KR20100046938A - 황토 및 음식 쓰레기를 이용한 가축 사료용 조성물 및 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 음식물 쓰레기를 이용한 가축 사료용 조성물 및 제조방법에 관한 것으로, 특히, 파쇄, 선별, 탈수, 염분 조정 및 멸균의 과정을 거친 음식물 쓰레기에 일라이트가 높은 비율로 함유된 황토를 첨가하여 제조되는 가축 사료 조성물에 관한 것이다.

본 발명은 음식 쓰레기를 사료화함으로써, 환경 오염에 대한 부담을 최소화하는 한편, 가축 사료의 제조에 있어 원료의 상당 부분을 폐기 처리될 음식물 쓰레기로 대체함으로써 사료 제조 비용을 절감하는 등의 통상적인 장점은 물론, 광물성 소재의 혼합으로부터 기대되는 소취 효과, 육질, 및 증체율 개선효과를 최적으로 얻을 수 있으며, 그러한 장점이 음식 쓰레기를 처리한 사료 원료와의 결합에도 불구하고 적어도 동등한 효과가 유지되거나, 또는 향상된 효과를 얻을 수 있는 광물 원료를 탐색하는 것이다. 나아가 상기에서 탐색된 광물 원료가 어떤 비율로 사료 원료와 결합할 경우, 최적의 기술적 효과를 얻을 수 있는 지를 강구하는 것이다.

기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 구성은 이물질 선별, 분쇄, 탈수, 살균 공정을 거친 음식물 원료를 얻고 상기 ‘음식물 원료’에 ‘곡물 혼합물’ 및 ‘황토’를 첨가하는 것이다. 본 발명의 상기 사료 조성물은 남은 음식물 원료 40 중량%, 곡물 혼합물 60 중량%(조성비율 조정 필요)로 이루어지는 1차 혼합 원료에, 상기 1차 혼합 원료 대비 황토 2 중량 %를 첨가하여 구성된다. 상기 곡물 혼합물은 옥수수 80 중량%, 대두박 20중량%의 비율로 이루어지며 본 발명의 상기 사료를 구성하는 황토는 일라이트의 함량이 18 중량%가 포함되는 황토이다.

균주, 일라이트, 바실러스 서스틸리스, 페디오코커스 에시디락티시

Description

황토 및 음식 쓰레기를 이용한 가축 사료용 조성물 및 제조방법{Feed composition and manufacturing mathod}

본 발명은 남은 음식물을 이용한 가축 사료용 조성물 및 제조방법에 관한 것으로, 특히, 파쇄, 선별, 탈수, 염분 조정 및 멸균의 과정을 거친 남은 음식물에 일라이트가 일정 비율로 함유된 황토를 첨가하여 제조되는 가축 사료 조성물 및 그 제조방법에 관한 것이다.

남은 음식물, 소위 음식 쓰레기 배출량은 해마다 증가하여 연간 500만톤에 이르고 있는 실정이고 생활 쓰레기 중에서 음식 쓰레기가 차지하는 비중은 23%를 상회하고 있다.

음식 쓰레기가 환경오염에 미치는 악영향을 개선하기 위해, 분리 배출, 감량 의무 사업장의 확대, 음식문화의 개선 등 여러 가지 요인이 고려되고 있지만, 그 어느 것보다도 이를 재활용하는 기술, 특히 사료화를 통한 재활용 기술은 경제적 환경적 측면에서 일석이조의 의미를 갖는다.

그러나 음식 쓰레기의 사료화는 음식물 자체의 영양적 불균형, 염분의 과다, 유해미생물에 의한 오염 등의 문제가 산재되어 있어, 가축의 생산성을 낮출 수 있 을 뿐만 아니라 계절적, 지역적 및 수거 장소에 따라 영양 성분의 편차가 커서 광범위 한 활용에는 많은 제약이 따르는 실정이다.

이러한 문제점과 관련하여, 음식 쓰레기를 이용하여 제조된 사료 또는 사료화 방법을 다룬 다수의 종래 기술이 공지되어 있는데, 대한민국 특허출원 2006-0102737호는 남은 음식물을 이용한 친환경 완전배합 육계용 사료에 관한 것으로서, 남은 음식물을 처리하여 얻은 성분과 옥수수, 대두박, 어분, 유지, 석회석을 포함하는 단미사료를 혼합하는 것이다. 상기 2006-0102737호에 따른 사료는 과다한 염분의 조정에 필요한 비율로 단미사료를 혼합함으로써 가축의 성장저하, 염분중독현상, 폐사, 축사환경악화 등의 효과를 얻을 수 있다.

대한민국 특허출원 2001-0014071호는 본 발명은 이물질을 제거한 후 남은 음식물을 분쇄하여 생죽 형태로 얻고, 이를 90∼100℃까지 가온하여 유해미생물의 살균과 불쾌취를 제거한 다음, 50∼60℃로 냉각시킨 후 원료사료를 혼합하고, 바실러스균 및 유산균으로 발효하여 제조되는, 남은 음식물을 이용한 발효사료에 관한 것이다.

대한민국 특허출원 2002-0074831호는 남은 음식물에서 이물질을 선별하여 제거하고, 분쇄 및 1차 발효시킨 후에 염분을 제거하여 2차 발효 및 숙성시킨 음식물을 곡물사료와 배합하는 얻어지는 발효사료에 관한 것이다.

대한민국 특허출원 1998-0020156호는 음식물 쓰레기를 양질의 단미 사료로 재활용함에 있어 사료화 처리에 소요되는 작업시간의 단축과 작업의 효율성을 도모한 것인데, 더블디스크사료자숙기를 이용하여 살균, 가수분해, 건조 작업을 동시에 수행하는 점에 특징이 있는 것이다. 더블디스크사료자숙기에서 건조된 단미 사료는 분쇄와 이물질제거과정을 거쳐 제품화된다.

대한민국 특허출원 2007-0128472호는 황토를 32~36중량%로 포함하는 합한 기능성 사료첨가제에 관한 것이다. 상기 첨가제를 사용하여 사육된 계육에는 DHA, DPA, EPA와 같은 고도 불포화지방산이 포함되는 효과를 거둘 수 있다. 대한민국 특허출원 1998-0042622호는 식품산업의 부산물을 재활용하여 사료화하는 기술을 개시하고 있는데, 미강, 콩비지 등의 부산물과 게르마늄, 황토를 혼합한 후 발효하여 제조된 사료 펠릿을 양계사료로 사용한 결과, 산란률 향상, 계란의 기호성 및 영양소 개선 효과가 발생한 사실이 개시되어 있다.

대한민국 특허출원 2001-0037891호에는, 소화흡수가 빠르고 면역력을 증강하는 기능성 계란을 생산하고 산란닭의 건강유지 및 배설물에 대한 악취를 현저히 낮추기 위한 목적으로 양계용 배합사료에 게르마늄을 첨가하는 것을 특징으로 하는 게르마늄 활성 계란의 제조방법이 공지되어 있다.

대한민국 공개특허 제2001-35412호에서는 기초사료에 게르마늄 흑운모를 첨가하여 얻어진 항생제 대체용 가축사료 조성물을 개시하고 있다.

대한민국 공개특허 2005-0020449호의 [발명이 속하는 기술분야 및 그 분야의 종래기술]에는 가축 체내 유익미생물의 활성 증강, 항균, 암모니아 탈취, 곰팡이 억제, 원적외선 방사에 의한 자가 면역력 증강 효과를 얻을 목적으로 배합사료에 미생물제, 광물질, 한약재, 활성탄 등이 첨가제로서 사용되면 이들 중 광물질로서 게르마늄 운모(일라이트, 황토), 몬모리나이트류의 벤토라이트, 제오라이트, 규조 토, 중국의 회토류, 호주의 흑토류 등이 빈번하게 사용된다는 사실이 개시되어 있다.

살펴본 바와 같이, 가정 및 식당에서 배출되는 음식 쓰레기를 이용한 종래 기술은 영양적 불균형, 염분의 과다, 유해미생물에 의한 오염과 같이 음식물 쓰레기에 내포되어 있는 문제점의 단순한 해결에만 집중되어 있는 실정이다.

또한, 규산염 광물이 가진 특성을 사료에 도입하는 기술은, 예컨대 상기 제2001-35412호 1998-0042622호, 2001-0037891호 및 2005-0020449호에 공지되어 있는 바와 같이, 사료에 혼합되어 섭취된 상기 광물 유래의 미네랄 성분이 가축의 대사에 관여하여, 그 사육 결과물의 기호, 영양적 특성, 또는 배설물의 악취 발생을 개선하는데 집중되어 있다.

본 발명은, 환경오염에 대한 부담을 최소화하는 한편, 가축 사료의 제조에 있어 원료의 상당 부분을 폐기 처리될 남은 음식물로 대체함으로써 사료 제조 비용을 절감하고자 하는 남은 음식물의 사료화 방법은, 광물성 소재의 혼합으로부터 기대되는 소취 효과 및 증체율 개선효과를 최적으로 얻을 수 있으며, 특히 남은 음식품을 처리하여 얻은 사료 원료와의 결합시에 특별한 효과를 발휘할 수 있는 광물 원료 및 최적의 결합 비율을 강구하는 것을 발명의 목적으로 한다.

이에, 본 발명자는 상기한 기술적 과제를 달성하기 위해 시행착오를 거듭한 결과, 이물질 선별, 분쇄, 탈수, 살균 공정을 거친 남은 음식물 원료을 얻고(이하에서는 상기 과정을 총칭하여 ‘전처리’ 과정으로 정의한다), 상기 ‘음식물 원료’에 ‘곡물 혼합물’ 및 ‘황토’를 혼합하여 본 발명의 사료를 구성하였다.

본 발명의 상기 사료는 남은 음식물 원료 38~42 중량% 곡물 혼합물 58~62 중량 %로 이루어지는 혼합 원료에, 상기 혼합 원료 대비 황토 1.8~2.2 중량 %를 첨가하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또 한편, 상기 곡물 혼합물은 옥수수 78~82 중량 %, 대두박 19~21 중량 %로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 상기 사료를 구성하는 황토는 일라이트의 함량이 16~19 중량%인 황토이다.

본 발명에 의한 사료 조성물은 환경 오염에 대한 부담을 최소화하는 한편, 가축 사료의 제조에 있어 원료의 상당 부분을 폐기 처리될 음식물 쓰레기로 대체함으로써 사료 제조 비용을 절감하는 등의 통상적인 장점은 물론, 광물성 소재의 혼합으로부터 기재되는 소취 효과, 육질, 및 증체율 개선효과를 최적으로 얻을 수 있으며, 그러한 장점이 음식 쓰레기를 처리한 사료 원료와의 결합에도 불구하고 향상된 효과를 얻을 수 있다.

본 발명의 사료 조성물 제조 방법은, 수집된 음식물로부터 이물질을 제거한 후 분쇄, 교반, 탈수, 살균, 곡물 혼합물의 혼합, 발효, 및 황토 첨가 단계로 이루어진다.

수집된 음식물로부터 이물질을 제거한 후 분쇄하였다. 5톤 단위로 3회 교반하였다. 원심분리기로 침출수를 분리하여 염분을 제거하였다. 남은 음식물에 잔존하는 유해 미생물을 사멸하기 위하여 고압멸균기로 121℃에서 15분간 살균하였다.

염분이 제거된 음식물 40 중량%와 ‘옥수수 80 중량% 및 대두박 20중량%로 이루어지는 곡물 혼합물’60 중량%를 혼합하여 혼합 원료를 구성한 후, 그 혼합 원료를 발효기에 넣고 중량 기준으로 상기 혼합 원료 대비 바실러스 서스틸리스(Bacillus substilis)와 페디오코커스 에시디락티시(Pediocuccus acidilactici)의 혼합 균주를 1.5중량 % 첨가하여 발효한다. 상기 발효는 50℃에서 18 시간 동안 실시한다.

상기 바실러스 서스틸리스(Bacillus substilis)와 페디오코커스 에시디락티시(Pediocuccus acidilactici)는 각각 동량으로 포함되는 것이 바람직하다.

[도표 1] 발효를 거친 혼합 원료의 성분 조성

성분	함량
수분	81.88%
조단백질	3.76%
조지방	1.83%
조회분	4.24%
조섬유	1.58%
염분	0.28%
휘발성 염기태 질소	0.01%

발효를 거친 상기‘혼합 원료’에 일라이트의 비율이 18중량%인 황토를 2중 량 % 혼합하여 사료 조성물을 완성한다.

발효 과정을 거친 1차 혼합 원료와 첨가되는 황토의 결합 특성은 본 발명의 핵심적 기술 요소이므로 이에 대해서 상세히 기술한다.

황토, 특히 우리나라의 황토는 암석이 화학적인 풍화작용을 받아 만들어진 풍화 잔류토에 해당하는데, 작은 틈에 포함된 공기와 수분을 제거하면 고체 덩어리의 성상을 갖는다.

상기 고체 덩어리는 거의 대부분 광물로 구성되어 있으며 광물이 되지 못한 비정질 물질 또는 유기물이 일부 포함되어 있기는 하지만 그 비율은 황토 전체로 볼 때 극히 미미한 수준이다. 따라서 황토의 대부문을 차지하는 광물이 황토의 특성을 좌우되게 된다.

황토의 산출 지점에 따라 광물종과 그 함량에 차이게 있게 되는데, 대개의 경우에는 점토 광물류가 60 ~ 80 중량 %를 차지하고 나머지가 석용, 장석 및 산화철 광물로 구성된다. 점토 광물에는 많은 종류가 있지만 우리나라 황토에는 주로 버미큐라이트, 카올린, 일라이트가 포함된다.

[도표 2] 황토의 일반적 조성

성분	함량
석영	60~70%
장석 및 운모	10~20%
탄산염광물	5~35%
실트	2~5%

[도표 3] 황토의 화학적 조성

성분	함량
실리카(SiO2)	50~60%
알루미나(Al2O3)	8~12%
제3산화철(Fe2O3)	2~4%
이산화티타늄(TiO2) 및 산화망간(MnO)	0.5%
석회(CaO)	4~16%
산화마그네슘(MgO)	2~6%

사료의 성분으로서 포함되는 황토의 구성 원리는 상기 황토의 주성분인 점토 광물의 가소성, 이온 교환성, 흡착성, 촉매성 및 현탁성을 활용하는 점에 있다. 따라서, 성분 조성이 상이한 여러 종의 황토 중에서 도표 1에 기재된 혼합 원료에 첨가되어 상기 혼합 원료를 구성하는 성분과 점토 광물의 물리적 화학적 특성이 기술적으로 조화됨으로써 본 발명의 과제 해결에 최적으로 기여할 수 있는 황토를 선발하는 것이 중요하다.

본 발명자는 이온 교환 용량이 높고, 가축이 섭취하였을 때, 미량 무기물을 비롯한 영양소 이용성을 개선하며, 장내 유해 가스의 흡착 및 연변 방지 효과가 크고, 특히 음식물 쓰레기를 사용함에 따라 중금속, 방부제 등 유해 성분의 잔류 가능성이 높은 본 발명의 혼합 원료에서 예상되는 문제점을 최소화하기 위해 중금속 흡착능력과 독소 제거 능력이 우수한 일라이트에 주목하게 되었다.

따라서 본 발명은 사료의 제조에 사용되는 광물성 첨가 성분을 일라이트를 높은 비율로 함유하는 황토 성분으로 한정함으로써, 음식물 쓰레기를 이용하는 본 발명의 사료 조성에 따른 문제점을 개선하고 더불어 황토의 장점까지 겸비할 수 있게 한 것이다.

본 발명의 황토는 일라이트를 18 중량%로 포함하는 황토로서 혼합 원료 대비 2중량 %로 첨가된다.

[실시예 1]

초기 체중이 45kg±0.5인 비육돈 50두에게 본 발명의 사료 조성물을 10주간 급이하면서 사육하였다. 동일한 초기 체중의 대조구 50두에 대해서는 시판되는 비육돈용 배합사료를 같은 기간 동안 급이하였다.

본 대조구의 비육돈에게 급이된 배합사료는 조단백질 16 중량%, 조회분 5 중량%, 조지방 10 중량%, 조섬유 17 중량%, 아미노산 1.2 중량 %, 무기질 3.5 중량 %를 포함하는 것이다.

(결과- 사료 효율)

	시험구	대조구
초기 체중	45kg	45kg
최종 체중	108.50kg	98.25kg
증체량	63.5kg	53.45kg
일 평균 증체량	0.91kg	0.76kg
일 평균 사료섭취량	2.24 kg	2.35 kg
사료 효율	40.6%	32.3%

[실험예 2]

본 발명의 사료 조성물의 급이에 따른 소취 효과를 확인하기 위해 분변에 대한 암모니아 가스의 발생량을 측정하였다. 시험 종료 3일 전 각 처리구 별로 돈분을 1.5kg씩 6처리 3반복으로 수거하여 플라스틱 통에 나눈 후, 발효시켜 0주, 1주, 2주, 3주 및 4주째에 가스 검지관(gastec GV-100s, Japan)을 이용하여 측정하였다.

암모니아 가스발생량 측정결과는 다음 표와 같아 같이 나타내었다. 0주에서는 대조구가 18.33ppm으로 가장 높은 수치를 보였고, 1주, 2주, 3주, 4주 동안 대조구는 시험구에 비해서 많은 암모니아 가스가 발생하는 것으로 나타났다.

(결과- 암모니아 가스 발생율)

구분	시험구(ppm)	대조구(ppm)
0주	5.00	18.33
1주	2.33	10.00
2주	5.67	10.33
3주	4.33	17.67
4주	3.67	16.33
평균	4.20	14.53

Claims (6)

1. 이물질 제거, 분쇄, 교반, 탈수 및 살균 과정을 거친 남은 음식물 원료 38~42 중량%, 곡물 원료 혼합물 58~62 중량%로 이루어지는 원료 혼합물 및 ‘일라이트의 비율이 17~19 중량%인 황토’로 구성되는 것을 특징으로 하는 가축 사료용 조성물.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 곡물 혼합물은 옥수수 78~82 중량%, 대두박 19~ 21 중량%으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 가축 사료용 조성물.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 황토의 첨가비는 원료 혼합물 대비1.8~2.2 중량 %인 것을 특징으로 하는 가축 사료용 조성물.
4. 남은 음식물로부터 이물질 제거, 분쇄, 탈수, 살균 과정을 거쳐 남은 음식물 원료를 얻는 단계; 상기 살균을 거친 남은 음식물 원료 38~42 중량%와 ‘옥수수 78~82 중량%와 대두박 19~ 21 중량%으로 이루어지는 곡물 원료 혼합물’58~62 중량%를 혼합하여 혼합 원료를 얻는 단계; 상기 혼합 원료를 발효하는 단계; 발효가 완료된 상기 혼합 원료에 ‘일라이트의 비율이 16~19 중량%인 황토’를 1.8~2.2 중량 %를 첨가하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 가축 사료용 조성물의 제조방법.
5. 제 4항에 있어서,

   상기 발효는 혼합 원료 대비 바실러스 서스틸리스(Bacillus substilis)와 페디오코커스 에시디락티시(Pediocuccus acidilactici)의 혼합 균주를 1.5중량 % 첨가하되, 50℃에서 18 시간 동안 실시하는 것을 특징으로 하는 가축 사료용 조성물의 제조방법.
6. 제 5항에 있어서,

   상기 혼합 균주는 바실러스 서스틸리스(Bacillus substilis)와 페디오코커스 에시디락티시(Pediocuccus acidilactici)가 동량으로 구성되는 것을 특징으로 하는 가축 사료용 조성물의 제조방법.