KR20030045579A - 미역폐기물을 활용한 기능성 사료보조제 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 미역폐기물에 함유된 미역 유래의 유효성분을 활용한 기능성 사료보조제 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 미역폐기물을 수거하고, 수거한 미역폐기물을 잘게 자르거나 파쇄하고, 파쇄한 상기 미역폐기물을 건조하여 제조한, 미역 유래의 유효성분을 포함하는 미역폐기물을 활용한 기능성 사료보조제 및 그 제조방법에 관한 것이다. 본 발명은 양식어장에 치명적 오염원인 미역폐기물을 활용함으로써 환경오염을 방지할 뿐만 아니라, 본 발명에 따른 기능성 사료보조제는 육질개선, 젖소의 유질향상 및 유량증가, 후산정체완화, 번식장애 개선, 체세포 감소, 건강 증진, 젖소의 경제수명 연장이라는 획기적 효과를 가져와 낙농가의 경영개선과 경쟁력 향상에 크게 기여할 수 있다.

Description

미역폐기물을 활용한 기능성 사료보조제 및 그 제조방법{A Functional Bio-Feed Supplement made of Brown-seaweed Wastes and its Manufacturing Method}

본 발명은 미역폐기물을 활용한 기능성 사료보조제 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 미역폐기물을 수거하고, 수거한 미역폐기물을 잘게 자르거나 파쇄하고, 파쇄한 상기 미역폐기물을 건조하여 제조한 미역 유래의 유효성분을 포함하는 미역폐기물을 활용한 기능성 사료보조제 및 그 제조방법에 관한 것이다.

미역은 갈조식물인 미역과에 속하는 1년생 바닷말로서 많은 미네랄과 비타민 A, B1, B2, C 등 우리 몸에 꼭 필요하지만 결핍되기 쉬운 영양소를 골고루 함유하고 있으며(표 1), 특히 혈압강하, 변비해소, 동맥경화 예방 등의 효과가 입증된 알긴산 등의 섬유질을 다량 함유하고 있어, 영양 불균형이 심각한 현대인에게 영양의 균형을 제공하는 이상적인 식품의 하나로 주목받고 있다.

<표 1> 미역의 성분(건미역 100g 당)

수분(g)	단백질(g)	지 방(g)	탄수화물	무기질	비 타 민
			당질(g)	섬유(g)	회분(g)	칼슘(mg)	인(mg)	철(mg)	A	B1(mg)	B2(mg)	니아신(mg)	C(mg)
									레티놀(mg)					A효능(IU)
16	20	2.9	29.9	2.4	24.8	959	307	9.1	0	1850	0.26	1.00	4.5	18

미역에는 우유의 약 10배, 시금치의 약 25배, 쌀의 약 200배에 달하는 칼슘이 함유되어 있을 뿐만 아니라, 미역 속의 칼슘은 그 흡수량이 분말화했을 때 거의 80%에 이를 정도로 흡수력이 뛰어난 양질의 것으로 알려져 있다. 칼슘은 골격과 치아 형성에 필요한 성분이며, 산후에 자궁수축과 지혈의 역할을 하기도 한다. 갑상선 호르몬을 만드는 데 필요한 성분인 요오드도 많아 미역 100g당 36mg이나 들어 있다. 갑상선 호르몬인 티록신은 심장과 혈관의 활동, 체온과 땀의 조절, 신진 대사를 증진시키는 작용을 한다. 따라서, 신진 대사가 왕성한 임산부에게는 요오드가 많이 필요하다. 요오드의 공급이 부족하면 신진 대사가 완만해져서 비만의 원인이 되기도 한다. 산후에 갑자기 뚱뚱해지는 부인들이 있는데 이 증상은 산후에 필요한 요오드를 충분히 섭취하지 못한 것이 원인이 되는 수도 있다.

미역이 함유하고 있는 알긴산은, 다이어트라 화이버(Dietary fiber)라 불리며 거의 소화되지 않는 성분이나 해조류에서 채취되어 공업용 풀, 아이스크림이나 면류, 과자, 잼 등에 끈기를 주는데 많이 이용되고 있다. 점성이 높은 섬유질 성분으로서 위장의 운동을 촉진시켜 변비를 효과적으로 예방하고 숙변을 쉽게 제거한다. 대장이나 소장 등에 머물면서 성인병의 원인이 되는 지방과 콜레스테롤 등을 감소시키는 역할을 하며, 콜레스테롤 침착 예방 효과와 농약 등 공해물질과 결합해 몸밖으로 배출시키는 힘을 가지고 있다. 알긴산은 또 노화를 촉진하는 것으로 알려진 유해산소의 생성을 억제할 뿐 아니라, 이를 제거하는 효소를 증가시키는 것으로 알려져 있다.

미역은 또한, 혈전증을 막아 주고, 고혈압을 치료해 주며, 콜레스테롤을 낮춰 주는 등 성인병 예방에 매우 좋은 식품으로, 최근에는 항암 효능을 갖고 있는 식품으로서 각광을 받고 있다. 여러 학자들의 연구 결과, 미역은 여러 가지 암세포를 30% 이하로 성장을 억제하는 항암 효과를 갖고 있다고 밝혀졌다. 또 미역은 우리 몸 속에 들어가서 장의 운동을 원활하게 해주기 때문에 직장암을 예방해 주기도 한다. 이러한 미역의 각종 약리작용이 알려지게 되면서 건강에 관심 많은 현대인에게 미역은 단순한 식용식품이 아닌 건강보조식품으로서도 주목받고 있으며, 그 수요도 꾸준히 늘고 있다.

미역은 거의 양식재배로 생산되며 미역 종묘를 로프에 착상시켜 양식하게 되는데 다 자라면 가식부 엽체만을 채취하고 뿌리, 줄기, 포자엽 등과 어린 미역, 병충해에 손상된 것들은 양식 현장에서 모두 바다에 투기해 버리고 있다. 그 양은 가식부 미역의 약 80%에 이르며 우리나라 미역양식이 25만 톤이라면 투기해 버리는 폐기물의 양도 20만 톤에 이르는 대단한 양이다.

이 투기된 폐기물은 양식장 밑에 그대로 쌓여 바다환경 오염을 유발함은 물론 양식장에 치명적 피해를 주고 있다.

미역폐기물은 미역에 치명적인 좁쌀병을 일으키는 하르팍티코이다(Harpacticoida)속 절족생물의 서식지를 제공한다. 이 하르팍티코이다속에 속하는 1mm 정도의 절족생물은 해저 특히 사질에 쌓인 미역폐기물에서 왕성하게 번식하다가 수온이 높아지기 시작하면 바다위로 떠올라 양식장 미역에 달라붙어 진딧물처럼 알을 쓸고 그 알이 부화하면서 노란집을 만든다.

또한, 미역폐기물은 매년 해저에 수북히 쌓여 갯벌을 부패케 하고, 해저 생물들을 사멸시키며, 부패한 미역폐기물의 부유물질들은 양식장 바닷물의 투과광을 차단하고 미역 잎에 가라앉아 미역의 동화작용을 억제하여 미역이 다 성장하기도 전에 노쇠케 할 뿐만 아니라 미역 잎에 구멍이 뚫리고 잎이 찢어져 떨어져 나가는 아나아기 병 등을 유발하는 등 미역폐기물은 미역 양식에 치명적 오염원이 되어있다.

그러나, 미역폐기물을 바다에 투기해 버리는 것을 그대로 방치하고, 이렇게 버려진 미역폐기물이 심각한 해양오염을 유발하는데도 이를 수거하지 않고 그대로 방치하는 이유는 미역폐기물의 투기가 양식어장이라는 한정된 지역에서 미역 채취와 동시에 이루어지기 때문에 외부에 거의 노출되지 않고, 이제껏 관습처럼 투기되어 왔으며, 현실적으로 미역을 채취하고 폐기물까지 수거해 오기는 너무나 힘들기 때문이다. 설혹 수거를 해온다 하더라도 미역폐기물은 짧은 미역 생산시기에 발생되므로 그 양이 엄청날 뿐만 아니라, 끈적끈적한 점성이 강한 다당성분이 25~35%나 들어 있어 건조도 잘 되지 않으며 조직이 약해 곧 부패하여 죽상(gel)이 되어 버리기 때문에 통상적인 폐기물 처리방법으로는 처리하기 곤란하며, 미역폐기물의 이용방법이 전혀 개발되어 있지 않은 현 상태에서는 오히려 수거해온 폐기물이 육상에서 더욱 심한 환경오염을 유발해 내기 때문이기도 하다.

한편 이 미역폐기물을 분석해본 결과, 표 2에서 볼 수 있듯이 미역폐기물의 일반성분만으로는 칼로리가 너무 낮아 사료 또는 사료보조제로서의 활용가치가 없고, 따라서 지금까지 이를 사료로서 활용할 수 있는 방법이 도외시되었으나, 일반성분이 아닌 기능성 성분에 초점을 맞출 경우, 표 3 및 표 4에서 볼 수 있듯이, 미역폐기물에도 가식부 미역처럼 미역유래의 기능성 영양성분이 그대로 함유되어 있음을 발견하고 이를 자원으로 활용하는 방법을 연구·개발하기에 이른 것이다.

<표2> 미역폐기물의 일반 성분표

수분	조단백질	조지방	조섬유	조회분	기타
6.46%	9.03%	1.95%	35.75%	39.41%	7.40%

<표3> 미역폐기물에 함유된 많은 미네랄 중 기능성분으로서 특히 중요시되는 칼슘, 요오드, 마그네슘, 인, 셀렌의 함량 분석표 (건조 미역폐기물 100g 당)

칼슘	요오드	마그네슘	인	셀렌
657mg	36.6mg	519mg	520mg	2.5mg

<표4> 미역폐기물에 함유된 생리활성·기능성물질인 다당의 구성비

알긴산	후코이단	셀룰로스	기타
24.0%	11.0%	14.6%	50.4%

이에 본 발명의 목적은 미역폐기물을 바다에 투기해버리지 아니하고 전량 수거하여 이를 자원으로 활용함으로써 미역폐기물에 의한 환경 오염을 막음과 동시에 고품질 미역의 생산을 가능토록 하고 폐기물까지를 신규 소득원으로 하여 양식어민의 소득증대 및 지역 경제의 활성화에 기여하는 것이다.

좀 더 상세하게는, 본 발명의 목적은 첫째, 무용의 폐자원으로 투기되어오던 미역폐기물을 활용함으로써 미역폐기물로 인한 바다환경오염을 예방, 차단하여 양식어장을 보호, 보존하며, 둘째, 상기 미역폐기물을 자원화함으로써 사양화되어 버린 해조 양식 어민에 새로운 소득원을 제공하여 활로를 열어 주며, 셋째, 가축사육환경과 고비유를 위한 고단백, 수입 TMR사료 등의 부작용으로 파생된 구제역, 광우병, 돈코레라, 브르셀라 등의 병에 면역력이 뛰어난 청정 기능성 사료를 제공하며, 넷째, 유량 증가, 유질 향상, 육질 개선, 체세포 감소, 번식장애 개선 등에서 뛰어난 효능을 지닌 기능성 사료보조제를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적 및 적용은 하기 발명의 상세한 설명으로부터 당업자에게 명백하게 드러날 것이다.

도 1은 양식 미역 채취 사진

도 2는 본 발명에 따른 기능성 사료보조제를 섭취한 젖소의 후산정체 개선을 나타내는 그래프

도 3은 본 발명에 따른 기능성 사료보조제를 섭취한 젖소의 공태일수 감소 및 수정율 개선을 나타내는 그래프

도 4a는 본 발명에 따른 기능성 사료보조제를 섭취한 젖소의 유량증가를 나타내는 표

도 4b는 본 발명에 따른 기능성 사료보조제를 섭취한 젖소의 유량증가를 나타내는 그래프

도 5a는 본 발명에 따른 기능성 사료보조제를 섭취한 젖소로부터 생산된 우유와 일반우유의 체세포수 및 유성분 비교표

도 5b는 본 발명에 따른 기능성 사료보조제를 섭취한 젖소로부터 생산된 우유와 일반우유의 미네랄성분 비교표

도 5c는 본 발명에 따른 기능성 사료보조제를 섭취한 젖소로부터 생산된 우유와 일반우유의 구성성분 비교 그래프

도 5d는 본 발명에 따른 기능성 사료보조제를 섭취한 젖소로부터 생산되는 우유의 SNF 함량 증가를 나타내는 그래프.

도 6은 본 발명에 따른 기능성 사료보조제를 섭취한 젖소로부터 생산되는 우유의 체세포수 감소를 나타내는 표

도 7은 본 발명에 따른 기능성 사료보조제를 섭취한 젖소의 건강지수 증가를 나타내는 그래프

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 수거한 미역폐기물을 소정의 크기로 절단 또는 파쇄한 후 건조하여 제조한, 미역폐기물을 활용한 기능성 사료보조제를 제공하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 또한, 상기 미역폐기물을 활용한 기능성 사료보조제를 혼합한 배합사료를 제공하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 미역폐기물을 활용한 기능성 사료보조제의 제조방법은, 가식부 엽체를 채취하고 남은 미역폐기물을 미역양식용 로프에서 분리하여 수거하는 제 1 공정과; 수거한 미역폐기물을 적당한 크기로 절단 또는 파쇄하는 제 2 공정과; 절단 또는 파쇄한 미역폐기물을 수분함량 약 20%로 건조하는 제 3 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 미역폐기물을 활용한 기능성 사료보조제의 제조방법을 각 공정에 따라 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.

(1) 미역폐기물 수거 공정

가식부 엽체를 낫이나 칼 등으로 채취하고 남은 미역폐기물을 미역양식용 로프에서 분리하여 수거하는 공정이다. 미역의 뿌리, 줄기, 어린잎, 포자엽 등 미역 폐기물이 주재료로 사용되나 미역엽체의 가식부가 포함될 수 있음은 물론이다. 로프만 통과할 수 있도록 뚫은 ∪자형의 철판 구멍에 로프를 끼운 다음, 로프를 기계 롤러로 감아 당기면 로프는 ∪자형 구멍을 빠져나오고 폐기물은 ∪자 밖에서 로프와 분리되어 떨어져 내리는데, 이를 망 또는 별도 부선 등으로 수거하는 방법을 이용하면 미역폐기물을 쉽게 회수할 수 있다.

(2) 미역폐기물 보관·양육 공정

수거한 폐기물을 다음 공정으로 넘어가기 전까지 해수에 보관하면서 양육시키는 공정이다. 미역폐기물의 부패를 막아 짧은 미역생산기간 중에 다량 배출된 미역폐기물을 미역생산기간이 끝나고도 가공할 수 있도록 한다. 본 공정을 거치지 않고 미역폐기물의 수거 후 절단·파쇄 공정으로 넘어갈 수 있음은 물론이다.

(3) 미역폐기물 절단·파쇄 공정

양육한 미역폐기물을 적당한 크기로 절단 또는 파쇄하는 공정이다. 양육한 미역폐기물을 컨베이어를 이용해 절단기 또는 파쇄기로 이송한 후 여기서 일정 길이로 절단시키거나 파쇄시키는 방법을 이용하나, 수작업으로 할 수 있음은 물론이다. 절단 또는 파쇄하는 크기는 일반적으로 1~5cm 정도이나 이에 한정되지 않는다.

(4) 미역폐기물 건조 공정

상기 절단 또는 파쇄한 미역폐기물을 건조시키는 공정이다. 파쇄한 폐기물을 다시 컨베이어를 이용해 건조기로 이송한 후 수분함량이 약20% 되도록 건조시킨다.

(5) 제품화 공정

상기 건조시킨 미역 폐기물을 그대로 또는 재분쇄한 후 PP마대나 비닐팩 등 적당한 포장용기에 담아 제품화한다.

이하에서 실시예 및 실험예를 통하여 본 발명의 구성 및 작용효과를 보다 구체적으로 설명한다. 그러나 하기의 실시예는 본 발명을 구체적으로 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 권리범위를 제한하는 것이 아님은 당업자에게 있어서 명백한 사실이다. 즉, 본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 당업자에 의하여 용이하게 실시될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.

<실시예 1>

3월하순 미역을 채취한 후(도 1), 양식장 1책(양식로프 5000m)에서 로프에매달린 채 남아있는 줄기, 뿌리, 미역귀의 미역폐기물을 ∪자형으로 뚫린 철판과 롤러를 이용하여 35t 수거하였다. 이 폐기물을 절단기를 이용하여 3cm 내외로 절단하고 절단한 폐기물을 컨베이어 열풍 건조기에서 120℃로 3시간 건조하여 수분 20%의 칩상태의 사료보조제 4500㎏을 얻었다.

<실시예 2>

양식장 1책에서 가식부 미역과 폐기물을 실시예 1과 같은 방식으로 채취하여 90t의 원료를 얻었다. 이를 3cm 내외로 절단하고 컨베이어 열풍건조기에서 120℃로 3시간 건조하여 수분 18%의 사료보조제 9900㎏을 얻었다. 이를 다시 재분쇄하여 가루와 1~2cm 후레이크(flake)가 혼합된 형상의 원료를 만들었다.

<실험예 1>

상기 실시예 1에서 얻은 사료보조제를 이천 TMR사료 9㎏에 1㎏의 비율로 혼합하여 개체당 기존 급여하던 양 그대로 10㎏을 젖소 50두에 급여하면서 6개월간 그 효과를 관찰하였다. 그 결과는 다음과 같았다.

(1) 후산정체의 개선

상기 실험 대상이 되는 50두 중, 실험 기간 중에 출산한 젖소 5두에 대한 후산정체 정도를 관찰한 결과가 도 2에 나타나 있다. 본 발명의 사료보조제를 섭취한 젖소 모두 3시간 이내, 늦어도 24시간 이내에 후산이 끝나는 것을 확인할 수 있었고, 따라서 후산 이후에 투여하던 자궁 경구약이나 소독 세척 등을 할 필요가 없었다.

(2) 수정율 개선

상기 배합사료를 급여한지 4개월째 되었을 때, 상기 실험 대상이 되는 50두 중, 8두에 대해 인공수정을 실시하였다. 그 결과 75%의 수정율을 나타내었다. 이는, 본 발명의 미역 사료보조제를 투여하기 전의 평균 수정율이 15%인 것에 비해 5배 이상의 성공률을 나타내는 것이다(도 3).

(3) 유량의 증가

최근 젖소의 마리당 평균 착유량은 1일 22~24kg임에 반하여 본 발명의 미역 기능성 사료 보조제를 급여한 50개체 집단의 평균 착유량은 약 31kg/일에 이른다(도 4a 및 도 4b).

(4) 유질의 향상

상기 배합사료를 급여한지 6개월째 되었을 때 착유한 우유를 현재 시중에 판매중인 1등급 우유와 비교한 결과, 체세포수와 유지방 함량이 현격히 낮았고, 유단백, SNF 함량이 높은 것으로 나타났다(도 5a 내지 도 5d).

(5) 체세포 수 감소

우유 속의 체세포 수는 적을수록 좋으며 ml당 20만 단위 이하일 때 1등급 판정을 받는다. 유방염을 앓으면 체세포 수는 증가하고 체세포 수가 100만 단위를 넘으면 소위 고름우유로 취급받게 되는 것이다.

실험젖소 50두 중 체세포수가 2등급~4등급에 해당하는 6두를 대상으로 체세포수의 변화를 관찰한 결과 획기적인 체세포 감소를 나타내었다(도 6).

(6) 건강 증진 효과

본 발명의 기능성 사료보조제의 투여 전에는 건강지수가 최상급에 훨씬 못 미치는 40이었으나 6개월의 투여 후에는 건강지수가 75에 이르러 최상급 기준을 웃돌았다(도 7).

<실험예 2>

상기 실시예 1에서 얻은 사료보조제를 축협 펠렛사료 제조시 펠렛사료 원료 4㎏당 1㎏을 첨가하여 펠렛사료를 만들고 젖소 개체당 기존 급여량 그대로 5㎏씩을 급여한 결과 실험예 1의 결과와 대동소이하였다.

<실험예 3>

상기 실시예 2에서 얻은 사료보조제를 상기 실험예 1 및 실험예 2와 동일한 방법으로 젖소에 급여한 결과 실험예 1의 결과와 거의 같았다. 즉 미역폐기물만으로 만든 사료보조제나 가식부미역을 포함하여 만든 사료보조제나 그 효과에 있어 차이가 없었다.

이상 기술한 바와 같이 본 발명의 기능성 사료보조제는 후산정체의 개선, 수정율 개선, 유량의 증가, 유질의 향상, 체세포 수 감소 및 건강 증진 효과에 있어 지금까지 개발되어 투여한 어떤 기능성 보조제나 약재보다도 뛰어난 복합적인 효과를 갖는다.

또한, 본 발명은 버려질 경우 심각한 해양오염을 일으키는 미역폐기물을 활용함으로써 미역폐기물로 인한 환경오염을 차단하여 안정적인 양식어장의 이용이 가능토록 함은 물론, 20만톤에 이르는 폐기물을 자원화 함으로써 양식어민의 소득증대에도 크게 기여할 수 있다.

Claims (3)

1. 수거한 미역폐기물을 소정의 크기로 절단 또는 파쇄한 후 건조하여 제조한, 미역폐기물을 활용한 기능성 사료보조제.
2. 제1항에 기재된 미역폐기물을 활용한 기능성 사료보조제를 혼합한 배합사료.
3. 제1항에 기재된 미역폐기물을 활용한 기능성 사료보조제의 제조방법에 있어서,

   가식부 엽체를 채취하고 남은 미역폐기물을 미역양식용 로프에서 분리하여 수거하는 제 1 공정과,

   수거한 미역폐기물을 적당한 크기로 절단 또는 파쇄하는 제 2 공정,

   절단 또는 파쇄한 미역폐기물을 수분함량 약 20%로 건조하는 제 3 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는,

   미역폐기물을 활용한 기능성 사료보조제의 제조방법.