진 아세트산(Acetic acid)과 OH 구조를 가지고 있는 Glycerol 및 Ethanol을 이용하여 화학적 전처리를 실시하였다.
도 2는 Acetic acid 와 glycerol 및 ethanol의 구조식이다. BIOFLOC용 사료의 수계 분산능력을 증가시키기 위하여 BIOFLOC 사료의 입자를 입자화하며, 입자 표면을 작용기를 갖도록 개질하였다. 이때 BIOFLOC 사료의 입자를 -COOH의 구조를 가진 Acetic acid와 -OH의 작용기를 가진 Glycerol 및 Ethanol을 이용하여 화학전 전처리를 실시하였다.
도 3은 BIOFLOC용 사료의 분산 공정 프로세스를 나타낸 모식도이다. 본 발명의 BIOFLOC 사료를 준비하는 단계(A), 상기 BIOFLOC 사료에 작용기(fuctional group)로 화학처리하는 1차 가공단계(B), 상기 (B)단계를 거친 BIOFLOC 사료를 기계적으로 분쇄하는 2차 가공단계(C) 및 상기 (C)단계를 거친 BIOFLOC 사료를 포장하는 단계(D)로 이루어지는 바이오플락 콜로이드 부화자어 사료의 제조방법을 제공한다. 상기 공정을 통하여 BIOFLOC 사료는 입자간 상호작용을 하여 재응집을 방지하고, 사육수 내에서 유기물의 전하적 안정성을 높여 분산액의 안정성을 향상시킨다.
(A). BIOFLOC 사료를 준비하는 단계
BIOFLOC 양식 과정에서는 사육수에 바이오플락 슬러지가 자연적으로 생성되는데, 보통 소비되지 않은 사료 찌꺼기, 광합성 박테리아, 부착조류, 타가영양박테리아, 식물성 플랑크톤, 동물성 플랑크톤, 요각류, 선충류 등과 이들의 사체 등이 한데 엉켜있는 덩어리로 형성된다. 바이오플락 슬러지는 에어레이션 과정에서 발생되는 기포와 함께 사육수 상부에 떠올라 적층되는데, 이들을 제때에 제거해 주지 않으면 광투과율이 낮아져 식물플랑크톤의 광합성이 저해되면서 바이오플락 효율이 낮아질 수 있어 지속적으로 수거해 주어야 한다.
바이오플락 슬러지를 주기적으로 수거망으로 수거하여 건조시킨 후, 이후 반응이 일정한 속도로 일어나도록 분쇄기에 분쇄하여 도 3에서 보는 바와 같이 BIOFLOC 사료를 준비한다.
(B). 1차 가공단계
상기 BIOFLOC 사료에 작용기(fuctional group)를 이용하여 화학처리하여 입자 표면을 개질한다. 작용기는 카르복실기(-COOH) 또는 히드록실기(-OH) 등이 선택될 수 있다.
카르복실기를 가진 화학물질의 경우 생물학적으로 안전성이 높은 Acetic acid를 선택하여 처리할 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다. 히드록실기를 가진 화학물질의 경우 Glycerol 및 Ethanol을 선택하여 처리할 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다.
이 과정을 통하여 분쇄된 BIOFLOC 사료가 수층에 분산되면서 입자간 재응집과정으로 입자크기가 커지는 것을 방지함으로써 구기가 작은 뱀장어 부화자어 등의 양식어가 섭취 용이한 먹이가 될 수 있다.
(C). 2차 가공단계
상기 1차 가공단계를 마친 BIOFLOC 사료는 기계적으로 분쇄하여 입자크기를 입자화하는 2차 가공단계를 거친다. 일반적으로 콜로이드입자는 분자나 이온보다 크고 지름이 1nm-1000nm 정도 크기의 미립자가 기체 또는 액체에 분산될 수 있다.
상기 과정은 볼 밀링(ball milling), 비드 밀링(bead milling) 등을 이용할 수 있으며, 동적광산란법을 통하여 입자가 분쇄될 때까지의 시간을 결정한다. 이때 분쇄 시간과 이에 따른 입자의 크기는 화학적 전처리과정인 1차 가공단계의 처리 화학물질에 따라 달라질 수 있다.
상기 과정에서 원심 분리를 수행하는 속도는 5000 rpm 내지 20000 rpm의 범위 일 수 있고, 또는 6000 rpm 내지 10000 rpm의 범위일 수 있다. 원심 분리를 수행하는 시간은 예를 들어 1초 내지 24시간의 범위 일 수 있고, 보다 한정적으로는 1분 내지 30분의 범위 일 수 있다.
볼밀링 또는 비드밀리이에 사용되는 볼 또는 비드의 크기는 0.1 mm 내지 0.3 mm의 직경을 가질 수 있으며, 초음파 장치를 이용할 수 있다.
3. 실험 후 BIOFLOC 분석
3.1 Ethanol을 이용한 BIOFLOC 분석
-OH 작용기를 가지고 있는 Ethanol을 이용하여 1차 가공을 실시한 후, 2차 가공의 가공시간을 달리하여 BIOFLOC 사료의 입자크기를 분석하였다. 도 4 내지 도 6은 Ethanol 처리된 BIOFLOC용 사료의 입자 크기 분포도(10분, 20분, 40분 공정)이며, 이를 표 2 내지 표 4에 나타내었다.
Ethanol 처리된 BIOFLOC용 사료의 입자 크기 (10min 공정)
D10 283nm D 50 562nm D90 1.76um
Ethanol 처리된 BIOFLOC용 사료의 입자 크기 (20min 공정)
D10 227nm D 50 451nm D90 1.81um
Ethanol 처리된 BIOFLOC용 사료의 입자 크기 (40min 공정)
D10 239nm D 50 426nm D90 759nm
상기에서 보는 바와 같이, Ethanol을 이용하여 1차 처리한 BIOFLOC용 사료의 입자크기는 D50에서 약 420nm~450nm 로 관찰되었다. 2차 공정단계(C)를 40분 수행한 경우, 1차 공정단계(B)를 10분 수행한 BIOFLOC용 사료와 거의 비슷한 분포도를 보이고 있으나, 입자의 크기가 약100nm 감소 (D10 303nm ->239, D 50 539nm -> 426nm , D90 962nm -> 759nm)한 것을 관찰하였고, 이로써 수층에서 안정적으로 콜로이드를 형성하며 분산상태를 유지할 수 있는 입자크기로 형성되었음을 알 수 있었다.
3.2 Glycerol을 이용한 BIOLOC용 사료의 분산
-OH 작용기를 가지고 있는 Glycerol을 이용하여 1차 가공을 실시한 후, 2차 가공의 가공시간을 달리하여 BIOFLOC 사료의 입자크기를 분석하였다. 도 7 내지 도 9는 Glycerol 처리된 BIOFLOC용 사료의 입자 크기 분포도(10분, 20분, 40분 공정)이며, 이를 표 5 내지 표 7에 나타내었다.
Glycerol 처리된 BIOFLOC용 사료의 입자 크기 (10min 공정)
D10 296nm D 50 528nm D90 941nm
Glycerol 처리된 BIOFLOC용 사료의 입자 크기 (20min 공정)
D10 254nm D 50 461nm D90 916um
Glycerol 처리된 BIOFLOC용 사료의 입자 크기 (40min 공정)
D10 163nm D 50 368nm D90 1.17um
상기에서 보는 바와 같이, Glycerol을 이용하여 1차 처리한 BIOFLOC용 사료의 입자크기는 D50에서 약 360nm~430nm 로 관찰되었다. 입자 크기 분포도가 낙타 등의 모양과 같은 두 개의 peak가 나타난 것이 특징이었으며, Ethanol 처리된 사료와는 달리(D10 239nm D50 759nm) Glycerol 처리된 사료의 D10과 D50 의 값은 163nm, 1.17um로 가장 큰 차이를 나타내었다.
3.3 Acetic acid를 이용한 BIOLOC용 사료의 분산
-COOH 기를 가지고 있는 Acetic acid를 이용하여 1차 가공을 실시한 후, 2차 가공의 가공시간을 달리하여 BIOFLOC 사료의 입자크기를 분석하였다. 도 10 내지 도 12는 Acetic acid 처리된 BIOFLOC용 사료의 입자 크기 분포도(10분, 20분, 40분)이며, 이를 표 8 내지 표 10에 나타내었다.
Acetic acid 처리된 BIOFLOC용 사료의 입자 크기 (10min 공정)
D10 283nm D 50 505nm D90 901nm
Acetic acid 처리된 BIOFLOC용 사료의 입자 크기 (20min 공정)
D10 243nm D 50 433nm D90 785nm
Acetic acid 처리된 BIOFLOC용 사료의 입자 크기 (40min 공정)
D10 189nm D 50 336nm D90 599nm
Acetic acid를 이용하여 1차 처리한 BIOFLOC용 사료의 입자크기는 2차공정 후 D50에서 약 330nm~380nm 로 관찰되었다. Glycerol로 처리한 BIOFLOC용 사료의 particle size 분포도와 달리, 가 가장 날카로운 형태를 가진 1개의 peak를 보이는 것이 특징이었다. 또한 2차 공정단계(C)를 40분 수행한 Acetic acid 처리 BIOFLOC 사료는 Ethanol, Glycerol 처리된 사료와 비교하여, Acetic acid를 처리한 사료는 D10과 D50 의 값의 차이가 189nm, 599nm로 가장 작은 차이를 보이고 있었다. 이는 Acetic acid 전처리에 의하여 BIOFLOC 사료입자가 상당한 정도로 균일한 크기로 분포할 수 있음을 의미하며, 사육수 내에서 안정적인 분산액을 형성하는 데에 유리한 것으로 파악할 수 있다.
Acetic acid를 이용하여 전처리한 BIOFLOC용 사료를 물에 분산시킨 다음, 72시간 후에 입자크기를 확인하였다. 도 13은 Acetic acid 처리된 BIOFLOC용 사료의 3일 경과 후 입자 크기 분포도이며, 이를 표 11에 나타내었다. Acetic acid 처리된 BIOFLOC용 사료는 분산후 72시간이 경과한 다음에 전체적으로 입자크기가 증가한 경향이 있으나 그 차이가 크지 않고 오차범위내의 수준을 보여 일정한 크기를 유지하는 것을 확인하였다.
Acetic acid 처리된 BIOFLOC용 사료의 3일 경과 후 입자 크기 비교
D10 D 50 D90
초기 3일 경과 초기 3일 경과 초기 3일 경과
189nm 205nm 336nm 365nm 599nm 672nm
4. 분산액 제조 결과
BIOFLOC 사료의 분산을 위하여 다양한 방법으로 1차 처리한 후, 분산공정을 실시하였다. 도 14는 BIOFLOC용 사료의 2차 공정단계 시간에 따른 분산을 나타낸 사진이다. 1차 공정단계(B)를 하지 않은 사료는 시간이 지난 후 일정한 양의 침전현상이 관찰되었다(미도시). 도 14에서 보는 바와 같이, 2차 공정단계(C)의 시간을 증가시킴에 따라 BIOFLOC 사료가 더 안정된 콜로이드 상태를 유지할 수 있음을 확인하였다. 또한 Ethanol과 Acetic acid를 이용하여 1차 처리한 사료에 비해 Glycerol을 이용한 사료는 가장 빠른 시간에 침전이 일어났으며, Ethanol, Acetic acid 순으로 침전이 발생하였다.
이와 같은 결과로, BIOFLOC 사료를 화학적으로 표면 개질하고, 분쇄함으로써, 사육수 내에 안정적으로 분산하여 콜로이드 상태를 유지함으로써 뱀장어 부화자어 등 구가기 작은 양식어의 초기 먹이로 활용될 수 있음을 확인하여 본 발명을 완성하였다.
본 발명에 바이오플락 콜로이드 부화자어 사료 및 이의 제조방법을 이용함으로써, 작은 구기로 인하여 충분한 급이를 제때에 하지 못하는 뱀장어 부화자어 등에게 적절한 크기의 먹이를 공급할 수 있으며, 사육수 중에 먹이가 분산되어 바닥에 가라앉지 않도록 하여 먹이가 장기간 썩지 않고 수층에 다량 고르게 분포함으로써 환수하지 않고도 수질의 변화없이 부화자어가 급이할 수 있어 양식효율을 크게 증가시킬 수 있으므로 산업상 이용가능성이 있다.

Claims (5)

  1. 바이오플락 양식 과정에서 생성되는 바이오플락 슬러지를 수거하여 건조시켜 바이오플락 사료를 준비하는 단계(A);
    상기 바이오플락 사료에 카르복실기(-COOH) 또는 히드록실기(-OH)의 작용기(fuctional group)를 이용하여 화학처리하여 입자 표면을 개질하는 1차 공정단계(B); 및
    상기 (B)단계를 거친 바이오플락 사료를 기계적으로 분쇄하여 입자화하는 2차 공정단계(C);로 이루어지는 것을 특징으로 하는 바이오플락 콜로이드 부화자어용 사료의 제조방법.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 히드록실기(-OH)는 에탄올 또는 글리세롤을 이용하고, 카르복실기(-COOH)는 Acetic acid를 이용하는 것을 특징으로 하는 바이오플락 콜로이드 부화자어용 사료의 제조방법.
  4. 삭제
  5. 제1항의 제조방법으로 제조된 바이오플락 콜로이드 부화자어용 사료.
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