KR102305646B1 - 동애등에 사료용 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 음식물 폐기물, 계분, 폐식용유, 및 발효 미생물을 포함하는 동애등에 사료용 조성물에 관한 것이다. 본 발명에 따르면 동애등에의 사료에 음식물 폐기물, 계분, 폐식용유, 및 발효미생물을 포함함으로써 낮은 비용으로 동애등에의 생육을 효과적으로 향상시킬 수 있다.

Description

동애등에 사료용 조성물 {Composition for feeding of Ptecticus tenebrifer}
본 발명은 동애등에 사료용 조성물에 관한 것이다.
건조 동애등에의 번데기는 약 42%의 단백질과 35%의 지방을 함유하고 있으며 오메가 3 지방산이 풍부하여 사료로 가공하여 이용시 닭, 돼지, 무지개송어, 및 메기 등에서 성장 증진 효과가 기대되고 있다. 동애등에는 무지개송어의 사료로 공급하는 경우 어분의 25%까지 대체가 가능하며 동애등에의 지방 및 단백질을 분리하여 60% 이상의 단백질을 함유한 원료 사료로 개발이 가능할 것으로 기대되고 있다. 최근, 캐나다의 엔테라(Enterra)사는 동애등에의 유충을 원료로 한 연어, 송어 등의 양식용 사료를 개발하여 2017년 캐나다식품검사청의 승인을 획득하였다.
앞서 살펴본 바와 같이 많은 연구를 통해 동애등에의 사료 원료로서 이용 가능성이 확인되고 있으나, 경제성 등의 문제로 활용도는 높지 않은 실정이다. 그럼에도 불구하고 동애등에는 해바라기, 팜, 콩 등 식물자원에 비하여 지질 함량이 높을 뿐만 아니라, 토지이용률(사육개체수/단위면적)이 높은 장점이 있기 때문에 저가로 대량의 지질을 생산할 수 있는 새로운 바이오매스로서의 주목받고 있다. 따라서 동애등에의 생산량을 향상시킬 수 있으면서도 가격이 저렴한 사료 개발이 필요한 실정이다. 동애등에의 사료는 종래 음식물 폐기물이 주로 사용되고 있으나, 동애등에의 생육이 충분하지 않아 경제성을 확보하기 어려운 실정이다.
대한민국 공개공보 제10-2018-0027455호(2018.03.14)
일 구체예에 따르면, 생산비용이 낮고 동애등에 유충의 생산량을 향상시킬 수 있는 사료 조성물을 제공한다.
일 양상은, 음식물 폐기물, 축분, 폐식용유, 및 발효 미생물을 포함하는 동애등에 사료용 조성물을 제공한다.
동애등에(Ptecticus tenebrifer)는 파리목 동애등에과에 속하는 곤충으로서 크기는 13 내지 20mm이고 한국, 일본, 중국, 타이완 등에 분포하며, 재래식 화장실 부근에서 흔히 관찰되는 곤충이다. 상기 조성물은 동애등에 유충의 사료일 수 있으며, 부화 후 4일 이후, 5일 이후, 6일 이후, 또는 7일 이후의 유충의 사료로서 적합한 것일 수 있다.
음식물 폐기물은 가정 또는 식당에서 배출되는 음식물 쓰레기를 의미하며, 분뇨 및 폐식용유는 포함하지 않는 것을 의미한다. 본 명세서에서 음식물 폐기물은 음식물, 분뇨 등을 모두 포함하는 개념인 유기성 폐기물과 구별되는 것으로서, 본 발명자는 유기성 폐기물로서 음식물 폐기물, 축분, 및 폐식용유의 비율을 규명하고, 발효 미생물을 혼합하여 제조한 사료를 이용하면 저렴한 가격으로 동애등에의 성장을 촉진할 수 있음을 확인하였다. 상기 음식물 폐기물의 주성분은 건조 전에 평균적으로 수분 80%, 조단백 5%, 조지방 3%, 조섬유 1%, 가용무질소물 9%, 조회분 2%이며(남은 음식물사료 생산이용 제6회 심포지엄 참조), 에너지는 1067kcal로 알려져 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 음식물쓰레기의 성분비는 소규모로 조사하는 경우 지역별, 시기별로 다소 차이가 있을 수 있으나 시설에서 대규모로 수거하여 처리하면 성분의 비율을 일정하게 유지할 수 있다. 상기 음식물 폐기물은 한국에서 입수한 것을 사용할 수 있다. 상기 음식물 폐기물은 살균, 압축, 탈수, 및 건조 중 하나 이상의 공정으로 처리한 것일 수 있다. 상기 살균은 열처리에 의해 살균한 것일 수 있다. 상기 음식물 폐기물은 건조시킨 것을 사용할 수 있으며 수분 함량을 60% 이하, 50% 이하, 40% 이하, 30% 이하, 또는 25% 이하일 수 있으며, 영양소 파괴 또는 부패를 방지하기 위해 20% 이하, 또는 15% 이하로 건조시킨 것일 수 있다. 상기 음식물 폐기물은 수분 함량을 감소시키기 위해 대두피 등의 부형제를 첨가한 것일 수 있다. 상기 음식물 폐기물은 염분 함량이 5% 이하인 것일 수 있다.
상기 축분은 가축의 축사에서 발생하는 배설물로서, 예를 들면 우분, 돈분, 및 계분 중 하나 이상을 포함할 수 있고, 바람직하게는 계분일 수 있다. 본 발명자는 우분, 돈분을 사용하는 경우보다 계분을 사용하는 경우 동애등에의 지방 함량을 증가시킬 수 있음을 확인하였다. 상기 축분, 또는 계분은 시판되는 것을 사용할 수 있다. 상기 축분은 건조된 것일 수 있다.
상기 폐식용유는 일반적으로 사용되는 식용 유지류이며, 예를 들면 볶음, 튀김 요리에 사용된 식용유일 수 있으나 특별히 한정되는 것은 아니다.
상기 발효 미생물은 오폐수 분해, 수질 개선, 음식물 분해, 분뇨 분해, 퇴비 제조 등에 사용되는 미생물일 수 있다. 상기 발효 미생물은 병원성 세균이 아닌 것으로서, 효모, 락토바실러스속 균주, 및 광합성 세균 중 하나 이상을 포함할 수 있으며, 락토바실러스 균주는 구체적으로 락토바실러스 카세이(Lactobacillus casei)일 수 있다. 상기 발효 미생물은 시중에서 오폐수, 음식물, 또는 분뇨 분해, 퇴비 제조용으로 판매하는 것을 구입하여 사용할 수 있다.
상기 조성물에서 음식물 폐기물의 함량은 53.4 내지 63.4 중량%, 또는 51.4 내지 65.4 중량%일 수 있고, 상기 축분의 함량은 34.5 내지 43.3 중량%, 32.5 내지 45.3 중량%, 또는 30.5 내지 47.5 중량%일 수 있고, 상기 폐식용유의 함량은 1.4 내지 2.4 중량%, 1.2 내지 2.6 중량%, 1.0 내지 2.8 중량%일 수 있고, 상기 발효 미생물의 함량은 0.7 내지 0.9 중량%, 0.5 내지 1.1 중량%일 수 있으며, 바람직하게는 상기 조성물의 조성비는 음식물 폐기물 58.4 중량%, 축분 38.9 중량%, 폐식용유 2.0 중량%, 및 발효 미생물 0.8 중량%일 수 있다. 본 발명자는 상기 조성비에 의할 때 음식물 쓰레기만을 사료로 사용하는 경우보다 마리당 증체량이 191.9% 향상됨을 확인하였다.
일 구체예에 따른 동애등에 사료용 조성물은 낮은 가격으로 생산할 수 있으며, 동애등에의 생육을 효과적으로 증가시킬 수 있다.
도 1은 음식물 폐기물 및 계분의 혼합 비율을 달리하여 동애등에 유충의 건조무게(A), 동애등에의 생존율(B), 및 동애등에의 마리당 증체량(C)을 확인한 결과를 나타낸 것이다.
도 2는 음식물 폐기물 및 폐식용유의 혼합 비율을 달리하여 동애등에 유충의 건조무게(A), 동애등에의 생존율(B), 및 동애등에의 마리당 증체량(C)을 확인한 결과를 나타낸 것이다.
도 3은 음식물 폐기물 및 발효미생물의 혼합 비율을 달리하여 동애등에 유충의 건조무게(A), 동애등에의 생존율(B), 및 동애등에의 마리당 증체량(C)을 확인한 결과를 나타낸 것이다.
도 4 내지 도 6은 음식물 폐기물, 계분, 폐식용유, 및 발효미생물의 혼합 비율을 달리하여 동애등에 유충의 건조무게(A), 동애등에의 생존율(B), 및 동애등에의 마리당 증체량(C)을 확인한 결과를 나타낸 것이다.
이하 하나 이상의 구체예를 실시예를 통해 보다 상세하게 설명한다. 그러나, 이들 실시예는 하나 이상의 구체예를 예시적으로 설명하기 위한 것으로 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1: 음식물 폐기물 및 계분의 최적의 혼합 비율 확인
동애등에의 생체 내 지질함량을 향상시킬 수 있는 저가 먹이원을 선발하기 위하여 건조 축분(계분), 건조 음식물 폐기물, 발효미생물(Effective Microorganism, EM) 및 폐식용유를 단독 또는 혼합하여 먹이로 공급하였다. 음식물 폐기물은 처리업체(㈜흰돌)로부터 입수하였고 수분 함량은 12.4%로 확인되었다. 건조 계분은 시판되고 있는 제품(올리버)을 사용하였다. 폐식용유는 경주시 소재 음식점에서 튀김에 사용된 폐식용유를 입수해 사용하였다. 발효미생물은 시판되고 있는 EM 활성액(㈜에버미라클)을 구입하여 사용하였다.
이하에서 %는 특별히 다르게 정의하지 않는 한 중량을 기준으로 한 것이다.
먼저 음식물 폐기물 및 건조 계분을 이용하여 사료를 제작하였다. 구체적으로 사료 총 중량 2 00g을 기준으로 음식물 폐기물과 계분의 중량비가 100:0, 80:20, 60:40, 40:60, 20:80, 0:100가 되도록 6종류의 단독 또는 혼합 사료를 제작하였다. 각 사료 당 부화 후 6일이 경과한 동애등에 유충 약 100두(0.3mg/유충)를 투입하고 11일 후에 생육조사를 실시하였다. 상기 0.3mg/유충은 마리 당 무게의 추정치이며, 동애등에 대량투입시 마리수를 결정하기 위해 사용되는 기준으로서 통상기술자에게 알려져 있다.
동애등에 유충의 건조무게를 분석한 결과, 음식물 폐기물과 계분의 혼합비율이 80:20, 60:40, 40:60인 실험군에서는 음식물 폐기물 단독 처리군(100:0)과 비교할 때 계분의 함량 증가에 따라 동애등에 유충의 무게가 증가하였으나, 계분을 80 중량% 이상 함유한 실험군에서는 유충의 무게가 감소하고 계분을 100% 함유한 실험군에서는 오히려 음식물 폐기물 단독처리에 비하여 유충의 무게가 감소하는 것을 확인하였다(도 1의 A 참조).
유충의 생존율을 분석한 결과, 계분을 20 내지 80 중량% 함유한 사료를 공급한 실험군에서는 음식물 폐기물 단독 처리군과 비교할 때 통계적 유의성이 인정되지 않았으나, 계분 100% 실험군에서는 음식물 폐기물 단독 처리군보다 현저히 생존율이 감소하였다(도 1의 B 참조).
동애등에 전체 증체량(건조무게/마리수)을 분석한 결과, 계분을 60% 함유한 사료를 공급한 실험군이 가장 증체량이 높게 나타났으며, 마리당 증체량은 계분 40% 함유 사료를 공급한 실험군이 가장 높은 것(183.7%)으로 확인되었으며, 계분의 함유량이 60% 이상인 사료를 처리한 실험군에서는 감소하는 것으로 확인되었다(도 1의 C 참조).
실험 결과를 종합하면, 건조무게가 가장 높은 계분첨가 60% 실험군이 사료로서의 가치가 가장 높은 것으로 확인되었다.
실시예 2: 음식물 폐기물 및 폐식용유의 최적의 혼합 비율 확인
총 중량 200g을 기준으로 음식물 폐기물 및 폐식용유를 혼합한 사료를 제작하였다. 폐식용유의 혼합비율은 각각 0, 1, 2, 3, 4, 및 5 중량%로 하였다. 각 사료 당 부화 후 6일이 경과한 동애등에 유충(0.3mg/유충) 약 100두를 투입하고 11일 후에 생육조사를 실시하였다.
동애등에 유충의 건조무게를 확인한 결과, 폐식용유 1, 2, 및 3 중량%를 함유한 사료를 공급한 실험군에서는 음식물 폐기물만을 공급한 실험군보다 오히려 건조무게가 감소하였으며, 폐식용유 4, 5 중량%를 함유한 사료를 공급한 실험군에서는 건조무게가 증가하였다(도 2의 A 참조).
유충의 생존율을 분석한 결과, 폐식용유를 함유한 모든 실험군은 음식물 폐기물 단독 처리군보다 생존율이 감소하였다(도 2의 B 참조).
유충의 증체량(건조무게/마리수)을 분석한 결과, 폐식용유 5%를 함유한 사료를 공급한 실험군이 음식물 폐기물 단독 처리군보다 높은 증체량을 나타내었다(도 2의 C 참조).
실험결과 폐식용유를 함유한 경우 생존율이 다소 감소하더라도 개체의 무게가 증가하여 건조무게 및 증체량이 증가함을 확인하였다.
실시예 3: 음식물 폐기물 및 발효미생물의 최적의 혼합 비율 확인
음식물 폐기물 및 발효미생물을 혼합한 사료를 제조하고 동애등에 생육에 미치는 영향을 확인하였다. 사료 총 중량 200g을 기초로 발효미생물을 0, 0.4, 0.6, 1.2, 1.6, 및 2.0 중량% 함유한 사료를 제작하고, 각 사료 당 부화 후 6일이 경과한 동애등에 유충(0.3mg/유충) 약 100두를 투입하고 11일 후에 생육조사를 실시하였다.
동애등에 유충의 건조무게를 확인한 결과, 발효 미생물을 1.2 및 2.0 중량% 함유한 사료를 처리한 실험군은 음식물 폐기물 단독 처리구보다 건조 중량이 증가하였으나, 다른 실험군에서는 통계적으로 유의하게 건조 중량 효과가 나타나지 않았다(도 3의 A 참조).
유충의 생존율을 분석한 결과, 발효 미생물을 2.0% 함유한 사료를 공급한 실험군을 제외한 모든 실험군에서는 음식물 폐기물 단독 처리군보다 생존율이 감소하였다(도 3의 B 참조).
유충의 증체량을 분석한 결과, 발효미생물을 1.2% 함유한 사료를 공급한 실험군에서 가장 높은 증체량을 나타내었다(도 3의 C 참조).
실시예 4: 음식물 폐기물, 계분, 폐식용유, 및 발효미생물의 최적의 혼합 비율 확인
음식물 폐기물, 계분, 폐식용유, 및 발효미생물을 다양한 비율로 혼합하여 사료를 제작하고 동애등에의 생육을 조사하였다.
4-1. 계분, 폐식용유, 발효미생물의 함량을 증가시키면서 생육에 미치는 영향 확인
도 4의 A를 참조하면, 0% 음식물 폐기물, 93% 계분, 5% 폐식용유, 및 2.0% 발효미생물을 혼합한 사료를 공급한 실험군을 제외한 모든 실험군에서 음식물 폐기물 단독 처리군보다 건조 중량이 높은 것으로 확인되었다. 이 중에서 음식물 폐기물 58.3%, 계분 38.9%, 폐식용유 2.0% 및 발효미생물 0.8%를 혼합한 사료를 공급한 실험군에서 생육이 가장 우수함을 확인하였다.
도 4의 B를 참조하면, 0% 음식물 폐기물, 93% 계분, 5.0% 폐식용류, 및 2.0% 발효 미생물을 혼합한 사료를 공급한 실험군을 제외하고, 나머지 모든 실험군에서는 음식물 폐기물 단독 처리구에 비하여 생존율에서 통계적으로 유의미한 차이가 나타내지 않았다.
도 4의 C를 참조하면, 동애등에의 증체량은 58.3% 음식물 폐기물, 38.9% 계분, 2.0% 폐식용류 및 0.8% 발효미생물을 혼합한 사료를 공급한 실험군이 음식물 폐기물 단독 처리군을 기준으로 191.9%의 증체량을 나타내어 가장 높은 것으로 확인되었다.
4-2. 계분, 발효미생물의 함량을 증가시키고 폐식용유의 함량을 감소시키면서 생육에 미치는 영향 확인
도 5의 A를 참조하면, 0% 음식물 폐기물, 97% 계분, 1.0% 폐식용류 및 2.0% 발효미생물을 혼합한 사료를 공급한 실험군을 제외한 모든 처리구에서 음식물 폐기물 단독 처리구보다 높은 생육성적을 나타내었다. 그 중 38.3% 음식물 폐기물, 57.5% 계분, 3.0% 폐식용류, 및 1.2% 발효미생물을 혼합한 실험군이 가장 높은 생육성적을 나타내었다.
도 5의 B를 참조하면, 0% 음식물 폐기물, 97% 계분, 5.0% 폐식용류, 및 2.0% 발효미생물을 혼합한 사료를 공급한 실험군 및 75.7% 음식물 폐기물, 18.9% 계분, 5.0% 폐식용류 및 0.4% 발효 미생물을 혼합한 사료를 공급한 실험군을 제외한 모든 실험군은 음식물 폐기물 단독 처리구에 비하여 통계적으로 생존율에 유의미한 차이가 없었다.
도 5의 C를 참조하면, 마리당 증체량은 38.3% 음식물 폐기물, 57.5% 계분, 3.0% 폐식용류, 및 1.2% 발효 미생물을 혼합한 사료를 공급한 실험군이 음식물쓰레가 단독 처리군보다 높은 169.2%의 증체량을 나타내었다.
4-3. 계분의 함량을 증가시키고 폐식용유 및 발효미생물의 함량을 감소시키면서 생육에 미치는 영향 확인
도 6의 A를 참조하면, 0% 음식물 폐기물, 98.6% 계분, 1.0% 폐식용류, 및 0.4% 발효미생물을 혼합한 사료를 공급한 실험군을 제외한 모든 실험군에서 음식물 폐기물 단독 처리군보다 높은 생육성적을 나타내었으며, 그 중 38.3% 음식물 폐기물, 57.5% 계분, 3.0% 폐식용류 및 1.2% 발효 미생물을 혼합한 사료를 공급한 실험군이 가장 높은 생육성적을 나타내었다.
도 6의 B를 참조하면, 0% 음식물 폐기물, 98.6% 계분, 1.0% 폐식용류 및 0.4% 발효 미생물을 혼합한 사료를 공급한 실험군을 제외한 모든 실험군은 음식물 폐기물 단독 처리군에 비하여 통계적으로 생존력에서 유의미한 차이가 나타내지 않았다.
도 6의 C를 참조하면, 마리당 증체량은 19.4% 음식물 폐기물, 77.8% 계분, 2.0% 폐식용류 및 0.8% 발효미생물을 혼합한 사료를 공급한 실험군이 음식물쓰레가 단독 처리구보다 높은 166.1%의 증체량을 나타내었다.
상기 실험 결과를 기초로 동애등에의 건조무게, 생존률, 및 증체량을 종합적으로 고려할 때, 음식물 폐기물 58.3 중량%, 계분 38.9 중량%, 폐식용유 2.0 중량% 및 발효 미생물 0.8 중량%를 포함하는 사료를 공급한 실험군이 가장 사료로서 효과가 뛰어난 것으로 확인되었다.

Claims (6)

  1. 음식물 폐기물, 축분, 폐식용유, 및 발효 미생물을 포함하는 동애등에 사료용 조성물로서,
    상기 음식물 폐기물은 53.4 내지 63.4 중량%, 상기 축분은 34.5 내지 43.3 중량%, 상기 폐식용유는 1.4 내지 2.4 중량%, 상기 발효 미생물은 0.7 내지 0.9 중량%를 포함하는 것인,
    동애등에 사료용 조성물.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 음식물 폐기물은 수분 함량이 25% 이하인,
    동애등에 사료용 조성물.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 축분은 계분을 포함하는 것인,
    동애등에 사료용 조성물.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 발효 미생물은 락토바실러스 카세이를 포함하는 것인,
    동애등에 사료용 조성물.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 동애등에는 유충인 것인,
    동애등에 사료용 조성물.

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