KR20170105023A - 딱정벌레 분말 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 적어도 67중량% 단백질 및 적어도 5중량% 키틴을 함유하는 딱정벌레 분말 (중량 백분율은 딱정벌레 분말의 총 중량에 대한 것임)에 관한 것이다. 본 발명은 또한 딱정벌레 분말 제조 방법, 및 특히 인간 또는 동물 영양에서의 그의 용도에 관한 것이다.
Description
본 발명은 곤충 분말에 관한 것이다. 본 발명은 또한 상기 분말의 제조 방법, 및 인간 또는 동물 영양에서의, 및 더욱 특히, 어류 사료에서의 그의 용도에 관한 것이다.
양식은 현재 식품 산업에서 가장 역동적인 분야 중 하나이다. 높은 어류 수요가 어류 양식용 사료의 가격을 현저히 증가시켰다.
어류 사료에서 가장 많이 사용되는 생성물 중 하나는 어분이다. 어분은 양식 사료에서 단백질의 주요 공급원 중 하나이다. 이는 쉽게 소화되는 동물 단백질이 매우 풍부한 (리신 및 메티오닌 유형의 아미노산이 풍부한) 가루이다. 제한된 공급과 함께 동반되는 수요 증가는 그의 가격을 현저히 증가시켰으며, 양식의 지속적인 성장에 위험을 일으킨다. 따라서, 양식 사료용으로 고품질이며, 가능한 한 재생가능한 단백질의 대체 공급원이 고도로 요구되고 있다.
곤충 가루는 천연 대체 단백질 공급원을 제공하며, 최소의 생태 발자국으로 대량 생산될 수 있는 가능성을 제공한다. 특히, 특정 딱정벌레, 예컨대, 테네브리오 몰리토르(Tenebrio molitor)는 집약적 대량 생산에 적합한 이점을 가지고 있다.
그러나, 어분을 대신하여 각종 곤충 가루로 대체한 시험 결과는 혼재되어 있는 것으로 입증된다. 대체가 가능하다고 입증된 경우, 이는 일반적으로 50%를 초과하지 않으며; 상기 함량을 초과하는 경우에 어류 성장에 유해한 효과가 관찰된다.
본 발명자들의 연구를 통해 특정 곤충 분말이 이롭게는 양식 사료 중 어분을 대체하는 데 사용될 수 있다는 것이 입증될 수 있었다.
그러므로, 본 발명은 적어도 67중량% 단백질 및 적어도 5중량% 키틴을 포함하는 딱정벌레 (딱정벌레목) 분말에 관한 것이며, 중량 백분율은 딱정벌레 분말의 총 중량에 대해 상대적인 값으로 제시된 것이다.
본 출원과 관련하여, 및 달리 규정되지 않는 한, 명시된 값의 범위는 포괄적인 것으로 이해된다는 점에 주의할 것이다.
"딱정벌레 분말"이란, 단독으로 딱정벌레, 및 임의적으로, 물로부터 제조된 입자 형태의 조성물을 의미한다.
딱정벌레 분말의 잔류 수분 함량은 2 내지 15%, 바람직하게, 5 내지 10%, 더욱 바람직하게, 4 내지 8%로 구성된다. 상기 수분 함량은 예를 들어, 2009년 1월 27일의 EC 규정 152/2009로부터 기원한 방법 (103℃/4 h)에 따라 측정될 수 있다.
본 출원 전역에 걸쳐, 규정, 표준 또는 지시에 대하여 날짜가 명시되지 않은 경우, 출원일 당시 실행 중인 규정, 표준 또는 지시를 참조한다.
딱정벌레 분말을 인간 또는 동물 영양을 위해 허용되는 입자 크기로 분쇄되었을 때, 후자는 "딱정벌레목 가루"로 지칭될 수 있다. "인간 또는 동물 영양을 위해 허용되는 입자 크기"란, 100 ㎛ 내지 1.5 mm로 구성된, 바람직하게는, 300 ㎛ 내지 1 mm, 더욱 바람직하게, 500 내지 800 ㎛로 구성된 입자 크기를 의미한다.
바람직하게, 본 발명에 따라 바람직한 딱정벌레는 거저리과, 검정풍뎅이과, 수시렁이과, 무당벌레과, 하늘소과, 딱정벌레과, 비단벌레과, 꽃무지과, 왕바구미과, 또는 그의 혼합물에 속하는 것이다.
더욱 바람직하게, 이는 하기 딱정벌레이다: 테네브리오 몰리토르, 알피토비우스 디아페리누스(Alphitobius diaperinus), 조포바스 모리오(Zophobas morio), 테네브리오 옵스쿠루스(Tenebrio obscurus), 트리볼리움 카스타네움(Tribolium castaneum) 및 린초포루스 페루기네우스(Rhynchophorus ferrugineus), 또는 그의 혼합물.
"단백질"이란, 일정량의 조 단백질을 의미한다. 조 단백질의 정량화는 관련 기술분야의 통상의 기술자에게 널리 공지되어 있다. 예로서, 뒤마스(Dumas) 방법 또는 켈달(Kjeldahl) 방법이 언급될 수 있다. 바람직하게, 표준 NF EN ISO 16634-1 (2008)에 상응하는 뒤마스 방법이 사용된다.
바람직하게, 딱정벌레 분말은 68중량% 조 단백질, 더욱 바람직하게, 70중량% 조 단백질을 포함하며, 중량 백분율은 딱정벌레 분말의 총 중량에 대해 상대적인 값으로 제시된 것이다.
본 발명에 따라, "키틴"이란, 임의 유형의 키틴 유도체, 즉, N-아세틸-글루코사민 단위 및 D-글루코사민 단위를 포함하는 임의 유형의 다당류 유도체, 특히, 키틴-폴리펩티드 공중합체 (종종 "키틴-폴리펩티드 복합체"로도 지칭된다)를 의미한다. 상기 공중합체는 또한 흔히 멜라닌 유형의 색소와 조합될 수 있다.
키틴은 생물계에서 셀룰로스 다음으로 두번째로 가장 많이 합성된 중합체가 될 것이다. 실제로, 키틴은 생물계의 많은 종에 의해 합성되며: 이는 갑각류 및 곤충의 외골격 및 진균을 감싸고, 그를 보호하는 외측 벽의 일부를 구성한다. 더욱 특히, 곤충에서 키틴은 따라서 그의 외골격의 3 내지 60%를 구성한다.
키틴 함량은 그의 추출에 의해 측정된다. 상기 방법은 실시예 2에 기술된 방법 AOAC 991.43일 수 있고, 이는 측정하는 데 있어 바람직한 방법이다.
바람직하게, 분말은 5 내지 16중량% 키틴, 더욱 바람직하게, 8 내지 14% 키틴을 포함하며, 중량 백분율은 딱정벌레 분말의 총 중량에 대해 상대적인 값으로 제시된 것이다.
본 발명에 따른 딱정벌레 분말은 고함량의 조 단백질을 포함한다. 상기 함량은 보통 가수분해 단계를 포함하는 딱정벌레-처리 방법에 의해서만 수득된다. 가수분해 단계는 키틴 함량을 조성물의 총 중량 대비 대략 5중량%의 수준, 예컨대, 5중량% 미만의 수준으로 감소시키는 효과를 가진다.
현재, 키틴은 소화되기가 어렵기 때문에, 이는 흔히 항-영양 인자의 한 종류로 간주되고 있다. 이를 통해 농식품 분야에서의 적용을 위해, 곤충-기반 조성물이 탈키틴화되는 이유, 즉, 키틴을 제거하는 단계가 수행되는 이유가 설명된다. 본 발명자들의 연구를 통해서는 또한 인정받은 아이디어와 달리, 키틴은 상당량의 키틴 함량을 포함하는 본 발명에 따른 딱정벌레 분말을 공급받은 어류의 성장에 어떤 영향도 미치지 않았다는 것이 입증될 수 있었다 (하기 실시예 4 참조). 그에 반해, 본 발명에 따른 딱정벌레 분말은 이롭게는 양식용 사료 중 단지 일부만을 대체할 수 있는 것이 아니라, 그 전체 모두를 대체할 수 있다. 실제로, 본 발명에 따른 딱정벌레 분말은 상기 분말을 공급받은 동물의 성장을 개선시킬 수 있다.
또한, 사료 제조 프로세스 동안, 본 발명에 따른 딱정벌레 분말의 도입은 또한 임의적 열 처리 동안 수용성 비타민의 손실을 감소시키고, 임의적 압출 단계 동안 요구되는 에너지를 감소시킨다는 특정 이점을 가진다.
이롭게는, 본 발명에 따른 딱정벌레 분말은 딱정벌레 분말의 총 중량 대비 4중량% 이하, 더욱더 이롭게는 3.5% 이하의 회분 함량을 가진다.
회분은 본 발명에 따른 조성물의 연소로부터 생성되는 잔류물을 구성한다.
회분 함량을 측정하는 방법은 관련 기술분야의 통상의 기술자에게 널리 공지되어 있다. 바람직하게, 회분 함량은 2009년 1월 27일의 EC 규정 152/2009에 의해 규정된 방법에 따라 측정될 수 있다.
본 발명에 따른 딱정벌레 분말의 지방 함량은 바람직하게, 딱정벌레 분말의 총 중량 대비 5 내지 20중량%, 더욱 바람직하게, 9 내지 17%로 구성된다.
지방 함량을 측정하는 방법은 관련 기술분야의 통상의 기술자에게 널리 공지되어 있다. 예로서 및 바람직한 방식으로, 상기 함량은 EC 규정 152/2009의 방법에 따라 측정될 것이다.
이롭게는, 본 발명에 따른 딱정벌레 분말의 단백질은 조 단백질의 총 중량 대비 85중량% 이상의 소화율을 가진다.
소화율은 지시 72/199/EC에 기술된 방법에 의해 측정되는 펩신 소화율이다. 바람직하게, 소화율은 86% 이상, 더욱 바람직하게, 88% 이상이다.
이롭게는, 본 발명에 따른 딱정벌레 분말은 단백질의 총 중량 대비 35 내지 65중량% 가용성 단백질을 포함하고, 가용성 단백질의 적어도 50%의 크기는 12,400 g/mol 이하이다.
"단백질의 총 중량"이란, 본 발명에 따른 딱정벌레 분말에 존재하는 조 단백질의 중량을 의미한다.
"가용성 단백질"이란, 조 단백질 중에서 pH 6 내지 8, 이롭게는 pH 7.2 내지 7.6으로 구성된 pH의 수용액 중에서 가용성을 띠는 것을 의미한다.
바람직하게, 수용액은 pH 6 내지 8, 이롭게는 pH 7.2 내지 7.6으로 구성된 pH의 완충제 용액이다. 바람직하게, 완충제 용액은 pH가 7.4 +/- 0.2인, NaCl 포스페이트 완충제 용액이다.
인간 및 동물에서 단백질의 소화율은 상당하게는 단백질 크기에 의해 측정된다. 동물 영양에서, 동물에 의해 소화를 촉진시키기 위해 단백질 크기를 축소시키는 것이 일반적이다. 이러한 단백질 크기 축소는 일반적으로 가수분해 프로세스 (예를 들어, 효소적 가수분해 프로세스)에 의해 수행되며, 그를 수행하는 것은 특히 비용이 많이 든다.
가수분해를 포함하지 않는 방법에 의해 수득된 본 발명에 따른 딱정벌레 분말은, 크기가 동물에 의해 쉽게 소화될 수 있도록 충분히 축소된 다량의 가용성 단백질을 포함한다. 본 발명에 따른 딱정벌레 분말은 또한 보다 저렴함 비용으로 제조될 수 있다는 이점을 가진다.
이롭게는, 본 발명에 따른 딱정벌레 분말은 단백질의 총 중량 대비 38 내지 60중량%, 바람직하게, 43 내지 55중량% 가용성 단백질을 포함한다.
바람직하게, 가용성 단백질의 적어도 60%, 바람직하게, 적어도 70%의 크기는 12,400 g/mol 이하이다.
더욱 특히, 가용성 단백질 크기는 6,500 내지 12,400 g/mol로 구성된다.
이롭게는, 가용성 단백질 중 10% 미만, 바람직하게, 8% 미만, 더욱 바람직하게, 6% 미만의 크기는 29,000 g/mol 이상이다.
예로서, 본 발명에 따른 딱정벌레 분말의 가용성 단백질 크기의 입체 배제 크로마토그래피 분석은 실시예 6에 제시되어 있다.
본 발명은 또한 본 발명에 따른 딱정벌레 분말 제조 방법을 개시한다.
본 발명에 따른 딱정벌레 분말 제조 방법은 딱정벌레를 압착시키는 단계를 포함한다.
압착 목적은 딱정벌레에서 오일을 제거하고, 이로써, 오일 (또는 지방) 함량이 압착 케이크의 건조 중량 대비 20중량% 이하, 바람직하게는, 17% 이하인 압착 케이크를 수득하고자 하는 것이다.
압착 단계는 이하 상세하게 설명되는 제조 방법의 단계 2에 더욱 상세하게 기술되어 있다.
특히, 열간 또는 냉간 압착을 수행할 수 있다. 바람직하게, 단일 스크류 프레스가 사용된다.
더욱 특히, 본 발명에 따른 제조 방법은 하기 단계:
i) 딱정벌레를 죽이는 단계,
ii) 딱정벌레를 압착시켜 압착 케이크를 수득하는 단계, 및
iii) 압착 케이크를 분쇄시키는 단계를 포함한다.
이하 상세한 방법의 단계 1에서 더욱 상세하게 기술되는 바와 같이, 스칼딩 또는 블랜칭하여 딱정벌레를 죽일 수 있다.
유사하게, 분쇄는 상세한 방법의 단계 4에서 더욱 상세하게 기술된다.
마지막으로, 본 발명에 따른 제조 방법은 또한 압착 케이크를 건조시키는 단계를 포함할 수 있다.
건조 단계는 이롭게는 압착 단계 이후 및 분쇄 단계 이전에 수행된다.
건조는 상세하게 설명된 본 방법의 단계 3에서 더욱 상세하게 기술된다.
본 발명에 따른 딱정벌레 분말 제조를 위한 상세한 방법
· 단계 1: 곤충을 죽이는 단계
본 죽이는 단계 1은 이롭게는 스칼딩에 의해 또는 블랜칭에 의해 수행될 수 있다. 본 단계 1은 미생물 로드를 감소시키면서 (악화 위험 및 건강상의 위험을 감소시키면서), 및 자기분해, 및 따라서, 그의 신속한 갈변을 일으킬 수 있는 곤충의 내부 효소를 불활성화시킴으로써 곤충을 죽일 수 있다.
따라서, 스칼딩을 위해, 곤충, 바람직하게, 유충을 2 내지 20 min, 바람직하게, 5 내지 15 min 동안 물로 스칼딩한다. 바람직하게, 물은 95 내지 100℃, 바람직하게, 100℃로 구성된 온도이다.
스칼딩 동안 도입된 물의 양은 하기와 같이 측정된다: 곤충의 중량 (g)에 대한 물 부피 (mL)의 비는 바람직하게, 0.3 내지 10, 더욱 바람직하게, 0.5 내지 5, 더욱더 바람직하게, 0.7 내지 3, 더욱더 바람직하게, 대략 1로 구성된다.
블랜칭을 위해, 곤충, 바람직하게, 유충을 80 내지 130℃, 바람직하게, 90 내지 120℃, 더욱 바람직하게, 95 내지 105℃, 더욱더 바람직하게, 98℃로 구성된 온도의 증기 (증기 노즐 또는 베드)로, 또는 95 내지 100℃, 바람직하게, 100℃로 구성된 온도의 물로 (분무 노즐에 의해) 또는 80 내지 130℃, 바람직하게, 90 내지 120℃, 더욱 바람직하게, 95 내지 105℃, 더욱더 바람직하게, 98℃로 구성된 온도에서 혼합 모드로 (물 + 증기) 블랜칭한다. 블랜칭 챔버에서의 상주 시간은 1 내지 15분, 바람직하게, 3 내지 7 min으로 구성된다.
· (임의적) 단계: 분쇄 단계
곤충을 스칼딩 탱크 또는 블랜칭 챔버로부터 제거한 후, 이를 체질하거나(또는 배출시키고), 분쇄기, 예컨대, 나이프 밀에 놓고, 이로써, 곤충을 입자로 축소시킬 수 있다.
분쇄를 촉진시키기 위해, 일정량의 물을 첨가할 수 있다. 상기 물의 양은 스칼딩 단계 1 동안 도입된 것과 유사하고: 곤충의 중량 (g)에 대한 물 부피 (mL)의 비는 바람직하게, 0.3 내지 10, 더욱 바람직하게, 0.5 내지 5, 더욱더 바람직하게, 0.7 내지 3, 더욱더 바람직하게, 대략 1로 구성된다. 또한, 본 단계를 수행하기 위해 스칼딩 물 및/또는 블랜칭으로부터 생성된 물을 그대로 유지시킬 수 있다.
바람직하게, 분쇄 단계 완료시, 곤충 입자의 크기는 1 cm (현미경 사용으로 관찰될 수 있는 가장 큰 입자 크기) 미만, 바람직하게, 0.5 cm 미만이다. 바람직하게, 입자 크기는 300 ㎛ 내지 3 mm, 더욱 바람직하게, 500 ㎛ 내지 1 mm로 구성된다. 입자 크기를 반드시 예를 들어, 250 ㎛ 미만인 크기로까지 과도하게 축소시킬 필요는 없다.
· 단계 2: 압착 단계
이어서, 죽이는 단계 1 기원의 곤충, 또는 임의적 분쇄 단계 기원의 습윤 페이스트를 지방 분획 및 단백질 분획, 둘 모두를 포함하는 주스를 압착 및 분리시킬 수 있는 방법에 따라 프레스에 배치한다.
바람직하게, 압착 단계를 통해 오일 함량이 압착 케이크의 건조 중량 대비 20중량% 이하, 바람직하게, 17% 이하, 더욱 바람직하게, 15% 이하인 것을 포함하는 압착 케이크를 수득할 수 있다.
유사하게, 압착 단계를 통해 건조 물질 함량이 30% 내지 60%, 바람직하게, 40% 내지 55%, 및 더욱 바람직하게, 45% 내지 55%로 구성된 압착 케이크를 수득할 수 있다.
임의의 프레스 시스템, 예컨대, 예를 들어, 단일 스크류 또는 트윈 스크류 프레스 (엔젤(Angel) 타입의 트윈 스크류 프레스), 필터 프레스 (코큐넷(Choquenet) 타입의 필터 프레스), 플래튼 프레스 등이 압착 단계를 수행하는 데 사용될 수 있다. 이러한 시스템은 상기 언급된 오일 및/또는 수분 함량을 수득하기 위해 압착 조건을 결정할 수 있는 관련 기술분야의 통상의 기술자에게 널리 공지되어 있다.
특히, 열간 또는 냉간 압착을 수행할 수 있다. 이롭게는, 압착은 열간 압착으로 수행될 것이며, 이로써, 압착 케이크의 오일 제거를 증가시킬 수 있다. 특히, 열간 압착을 통해 오일 함량이 압착 케이크의 건조 중량 대비 17중량% 이하, 바람직하게, 15% 이하인 것을 포함하는 압착 케이크를 수득할 수 있다.
· 단계 3: 건조 단계
이어서, 압착 케이크를 관련 기술분야의 통상의 기술자에게 공지된 표준 기술에 의해 건조시킨다. 건조는 60℃ 내지 260℃로 구성된 온도에서 15 min 내지 24시간 동안 이루어지는 직접 또는 간접 건조일 수 있다 (박층 건조기, "패들 건조기," "튜블라 건조기," "디스크-건조기" 등). 예로서, 압착 케이크를 배열시키고, 80℃ 내지 100℃, 바람직하게, 90℃로 구성된 온도에서 3 내지 7시간, 바람직하게, 5시간으로 구성된 지속 기간 동안 환기식/교반식 공기에서 건조시킬 수 있다.
본 건조 단계의 목적은 수분 함량이 2 내지 15%, 바람직하게, 5 내지 10%, 더욱더 바람직하게, 4 내지 8%로 구성된 압착 케이크를 수득하고자 하는 것이다.
· 단계 4: 최종 분쇄 단계
이어서, 건조된 압착 케이크를 분쇄기, 예컨대, 해머 밀에 놓고, 이로써, 압착 케이크를 입자로 축소시킬 수 있다.
이롭게는, 본 최종 분쇄 단계 완료시, 곤충 입자의 크기는 0.5 cm (현미경 사용으로 관찰될 수 있는 가장 큰 입자 크기) 미만, 바람직하게, 대략 1 mm이다. 더욱 특히, 입자 크기는 300 ㎛ 내지 1 mm, 더욱더 바람직하게, 500 내지 800 ㎛로 구성된다.
연속된 상기 4 단계를 통해 조성물의 총 중량 대비 대략 적어도 5중량%로 키틴 함량은 유지하면서, 고함량의 조 단백질을 포함하는, 본 발명에 따른 딱정벌레 분말을 수득할 수 있다.
상기 명시된 바와 같이, 압착 단계는 냉간 또는 열간 압착으로 수행될 수 있다.
냉간 압착을 포함하는, 본 발명에 따른 딱정벌레 분말을 수득하는 방법의 예로서:
미리 끓여 놓은 200 mL 물을 함유하는 비이커 안에 유충, 예를 들어, T. 몰리토르(T. molitor)의 유충을 도입시키고, 100℃ 수조에서 스칼딩에 의해 죽인다. 5분 후, 수조로부터 비이커를 제거하고, 유충을 배출시킨 후, 200 mL 부피의 물과 혼합한다. 이렇게 수득된 액체를 트윈 스크류 타입 프레스에 통과시킨다. 이렇게 수득된 압착 케이크를 70℃ 오븐에서 24시간 동안 건조시킨 후, 250 ㎛로 분쇄시킨다.
열간 압착을 포함하는, 본 발명에 따른 딱정벌레 분말을 수득하는 방법의 예로서:
유충, 예를 들어, T. 몰리토르의 유충을 블랜칭 챔버 내로 도입시키고, 100℃에서 5 min 동안 증기 중에서 블랜칭한다. 이어서, 이렇게 블랜칭된 유충을, 물 함량이 높은 생성물에 적합한 "건조"형 프레스 내로 도입시킨다. 이렇게 수득된 압착 케이크를 90℃ 오븐에서 5시간 동안 건조시킨 후, 해머 밀에서 1 mm로 분쇄시킨다.
바람직하게, 본 발명에 따른 딱정벌레 분말을 제조하는 방법은 하기 단계:
i) 딱정벌레를 죽이는 단계,
ii) 딱정벌레를 압착시켜 압착 케이크를 수득하는 단계,
iii) 압착 케이크를 건조시키는 단계, 및
iv) 압착 케이크를 분쇄시키는 단계를 포함한다.
따라서, 본 발명에 따른 방법의 제1의 실시양태에 따라, 압착 단계는 딱정벌레를 분쇄시키는 단계 이후에 이루어진다.
따라서, 본 발명은 하기 단계:
i) 딱정벌레를 죽이는 단계,
ii) 딱정벌레를 압착시켜 압착 케이크를 수득하는 단계,
iii) 압착 케이크를 건조시키는 단계, 및
iv) 압착 케이크를 분쇄시키는 단계를 포함하고,
여기서, 압착 단계는 딱정벌레를 분쇄시키는 단계 이후에 이루어지는 것인, 본 발명에 따른 딱정벌레 분말을 제조하는 방법에 관한 것이다.
압착 이전에 딱정벌레를 분쇄시키는 단계의 이점은 실시예 5에 더욱 상세하게 기술된다.
본 발명에 따른 방법의 제2의 실시양태에 따라, 딱정벌레를 압착시키는 단계는 열간 압착으로 수행된다.
따라서, 본 발명은 하기 단계:
i) 딱정벌레를 죽이는 단계,
ii) 딱정벌레를 압착시켜 압착 케이크를 수득하는 단계,
iii) 압착 케이크를 건조시키는 단계, 및
iv) 압착 케이크를 분쇄시키는 단계를 포함하고,
여기서, 압착 단계는 열간 압착으로 수행되는 것인, 본 발명에 따른 딱정벌레 분말을 제조하는 방법에 관한 것이다.
상기 명시된 바와 같이, 열간 압착을 통해 오일 함량이 압착 케이크의 건조 중량 대비 17중량% 이하, 바람직하게, 15% 이하인 것을 포함하는 압착 케이크를 수득할 수 있다.
본 발명에 따른 방법의 제3의 실시양태에 따라, 압착 케이크를 분쇄시키는 단계는 300 ㎛ 내지 1 mm, 바람직하게, 500 내지 800 ㎛로 구성된 입자 크기로 수행된다.
따라서, 본 발명은 하기 단계:
i) 딱정벌레를 죽이는 단계,
ii) 딱정벌레를 압착시켜 압착 케이크를 수득하는 단계,
iii) 압착 케이크를 건조시키는 단계, 및
iv) 압착 케이크를 분쇄시키는 단계를 포함하고,
여기서, 압착 케이크를 분쇄시키는 단계는 300 ㎛ 내지 1 mm로 구성된 입자 크기로 수행되는 것인, 본 발명에 따른 딱정벌레 분말을 제조하는 방법에 관한 것이다.
더욱 특히, 본 발명에 따른 방법의 본 제3의 실시양태에서, 딱정벌레를 압착시키는 단계는 열간 압착으로 수행될 수 있다. 대안적으로, 압착 단계는 딱정벌레를 분쇄시키는 단계 이후에 수행될 수 있다.
본 발명은 마지막으로 인간 또는 동물 영양에서의 본 발명에 따른 딱정벌레 분말의 용도에 관한 것이다.
이롭게는, 본 발명에 따른 딱정벌레 분말은 애완동물, 예컨대, 개, 고양이, 조류, 어류, 파충류, 및 설치류용의 사료에서 사용될 수 있다.
더욱 특히, 본 발명에 따른 딱정벌레 분말은 양식 (어류, 갑각류), 가금류 (닭), 돼지, 반추동물 (소, 양, 염소, 말) 및 밍크용 사료에서 사용될 수 있다.
마지막으로, 본 발명에 따른 딱정벌레 분말은 이롭게는 단백질 가루를 대체하는 데 사용될 수 있다.
단백질 가루란, 더욱 특히, 어분, 분유 또는 락토세럼 분말, 농축 대두 단백질 ("CSP"), 고깃 가루, 예컨대, 예를 들어, 가금류 가루를 의미한다.
대체는 부분적 또는 전체 대체일 수 있다.
바람직하게, 본 발명에 따른 딱정벌레 분말은 어분의 부분 또는 전체, 예컨대, 50% 또는 100% 대체를 위해 사용된다.
본 발명의 다른 특징 및 이점은 도면을 참조하여, 예시로 제공되는 하기 실시예로부터 자명해질 것이다:
- 도 1은 상이한 용량의 본 발명에 따른 딱정벌레 분말을 공급받은 송어 양식이 이루어진 탱크내 수온 및 용존 산소 수준의 변동을 도시한 다이어그램이고,
- 도 2는 상이한 용량의 본 발명에 따른 딱정벌레 분말을 공급받은 송어의 최종 체중 (도 2a) 및 사료 요구율 (도 2b)에 미치는 영향을 도시한 2개의 다이어그램을 포함하는 것이고,
- 도 3은 압착 단계, 또는 분쇄 단계 이어서, 압착을 포함하는 방법에 의해 수득된 주스 및 압착 케이크에서 발견되는, 곤충 기원의 지질의 분포를 도시한 것이고,
- 도 4는 본 발명에 따른 딱정벌레 분말의 단백질의 크기에 대한 입체 배제 크로마토그래피 분석을 나타낸 다이어그램이다.
- 도 1은 상이한 용량의 본 발명에 따른 딱정벌레 분말을 공급받은 송어 양식이 이루어진 탱크내 수온 및 용존 산소 수준의 변동을 도시한 다이어그램이고,
- 도 2는 상이한 용량의 본 발명에 따른 딱정벌레 분말을 공급받은 송어의 최종 체중 (도 2a) 및 사료 요구율 (도 2b)에 미치는 영향을 도시한 2개의 다이어그램을 포함하는 것이고,
- 도 3은 압착 단계, 또는 분쇄 단계 이어서, 압착을 포함하는 방법에 의해 수득된 주스 및 압착 케이크에서 발견되는, 곤충 기원의 지질의 분포를 도시한 것이고,
- 도 4는 본 발명에 따른 딱정벌레 분말의 단백질의 크기에 대한 입체 배제 크로마토그래피 분석을 나타낸 다이어그램이다.
실시예
1: 본 발명에 따른 딱정벌레 분말 제조 방법
딱정벌레 분말 제조에 사용되는 딱정벌레는 테네브리오 몰리토르 유충이다. 유충 수령시, 이를 죽이기 전에 주된 분해 없이 그의 사육 탱크에서 4℃하에 0 내지 15일 동안 보관할 수 있다. 사용된 유충의 중량 (연령)은 가변적이며, 그 결과, 그의 조성은 하기 표 1에 제시된 바와 같이 다양할 수 있다:
<표 1>
* %는 유충의 습윤 중량 대비의 건조 중량으로 표시된 것이다.
표 1: 테네브리오 몰리토르 유충의 그의 중량에 따른 생화학적 조성.
· 단계 1: 곤충의 블랜칭
살아있는 유충 (+4℃ 내지 +25℃)을 천공 컨베이어 벨트 (1 mm) 상의 두께가 2 내지 10 cm인 것으로 구성된 층에서 블랜칭 챔버로 운반한다. 이로써, 곤충을 98℃하에 증기로 (증기 노즐 또는 베드) 또는 100℃하에 물로 (분무 노즐) 또는 혼합된 모드로 (물 + 증기) 블랜칭한다. 블랜칭 챔버에서의 상주 시간은 1 내지 15분, 이상적으로는 5 min인 것으로 구성된다.
블랜칭 이후 유충의 온도는 75℃ 내지 98℃인 것으로 구성된다.
· 단계 2: 압착
일단 블랜칭하고 나면, 유충을 연속 단일 스크류 프레스의 공급 호퍼로 운반한다. 프레스를 통과하는 동안, 오일 제거 수율을 증가시키기 위해 유충을 70℃ 초과의 온도에서 유지시킨다. 오일을 제거하는 원리는 중앙 샤프트 상에 배치된 스크류와 고리 장치에 의해 원통형 케이지 내부에서 물질에 압력을 가하는 것이다. 섹션에 분포되어 있고, 작업 면적에 의존하여 상이한 두께의 간격을 두고 이격되어 있는 막대가 케이지 내부에 줄지어 있다. 이렇게 배열된 간극을 통해 오일/지방 분획은 유동될 수 있는 반면, "압착 케이크"로 명명되는, 소위 "건조" 물질이라 불리는 단백질 분획 통과에는 제한을 두며, 이로써, 가압에 관여한다.
수득되는 압착 수율은 48 내지 55%로 구성된다.
Y케이크= (질량케이크 /질량주스 + 질량케이크).
수득된 압착 케이크는 35 내지 40% 건조 물질, 67 내지 75% 단백질 및 13 내지 17% 지방을 함유하며, 중량 백분율은 압착 케이크의 건조 중량에 대해 상대적인 값으로 제시된 것이다.
· 단계 3: 건조
이어서, 압착 케이크를 박층 (대략 2 cm)의 트레이 상에 배열하고, 건조 물질 함량이 92% 초과인 압착 케이크를 수득하기 위한 90℃에서 5시간 동안 환기식/교반식 공기에서 건조시킨다.
본 단계를 통해 죽이는 단계 이래로 발생할 수 있는 임의의 오염으로부터 보호할 수 있다.
건조 후 Aw (수분 활성)은 0.35이다. 미생물 결과, 살모넬라 종(Salmonella spp)은 존재하지 않고 (방법: IRIS 살모넬라 BKR 23/07-10/11), 엔테로박테리아(Enterobacteria) 값은 10 CFU/g 미만인 것으로 나타났다 (방법: NF ISO 2128-2, 2004년 12월, 30℃ 및 37℃).
· 단계 4: 분쇄
마지막으로, 주로 단백질을 포함하는 건조된 압착 케이크를 연속식 해머 밀 (6개의 가역 가동부 - 두께 8 mm)을 이용하여 분쇄시킨다. 분쇄기는 유속 제어 플랩 (180 kg/h)이 장착된 호퍼에 의해 공급된다. 산출 입도 분석을 제어하는 데 사용된 천공 그릴은 0.8 mm이다. 모터 회전 속도는 3000 rpm이다 (전기 동력화, 흡수 전력 4 kW (5.5 CV )).
실시예
2: 본 발명에 따른 딱정벌레 분말의 특징 규명
실시예 1에서 제조된 딱정벌레 분말의 특징을 규명하였다.
1.
분석
1.1 수분 함량 측정
수분 함량은 2009년 1월 27일의 EC 규정 152/2009로부터 기원한 방법 (103℃/4 h)에 따라 측정한다.
1.2 조 단백질의 정량 측정
조 단백질은 뒤마스로 불리고, 표준 NF EN ISO 16634-1 (2008)에 상응하는 방법에 따라 측정한다.
1.3 키틴의 정량 측정
곤충 가루 중의 식이 섬유는 본질적으로 키틴으로 구성되며, 그러므로, 후자는 방법 AOAC 991.43에 따라 검정하였다. 이렇게 수득된 값은 결과로서 약간 과도하게 추산된 값이다.
1.4 지방의 정량 측정
지방은 EC 규정 152/2009의 방법에 따라 측정하였다.
1.5 회분의 정량 측정
조 회분은 2009년 1월 27일의 EC 규정 152/2009 하의 방법에 따라 측정하였다.
1.6 인의 정량 측정
내부 보정된 ICP ("유도 결합형 플라스마")에 의해 인을 검정한다.
1.7 에너지 측정
1169/2011의 EU 규정의 계수를 이용하여 에너지 값을 수득한다.
1.8 아미노산 및 지방산의 정량 측정
본 측정은 아미노산 및 지방산을 각각 가수분해 및 유도체화한 후, 기체 크로마토그래피에 의해 수행하였다.
1.9 펩신 소화율 측정
펩신 소화율은 지시 72/199/EC에 기술된 방법에 의해 측정한다.
2.
결과
본 딱정벌레 분말의 조성은 하기 표 2에 제시되어 있다.
<표 2>
표 2: 딱정벌레 분말의 조성
또한, 수득된 펩신 소화율은 90+/-2%이다.
실시예
3: 본 발명에 따른 딱정벌레 분말을 제조하기 위한 대안적 방법
100℃ 수조에 배치되고, 미리 끓여 놓은 200 mL 물을 함유하는 비이커에 200 g의 T. 몰리토르 유충을 비이커에 도입시킨다. 5분 후, 수조로부터 비이커를 제거하고, 유충을 배출시킨 후, 200 mL 부피의 물과 혼합한다. 이렇게 수득된 액체를 트윈 스크류 타입 프레스에 통과시킨다. 이렇게 수득된 압착 케이크를 70℃ 오븐에서 24시간 동안 건조시킨 후, 250 ㎛로 분쇄시킨다. 이로써, 딱정벌레 분말을 수득한다.
실시예
4: 본 발명에 따른 딱정벌레 분말의 어류 사료로의 도입
본 실시예에서, 사료 중에 딱정벌레 분말을 포함하는 것이 무지개 송어의 성장, 사료 섭취량, 사료 요구, 체조성 및 영양소의 겉보기 소화율에 미치는 영향을 연구하였다.
1.
물질 및 방법
1.1. 딱정벌레 분말
본 실시예에서 사용된 딱정벌레 분말은 실시예 1에 따라 수득되고, 실시예 2에 더욱 상세하게 기술된 것이다.
1.2. 실험 식이
어린 무지개 송어의 공지된 영양 필요량을 충족시키기 위해 편리한 성분을 이용하여 어분-기반 식이 (CTRL)를 제제화하였다. 상기 CTRL 식이는 25%의 어분, 8%의 해양 기원의 다른 단백질 공급원 (오징어 가루 및 크릴 새우 가루)으로 구성되고, 나머지 단백질 공급원은 대두 단백질 농축물, 소맥 글루텐 및 글루텐이었다. 본 제제에 기초하여 4가지 시험 식이 (Y5, Y7.5, Y15 및 Y25)를 제제화하였으며, 여기서, 어분은 20, 30, 60 및 100%의 각 함량으로 딱정벌레 분말로 대체되었다 (하기 표 3 참조).
<표 3>
* 건조 물질의 %는 조성물의 총 중량에 대해 상대적인 값으로 제시된 것이고,
** 건조 중량%는 건조 물질의 총 중량에 대해 상대적인 값으로 제시된 것이다.
1 페루산 어분 LT70: 71% 조 단백질 (CP), 11% 조 지방 (CF), 엑살마르(EXALMAR: 페루); 2 크릴 새우 가루: 61% CP, 19% CF, 아커 바이오마린 안타틱 AS(Aker BioMarine Antarctic AS: 노르웨이); 3 내장이 제거된 슈퍼 프라임(Super Prime without viscera): 82% CP, 3.5% CF, 소프로페셰(Sopropeche: 프랑스); 4 소이코밀 P(Soycomil P): 62% CP, 0.7% CF, ADM: 네덜란드; 5 비텐(VITEN): 84.7% CP, 1.3% CF, 로케뜨(ROQUETTE: 프랑스); 6 메이즈 글루텐 가루: 61% CP, 6% CF, 코팜(COPAM: 포르투갈); 7 프리믹스 Lda(PREMIX Lda), 포르투갈. 비타민 (IU 또는 mg/kg (식이)): DL-알파 토코페롤 아세테이트, 100 mg; 메나디온 소듐 비술파이트, 25 mg; 레티닐 아세테이트, 20,000 IU; DL-콜레칼시페롤, 2,000 IU; 티아민, 30 mg; 리보플라빈, 30 mg; 피리독신, 20 mg; 시아노코발라민, 0.1 mg; 니코틴산, 200 mg; 엽산, 15 mg; 아스코르브산, 1,000 mg; 이노시톨, 500 mg; 비오틴, 3 mg; 판토텐산 칼슘, 100 mg; 염화콜린, 1,000 mg, 베타인, 500 mg. 미네랄 (g 또는 mg/kg): 탄산코발트, 0.65 mg; 황산구리, 9 mg; 황산제이철, 6 mg; 아이오딘화칼륨, 0.5 mg; 산화망가니즈, 9.6 mg; 아셀렌산나트륨, 0.01 mg; 황산아연, 7.5 mg; 염화나트륨, 400 mg; 탄산칼슘, 1.86 g; 부형제 소맥; 8 산화이트륨을 소화율 측정을 위해 사용된 사료 중 오직 일부에만 혼입시켰다.
표 3: 실험 식이의 제제 및 조성
높은 기호성 보장을 위해 모든 식이 중에서 오징어 및 크릴 새우 가루 수준을 일정하게 유지시켰다. 동질소 조건 (조 단백질, 48.5% DM), 동지질 조건 (22.7% DM) 및 동에너지 조건 (원 에너지, 23.2 MJ/ kg DM)을 유지시키기 위해 시험된 식이 제제를 약간만 조정하였다. CTRL 사료에서 관찰되는 것에 상응하도록 하기 위해 시험된 식이 중 메티오닌 및 모노칼슘 포스페이트를 이용한 보충 수준을 조정하였다.
119 내지 123℃ 범위의 온도에서 스크류 직경이 55.5 mm인 CLEXTRAL BC45 트윈 스크류 압출기를 사용하여 파일럿 규모로 압출 (과립 크기: 1.2 내지 2.0 mm)에 의해 식이를 제조하였다. 압출 동안, 압출된 사료의 모든 배치를 환기식 유동층 건조기 (모델 DR100, TGC 익스트루전(TGC Extrusion: 프랑스))에서 건조시켰다. 과립을 냉각시킨 후, 진공하에 코팅하여 오일 (모델 PG-10VCLAB, 딘니센(Dinnisen: 네덜란드))을 첨가하였다. 시험 기간 동안 내내 실험 사료를 주변 온도에서, 단, 환기가 잘되는 냉환기 장소에서 보관하였다. 분석 (하기 표 4-5)을 위해 각 식이를 대표하는 샘플을 채취하였다.
<표 4>
함량은 건조 이전의 과립의 총 중량 대비의 중량%로 제시된 것이다.
표 4: 실험 식이의 아미노산 프로파일
<표 5>
함량은 건조 이전의 과립의 총 중량 대비의 중량%로 제시된 것이다.
표 5: 실험 식이의 지방산 프로파일의 합성.
1.3. 성장률 시험
초기 체중 (초기 체중: IBW)이 5.01 ± 0.1 g인 35마리의 무지개 송어 (오코린추스 마이키스(Oncorhynchus mykiss))로 이루어진 삼중의 군에 90일 동안 5개의 실험 식이 중 하나를 공급하였다. 무지개 송어를, 14.1 ± 0.3℃로 구성된 온도 및 7.4 mg/L 초과의 용존 산소 수준에서 담수가 연속 흐름 방식으로 공급되는 원형의 유리 섬유 탱크 (부피: 250 L)에서 성장시켰다 (도 1 참조). 무지개 송어를 자연적인 광주기 변화로 여름 조건 (5월-7월)에 가하였다. 사료 낭비를 막기 위해 최대한 주의를 기울이면서, 주중에는 하루 3번 (9h00, 14h00 및 18h00), 및 주말에는 하루 2번 (10h00 및 16h00)에 걸쳐 겉보기상 포만시까지 무지개 송어에게 손으로 공급하였다. 연구 기간 동안 내내 사료 배급량을 정량화하였다. 출발시 및 연구 종료시에 개별적으로 마취시킨 무지개 송어의 중량을 측정하고, 28일째 및 60일째 군의 중량을 측정하였다. 출발시, 동일한 초기 스톡의 무지개 송어 15마리를 샘플링하고, 후속 전신 체조성 분석을 위해 -20℃에서 보관하였다. 90일의 실험상의 사양 후, 각 탱크로부터 6마리의 무지개 송어를 같은 목적으로 샘플링하였다.
1.4. 겉보기 소화율 측정
성장 시험 종료시 및 모든 연관된 샘플링 이후, 불활성 트레이서로서 산화이트륨 (200 mg/kg)을 함유하는 동일한 식이를 이용하는 간접 방법에 의해 각 복제 탱크로부터의 12마리의 무지개 송어 (체중: 45 g)를 사용하여 건조 물질, 단백질, 지질, 에너지 및 인의 겉보기 소화율을 측정하였다. 14℃의 일정한 수온에서 원통 원뿔형 탱크 (부피: 60 L; 유수율: 3.7 L/min; 용존 산소 수준 6.4 mg/L 초과)에서 무지개 송어를 보관하였다. 무지개 송어를 10일 동안에 걸쳐 양식 조건 및 실험 식이에 적응시켰다. 이어서, 하루 한번 (10h00) 약간 과량으로 무지개 송어에게 손으로 공급하였다. 모든 사료 잔류물을 제거하기 위해 사육 탱크를 딥 클리닝한 후, 연속 배수 여과 시스템 (슈베르-INRA(Choubert-INRA) 시스템)을 사용하여 다음 8일 동안 매일 배설물을 수집하였다. 매일 수집한 후, 배설물을 -20℃에서 보관하였다. 분석 이전에 각 군의 무지개 송어로부터 기원한 혼합된 배설물을 동결건조시켰다. 각 식이를 삼중으로 시험하였다.
실험 식이의 영양소의, 및 사료 에너지의 겉보기 소화율 계수 (ADC)를 하기 공식에 따라 계산하였다:
1.5. 분석 방법
분석 이전에 시험 성분, 식이 및 동결건조된 배설물을 분쇄하였다. 분석 이전에 전신 샘플을 초핑하고, 혼합하고, 대표 샘플을 동결건조시키고, 실험실용 밀을 이용하여 균질화하였다. 하기 방법을 사용하여 성분, 식이, 배설물 및 무지개 송어 전신의 화학적 조성 분석을 수행하였다: 건조 물질은 105℃에서 24 h 동안 건조시킨 후 수행; 회분은 550℃에서 12 h 동안 연소시킴으로써 수행; 조 단백질 (N x 6.25)은 급속 연소 기술에 이어서, 기체 크로마토그래피에 의한 분리 및 열 전도도 검출 (LECO FP428)로 수행; 지방은 디클로로메탄으로 추출 (속슬렛(Soxhlet))함으로써 수행; 총 인은 바나도몰리브덴산 시약을 사용하는 ISO/DIS 6491 방법에 따라 수행; 원 에너지는 단열 반응통 열량계에서 수행. 사료 중 및 배설물 중의 산화이트륨은 ICP-AES 방법에 의해 측정하였다.
총 아미노산 분석을 위해, 시험 성분 및 시험 식이를 가수분해한 후 (질소로 세정된 유리 플라스크 중 116℃에서 22 h 동안 6 M의 HCL), 이어서, AccQ-Tag 방법 (워터스(Waters: 미국))에 따라 AccQ (6-아미노퀴놀릴-N-히드록시숙신이미딜) 플루오린 시약으로 유도체화하였다. 내부 표준으로서 노르발린을 이용하여 역상 아미노산 분석 시스템에서 고성능 액체 크로마토그래피 (HPLC)에 의해 분석을 수행하였다. 트립토판은 산성 가수분해에 의해 부분적으로 파괴되는 바, 이에 측정하지 않았다. 생성된 피크를 EMPOWER 소프트웨어 (워터스: 미국)로 분석하였다. 지방산 분석을 위해, 문헌 [Folch et al. (1957)]의 방법에 따라 지질을 추출한 후, 이어서, 문헌 [Lepage and Roy procedure (1986)]에 따라 기체 크로마토그래피에 의한 메틸 에스테르 분석에 의해서 필렛의 지방산 조성을 측정하였다.
1.6. 성장 및 영양소 이용 평가 기준
IBW (g): 초기 체중.
FBW (g): 최종 체중.
비성장률, SGR (%/일): (Ln FBW - Ln IBW) x 100/일.
사료 요구율, FCR: 총 사료 배급량/증체량.
자율적 사료 섭취량, VFI (% BW/일): (총 사료 배급량/(IBW+FBW)/2/일) x 100.
단백질 효율비 PER: 습윤 증체량/조 단백질 섭취량.
축적 (섭취율(%)): 100 x (사체에서의 FBW x 최종 영양소 함량 - 사체에서의 IBW x 초기 영양소 함량)/영양소 섭취량.
1.7. 통계학적 분석
데이터는 3회 반복의 평균 ± 표준편차로 제시한다. 데이터를 1 요인 분산 분석하였다. ANOVA에 앞서, (%)로 표시된 값을 아크사인 제곱근 변환시켰다. 통계학적 유의도를 0.05의 확률 수준으로 검정하였다. 모든 통계학적 검정은 IBM SPSS V21 소프트웨어를 사용하여 수행하였다.
2.
결과
2.1. 성장률
28, 60 및 90일 동안 실험 식이를 공급받은 무지개 송어의 성장률, 사료 요구율 및 단백질 효율에 데이터는 하기 표 6-8 및 도 2에 기록되어 있다. 시험하는 동안 어떤 사망도 발생하지 않았다.
<표 6>
값은 평균 ± 표준편차이다 (n=3).
지수가 다른 열 내의 값은 유의적으로 상이한 것이다 (P <0.05).
표 6: 28일째 성장률.
28일의 실험상의 사양 후 (표 6), 무지개 송어의 체중은 그의 초기 체중의 3배 초과였다. 사료 섭취량은 높았고 (3.22 - 3.31% BWM/일), 도입된 딱정벌레 분말 용량 증가에 영향을 받지는 않았다 (P> 0.05). 본 관찰결과는 딱정벌레 분말이 기호성에는 어떤 부정적인 영향을 미치지 않고, 심지어는 사료 섭취량은 손상시키지 않으면서, 어분의 완전한 제거를 보충할 수 있다는 것을 제안한다. 성장률은 4.19 내지 4.50%/일로 다르게 나타났다. CTRL 처리와 비교하였을 때, Y5 및 Y7.5 식이는 FBW 및 SGR에는 어떤 영향도 미치지 않은 반면, Y15 및 Y25 식이는 FBW 및 SGR을 유의적으로 증가시켰다 (P<0.05). 사료 요구율 값은 0.81 내지 0.87로 다양하다. CTRL과 비교하였을 때, 5 및 7.5%로 딱정벌레 분말을 포함하는 것 (Y5 및 Y7.5% 식이)은 FCR에 어떤 영향도 미치지 않았다. 그러나, 높은 수준으로 딱정벌레 분말을 포함하는 것 (Y15 및 Y25 식이)은 FCR을 유의적으로 감소시켰다 (P <0.05). 단백질 효율비 (PER)는 2.55 내지 2.72로 다르게 나타났다. Y25 식이를 공급받은 무지개 송어의 경우, CTRL, Y5 및 Y7.5 식이를 공급받은 것과 비교하였을 때, PER이 유의적으로 증가한 것으로 나타났다.
<표 7>
값은 평균 ± 표준편차이다 (n=3).
지수가 다른 열 내의 값은 유의적으로 상이한 것이다 (P <0.05).
표 7: 60일째 성장률.
60일의 실험상의 사양 후 (표 7), 가장 효과적으로 처리된 무지개 송어는 초기 체중의 8배 정도의 증가를 보였다. 성장 수준은 3.00 내지 3.57%/일로 다르게 나타났다. CTRL 처리와 비교하였을 때, 딱정벌레 분말을 포함하는 모든 식이는 SGR을 유의적으로 증가시켰다 (P<0.05). FCR 값은 0.85 내지 1.10으로 다르게 나타났고, CTRL과 비교하였을 때, 딱정벌레 분말을 포함하는 것은 시험된 모든 용량에서 FCR을 유의적으로 감소시켰다 (P <0.05). 단백질 효율비 (PER)는 2.01 내지 2.56으로 다르게 나타났다. PER 최저값은 CTRL 식이를 공급받은 무지개 송어에서 관찰된 반면, PER 개선은 딱정벌레 분말 용량 증가와 밀접한 연관성이 있었다.
<표 8>
값은 평균 ± 표준편차이다 (n=3).
지수가 다른 열 내의 값은 유의적으로 상이한 것이다 (P <0.05).
표 8: 90일째 성장률.
실험상의 사양 90일째인 시험 종료시 (표 8), 가장 효과적으로 처리된 무지개 송어는 초기 체중의 11배 정도의 증가를 보였다. CTRL 무지개 송어와 비교하였을 때, 곤충이 풍부한 식이를 공급받은 것은 최종 체중에서 유의적인 증가를 보였다 (P <0.05). 이러한 증가는 용량과 관련이 있었으며, Y5 식이의 경우, 보통 수준의 증가를 보였고, Y7.5 및 Y15의 경우, 중간 정도, 및 Y25의 경우, 최고 수준의 증가를 보였다. 비성장률 (SGR)은 2.39 내지 2.67%/일로 다르게 나타났고, 최소값은 CTRL 식이를 공급받은 것에서 관찰된 반면, 딱정벌레 분말을 함유하는 사료를 공급받은 것은 유의적으로 더 높은 SGR 값을 보였다 (p <0.05). 도입 수준과는 상관없이, 딱정벌레 분말은 FCR을 유의적으로 감소시켰다 (P <0.05). CTRL 처리와 비교하였을 때, 곤충 가루를 포함하는 식이 모두 PER 값을 유의적으로 증가시켰다 (P <0.05).
2.2. 전신 조성
시험 종료시의 송어 전신 조성에 관한 데이터는 하기 표 9에 제시되어 있다. 사양 처리가 무지개 송어 전신의 수분, 단백질, 지질, 회분, 인 및 에너지 수준에는 어떤 영향도 미치지 않았다 (P> 0.05).
<표 9>
* 백분율은 무지개 송어의 총 중량에 대해 상대적인 중량 백분율이다.
값은 평균 ± 표준편차이다 (n=3).
초기 무지개 송어: 수분 75.0%; 단백질 14.1%; 지방 8.7%; 회분 2.2%; 인 0.4%, 에너지 6.7 kJ/g.
표 9: 다양한 사료 처리를 공급받은 송어 전신의 조성.
2.3. 영양소 축적
영양소 및 에너지 축적 값 (섭취량의 백분율로 표시)은 하기 표 10에 제시되어 있다. CTRL 처리와 비교하였을 때, 딱정벌레 분말이 풍부한 식이를 공급받은 무지개 송어는 단백질 및 에너지 축적에서 유의적인 증가를 보였다 (P <0.05). 유사하게, Y7.5, Y15 및 Y25 식이는 CTRL보다 유의적으로 더 높은 P 축적을 보였다 (P <0.05). 지방 축적은 식이에 의해 영향을 받지 않았다 (P> 0.05).
<표 10>
값은 평균 ± 표준편차이다 (n=3).
지수가 다른 열 내의 값은 유의적으로 상이한 것이다 (P <0.05).
표 10: 다양한 식이를 공급받은 송어에서의 영양소 및 에너지 축적.
2.4. 겉보기 소화율
다양한 사료 처리를 공급받은 송어로부터 수집된 배설물의 조성은 하기 표 11에 제시되어 있다.
<표 11>
* 중량%는 배설물 중 건조 물질의 총 중량에 대해 상대적인 값이다.
값은 평균 ± 표준편차이다 (n=3).
표 11: 다양한 식이를 공급받은 송어의 배설물의 조성.
상이한 영양소 및 에너지에 대한 겉보기 소화율 계수 (ADC %)은 하기 표 12에 제시되어 있다. 도입된 딱정벌레 분말 용량 증가가 건조 물질, 단백질, 지방, 인 및 에너지의 겉보기 소화율에 대해 어떤 유의적인 영향도 미치지 않았다 (P> 0.05).
<표 12>
값은 평균 ± 표준편차이다 (n=3).
표 12: 송어에서의 영양소 및 에너지의 겉보기 소화율.
3.
결론
실험상의 사양 90일째인 종료시, 전체 성장률은 매우 만족스럽고, 어린 무지개 송어의 경우, 범위가 더 높은 것으로 간주될 수 있으며, 전체 시험 기간 동안 SGR 값은 2.4 내지 2.7%/일로 다르게 나타났다. 가장 효과적인 처리에서, 무지개 송어는 그의 초기 체중의 11배 정도의 증가를 보였다. 처리간의 사료 요구율은 0.79 내지 0.93으로 다르게 나타났고, 이는 사료의 우수한 영양소 적정도 및 우수 사양 기준을 제안한다.
본 실시예에서 생성된 실험 데이터를 통해 하기 내용을 확인할 수 있다:
· 어분 감소와 동시에 딱정벌레 분말의 도입 용량 증가 (5, 7.5, 15 및 25%)는 무지개 송어 체중의 유의적인 증가와 점진적 연관성을 가졌다.
· 딱정벌레 분말을 함유하는 식이 모두 SGR, FCR 및 PER을 유의적으로 개선시킨 것으로 나타났다.
· 도입된 딱정벌레 분말 용량 증가는 송어 전신의 조성에 대해 어떤 영향도 미치지 않았다.
· 도입된 딱정벌레 분말 용량 증가는 상이한 실험 식이 중 건조 물질, 단백질, 지질, 인 및 에너지의 겉보기 소화율에 대해 어떤 영향도 미치지 않았다.
· 딱정벌레 분말을 포함하는 사료를 공급받은 송어에서 단백질, 인 및 에너지 축적이 증진되었다.
일반적으로, 본 실시예에서 사용된 딱정벌레 분말은 어린 무지개 송어의 식이에서 어분 100%를 효과적으로 대체할 수 있으며, FCR 및 전체 성장률에 대해 긍정적인 영향을 미칠 수 있다.
실시예
5: 압착 이전에 분쇄를 수행하거나, 또는 수행하지 않는 방법
오직 압착만을 수행하는 방법
100℃ 수조에 배치되고, 미리 끓여 놓은 200 mL 물을 함유하는 비이커에 200 g의 T. 몰리토르 유충을 비이커에 도입시킨다. 5분 후, 수조로부터 비이커를 제거하고, 유충을 배출시킨 후, 트윈 스크류 타입 프레스에 통과시킨다. 이를 통해 압착 케이크를 수득한다.
분쇄 후 압착을 수행하는 방법
100℃ 수조에 배치되고, 미리 끓여 놓은 200 mL 물을 함유하는 비이커에 200 g의 T. 몰리토르 유충을 비이커에 도입시킨다. 5분 후, 수조로부터 비이커를 제거하고, 유충을 배출시킨 후, 200 mL 부피의 물과 혼합한다. 이렇게 수득된 액체를 트윈 스크류 타입 프레스에 통과시킨다. 이를 통해 압착 케이크를 수득한다.
지질 함량 측정
0.2 g의 Na2SO4 및 15 mL의 CHCl3/MeOH (2/1 v/v)가 첨가된 비이커에 2 g의 샘플을 놓는다. 혼합물을 20분 동안 자기 교반하에서 놓은 후, 용액을 여과하고, 잔류물을 다시 10 mL의 CHCl3/MeOH (2/1 v/v)가 있는 비이커에 놓는다. 혼합물을 15분 동안 자기 교반하에서 놓은 후, 용액을 여과하고, 용매상을 혼합하고, 항량시까지 증발시킨다. 추출-증발 후 지질 함량을 샘플의 초기 중량 (2 g)에 대해 상대적인 중량 백분율로서 측정한다.
결론
압착 상류의 분쇄의 중요성에 대해 연구하였다 (도 3). 이로써, 분쇄를 미리 수행하였을 때 압착 케이크와 압착 주스 사이의 지질 분포는 42.7 대 57.3과는 대조적으로 12.9 대 87.1로 훨씬 더 효과적이라는 것이 명백하다.
실시예
6: 본 발명에 따른 딱정벌레 분말의 가용성 단백질의 크기 분석
실시예 1에서 제조된 100 mg의 딱정벌레 분말 샘플을 10 mL의 NaCl 포스페이트 완충제 (pH 7.4, 0.137 mM)에 놓았다. 샘플을 1분 동안 교반 (와동)한 후, 1 min 동안 900 g로 원심분리하였다. 원심분리 후, 샘플을 0.45 ㎛ 막을 통해 여과시켰다. 뉴클레오겔(Nucleogel) GFC-300 칼럼을 이용하여 입체 배제 크로마토그래피 시스템을 사용함으로써 가용성 단백질의 크기 분석을 수행하였다. NaCl 포스페이트 완충제 (pH 7.4, 0.137 mM)를 용리제로서 사용하였다. 유속은 1.0 mL/min이었다. 280 nm에서 UV 검출기를 이용하여 검출을 수행하였다.
분석 결과는 도 4에 제시되어 있고, 하기 표 13에 요약되어 있다.
<표 13>
표 13: 실시예 1에서 제조된 딱정벌레 분말에 함유되어 있는 가용성 단백질의 크기 분포
본 결과는 본 발명에 따른 딱정벌레 분말 중에 존재하는 가용성 단백질 중 대략 74.4%가 12,400 g/mol (또는 Da, 달톤) 미만의 몰 질량을 가진다는 것을 나타낸다.
Claims (13)
- 딱정벌레 분말의 총 중량에 대해 상대적인 값으로 제시된 중량 백분율로 적어도 67중량% 단백질 및 적어도 5중량% 키틴을 포함하는, 딱정벌레 분말.
- 제1항에 있어서, 회분을 딱정벌레 분말의 총 중량 대비 4중량% 이하인 함량으로 포함하는 딱정벌레 분말.
- 제1항 또는 제2항 있어서, 지방을 딱정벌레 분말의 총 중량 대비 5 내지 20중량%로 구성된 함량으로 포함하는 딱정벌레 분말.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 딱정벌레 분말의 단백질이 85% 이상의 소화율을 보이는 것인 딱정벌레 분말.
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 딱정벌레 분말의 잔류 수분 함량이 2 내지 15%로 구성된 것인 딱정벌레 분말.
- 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 단백질의 총 중량 대비 40 내지 60중량%의 가용성 단백질을 포함하고, 여기서 가용성 단백질의 적어도 50%는 크기가 12,400 g/mol 이하인 딱정벌레 분말.
- 하기 단계:
i) 딱정벌레를 죽이는 단계,
ii) 딱정벌레를 압착시켜 압착 케이크를 수득하는 단계, 및
iii) 압착 케이크를 분쇄시키는 단계를 포함하는, 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따른 딱정벌레 분말을 제조하는 방법. - 제7항에 있어서, 압착 케이크를 건조시키는 단계를 더 포함하는 방법.
- 제8항에 있어서, 하기 단계:
i) 딱정벌레를 죽이는 단계,
ii) 딱정벌레를 압착시켜 압착 케이크를 수득하는 단계,
iii) 압착 케이크를 건조시키는 단계, 및
iv) 압착 케이크를 분쇄시키는 단계를 포함하고,
여기서, 압착 단계는 딱정벌레를 분쇄시키는 단계 이후에 이루어지는 것인 방법. - 제8항에 있어서, 하기 단계:
i) 딱정벌레를 죽이는 단계,
ii) 딱정벌레를 압착시켜 압착 케이크를 수득하는 단계,
iii) 압착 케이크를 건조시키는 단계, 및
iv) 압착 케이크를 분쇄시키는 단계를 포함하고,
여기서, 압착 단계는 열간 압착으로 수행되는 것인 방법. - 제8항에 있어서, 하기 단계:
i) 딱정벌레를 죽이는 단계,
ii) 딱정벌레를 압착시켜 압착 케이크를 수득하는 단계,
iii) 압착 케이크를 건조시키는 단계, 및
iv) 압착 케이크를 분쇄시키는 단계를 포함하고,
여기서, 압착 케이크를 분쇄시키는 단계는 입자 크기가 300 ㎛ 내지 1 mm로 구성되도록 수행되는 것인 방법. - 인간 또는 동물 영양에서의 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따른 딱정벌레 분말의 용도.
- 제12항에 있어서, 딱정벌레 분말이 단백질 가루를 대체하는 데 사용되는 것인 용도.
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