KR20030013693A - 사료 첨가용 미생물 제제와 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 사료 첨가용 미생물 제제와 그 제조방법에 관한 것이다.
유산균인 락토바실루스 아밀로필루스와 효모인 사카로마이세스 세레비시애와, 고초균인 바실루스 섭틸리스를 각각 배양한 다음, 제올라이트와 탈지강 혼합물에 흡착 고정시키고, 25∼30 ℃의 인큐베이터에서 48∼72시간 동안 숙성시킨 다음, 수분 함량을 10∼12 % 이하로 건조시켜 만든 락토바실루스 아밀로필루스 흡착물, 사카로마이세스 세레비시애 흡착물, 바실루스 섭틸리스 흡착물을 5 : 3 : 2의 비율로 배합한 다음 250 ∼ 300 메쉬 크기로 파쇄하여, 본 발명의 사료 첨가용 미생물 제제를 제조한다.
본 발명의 미생물 제제를 사료에 첨가하여 가축에 급이 시키면, 가축의 소화율이 개선되어 가축 분뇨의 악취 발생이 감소하고, 파리의 산란과 발생량이 억제된다.

Description

사료 첨가용 미생물 제제와 그 제조방법 {THE FEED ADDITIVES USING MICROORGANISM AND THE PRODUCING METHOD OF THEREOF}
본 발명은 사료 첨가용 미생물 제제와 그 제조방법에 관한 것이다.
돼지나 소, 닭 등의 가축을 사육할 때, 가축의 분뇨에서 발생하는 악취와 분뇨에서 산란하는 파리 등이 사육 환경 오염 등의 문제를 야기하고 있다.
이런 문제점을 해결하기 위한 노력들이 이루어지고 있다.
한국 특허출원 10-1997-0069265(미생물 배양물이 포함된 사료 첨가제 및 그 제조방법)에는, 광합성 세균과 황곡균을 제오라이트 분쇄물과 혼합한 사료첨가제에 관한 것이 공지되어 있으나, 실험 대상이 닭에 한정되어 있고, 파리의 산란 억제효과에 대해서는 언급이 없으며, 사용 미생물이 본 발명의 미생물과는 다른 것이다.
한국 특허출원 10-1998-0013585(사료 첨가제용 미생물 제제 및 그 제조방법)에는, 락토바실러스 애시도필러스, 락토바실러스 플란타럼, 사카로마이세스 세레비지애 및 아스퍼질러스 오리자에로 이루어진 미생물 제제에 관한 것이 공지되어 있으나, 파리의 산란억제 효과에 대해서는 언급이 없으며, 곰팡이균인 아스퍼질러스 오리자에를 사용하고 있어서, 본 발명과는 그 기술구성이 다른 것이다.
본 발명은 가축 사육시 가축의 소화율을 개선하여 가축 분뇨의 악취 발생을 감소시키고, 파리의 산란 및 발생을 억제하는 사료 첨가용 미생물 제제를 제공하는데 있다.
도 1은 본 발명의 사료 첨가용 미생물 제제의 제조 과정도
본 발명은 사료 첨가용 미생물 제제와 그 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 사료 첨가용 미생물 제제는, 유산균인 락토바실루스 아밀로필루스 (Lactobacillus amylophilus), 효모인 사카로마이세스 세레비시애(Saccharomyces cerevisiae), 고초균인 바실루스 섭틸리스(Bacillus subtilis)를 각각 배양한 다음, 제올라이트와 탈지강 혼합물에 흡착 고정시킨 후, 25∼30 ℃의 인큐베이터에서 48∼72 시간 동안 숙성시키고, 숙성이 끝난 후에 수분 함량 10∼12 % 이하로 건조시켜 만든 락토바실루스 아밀로필루스 흡착물, 사카로마이세스 세레비시애 흡착물, 바실루스 섭틸리스 흡착물을 5 : 3 : 2의 비율로 배합한 다음 250 ∼ 300 메쉬 크기로 파쇄하여 제조한다.
본 발명의 사료 첨가용 미생물 제제의 제조과정을 도 1을 참조하여 자세히 설명한다.
제1공정 : 각 미생물의 배양
1) 유산균 락토바실루스 아밀로필루스의 배양
본 발명에서 사용하는 락토바실루스 아밀로필루스 균주는 특정 균주일 필요가 없고, 시중에서 판매하거나 유통되는 락토바실러스 아밀로필루스를 사용하거나, 독일의 DSM에 DSM 20533 으로 기탁되어 있는 균주를 사용할 수도 있으므로, 본 발명을 위해 특정 락토바실루스 아밀로필루스 균주를 기탁할 필요가 없다.
시중에서 구입한 락토바실러스 아밀로필루스 균주를 물 1 ℓ당, 펩톤(peptone) 10 g, 소고기 추출물(beef extract) 10 g, 효모 추출물(yeast extract) 5 g, 글루코오스(glucose) 20 g, 트윈-80(tween-80) 1 ㎖, 아세트산나트륨(sodium acetate) 5 g, 트리암모니움 시트레이트(triammonium citrate) 2 g, K2HPO42 g, MgSO4 ·7H2O 0.2 g, MnSO4 ·4H2O 0.2 g 로 조성되고, pH 6.2∼6.6 으로 맞춘 살균배지로 배플드 플라스크(baffled flask)내에서 배양한다.
배양배지가 일정한 농도(OD 610 nm > 1.30) 이상 되었을 때, 배양탱크로 옮겨 rpm 120(stirrer speed), 37 ℃에서 진탕 배양한다.
물 1 ℓ에 대두박 2 중량 %, 당밀 5 중량 %, 탈지유 0.25 중량 % 을 가하여 만든 배지를 가열살균 한 후, 위에서 만든 진탕 배양된 유산균 원액을 1 ∼ 5 중량 % 접종하여 37 ℃에서 24∼48시간 폭기(aeration)하면서 배양한다.
2) 효모 사카로마이세스 세레비시애의 배양
본 발명에서 사용하는 사카로마이세스 세레비시애 균주는 특정 균주일 필요가 없고, 시중에서 판매하거나 유통되는 사카로마이세스 세레비시애를 사용하거나, 미국의 ATCC에 ATCC 7754 로 기탁되어 있는 균주를 사용할 수도 있으므로, 본 발명을 위해 특정 균주를 기탁할 필요가 없다.
시중에서 구입한 사카로마이세스 세레비시애를 물 1 ℓ당, 효모 추출물(yeast extract) 3 g, 말텍스트(maltext) 3 g, 펩톤(peptone) 5g, 글루코오스(glucose) 10 g로 조성하고 pH 5.9로 맞춘 살균배지로 배플드 플라스크(baffled flask)내에서 배양한다.
배양배지가 일정한 농도(OD 610 nm > 1.20) 이상 되었을 때, 배양 탱크로 옮겨 rpm 120 (stirrer speed), 28∼30 ℃에서 진탕 배양한다.
물 1 ℓ에 당밀 2 중량 %, 감자전분 0.5 중량 %, 대두박 1 중량 %, 탈지유 0.5 중량 % 을 혼합하여 만든 배지를 가열살균 한 후, 위에서 진탕 배양한 효모 원액을 1∼5 % 접종하여 30 ℃에서 36∼48시간 폭기하면서 배양한다.
3)고초균 바실루스 섭틸리스의 배양
본 발명에서 사용하는 바실루스 섭틸리스 균주는 특정 균주일 필요가 없고, 시중에서 판매하거나 유통되는 바실루스 섭틸리스를 사용하거나, 미국의 ATCC에 ATCC 6633으로 기탁되어 있는 균주를 사용할 수도 있으므로, 본 발명을 위해 특정균주를 기탁할 필요가 없다.
시중에서 구입한 바실루스 섭틸리스를 물 1 ℓ당, 소고기 추출물(beef extract) 3 g, 펩톤(peptone) 5 g로 조성하고 pH 6.8로 맞춘 살균배지로 배플드 플라스크 (baffled flask)내에서 배양한다.
배양배지가 일정한 농도(OD 610 nm > 1.20 이상) 되었을 때, 배양탱크로 옮겨 rpm 120 (stirrer speed), 28∼30 ℃에서 진탕 배양한다.
물 1 ℓ에 대두박 3 중량 %, 당밀 5 중량 %을 혼합하여 만든 배지를 가열살균 한 후 진탕 배양된 고초균 원액을 1 ∼ 5 중량 % 접종하여 30 ℃에서 24∼48 시간 동안 폭기하면서 배양한다.
제2공정 : 미생물 흡착 고정
제1공정에서 배양한 각각의 미생물을 각각의 교반기에 넣고, 유기성 영양원으로 탈지강을 사용하고, 흡착 고정제로서 다공성 광물인 제올라이트를 사용하여 각각 미생물을 흡착 고정시킨다.
이 때 제올라이트와 탈지강의 조성비율은 중량비로 7:3 이 적당하다.
제3공정 : 미생물 흡착물 숙성
각 미생물 흡착물 별로 25∼30 ℃의 인큐베이터에서 48∼72 시간 숙성시킨다.
제4공정 : 미생물 흡착물 건조
숙성이 끝난 후 30 ℃에서 수분함량 10∼12 % 이하 되게 건조시킨다.
제5공정: 미생물 흡착물 배합
락토바실루스 아밀로필루스 흡착물, 사카로마이세스 세레비시애 흡착물, 바실루스 섭틸리스 흡착물을 적정 성분비율로 배합한다.
배합비율은 중량비로 5 : 3 : 2 가 바람직하다.
제6공정: 배합한 미생물 흡착물 파쇄
제5공정에서 배합한 미생물 흡착물을 250 ∼ 300 메쉬(mesh) 크기로 파쇄하여 본 발명의 사료 첨가용 미생물 제제를 제조한다.
이하 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 자세히 설명하나, 실시예가 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니다.
< 실시예 1> 사료 첨가용 미생물 제제의 제조
유산균 락토바실루스 아밀로필루스와 효모 사카로마이세스 세레비시애와 고초균 바실루스 섭틸리스를 시중에서 판매되고 있는 것을 구입하였다.
락토바실루스 아밀로필루스를 물 1 ℓ당, 펩톤(peptone) 10 g, 소고기 추출물(beef extract) 10 g, 효모 추출물(yeast extract) 5 g, 글루코오스(glucose) 20g, 트윈-80(tween-80) 1 ㎖, 아세트산나트륨(sodium acetate) 5 g, 트리암모니움 시트레이트(triammonium citrate) 2 g, K2HPO42 g, MgSO4 ·7H2O 0.2 g, MnSO4 ·4H2O 0.2 g 로 조성하고 pH 6.2∼6.6 으로 맞춘 살균배지로 배플드 플라스크(baffled flask)내에서 배양하여, 배지가 일정한 농도(OD 610 nm > 1.30) 이상 되었을 때, 배양탱크로 옮겨 rpm 120(stirrer speed), 37 ℃에서 진탕 배양하였다.
물 10 ℓ, 대두박 200 g, 당밀 500 g, 탈지유 25 g 을 가열살균 한 후, 배양통에 넣고 진탕배양된 유산균 원액을 30 g 접종하여 37 ℃에서 48시간 폭기(aeration)하면서 배양하였다.
사카로마이세스 세레비시애를 물 1 ℓ당, 효모 추출물(yeast extract) 3 g, 말텍스트(maltext) 3 g, 펩톤(peptone) 5 g, 글루코오스(glucose) 10 g로 조성하고 pH 5.9로 맞춘 살균배지로 배플드 플라스크(baffled flask)내에서 배양하여, 배지가 일정한 농도(OD 610 nm > 1.20) 이상 되었을 때, 배양 탱크로 옮겨 rpm 120(stirrer speed), 28∼30 ℃에서 진탕 배양하였다.
물 10 ℓ, 당밀 200 g, 감자전분 50 g, 대두박 100 g, 탈지유 50 g을 혼합하여 가열살균 한 후, 배양통에 넣고 진탕 배양한 효모 원액을 30 g 접종하여 30 ℃에서 48시간 폭기하면서 배양하였다.
바실루스 섭틸리스를 물 1 ℓ당, 소고기 추출물(beef extract) 3 g, 펩톤(peptone) 5 g로 조성하고 pH 6.8로 맞춘 살균배지로 배플드 플라스크(baffled flask)내에서 배양하여, 배지가 일정한 농도(OD 610 nm > 1.20) 이상 되었을 때, 배양탱크로 옮겨 rpm 120(stirrer speed), 28∼30 ℃에서 진탕 배양하였다.
물 10 ℓ에 대두박 300 g, 당밀 500 g을 혼합하여 가열살균 한 후 배양통에 넣고, 진탕 배양된 고초균 원액을 30 g 접종하여 30 ℃에서 36 시간 동안 폭기하면서 배양하였다.
교반기 3 개 각각에 제올라이트 700 g과 탈지강 300 g 을 넣고, 위에서 배양한 3 가지 미생물을 각각 넣은 다음 교반하여 미생물을 흡착물을 만들었다.
각 미생물 흡착 고정물을 25∼30 ℃의 인큐베이터에서 72시간 동안 숙성시켰다.
숙성이 끝난 후 30 ℃에서 수분함량 12 % 이하로 건조시켰다.
건조된 락토바실루스 흡착물 1000 g, 사카로마이세스 세레비시애 흡착물 600 g, 바실루스 섭틸리스 흡착물 400 g을 배합하여, 분쇄기에 넣고, 300 메쉬(mesh) 크기로 파쇄하여 본 발명의 사료 첨가용 미생물 제제를 제조하였다.
실시예 1에서 제조한 본 발명의 사료 첨가용 미생물 제제를 사료에 첨가하여 가축에 급이하였을 때, 가축분의 악취 발생에 미치는 영향을 실험하였다.
< 실험예 1 > 미생물 제제의 돼지사료 첨가 급이시 가축분의 악취 발생에 미치는 영향 실험
실험용 돼지는 3원 교잡종 암컷 육돈을 사용하였다.
육돈을 스크레퍼(scraper)식 돈사에서 사양하면서, 그 70 일령으로부터 3 주간 본 발명의 사료 첨가제를 0.4 중량 % 첨가한 사료를 무제한 급이 하여 얻은 분변을 지퍼백에 채취하였다.
< 실험예 2 > 미생물 제제의 닭사료 첨가 급이시 가축분의 악취 발생에 미치는 영향 실험
실험용 닭은 육계용 레그혼종을 사용하였다.
육계를 평사식 계가에서 사양하면서, 그 10 일령으로부터 3주간 본 발명의 사료첨가제를 0.4 중량 % 첨가한 사료를 무제한 급이 하여 얻은 분변을 지퍼백에 채취하였다.
< 악취 성분의 분석 >
실험예 1과 실험예 2에서 채취한 돈분 과 계분 시료를 분석하였다.
저온에서 습중량으로서 돈분과 계분 각 400 g 씩 칭량하여, 고무전의 1 ℓ 유리병에 넣고 영하의 온도 (-20 ℃)에서 보관한 후, 시료 채취가 완료되면, 양압이 생길때까지 37 ℃에서 가온한 다음, 헤드스페이스(headspace)의 기체를 포집하여 악취성분을 분석하였다.
악취성분별 분석조건은 암모니아(NH3) 및 아민류(amines)는 각각 일본 가스텍(GASTEC)사의 3L(1∼30 ppm)형 검지관과 180(5∼100 ppm)형 검지관으로 분석하였다.
황화합물(organosulfur compounds : H2S, 메칠메르캅탄 MT, 황화메칠 DMS,이황화메칠 DMDS)은 가스크로마토그래피(GC)에 의하여 분석하였으며, 정량을 위한 표준기체로서는 미국 코드 앤드 젤러(Kotte & Zeller) 사의 H2S 47.8 ppmv, MT 45.7 ppmv, DMDS 46.7 ppmv등을 사용하였다.
검지관에 의한 암모니아 및 아민의 분석결과는 4 반복 실험치의 평균값을 나타내었으며, 가스크로마토그래피에 의한 황화합물의 분석을 극미량이 확인 될 때까지 반복 확인하였다.
실험 1과 실험 2에서 채취한 돈분과 계분 시료의 분석결과를 아래 표 1에 정리하여 나타냈다.
<표 1> 미생물 제제 첨가사료 급이에 따른 악취성분 분석결과
(단위: ppmv/g·wet·liter)
시료 암모니아 아민류 황화수소 메칠메르캅탄 황화메칠 이황화메칠
돈분 급이전(70일령) 3.3 16.3 극미량 36.55 730.73 극미량
급이후(91일령) 2.8 15.0 미검출 극미량 462.12 미검출
감소율(%) 15.2 7.8 >40 >40 36.8 >40
계분 급이전(10일령) 365 240 6257.63 2191.35 221.35 미검출
급이후(31일령) 332 226 4125.06 1641.27 167.75 미검출
감소율(%) 9.1 5.7 34.1 25.2 24.4 -
돈분의 경우, 본 발명의 미생물 제제를 사료에 첨가하여 급이한 3 주후 악취 성분 중 암모니아 및 아민류의 감소율은 7.8 ∼ 15.2 % 이었고, 황화합물의 감소율은 36.8 % 이상으로, 악취의 경감 효과가 컸다.
계분의 경우, 본 발명의 미생물 제제를 사료에 첨가하여 급이한 3 주후 악취 성분 중 암모니아 및 아민류의 감소율은 5.7 ∼ 9.1 % 이었고, 황화합물의 감소율은 24.4 % 이상으로, 악취의 경감효과가 컸다.
< 실험예 3 > 미생물 제제의 사료 첨가 급이에 따른 가축 분뇨의 집파리의 산란 선호성 비교 실험
실시예 1에서 제조한 사료 첨가용 미생물 제제를 사료에 첨가하여 급이하여 사육한 가축의 분뇨에 대하여, 곤충 유인에 미치는 영향을 평가하기 위해 집파리의 산란 선호성을 비교실험 하였다.
돈분과 계분에 대하여 실내외 실험을 나누어, 본 발명의 미생물 제제를 사료에 첨가하여 급이한 처리구와, 일반 사료만 급이한 무처리구으로 나누어서 비교 실험하였다.
실내실험은, 사육케이지(30×30×60 ㎝)에 돈분 또는 계분 100 g을 집어넣고, 우화 후 2일 경과한 교미 암컷 집파리 100 마리를 2 일간 사육하였다.
실외 실험은, 비닐하우스(40평 규모)에 돈분 또는 계분 100 g 씩 5 더미를 집어넣고, 우화 후 2일 경과한 교미 암컷 집파리 1000 마리를 2 일간 사육하였다.
처리구와 무처리구의 시료를 27 ℃ 인큐베이터에서 2 일간 사육 후 우화된 성충 수를 조사하여 그 결과를 표 2에 나타냈다.
<표 2> 우화된 파리의 성충수 조사 결과
구분 실내 실외
반복1 반복2 반복3 평균 반복1 반복2 반복3 평균
돈분 처리 13 38 8 19.7 0 0 4 1.7
무처리 25 35 60 40.0 19 24 46 29.7
계분 처리 147 162 59 122.7 7 52 69 42.7
무처리 253 227 1095 525.0 38 124 257 139.7
돈분 실내 실험에서, 무처리구의 파리 성충 수 40.0 마리에 비해, 처리구에서는 19.7 마리로 절반 이상 감소하였다.
돈분 실외 실험에서, 무처리구의 파리 성충 수 29.7 마리에 비해, 처리구에서는 1.7 마리로 크게 감소하였다.
계분 실내 실험에서, 무처리구의 525.0 마리에 비해, 처리구 122.7 마리로 크게 감소하였다.
계분 실외 실험에서, 무처리구 139.7 마리에 비해, 처리구 42.7 마리로 크게 감소하였다.
결과를 정리하면, 무처리구에는 파리가 많이 유인되어 산란을 하는 반면에, 처리구에서는 유인과 산란이 잘 이루어지지 않는 것으로 나타났다.
본 발명의 사료 첨가용 미생물 제제를 사료에 첨가하여 급이하면, 가축의 소화율을 개선하여 가축 분뇨의 악취 발생이 감소하고, 파리의 유인 및 산란을 억제하는 효과가 있어, 가축 사육 환경의 개선과 생산력 증대에 기여한다.

Claims (3)

  1. 사료 첨가용 미생물 제제의 제조방법에 있어서, 유산균 락토바실루스 아밀로필루스(Lactobacillus amylophilus)와, 효모 사카로마이세스 세레비시애(Saccharomyces cerevisiae)와, 고초균 바실루스 섭틸리스(Bacillus subtilis)를 각각 배양한 다음, 제올라이트와 탈지강 혼합물에 흡착시키고, 25∼30 ℃의 인큐베이터에서 48∼72시간 동안 숙성시킨 후, 수분 함량 10∼12 % 이하로 건조시켜 만든 락토바실루스 흡착물, 사카로마이세스 세레비시애 흡착물, 바실루스 섭틸리스 흡착물을 5 : 3 : 2 의 비율로 배합한 다음, 250 ~ 300메쉬 크기로 파쇄하여 제조하는 것을 특징으로 하는, 사료 첨가용 미생물 제제의 제조방법.
  2. 제1항의 방법에 의하여 제조된 사료 첨가용 미생물 제제
  3. 제1항에 있어서, 제올라이트와 탈지강의 혼합비가 7:3 인 것을 특징으로 하는 사료 첨가용 미생물 제제의 제조방법.
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