KR102503986B1 - 악취가 저감된 폐사어 발효 액비의 제조방법 및 상기 방법으로 제조된 악취가 저감된 폐사어 발효 액비 - Google Patents
악취가 저감된 폐사어 발효 액비의 제조방법 및 상기 방법으로 제조된 악취가 저감된 폐사어 발효 액비 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 악취가 저감된 폐사어 발효 액비의 제조방법 및 상기 방법으로 제조된 악취가 저감된 폐사어 발효 액비에 관한 것으로, 본 발명의 방법은 케나프를 이용하여 폐사넙치의 미생물 발효 과정에서 발생하는 악취를 효과적으로 감소시킬 수 있으므로, 처리가 어려운 폐사어를 재활용하여 친환경적이면서 악취가 저감된 양질의 액체비료 개발을 위해 유용하게 활용될 수 있을 것이다.
Description
본 발명은 악취가 저감된 폐사어 발효 액비의 제조방법 및 상기 방법으로 제조된 악취가 저감된 폐사어 발효 액비에 관한 것이다.
현재 어업의 형태가 '잡는 어업'에서 '기르는 어업'으로 전환되었고, 이러한 '기르는 어업'의 대표적인 형태는 양식업으로서 어촌 경제의 근본을 이루고 있다.
그러나, 자연적 사고, 재해, 사육환경의 악화와 항병력 저하의 원인으로 발생하는 어병 등으로 인해 평균 30% 이상의 어류가 폐사되고 있으며, 이렇게 폐사된 어류는 규정상 폐기물 등록업체에서만 처리할 수 있도록 되어 있다. 따라서 폐사된 어류를 냉동 보관하여 일정량 이상이 되었을 때 일괄 폐기 처분해야 하지만, 냉동 설비의 구축과 사용으로 인해 결과적으로 어류 양식에 소요되는 비용 상승의 문제점이 발생할 수 있다. 이로 인해 폐사한 어류를 다시 사료로 사용하는 등의 불법적인 처리 방식이 이루어지기도 하는데, 어패류는 죽은 후 조직 속에 있던 효소의 작용으로 인해 자가소화(조직을 구성하는 단백질, 지질, 글리코겐과 그 밖의 유기물이 저급의 화합물로 분해되는 현상)가 빨리 일어나고 미생물에 의한 부패 진행이 빠르기 때문에 사료로서의 이용에 매우 제한적이다.
이러한 문제점으로 인해 폐사된 어류를 시기적절하게 처리할 수 있는 방법의 필요성이 요구되면서 다양한 시도들이 이루어지고 있으며, 대표적으로 폐사된 어류를 재활용하기 위한 비료화를 들 수 있다. 폐사된 어류를 비료화하기 위해서 먼저 어류 잔존물을 잘게 분쇄하는 파쇄 공정을 거친 후 어류 자체적으로 함유하는 수분 함량을 줄이기 위해 송풍기를 이용한 건조 과정이 이루어지고 있다. 그러나, 80~100℃ 이상의 고온에서 건조가 불가능하기 때문에 파쇄물 건조 시 많은 시간이 소요되며, 건조 후에도 멸균 효과가 미비하여 미생물의 증식으로 인한 악취 등의 문제점이 발생하기도 한다. 따라서, 폐사된 어류를 재활용하여 비료화하는 방법에 대해서도 다양한 연구가 이루어질 필요가 있다.
한편, 한국등록특허 제1430374호에 유산균과 효모의 혼합 균주를 이용하여 제조된 '넙치발효액비 및 그 제조방법'이 개시되어 있고, 한국공개특허 제2008-0037470호에 바실러스 서브틸리스, 바실러스 리케니포미스, 바실러스 아그리, 바실러스 코아굴란스, 바실러스 써큐란, 바실러스 안트라시스 및 바실러스 푸시포미스로 구성된 혼합미생물을 이용한 '어분폐액을 이용한 액체비료의 제조방법'이 개시되어 있으나, 본 발명의 악취가 저감된 폐사어 발효 액비의 제조방법 및 상기 방법으로 제조된 악취가 저감된 폐사어 발효 액비에 대해서는 기재된 바가 없다.
본 발명은 상기와 같은 요구에 의해 도출된 것으로서, 본 발명자들은 폐사넙치, 당밀, 물 및 케나프 분말을 혼합한 후 상기 혼합물에 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis) JC-03 균주(기탁번호: KCTC 18878P)의 배양액을 접종하고 상온에서 정치 발효시켜 폐사넙치 발효 액비를 제조한 결과, 상기 케나프 분말이 첨가된 폐사넙치 발효 액비는 케나프가 첨가되지 않은 폐사넙치 발효 액비에 비해 악취 발생량이 현저히 감소한 것을 확인함으로써, 본 발명을 완성하였다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 폐사어, 당밀, 케나프 분말, 물 및 바실러스 속 균주 배양액의 혼합물을 발효시키는 단계를 포함하는 악취가 저감된 폐사어 발효 액비의 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 방법으로 제조된 악취가 저감된 폐사어 발효 액비를 제공한다.
본 발명의 제조방법에 있어서, 케나프는 미생물을 이용한 폐사어의 발효 공정에서 발생하는 악취를 저감시키는 효과가 우수하다. 따라서, 본 발명의 방법을 이용하면 처리가 어려운 폐사어를 재활용하여 악취가 저감된 발효 액비의 제조가 가능하므로, 농약과 화학비료를 대신하여 친환경적이면서 악취가 저감된 양질의 액체비료 개발을 위해 유용하게 활용될 수 있을 것으로 기대된다.
도 1은 본 발명의 악취가 저감된 폐사넙치 발효 액비의 제조 공정도를 나타낸 것이다.
도 2는 케나프가 첨가된 폐사넙치 발효 액비의 악취 발생량을 측정한 결과이다. 대조구: 케나프가 첨가되지 않은 폐사넙치 발효 액비.
도 3은 케나프가 첨가된 폐사넙치 발효 액비의 총질소 함량을 측정한 결과이다. 대조구: 케나프가 첨가되지 않은 폐사넙치 발효 액비.
도 4A는 케나프 2% 첨가 폐사넙치 발효 액비와 시제품(폐사넙치 EM 발효 액비)의 악취 발생량을 측정한 결과이고, 도 4B는 케나프 2% 첨가 폐사넙치 발효 액비와 시제품의 총질소 함량을 측정한 결과이다. 대조구: 케나프가 첨가되지 않은 폐사넙치 발효 액비.
도 2는 케나프가 첨가된 폐사넙치 발효 액비의 악취 발생량을 측정한 결과이다. 대조구: 케나프가 첨가되지 않은 폐사넙치 발효 액비.
도 3은 케나프가 첨가된 폐사넙치 발효 액비의 총질소 함량을 측정한 결과이다. 대조구: 케나프가 첨가되지 않은 폐사넙치 발효 액비.
도 4A는 케나프 2% 첨가 폐사넙치 발효 액비와 시제품(폐사넙치 EM 발효 액비)의 악취 발생량을 측정한 결과이고, 도 4B는 케나프 2% 첨가 폐사넙치 발효 액비와 시제품의 총질소 함량을 측정한 결과이다. 대조구: 케나프가 첨가되지 않은 폐사넙치 발효 액비.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 폐사어, 당밀, 케나프 분말, 물 및 바실러스 속 균주 배양액의 혼합물을 발효시키는 단계를 포함하는 악취가 저감된 폐사어 발효 액비의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 일 구현 예에 따른 방법에 있어서, 상기 바실러스 속 균주는 기탁번호가 KCTC18878P인 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis) JC-03 균주일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
본 발명의 상기 바실러스 서브틸리스 JC-03 균주는 다른 바실러스 속 균주에 비해 폐사어 분해능이 우수하고, 총질소 함량을 약 1.25배 정도 증가시키는 효과가 있다.
본 발명의 일 구현 예에 따른 방법에 있어서, 상기 케나프는 혼합물 총 중량 기준으로 1~3 중량% 포함되는 것일 수 있고, 바람직하게는 혼합물 총 중량 기준으로 2 중량%로 포함되는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
본 발명의 일 구현 예에 따른 방법에 있어서, 상기 혼합물은 혼합물 총 중량 기준으로 30~40 중량%의 폐사어, 3~5 중량%의 당밀, 1~3 중량%의 케나프 분말, 10~14 중량%의 물 및 46~50 중량%의 균주 배양액으로 이루어진 것일 수 있고, 바람직하게는, 혼합물 총 중량 기준으로 35 중량%의 폐사어, 3.5 중량%의 당밀, 2 중량%의 케나프 분말, 12.5 중량%의 물 및 47 중량%의 균주 배양액으로 이루어진 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
상기 케나프 분말을 혼합물 전체 중량 대비 3 중량%를 초과하여 첨가하는 경우, 폐사넙치 발효 액비의 악취 발생량을 저감시키는 효과가 떨어지고, 액비로서의 총질소 함량 기준을 제대로 충족시키지 못할 수 있다.
본 발명의 일 구현 예에 따른 방법에 있어서, 상기 악취가 저감된 폐사어 발효 액비의 제조 방법은 구체적으로는, 혼합물 총 중량 기준으로 30~40 중량%의 폐사어, 3~5 중량%의 당밀, 1~3 중량%의 케나프 분말, 10~14 중량%의 물 및 46~50 중량%의 바실러스 서브틸리스 JC-03 균주(기탁번호 KCTC18878P)의 배양액을 혼합한 혼합물을 3~5주간 발효시키는 단계를 포함할 수 있고,
더욱 구체적으로는, 혼합물 총 중량 기준으로 35 중량%의 폐사어, 3.5 중량%의 당밀, 2 중량%의 케나프 분말, 12.5 중량%의 물 및 47 중량%의 바실러스 서브틸리스 JC-03 균주(기탁번호 KCTC18878P)의 배양액을 혼합한 혼합물을 3주간 발효시키는 단계;를 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
본 발명의 일 구현 예에 따른 방법에 있어서, 상기 폐사어는 폐사되거나 상품성이 없는 넙치, 가자미, 서대, 고등어, 갈치, 명태, 조기 및 대구로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나일 수 있고, 바람직하게는 폐사된 넙치 또는 상품성이 없는 넙치일 수 있으나, 이에 특별히 제한되는 것은 아니다.
본 발명은 또한, 방법으로 제조된 악취가 저감된 폐사어 발효 액비를 제공한다.
본 발명의 상기 발효 액비는 케나프를 미포함한 폐사넙치 발효 액비와 시중에서 판매하고 있는 폐사넙치 EM 발효 액비보다 우수한 악취 저감 효과를 가지는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 실시예에 의해 상세히 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
제조예 1. 케나프가 첨가된 폐사넙치 발효 액비의 제조
폐사넙치 225 g, 당밀 22.5 g, 케나프 건조 분말(SJ GLOBAL, 한국) 12.5 g 및 물 80 g을 혼합한 후 상기 혼합물에 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis) JC-03 균주(기탁번호 KCTC18878P)의 배양액 300 ㎖을 첨가하고, 히터봉을 이용하여 37℃에서 1주일 동안 초기 배양한 다음 상온에서 3주 동안 정치 배양하여 발효시킨 후 여과하여 폐사넙치 발효 액비를 수득하였다(도 1).
또한, 상기와 동일한 방법을 통해 케나프 건조 분말 25 g(총 발효물 100 중량 대비 약 4%)을 첨가하여 케나프 4% 첨가 폐사넙치 발효 액비를 제조하였다. 또한, 상기와 동일한 방법을 통해 제조하되, 케나프 건조 분말만 첨가하지 않은 폐사넙치 발효 액비(대조구)를 제조하였다.
실시예 1. 케나프가 첨가된 폐사넙치 발효 액비의 악취 발생량 분석
케나프 처리 유무와 케나프 처리 함량이 폐사넙치 발효 액비에서 발생하는 악취 저감에 미치는 영향을 분석하기 위해, 악취 측정기(IMX-ADM, SHINYEI, 일본)를 이용하여 폐사넙치 발효 액비에서 1분간 발생하는 악취를 측정하였다. 악취 발생량은 3회 측정한 평균값으로 나타내었다.
그 결과, 케나프가 첨가되지 않은 폐사넙치 발효 액비(대조구)에 비해 케나프 2% 또는 4% 첨가 폐사넙치 발효 액비에서 악취 발생량이 현저히 감소하였고, 특히 케나프 4% 첨가 폐사넙치 발효 액비보다 케나프 2% 첨가 폐사넙치 발효 액비의 악취 발생량이 더 감소한 것을 확인하였다(도 2).
실시예 2. 케나프가 첨가된 폐사넙치 발효 액비의 총 질소 함량 분석
케나프가 첨가된 폐사넙치 발효 액비의 비료로서 활용 가능성을 확인하기 위해, 케나프 처리 유무와 케나프 처리 함량이 폐사넙치 발효 액비의 총질소 함량에 미치는 영향을 분석하였다. 구체적으로 제조예 1에서 제조된 폐사넙치 발효 액비 10 ㎖을 킬달 플라스크(Kjeldahl flask)에 옮기고 황산 4 ㎖을 처리한 후 가열하였으며, 가열이 끝난 후 증류수로 세척하면서 100 ㎖ 부피 플라스크(Volumetric flask)로 옮겼다. 상기 부피 플라스크에 40% 수산화나트륨(NaOH) 용액 20 ㎖과 증류수 20 ㎖을 넣은 후 질소 증류 장치를 이용하여 4분 30초 동안 증류액을 받았다. 상기 증류액을 0.5 황산(H2SO4) 표준용액으로 청색에서 분홍색으로 변할 때까지 적정하였다.
폐사넙치 발효 액비의 총 질소 함량을 측정한 결과, 케나프 2% 첨가 폐사넙치 발효 액비와 케나프가 첨가되지 않은 폐사넙치 발효 액비(대조구)는 질소 함량이 0.9%로, 발효 액비로써 활용 가능한 총질소 함량 기준(0.8~1.0%)을 충족하고 있었으나, 케나프 4% 첨가 폐사넙치 발효 액비의 총질소 함량은 0.7%로 케나프 2% 첨가 폐사넙치 발효 액비에 비해 총질소 함량이 오히려 감소한 것을 확인하였다(도 3).
실시예 3. 시제품 발효 액비와의 악취 발생량 및 총질소 함량 비교 평가
본 발명에서 사용된 시제품 발효 액비는 EM(Effective Microorganisms)을 사용하여 제조된 폐사넙치 EM 발효 액비로, 5~6개월 동안 정치 발효하여 제조된 것이다. 우선, 시제품(폐사넙치 EM 발효 액비)과 본 발명의 케나프 2% 첨가 폐사넙치 발효 액비의 악취 발생량을 비교한 결과, 대조구(케나프가 첨가되지 않은 폐사넙치 발효 액비)와 비교하여 시제품은 악취 발생량이 71% 정도 감소하였으나, 케나프 2% 첨가 폐사넙치 발효 액비는 악취 발생량이 96% 수준으로 현저히 감소한 것을 확인하였다(도 4A).
또한, 총질소 함량을 비교한 결과, 케나프 2% 첨가 폐사넙치 발효 액비의 총질소 함량은 시제품에 비해 낮았지만, 일반 생선발효 액비의 총질소 함량 기준인 1%를 유지하고 있음을 확인하였다(도 4B).
종합하면, 기존 폐사넙치 EM 발효 액비는 5~7개월 동안의 발효 공정을 통해 제조되는 것인 반면, 본 발명의 폐사넙치 발효 액비는 바실러스 서브틸리스 JC-03 균주를 이용하여 1~2개월만에 폐사넙치를 속성 발효시켜 단기간에 제조가 가능하였다. 그러나 악취 발생의 문제가 있었고, 이를 해결하기 위해 케나프 분말을 첨가한 결과 케나프가 폐사넙치의 미생물 발효 과정에서 발생하는 악취를 효과적으로 감소시킬 수 있음을 확인하였다. 따라서, 본 발명의 케나프를 이용한 폐사넙치 발효 액비의 제조방법을 활용하면 처리가 어려운 폐사어의 재활용률을 증가시킬 뿐만 아니라 폐사어 발효 액비의 생산 효율도 증가시킬 수 있을 것으로 사료되었다.
Claims (6)
- 혼합물 총 중량 기준으로 30~40 중량%의 폐사어, 3~5 중량%의 당밀, 1~3 중량%의 케나프 분말, 10~14 중량%의 물 및 46~50 중량%의 기탁번호가 KCTC18878P인 바실러스 서브틸리스 JC-03 균주 배양액의 혼합물을 37℃에서 1주일 동안 초기배양한 다음 상온에서 3주 동안 정치 배양하여 발효시키는 단계를 포함하는 악취가 저감된 폐사어 발효 액비의 제조방법.
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- 제1항에 있어서, 상기 폐사어는 넙치, 가자미, 서대, 고등어, 갈치, 명태, 조기 및 대구로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 악취가 저감된 폐사어 발효 액비의 제조방법.
- 제1항 또는 제5항의 방법으로 제조된 악취가 저감된 폐사어 발효 액비.
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