KR20140144329A

KR20140144329A - 농산 부산물을 이용한 기능성 가축 발효 사료 첨가제 제조 방법

Info

Publication number: KR20140144329A
Application number: KR1020130065596A
Authority: KR
Inventors: 한영환; 민응기
Original assignee: 한영환; 농업회사법인 주식회사 팜스
Priority date: 2013-06-10
Filing date: 2013-06-10
Publication date: 2014-12-19

Abstract

본 발명은 가축기호성이 우수한 발효향을 내는 사카로마이세스 세레비지에 MF10003 균주(KFCC11546P)및 바실러스 서브틸리스 JH1와 그 배양방법 및 이를 포함한 가축용 발효사료 조성물에 관한 것으로서, 구체적으로는 과일향을 발향하여 가축들의 기호성을 높일 수 있도록 발효향을 내는 사카로마이세스 세레비지에 MF10003 균주(KFCC11546P)와 YG한천배지 및 액상 배지를 순차적으로 이용하는 배양방법 및 사카로마이세스 세레비지에 MF10003 균주(KFCC11546P)를 접종하여 발효시킴으로써 가축이 좋아하는 과일향을 발향하며, 젖소에게 급이하였을 때 우유 생산량과 유제품을 증진시키는 효과가 있는 가축용 발효사료 조성물에 관한 것이다.
본 발명에 의한 사카로마이세스 세레비지에 MF10003 균주(KFCC11546P)는 단미사료를 발효시켰을 때 과일향을 발향시켜 가축의 기호성이 우수한 발효사료를 제조할 수 있도록 한다는 장점이 있으며, 발효시킨 가축용 발효사료 조성물에 관한 발명은 가축이 발효사료를 많이 섭취할 수 있도록 유도함으로써 가금류의 계란 생산량을 증가하여 가축 생산성이 증대될 뿐만 아니라 저장성 개선 및 IgY 함량 증가에 따른 계란 품질까지 향상된다는 또 다른 장점이 있다.

Description

농산 부산물을 이용한 기능성 가축 발효 사료 첨가제 제조 방법{Manufacturing methods of fermented feed with agricultural by-products using fermentating}

본 발명은 미생물 사카로마이세스 세레비지에와 바실러스 서브틸리스를 이용하여 농산 부산물을 발효하여 기능성 발효 사료를 제조하는 방법에 관한 것으로서, 구체적으로 과일향을 발향하여 가축들의 기호성을 높일 수 있도록 발효향을 내는 사카로마이세스 세레비지에 MF10003 균주(KFCC11546P)와 단백질 효소 생성능이 우수한 바시러스 서브틸리스 JH1 균주와 YG한천배지 및 액상 배지를 순차적으로 이용하는 배양방법 및 사카로마이세스 세레비지에 MF10003 균주(KFCC11546P)를 접종하여 발효시킴으로써 가축이 좋아하는 과일향을 발향하여 가축 기호성을 증진시키고, 바실러스 서브틸리스 JH1 균주를 접종하여 발효 시킴으로써 가축에게 유용한 효소를 가금류에 급이하였을때 계란 생산성과 품질이 증진시키는 효과가 있는 가축 발효 사료 제조 방법이다.

구제역, 조류인플루엔자(AI)등 가축 전염병의 발생 빈도가 점차 높아지는 상황에서 가축 면역을 키우는 유기 축산에 대한 관심 높아지고 있다. 가축의 면역기능이 저하되어 있는 상태에서는 가축들이 질병에 효과적으로 대응하지 못해 질병이 발생하게 되며, 이를 치료하기 위해 가축에 항생제 사용이 증가하는 상황에서 2011년 7월 1일부터 사료공장에서의 항생제 첨가가 금지됨에 따라 항생제를 대체해 가축 질병 예방 및 치료를 대체할 대체제 개발이 시급하다. 이에 동물의약품 생산업체는 가축질병 예방을 위한 면역증강제 개발에 집중하고 있다.

발효사료는 항생제 대체제가 첨가되어 있어 가축의 면역력을 강화시켜 질병을 사전에 예방할 수 있다. 젖소에 기존의 배합사료를 10~30%정도 빼고 발효 사료로 급여하게 되면 사료의 소화 속도가 빠르며, 비육우에 급여할 경우에는 반추위 기능이 완전하지 못한 기능을 도와 소화에 도움을 주어 생산성이 높아지는 효과가 있고, 미생물을 배양시킨 발효사료를 가축에게 먹인 결과 사료 섭취량이 늘고 분뇨의 냄새와 수분을 감소시키는 효과가 있는 것으로 보고되고 있다. 이러한 발효 사료는 특정 가축에 한정되지 아니하고 대동물인 소(한우, 젖소 등), 소동물인 가금류에 전반적인 효과가 있는 것으로 보고되고 있다.

사료의 발효는 주로 미생물에 의해 일어나게 되는데 사료가 발효되는 과정중에 증식되는 미생물과 증식 과정 중에 생산하는 유기산 등의 대사 산물에 의해 가축의 설사예방, 유량의 향상, 육질개선, 번식률의 증가, 성장 촉진, 반추위 내의 대사장애 예방 등의 효과가 있다. 이러한 이유로 축산에서의 미생물이 함유된 제품은 저가 사료 제품 개발을 통한 축산 농가의 사료비 절감 효과 및 가축 면역 증가등의 기능성을 가지는 사료로서 사용 가능하다.

또한, 효모의 세포벽에서 추출한 고분자 다당류인 β-glucan은 면역증강과 항암효과뿐만 아니라, 혈중 콜레스테롤 저하 효과, 항세균성, 항바이러스성, 항염증 등 약리적인 효능도 보고되었다. β-glucan은 병아리에서 면역 조절제로서 Salmonella를 예방하고, 산란계에 있어서 사료 요구율, 난각강도, 장내 미생물 균총 및 면역 기능 등이 개선되었다는 보고도 있다.

현재까지의 사료는 영양적인 측면과 경제적인 측면만이 고려된 값싸고 영양가치가 높은 사료 위주로 생산 판매되고 있으며, 잉여자원의 활용도를 높여 발효사료로 제조하는 기술에 집중되어 있으나, 사료의 영양 및 기능성 못지 않게 중요한 것이 가축이 사료를 잘 먹는 것이다. 여름에는 더운 기온에 의한 외부 스트레스, 이취, 이질감 등으로 인해 가축이 사료 급여를 거부하는 경우가 많다. 이러한 이유로 증체량 감소, 우유 생산량 감소, 영양 결핍 등의 결과를 초래한다. 따라서, 가축이 잘 먹는 사료를 개발하는 것은 사료 효율 및 가축 생산성을 향상시키는 중요한 요소이므로 이러한 부분의 해결이 가능한 발효사료 개발은 사료 산업 및 축산업 발전에 중요한 과제이다.

이와 관련하여 한국공개특허 제10-2012-0088931호에는 농산 부산물 중 가축이 좋아하는 향긋한 향을 가지는 감귤박으로 조성되는 발효사료로 가축이 사료를 좀 더 많이 섭취할 수 있도록 유도한 감귤박과 맥주부산물을 이용한 발효사료의 제조방법이 개시되어 있으며, 한국공개특허 제10-2012-0072512호에는 가축용 사료에 나무향, 곡물향, 풀잎향으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 향을 첨가하여 제조되는 가축용 사료 및 그 제조방법이 개시되어 있으나, 이는 실질적으로 개발된 사료의 현장 도입 시 대상 가축이 이취, 이질감 등에 의한 사료 기호도가 떨어져 사료 섭취를 하지 않다는 문제점이 발생하였다.

본 발명은 전술한 것과 같은 문제점을 해결하기 위하여 도출된 것으로서,

본 발명은 단미사료를 발효시켰을 때 과일향을 발향시켜 가축의 기호성이 우수한 발효사료를 제조할 수 있도록 사카로마이세스 세레비지에 MF10003 균주(KFCC11546P)와 단백질 효소 생성능이 우수한 바시러스 서브틸리스 JH1 균주와 그 배양방법을 제공함에 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 가축이 발효사료를 많이 섭취할 수 있도록 유도함으로써 가축의 증체량이 증가하여 가축 생산성이 증대될 뿐만 아니라 가금류에 급여할 경우 계란 생산량이 증가하고 품질까지 향상되는 가축기호성이 우수한 발효향을 내는 가축용 발효사료 조성물을 제공함에 다른 목적이 있다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 가축기호성이 우수한 발효향을 내는 사카로마이세스 세레비지에 MF10003 균주(KFCC11546P)와 단백질 효소 생성능이 우수한 바시러스 서브틸리스 JH1 균주를 제공한다.

또한, 본 발명에 의한 사카로마이세스 세레비지에 MF10003 균주(KFCC11546P)와 단백질 효소 생성능이 우수한 바시러스 서브틸리스 JH1 균주 배양 방법은 두 균주를 YG한천배지에서 배양하여 콜로니를 만드는 단계와 순수 배양된 효모 콜로니를 YG액체배지에 접종하여 진탕 배양하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 의한 가축기호성이 우수한 발효향을 내는 가축용 발효사료 조성물은 옥수수, 소맥, 체종박, 비프펄프, 비지박, 버섯박으로 이루어진 군에서 어느 하나 이상이 선택되어 조성되는 단미사료에 사카로마이세스 세레비지에 MF10003 균주(KFCC11546)를 접종하여 발효시켜 얻어지는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 단미사료는 버섯박인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 단미사료에는 대두박이 더 포함되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 사카로마이세스 세레비지에 MF10003 균주(KFCC11546P)와 단백질 효소 생성능이 우수한 바시러스 서브틸리스 JH1 균주는 단미사료를 발효시켰을 때 과일향을 발향시켜 가축의 기호성이 우수하고 단백질 분해 효소와 같은 효소를 다량 생산하여 우수한 발효사료를 제조할 수 있도록 한다는 장점이 있으며, 그 배양방법은 사카로마이세스 세레비지에 MF10003 균주(KFCC11546P)와 단백질 효소 생성능이 우수한 바시러스 서브틸리스 JH1 균주 배양에 효과적이라는 다른 장점이 있다.

또한, 사카로마이세스 세레비지에 MF10003 균주(KFCC11546P)와 단백질 효소 생성능이 우수한 바시러스 서브틸리스 JH1 균주 접종하여 발효시킨 가축기호성이 우수한 발효향을 내는 가축용 발효사료 조성물은 가축이 발효사료를 많이 섭취할 수 있도록 유도함으로써 계란의 생산량을 증가하여 가축 생산성이 증대될 뿐만 아니라 저장성 개선 및 IgY 함량이 증가하고 품질까지 향상된다는 또 다른 장점이 있다.

이하, 본 발명의 일실시예 및 그 효과를 입증할 수 있는 실험결과 등에 대해 상세히 설명하기로 한다.

과일 발효향을 나타내는 효모의 분리

건포도 발효액을 배지에 도말하여 가축이 좋아하는 과일 발효향을 나타내는 최적의 효모를 찾아내기 위하여 다음과 같이 실시하였다.

먼저, 건포도 발효액의 제조는 건포도를 분쇄기로 분쇄하여 비커에 담은 후 동일한 양의 물을 넣고 입구를 밀봉하여, 37℃ 항온항습기에 넣은 후 발효시켰다. 발효 시작 후 12시간 간격으로 뚜껑을 열어 관능적으로 발효 정도를 판단하였다. 최종적으로 72시간 경과 후 건포도 발효액에서 시료 100㎕를 취하여 1% 암피실린 항생제가 첨가된 YG한천배지(효모 추출물 0.5%, 포도당 1.0%, 한천 2.0%)의 기준에 도말하여 콜로니의 모양이나 크기가 다른 효모 5종을 분리하였다. 분리 효모 5종을 새로운 YG한천배지에 순수 배양하였다.

순수 배양된 각각의 분리 효모는 YG액체배지(효모 추출물 0.5%, 포도당 1.0%)에 각각 접종하여 30℃, 72시간 동안 진탕 배양 한 후 냄새측정기(Odor meter)를 이용하여 발효향의 강도를 측정하였다. 측정한 발효향의 강도는 아래의 표 1에 나타내었다. 냄새의 강도의 단위는 0~100 유니트(Unit, U)로 상대적으로 나타낸다.

분리 효모	냄새 강도(유니트)
효모1	22
효모2	8
효모3	42
효모4	12
효모5	15

표 1에 나타나있는 바와 같이, 건포도 발효액으로부터 분리해낸 콜로니의 모양이나 크기가 다른 효모 5종을 냄새측정기를 이용하여 냄새 강도를 측정한 결과, 효모3의 냄새 강도가 다른 효모에 비해 상대적으로 높은 냄새 강도를 나타냈으며, 관능 평가 결과 과일 향에 가까운 향을 나타내었다.

효모3의 정확한 균주명을 알아보기 위해 미생물 동정 전문기관에 의뢰하여 16S rDNA 염기서열을 분석하여 최종적으로 사카로마이세스속(Saccharomyces sp.)에 속하는 효모로 판정되었으며, 사카로마이세스 세레비지에 MF10003(S. cerevisiae MF10003)으로 명명하였으며, 한국미생물보존센터에 기탁하여 KFCC 11546P로 기탁번호를 부여받았다.

단미사료 원료를 이용한 발효사료 제조

사료 원료로 사용 중인 단미사료 원료 중 사카로마이세스 세레비지에로 접종하여 제조되는 발효사료 제조를 위한 최적의 원료를 선정하기 위해 단미사료 원료로 주로 사용되는 옥수수, 소맥, 체종박, 비트펄프, 비지박, 버섯박을 선택하여 실시하였다.

각각의 단미원료 1kg을 멸균 폴리프로필렌(PP) 봉투에 넣은 후 수분 함량을 70%로 조정하여, 고압멸균기(autoclave)에 넣은 후 121℃에서 1시간 동안 멸균한다. 멸균된 각각의 단미사료 원료를 상온에서 24시간 동안 방치, 식힌 후 5%(배지 중량 대비 5%의 효모균을 첨가)의 사카로마이세스 세레비지에 MF10003에 접종하였다. 접종 후 밀봉하여 30℃에서 72시간 동안 발효를 유도하였다. 발효 완료 후 발효 정도를 알아보기 위해 냄새 강도 및 pH를 측정하였으며 이에 대한 결과는 아래의 표2에 나타내었다.

원료	냄새 강도(유니트)	pH
옥수수	23	5.1
소맥	29	6.1
체종박	21	6.1
비트펄프	37	5.6
비지박	40	4.8
버섯박	52	4.2

표 2에 나타나있는 바와 같이, 각각의 단미사료 원료에 발효 시험을 실시한 결과 나타나는 냄새 강도와 pH를 보면 버섯박이 50 유니트로 가장 높게 측정되었고, pH는 4.2로 발효 과정 중에 발생 되는 유기산이 가장 많아 pH가 가장 낮게 측정된 것으로 보인다.

따라서, 버섯박이 사카로마이세스 세레비지에 MF10003로 접종하여 제조되는발효사료에 가장 적합한 단미사료 원료임을 확인할 수 있었다.

발효사료 제조시 최적 발효 온도 결정

발효사료 제조 과정 중 가장 중요한 발효 온도를 결정하기 위해 20℃, 24℃, 30℃, 37℃, 42℃의 온도에서 실시예 2에 의해 확인된 발효사료 제조에 가장 적합한 단미사료 원료인 버섯박에 사카로마이세스 세레비지에 MF10003를 접종하였다.

버섯박 원료 1kg을 멸균 폴리프로필렌(PP) 봉투에 넣은 후 수분 함량을 70%로 조정하여, 고압멸균기(autoclave)에 넣은 후 121℃에서 1시간 동안 멸균한다. 멸균된 버섯박 원료를 상온에서 24시간 동안 방치, 식힌 후 5%의 사카로마이세스 세레비지에 MF10003에 접종하였으며, 72시간 동안 발효를 유도하였다. 발효 완료 후 발효 정도를 알아보기 위해 냄새 강도 및 pH를 측정하였으며 이에 대한 결과는 아래의 표 3에 나타내었다.

온도(℃)	버섯박
		냄새 강도(유니트)	pH
		20	11	6.2
24	27	5.4
30	32	5.0
37	62	4.2
42	54	4.4

표 3에 나타나있는 바와 같이, 발효 온도를 달리하여 냄새 강도를 측정한 결과 37℃에서 발효한 발효사료의 냄새 강도가 62 유니트로 가장 높았으며, pH도 4.2로 발생되는 유기산이 가장 많아, 사카로마이세스 세레비지에 MF10003의 최적 발효 온도는 37℃임을 확인할 수 있었다.

최적 발효사료 제조를 위한 첨가제 결정

발효사료 제조를 위한 최적 단미사료 원료인 버섯박의 경우 탄소원을 풍부하게 함유하게 있는 반면 질소원의 함량은 상대적으로 낮아 발효사료에 질소원을 첨가 할 필요가 있어 이에 사료 원료 중 조단백 함량이 높은 대두박, 면실피, 소맥피, 알파파, 건조효모를 선택하여 각각 첨가하여 실험을 진행하였다.

버섯박 원료 1kg을 멸균 폴리프로필렌(PP) 봉투에 넣고, 첨가제의 농도를 5%가 되도록 하여 각각 첨가한 후 수분 함량을 70%로 조정하여, 고압멸균기(autoclave)에 넣은 후 121℃에서 1시간 동안 멸균한다. 멸균된 원료를 상온에서 24시간 동안 방치, 식힌 후 5%의 사카로마이세스 세레비지에 MF10003에 접종하였다. 접종 후 밀봉하여 37℃에서 72시간 동안 발효를 유도하였다. 발효 완료 후 발효 정도를 알아보기 위해 냄새 강도 및 pH를 측정하였으며 이에 대한 결과는 아래의 표 4에 나타내었다.

첨가제	냄새 강도(유니트)	pH
대두박	76	4.2
면실피	58	4.1
소맥피	51	4.9
알파파	52	4.8
건조효모	62	4.3

표 4에서 나타나 있는 바와 같이, 최적 발효사료 제조를 위한 첨가제 실험에서 대두박을 첨가한 실험군에서 냄새 강도가 76 유니트로 가장 높은 강도를 나타내었다. 한편, 면실피를 첨가한 실험군에서 pH가 4.1로 측정되어 가장 우수한 pH를 나타내었으나 종합적으로 평가해볼 때 버섯박 원료에 대두박이 첨가된 발효사료가 최적의 발효사료임을 확인할 수 있었다.

발효사료의 가축 기호성 및 가금류 적용 실험

상기 실시예 2~4에서 결정된 최적의 발효 조건하에서 발효된 발효사료의 가축 기호성 및 젖소의 우유 생산량과 유제품 품질에 미치는 영향에 대해 실험에 보았다.

시험을 위한 가축의 사양은 같은 산차의 산란계 20마리를 네 그룹으로 나누어 독립적으로 사양한다. 사양 기간은 15일 동안이며, 사료 급여는 1일 아침 1회 주었으며, 그외 조건은 일반 산란계 사양 조건과 동일하게 실시한다.

개발 발효사료를 5~20%의 비율로 완전배합사료 산란용 사료에 첨가하였다.

발효사료의 가축 기호성 실험은 1일 사료 급여량을 1kg로 동일하게 각각의 실험군의 개체별로 급여하고, 다음날 사료 급여 전 남은 사료를 수거하여 섭취한 양을 결정하였다.

산란계 적용 실험은 사료 급여 후 7일이 경과 된 시점에 3일 간격으로 계란을 수거하여 계란의 생산성과 품질을 검정하였다.

산란계에 발효 사료를 급여하였을 경우, 일반 사료 및 비 발효 사료 급여 군에 비해 계란 생산량이 5.5% 증가함을 나타내었다. 또한 발효 사료 급여군의 계란은 대조군에 비해 저장정 개선 및 난황내 IgY 함량이 증가하여, 기능성 사료로써 개발 가능성을 나타내었다.

Claims

가축기호성이 우수한 발효향을 내는 사카로마이세스 세레비지에 MF10003 균주(KFCC11546P).
상기 청구항 1의 사카로마이세스 세레비지에 MF10003 균주(KFCC11546P)를 YG한천배지에서 배양하여 효모 콜로니를 만드는 단계와 순수 배양된 효모 콜로니를 YG액체 배지에 접종하여 진탕 배양하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 사카로마이세스 세레비지에 MF10003 균주(KFCC11546P)의 배양 방법.
버섯 가공 및 재배 후 생산되는 부산물에 사카로마이세스 세레비지에 MF10003 균주(KFCC11546P)와 바실러스 서브틸리스 JH1 접종하여 발효시켜 얻어지는 가축기호성이 우수한 발효향을 내는 가축용 발효사료 조성물.
청구항 3에 있어서,
상기 단미사료는 버섯박인 것을 특징으로 하는 가축기호성이 우수한 발효향을 내는 가축용 발효사료 조성물.