KR20170107887A - 일체형 저온제습건조 고체발효기 및 이를 이용한 고체발효물의 미생물 생균 수와 생리영양활성 성분량 및 활성의 감소 최소화를 위한 이 단계 고체발효 저온제습건조 방법 - Google Patents

일체형 저온제습건조 고체발효기 및 이를 이용한 고체발효물의 미생물 생균 수와 생리영양활성 성분량 및 활성의 감소 최소화를 위한 이 단계 고체발효 저온제습건조 방법 Download PDF

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Abstract

고체발효물의 건조공정에서 생균수와 생리활성 성분 감소를 최소화 및 저온 조건에서 빠른 건조를 위하여 시도된 적이 없는 기존의 고체발효기에 저온제습 장치를 설치하여 저온제습건조고체발효기를 개발하였으며 저온제습건조고체발효기의 효과를 알아보기 위하여 고체발효기와 저온제습건조고체발효기를 이용한 건조물의 건조속도, 생균수 및 생리활성을 비교 분석하였다. 그 결과 저온제습건조고체발효기가 고체발효기보다 건조속도, 건조 후 색깔, 생균수 함량(Lactobacillus plantarum, Saccharomyces cereviase), pH, 조단백질 함량, 칼슘(Ca)함량, 0.2% 펩신소화율, 0.2% KOH 용해도, B-mannanase, 총 폴리페놀, 총 플라보노이드 및 항산화활성(DPPH, ABTS)이 건조전의 고체발효물에 대비하여 유사하거나 높게 나타났다. 또한 고체발효기에서의 자연건조시 15% 함량까지 건조시키는데 158시간이 소요된 반면, 저온제습건조시스템이 도입된 고체발효기에서는 약 30시간에서 함수량이 15%대로 떨어졌으며, 35시간 후, 10% 미만까지 함수량이 떨어지는 제습효과를 확인하였다.

Description

일체형 저온제습건조 고체발효기 및 이를 이용한 고체발효물의 미생물 생균 수와 생리영양활성 성분량 및 활성의 감소 최소화를 위한 이 단계 고체발효 저온제습건조 방법{Integrated Solid fermenter having low temperature dehumidifying and two-step process for minimize reduction of the number of microbial cells and amount and activities of physio-nutritional active ingredients using the same}
본 발명은 발효 미생물의 생균수 및 생물전환발효 공정을 통한 생리활성물질성물질의 함량과 활성의 감소를 최소화하거나 증진시키기 위한 기존의 드럼형 고체발효기 및 발효공정을 개선한 것으로서, 더욱 상세하게는 농산 부산물의 고체발효공정 후, 건조공정에서 유용 미생물의 생균 수 및 생리활성물질의 감소를 최소화하고 전체 공정시간을 단축하기 위하여 기존에 발명된 고체발효기들의 건조관련 문제점을 극복하여 저온제습건조시스템 일체형 저온제습건조 고체발효기 및 이를 이용한 고체발효물의 미생물 생균 수와 생리영양활성 성분량 및 활성의 감소 최소화를 위한 이 단계 고체발효 저온제습건조 방법에 관한 것이다.
사료첨가제는 축산 생산성 개선이나 육질 개선의 목적으로 사료에 소량 배합하는 보조물질로 정의할 수 있으며, 항생제, 생균제, 효소제, 유기산제, 향미제, 감미제, 항산화제, 각종 천연물질 및 기능성 물질 등이 사료첨가제로 분류된다.
지난 수십 년간 우리 축산업은 가축의 생산성 향상을 기하기 위하여 보편적으로 항생물질을 사용하여 왔으나, 2011년 7월 이후 배합사료에 항생제 사용이 금지된 뒤로 항생제 대체제 사용을 적극 모색해 왔다. 유럽에서는 항생제 대체제로 유기산을 주로 이용하고 있으나 한국, 미국, 일본 등은 생균제와 항산화 물질 등의 활성물질을 적극 사용하고 있는 실정이다.
사료용 첨가제 조성물의 대표적인 발효미생물로는 유산균, 효모, 바실러스 등이 많이 이용되며, 이 미생물들은 각종의 분해효소, 아미노산, 비타민, 핵산 및 항균물질 등을 생산함으로써 가축 장내 미생물균총의 안정, 내병성 증대에 기여한다고 알려져 있다(비특허문헌 1 참조).
또한 단일 생균제보다는 혼합 생균제를 이용하면, 그 효과를 증진시킬 수 있다고 보고되었으며(비특허문헌 2 참조), 이에 따라 최근 단일 발효미생물보다는 다양한 기능을 가진 균들을 혼합하여 발효미생물로 사용시 다양한 효과를 기대할 수 있어 이를 발효미생물로 사용하는 연구가 다양하게 진행되고 있다.
일반적으로 생균제나 발효제로 이용되는 미생물들은 유효미생물 숫자가 많을 뿐만 아니라 미생물 균주의 우수한 활성이 요구되며, 발효에 의해 생성되는 대사산물이 가축 체내에서 기능성을 보유할 것이 요구된다. 그러나 현재 발효미생물을 이용한 발효 첨가제의 경우 생리활성물질의 함량이 낮아 가축 체내에서 기능성을 확보하기 위하여 항산화제와 같은 화학물질을 사료 첨가제 조성물에 같이 첨가하거나 여러 발효원료를 복합적으로 혼합하여 발효하는 방법으로 이를 보완하여 왔다. 최근에 대한민국에서는 대두박, 소맥피, 버섯폐배지 등 각종 부산물을 유용미생물의 발효를 통한 생균제나 생리활성물질을 포함하는 발효 사료첨가제를 생산하기 위한 고체발효원으로 이용하고 있다.
이러한 부산물을 이용한 생균제 및 생리활성물질의 사료첨가제 생산은 일반적으로 고체발효기를 이용한 고체발효 공정을 통해 이루어진다. 고체발효는 우선적으로 고체발효원이 40% 이상의 함수율을 갖도록 가수한 이후에 발효 균주를 접종하여 적절한 온도, 수분 유지 및 교반 등의 제어가 가능한 고체발효기에서 발효공정이 진행된다. 발효 공정이 끝난 이후, 배합사료에 첨가할 수 있도록 10% 내외로 건조하기 위한 건조 공정이 후속되는데, 기존에는 고체발효기에 열풍을 공급하거나 자연건조 방법을 적용하였다. 그러나 열풍건조는 생균 수의 급격한 감소를 불러 일으킬 뿐만 아니라 온도에 민감한 생리활성물질은 함량이 감소하거나 기능을 상실하는 경우가 발생하며, 자연건조는 계절에 따라 건조기간이 달라지며 길게는 일주일이 소요되기도 한다. 따라서 생균 수 및 생리활성물질의 안정성이 확보되는 저온제습 건조공정의 장치가 고체발효기에 도입되면 발효-건조 공정의 표준화가 완성될 뿐만 아니라 생균 수 및 생리활성물질의 안전성 유지로 제품의 품질이 향상되며 정체 공정의 시간단축을 통한 생산 경쟁력을 확보할 수 있다.
본 발명의 선행기술로 특허 제1176248호의 "발효에 의해 생물학적 활성 화합물을 제조하기 위한 장치 및 방법"이 개시되어 있으나(특허문헌 1 참조) 이는 격리기 설비를 통해 압력구배가 형성되어 있는 발효에 의해 생물학적 활성물질을 제조하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
또한 특허공개 제2013-0142825호는 "미생물 발효를 이용한 애견사료와 이의 제조장치 및 제조방법"(특허문헌 2 참조)으로서 농축산부산물 및 음식물을 단순 발효사료화하는 설비로서 가열공정을 통해서 건조하는 것으로 생균수 유지 및 생리활성물질의 활력유지에는 무리가 있다.
또한 특허 제345827호는 "남은음식물 균체발효사료 제조장치"(특허문헌 3 참조)로 음식물을 발효사료화하는 설비로서 최종 15%의 발효사료를 생산하기 위하여 외부공기를 냉각실에 유입시켜 냉각판에 결로되는 결로수를 외부로 반출하는 부가 제습장치를 설치하고 있으나, 발효공정 전의 120℃로 처리하는 살균과정에서 발생하는 대량의 수증기를 제습하는데 효과는 있으나 사료첨가제를 생산하기 위하여 40% 이하의 발효공정 후, 10 % 내외로 건조하기에는 효율이 매우 낮다. 또한 외부공기를 송풍기를 통해 냉각실에 유입시키기 때문에 계절에 따른 건조공정상의 운영 편차가 발생할 수 있다.
또한 두 선행 발명은 모두 농산부산물 또는 음식물의 단순 발효사료화 하는 설비로 제품의 유효기간이 최소 1년을 보장해야하는 고부가 가치의 생균제나 생리활성물질을 이용한 사료첨가제 생산을 위한 고체발효기의 건조공정 설비 및 방법은 개선되어야 한다.
특허문헌 1 : 특허 제1176248호 공개특허공보, 특허문헌 2 : 특허공개 제2013-0142825호 공개특허공보, 특허문헌 3 : 특허 제345827호 공개특허공보,
비특허문헌 1 : Fuller R, 1989, Probiotics in man and animals., J Appl Bacteriol. 66(5):365-78, 비특허문헌 2 : 백인기 1989, 생균제(Probiotics)의 사용효과. 한국영양사료 학회지 13:175-183.
본 발명은 상기한 실정을 감안하여 종래 기술들에서 야기되는 여러 가지 결점 및 문제점들을 해결하고자 발명한 것으로서, 그 목적은 건조공정을 개선하여 고부가 가치의 생균제 및 생리활성 사료첨가제뿐만 아니라 고품위 발효사료를 제조하여 사료에 혼합하기 위한 발효물을 생산하고, 건조공정 시간을 단축하여 고체발효기의 일정기간내 가동횟수를 증진시켜 생산경쟁력을 증진시키기 위하여 저온제습설비를 도입하여 건조공정을 개선한 일체형 저온제습건조 고체발효기 및 이를 이용한 고체발효물의 미생물 생균 수와 생리영양활성 성분량 및 활성의 감소 최소화를 위한 이 단계 고체발효 저온제습건조 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 기존의 자연건조나 열풍건조 및 외부 공기의 유입을 통한 단순 냉각장치를 이용한 고체발효기를 대체하여 고체발효기에 저온제습건조 장치를 일체화하여 미생물의 발효과정에서 증식된 유용미생물의 생균 수 및 유용미생물의 생물전환을 통해 생산된 생리활성물질의 함량 및 활성을 유지하여 고부가 가치의 사료첨가제의 품질을 향상시키고, 발효-건조의 2 단계 공정을 본 기기에서 일괄 진행하여 공정시간을 단축시킴과 동시에 생산 공정의 운영을 단순화시키는 일체형 저온제습건조 고체발효기 및 이를 이용한 고체발효물의 미생물 생균 수와 생리영양활성 성분량 및 활성의 감소 최소화를 위한 이 단계 고체발효 저온제습건조 방법을 제공하는 데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명 일체형 저온제습건조 고체발효기는 보조온도조절장치가 내부에 장착된 건조기와 온도센서와 히터 및 순환수 쟈켓으로 이루어지는 온도조절장치와 교반축과 교반날개로 이루어지는 교반기 및 중량센서가 내부에 장착된 발효기를 결합하여 일체화시킨 고체발효기에 있어서; 저온공기를 순환 또는 비순환시켜 발효물을 건조시키는 저온제습건조기(10)와; 상기 저온제습건조기(10)로부터 저온공기가 유입되는 공기 차단판을 구비하는 저온공기 유입부(21)와, 분진 차단판과 필터를 구비하여 흡습공기를 배출하는 흡습공기 배출부(22)와, 상기 흡습공기 배출부(22)에 연결되어 흡습공기의 배출통로로서 작용하는 배기덕트(23) 및, 분진 차단판과 필터를 구비하여 흡습공기를 순환시키기 위해 배출하는 흡습공기 순환 배출부(24)로 이루어져 투입된 고체발효 원료를 교반하여 발효하는 고체발효기(20) 및; 상기 고체발효기(20)의 흡습공기 순환 배출부(24)와 상기 저온제습건조기(10) 사이에 연결되어 흡습공기를 순환시키는 개폐밸브와 필터박스를 구비하는 흡습공기 연결부(30)로 구성되어 흡습공기를 선택적으로 순환/비순환시키면서 저온제습건조하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 고체발효기에 저온제습건조 장치를 일체화하여 미생물의 발효과정에서 증식된 유용미생물의 생균 수 및 생물전환을 통한 생리활성물질의 함량 및 활성을 유지하여 고부가 가치의 발효사료첨가제 제품의 품질을 향상시키고, 발효-건조의 2 단계 공정의 시간을 단축시킴과 동시에 생산 공정의 운영을 단순화시키는 공정을 제공하는 각별한 장점이 있다.
도 1은 저온제습건조시스템의 고체발효기 일체화시 저온제습건조의 원리를 도식화 도면,
도 2는 기존의 고체발효기 및 저온제습건조시스템을 일체화한 저온제습건조-고체발효기 모식도,
도 3은 저온제습건조기를 고체발효기에 일체화하기 위한 발효기내 저온공기 유입부, 흡습공기 배출부, 저온제습건조기 연결부의 모식도,
도 4는 본 발명 이 단계 고체발효 저온제습건조 방법을 실행하는 순서도,
도 5는 고체발효기와 저온제습건조-고체발효기의 건조시간에 대한 수분함량 비교 그래프,
도 6은 드럼형 고체발효기와 저온제습건조-고체발효기를 이용한 건조물의 형태를 비교한 사진이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명 일체형 저온제습건조 고체발효기 및 이를 이용한 고체발효물의 미생물 생균 수와 생리영양활성 성분량 및 활성의 감소 최소화를 위한 이 단계 고체발효 저온제습건조 방법의 바람직한 실시 예를 상세하게 설명한다.
도 1은 저온제습건조시스템의 고체발효기 일체화시 저온제습건조의 원리를 도식화 도면, 도 2는 기존의 고체발효기 및 저온제습건조시스템을 일체화한 저온제습건조-고체발효기 모식도, 도 3은 저온제습건조기를 고체발효기에 일체화하기 위한 발효기내 저온공기 유입부, 흡습공기 배출부, 저온제습건조기 연결부의 모식도, 도 4는 본 발명 이 단계 고체발효 저온제습건조 방법을 실행하는 순서도, 도 5는 고체발효기와 저온제습건조-고체발효기의 건조시간에 대한 수분함량 비교 그래프, 도 6은 드럼형 고체발효기와 저온제습건조-고체발효기를 이용한 건조물의 형태를 비교한 사진으로서, 본 발명 일체형 저온제습건조 고체발효기는 보조온도조절장치가 내부에 장착된 건조기와 온도센서와 히터 및 순환수 쟈켓으로 이루어지는 온도조절장치와 교반축과 교반날개로 이루어지는 교반기 및 중량센서가 내부에 장착된 발효기를 결합하여 일체화시킨 고체발효기에 있어서; 저온공기를 순환 또는 비순환시켜 발효물을 건조시키는 저온제습건조기(10)와; 상기 저온제습건조기(10)로부터 저온공기가 유입되는 공기 차단판을 구비하는 저온공기 유입부(21)와, 분진 차단판과 필터를 구비하여 흡습공기를 배출하는 흡습공기 배출부(22)와, 상기 흡습공기 배출부(22)에 연결되어 흡습공기의 배출통로로서 작용하는 배기덕트(23) 및, 분진 차단판과 필터를 구비하여 흡습공기를 순환시키기 위해 배출하는 흡습공기 순환 배출부(24)로 이루어져 투입된 고체발효 원료를 교반하여 발효하는 고체발효기(20) 및; 상기 고체발효기(20)의 흡습공기 순환 배출부(24)와 상기 저온제습건조기(10) 사이에 연결되어 흡습공기를 순환시키는 개폐밸브와 필터박스를 구비하는 흡습공기 연결부(30)로 구성되어 흡습공기를 선택적으로 순환/비순환시키면서 저온제습건조하는 것을 특징으로 한다.
미설명부호 11은 흡습공기 순환/비순환 선택스위치, 12는 보조 온도조절장치 운전 스위치를 각각 나타낸다.
상기 저온공기 유입부(21)에 구비되는 공기 차단판은 저온제습건조기(10)로부터 상기 고체발효기(20) 내로 저온공기의 유입시 유입되는 저온공기가 고체발효기(20) 내의 고체발효 원료에 직접적으로 접촉하는 접촉을 차단하기 위한 것이다.
상기 흡습공기 배출부(22)와 흡습공기 순환 배출부(24)에 구비되는 분진 차단판과 필터는 상기 고체발효기(20)에서 흡습공기 배출부(22)를 통해 흡습공기가 배출되거나 저온제습건조기(10)로의 이동을 위한 흡습공기의 배출과정에서 미세한 발효물 분진의 유출로 인한 관로 막힘 현상과 분진 내에 함유되어 있는 발효산물에 의한 관로의 부식을 예방하기 위한 것이다.
또한, 상기 흡습공기 연결부(30)에 장착되는 필터박스는 다단 필터가 내장되는 것으로, 필요에 따라 사용하는 각각의 단을 개별로 교체할 수 있고, 흡습공기 순환/비순환 선택스위치(11)의 조작에 따라 흡습공기 연결부(30)의 개폐밸브가 개폐되도록 구성되어 있다.
그리고 상기 흡습공기 연결부(30)는 항유기산에 강한 내식 자재 중에서 선택하여 사용하는 것이 바람직하고, 특히 스테인레스 강(SUS) 계열의 철강재를 사용하는 것이 바람직하다.
한편 본 발명 일체형 저온제습건조 고체발효기를 이용한 고체발효물의 미생물 생균 수와 생리영양활성 성분량 및 활성의 감소 최소화를 위한 이 단계 고체발효 저온제습건조 방법은 원료투입구를 통해 고체발효기(20) 내로 일정량의 고체발효 원료를 공급하는 고체발효 원료 공급단계(S1단계)와; 상기 고체발효 원료에 물을 가하여 수분함량을 조절하는 수분함량 조절단계(S2단계)와; 상기 고체발효 원료에 발효미생물을 접종하는 발효종균 접종단계(S3단계)와; 고체발효기(20) 내부에 장착된 교반기를 작동시켜 접종된 고체발효 원료를 교반하는 교반단계(S4단계)와; 저온제습건조기(10)에 내장된 보조온도조절장치로 조절된 설정 발효온도의 공기를 고체발효기(20) 내로 주입하여 유용 미생물균을 증식시켜 고체발효 원료를 발효시켜 고체 발효물을 얻는 발효단계(S5단계)와; 상기 저온제습건조기(10)로 고체발효기(20) 내로 저온공기를 주입하여 상기 고체 발효물을 건조시키는 건조단계(S6단계)와; 상기 고체발효기(20)의 토출구를 통해 건조된 고체 발효물을 배출시키는 고체 발효물 배출단계(S7단계)로 이루어진다.
상기 고체발효 원료 공급단계(S1단계)에서 원료투입구로 투입되는 원료는 소맥피, 미강, 말분 등의 적정 배합비를 갖는 혼합 고체발효 원료나 이소플라본과 같은 기능성 생리활성물질을 포함하는 발효사료 첨가제의 발효원료로 이용되는 대두박, 뽕잎분말 등과 같은 고체발효 원료이고, 이를 스크류 컨베이어로 이동시켜 원료투입구로 투입하게 된다.
이때 원료투입구에 호퍼가 설치되어 있는 경우에는 호퍼에 중량센서로서 로드셀을 설치함으로써 고체발효 원료의 적적량 투입할 수 있고, 호퍼가 없는 경우에는 고체발효기(20)의 바닥에 중량센서로서 로드셀을 설치함으로써 고체발효 원료의 적적량 투입할 수 있게 된다.
상기 수분함량 조절단계(S2단계)에서 조절된 함수율은 40 ∼ 50%가 바람직하고, 상기 발효종균 접종단계(S3단계)에서 투입되는 발효미생물 종균은 투입된 고체발효 원료의 중량 대비 1 ∼ 5%가 바람직하다.
또한, 상기 발효단계(S5단계)에서 설정 발효온도는 30 ∼ 35℃가 바람직하고, 상기 건조단계(S6단계)에서 고체발효기(20) 내로 유입되는 건조공기의 온도를 35℃ 이하가 되도록 하여 45 ∼ 50시간 건조시켜 함수율은 9 ∼ 11%가 되도록 함으로써 상기 발효단계(S5단계) 후 기존의 가열 건조에 따른 바실러스를 제외한 유용미생물의 사멸 및 열에 민감한 생리활성물질의 함량 및 활성 손실을 억제하게 된다.
그리고, 상기 고체 발효물 배출단계(S7단계)에서는 고체 발효물의 산도를 pH 3 ∼ 5로 유지시켜 토출구로 배출시키며, 상기 고체 발효물 배출단계(S7단계) 이후에 제품화하는 단계로서, 품질관리(QC)단계와 고체 발효물 분쇄단계 및 포장단계를 별도의 장치로 추가 진행시켜 토출구로 배출되는 고체 발효물을 제품화하게 된다.
다음에는 본 발명 일체형 저온제습건조 고체발효기를 이용한 고체발효물의 미생물 생균 수와 생리영양활성 성분량 및 활성의 감소 최소화를 위한 이 단계 고체발효 저온제습건조 방법에 따라 실제로 고체발효 원료를 발효건조시키면서 각종 실험을 실시하였다.
먼저 고체발효 원료 공급단계(S1단계)에서 소맥피, 미강, 말분, 대두박 및 뽕잎분말이 혼합된 고체발효 원료 10kg을 원료투입구로 투입하고 수분함량 조절단계(S2단계)에서 고체발효 원료에 물을 가하여 함수율이 45%가 되도록 했다.
이어서 발효종균 접종단계(S3단계)에서 200g의 발효미생물 종균을 투입한 다음 교반단계(S4단계)에서 교반기를 작동시켜 고체발효 원료와 발효미생물 종균을 혼합하고, 다음으로 발효단계(S5단계)에서 저온제습건조기(10)에 내장된 보조온도조절장치로 조절된 33℃의 공기를 저온공기 유입부(21)로 유입시켜 고체발효 원료의 온도를 33℃로 유지시켜 고체발효 원료를 발효시켰다.
계속하여 건조단계(S6단계)에서 고체발효기(20) 내로 유입되는 건조공기의 온도를 30℃가 되도록 하여 50시간 건조시켜 함수율은 10%가 되도록 한 다음 고체 발효물 배출단계(S7단계)에서 고체 발효물의 산도를 pH 4로 유지시켜 토출구로 배출시켰다.
실시예 1. 드럼형 고체발효건조기를 이용한 발효물의 건조 시험
드럼형 고체발효건조기를 이용한 발효물의 건조 시험에서는 드럼형 발효기를 이용한 기존의 건조방식과 드럼형 발효기에 저온제습 장치를 이용한 건조공정시스템을 포함한 새로운 건조방식인 저온제습건조고체발효기의 생균 수와 생리활성 변화와 건조시간에 대해 검사하였다. 상기 저온제습건조고체발효기의 생리활성 변화를 확인하기 위해 수분함량, 조단백질, 칼슘, 인, 초산, 젖산, pH, 조사포닌, 0.2% 펩신소화율, 0.2% KOH 용해도, 우레아제 역가, 폴리페놀, 총 플라보노이드, 항산화활성 및 Mannanase를 검사하였다.
실시예 2. 배지, 균주 배양, 발효 생균제 제조
발효건조공정 시스템 시험을 위하여, Bacillus subtilis는 LB 배지(Tryptone 1%, yeast extract 0.5%, NaCl 1%), Lactobacillus plantarum은 MRS배지(10 g yeast extract, 3g malt extract, 10g Bacto-peptone, and 40% sucrose per liter, the initial pH 5.0), Saccharomyces cereviase는 YM배지(yeast extract 0.3%, malt extract 0.3%, peptone 0.5%, dextrose 1%) 사용하였으며, agar plate 제조 시에는 2.0% agar를 첨가하였다. 모든 배지는 121에서 1 Kg/cm2으로 15분간 멸균 후 사용하였다. 본 실험에 사용한 균주는 DMSO 10%를 첨가하여 -70 deep freezer에 보관하여 사용하였다. Bacillus subtilis는 35℃에서 200rpm에서 1일간 배양하였으며, Lactobacillus plantarum은 35℃에서 0rpm에서 1일간 배양하였고, Saccharomyces cereviase는 30℃에서 200rpm에서 1일간 배양하여, 배양액으로 사용하였다. Bacillus subtilis, Lactobacillus plantarum 및 Saccharomyces cereviase 배양액 1%를 대두박 200kg에 접종하였으며, 최종수분이 50% 되게 하여 35℃에서 1일간 고체발효기와 저온제습건조 고체발효기에서 배양 및 발효하였다.
실험예 1. 고체발효기와 본 발명 저온제습건조고체발효기의 건조시간에 대한 수분함량
발효가 완료된 고체발효물을 (A) 고체발효기 및 본 발명 (B) 저온제습건조고체발효기에 맞추어 수분이 12%가 될 때까지 건조시켰다. 상기 고체발효기와 저온제습건조고체발효기를 이용하여 각각의 발효물(200kg/500kg)을 건조하였으며, 시간의 경과에 따라 수분함량을 검사하기 위해 미리 건조하여 함량을 구한 알미늄제 칭량병에 시료 5g을 정확히 칭량하여 항온건조기로 135로 2시간 건조시켜 데시케이터내에서 30분간 방냉한 다음 무게를 달아 감량을 수분함량으로 한다. 하기 수학식 1의 방법으로 수분 함량을 계산하였다.
Figure pat00001
실험 결과, 도 5에서 알 수 있듯이 0시간에는 수분함량이 44.30%으로 동일하였으나 고체발효기(A)는 158시간이 지나야 12.80%로 나타났으며, 저온제습건조고체발효기(B)는 35시간이 지나서 8.20%로 나타나, 고체발효기(A)를 이용할 때보다 5일정도 건조 시간이 단축되었다. 또, 도 6에서 알 수 있듯이 저온제습건조고체발효기(B)의 건조물은 건조전의 색깔과 비슷한 형태를 유지하였으나, 고체발효기(A) 건조물은 오랜 건조 시간으로 인해 검정색 빛을 띠는 색깔로 변하였다. 이와 같이 저온제습건조고체발효기를 이용하였을 때 이른 건조시간에 의한 품질변화가 적게 나타날 것으로 예상하여 생균 수 및 생리활성변화에 대하여 조사하였다.
실험예 2. 고체발효기와 저온제습건조저온제습건조고체발효기의 건조물에 대한 생균수 함량
건조물에 대한 생균수 함량을 확인하기 위해 고체발효기와 드럼건조발효건조기를 이용하여 각각의 발효물(200Kg/500kg)을 건조하였으며 상기 실험예 2의 방법으로 제조한 agar를 첨가한 배지에 Bacillus subtilis를 35℃에서 2일간 배양하였으며 Lactobacillus plantarum은 35℃에서 2일간 배양하였고 Saccharomyces cereviase는 30℃에서 2일간 배양하여 단일 콜로니를 계수하여 생균 수를 측정하였다.
실험 결과, 하기 표 1에서 알 수 있듯이 Bacillus subtilis는 건조 전 log 8.81CFU/g으로 나타났고 고체발효기와 저온제습건조고체발효기의 건조물은 각각 log 8.82CFU/g, log 8.82CFU/g로 나타나 Bacillus subtilis의 생균 수는 모두 감소하지 않았다. Lactobacillus plantarum는 건조 전log 8.89CFU/g으로 나타났고 고체발효기와 저온제습건조고체발효기의 건조물은 각각 log 5.11CFU/g, log 8.46CFU/g로 나타나 고체발효기를 이용하였을 때 감소하였으며 저온제습건조고체발효기를 이용하였을 때 고체발효기보다 log 3.35CFU/g 높게 나타났다. Saccharomyces cereviase는 건조 전 log 8.16CFU/g으로 나타났고 고체발효기와 저온제습건조고체발효기의 건조물은 각각 log 4.11CFU/g, log 7.47CFU/g로 나타나 고체발효기를 이용하였을 때 감소하였으며 저온제습건조고체발효기를 이용하였을 때 log 3.36CFU/g으로 드럼건조기보다 높게 나타났다.
고체발효기와 저온제습건조고체발효기를 이용한 건조물의 생균 수의 변화.
성 분 건조 전 발효물 드럼발효기 저온제습건조
고체발효기
Bacillus subtilis Log 8.81CFU/g Log 8.82CFU/g Log 8.82CFU/g
Lactobacillus plantarum Log 8.89CFU/g Log 5.11CFU/g Log 8.46CFU/g
Saccharomyces cereviase Log 8.16CFU/g Log 4.11CFU/g Log 7.47CFU/g
실험예 3. 고체발효기와 저온제습건조고체발효기의 건조물에 대한 조단백질, 칼슘 및 인의 함량
건조물에 대한 조단백질, 칼슘 및 인의 함량을 확인하기 위해 고체발효기와 드럼건조발효건조기를 이용하여 각각의 발효물(200Kg/500kg)을 건조하였으며 각 건조물을 하기와 같은 방법으로 조단백질(%), 칼슘 및 인(%)의 함량을 확인하였다.
조단백질 함량은 킬달증류법(Kjeldahl nitrogen digestion)를 이용하여 하기 수학식 2의 방법으로 계산하였다. 수학식 2의 T는 0.1N 염산용액 적정치(mL) - Blank 적정치이고 F는 0.1N 염산용액의 Factor이며 W는 시료무게(g)이다.
Figure pat00002
칼슘 함량은 원자 흡광광도법(Atomic absorption spectrophotometry)을 이용하여 분석하였다. 시료 5g를 자제 크루시블에 취하고 열판에서 예비회화시킨 후 전기로 600에서 2시간 이상(회백색) 회화시킨 뒤 방냉하고 염산용액(1:1) 10mL를 가하여 하룻밤 방치 용해시킨 다음 No.6 여과지를 이용 뜨거운 물로 여과하여 일정량으로 맞춰 시료액으로 하였다. 시료액 일정량을 50mL 메스플라스크에 취하고 5% 란타늄용액 10mL를 넣어 용액 중 란타늄 함량이 1% 되도록 한다. 다시 염산용액(1:1) 1mL를 가하고 증류수로 표선을 맞춘다. 미리 30분간 예열한 원자흡광광도계 파장 422.7nm에서 흡광도를 측정한다. 이때 칼슘표준용액을 0, 2, 4, 6, 8 및 10ppm이 되도록 50mL 메스플라스크에 취한 다음 여기에 란타늄 용액 10mL를 각각 넣고 증류수로 표선까지 채운 다음 흡광도를 측정 및 표준곡선(검량곡선)을 작성했다. 칼슘 함량은 하기 수학식 3의 방법으로 계산하였다.
Figure pat00003
인의 함량을 분석하기 위해 시료 5g를 자제 크루시블에 취하고 열판에서 예비 회화시킨 후 전기로 600에서 2시간 이상(회백색) 회화시킨 뒤 방냉하고 염산용액(1:1) 10mL를 가하여 하룻밤 방치 용해시킨 다음 No.6 여과지를 이용하여 뜨거운 물로 여과하여 일정량으로 맞춰 시료액으로 사용하였다. 25mL 메스플라스크에 시료액 1 ∼ 20mL(인 함량에 따라)를 취하고 발색제 2.5mL(용기의 1/10)를 가한 다음 증류수로 표선을 맞춘 후 혼합하고 15분간 방치 후 파장 470nm에서 흡광도를 측정한다. 표준액도 같은 방법으로 실시했다. 상기 흡광도를 이용하여 측정한 인의 함량은 하기 수학식 4의 방법으로 계산하였다.
Figure pat00004
실험 결과, 하기 표 2에서 알 수 있듯이 조단백질은 건조 전 43.61%로 나타났고 고체발효기와 저온제습건조고체발효기의 건조물은 각각 38.91%, 43.67%로 나타나 조단백질의 함량은 고체발효기를 이용하였을 때만 건조과정에서 감소하였고 저온제습건조고체발효기를 이용하였을 때 고체발효기보다 4.76% 높게 나타났다. 칼슘(Ca)은 건조 전 0.45%, 고체발효기와 저온제습건조고체발효기의 건조물은 각각 0.41%, 0.47%로 나타나 칼슘(Ca)의 함량은 고체발효기로 이용하였을 때만 감소하였으며 저온제습건조고체발효기를 이용하였을 때 고체발효기보다 0.06% 높게 나타났다. 인(P)은 건조 전 0.57%, 고체발효기와 저온제습건조고체발효기의 건조물은 각각 0.56%, 0.57%로 나타나 인(P)의 생균 수는 건조방법에 의하여 큰 차이를 나타내지 않았다.
고체발효기와 저온제습건조고체발효기를 이용한 건조물의 조단백질, 칼슘과 인의 변화.
성 분 단위 control 고체발효기 저온제습건조
고체발효기
조단백질 % 43.61 38.91 43.67
칼슘(Ca) % 0.45 0.41 0.47
인(P) % 0.57 0.56 0.57
실험예 4. 고체발효기와 저온제습건조고체발효기의 건조물에 대한 유기산과 pH
건조물에 대한 유기산과 pH를 확인하기 위해 고체발효기와 드럼건조발효건조기를 이용하여 각각의 발효물 (200Kg/500kg)을 건조하였으며 각 건조물을 하기와 같은 방법으로 유기산함량(%) 및 pH의 값을 측정하였다. 유기산함량을 확인하기 위해서 초산과 젖산을 측정하였다.
(1) 유기산분석(초산과 젖산)
시료 0.1g을 칭량하여 50mL 용량병에 취하고 0.4% 염산용액 20mL를 가한 후 20분간 초음파 수조에서 용해시킨다. 0.4% 염산용액으로 정용하고 균질하게 혼합한 후 상등액을 원심분리(3000rpm, 10분)하거나 또는 여과한 후 0.45um membrane filter로 여과하여 시험용액으로 사용한다. 유기산 표준물질을 위와 동일하게 처리하여 표준용액으로 한다.
LC Pump : Isocratic pump
Mobile Phase : 5~20mM H2SO4
Column : Organic acid analysis colum
1) Aminex HPX-87H Ion Exclusion colum (300mm x 738mm, Bio-Rad) 또는
2) RSpak KC-811(300mmx 7.8mm, Shodex)
검출조건 : UV 210nm 또는 RI detector
유속 : 0.7~1.0mL/min
주입량 : 20ul, Column Oven: Ambient 또는 40
(2) pH
시료를 10배 희석하여 30분간 방치 후 pH 측정기로 pH를 측정하였다.
실험 결과, 하기 표 3에서 알 수 있듯이 유기산 중 초산은 건조 전 0.34%, 고체발효기와 저온제습건조고체발효기의 건조물은 각각 1.18%, 1.07%로 나타나 초산의 함량은 건조시간이 증가할수록 모두 증가하였으며 고체발효기를 이용하였을 때, 저온제습건조고체발효기보다 0.11% 높게 나타났다. 유기산 중 젖산은 건조 전 1.12%, 고체발효기와 저온제습건조고체발효기의 건조물은 각각 3.36%, 1.74%로 나타나 젖산의 함량은 건조시간이 증가할수록 증가하였으며 고체발효기를 이용하였을 때 저온제습건조고체발효기보다 1.62% 이상 증가하였다. pH 값은 건조 전은 5.97로 나타났으며 고체발효기와 저온제습건조고체발효기의 건조물은 각각 4.78, 5.21로 나타나 pH의 값은 건조시간이 증가할수록 낮아졌으며 고체발효기를 이용하였을 때 저온제습건조고체발효기보다 0.43 낮게 나타났다.
고체발효기와 드럼발효저온제습건조기를 이용한 건조물의 유기산과 pH의 변화.
성 분 단위 건조 전 발효물 고체발효기 저온제습건조
고체발효기
초산 % 0.34 1.18 1.07
젖산 % 1.12 3.36 1.74
pH value 5.97 4.78 5.21
실험예 5. 고체발효기와 저온제습건조고체발효기의 건조물에 대한 소화율과 우레아제역가 측정
건조물에 대한 소화율 및 우레아제 역가를 측정하기 위해 고체발효기와 드럼건조발효건조기를 이용하여 각각의 발효물 (200Kg/500kg)을 건조하였고 각 건조물을 하기와 같은 방법으로 소화율(0.2% 펩신소화율, 0.2% KOH용해도), 우레아제역가(U.A)의 값을 검사하였다.
(1) 0.2% 펩신소화율
시료 1g을 정확히 취하여 탈지한 다음 200mL 삼각플라스크에 넣고 45℃로 미리 가열한 0.2% 펩신염산용액 150mL를 가하고 45℃ 항온수조에서 흔들어 주면서 16시간 소화시킨 다음 No.2A 여과지로 여과했다. 불소화물을 온수로 세척하고 불소화물과 여과지를 분해플라스크에 넣고 조단백질 정량법에 준하여 분해, 증류 및 적정하여 불소화물의 조단백질 함량을 구했고 별도로 시료에 대한 조단백질의 함량도 구했다. 펩신소화율(%)은 하기 수학식5의 방법으로 계산하였으며 수학식 5의 A는 사료중 조단백질 함량(%)이고, B는 불소화물 중 조단백질 함량(%)이다.
Figure pat00005
(2) 0.2% KOH용해도
시료 1g을 정확히 취하여 탈지한 다음 200mL 삼각플라스크에 넣고 45로 미리 가열한 0.2% KOH용액 150mL를 가하고 45℃ 항온수조에서 흔들어 주면서 16시간 소화시킨 다음 No.2A 여과지로 여과했다. 불소화물을 온수로 세척하고 불소화물과 여과지를 분해플라스크에 넣고 조단백질 정량법에 준하여 분해, 증류 및 적정하여 불소화물의 조단백질 함량을 구하고 별도로 시료에 대한 조단백질의 함량도 구했다. KOH용해도(%)는 하기 수학식 6의 방법으로 계산하였다.
Figure pat00006
(3) 우레아제역가(U.A)
대두부산물 1g을 요소용액과 혼합하였을 때 30에서 1분간 발생하는 암모니아태 질소의 양으로 urease activity를 측정했다.
시약 0.05M phosphate buffer sol은 3.403g의 KH2PO4와 4.355g의 K2HPO4를 각각 100mL의 신선한 증류수에 녹인 다음 두 가지를 섞어 1L로 한다. 사용 전에 강산 또는 강염기로 pH를 7로 조절했고, urea-buffer sol은 15g의 urea를 500mL phosphate buffer용액에 녹인 후 toluene 5mL를 넣고 pH 7로 맞춰서 제조하였다.
시약을 제조 후 시료를 열 발생 없이 가능한 미세하게 0.2mm체를 통과시켰고 0.2g의 준비된 시료를 시험관에 넣고 10mL의 urea-buffer액을 가한 후 뚜껑을 닫고 잘 흔들어 30℃ 진탕수조에 넣어 왕복 진탕시켰다. 상기 진탕시킨 0.2g의 분비된 시료를 시험관에 넣어 blank를 준비했고 10mL의 phosphate buffer를 가하고 뚜껑을 닫은 후 잘 흔들어 30℃ 진탕수조에 넣어 왕복진탕 시켰다. 상기 단계에서 30분간 왕복진탕 시킨 시험관을 꺼내 상등액의 pH를 측정했다.
실험 결과, 하기 표 4에서 알 수 있듯이 0.2% 펩신소화율은 건조 전 92.67%, 고체발효기와 저온제습건조고체발효기의 건조물은 각각 87.16%, 92.93%로 나타나 고체발효기를 이용하였을 때만 펩신소화율은 건조과정에 감소하였으며 저온제습건조고체발효기를 이용하였을 때 고체발효기보다 5.77% 높게 나타났다. 0.2% KOH용해도는 건조 전 70.43%, 고체발효기와 저온제습건조고체발효기의 건조물은 각각 51.66%, 66.83%로 나타나 0.2% KOH용해도는 모든 건조과정 중에 감소하였으며 저온제습건조고체발효기를 이용하였을 때 고체발효기보다 15.17% 높게 나타났다. 우레아제역가(U.A) 값은 건조 전 0.01로 나타났고 고체발효기와 저온제습건조고체발효기의 건조물은 각각 0.01로 나타나 우레아제역가(U.A) 값은 건조방법에 상관없이 큰 차이를 나타내지 않았다.
고체발효기와 저온제습건조고체발효기를 이용한 건조물의 소화율과 우레아제역가
성 분 단위 Control 고체발효기 저온제습건조
고체발효기
0.2% 펩신소화율 % 92.67 87.16 92.93
0.2% KOH용해도 % 70.43 51.66 66.83
우레아제역가
(U.A)		 % 0.01 0.01 0.01
실험예 6. 고체발효기와 저온제습건조고체발효기의 건조물에 대한 조사포닌과 B-mannanase
건조물에 대한 조사포닌 및 B-mannanase를 측정하기 위해 고체발효기와 드럼건조발효건조기를 이용하여 각각의 발효물 (200Kg/500kg)을 건조하였으며 각 건조물을 하기와 같은 방법으로 조사포닌, B-mannanase의 값을 검사하였다.
(1) 조사포닌
시료 5g에 80% methanol 50mL를 가하여 70℃ 수조상에서 30분간 추출한 다음 추출물을 여과(Whatman No.2)하였다. 이러한 추출과정을 2회 반복 실시하여 추출액을 합하고 55℃에서 감압 농축한 다음 잔여물을 증류수 50mL로 정용하였다. 이것을 분액 깔때기에 옮기고 에테르 50mL로 씻은 다음 물 층을 물포화 부탄올 50mL로 3회 추출한 후 물포화 부탄올층을 미리 항량으로 한 농축플라스크에 회수하여 감압 농 축한 후 105℃에서 20분간 건조하였다. 다시 데시케이타에서 30분간 식혀 무게를 측정한 후 다음 식에 의해 조사포닌 함량을 구하였고 함량을 하기 수학식 7의 방법으로 계산하였다.
(2) B-mannanase
Mannanase의 활성도는 3,5-dinitrosalicylic acid(DNS) 방법을 사용하여 Locust bean gum(sigma)으로부터 유리된 mannose 함량을 측정하여 분석하였다. 본 연구에 사용된 효소활성측정을 위한 표준 반응용액은 조효소액 500uL와 1중량% locust bean gum용액 500uL를 완전 혼합하여 37℃에서 30분간 반응시킨 후, DNS 용액 1mL을 첨가한 뒤 끓는 물속에 시험관을 담가 중탕시키면서 5분간 발색시킨 후 증류수 10mL를 첨가하고 540nm에서 흡광도를 측정하였다. 대조군은 조효소액 500uL와 증류수 500uL를 혼합하여 시료와 동일하게 수행하였다. 효소활성 1 international unit(IU)는 1분간 1umol의 mannose에 상응하는 환원당을 생성하는 효소의 양으로 정의하였다.
실험 결과, 하기 표 5에서 알 수 있듯이 조사포닌은 건조 전 1.20%, 고체발효기와 저온제습건조고체발효기의 건조물은 각각 1.47%, 1.23%로 나타나, 조사포닌 함량은 건조하는 과정에서 모두 증가하였으며 고체발효기를 이용하였을 때 저온제습건조고체발효기보다 0.27% 높게 나타났다. B-mannanase는 건조 전 825unit/g, 고체발효기와 저온제습건조고체발효기의 건조물은 각각 200unit/g, 750unit/g로 나타나 B-mannanase는 모든 건조과정 중에 모두 감소하였으며, 저온제습건조고체발효기를 이용하였을 때, 고체발효기보다 550unit/g 높게 나타났다.
고체발효기와 저온제습건조고체발효기를 이용한 건조물의 조사포닌과 B-mannanase
성 분 단위 Control 고체발효기 저온제습건조
고체발효기
조사포닌 % 1.20 1.47 1.23
B-mannanase Unit/g 825 200 750
실험예 7. 고체발효기와 저온제습건조고체발효기의 건조물에 대한 총 폴리페놀, 총 플라보노이 및 항산화활성(DPPH, ABTS,RC50)의 값 측정
건조물에 대한 총 폴리페놀, 총 플라보노이 및 항산화활성(DPPH, ABTS,RC50)의 값 측정을 위해 고체발효기와 드럼건조발효건조기를 이용하여 각각의 발효물 (200Kg/500kg)을 건조하였으며 각 건조물을 하기와 같은 방법으로 총 폴리페놀, 총 플라보노이드 및 항산화활성(DPPH, ABTS,RC50)의 값을 검사하였다.
(1) 총 폴리페놀
총 폴리페놀 함량은 Folin-Denis 법으로 측정하였다(Zhou et al., 1980). 시료를 희석시킨 다음 희석액 1mL에 Folin-Ciocalteu's reagent 1mL을 가하고 3분간 정치시킨 후 10중량% Na2CO용액 1mL을 가하여 혼합한 다음 실온에서 1시간 정치시킨 후 760nm에서 흡광도를 측정하였다. Gallic acid를 증류수로 녹여 농도가 0, 25, 50, 100, 200 및 400g/mL 용액이 되도록 제조하여 시료와 동일한 방법으로 분석하여 얻은 표준 검량선으로부터 시료추출물의 총 폴리페놀 함량을 산출하였다.
(2) 총 플라보노이드
총 플라보노이드 함량은 Zia 등의 방법을 변형하여 측정하였다(Zia et al., 1999). 농도별 추출물 150을 가하고 1M NaOH 500를 혼합한 후 2.5mL의 증류수를 첨가한 후 5분 동안 37에서 방치한다. 표준물질로는 Catechin으로(Sigma, USA)을 사용하였다. 검량선을 작성한 후 시료의 총 플라보노이드 함량을 산출하였다.
(3) 항산화활성(DPPH)
DPPH 라디칼 소거능의 측정은 Biosis 등(1958)의 방법에 의해 측정하였다. 3.49 mg DPPH를 100mL 메탄올(methanol)에 녹인 다음 1mg/mL, 2mg/mL 및 4mg/mL 농도의 시료 200uL에 0.1mM DPPH 2mL를 넣고 희석시킨 후 실온에서 30분 동안 반응시키고 517nm에서 흡광도를 측정하여 하기 수학식 8의 방법으로 저해율을 계산하였다. 또, 각 시료의 유리라디칼 소거활성은 시료를 첨가하지 않은 대조구의 흡광도를 1/2로 환원시키는데 필요한 시료의 농도인 RC50 값으로 나타내었다.
Figure pat00008
(4) 항산화활성(ABTS)
ABTS 라디칼 소거능의 측정은 Re 등(1999)의 방법에 의해 측정하였다. 7mM ABTS 600㎕와 7.35mM K2S2O8 300㎕를 혼합시킨 후 암소에서 14시간 동안 반응시킨 뒤 80mL 증류수와 희석시킨 다음 734nm에서 대조구의 흡광도 값이 0.7 ± 0.02가 되도록 조절한 ABTS solution을 사용하였다. 1, 5 및 10mg/mL 농도의 시료 용액 20㎕와 ABTS solution 2mL를 6분 동안 반응시킨 다음 734nm에서 흡광도를 측정하여 하기 수학식 9의 방법으로 저해율을 계산하였다. 또, 각 시료의 유리라디칼 소거활성은 시료를 첨가하지 않은 대조구의 흡광도를 1/2로 환원시키는데 필요한 시료의 농도인 RC50 값으로 나타내었다.
Figure pat00009
실험 결과, 하기 표 6에서 알 수 있듯이 총 폴리페놀 함량은 건조 전 30.72μg/mg으로 나타났고 고체발효기와 저온제습건조고체발효기의 건조물은 각각 32.21μg/mg, 33.92μg/mg로 나타나 총 폴리페놀 함량은 건조하는 과정에서 증가하였으며 저온제습건조고체발효기를 이용하였을 때 고체발효기보다 1.71μg/mg 높게 나타났다. 총 플라보노이드 함량은 건조 전 11.95μg/mg으로 나타났고 고체발효기와 저온제습건조고체발효기의 건조물은 각각 7.10μg/mg, 13.32μg/mg로 나타났다. 고체발효기를 이용하여 건조하는 과정에서만 총 플라보노이드의 함량이 감소하였으며, 저온제습건조고체발효기를 이용하였을 때, 고체발효기보다 6.22μg/mg 높게 나타났다.
항산화활성(DPPH)은 건조 전 5.22μg/mg으로 나타났고 고체발효기와 저온제습건조고체발효기의 건조물은 각각 6.81μg/mg, 6.43μg/mg로 나타나 항산화활성(DPPH)은 건조하는 과정에서 모두 감소하였으며 저온제습건조고체발효기를 이용하였을 때 고체발효기보다 0.38μg/mg 항산화활성이 높게 나타났다. 항산화활성(ABTS)은 건조 전 4.57μg/mg, 고체발효기와 저온제습건조고체발효기의 건조물은 각각 5.80μg/mg, 4.52μg/mg로 나타나 항산화활성(DPPH)은 고체발효기를 이용하여 건조하는 과정에서만 항산화활성이 감소하였으며, 저온제습건조고체발효기를 이용하였을 때, 고체발효기보다 1.28μg/mg 항산화활성이 높게 나타났다.
고체발효기와 저온제습건조고체발효기를 이용한 건조물의 총 폴리페놀, 총 플라보노이드과 항산화활성(DPPH, ABTS)의 변화
성 분 단위 control 고체발효기 저온제습건조
고체발효기
총 폴리페놀 ug/mg 30.72 32.21 33.92
총 플라보노이드 ug/mg 11.95 7.10 13.32
DPPH RC50
ug/mg		 5.22 6.81 6.43
ABTS RC50
ug/mg		 4.57 5.80 4.52
지금까지 본 발명을 바람직한 실시예로서 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고 발명의 요지를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있음은 물론이다.
10 : 저온제습건조기 11 : 흡습공기 순환/비순환 선택스위치
12 : 보조 온도조절장치 운전 스위치
20 : 고체발효기 21 : 저온공기 유입부
22 : 흡습공기 배출부 23 : 배기덕트
24 : 흡습공기 순환 배출부 30 : 흡습공기 연결부

Claims (10)

  1. 농산 부산물을 발효 건조시켜 사료첨가제를 제조하는 고체발효기에 있어서; 저온공기를 순환 또는 비순환시켜 발효물을 건조시키는 저온제습건조기(10)와; 상기 저온제습건조기(10)로부터 저온공기가 유입되는 저온공기 유입부(21)와, 필터를 구비하여 흡습공기를 배출하는 흡습공기 배출부(22)와, 상기 흡습공기 배출부(22)에 연결되어 흡습공기를 배출통로로서 작용하는 배기덕트(23) 및, 흡습공기를 순환시키기 위해 배출하는 흡습공기 순환 배출부(24)로 이루어져 투입된 농산 부산물을 교반하면서 발효하는 고체발효기(20) 및; 상기 고체발효기(20)의 흡습공기 순환 배출부(24)와 상기 저온제습건조기(10) 사이에 연결되어 흡습공기를 순환시키는 개폐밸브와 필터를 구비하는 흡습공기 연결부(30)로 구성되어 흡습공기를 선택적으로 순환/비순환시키면서 저온제습건조하는 것을 특징으로 하는 일체형 저온제습건조 고체발효기.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 저온공기 유입부(21)에 구비되는 공기 차단판이 저온제습건조기(10)로부터 상기 고체발효기(20) 내로 저온공기의 유입시 유입되는 저온공기가 고체발효기(20) 내의 고체발효 원료에 직접적으로 접촉하는 접촉을 차단하는 하는 것을 특징으로 하는 일체형 저온제습건조 고체발효기.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 흡습공기 배출부(22)와 흡습공기 순환 배출부(24)에 구비되는 분진 차단판과 필터가 상기 고체발효기(20)에서 흡습공기 배출부(22)를 통해 흡습공기가 배출되거나 저온제습건조기(10)로의 이동을 위한 흡습공기의 배출과정에서 미세한 발효물 분진의 유출로 인한 관로 막힘 현상과 분진 내에 함유되어 있는 발효산물에 의한 관로의 부식을 방지하는 것을 특징으로 하는 일체형 저온제습건조 고체발효기.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 흡습공기 연결부(30)에 장착되는 필터박스는 다단 필터가 내장되는 것으로, 필요에 따라 사용하는 각각의 단을 개별로 교체할 수 있고, 흡습공기 순환/비순환 선택스위치(11)의 조작에 따라 흡습공기 연결부(30)의 개폐밸브가 개폐되도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 일체형 저온제습건조 고체발효기.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 흡습공기 연결부(30)는 스테인레스 강(SUS) 계열의 철강재인 것을 특징으로 하는 일체형 저온제습건조 고체발효기.
  6. 원료투입구를 통해 고체발효기(20) 내로 일정량의 고체발효 원료를 공급하는 고체발효 원료 공급단계(S1단계)와; 상기 고체발효 원료에 물을 가하여 수분함량을 조절하는 수분함량 조절단계(S2단계)와; 상기 고체발효 원료에 발효미생물을 접종하는 발효종균 접종단계(S3단계)와; 고체발효기(20) 내부에 장착된 교반기를 작동시켜 접종된 고체발효 원료를 교반하는 교반단계(S4단계)와; 저온제습건조기(10)에 내장된 보조온도조절장치로 조절된 설정 발효온도의 공기를 고체발효기(20) 내로 주입하여 유용 미생물균을 증식시켜 고체발효 원료를 발효시켜 고체 발효물을 얻는 발효단계(S5단계)와; 상기 저온제습건조기(10)로 고체발효기(20) 내로 저온공기를 주입하여 상기 고체 발효물을 건조시키는 건조단계(S6단계)와; 상기 고체발효기(20)의 토출구를 통해 건조된 고체 발효물을 배출시키는 고체 발효물 배출단계(S7단계)로 이루어지는 일체형 저온제습건조 고체발효기를 이용한 고체발효물의 미생물 생균 수와 생리영양활성 성분량 및 활성의 감소 최소화를 위한 이 단계 고체발효 저온제습건조 방법.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 고체발효 원료 공급단계(S1단계)에서 원료투입구로 투입되는 원료는 소맥피, 미강, 말분, 대두박, 뽕잎분말 중 적어도 하나 이상을 혼합한 것임을 특징으로 하는 일체형 저온제습건조 고체발효기를 이용한 고체발효물의 미생물 생균 수와 생리영양활성 성분량 및 활성의 감소 최소화를 위한 이 단계 고체발효 저온제습건조 방법.
  8. 제 6항에 있어서, 상기 수분함량 조절단계(S2단계)에서 조절된 함수율은 40 ∼ 50%이고, 상기 발효종균 접종단계(S3단계)에서 투입되는 발효미생물 종균은 투입된 고체발효 원료의 중량 대비 1 ∼ 5%인 것을 특징으로 하는 일체형 저온제습건조 고체발효기를 이용한 고체발효물의 미생물 생균 수와 생리영양활성 성분량 및 활성의 감소 최소화를 위한 이 단계 고체발효 저온제습건조 방법.
  9. 제 6항에 있어서, 상기 발효단계(S5단계)에서 설정 발효온도는 30 ∼ 35℃이고, 상기 건조단계(S6단계)에서 고체발효기(20) 내로 유입되는 건조공기의 온도를 35℃ 이하가 되도록 하여 45 ∼ 50시간 건조시켜 함수율은 9 ∼ 11%가 되도록 하는 것을 특징으로 하는 일체형 저온제습건조 고체발효기를 이용한 고체발효물의 미생물 생균 수와 생리영양활성 성분량 및 활성의 감소 최소화를 위한 이 단계 고체발효 저온제습건조 방법.
  10. 제 6항에 있어서, 상기 고체 발효물 배출단계(S7단계)에서 배출되는 고체 발효물의 산도가 pH 3 ∼ 5인 것을 특징으로 하는 일체형 저온제습건조 고체발효기를 이용한 고체발효물의 미생물 생균 수와 생리영양활성 성분량 및 활성의 감소 최소화를 위한 이 단계 고체발효 저온제습건조 방법.
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