KR20110081045A - 대나무 유래 미생물 활성액 및 대나무 발효액의 제조방법 - Google Patents

대나무 유래 미생물 활성액 및 대나무 발효액의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 대나무 잎 100 중량부 위에 증자시킨 고두밥 200 ~ 2000 중량부를 깔고 그 위에 볏짚을 덮은 후 습도 40 ~ 70%, 15 ~ 60 ℃, 직사광선이 차단된 배양실에서 2 ~ 10일 배양하는 대나무 유래 미생물 종균 활성화 배양단계; 상기 배양된 고두밥 100 중량부에 당원 20 ~ 200 중량부를 혼합하여 10 ~ 40 ℃에서 1 ~ 3 개월 발효시키는 1차 대나무 유래 미생물 발효원액 제조단계; 및 상기 1차 미생물 발효원액 100 중량부에 당원 100 ~ 2000 중량부를 첨가하고 발효원액을 기준으로 50 ~ 5000 배의 물로 희석한 후 10 ~ 40 ℃에서 3 ~ 15일 발효시키는 2차 발효단계;를 포함하는 대나무 유래 미생물 활성액 제조방법과 상기 대나무 유래 미생물 활성액 제조단계의 1차 대나무 유래 미생물 발효원액 100 중량부에 대나무 생잎 또는 줄기 50 ~ 5000 중량부 및 물과 당원을 4 : 6 내지 8 : 2 중량비로 희석한 희석수 50 ~ 5000 중량부 혼합하여 1 ~ 6개월 발효시키는 제조단계를 포함하는 대나무 발효액의 제조방법에 관한 것이다.

Description

대나무 유래 미생물 활성액 및 대나무 발효액의 제조방법{Preparation method for a liquid from activated microorgnisms from bamboo and a fermented bamboo liquid}
본 발명은 대나무 유래 미생물 활성액 및 대나무 발효액의 제조방법에 관한 것이다.
전통적으로 대나무는 각종 질병의 예방 및 치료에 사용될 수 있는 약재중의 하나로 인정받아 동의보감이나 신농본초경 등 고문서에도 그 용도 및 효능에 대해 자주 언급되고 있으며 근자에 이르러 그 효능을 과학적으로 입증하고자 하는 연구가 뒤따르고 있는 바, 대나무약재로 사용되는 죽엽, 죽여, 죽력, 죽황, 죽초액 등 대나무의 종류나 부위 또는 이의 가공방식에 따라 달리 제조되는 대나무 추출물들에 대한 실험결과를 통해 그 효능이 폭넓게 입증되고 있다. 예컨대 분죽 잎 추출물의 피부손상 회복효과(채세림 등, 방사선방어학회지, 2007, 32: 59-64, 32: 65-69), 대나무 추출액과 죽력의 혼합물이 국소 뇌혈류량 및 평균 혈압에 미치는 영향 (김천중 등, 동의생리병리학회지, 2006, 20:575-580, 20:1612-1619), 죽력의 지질대사 및 여드름 개선 효과(나명순, 조선대 대학원논문집, 89p., 2004), 국내산 대나무 줄기와 잎의 에탄올 추출물의 항균활성 (백종원 등, 한국식품과학회지, 2002, 34:1073-1078 ), 대나무(이대)잎 추출물이 지방 및 고콜레스테롤 식이 급여에 의한 흰쥐의 지방 대사에 미치는 효과(한성희와 신미경, 한국식생활문화학회지, 2002, 17:30-36), 대나무 에탄올추출물의 항산화 효과 및 아질산염 소거작용(임진아 등, 한국식품과학회지, 2004, 36:306-310), 대나무 Ethanol 추출물의 혈장 지질저하 효과(고영란 등, 한국영양학회 03 연합학술대회, 2003), 한국산 왕대, 솜대, 맹종죽, 조릿대 및 오죽의 항산화 효과(이민자와 문갑순, 한국식품과학회지, 2003, 35:1226-1232), 대나무 열수추출물의 화학적 특성(김낙구 등, 한국식품저장유통학회지, 2001, 8:469-474), 추출방법에 따른 대나무(왕대) 추출물의 화학성분 및 생리활성(주인옥 등, 한국식품과학회지, 2005, 37:542-548), 대나무 기름의 항균효과(이숙경, 한국식품위생안전성학회지, 2000, 15:55-59), 무좀균과 비듬균에 대한 대나무 기름의 항균효과(이숙경, 한국식품위생안전성학회지, 2003, 18:113-117), 대나무 기름의 항산화력과 항균력에 관한 연구(김연태, 단국대 대학원 논문집, 45p., 2005), 대나무 추출물의 기능성 및 항균활성 (김낙구 등, 한국식품저장유통학회지, 2001, 8:475-480), 죽염의 특성 분석과 항위궤양효과(김승희 등, 한국식품위생안전성학회지, 1998, 13: 252-257), 대나무(신의대)잎의 생리활성 및 항균성 효과(김미정 등, 한국식품영양과학회지, 1996, 25:135-142), 자작나무류, 대나무류 및 다래나무 수액의 성분조성(성낙주 등, 한국식품영양과학회지, 1995, 24: 727-733), 대나무 속 껍질 추출물로부터 타이로시네이즈 억제력과 항산화 활성을 갖는 페놀성 화합물의 분리 및 특성과 구조 결정(이은창, 공주대 대학원논문집, 66p., 2002), 대나무 추출물의 항고혈압효과(이혜숙, 인제대 대학원논문집, 55p, 2006) 등 주로 대나무 추출물의 성분과 항균효과, 항산화효과를 포함한 인간의 각종 질병에 관련된 생리활성 기능 등에 관한 연구들이 주를 이루고 있다.
본 발명자는 대나무 발효액의 상기 여러 가지 기능성에 주목하여 한국특허공개 제2006-19496호의 “대나무 유래의 미생물을 이용한 발효액 및 그의 제조방법”, 한국특허공개 제2006-117584호의 “대나무 발효수를 이용한 발효 식품 제조방법” 및 한국특허 제689584호의 “배지 원료와 대나무 잎을 이용한 발효액의 제조방법”을 출원했으나, 자연 상태의 대나무 유래 미생물을 이용하여 균일한 품질의 대나무 발효액을 안정적으로 생산하는데 어려움을 겪어 왔다.
이에 본 발명자는 지속적인 연구를 통해 잡균의 오염을 방지하고 균일한 품질의 대나무 유래 미생물 활성액 및 대나무 발효액을 얻을 수 있고, 미생물 활성화에 필요한 배양시간을 단축시킬 수 있는 방법을 알게 되어 본 발명을 완성하게 되었다.
본 발명은 악취물질저감제, 사료첨가제, 가축용 음용수 첨가제, 토양미생물 비료 또는 건강기능식품 등 다양한 용도로 사용될 수 있는 대나무 유래 미생물 활성액 및 대나무 발효액을 균일한 품질로 안정적으로 생산할 수 있는 대나무 유래 미생물 활성액 및 대나무 발효액의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 대나무 유래 미생물 활성액의 제조방법은, 대나무 숲에서 자연 발효에 의해 미생물이 부착된 마른 대나무 잎 또는 줄기 100 중량부 위에 증자시킨 고두밥 200 ~ 2000 중량부를 덮고 그 위에 볏짚을 덮은 후 습도 40 ~ 70%, 15 ~ 60 ℃, 직사광선이 차단된 배양실에서 2 ~ 10일 배양하는 대나무 유래 미생물 종균 활성화 배양단계; 상기 대나무 유래 미생물 종균이 배양된 고두밥 100 중량부에 당원 20 ~ 200 중량부를 혼합하여 10 ~ 40 ℃에서 1 ~ 3 개월 발효시키는 1차 대나무 유래 미생물 발효원액 제조단계; 및 상기 발효원액 100 중량부에 당원 100 ~ 2000 중량부를 첨가하고 발효원액 중량을 기준으로 50 ~ 5000 배의 물을 첨가하여 희석한 후 10 ~ 40 ℃에서 3 ~ 15일 발효시키는 2차 발효단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 대나무 유래 미생물 활성액의 제조방법은, 상기 대나무 유래 미생물 종균 활성화 배양단계는 배양실 바닥에 대나무 잎을 깔고 그 위에 증자시킨 고두밥을 5 ~ 15 cm 덮은 후 (또는 고두밥 위에 삶은 메주콩을 덮은 후) 볏짚을 덮는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 대나무 유래 미생물 활성액의 제조방법은, 상기 대나무 잎 또는 줄기 100 중량부에 위에 멥쌀을 민물에 불린 후 증자시킨 고두밥과 함께 삶은 메주콩 50 ~ 200 중량부를 덮는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 대나무 유래 미생물 활성액의 제조방법에서, 상기 고두밥을 위한 멥쌀과 또는 메주콩은 해수에 불린 후 증자하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 대나무 유래 미생물 활성액의 제조방법에서, 상기 고두밥을 위한 쌀과 메주콩을 해수에 불리지 않고 민물에 불린 경우에는 고두밥과 삶은 콩위에 해수 및 당원 희석수를 분사하여 살균과 발효를 촉진하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 대나무 유래 미생물 활성액의 제조방법에서, 상기 대나무 유래 종균 활성화 배양단계는 배양실 바닥에 대나무 마른 잎을 깔고 그 위에 증자시킨 고두밥을 5 ~ 15 cm 덮은 후 볏짚을 덮는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 대나무 유래 미생물 활성액의 제조방법에서, 상기 대나무 유래 미생물 종균 활성화 배양단계는 비닐하우스 바닥의 토양에 바닷물 또는 염농도 1.2 ~ 3.5%로 희석한 해수를 뿌리고, 비닐로 덮어 1 ~ 4일간 유지시켜 토양의 수분 함량을 15 ~ 30 %로 조정한 후, 비닐하우스 바닥에 자연 발효에 의해 미생물이 부착된 대나무 마른 잎, 증자시킨 고두밥, (또는 고두밥 위에 삶은 메주콩을 덮는다) 및 볏짚을 차례로 덮어 비닐하우스 내에서 수행되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 대나무 유래 미생물 활성액의 제조방법은, 상기 2차 발효단계에 기포기로 공기를 추가로 공급하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 대나무 발효액의 제조방법은, 대나무 마른 잎 또는 줄기 100 중량부 위에 증자시킨 고두밥 200 ~ 2000 중량부를 덮고 그 위에 볏짚을 덮은 후 습도 40 ~ 70%, 15 ~ 60 ℃, 직사광선이 차단된 배양실에서 2 ~ 10일 배양하는 대나무 유래 미생물 종균 활성화 배양단계; 상기 대나무 유래 미생물 종균이 배양된 고두밥 100 중량부에 당원 20 ~ 200 중량부를 혼합하여 10 ~ 40 ℃에서 1 ~ 3 개월 발효시키는 1차 대나무 유래 미생물 발효원액 제조단계; 및 상기 발효원액 100 중량부에 대나무 생잎 또는 줄기 50 ~ 5000 중량부 및 물과 당원을 4 : 6 내지 8 : 2로 희석한 희석수 50 ~ 5000 중량부를 혼합하여 1 ~ 6개월 발효시키는 제조단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 악취물질저감 효과, 가축의 증체량과 육성율을 높여 사료첨가제, 식물의 성장촉진 및 면역력 증가, 건강보조식품으로 유용한 대나무 유래 미생물 활성액과 대나무 발효액을 제조함에 있어서, 잡균의 오염을 방지하고 균일한 품질의 대나무 유래 미생물 활성액 및 대나무 발효액을 짧은 기간 내에 대량으로 얻을 수 있는 방법을 제공한다.
본 발명에서 대나무 유래 미생물 활성액 및 대나무 발효액은 대나무 숲에서 자연 발효에 의해 대나무 잎에 부착된 토착 미생물을 고두밥에 의한 고체발효법에 의해 미생물 종균을 활성화 배양하고, 이 종균이 활성화된 고두밥에 당원을 첨가하여 1차 대나무 유래 미생물 발효원액을 이용하여 제조한다.
본 발명에서 대나무 유래 미생물 활성액은 상기 발효원액에 물과 당원 희석수를 혼합 한 후 2차 배양하여 미생물을 활성화시킨 대나무 유래 미생물 활성액을 의미한다.
본 발명에서 대나무 발효액은 상기 발효원액 대나무 잎(줄기 포함) 및 물과 당원 희석수를 혼합하여 발효시킨 대나무 발효액을 의미한다.
본 발명의 대나무 유래 미생물 활성액 및 대나무 발효액의 제조방법에서 사용되는 대나무는 조릿대, 솜대, 맹종죽 등의 잎과 줄기이고, 조릿대의 잎과 줄기가 항균 및 탈취 활성이 뛰어난 발효액의 생산에 적합하고, 조릿대 잎과 줄기 60 ~ 95 중량부에 솜대 잎과 줄기 5 ~ 40 중량부를 혼합 사용하는 것이 더욱 바람직하다. 본 발명에 사용되는 대나무 유래 미생물 활성액의 제조에는 대나무에서 직접 채취한 생잎 보다는 땅에 떨어져 자연 발효되어 미생물이 부착된 것을 채취하여 사용하는 것이 바람직하다. 대나무 생잎과 줄기를 채취하여 사용하는 경우에는 대나무 잎 종균 활성화 단계에서 대나무 잎 종균이 활성화되기 전에 투입 3 ~ 5 일경에 검은색 층이 생기면서 부패하는 경우가 발생할 수 있다. 그러나, 본 발명에 사용되는 대나무 발효액 제조에는 대나무 생잎과 줄기를 채취하여 사용하여야 한다.
본 발명의 대나무 유래 미생물 활성액 및 대나무 발효액의 제조방법에서 발효재료 준비단계는 지하수, 우물물, 정제수와 같은 민물을 사용하며, 바람직하게는 해수(바닷물 또는 소금물)을 사용하며 특히, 토양 바닥에는 해수를 살포하여 살균하고 습기를 유지하도록 한다. 해수는 염도가 3.3 ~ 3.7 % 정도로 채취장소나 시기에 따라 변화할 수 있지만, 평균 염도 3.5 % 정도로 염화나트륨 이외에도 염화마그네슘, 황산마그네슘, 황산칼슘 등의 염이 포함되어 있어, 쌀, 대나무 잎과 줄기를 해수에 불려 사용하므로 대나무 잎 미생물의 생산에 필요한 미네랄이 공급될 수 있고, 내염성이 약한 잡균의 생육을 억제하는 것으로 보인다.
예를 들어, 발효재료 준비단계에서 쌀, 특히 멥쌀을 민물(또는 발효시간 단축을 위해 해수를 사용한다)에 2 ~ 36시간, 바람직하게는 12 ~ 24시간 불린 후 증자시켜 고두밥을 제조한다. 바람직하게는 쌀만으로 고두밥을 짓는 것이 아니라 마른 대나무 잎을 해수에 2 ~ 36시간 불린 후 쌀과 혼합하여 고두밥을 짓는 것이 미생물 배양시간을 단축시킬 수 있다.
발효재료 준비단계에서 메주콩 역시 민물 또는 해수에 침지시킬 수 있다. 보다 바람직하게는 고두밥을 증자 시키고, 메주콩을 삶을 때에도 메주콩을 2 ~ 36시간, 바람직하게는 12 ~ 24시간 불린 후 증자시켜 삶은 메주콩을 제조한다.
상기 증자시킨 고두밥 또는 삶은 메주콩은 뜨거운 상태, 즉 40 ~ 80 ℃로 식기 전에 대나무 유래 종균 활성화 단계에 첨가되는 것이 바람직하다.
본 발명의 대나무 유래 미생물 활성액 및 대나무 발효액의 제조방법에서 대나무 유래 종균 활성화 단계는 자연발효로 토착 미생물이 부착된 건조된 대나무 잎 100 중량부를 넓게 펼친 후 그 위에 상기 증자시킨 고두밥 200 ~ 2000 중량부를 덮고 그 고두밥 위에 볏짚을 덮은 후 습도 40 ~ 70%, 15 ~ 60 ℃, 직사광선이 차단된 배양실에서 2 ~ 10일 배양하는 것이다. 또는 건조대나무 잎 100 중량부에 대하여 증자시킨 고두밥과 함께 삶은 메주콩 50 ~ 200 중량부를 더 첨가하여 미생물 종균 활성화 배양기간을 2 ~ 6일로 단축할 수 있다.
배양실 바닥은 해수로 살포하여 살균과 습기를 유지한 후 건조된 대나무 잎은 배양실 바닥에 펼쳐 깔고 그 위에 증자시킨 고두밥(메주콩을 혼합할 수 있다)을 차례로 덮는 것이 바람직하다. 증자시킨 고두밥을 건조 대나무 잎 위에 덮을 때 고두밥의 두께는 5 ~ 15 cm가 바람직하다. 고두밥의 두께가 상기 하한치 미만이면 밥이 마르기 쉬워 수분 함량이 낮아 종균의 활성화가 어렵고, 고두밥의 두께가 상기 상한치를 초과하면 다른 미생물이 증식하여 고두밥이 검은색으로 변하면서 썩는 문제가 있다. 추가로 삶은 메주콩을 증자시킨 고두밥에 덮을 때에는 1 ~ 4 cm 정도로 얇게 고루 도포하는 것이 바람직하다. 삶은 메주콩 위에 마른 볏짚을 충분히 덮어두면 메주를 만들 때와 같이 볏짚의 미생물이 삶은 메주콩에서 증식하게 되므로 특별히 볏짚의 양을 한정할 필요는 없으나, 마른 대나무 잎 100 중량부에 대하여 50 ~ 200 중량부 정도의 양으로 사용할 수 있다. 상기 삶은 메주콩 위에 볏짚을 덮기 전에 한지나 부직포 등을 덮어 볏짚의 이물이나 해충이 삶은 메주콩에 침투하는 것을 예방할 수 있다.
대나무 유래 미생물 종균 활성화 단계에서 배양조건은 습도 40 ~ 70%, 15 ~ 60 ℃가 유지되어야 한다. 상기 배양온도 범위에서 온도가 낮을 경우 배양기간이 길어지고, 온도가 높아지면 배양기간은 단축되지만 잡균의 번식이 많아진다.
본 발명의 대나무 유래 미생물 활성액 및 대나무 발효액의 제조방법에서 상기 대나무 유래 미생물 종균 활성화 단계는 고체발효가 가능한 배양실에서 수행될 수도 있으나, 고체발효가 가능한 배양실이 없는 경우에도 비닐하우스 내에서 사계절 내내 생산하는 것이 가능하다. 예를 들어, 먼저 비닐하우스 바닥의 토양을 0.5 ~ 1.5 m 깊이로 구덩이를 파고, 상기 구덩이에 바닷물 또는 염농도 1.2 ~ 3.5%로 희석한 바닷물, 특히 바람직하게는 염농도 1.5 ~ 2.0 % 정도의 해수를 뿌리고, 구덩이를 비닐로 덮어 1 ~ 4일간 유지시켜 토양의 수분 함량을 15 ~ 30 %로 조정한 후, 상기 비닐하우스 바닥에 마른 대나무 잎, 증자시킨 고두밥(삶은 메주콩 혼합 할 수 있다) 및 볏짚을 차례로 덮어 비닐하우스 내에서 수행될 수 있다. 상기 구덩이를 파지 않고 바로 비닐하우스 바닥 토양에서 상기 과정을 진행하는 것도 가능하다. 비닐하우스 토양 바닥에 해수를 뿌리고 비닐로 덮는 이유는 토양의 잡균을 살균하고 수분 함량을 조정하여 비닐하우스 내의 습도를 조절하기 위함이며, 비닐하우스는 직사광선을 피하기 위해 차양막을 설치해야 한다. 비닐하우스에 차양막이 설치되지 않으면 특히 여름철에 온도가 습도가 급격히 저하되면서 증자시킨 고두밥이 말라버리기 때문에 미생물이 배양되지 않는다.
본 발명의 대나무 유래 미생물 활성액 및 미생물 발효액 제조방법의 1차 대나무 유래 미생물 발효원액 제조단계는 상기 대나무 건조 잎에 부착된 토착 미생물 종균 활성화 단계에서 고체 배양되어 미생물을 함유하고 있는 고두밥 100 중량부, 또는 메주콩이 함께 사용된 경우 고두밥과 메주콩의 합 100 중량부에 당원으로 흑설탕, 포도당, 과당, 엿당, 올리고당 등을 20 ~ 200 중량부, 바람직하게는 50 ~ 150 중량부를 첨가하여 혼합한 후, 10 ~ 40 ℃에서 1 ~ 3 개월, 바람직하게는 40 ~ 60일간 1차 발효를 수행하고, 1차 발효를 통해 생성된 발효액을 압착 또는 여과액을 더하여 발효원액을 회수한다.
상기 과정을 거쳐 발효원액을 제조한 후 대나무 유래 미생물 활성액을 제조하는 과정과 대나무 발효액의 제조하는 과정은 달라진다.
먼저 대나무 유래 미생물 활성액의 제조방법은 상기 대나무 유래 미생물 발효원액을 물로 희석하는 것과 발효에 당원을 재 투여하는 데에 특징이 있다. 본원발명에서는, 종래 발효액을 희석하여 2차 발효시키는 경우에는 지하수와 같은 일반 물을 사용하지 않고 대나무 잎 추출액 또는 이를 희석하여 사용하였으나 본원발명에서는 고두밥 및 메주콩 준비단계에서 잡균이 제거되어 지하수의 사용만으로도 2차 대나무 유래 미생물 활성액의 제조단계에서 변질 문제가 발생하지 않는다. 2차 대나무 유래 미생물 활성액의 제조단계에 당원이 투입되지 않는 경우에는 숙성이 신속히 이루어지지 않아 암모니아취가 심하여 동물의 사료 첨가용이나 음용수 첨가용으로 사용에 부적합하다. 1차 대나무 유래 미생물 발효원액 100 중량부에 흑설탕, 포도당, 과당, 엿당, 올리고당 등의 당원 100 ~ 2000 중량부를 첨가하고 1차 미생물 발효원액을 기준으로 물 50 ~ 5000 배 희석한 후 10 ~ 40 ℃에서 3 ~ 15일 2차 발효시키면 2차 대나무 유래 미생물 활성액이 제조된다. 또한 2차 발효 단계는 2차 발효액에 공기를 많이 공급할수록 숙성이 촉진되어 3 ~ 6일 경에 숙성이 완료되므로, 기포기를 이용하여 에어레이션을 통해 발효액 내부로 공기를 공급하거나 방해판을 설치한 배양조에서 급속 교반을 통해 공기가 충분히 공급될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
본 발명의 대나무 발효액 제조단계는 상기 대나무 유래 미생물 발효원액에 대나무 생잎(줄기 포함) 및 물과 당원 희석수(4 : 6 내지 8 : 2로 희석)를 혼합하여 숙성 발효시킨다는 것이 특징이다.
본 발명의 방법으로 제조된 대나무 유래 미생물 활성액은 초산균, 고초균을 우점종으로 유산균, 효모 등 유익한 미생물이 포함되어 동물 사료로 급이시 소화율을 개선하거, 면역력을 증강시키며, 축분 등에 혼합하여 사용할 경우 악취를 저감시킬 수 있고, 식물에 적용하였을 때 질소 고정화 및 식물의 성장촉진이나 질병예방에 유효한 효과를 갖는다.
또한 본 발명의 방법으로 제조된 대나무 미생물 발효액은 항고혈압효과, 항균효과, 항산화효과 등 동물과 인간의 각종 질병에 관련된 생리활성 기능을 하며 대나무 미생물 유래 활성액에는 없는 대나무에서 유래된 기능성 성분을 포함하여 다양한 항암, 항염증, 당뇨, 혈압강하 및 스트레스 완화 등의 기능성을 나타낸다.
이하 실시예, 비교예 및 실험예를 통하여 본 발명 보다 상세히 설명한다. 하기 실시예는 본 발명을 설명하기 위한 예시적인 것일 뿐 이에 의해 본 발명의 기술적 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.
실시예 1 : 대나무 유래 미생물 활성액의 제조
조릿대 잎과 솜대 잎은 전남 곡성군 석곡면의 대나무밭에 떨어진 자연 건조된 대나무 잎을 수집하여 이용하였고, 조릿대 잎과 솜대 잎을 8:2 중량비로 혼합하여 사용하였다.
10평 규모의 비닐하우스 내부에, 4m×4m×2m의 배양용 비닐하우스를 설치하고 그 위에 차양막을 설치한 후 내부에 1m×1m×1m의 구덩이를 만들었다. 염농도 3.5%의 해수를 물과 1:1 중량비로 희석하여 약 40 L를 구덩이에 골고루 뿌린 다음 구덩이를 비닐로 덮어 3일간 유지시켰다. 3일간 유지시킨 후의 토양의 수분 함량은 24%이었다.
별도로 50 kg의 멥쌀을 마른 대나무 잎 5kg을 각각 민물에 24시간 침지시킨 후 불린 멥쌀을 시루에 넣고 증자하여 고두밥을 제조하였고, 메주콩 역시 해수에 24시간 침지시킨 후 증자하여 삶은 메주콩을 제조하였다.
상기 희석한 해수를 뿌리고 3일간 유지시킨 배양실의 구덩이의 바닥에 건조 대나무 잎 10 kg을 고루 깔고, 그 위에 60 ℃ 전후의 증자시킨 고두밥 50 kg을 10 cm 두께로 덮고, 60 ℃ 전후의 삶은 메주콩 10 kg을 고두밥 위에 2 ~ 3 cm 고루 덮은 후, 부직포로 덮고 그 위에 볏짚 8kg 정도를 고루 덮었다.
발효미생물 배양단계의 준비가 완료된 후에 배양용 비닐하우스 문을 닫았다. 배양을 계속하면서 6시간 마다 배양용 비닐하우스 내부의 온도, 습도 및 고두밥 내부의 배양온도를 기록하였고, 고두밥 내부의 온도가 72 ℃에 도달하였을 때 배양을 종료하였다. 배양기간은 4일이었고, 배양기간 중 비닐하우스 내부 온도는 18 ~ 45 ℃, 습도는 65 ~ 52%이었다.
상기 종균을 활성화시켜 배양을 마친 고두밥과 메주콩 약 50 kg에 흑설탕 20 kg을 버무려 고루 혼합하여 항아리에 넣고, 25±2℃에서 2개월 동안 1차 발효시켜 고형물을 압착여과를 통해 제거한 후 미생물 발효원액을 제조하였다.
상기 발효원액 1kg에 흑설탕 10kg 및 지하수 1000 kg을 2차 배양탱크에 넣고 기포기로 에어레이션을 실시하면서 25±2℃에서 7일간 숙성을 실시하여 대나무 유래 미생물 활성액을 제조하였다.
실시예 2 : 대나무 유래 미생물 활성액의 제조
조릿대 잎과 솜대 잎은 전남 곡성군 석곡면의 대나무밭에 떨어진 자연 건조된 대나무 잎을 수집하여 이용하였고, 조릿대 잎과 솜대 잎을 8:2 중량비로 혼합하여 사용하였다.
10평 규모의 비닐하우스 내부에, 4m×4m×2m의 배양용 비닐하우스를 설치하고 그 위에 차양막을 설치한 후 내부에 1m×1m×1m의 구덩이를 만들었다. 염농도 3.5%의 해수를 물과 1:1 중량비로 희석하여 약 40 L를 구덩이에 골고루 뿌린 다음 구덩이를 비닐로 덮어 3일간 유지시켰다. 3일간 유지시킨 후의 토양의 수분 함량은 24%이었다.
별도로 50 kg의 멥쌀을 민물에 24시간 침지시킨 후 불린 멥쌀을 시루에 넣고 증자하여 고두밥을 제조하였다.
상기 희석한 해수를 뿌리고 3일간 유지시킨 배양실의 바닥에 건조 대나무 잎 10 kg을 고루 깔고, 그 위에 60 ℃ 전후의 증자시킨 고두밥 50 kg을 10 cm 두께로 덮은 후, 부직포로 덮고 그 위에 볏짚 8kg 정도를 고루 덮었다.
발효미생물 배양단계의 준비가 완료된 후에 배양용 비닐하우스 문을 닫았다. 배양을 계속하면서 6시간 마다 배양용 비닐하우스 내부의 온도, 습도 및 고두밥 내부의 배양온도를 기록하였고, 고두밥 내부의 온도가 72 ℃에 도달하였을 때 배양을 종료하였다. 배양기간은 4일이었고, 배양기간 중 비닐하우스 내부 온도는 18 ~ 45 ℃, 습도는 65 ~ 52%이었다.
상기 종균을 활성화시켜 배양을 마친 고두밥 약 50 kg에 흑설탕 20 kg을 버무려 고루 혼합하여 항아리에 넣고, 25±2℃에서 2개월 동안 1차 발효시켜 고형물을 압착여과를 통해 제거한 후 미생물 발효원액을 제조하였다.
상기 발효원액 1kg에 흑설탕 10kg 및 지하수 1000 kg을 2차 배양탱크에 넣고 기포기로 에어레이션을 실시하면서 25±2℃에서 7일간 숙성을 실시하여 대나무 유래 미생물 활성액을 제조하였다.
실시예 3 : 대나무 발효액의 제조
실시예 1에서 제조한 대나무 유래 미생물 발효원액 1 kg에 대나무잎(줄기 포함) 100 kg 및 물과 당원희석수(1:1희석) 100 kg을 항아리에 담아 25±2℃에서 2개월 동안 발효시켜 여과를 통해 대나무 발효액을 제조하였다.
실험예 1: 대나무 유래 미생물 활성액 내 미생물 확인
상기 실시예1의 대나무 유래 미생물 활성액 0.1ml를 미생물 분리용 배지에 도말하여 25℃에서 5일간 배양하였다. 상기 배지로는 R2A, PCA(Plate Count Agar) 한천배지를 사용하였다. 그리고 3일 배양 후 각각의 배지에서 형성된 세균의 집락을 순수분리 배양하였다. 순수 분리 배양된 각각의 미생물을 최종적으로 R2A 배지에 접종하여 25℃에서 5일간 배양하였다. 상기 배양된 미생물을 육안으로 관찰하여 서로 다른 미생물을 동정용으로 선택하였다.
우점종은 직경 1mm 이하의 희고 작은 집락으로 전체 미생물 군집의 90% 이상을 차지하였으며, 우점종과 유사한 흰 집락이 3 균주(2%), 부정형으로 뻗어 자라는 연한 갈색의 집락이 6 균주(8%)였다. 상기 균주를 16S rDNA 염기서열 분석을 실시한 결과 우점종 및 우점종과 유사한 흰 집락은 아세토박터속 균주였으며, 부정형으로 뻗어 자라는 연한 갈색의 집락은 바실러스속 균주로 확인되었다.
상기 실시예1의 대나무 잎 미생물 활성액의 생균수를 측정한 결과 생균수는 3.8×107 CFU/ml이었다.
실시예 2의 대마무 유래 미생물 활성액과 실시예 2의 대나무 발효액에서도 분리된 우점종은 실시예 1과 동일하였다.
실험예 2: 악취저감 효과 확인
증류수를 돈 분뇨의 0.1 중량%씩 주 1회 살포한 군(비교예 1)과 실시예1의 대나무 잎 미생물 활성액을 50 배 희석하여 돈 분뇨의 0.1 중량%씩 주 1회 살포한 처리군(실시예 1), 제조예의 미생물 활성액을 50 배 희석하여 돈 분뇨의 0.1 중량%씩 주 2회 살포한 처리군(실시예 2) 및 시판 미생물 제제(비교예 2)로 구분하였다. 시험방법으로는 밀폐된 챔버에 돈분뇨 5kg을 넣고, 다시 밀폐 후 증류수 또는 희석액 살포시만 챔버를 열었고, 증류수 또는 희석액 살포 후 분뇨와 골고루 섞기 위해 분뇨를 뒤집기 실시하였다.
황화합물은 테들러백에 의한 진공포집 및 GC-3800과 TD에 의한 분석을 실시하였으며, 암모니안는 검지관법으로 분석하여 그 결과를 표 1에 나타내었다.
구분 황화합물(ppb) 암모니아
(ppm)
황화수소 메틸머캡탄 이황화메틸
0 일째 비교예 1 2.3 222 73 40
실시예 1 2.2 240 85 35
실시예 2 2.3 235 76 42
비교예 2 2.4 228 78 42
10 일째 비교예 1 0.99 157.6 105.3 35
실시예 1 0.45 47.2 43.3 19
실시예 2 0.39 22.9 25.6 12
비교예 2 0.49 42.6 44.8 18
실험예 3: 육계의 증체량, 맹장 미생물 및 폐사량
본 발명의 실시예1의 대나무 유래 미생물 활성액을 사료첨가제로 사용하여 경기도 화성시 마도면 농장에서 2개월 동안 육계의 생산성에 미치는 영향을 확인하였다.
닭 1일령 2,000 수를 대상으로 비교예 3, 실시예 3 및 실시예 4의 3개군으로 나누어 3반복으로 각 군에 200수씩 시험을 실시하였다. 대조군은 항생제로 버지니아마이신 0.05 중량%를 첨가하였고, 실시예 2는 버지니아마이신을 첨가하지 않고 제조예의 대나무 잎 추출물 0.5 중량%, 실시예 3은 버지니아마이신을 첨가하지 않고 제조예의 대나무 잎 추출물 1.0 중량%를 첨가하였다. 육계용 사료의 종류는 30일령까지 급이하는 전기 사료와 그 이후 급이하는 후기 사료로 구분하였고, 사료의 조성을 표 2에 영양소 함량을 표 3에 나타내었다.
구분 전기사료 후기사료
비교예3 실시예3 실시예4 비교예3 실시예3 실시예4
옥수수 53.46 53.44 53.44 61.48 61.64 61.64
대두박 33.18 33.65 33.65 27.91 27.88 27.88
옥수수글루텐밀 4.49 4.16 4.16 4.01 4.00 4.00
메치오닌50 4.7 4.68 4.68 3.11 3.06 3.06
라이신80 0.27 0.27 0.27 0.074 0.08 0.08
인산칼슘 0.03 0.02 0.02 0.049 0.05 0.05
석회석 2.01 2.01 2.01 1.22 1.23 1.23
소금 1.03 1.02 1.02 1.32 1.31 1.31
그로비BD 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25
항쿡시듐제 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50
버지니아마이신 0.03 - - 0.03 - -
계 100 100 100 100 100 100
효모 0 0.5 1.0 0 0.5 1.0
구분 전기사료 후기사료
비교예3 실시예3 실시예4 비교예3 실시예3 실시예4
ME(kcal/kg) 3,100 3,100 3,100 3,100 3,100 3,100
CP(%) 22.0 22.0 22.0 20.0 20.0 20.0
Lysine(%) 1.11 1.11 1.11 1.00 1.00 1.00
Methionine(%) 0.50 0.50 0.50 0.38 0.38 0.38
Met+Cys(%) 0.87 0.87 0.87 0.72 0.72 0.72
Ca(%) 1.00 1.00 1.00 0.90 0.90 0.90
Available P(%) 0.50 0.50 0.50 0.35 0.35 0.35
각 실험군을 육계에 2개월간 급이했을 때의 육계의 생산성을 표 4에 나타내었다.
구 분 비교예3 실시예3 실시예4
개시중량, g/수 46.1 46.8 46.7
종료중량, g/수 1,507b 1,537ab 1,582a
증체량, g/수 1,461b 1,490ab 1,535a
육계의 종료체중은 비교예 3이 1,507 g, 실시예 3이 1,537 g, 실시예 4가 1,582 g 이었으며, 실시예1의 대나무 유래 미생물 활성액을 1 중량% 첨가한 실시예 4가 비교예 3 보다 75 g 향상되었다(P 〉0.05).
2개월 간 육계의 폐사율과 육성율을 조사한 결과를 표 5에 나타내었다.
구 분 비교예3 실시예3 실시예4
폐사율(%) 1.1 1.1 0
육성율(%) 98.9 98.9 100
실시예 3은 항생제를 사용하지 않았음에도 항생제를 사용한 비교예 3과 동일한 육성율을 나타내었고, 실시예 4는 비교예 3에 비해 현저히 뛰어나 육성율을 나타내었다.
항생제를 사용하지 않은 본원발명의 실시예에서 비교예에 비해 뛰어난 육성율을 나타내는 이유를 확인하기 위해 육계의 맹장내 미생물 균총을 확인하였다(표 6).
구 분 비교예3 실시예3 실시예4
총 세균수 8.122 7.797 7.924
E. coli 7.350 7.012 6.479
Lactobacillus 8.322 8.563 8.617
상기 표 6의 수치의 단위는 log10 CFU/g 이다. 실시예 3 및 4의 경우 비교예 3에 비해 총 세균수 함량이 낮았고, 그중에서도 대장균의 함량이 낮았으며 특히 비교예 3에 비해 실시예 4는 대장균수가 1/10로 감소했음을 확인할 수 있었다.
특히 실시예에서는 대장균수의 감소와 함께 유익균이 락토바실러스균의 수는 오히려 증가했음을 확인할 수 있었다.

Claims (9)

  1. 대나무 마른 잎 또는 줄기 100 중량부 위에 증자시킨 고두밥 200 ~ 2000 중량부를 덮고 그 위에 볏짚을 덮은 후 습도 40 ~ 70%, 15 ~ 60 ℃, 직사광선이 차단된 배양실에서 2 ~ 10일 배양하는 대나무 유래 미생물 종균 활성화 배양단계;
    상기 대나무 유래 미생물 종균이 배양된 고두밥 100 중량부에 당원 20 ~ 200 중량부를 혼합하여 10 ~ 40 ℃에서 1 ~ 3 개월 발효시키는 1차 대나무 유래 미생물 발효원액 제조단계; 및
    상기 발효원액 100 중량부에 당원 100 ~ 2000 중량부를 첨가하고 발효원액 중량을 기준으로 50 ~ 5000 배의 물을 첨가하여 희석한 후 10 ~ 40 ℃에서 3 ~ 15일 발효시키는 2차 발효단계;
    를 포함하는 대나무 유래 미생물 활성액의 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 대나무 유래 미생물 종균 활성화 배양단계는 배양실 바닥에 대나무 잎을 깔고 그 위에 증자시킨 고두밥을 5 ~ 15 cm 덮은 후 볏짚을 덮는 것을 특징으로 하는 대나무 유래 미생물 활성액의 제조방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 대나무 또는 줄기 100 중량부에 대하여 멥쌀을 민물에 불린 후 증자시킨 고두밥과 함께 삶은 메주콩 50 ~ 200 중량부를 더 첨가하는 것을 특징으로 하는 대나무 유래 미생물 활성액의 제조방법.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 고두밥 또는 메주콩은 해수에 불린 후 증자하는 것을 특징으로 하는 대나무 유래 미생물 활성액의 제조방법.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 고두밥 또는 메주콩을 증자하는 단계에 해수에 불린 건조 대나무 잎을 첨가하여 증자하는 것을 특징으로 하는 대나무 유래 미생물 활성액의 제조방법.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 대나무 유래 미생물 종균 활성화 배양단계는 비닐하우스 바닥의 토양에 바닷물 또는 염농도 1.2 ~ 3.5%로 희석한 해수를 뿌리고, 비닐로 덮어 1 ~ 4일간 유지시켜 토양의 수분 함량을 15 ~ 30 %로 조정한 후, 비닐하우스 바닥에 대나무 잎, 증자시킨 고두밥 및 볏짚을 차례로 덮어 비닐하우스 내에서 수행되는 것을 특징으로 하는 대나무 유래 미생물 활성액의 제조방법.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 비닐하우스 바닥의 토양을 0.5 ~ 1.5 m 깊이로 구덩이를 판 후 그 구덩이에 바닷물 또는 염농도 1.2 ~ 3.5%로 희석한 해수를 뿌리고, 구덩이를 비닐로 덮어 1 ~ 4일간 유지시켜 토양의 수분 함량을 15 ~ 30 %로 조정한 후, 구덩이 바닥에 대나무 잎, 증자시킨 고두밥(추가로 삶은 메주콩) 및 볏짚을 차례로 덮어 비닐하우스 내에서 수행되는 것을 특징으로 하는 대나무 유래 미생물 활성액의 제조방법.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 2차 발효단계에 기포기로 공기를 추가로 공급하는 것을 특징으로 하는 대나무 유래 미생물 활성액의 제조방법.
  9. 대나무 마른 잎 또는 줄기 100 중량부 위에 증자시킨 고두밥 200 ~ 2000 중량부를 덮고 그 위에 볏짚을 덮은 후 습도 40 ~ 70%, 15 ~ 60 ℃, 직사광선이 차단된 배양실에서 2 ~ 10일 배양하는 대나무 유래 미생물 종균 활성화 배양단계;
    상기 대나무 유래 미생물 종균이 배양된 고두밥 100 중량부에 당원 20 ~ 200 중량부를 혼합하여 10 ~ 40 ℃에서 1 ~ 3 개월 발효시키는 1차 대나무 유래 미생물 발효원액 제조단계; 및
    상기 발효원액 100 중량부에 대나무 생잎 또는 줄기 50 ~ 5000 중량부 및 물과 당원을 4 : 6 내지 8 : 2 중량비로 희석한 희석수 50 ~ 5000 중량부 혼합하여 1 ~ 6개월 발효시키는 제조단계를 포함하는 대나무 발효액의 제조방법.
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