KR102222306B1 - 수질개선용 어류 배합사료 및 이의 제조방법 - Google Patents

수질개선용 어류 배합사료 및 이의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 영양학적으로 우수하면서도 수질을 악화시키지 않는 어류 사료 및 이의 제조방법에 관한 것이다. 상기 사료는 어분 대체제로서 식물성 단백질을 함유하여 전체 사료의 원가를 절감하면서도, 비타민 C, 자색고구마, 양배추, 마늘가루, 들깨박, 해조류 등을 함유하여 영양가치가 높다. 또한, 상기 식물성 식품을 일정 비율로 배합함으로써 물 속에서 사료가 분해되어 흩어지는 현상을 방지할 수 있어 수질 오염 방지 및 개선에도 도움을 준다.

Description

수질개선용 어류 배합사료 및 이의 제조방법{FISH BLENDED FEED FOR IMPROVING WATER QUALITY AND ITS MANUFACTURING METHOD}
본 발명은 영양학적으로 우수하면서도 수질을 악화시키지 않는 어류 사료 및 이의 제조방법에 관한 것이다. 상기 사료는 어분 대체제로서 식물성 단백질을 함유하여, 전체 사료의 원가를 절감하면서도 비타민 C, 자색고구마, 양배추, 마늘가루, 들깨박, 해조류 등을 함유하여 영양가치가 높다. 또한, 상기 식물성 식품을 일정 비율로 배합함으로써 물 속에서 사료가 분해되어 흩어지는 현상을 방지할 수 있어 수질 오염 방지 및 개선에도 도움을 준다.
세계적으로 어분의 수요는 계속 늘어날 전망이며 공급의 제한에 따르는 가격의 인상은 앞으로 계속될 전망이다. 미국에서는 최근에 어분대체품이 개발되어서 국내 동물 및 어종별 이용가능성 실험이 시작된 단계이며, 이러한 어분대체품의 개발은 여러나라에서 관심을 가지고 있는 분야이다. 하지만 이미 개발된 어분대체품은 주로 가축사료를 위한 어분대체품으로써 양어, 관상어 등의 사료만을 위한 개발은 아니었으며, 양어, 관상어 등의 먹이 특성을 고려한 어류 사료를 위한 어분대체품의 개발은 중요한 의미를 가지고 있다.
어분은 어류 사료의 주단백질 사료원으로 각 어종마다 다르지만 현재 국내에서 생산되는 양어사료는 평균 20~30%, 특히 뱀장어 사료는 60~70%의 어분을 사용하고 있는 실정이고, 양어사료와 어분사용량은 빠른 속도로 증가하고 있는 실정이다.
어분대체품의 쓰이는 단백질사료원의 다변화는 국내수요에 대처하고 나아가서는 어분 수입의 최소화와 어분대체품에 대한 수출의 가능성을 생각할 때 산업적으로나 경제적으로 중요한 연구과제이다.
식물 가공 부산물, 곡물 가공 부산물, 동물 가공 부산물 그리고 각종 식품 가공 중 발생되는 비교적 가격이 저렴한 부산물로부터 단백질원을 대체하기 위해 연구가 진행되고 있다. 이러한 기술의 일 예가 하기 특허문헌 1에 개시되어 있다. 즉, 특허문헌 1은 양어용 사료의 제조방법에 관한 것으로, 어분의 대체단백질원으로 고등어가공폐액으로부터 분리된 수용성 단백질을 이용하는 것에 대해 개시한다. 그러나, 상술한 바와 같이 특허문헌 1은 어분대체단백질원으로 고등어가공폐액으로부터 수용성 단백질을 분리하므로 비교적 복잡하고, 단백질이 수용성이므로 물에 쉽게 풀어져 수질 오염을 야기하는 문제점이 있다.
열대어 및 해수어의 관상어들은 거의 고가 수입에 의존하는 만큼 깨끗한 수질유지, 질병예방 등에 유의하여 건강하고 아릅답게 성장할 수 있도록 관리하는 것이 좋다. 관상어는 특히, 치어에게는 필수성장인자로서 부족시 피부의 보호막인 점액질의 분비부족으로 어체의 가장 약한 부분인 지느러미의 끝부분을 통해 체내로의 세균침투가 용이하여 여러가지 질병과 심장계통에 이상을 유발시키므로 이를 바탕으로 단 시간 내에 물을 흡착후 부드러워지며 소화흡수에 빠르게 반응되는 단백질, 지방, 탄수화물 등이 쉽게 에너지화될 수 있는 사료개발은 물론 촉매로서의 합성화가 까다롭고 고도의 기술을 필요로 하는 신제품 발명으로 제품의 대량생산에 주력하고 있다.
보편적으로 어류 사료 제조회사에서 조단백질 수치 인상률은 어분 및 새우가루, 오징어분말 등을 추가로 배합하여 최대(max) 35%를 이루어 왔다고 본다. 그러나 몇 년 전부터 독일, 이태리 등의 수입사료 성분 등록 중 조단백질의 함유량이 갑자기 42%까지 치솟는 수치가 되어 국내제조업체는 이를 ?i아 가려고 어분 추가 투입으로 생산원가가 상승하여 타격이 컸던 것은 사실이다.
이에, 어류의 사료로서 단백질의 함유량이 높아 영양학적으로 가치가 있는 사료면서 수질 오염 문제를 야기하지 않는 사료에 대한 연구가 끊임없이 요구되는 실정이다.
한국공개특허 제 10-2009-0090943호
본 발명의 목적은 어분의 함량을 2% 이하로 줄이고, 어분을 대체할 수 있는 식물성 단백질을 포함하는 어류용 사료 조성물을 제공하고자 한다.
본 발명의 다른 목적은 상기 식물성 단백질의 함량을 높이면서, 수질 오염을 방지할 수 있는 어류용 사료 제조방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면은 어분, 비타민 C, 새우가루, 탄산칼슘, 마늘가루, 멸치가루, 함초가루, 다시마가루, 뽕잎가루, 양배추가루, 자색고구마가루, 단호박가루, 대두박 가루, 시금치가루, 들깨박, 케일가루, 보리가루 및 미세조류를 포함하는, 어류 사료 조성물에 관한 것이다.
본 발명에서 “사료”는 그 형태적인 구분으로 별도의 가공을 하지 않고 냉동시켜 두었다가 통째로 또는 절단하여 급이하는 생사료와 가루사료와 섞어서 알갱이 형태(Moist Pellet)로 성형하여 급이하는 MP 사료 및 건조원료를 배합하여 일정한 형태로 압출, 건조시킨 EP(extruding pellet) 사료 등으로 구분될 수 있다.
일 예로 EP 사료는 건조원료를 사용해야 하는 제조공정상 제한으로 인하여 어류가 요구하는 필수아미노산 조성이 좋은 고단백 사료원료인 어분을 주원료로 사용하고 있다.
본 발명에서 “어분(fish meal)”은 생선가공공장에서 나온 렌더링 잔여물로 만든 원료이다. 어분 안에는 머리, 꼬리, 내장과 혈액이 들어 있으며, 보통 육분이나 골분보다 단백질 수치가 높은 특징을 가진다. 미국사료협회는 어분을 '기름기 부분을 추출하든 추출하지 않든 아직 썩지 않은 생선을 말려서 간 조직'이라고 규정을 하고 있다.
본 발명자는 어류 사료 제조에 있어 어분의 함량을 2% 이하로 줄이고, 어분을 대두박, 새우가루, 미세조류, 멸치가루 등으로 대체하여 제조 원가를 절감시키면서도 단백질, 칼슘, 인 성분을 높이며, 비타민 C, 탄산칼슘, 마늘가루, 함초가루, 다시마가루, 뽕잎가루, 양배추가루, 자색고구마가루, 단호박가루, 시금치가루, 들깨박, 케일가루, 보리가루를 일정 비율로 혼합하여 영양가치는 높으면서도 품질 측면에서 미세한 사료 가루가 덜생기며, 잔 분 발생률이 적은 사료의 최고의 배합비를 고안하였다.
구체적으로, 본 발명의 사료는 상기 어분을 2% 이하로 함유할 수 있다. 상기 어분이 2%를 초과할 경우 조단백질 함량이 증가할 수는 있으나, 사료를 물 속에 첨가시 분해되어 흩어지는 문제가 있다. 물 속에 단백질 질산염 수치 증가는 수질 오염에 영향을 줄 수 있으며, 수질에 민감한 열대어 등의 관상어에게는 질병등을 유발하여 해로울 수 있다.
상기 어분의 대체제로서 새우가루, 멸치가루, 대두박가루 및 미세조류는 전체 사료 중량대비 18~26%를 함유할 수 있으며, 보다 구체적으로 21~23% 함유할 수 있다. 상기 함량 미만일 경우 어류 사료 공급에 있어 단백질 함량이 낮은 문제점이 있다.
또한, 상기 조성물은 마늘가루, 양배추, 자색고구마 및 단호박을 전체 사료 중량대비 10~15%를 함유할 수 있다. 상기 자색고구마 및 단호박은 탄수화물이 주 성분으로, 마늘가루 및 양배추와 함께 혼합하여 어류 사료에 첨가할 경우 물 속에서 잘 으깨지지 않고 잔 분 발생을 현저히 감소시킬 수 있다.
상기 조성물은 비타민 C, 탄산칼슘, 함초, 다시마, 시금치, 들깨박, 케일, 뽕잎 등을 추가로 포함하여 별도의 영양제를 투여할 필요 없이 어류에게 다양한 영양분을 고루 섭취시킬 수 있다. 특히 다시마는 미네랄, 비타민 등의 영양 성분을 함유할 뿐만 아니라, 다시마 내 함유되어 있는 점액질 성분들을 통해 원료 배합시 응집 효과를 높일 수 있다.
구체적으로, 상기 조성물은 어분 0.1~2 중량%, 비타민 C 1~3 중량%, 새우가루 4~6 중량%, 탄산칼슘 17~19 중량%, 마늘가루 1~3 중량%, 멸치가루 3~5 중량%, 함초가루 4~6 중량%, 다시마가루 6~8 중량%, 뽕잎가루 6~8 중량%, 양배추가루 2~4 중량%, 자색고구마가루 2~4 중량%, 단호박가루 4~6중량%, 대두박가루 6~8 중량%, 시금치가루 5~7 중량%, 들깨박 7~9 중량%, 케일가루 4~6 중량%, 보리가루 4~6 중량% 및 미세조류 5~7 중량%를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서 상기 사료를 물 속에 첨가한 뒤 약 6개월 동안 물을 대체하지 않은 후 수질을 측정한 결과, 기존 어분의 함량이 높은 사료를 첨가하여 매주 환수 시켜준 수질과 질소, BOD, COD 등이 유사함을 확인하였는 바, 수질 오염 및 방지에 효과가 우수함을 확인하였다 (도 4).
본 발명의 일 실시예에서 상기 배합비로 함유된 조성물로 제조한 사료를 열대어에 섭취한 결과 관상용 어류 예컨대 열대어에 기호성이 우수함을 확인하였다 (도 5).
본 발명의 다른 측면은 (a) 어분, 비타민 C, 새우가루, 탄산칼슘, 마늘가루, 멸치가루, 함초가루, 다시마가루, 뽕잎가루, 양배추가루, 자색고구마가루, 단호박가루, 대두박가루, 시금치가루, 들깨박, 케일가루, 보리가루 및 미세조류의 사료 원료를 준비하는 단계; (b) 상기 원료에 물을 혼합하여 배합하는 단계; (c) 상기 배합하여 반죽을 200~400 g씩 소분하여 압축시키는 단계; (d) 상기 압축시킨 반죽을 건조시키는 단계; 및 (e) 상기 건조시킨 사료를 분쇄하여 가루 형태로 제조하는 단계;를 포함하는 어류 사료 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 사료 제조방법은 원료 투입단계(S10), 원료 배합단계(S20), 압축 단계(S30), 건조 단계(S40), 분쇄 단계(S50) 및 계량 및 포장 단계(S60)로 이루어진다.
상기 원료 투입단계(S10)은 어분, 새우, 마늘, 멸치, 함초, 다시마, 뽕잎, 양배추, 자색고구마, 단호박, 대두박, 시금치, 들깨박, 케일 및 보리는 사료 반죽에 적합하도록 분쇄하여 가루 형태로 제조할 수 있다.
분쇄된 원료 어분 0.1~2 중량%, 비타민 C 1~3 중량%, 새우가루 4~6 중량%, 탄산칼슘 17~19 중량%, 마늘가루 1~3 중량%, 멸치가루 3~5 중량%, 함초가루 4~6 중량%, 다시마가루 6~8 중량%, 뽕잎가루 6~8 중량%, 양배추가루 2~4 중량%, 자색고구마가루 2~4 중량%, 단호박가루 4~6중량%, 대두박가루 6~8 중량%, 시금치가루 5~7 중량%, 들깨박 7~9 중량%, 케일가루 4~6 중량%, 보리가루 4~6 중량% 및 미세조류 5~7 중량%를 혼합할 수 있다.
상기 원료 배합단계(S20)은 상기 혼합시킨 원료와 물을 1 : 0.1 내지 1 : 100의 비율로 배합할 수 있다. 상기 물의 배합은 사료 반죽을 제조할 수 있을 정도면 제한없이 첨가하여 사용할 수 있다.
상기 압축 단계(S30)은 혼합시킨 원료와 물을 이용하여 제조한 반죽을 300~360 g으로 소분하여 압력을 가하여 압축시키는 과정이다.
상기 건조 단계(S40) 및 분쇄 단계(S50) 은 상기 압축시킨 반죽을 건조기에 넣고 55~65℃의 온도로 10시간 건조시킨 후, 건조물을 분쇄하여 가루형태로 만드는 단계이다.
상기 계량 및 포장 단계(S60)은 상기 가루형태로 만든 사료를 포장 용기(50 g)에 맞게 계량기로 계량한 후 포장에 방습제와 함께 포장하여 밀봉시키는 단계이다.
본 발명에 따른 사료는 어분의 함량을 2% 이하로 첨가하면서 90% 식물성 단백질을 첨가하여 어류의 면력력 증대와 활성화에 도움을 주며, 아스타잔틴이 함유되어 있어 어류의 소화기관에 무리를 주지 않으면서 소화를 촉진시키고, 특히 상기 사료는 물 속에서 가루 발생이 적어 수질에 민감한 열대어들에게도 사용 가능하다.
본 발명의 효과는 상기 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 관상어 사료의 제조방법을 설명하기 위한 공정도를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명 사료의 분말형을 나타낸 것이다.
도 3는 본 발명 사료의 펠릿형을 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명 사료 투여시 수질 측정 결과를 나타낸 것이다 (A: 실시예 1 사료 투여, B: 비교예 1 사료 투여).
도 5는 본 발명 사료의 열대어의 기호성을 평가한 결과를 나타낸 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예에 관하여 상세히 서술하나, 하기 실시예에 의해 본 발명이 제한되지 아니함은 자명하다.
실시예 1. 어류 사료 제조방법
1-1. 분말형 사료 제조
어류 사료에 사용원료 및 배합 비율은 하기 표 1에 나타내었다.
차례 사용원료 배합비율(%)
1 비타민 C 2
2 생선살 2
3 새우가루 5
4 탄산칼슘 18
5 마늘가루 2
6 잔멸치가루 4
7 함초가루 5
8 다시마가루 7
9 뽕잎가루 7
10 양배추가루 3
11 자색고구마가루 3
12 단호박가루 5
13 대두박가루 7
14 시금치가루 6
15 들깨박 8
16 케일가루 5
17 보리가루 5
18 미세조류 6
계 100
상기 표 1의 사용원료와 물을 혼합하여 반죽을 제조하여 320 g으로 소분하였다 건조기에 60℃의 온도로 10시간 건조시킨 후, 상기 건조 사료를 분쇄처리하여 가루 형태로 제조하였다 (도 2).
1-2. 팰릿형 사료 제조
상기 제조한 분말을 팽화기에 팽화시켜 펠렛으로 성형한 후 냉각시켜 펠릿 사료를 제조하였다 (도 3).
비교예 1. 어류 사료 제조방법
상기 실시예 1과 제조방법은 동일하며, 다만 마늘가루, 양배추가루, 자색고구마가루 및 단호박가루 대신 생선살(어분)을 더 추가하였다.
차례 사용원료 배합비율(%)
1 비타민 C 2
2 생선살 15
3 새우가루 5
4 탄산칼슘 18
5 잔멸치가루 4
6 함초가루 5
7 다시마가루 7
8 뽕잎가루 7
9 대두박가루 7
10 시금치가루 6
11 들깨박 8
12 케일가루 5
13 보리가루 5
14 미세조류 6
계 100
실험예 1. 어류 사료의 성분 함량 분석
본 발명에서 어분 함량을 줄이고, 식물성 식품으로 대체한 어류 사료의 성분을 국내사료분석 인증기관(농업실용화재단)에 의뢰하였다. 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.
구분
(함량%)		 조단백질 조지방 수분 칼슘 조섬유 조회분 인 기타
실시예 1 24.0 10.0 10.0 4.0 4.0 13.0 1.0 to
100
그 결과, 상기 실시예 1의 사료 조성물은 어분을 2% 이하로 함유하였음에도 불구하고 조단백질 함량이 22% 이상을 차지하는 바 관상어를 포함한 어류들의 영양 섭취에 충분한 함량임을 확인하였으며, 조지방, 수분, 칼슘, 조섬유, 조회분 및 인의 함량이 모두 적합함을 확인하였다.
실험예 2. 사료 첨가에 따른 수질 측정
본 발명의 사료의 수질 개선 효능을 확인하기 위한 실험을 수행하였다. 구체적으로 본 발명 실시예 1의 사료를 급여한 후 180일 동안 물을 환수하지 않은 상태의 수질을 측정하였다. 또한 비교예 1의 사료는 일주일마다 5 cm씩 물을 갈아주면서 급여한 결과의 수질을 측정하였다.
측정항목 관련 기준 측정분석값(mg/L) 측정분석방법
실시예 1 비교예 1
pH - 5.6 6.5 전극법
COD - 12.8 6.0 산성과망산칼륨법
BOD - 0.5 0.2 배양법
SS - 0.8 1.3 유리섬유여과지법
n-H - 불검출 불검출 추출법
T-N - 18.648 15.080 흡광광도법(UV)
T-P - 2.453 1.244 흡광광도법(UV)
Pb - 불검출 불검출 원자흡광광도법(AA)
Cd - 불검출 불검출 원자흡광광도법(AA)
Cu - 불검출 불검출 원자흡광광도법(AA)
일반세균 - 280 210 배양법
그 결과, 상기 실시예 1의 사료를 첨가한 후 약 6개월동안 환수하지 않더라도, 주 1회씩 환수 시킨 비교예 1과 비교하여 총 질소(T-N) 및 총 인(T-P)의 함량의 차이가 크지 않음을 확인하였다. 이와 같은 결과는 본 발명의 사료가 수질 오염 방지에 탁월한 효과가 있음을 보여준다 (도 4).
실험예 3. 사료의 관상어 기호성 평가 결과
상기 실시예 1에서 제조한 분말형 및 펠릿형 사료를 어항에 첨가한 뒤, 열대어의 먹이반응을 관찰하였다.
그 결과, 도 5에 나타난 바와 같이 물 속에 첨가 뒤 바로 풀어지지 않아 사료 유실율이 적으며, 안시와 구피의 반응이 우수하며, 5분 이내에 사료를 모두 섭취함을 확인하였다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 후술하는 청구범위에 의하여 나타내어지며, 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (7)

  1. 어분 0.1~2 중량%, 비타민 C 1~3 중량%, 새우가루 4~6 중량%, 탄산칼슘 17~19 중량%, 마늘가루 1~3 중량%, 멸치가루 3~5 중량%, 함초가루 4~6 중량%, 다시마가루 6~8 중량%, 뽕잎가루 6~8 중량%, 양배추가루 2~4 중량%, 자색고구마가루 2~4 중량%, 단호박가루 4~6중량%, 대두박가루 6~8 중량%, 시금치가루 5~7 중량%, 들깨박 7~9 중량%, 케일가루 4~6 중량%, 보리가루 4~6 중량% 및 미세조류 5~7 중량%를 포함하는, 어류 사료 조성물.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 어류는 금붕어, 비단잉어 및 열대어로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상의 관상어인, 어류 사료 조성물.
  4. (a) 어분 0.1~2 중량%, 비타민 C 1~3 중량%, 새우가루 4~6 중량%, 탄산칼슘 17~19 중량%, 마늘가루 1~3 중량%, 멸치가루 3~5 중량%, 함초가루 4~6 중량%, 다시마가루 6~8 중량%, 뽕잎가루 6~8 중량%, 양배추가루 2~4 중량%, 자색고구마가루 2~4 중량%, 단호박가루 4~6중량%, 대두박가루 6~8 중량%, 시금치가루 5~7 중량%, 들깨박 7~9 중량%, 케일가루 4~6 중량%, 보리가루 4~6 중량% 및 미세조류 5~7 중량%를 포함하는 사료 원료를 준비하는 단계;
    (b) 상기 원료에 물을 혼합하여 배합하는 단계;
    (c) 상기 배합하여 반죽을 200~400 g씩 소분하여 압축시키는 단계;
    (d) 상기 압축시킨 반죽을 건조시키는 단계; 및
    (e) 상기 건조시킨 사료를 분쇄하여 가루 형태로 제조하는 단계;를 포함하는 어류 사료 제조방법.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제4항에 있어서,
    상기 어류는 금붕어, 비단잉어 및 열대어로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상의 관상어인, 어류 사료 제조방법.
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