KR102560599B1 - 폐처리되는 가축 부산물을 원료로 하는 기능성 사료의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 돈피 또는 우피로부터 콜라겐을 추출한 후 폐처리되는 콜라겐 액상 부산물을 선별하는 단계와; 상기 콜라겐 액상 부산물에 파인애플의 가공공정에서 발생하는 파인애플 부산물을 투입한 다음 혼합하여 고분자 젤라틴 액상 부산물을 조성하는 단계와; 상기 고분자 젤라틴 액상 부산물에 단백질 분해효소를 투입한 후 혼합하여 중분자 젤라틴 액상 부산물을 조성하는 단계와; 상기 중분자 젤라틴 액상 부산물에 단백질 분해능 및 항균 활성이 우수한 균주를 접종한 후 반응시켜 저분자 콜라겐 아미노산을 조성하는 단계와; 상기 저분자 콜라겐 아미노산을 미네랄과 킬레이션 결합하여 액상 혼합물을 조성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐처리되는 가축 부산물을 원료로 하는 기능성 사료의 제조방법을 개시한다.
Description
본 발명은 돈피 또는 우피로부터 콜라겐을 추출한 후 폐처리되는 콜라겐 액상 부산물을 선별하는 단계와; 상기 콜라겐 액상 부산물에 파인애플의 가공공정에서 발생하는 파인애플 부산물을 투입한 다음 혼합하여 고분자 젤라틴 액상 부산물을 조성하는 단계와; 상기 고분자 젤라틴 액상 부산물에 단백질 분해효소를 투입한 후 혼합하여 중분자 젤라틴 액상 부산물을 조성하는 단계와; 상기 중분자 젤라틴 액상 부산물에 단백질 분해능 및 항균 활성이 우수한 균주를 접종한 후 반응시켜 저분자 콜라겐 아미노산을 조성하는 단계와; 상기 저분자 콜라겐 아미노산을 미네랄과 킬레이션 결합하여 액상 혼합물을 조성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐처리되는 가축 부산물을 원료로 하는 기능성 사료의 제조방법에 관한 것이다.
가축의 사육에 가장 중요하게 작용되는 사료는 기본적인 영양소를 가지고 있으나 사료 자체만의 영양소 외에 특수한 영양소는 제공하지 못하였으며 이에 의해 사료에 각종 첨가물을 투입하여 가축의 생육을 원활하게 유도하는 시도가 활발하게 진행되고 있고, 사료 첨가물에 대한 종래기술로는 대한민국 공개특허공보 공개번호 제10-2004-0032515호(2004417 공개)가 있었다.
돈피(豚皮)는 탄수화물이 매우 적은 특징을 갖고 있으며 생체 기준 6~8% 중량을 차지한다. 국내 돼지 도축두수일 6만두를 감안할 때 평균 100kg 돼지를 도축 할 경우 돈피 생산량이 36만 톤으로 추산되나 극히 일부분만이, 식용돈피, 결착제, 증강제, 구이형 안주 혹은 다이어트용 스낵제품의 원료로 사용된다.
돈피는 수분을 제외하면 대부분 47% 조단백, 53% 조지방으로 이루어진다. 돈피의 아미노산 함량을 분석한 연구결과 필수 아미노산을 포함하는 20여종의 아미노산이 모두 함유하고 있으며, 지방산 함량은 올레인산(oleic acid), 팔미트산(palmitic acid), 리놀레산(linoleic acid), 스테아린산(stearic acid) 순으로 일반적으로 고기에서는 포화지방산이 많은 함량을 차지하는 것에 비하여 불포화지방산의 함량이 거의 대부분을 차지하여 우수한 사료 첨가제이다.
아미노산은 동물의 체내에서 다른 아미노산으로부터 만들어지는 것과, 체내에서는 합성되지 않고 음식으로 섭취되어야 하는 것이 있으며, 이중 필수 아미노산은 체내에서 합성되지 않거나 합성되더라도 그 양이 매우 적어 생리기능을 달성하기에 불충분하여 반드시 음식으로부터 공급해야만 하는 아미노산이다.
돈피 내에 존재하는 조단백질은 구성 성분이 라이신, 트립토판, 발린, 메티오닌 등을 포함하는 8가지 필수 아미노산이 풍부하게 함유되어 있어 아미노산으로 전환 후 분말 사료화를 통하여 가축의 비육 및 고품질화에 기여할 수 있다.
한편, 최근 건강에 미치는 영향과 기능성의 향상은 식육 가공품을 비롯한 다양한 식품분야에서 새로운 부가가치 창출을 위한 개발의 중심이 되고 있다. 기능성의 향상은 주로 유용성분을 포함하는 식품첨가물 및 천연소재의 첨가를 통하여 이루어지는데, 그중에서도 콜라겐(collagen)은 항피부노화, 관절염예방, 항고혈압 및 항암작용 등의 생리학적 이로움으로 인하여 활용도가 우수하며, gel 형성능력, 수분을 보유할 수 있는 보수성 및 유화물의 안정된 분산형태를 돕는 등의 기능적 특성을 지니고 있어 식육가공 산업에서 큰 각광을 받고 있다.
콜라겐의 함유량이 높은 부위는 동물(돼지 또는 소)의 피부, 뼈, 연골, 힘줄, 인대, 혈과 및 기타 결체조직에 풍부하나 식품으로서 직접적인 섭취가 어려운 단점이 있기 때문에 유용 콜라겐을 섭취하기 위하여 젤라틴(gelatin)을 추출하게 되는데, 돈피 또는 우피로부터 콜라겐을 추출한 후에는 바이오 디젤, 콜라겐 고상 부산물, 그리고 콜라겐 액상 부산물이 남게 된다.
이 가운데 상기 콜라겐 액상 부산물은 다량의 수분을 함유하는 폐기물로서 허가된 처리업체가 직접 수거하여 처리토록 하므로 절차가 까다롭고 소각처리를 위해 막대한 비용이 소모되고 있다. 또한, 해양투기에 의한 처리의 경우에 있어서도 바다의 오염 등 많은 문제점이 있었다.
이에 농업기술 분야에서는 자원순환과 환경보존을 위해 기능성이 우수한 콜라겐 액상 부산물을 유용하게 사용할 수 있는 방법의 필요성이 요구되고 있으나, 이러한 요구를 충족시킬 수 있는 구체적인 방법은 부족한 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로, 현재 폐기되고 있는 돈피 또는 우피로부터 콜라겐을 추출한 후 폐처리되는 콜라겐 액상 부산물을 원료로 재활용하여 기능성 사료를 제조할 수 있는 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 위하여 본 발명은 돈피 또는 우피로부터 콜라겐을 추출한 후 폐처리되는 콜라겐 액상 부산물을 선별하는 단계와; 상기 콜라겐 액상 부산물에 파인애플의 가공공정에서 발생하는 파인애플 부산물을 투입한 다음 혼합하여 고분자 젤라틴 액상 부산물을 조성하는 단계와; 상기 고분자 젤라틴 액상 부산물에 단백질 분해효소를 투입한 후 혼합하여 중분자 젤라틴 액상 부산물을 조성하는 단계와; 상기 중분자 젤라틴 액상 부산물에 단백질 분해능 및 항균 활성이 우수한 균주를 접종한 후 반응시켜 저분자 콜라겐 아미노산을 조성하는 단계와; 상기 저분자 콜라겐 아미노산을 미네랄과 킬레이션 결합하여 액상 혼합물을 조성하는 단계;를 포함하며, 상기 액상 혼합물을 조성하는 단계는, 상기 저분자 콜라겐 아미노산 100중량부에 대하여 유기산 5~30중량부를 첨가하여 pH를 2.5~4.0으로 조정하는 단계와, 상기 pH가 조정된 저분자 콜라겐 아미노산 100중량부에 대하여 미네랄 3~55중량부를 첨가하여 혼합액을 조성하는 단계와, 상기 혼합액을 40~60℃로 80~100분간 킬레이션 결합하여 액상 혼합물을 조성하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에서 상기 단백질 분해효소는 펩신, 트립신, 키모트립신, 파파인, 브로멜라인으로 이루어지는 그룹 중에서 선택되는 어느 하나 또는 그 이상인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에서 상기 단백질 분해효소는 고분자 젤라틴 액상 부산물 100중량부에 대하여 0.1~1중량부가 투입되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에서 상기 균주는 토양 또는 청국장으로부터 추출된 균주로서 3세대 이상 계대배양시켜 분리한 바실러스 아밀로리퀴파시언스(Bacillus amyloliquefaciens)인 것을 특징으로 한다.
삭제
또한, 본 발명에서 상기 미네랄은 황산금속수화물, 요오드산칼륨, 요오드산칼슘, 아셀렌산나트륨 중에서 선택된 하나 또는 그 이상인 것을 특징으로 한다.
상기와 같이 이루어지는 본 발명은 폐기물로 분류되는 콜라겐 액상 부산물을 사료의 원료로 재활용함으로써 콜라겐 액상 부산물의 처리를 위한 비용, 인력, 시간을 절감할 수 있으며, 돈피 및 우피의 부가가치를 증대시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 고분자 젤라틴 액상 부산물 조성단계에서 파인애풀 부산물이 함유되는 바, 파인애플에 풍부하게 함유된 비타민C를 통해 피로회복효과가 우수하며, 식욕을 증진해주는 구연산 성분이 함유되어 있어 식욕을 증진시켜줌으로써 가축의 비육 및 면역력 강화에 탁월한 효과가 있고, 브로멜라인(Bromelain)을 통한 소화촉진 효과를 기대할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 콜라겐 액상 부산물에 파인애플 부산물과, 단백질 분해효소와, 균주가 순차적으로 첨가 및 혼합되면서 단백질의 분해를 통한 아미노산의 전환이 보다 효과적으로 이루어질 수 있다.
또한, 본 발명은 저분자 콜라겐 아미노산과 미네랄의 킬레이트 결합을 통해 동물의 체내 미네랄 흡수율이 향상되어 가축 생산성이 높아지며, 이로 인해 동물의 증체량 증가, 성장속도 향상, 폐사율 감소, 면역기능 향상, 출하일수 감소, 육질등급 및 육량등급 향상, 사료 효율이 향상되는 효과를 기대할 수 있으며, 소화 흡수율이 높아짐에 따라 분뇨 부산물 발생을 줄일 수 있고, 소화 중 장내에서 발생되는 악취 원인물질을 억제함으로써 축사의 환경개선 효과를 기대할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 폐처리되는 가축 부산물을 원료로 하는 기능성 사료의 제조공정도.
본 발명을 설명함에 있어서 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다. 도면들에 있어서, 층 및 영역들의 두께는 명확성을 기하기 위하여 과장된 것이다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되는 것은 아니다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
상단, 하단, 상면, 하면, 또는 상부, 하부 등의 용어는 구성요소에 있어 상대적인 위치를 구별하기 위해 사용되는 것이다. 예를 들어, 편의상 도면상의 위쪽을 상부, 도면상의 아래쪽을 하부로 명명하는 경우, 실제에 있어서는 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 상부는 하부로 명명될 수 있고, 하부는 상부로 명명될 수 있다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
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 의미가 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미가 있는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 폐처리되는 가축 부산물을 원료로 하는 기능성 사료의 제조방법에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 폐처리되는 가축 부산물을 원료로 하는 기능성 사료의 제조공정도이다. 도 1과 같이 본 발명은 콜라겐 액상 부산물 선별단계(S10)과, 고분자 젤라틴 액상 부산물 조성단계(S20)와, 중분자 젤라틴 액상 부산물 조성단계(S3)과, 저분자 콜라겐 아미노산 조성단계(S40)와, 액상 혼합물 조성단계(S50)를 포함한다.
상기 콜라겐 액상 부산물 선별단계(S10)은 돈피 또는 우피로부터 콜라겐을 추출한 후 폐처리되는 콜라겐 액상 부산물을 선별하는 단계이다.
콜라겐은 동물의 결합조직인 껍질(skin), 건(tendon), 인대(ligament) 및 뼈(bone)에 많이 함유되어 있고, 이를 전자현미경으로 보면 복잡한 가로무늬 구조로 되어 있으며 물, 묽은 산, 묽은 알칼리에 불용성이지만 끓이면 젤라틴이 되어 용해된다.
젤라틴은 동물의 껍질, 힘줄, 연골 등을 구성하는 천연단백질인 콜라겐에서 추출하여 얻어지는 유도 단백질의 일종으로써, 돈피 또는 우피(돼지 또는 소의 껍데기)를 알칼리 또는 산 처리 후 열탕에서 끓여서 추출, 정제, 농축, 살균공정을 거쳐 사람이 먹을 수 있도록 생산되는 식품첨가물이다.
이러한 젤라틴은 무색 또는 미황색으로 투명하고 부스러지기 쉬우며 맛과 냄새가 거의 없고, 팽화력이 커서 물을 5~10배 흡수하며, 35~40℃의 수용액에서 겔을 형성한다. 찬물에는 팽창만 하지만, 온수에는 녹아서 졸(sol)이 되고, 2~3% 이상의 농도에서는 실온에서 탄성이 있는 겔(gel)이 되는 이화학적 성질을 갖는다.
일반적으로 돈피 또는 우피로부터 콜라겐을 추출하는 과정을 살펴보면, 먼저 상기 돈피 또는 우피를 산처리한 뒤에 물과 함께 가열하여 콜라겐을 가수분해하여 추출하고, 추출된 콜라겐 용액을 고밀도의 여과기를 이용하여 여과시켜 추출된 콜라겐 용액에 포함된 이물질을 제거한 뒤에 농축 및 살균 및 건조 공정을 거쳐 최종적으로 섭취가능한 제품으로 조성된다.
여기에서, 이물질이 제거된 상기 콜라겐 용액은 폐처리되는 부산물로서, 본 발명은 이러한 콜라겐 액상 부산물을 별도 선별하여 사료의 원료로 사용한다.
다음으로, 상기 고분자 젤라틴 액상 부산물 조성단계(S20)는 상기 콜라겐 액상 부산물에 파인애플 부산물을 투입한 다음 혼합하여 고분자 젤라틴 액상 부산물로 조성하는 단계이다.
여기에서, 상기 파인애플 부산물은 파인애플의 가공공정에서 발생하는 부산물로서, 예를 들어 파인애플의 통조림 공장에서 발생하는 액상의 유기성 폐기물일 수 있다.
파인애플(pineapple)은 파인애플과의 상록 다년초로서, 상쾌한 신맛과 함께 단맛이 있다. 열매의 성분으로는 비타민C가 풍부하게 함유되어 피로회복에 좋고, 식욕을 증진해주는 구연산 성분이 함유되어 있어 식욕을 증진시켜주고, 식이섬유가 풍부하게 함유되어 있다. 또한, 파인애플의 당(糖) 성분은 비료의 향미과 맛을 증진시키며, 유산 혐기성 발효를 촉진시킨다.
특히, 상기 파인애플에는 단백질을 녹여 소화시키는 브로멜라인(Bromelain) 효소가 함유되어 있어 소화를 돕는다. 브로멜라닌(Bromelain) 이라 함은 브로멜리아세아애(Bromeliaceae)에 속하는 식물의 주요한 시스테인 단백질가수분해효소(cystein protease)의 총칭으로서, 이하 자세한 설명은 생략하도록 한다.
본 발명은 상기와 같은 파인애플 부산물을 상기 콜라겐 액상 부산물에 혼합하여 고분자 젤라틴 액상 부산물로 조성한다. 여기에서, 상기 파인애플 부산물은 상기 콜라겐 액상 부산물 100중량부에 대하여 1~10중량부가 첨가되는 것이 바람직하다. 만약 상기 파인애플 부산물이 1중량부 미만으로 첨가되면 적정한 단백질 분해가 이루어지지 않는 문제점이 있을 수 있으며, 10중량부를 초과하게 되면 최종산물의 순도가 낮아지는 문제점이 있을 수 있으므로 바람직하지 않다. 또한, 상기 콜라겐 액상 부산물에 파인애플 부산물을 첨가 및 혼합한 후에는 25~50℃로 24~48시간 반응시키면 상기 파인애플에 함유된 당 성분이 발효되면서 아미노산, 비타민, 그리고 브로멜라인의 함유율이 향상되는 효과를 기대할 수 있다.
다음으로, 상기 중분자 젤라틴 액상 부상물 조성단계(S30)는 상기 고분자 젤라틴 액상 부산물에 단백질 분해효소를 투입한 후 혼합하여 중분자 젤라틴 액상 부산물로 조성하는 단계이다.
여기에서, 상기 단백질 분해효소는 펩신(Pepsin), 트립신(Trypsin), 키모트립신(Chymotrypsin), 파파인(Papain), 브로멜라인(Bromelain)으로 이루어지는 그룹 중에서 선택되는 어느 하나 또는 그 둘 이상을 선택적으로 사용할 수 있다.
상기 키모트립신은 단백질을 가수분해시킴과 동시에 유기물의 에스테르결합을 신속하게 가수분해하여 상기 키모트립신에 의해 단백질이 가수분해됨은 물론이고 에스테르화합물인 지방이 가수분해된다. 상술한 효소들은 단백질의 분해 목적으로 널리 이용중인 것으로, 이하 자세한 설명은 생략하도록 한다.
본 발명에서 상기 단백질 분해효소는 고분자 젤라틴 액상 부산물 100중량부에 대하여 0.1~1중량부가 투입되는 것이 바람직하다. 만약 상기 단밸질 분효호소가 0.1중량부 미만으로 투입되면 성분 미달로 인하여 기대하는 소화율 향상 효과를 얻지 못할 수 있으며, 1중량부를 초과하게 되면 제조단가가 상승하게 되고, 추가적인 효과를 얻을 수 없다. 또한, 상기 고분자 젤라틴 액상 부산물에 단백질 분해효소를 첨가 및 혼합한 후에는 30~40℃로 24~48시간 반응시키는 것이 바람직하다. 만약, 반응 온도가 30℃ 미만이면 효소 분해 효율이 떨어지게 되고, 40℃를 초과하면 분해효소의 활성이 떨어지고 효소 사멸에 의한 발효효율이 떨어질 수 있다. 또한, 반응시간이 상기의 범위를 벗어나면 기대하는 소화율 향상 효과를 얻지 못할 수 있으므로 바람직하지 않다.
다음으로, 상기 저분자 콜라겐 아미노산 조성단계(S40)는 상기 중분자 젤라틴 액상 부산물에 단백질 분해능 및 항균 활성이 우수한 균주를 접종한 후 반응시켜 저분자 콜라겐 아미노산을 조성하는 단계이다.
본 발명에 따른 상기 단백질 분해능 및 항균 활성이 우수한 균주는 또한, 상기 균주는 토양이나 청국장으로부터 추출된 균주로서 3세대 이상 계대배양시켜 분리한 것을 사용하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 상기 균주는 청국장으로부터 추출되어 3세대 계대배양시켜 분리한 바실러스 아밀로리퀴파시언스(Bacillus amyloliquefaciens)일 수 있다. 여기에서, 계대배양이란 세포, 구체적으로 줄기세포를 건강한 상태로 지속적으로 장기간 배양하기 위해 세포의 대를 계속 이어서 배양하는 방법으로서, 배양용기를 교체하는 것 또는 세포군을 나누어 배양하는 것을 의미한다. 한 차례 배양용기 교체 또는 세포군을 나누어 배양하는 것을 1계대라고 한다.
상기 중분자 젤라틴 액상 부산물에 단백질 분해능 및 항균 활성이 우수한 균주를 접종할 경우 중분자 젤라틴 액상 부산물에 함유된 유기물이 분해되는 효과를 얻을 수 있고, 균주로부터 생성되는 유익한 항균물질을 통해 항균성이 향상되는 효과를 기대할 수 있다.
바람직하게는, 상기 중분자 젤라틴 액상 부산물에 균주를 접종한 후에는 25~50℃로 24~48시간 반응(발효)시키는 것이 좋으며, 배지는 균주의 배양에 널리 사용되는 MRS브로스 배지를 사용하거나, 또는 탄소원, 질소원, 비타민 및 미네랄을 포함하는 배지를 사용할 수 있다. 또한, 상기 균주의 증식을 촉진하기 위하여 발효 배지에 해수 유래미네랄 농축수, 유황의 수분산액, 일라이트의 수분산액 중 하나 또는 그 이상을 첨가할 수 있다. 만약, 반응 온도가 25℃ 미만이면 효소 분해 효율이 떨어지게 되고, 50℃를 초과하면 균주 사멸에 의한 발효효율이 떨어질 수 있다. 또한, 반응시간이 상기의 범위를 벗어나면 기대하는 소화율 향상 효과를 얻지 못할 수 있으므로 바람직하지 않다.
다음으로, 상기 액상 혼합물 조성단계(S50)는 상기 저분자 콜라겐 아미노산을 미네랄과 킬레이션 결합하여 액상 혼합물로 조성하는 단계이다.
먼저, 본 발명에서 상기 미네랄은 황산금속수화물, 요오드산칼륨, 요오드산칼슘, 아셀렌산나트륨 중에서 선택된 하나 또는 둘 이상일 수 있다.
여기에서, 상기 황산금속은 황산철(FeSO4), 황산아연(ZnSO4), 황산망간(MnSO4), 황산구리(CuSO4), 황산코발트(CoSO4) 중에서 선택된 하나 또는 그 이상일 수 있으며, 상기 황산금속수화물은 황산금속 제1 내지 제7수화물 중에서 선택된 하나일 수 있다. 예를 들어, 상기 황산금속수화물은 황산아연1수염(ZnSO4H2O)일 수 있다.
상기 황산철(FeSO4)은 철의 황산염으로서, 미량요소 중 하나인 황, 철의 공급원이며, 상기 황산아연(ZnSO4)은 아연의 황산염으로서, 미량요소 중 하나인 황, 아연의 공급원이고, 무색의 분말이며 수용성이다. 또한, 상기 황산망간(MnSO4)은 망간의 무색의 고체 황산염으로서, 미량요소 중 하나인 황, 망간의 공급원이며, 상기 황산구리(CuSO4)는 황, 구리의 공급원으로서 엽록소의 생성과 관계가 있고 엽록소와 결합하여 안정화하여 보호한다. 또한, 상기 황산코발트(CoSO4)는 코발트의 공급원으로서 뿌리발근의 핵심 원소이며, 요오드산칼륨(KIO3)과 요오드산칼슘(CaIO3)은 요오드의 공급원으로서 식물체 내 질소 흡수와 관련된 역할을 수행한다. 또한, 아셀렌산나트륨(Na2SeO3)은 셀레늄의 공급원으로서 면역체계유지에 필수적인 원소이다.
한편, 킬레이션(chelation)이라 함은 광물질이 리간드(Ligand)에 의해 발톱으로 잡히듯이 결합함을 의미한다. 킬레이트(chelate) 화학결합은 특수성질을 지닌 유기분자인 킬레이트제(chelating agent)가 금속원소를 돌러싸고 양면에서 마치 집게로 꽉 물고 있듯이 이종환식(異種環式) 구조결합을 한 상태를 의미한다.
상기 저분자 콜라겐 아미노산에 존재하는 아미노산이 무기태 미네랄과 킬레이션될 경우, 유기태 미량요소로 전환되어 표면 리간드의 결합작용으로 인해 동물의 미네랄 흡수율을 급격히 증가시킬 수 있다. 동물의 성장에는 일정량의 금속 미네랄이 필수적인 것으로, 이러한 미네랄은 동물의 정상적인 피부, 뼈 및 체모의 형성에 기여할 뿐 아니라 각종 대사 작용과 효소 체계, 면역 체계 및 호르몬 체계에 중요한 기능을 수행한다. 따라서 가축에게 금속 미네랄 부족현상을 예방하고 생산성을 향상시키기 위하여, 가축에게 투여하는 배합사료에는 각종 금속 미네랄이 필수적으로 첨가되어 있다.
다음으로, 본 발명에 따른 액상 혼합물의 제조공정에 대하여 설명하면 다음과 같다.
먼저, 상기 저분자 콜라겐 아미노산의 pH가 2.5~4.0으로 조정되도록 상기 저분자 콜라겐 아미노산 100중량부에 대하여 유기산 5~30중량부를 첨가한다. 이와 같이 저분자 콜라겐 아미노산의 pH를 조정하는 이유는 황산금속화합물과 같은 미네랄의 경우 pH 4 이하의 조건에서 아미노산과 결합반응이 일어나기 때문이다.
다음으로, 상기 pH가 조정된 저분자 콜라겐 아미노산에 무기물 형태의 미네랄을 첨가하여 혼합액을 조성한다.
여기에서, 상기 미네랄은 전술한 황산금속수화물, 요오드산칼륨, 요오드산칼슘, 아셀렌산나트륨 중에서 선택된 하나 또는 둘 이상일 수 있으며, 저분자 콜라겐 아미노산 100중량부에 대하여 3~55중량부가 첨가될 수 있다. 예를 들어, 상기 pH가 2.5~4.0으로 조정된 저분자 콜라겐 아미노산 100중량부에 대하여 무기물 형태의 황산철수화물 0.2~10중량부, 황산아연수화물 0.2-10중량부, 황산망간수화물 0.2~10중량부, 황산구리수화물 0.1~5중량부, 황산코발트 0.1~5중량부, 요오드산칼륨 0.1~5중량부, 요오드산칼슘 0.1~5중량부 및 아셀렌산나트륨 0.1~5중량부가 첨가될 수 있다.
다음으로, 상기 혼합액을 40~60℃로 80~100분간 킬레이트 반응시켜 아미노산과 결합된 미네랄 킬레이트 용액, 즉 액상 혼합물을 조성하며, 상기의 액상 혼합물이 본 발명의 실시예에 따른 기능성 사료인 것이다.
실시예.
돈피로부터 콜라겐을추출한 후 폐처리되는 콜라겐 액상 부산물을 선별하였다.
다음으로, 상기 콜라겐 액상 부산물 100중량부에 대하여 파인애플의 가공공정에서 발생하는 액상의 파인애플 부산물 2중량부를 투입한 다음 혼합한 후 35℃로 30시간 반응시켜 고분자 젤라틴 액상 부산물을 조성하였다.
다음으로, 상기 고분자 젤라틴 액상 부산물 100중량부에 대하여 키모트립신(Chymotrypsin) 0.1중량부를 투입한 다음 혼합시켜 중분자 젤라틴 액상 부산물을 조성하였다. 이때, 효소 분해 효율이 저하되지 않도록 상기 키모트립신을 혼합한 후 25℃로 24시간 반응시켰다.
다음으로, 상기 중분자 젤라틴 액상 부산물에 청국장으로부터 추출된 균주로서 3세대 계대배양시켜 분리한 바실러스 아밀로리퀴파시언스(Bacillus amyloliquefaciens)를 접종한 후 40℃로 48시간 반응시켜 저분자 콜라겐 아미노산을 조성하였다.
다음으로, 상기 저분자 콜라겐 아미노산에 유기산 15중량부를 첨가하여 pH 농도 3으로 조정한 다음 상기 저분자 콜라겐 아미노산 100중량부에 대하여 황산철1수염(FeSO4H2O) 9중량부와, 황산망간1수염(MnSO4H2O) 10중량부와, 황산구리1수염(CuSO4H2O) 2중량부와, 상기 황산코발트1수염(CoSO4H2O) 1중량부와, 아셀렌산나트륨(Na2SeO3) 3중량부를 첨가하여 혼합액을 조성하였다.
이후, 상기 혼합액을 50℃로 90분간 킬레이트 반응시켜 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액상 혼합물, 즉 기능성 사료를 조성하였다.
상기와 같이 이루어지는 본 발명은 돈피 또는 우피로부터 콜라겐을 추출하는 과정에서 폐처리되는 콜라겐 액상 부산물을 사료의 원료로 재활용함으로써 폐기물의 처리를 위한 비용, 인력, 시간을 절감할 수 있으며, 특히 저분자 콜라겐 아미노산을 무기물 형태의 미네랄과 킬레이트 반응시킴으로써 미네랄 흡수율이 현저히 높아지게 되어 가축의 성장 촉진효과를 기대할 수 있으며, 각종 대사 작용과 효소 체계와, 면역체계 및 호르몬 체계가 보다 안정적으로 유지되도록 한 것으로, 당업자로서는 본 발명의 사상 및 범주를 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명의 설명을 고려하여 충분히 변경, 변환, 치환 및 대체할 수 있을 것이고, 상술한 실시예에만 한정되지는 않는다.
Claims (6)
- 돈피 또는 우피로부터 콜라겐을 추출한 후 폐처리되는 콜라겐 액상 부산물을 선별하는 단계(S10)와;
상기 콜라겐 액상 부산물에 파인애플의 가공공정에서 발생하는 파인애플 부산물을 투입한 다음 혼합하여 고분자 젤라틴 액상 부산물을 조성하는 단계(S20)와;
상기 고분자 젤라틴 액상 부산물에 단백질 분해효소를 투입한 후 혼합하여 중분자 젤라틴 액상 부산물을 조성하는 단계(S30)와;
상기 중분자 젤라틴 액상 부산물에 단백질 분해능 및 항균 활성이 우수한 균주를 접종한 후 반응시켜 저분자 콜라겐 아미노산을 조성하는 단계(S40)와;
상기 저분자 콜라겐 아미노산을 미네랄과 킬레이션 결합하여 액상 혼합물을 조성하는 단계(S50);를 포함하며,
상기 액상 혼합물을 조성하는 단계는,
상기 저분자 콜라겐 아미노산 100중량부에 대하여 유기산 5~30중량부를 첨가하여 pH를 2.5~4.0으로 조정하는 단계와,
상기 pH가 조정된 저분자 콜라겐 아미노산 100중량부에 대하여 미네랄 3~55중량부를 첨가하여 혼합액을 조성하는 단계와,
상기 혼합액을 40~60℃로 80~100분간 킬레이션 결합하여 액상 혼합물을 조성하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 폐처리되는 가축 부산물을 원료로 하는 기능성 사료의 제조방법.
- 제1항에 있어서, 상기 단백질 분해효소는 펩신, 트립신, 키모트립신, 파파인, 브로멜라인으로 이루어지는 그룹 중에서 선택되는 어느 하나 또는 그 이상인 것을 특징으로 하는 폐처리되는 가축 부산물을 원료로 하는 기능성 사료의 제조방법.
- 제2항에 있어서, 상기 단백질 분해효소는 고분자 젤라틴 액상 부산물 100중량부에 대하여 0.1~1중량부가 투입되는 것을 특징으로 하는 폐처리되는 가축 부산물을 원료로 하는 기능성 사료의 제조방법.
- 제1항에 있어서, 상기 균주는 토양 또는 청국장으로부터 추출된 균주로서 3세대 이상 계대배양시켜 분리한 바실러스 아밀로리퀴파시언스(Bacillus amyloliquefaciens)인 것을 특징으로 하는 폐처리되는 가축 부산물을 원료로 하는 기능성 사료의 제조방법.
- 삭제
- 제1항에 있어서, 상기 미네랄은 황산금속수화물, 요오드산칼륨, 요오드산칼슘, 아셀렌산나트륨 중에서 선택된 하나 또는 그 이상인 것을 특징으로 하는 폐처리되는 가축 부산물을 원료로 하는 기능성 사료의 제조방법.
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