KR20010056194A - 천연 광물질을 이용한 사료 첨가제 및 그 제조방법 - Google Patents

천연 광물질을 이용한 사료 첨가제 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 세리사이트(Sericite) 및 황토(黃土), 토루말린(Tourmaline) 원료로 구성하고 있는 세라믹(Ceramic)를 이용하여 시판 배합사료에 첨가하여 양계(養鷄)에 급여함으로서 소취(消臭)효과 및 육질개선(肉質改善)효과 등을 얻을 수 있는 천연 광물질을 이용한 사료 첨가제 및 그 제조방법에 관한 것이다.
본 사료첨가제 및 그 제조방법은 국내에 산지하고 있는 양질의 세리사이트 및 황토(黃土)를 250∼350℃ 고온 건조공정을 거치고, 1∼100㎛ 입도의 미분쇄 공정을 통과한 분말 세리사이트(Sericite) 및 분말 황토와 상업용 분말 토루말린(Tourmaline)를 혼합하는데 혼합되는 비율은 분말 세리사이트(Sericite) 70∼80중량％, 분말 황토 20∼15중량％, 상업용 분말 토루말린 10∼5중량％정도로 혼합하여 이루어진다. 혼합된 사료 첨가제 원료를 양계(養鷄)의 시판 배합사료 100％에 대해 1∼5％ 정도 균일 혼합한후 양계에 급여하면 세리사이트와 황토, 토루말린 광물질속에 풍부한 유효 미네랄이 양계의 장내에 흡수되어 위장을 맑게하고 소화 흡수력을 도와 계분상태가 좋아져 분뇨시 암모니아가스(NH3gas) 발생을 억제 시킬 수 있는 소취효과가 있다. 또한, 세리사이트(Sericite)와 황토에서 나오는 유익한 원적외선 에너지가 신진대사를 활성화 시키며, 토루말린 원료에서 나오는 음이온이 다량 발생하여 양계의 성장을 촉진시키고 육질을 개선하므로서, 농가 소득을 높이는 것은 물론이고 고품질의 양계를 생산하게 되는 효과를 제공한다.

Description

천연 광물질을 이용한 사료 첨가제 및 그 제조방법{Nature Mineral Matter Urzing of Feed Additive and Manufacturing method}
본 발명은 육계 등에 양질의 사료를 첨가할 수 있는 사료첨가제 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 양질의 세리사이트(Sericite) 및 황토를 정밀 가공처리 한 후 시판되는 배합사료와 혼합하여 얻어진 혼합된 사료를 육계(肉鷄)에 급여하므로서 평균체중 및 사료요구율을 향상시키며, 소화 흡수율을 촉진하면서 양질의 육질을 얻을 수 있게 하는 천연 광물질을 이용한 사료 첨가제 및 그 제조방법에 관한 것이다.
종래 사료에 첨가되는 것으로 항생제, 성장촉진제, 미생물제, 영양제등이 있으나, 상기한 첨가제의 독소가 양계를 통해 인체에 일부 흡수 될 수 있으며, 사료가 되는 쌀겨 및 옥수수가루와 같은 식물성 사료에도 재배할 때 살포되는 각종 농약의 독성이 잔류하고 있을 수 있다.
그러나, 무기원료를 첨가제로 사용하는 경우에는 천연 광물질로 이루어져 있어 가축이나 어류에 급여하여도 아무런 해가 없는 천연소재로 알려져 있다.
무기원료는 동물체 조성에 차지하는 양은 비교적 적지만 골격을 형성하고 체내 삼투압을 조절하며 체액의 산, 염기 균형을 유지시키고 효소계에 활성제로 또는 효소 자체의 구성성분으로 관여하는 등 그 역할이 매우 다양하다.
규산염광물질(珪酸鹽鑛物質)의 사료 첨가제 원료에는 일반적으로 제오라이트(Zeolite), 벤토나이트(Bentonite), 카올린(Kaoline)등이 있으며, 가축에 대한 급여효과는 장내 과잉수분을 흡수한 경우 연변(軟便)을 방지하고 사료의 장내 통과시간을 지연시켜 소화율을 향상시키는 것으로 알려져 있다. 또한 닭의 평균체중, 사료요구율을 향상시키고, 장내에 흡수되어 소화 흡수율을 도와 계분상태가 좋은 것으로 알려져 있다.
사료용 첨가제로 사용하고 있는 원료중 규산염광물질을 사용하고 있는 원료는 주로 제올라이트(Zeolite), 벤토나이트(Bentonite), 카올린(Kaoline)등이 주 종을 이루고 있으나, 세리사이트(Sericite) 및 황토, 토루말린(Tourmaline)를 이용한 사료용 첨가제의 활용성에 대해서는 미진한 실정이다.
본 발명은 양질의 세리사이트(Sericite) 및 황토를 정밀 가공처리 하여 시판 배합사료와 혼합하여 얻어진 사료를 육계(肉鷄)에 급여하므로서 평균체중 및 사료요구율을 향상시키며, 장내에 흡수되어 위장을 맑게하고 소화 흡수율을 도와 계분상태가 좋아져 분뇨시 암모니아 가스(NH3gas)발생을 억제시키는 소취효과가 뛰어나며, 또한 사료 첨가제를 급여한 육계는 미급여한 육계에 비해 조직감이 좋고, 지방산패도의 함량이 낮아 항산화 효과가 있으며, 고급 지방산인 불포화지방산의 함량이 높아 육질을 개선시키는 천연 광물질을 이용한 사료 첨가제 및 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제조 가공공정은, 1차적으로 세리사이트원석(Sericite原石) 및 생황토(生黃土) 원료들의 선별작업을 거치고, 2차적으로 각각의 원료를 고온 건조작업(250∼350℃)을 실시한 다음 3차 미분쇄공정(1∼100㎛)을 통과하여 저장 사이로(Silo)에 저장된 분말 세리사이트 및 분말 황토와 상업용 분말 토루마린을 혼합공정에 의해 혼합하는 천연 광물질을 이용한 사료 첨가제 제조방법이 제공된다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 사료첨가제는 분말 세리사이트(Sericite) 70∼80중량％, 분말 황토(黃土) 20∼15중량％, 분말 토루말린(Tourmaline) 5∼10중량％ 비율로 혼합하여 이루어지는 사료첨가제가 제공된다.
상기의 소정비율에 의하여 혼합된 사료 첨가제를 이용하여 일반농가에서 시판 배합사료와 혼합하여 육계(肉鷄)에 급이(給餌)하거나, 사료공장의 생산설비에 의해 제조된 시판 배합사료와 혼합이 잘 되도록 분말입도를 조정하였고, 페러트(Pellet)형태로 제조할 때 접착성이 양호하도록 제조된다.
여기서, 사료 첨가제와 시판 배합사료의 혼합비는 사료 100％에 대하여 사료 첨가제의 첨가량은 1∼5％ 중량비로 혼합하는 것이 바람직하다.
본 발명은 이러한 자연산 생황토 및 세리사이트(Sericite)를 정밀 가공처리하고, 여기에 상업용 분말 토루말린(Tourmaline)을 혼합한 후, 시판 배합사료에 첨가시키므로서 소기의 목적을 달성케 하는 것인데 이를 제조공정에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.
제1공정(채광단계)
자연산 생황토 및 세리사이트(Sericite)는 산성화된 표층 1m정도 제거하고 난 후, 심도(深度) 2∼5m의 양질의 생황토와 세리사이트(Sericite)원료를 채광한다.
제2공정(1차 스크린단계)
채광된 원료는 1차 스크린(Screen)공정에 의해 불순물 및 이물질을 제거한다.
제3공정(2차 스크린단계)
선별작업(Screen)을 거친 원료는 자연 건조작업을 한 후 2차 스크린(Screen)공정(5㎜이하 입자)을 통과하여 양질의 원료를 얻는다.
제4공정(건조단계)
스크린(Screen) 공정을 통과한 원료는 250∼350℃정도의 고온 건조공정으로 30분 정도 유지한 후 건조시키며, 이때 수분함량은 1％ 미만이다.
제5공정(분쇄단계)
건조한 원료는 1∼100㎛ 입자 정도로 미분쇄 공정으로 분쇄(粉碎)한다.
제6공정(혼합단계)
미분쇄한 세리사이트 및 황토를 상업용 분말 토루말린과 함께 혼합공정을 거친다.
이때 배합되는 비율은 분말 세리사이트 70∼80중량％, 분말 황토(黃土) 20∼15중량％, 분말 토루말린 5~10％ 정도로 혼합을 하게 된다.
제7공정(최종 혼합단계)
상기의 가공공정을 거쳐 배합된 사료 첨가제 원료는 시판 배합사료와 균일하게 배합을 한 혼합사료를 육계(肉鷄)에게 먹일 수 있도록 제조된 것이다. 이때 사료 첨가제와 시판 배합사료의 혼합비는 사료 100％에 대하여 사료 첨가제의 첨가량은 1∼5％ 중량비로 혼합된다.
여기서 세리사이트(Sericite) 및 황토, 토루말린(Tourmaline)에 대한 성분분석 자료는 다음과 같다.
()
구 분 SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO K2O Na2O BEO3 Lg-loss
세리사이트(Sericite) 54.5 15.04 0.50 4.75 0.51 14.50 10.07
황 토 42.5 30.6 8.32 0.60 1.69 1.23 2.09 11.5
토루말린 38.5 35.9 3.0 0.2 0.1 0.5 8.1
이러한 제조공정에 의해 제조된 사료 첨가제를 육계(肉鷄)에 급여하여 사양(飼養)시험을 실시한 결과 다음과 같다.
시험1
본 발명의 사료 첨가제를 급여한 육계의 사양시험 결과는 다음과 같다.
1) 시험대상 및 시험수 : 육계(肉鷄) 하이브로(HYbro)종(種) 600수(數)
2) 대조구 : 시판 배합사료만 급여
3) 시험구 : 시판 배합사료 100％에 대하여 사료 첨가제 3％정도 첨가한 혼합사료
구 분 입추수수 출하수수 육성율(％) 평균체중(㎏) 수당사료섭취량(㎏) 사료요구율 생산지수 암모니아가스(gas)발생량(ppm) 사육기간
대조구 300 293 97.66 1.56 3.043 1.931 200 11∼12 39일
시험구 300 295 98.33 1.57 2.910 1.853 212 4∼5 39일
사육계의 사양시험 결과, 사료 첨가제를 첨가한 시험구가 대조구에 비해 육성율, 평균체중, 수당 사료 섭취량, 사료요구율 및 생산지수가 좋게 나타 났으며, 후기 사육기간중 계사(鷄舍)내 암모니아 가스(gas)를 측정한 바, 대조구가 11∼12ppm, 시험구가 4∼5ppm 정도로 나왔는데 이는 사료 첨가제가 사육계의 장내에 흡수되어 위장을 맑게하고 소화 흡수력을 도와 계분상태가 좋아져 분뇨시 암모니아 가스(NH3gas)발생을 억제시키는 소취(消臭)효과가 있는 것임을 알 수 있다.
여기서, 사육계의 사양시험 조건은 자동화된 시험 사육장에서 동일한 조건에 의해 실시하였으며 암모니아가스 측정은 트리퍼펄스디엘지(TRIPE PLUS DLG)(Series TRP 27961) 측정장비를 이용하여 2min/3회 반복 측정 하였다.
시험2
육질시험 평가는 상기의 사양시험 시험1을 거친 육계를 도계 후 시험구와 대조구의 흉심과 대퇴 부위를 각 시험구당 6개를 선별하여 조직감, 지방산패도, 지방산조성 등을 분석하였으며, 사료 첨가제를 급여한 시험구와 미급여한 대조구의 육질시험 결과는 다음과 같다.
1. 조직감 측정
부 위 구 분 가열육
경도(g/㎠) 부착성(g/㎠) 응집성() 탄력성() 검(Gum)성(g) 파쇄성(g)
흉 심 대조구 678.192±131.52 98.136±20.92 44.839±19.46 150.825±101.09 345.872±128.74 501.375±268.27
시험구 557.197±80.78 78.909±13.42 46.951±17.62 123.447±52.88 252.036±97.69 316.955±174.69
물성측정 시험결과, 단단한 정도를 나타내는 경도의 경우 시험구가 대조구에 비해 유의적으로 낮게 나타남으로써 더 부드러운 것으로 사료된다.
또한 부착성의 경우에도 시험구가 대조구에 비해 유의적으로 낮게 나타났으며, 식품을 삼키는데 필요한 에너지를 나타내는 검(Gum)성의 경우 시험구가 대조구에 비교해 유의적으로 낮게 나타났고 표면의 강도를 나타내는 파쇄성도 같은 결과를 나타내어 위의 결과를 종합해 보았을 때 시험구가 대조구에 비교해 육질이 부드럽고 저작감이 좋은 것으로 알 수 있다.
여기서 Mean±SD는 평균값±표준편차를 나타 내었다.
또한 육의 테스트타입(Test type)은 매스틱케이션 테스트(Mastication test)로 하였고 컴퓨터와 리오 메터(Computer & Rheo meter) 측정기기를 사용하여 측정 하였다.
2. 지방산폐도 분석
부 위 처 리 MA ㎎/㎏
흉 심 대조구 0.086±0.02
시험구 0.094±0.01
대 퇴 대조구 0.215±0.03
시험구 0.135±0.01
시험결과, 흉심근의 경우 유의적인 차이를 나타내지는 않았으며, 대퇴근의 경우 시험구가 대조구보다 통계적으로 낮은 지방산패도를 나타냄으로서 항산화 효과가 있는 것으로 알 수 있다.
이는 사료 첨가제를 급여한 시험구가 육질의 산화되는 정도가 적어 저장성이 좋아지며, 장기적으로 신선도를 오래 유지 할 수 있는 효과가 있다.
여기서, Mean±SD는 평균값±표준편차를 나타 냈으며, 가식부위 ㎏당 지방산폐 물질의 ㎎ 함량으로 나타내었다. 또한 분석방법은 육의 5g을 50㎖ 원심분리 튜브에 넣고 10BHT(Butylated Hydroxytoluene)를 50㎕를 넣은 후 증류수를 15㎖을 넣고 호모지니이저(Homogenizer;14,000rpm)로 10초간 균질화 시키고 균질화한 샘플(Sample)에서 1㎖를 채취하여 10㎖ 튜브(tube)에 넣고 TBA(thiobarbutric acid)/TCA(trichloroacetic acid) 혼합용액을 2㎖ 넣고 교반기로 완전히 섞여준다. 이것을 90℃의 워터 베스(water bath)에서 15분간 가열하고 차가운 물에서 완전히 냉각 시킨다. 냉각한 샘플(Sample)을 원심분리기(Centrifuger)에서 3000rpm으로 10분간 원심분리 시키고 원심 분리한 샘플(Sample)의 상층을 회수하여 분광광도계(Spectrophoto meter)에서 531㎚로 흡광도를 측정한다.
TBARS Value = 흡광도 ×5.88
3. 지방산 조성분석
()
부 위 구 분 12:0 14:0 16:0 16:1 18:0 18:1 18:2 18:3 20:4 포화지방산(Saturation) 불포화지방산(unsaturation)
흉 심 대조구 16.88 1.01 20.64 6.14 7.68 25.65 15.71 tr 6.20 40.2 53.7
시험구 9.19 2.11 17.15 5.59 6.51 25.14 22.95 tr 11.38 35.0 65.0
대 퇴 대조구 11.37 0.58 20.99 4.41 10.62 28.56 16.65 0.41 6.41 43.6 56.4
시험구 9.50 0.23 18.85 3.17 9.91 22.98 14.03 tr 21.33 38.5 61.5
지방산 조성 분석결과, 흉심근에서는 저급 지방산인 포화지방산 보다 고급지방산인 리노릭스 에시드(Linoleic acid; 18:2)와 이렉니드닉 에시드(Arachidonic acid ; 20:4)의 함량이 대조구 보다 시험구가 높은 함량을 나타 내었으며 포화 지방산과 불포화 지방산의 비율에서도 불포화 지방산의 비율이 높게 나타났다.
또한, 대퇴근에서도 이렉니드닉 에시드(Arachidonic acid ; 20:4)의 함량이 대조구보다 시험구가 높은 함량을 나타 내었으며, 포화 지방산과 불포화 지방산의 비율에서도 불포화 지방산의 비율이 높은 경향을 나타 내었다.
일반적으로 불포화 지방산이 풍부한 식물성 기름을 사람이 섭취하게 되면 혈액 내 포화 지방산 및 콜레스테롤 함량이 낮아지고 사람의 생체 생리활성에 유익한 고밀도 지질 단백질 콜레스테롤(high density lipoprotein cholesterol;HDLC)과 다중 불포화 지방산 함량이 증가되어 각종 심장혈관계 질환을 예방하는데 도움이 되며 혈액 내 콜레스테롤을 떨어뜨리는 기능이 있어 동맥경화증, 고혈압 등의 성인병 예방에 탁월한 효과가 있음을 알려져 있기 때문에 상기 시험결과에서도 나타 났듯이 불포화 지방산의 함량이 포화 지방산의 함량보다 높아 육계에 급여한 천연 광물질 사료 첨가제의 육질개선 효과가 있음을 알 수 있다.
여기서, 14:0에서 14는 지방산을 구성하고 있는 탄소의 수, 0은 지방산 내 이중결합의 수를 나타내며, 포화지방산(saturation)은 12:0, 14:0, 16:0, 18:0이고 불포화 지방산(unsaturation)은 16:1, 18:1, 18:2, 18:3, 20:4, 22:6을 나타낸다.
분석방법은 세절육 10g을 250㎖ 삼각 플라스크(flask)에 넣고 혼합 솔벤트(Solvent)(Chloroform : methanol, 2:1) 150㎖를 첨가한 다음 2500rpm에서 3분간 균질화 하여 지질을 추출하고 원심 분리관(500㎖)에 여액을 모아 여과 후 여과지에 남은 고기와 여과지 모두를 혼합 솔벤트(Solvent)(Chloroform : methanol, 2:1) 150㎖를 부은 다음 2500rpm에서 3분간 재균질하여 삼각 플라스크에 다시 넣고 혼합 솔벤트(Solvent) 100㎖정도를 이용하여 재차 균질, 용출 시켰다.
여기에 물을 총여액의 1/3정도 가하여 균형을 맞추고 3000rpm에서 10분동안 원심분리 하고 에스페리터(aspirator)를 이용하여 연결된 모세관으로 상등액을 버리고 하층(lipid layer)을 취하였다. 유기용매 층인 하층은 250㎖ 원형 플라스크(flask)에 하층을 여과하되, 이때 Na2SO4를 이용하여 남은 수분을 흡착 여과한 후 여액을 40℃ 이하에서 질소가스를 계속 주입하면서 농축하였다.(유기용매 회수)
농축 리피드(Lipid)는 질소가스 주입 후 파라핀 필름으로 밀봉하고 메칠레이션시 까지 냉동(-20℃이하) 보관하였다.
순수 분리된 20∼30㎎의 리피드(Lipid)를 테스트터브(test tube)에 넣은 후 4H2SO4(40㎖ H2SO4/1000㎖ methanol) 용액 3㎖를 추가하여 뚜껑을 닫고 끓는 물에 20분간 가열(5분마다 흔들어 줌) 한 후 실온에 냉각 하였다. 그 곳에 증류수 1㎖을 넣어 흔들어 주었으며(3회 반복), 하층을 제거한 후 Na2SO4을 넣어 수분을 제거한다. 상등액 2.5∼3㎕를 취하여 GC(Gas Chromatography)에 주입하여 지방산을 분리 정량 분석하였다.
이와 같이 제조되는 사료 첨가제는 시판 배합사료와 혼합하여 사육계에 급여하게 되면 육성율, 평균체중, 수당 사료 섭취량, 사료요구율 및 생산지수가 좋은결과로 나타났고, 계사(鷄舍)내 계분상태가 좋아져 암모니아 가스(NH3gas) 발생을 억제시키는 소취효과도 있다. 또 육질시험중 조직감 시험결과 경도 및 탄력성, 검(Gum)성, 파쇄성의 정도가 사료 첨가제를 급여한 시험구가 대조구에 비해 유의적으로 낮게 나타남으로서 육질이 부드럽고 저작감이 좋은 것으로 알 수 있다.
또한, 지방산패도 시험결과 시험구가 대조구보다 통계적으로 낮은 지방산 패도를 나타냄으로서 항산화 효과가 있는 것으로 알 수 있다. 이는 사료 첨가제를 급여한 시험구가 육질의 산화되는 정도가 적어 저장성이 좋아져 장기적으로 신선도를 오래 유지 할 수 있는 효과가 있다.
그리고 지방산 조성 분석결과를 보면 흉심근에서 저급지방산인 포화 지방산보다 고급지방산인 리노릭스에시드(Linoleic acid;18:2)와 어렉시드닉 에시드(Arachidonic acid;20:4)의 함량이 대조구보다 시험구가 높은 함량을 나타내었으며 전체적으로 불포화 지방산 함량이 포화 지방산 함량에 비해 비율이 높게 나타났으며, 대퇴근에서도 어렉시드닉 에시드(Arachidonic acid;20:4)의 함량이 시험구가 대조구에 비해 높은 함량을 나타 내었고 전체적으로 불포화 지방산 함량이 포화 지방산 함량에 비해 높은 경향을 나타 내었다. 이는 불포화 지방산이 풍부한 육계를 사람이 섭취하게 되면 혈액내 포화지방산 및 콜레스테롤 함량이 낮아지고 생체 생리활성에 유익한 고밀도 지질 단백질 콜레스테롤(high density lipoprotein cholesterol ; HDLC)과 다중 불포화 지방산 함량이 증가되어 각종 심장 혈관계질환을 예방하는데 도움이 되며 혈액내 콜레스테롤을 떨어뜨리는 기능이 있어 동맥경화증, 고혈압 등의 성인병 예방에 탁월한 효과가 있어 본 발명의 사료 첨가제를 시판 배합사료에 혼합하여 육계에 급여함으로서 상기와 같은 육질을 개선하는 효과가 있는 것이다.

Claims (3)

  1. 천연광물질을 이용한 사료첨가제를 구성함에 있어서;
    입도1∼100㎛를 250∼350℃/0.5hr에서 건조시켜 70∼80중량으로 된 분말세리사이트와,
    입도1∼100㎛를 250∼350℃/0.5hr에서 건조시켜 15~20 중량％으로 된 분말황토와,
    상업용 분말 토루말린(Tourmaline) 5~10중량％가 혼합되어 있는 것을 특징으로 하는 천연 광물질 사료 첨가제.
  2. 제1항에 있어서
    분말 세리사이트(Sericite)와 분말 황토 및 상업용 분말 토루말린(Tourmaline)이 혼합되어 육계 및 가축에 급여하기 위하여 시판 배합사료 100％에 대하여 사료 첨가제의 첨가량 범위를 1∼5중량비로 혼합되는 것을 특징으로 하는 천연 광물질(鑛物質) 사료 첨가제.
  3. 산성화된 세리사이트(Sericite) 및 황토 원토(黃土原土)의 표층을 약1~1.5m정도 제거하고, 심도(深度) 2∼5m의 양질의 원료를 채취하여 선별작업을 한 다음 1차적으로 5㎜정도의 입자로 스크린(Screen)작업을 거치고 난 후, 250∼350℃/0.5hr정도의 고온 건조공정으로 통과시키며 2차적으로 1∼100㎛의 미분쇄 공정에 의해제조된 분말 세리사이트와 분말 황토에 상업용 분말 토루말린(Tourmaline)을 혼합하여 만든 천연 광물질(鑛物質) 사료 첨가제의 제조방법.
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