KR20200025531A - 마늘분말 및 시금치 분말을 이용한 돼지 사료 첨가제 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 마늘분말과 시금치 분말을 이용한 돼지 사료 첨가제 및 그 제조방법에 관한 것으로, 미생물 생균제(beneficial microorganisms, 이하 BM이라 함) 발효액을 1차 발효시킨 후 마늘분말이나 시금치분말을 첨가하여 2차 발효시킴으로써 마늘과 시금치의 유효성분으로 인해 돈육의 육질과 지질 개선효과를 향상시킬 수 있는 돼지 사료 첨가제 및 그 제조방법을 개시한다.

Description

마늘분말 및 시금치 분말을 이용한 돼지 사료 첨가제 및 그 제조방법{PIG FEED ADDITIVE USING GARLIC POWDER AND SPINACH POWDER AND MANUFACTURING THEREOF}

본 발명은 마늘분말 및 시금치 분말을 이용한 돼지 사료 첨가제 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 미생물 생균제(beneficial microorganisms, 이하 BM이라 함) 발효액을 1차 발효시킨 후 마늘분말이나 시금치분말을 첨가하여 2차 발효시킴으로써 마늘과 시금치의 유효성분으로 인해 돈육의 육질과 지질 개선효과를 향상시킬 수 있는 돼지 사료 첨가제 및 그 제조방법에 관한 것이다.

BM(Beneficial Microorganisms)은 혼합미생물 생균제로 생균제는 항생제적 물질을 배제하고 살아 있는 미생물 또는 비항생제적 물질로서 가축에게 급여할 때 장내 유해 미생물을 감소시키고, 성장을 촉진시키며, 소화기관 미생물의 환경을 개선시키기 때문에 이를 이용하여 사료를 제조할 경우 사료의 가치를 증진시킬 수 있다. 일반적으로 생균제의 작용은 가축 장내 유용미생물의 성장, 사료의 소화 흡수율 향상과 유해가스 발생감소 등으로 냄새와 해충을 줄여줌으로써 가축의 사육환경을 개선할 수 있다고 알려져 있다.

가축 사육시 항생제 대체 물질로 미생물 제제를 급여할 경우, 가축의 생산성을 개선시킬 수 있고 혈청 콜레스테롤 함량을 감소시킬 수 있다. 또한, 생균제는 동물의 면역체계에서 대식세포를 자극하여 식균 작용을 증가시키거나 면역과잉의 경우에는 식균 작용을 억제하기도 하며, 상피세포나 대식세포에서 병원성 미생물이나 종양세포들을 제거하는 산화질소 분비를 유도한다.

또한, 생균제는 염증촉진 및 염증억제제 사이토카인의 조절에 의한 면역조절과 관련이 크며, 장내 염증을 완화시키고 장내 점막의 기능장애를 정상화시키기도 한다. 근래 들어서는 특정 미생물을 추가하거나 강화시켜 BM 제제로 그 활용성을 증대시키고 있는데 축산업 분야에서는 사육 가축의 육질개선, 자돈의 설사병 예방, 축사내 냄새 억제 등을 위해 이를 다양하게 활용하고 있다.

마늘은 혈중 지질이나 혈압을 낮추고 혈전 등을 억제하며, 항바이러스, 항곰팡이 활성과 항암효과가 있는 것으로 알려져 있다. 또한, 마늘은 전세계적으로 양념, 조미료, 건강기능식품 및 의약품으로 널리 이용되고 있으며 이는 항균, 항암, 항당뇨 및 고지혈증 등 건강에 매우 유익한 효과를 나타내는 것으로 보고되어 있다.

마늘에는 다른 채소나 과일 등에 비해 매우 많은 유기황화합물이 들어있고, 이러한 유기황화합물 때문에 마늘은 특이한 냄새와 강력한 항균작용 등을 갖는다. 대표적인 유기황화합물로는 알린(alliin), 이소알린(isoalliin), 메틴(methiin) 등 3종의 S-alk(en)yl-L-cysteine sulfoxides가 0.6-1.9% 정도 들어있으며, 비슷한 양의 γ-glutamyl-L-cysteine 유도체인 peptide류 등이 특이성분으로 함유되어 있다. 마늘은 오랜 전부터 혈중지질 감소, 동맥경화 예방, 항고혈압 등의 약리효과가 알려져 있으며, 마늘을 열처리하여 제조한 흑마늘은 가공 공정 중 페놀화합물 및 갈변물질 등 유효성분이 생마늘보다 증가되며, 이들 유효성분에 의해 항산화 활성, 체내 지질 저하 및 항비만 활성이 높은 것으로 알려져 있다.

시금치는 비타민 A의 전구체인 카로틴과 아스코르빈산을 많이 함유하고 있으며, 수산, 사과산, 구연산 등의 유기산이 많이 함유되어 있다. 또한, 칼슘과 철분, 요오드가 많이 함유되어 있어, 발육기의 어린이와 임산부에게 좋은 알칼리성 식품이며 철과 엽산이 있어 빈혈 예방에도 좋다고 알려져 있으며, 사포닌과 부드러운 섬유소가 들어 있어 변비에도 효과가 있으며 시금치는 비타민 A의 전구체인 카로틴과 아스코르빈산을 함유하고 있으며, 많은 무기질과 유기산을 함유하고 있는 엽채류 중 하나이며 시금치에는 사포닌과 부드러운 섬유소가 들어있어 변비에도 효과가 있으며, 철과 엽산이 있어 빈혈 예방에도 좋다고 알려져 있다.

최근 건강한 축산물 생산을 위한 여러 연구가 시도되고 있는데 뽕잎 배양물에 차가버섯을 배양하여 배양물을 포함하는 비육돈용 사료 첨가제 및 이를 함유하는 비육돈용 사료에 대한 특허(출원번호 10-2013-0134701), 뽕나무가지의 레스베라톨을 이용한 성장촉진용 항생제 대체 사료 첨가제 및 이를 포함하는 사료조성물 특허(한국등록번호 제10-1161251호) 등이 개시되어 있고, 생약재를 활용한 항생제 감소를 위한 노력과 자돈의 활력증진에 관한 연구가 이루어지고 있다.

또한, 콜레스테롤 저하용 사료첨가제와 이를 급이하여 생산된 육제품의 콜레스테롤 저하 효과를 기대할 수 있는 특허(한국등록번호 제10-0490698호), 알로에 추출물(한국등록번호 제10-1805174호)이나 황기, 감초 및 천궁의 한약재를 활용하여 육성돈 사료에 섞어 급이하여 돼지의 성장을 촉진 시키는 특허(한국등록번호 제10-0949909호), 홍삼부산물을 첨가하는 등 부산물을 활용하는 특허(한국등록번호 제10-0828024호) 등이 개시되어 있는데, 돈육의 품질을 향상시키고 자돈의 활력을 증신시키는 등 고품질 돈육 생산을 위한 다양한 시도가 이루어지고 있다.

마늘과 시금치는 재배되는 식자재로 쉽게 활용할 수 있는 재료이며 생산량이 증가할시에는 단가 또한 저렴하게 공급받을 수 있는 좋은 소재이며 생리활성 또한 뛰어난 소재로 건강기능성 식품으로도 활용할만큼 가치가 높은 식품이다. 돈육 섭취에 따른 지방질의 과다 섭취에서 자유로울 수 있으며 다른 동물 실험에서 마늘은 혈행개선, 지질개선, 면역력 증가, 콜레스테롤 감소효과가 있으며 시금치는 지구력 증진, 항산화 효과와 비타민 A와 C, 풍부한 미네랄 등 다양한 영양소가 함유되어 있음을 확인하고 본 발명자들은 돈육의 품질을 향상시키고자 마늘과 시금치를 함유한 사료첨가제를 개발하게 되었다.

따라서, 본 발명은 돼지 사료첨가제 제조 과정에서 마늘과 시금치 분말을 첨가하여 돈육의 육질을 개선하고 돼지의 지질개선 효과로 더 건강한 돈육을 생산할 수 있는 돼지 사료 첨가제 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일측면은, 미생물 생균제(beneficial microorganisms, 이하 BM이라 함) 배양수 원액에 청국장 및 멸균수를 첨가하여 BM 발효액을 제조하는 단계와, 상기 BM 발효액에 소맥피, 미강 및 대두박 등을 첨가하여 1차 발효물을 얻는 단계와, 상기 1차 발효물에 시금치분말 또는 마늘분말 중 적어도 하나를 첨가하여 2차 발효시키는 단계를 포함하는 돼지 사료 첨가제의 제조방법을 제공한다.

상기 BM 발효액 제조시 발효 온도는 35-38℃이고, 발효기간은 3-5일인 것이 바람직하다.

또한, 상기 1차 발효물 제조시, 발효 온도는 30-40℃이고, 발효기간은 7-12일이며, 혼합되는 재료의 중량은, 전체 100 중량부를 기준으로, BM 발효액 8-14중량부, 소맥피 20-26중량부, 미강 10-16중량부, 대두박 6-9중량부, 당밀 1-4중량부, 흑설탕 0.2-0.9중량부, 숯가루 0.1-0.5중량부, 아미노산 3-5중량부, 라면분말 5-8중량부, 빵가루 10-17 중량부인 것이 바람직하다.

바람직하게는, 상기 2차 발효물 제조시, 발효 온도는 30-40℃이고, 발효기간은 2-5일이며, 상기 1차 발효물에 마늘분말과 시금치분말을 혼합하여 발효한다. 이때, 마늘분말과 시금치분말은 1:1 내지 1:3의 중량비로 혼합하는 것이 바람직하며, 1차 발효물 98-99.7중량부에 마늘분말과 시금치분말 혼합물을 0.3-2 중량부가 되도록 첨가하는 것이 바람직하다.

본 발명의 다른 측면은 상기 방법으로 제조된 돼지 사료 첨가제를 제공한다.

본 발명에 따르면, 돼지 사료첨가제 제조 과정에서 마늘과 시금치 분말을 첨가하여 돈육의 육질을 개선하고 돼지의 지질개선 효과로 더 건강한 돈육을 생산할 수 있는 돼지 사료 첨가제 및 그 제조방법을 제공할 수 있다.

본 발명은 마늘 및/또는 시금치 함유 돼지 사료 첨가제 및 그 제조방법에 관한 것으로, 이하에서는 본 발명의 일실시예에 따른 돼지 사료 첨가제 및 그 제조방법에 대해 보다 상세히 설명한다.

본 발명의 일실시예에 따르면, BM 발효액을 제조하는 단계, 상기 BM 발효액을 이용하여 1차 발효물을 얻는 단계, 및 상기 1차 발효물에 시금치분말 또는 마늘분말 중 적어도 하나를 첨가하여 2차 발효시키는 단계를 포함한다.

BM 발효액은 BM 배양수 원액에 청국장과 멸균수를 넣고 혼합한 혼합액을 35-38℃에서 3-5일간 발효시킴으로써 얻을 수 있다. 일실시예로, BM 배양수 원액 5-7 L, 청국장 450-650 g과 멸균수 400-600 L를 혼합하여 혼합액을 준비하되 바람직하게는 BM 배양수 원액 6.3 L에 청국장 500 g, 멸균수 500 L를 넣고 혼합액을 준비한다. 이때 첨가되는 청국장의 원료가 되는 콩은 미생물의 생육에 필요한 질소원이 될 수 있으며, 청국장에 존재하는 바실러스균은 기타 잡균의 번식을 억제하는 효과가 있어 BM의 생육을 지원하는 효과가 있다. BM 발효액 제조시 발효 온도는 35-38℃이고, 발효기간은 3-5일인 것이 바람직하다.

다음으로, BM 발효액을 이용하여 1차 발효물을 얻는다. 일실시예로, 전체 100 중량부를 기준으로, 재료 각각을 칭량한 후 BM 발효액 8-14중량부, 소맥피 20-26중량부, 미강 10-16중량부, 대두박 6-9중량부, 당밀 1-4중량부, 흑설탕 0.2-0.9중량부, 숯가루 0.1-0.5중량부, 아미노산 3-5중량부를 먼저 혼합하여 발효하다가 1차 발효 말기(9-10일)에 라면분말 5-8중량부와 빵가루 10-17 중량부를 첨가하여 남은 발효를 진행한다. 이때 발효조건은 30-40℃의 온도에서 7-12일간 발효시켜서 1차 발효물을 얻을 수 있다. BM 발효액 제조시 첨가되는 소맥피, 미강, 대두박, 당밀, 흑설탕은 미생물의 영양원이 되어 생육을 촉진하며, 숯가루는 잡균의 오염을 방지하게 된다. 발효 말기에 투입하는 액체 아미노산, 라면분말과 빵가루는 미생물의 영양원을 추가로 공급하여 미생물의 성장률을 유지시키고, 증량시키는 효과를 지닌다.

다음으로, 상기에서 수득한 1차 발효물을 이용하여 2차 발효시킴으로써 본 발명에 따른 돼지 사료 첨가제를 얻을 수 있다. 즉, 1차 발효물에 시금치 및/또는 마늘 분말을 첨가한 후, 30-40℃의 온도에서 2-5일간 발효시킴으로써 돼지 사료 첨가제를 얻을 수 있다. 이때, 전체 재료 100중량부를 기준으로 마늘분말 또는 시금치분말 중 1종류만 단독으로 첨가할 경우에는 각각 0.3~2중량부씩 첨가하는 것이 바람직하고, 마늘분말과 시금치분말을 혼합하여 사용할 경우에는 이들이 1:1 내지 1:3 중량비가 되도록 혼합하여 전체 0.3~2중량부가 되도록 첨가하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 시금치 분말과 마늘 분말을 1:1로 혼합하여 사용하는 것이 바람하며, 이들 분말을 동량으로 혼합한 후 전체 0.4~0.7중량부가 되도록 첨가할 수 있다.

이하, 본 발명의 실시예를 설명한다. 하기 실시예는 본 발명을 설명하기 위한 예시에 불과한 것이며, 본 발명의 권리범위가 이러한 실시예로 한정되는 것은 아니다.

[ 실시예 1] 사료첨가제( BM 배양수 , 마늘분말, 시금치분말)의 품질 특성

돼지 사료 첨가제에 마늘분말이나 시금치 분말 첨가시 기능성이 향상되는지를 알아보기 위해 먼저 BM 원액, 마늘분말, 시금치 분말 각각에 대한 품질 특성을 알아보았다. BM 배양수는 가축 사료 발효용으로 시판되는 원액을 사용하였으며 마늘분말은 건강기능성식품 기준에 적합한 분말을, 시금치분말은 남해산 시금치를 동결건조하여 분쇄한 시료를 사용하였다.

1. 사료 첨가제의 총 페놀화합물 및 플라보노이드 함량

BM 배양수는 원액을 사용하였고, 마늘분말 및 시금치분말은 10배의 정제수를 가한 후, 추출한 여액을 실험에 사용하였다. 시료에 무게 대비 10배의 증류수를 가하여 진탕 혼합한 후 여과한 여액 1 mL에 Foline-Ciocalteau 시약 0.5 mL를 넣고 3분 후 10% Na₂CO₃ 용액 0.5 mL씩을 가한 후 혼합하여 실온의 암실에서 1시간 정치한 다음 분광광도계로 760 nm에서 흡광도를 측정하였으며, 표준물질로 gallic acid(Sigma Chemical Co.,)를 사용하여 시료와 동일한 방법으로 분석하여 얻은 검량선으로부터 총 페놀 화합물의 함량을 계산하여 산출하였다. 그 산출 결과는 아래 표 1 및 2와 같다.

[표 1]

상기 표 1로부터, 마늘분말과 시금치 분말의 경우 BM 배양수보다 총 페놀 함량이 훨씬 높은 것을 확인할 수 있으며, 특히 마늘분말보다 시금치분말이 총페놀화합물 함량은 약 3.6배가 더 높았다.

[표 2]

상기 표 2로부터, BM 배양수보다 마늘분말과 시금치 분말의 경우 플라보노이드 함량이 훨씬 높은 것을 확인할 수 있으며, 특히 시금치 분말의 경우 그 함량이 가장 높았다.

따라서, 표 1과 2로부터, 돼지 사료 제조시 BM 원액을 그대로 사용하는 것보다 시금치 분말이나 마늘 분말을 첨가하여 사용할 경우 총 페놀 함량이나 플라보노이드 함량 측면에서 훨씬 유리하다는 것을 알 수 있다.

2. BM 배양수 , 마늘분말, 시금치분말의 항산화 활성

DPPH(1,1-Diphenyl-2-picrylhydrazyl) 라디칼 소거활성은 DPPH에 대한 전자공여 활성으로 나타낸 것으로 시료액과 DPPH 용액(5 mg/100 mL methanol)을 동량으로 혼합한 다음 실온에서 20분간 반응시킨 후 분광광도계를 이용하여 525 nm에서 흡광도를 측정하였다. ABTS(2,2-azinobis-3-ethylbenzo-thiazoline-6-sulphonate) 라디칼 소거활성은 7 mM의 ABTS 용액에 potassium persulfate(Sigma-Aldrich Co., St. Louis, MO, USA)를 2.4 mM이 되도록 용해시킨 다음 암실에서 12-16시간 동안 반응시킨 후 415 nm에서 흡광도가 1.5가 되도록 증류수로 조정한 ABTS 용액을 사용하였다. ABTS 용액 150 μL에 시료액 50 μL를 혼합하고 실온에서 반응시킨 다음 분광광도계를 이용하여 415 nm에서 흡광도를 측정하였다. DPPH 및 ABTS 라디칼 소거활성은 각각의 시료를 10% 추출물로 제조한 후 시료액으로 사용하여 시료 무첨가구에 대한 시료첨가구의 흡광도비로 계산하여 %로 나타내었다.

하기 표 3은 DPPH 라디칼 소거 활성을, 표 4는 ABTS 라디칼 소거활성을 측정한 결과이다.

[표 3]

상기 표 3으로부터, 0.5% 농도에서 BM 배양수는 4.28%의 활성을, 마늘분말은 16.49%, 시금치분말은 10.22%의 활성을 보이는 것을 확인할 수 있으며, 0.5% 농도 또는 5% 농도 모두에서 마늘분말의 DPPH 라디칼 소거 활성이 가장 높았으며, 5% 농도에서는 BM 배양수나 시금치분말 모두 비슷한 라디칼 소거활성을 보였다.

[표 4]

상기 표 4로부터, 0.5% 농도에서는 시금치분말의 ABTS 라디칼 소거활성이 월등히 높았고, 5% 농도에서는 마늘분말의 소거활성이 가장 높기는 하였지만, 시금치 분말과 큰 차이를 보이지는 않았다. 하지만, 어느 경우이건 마늘분말이나 시금치 분말의 라디칼 소거활성이 BM 배양수에 비해 월등히 높았다.

[ 실시예 2] 마늘분말 및 시금치 분말의 혼합비율 선정

위의 실시예 1에서 마늘분말과 시금치분말의 총페놀화합물과 플라보노이드 함량을 살펴본 결과 시금치분말에서 총페놀 및 플라보노이드 함량이 높았으나 항산화 활성은 두 시료의 농도 및 활성측정 종류에 따라 상이하여 두 소재를 혼합시 상승효과가 있을 것으로 기대되어 혼합 비율 선정을 위하여 다음과 같은 실험을 실시하였다.

1. 항산화 활성 측정

마늘분말과 시금치분말의 혼합비율은 마늘분말 100%(T1), 시금치분말 100%(T2), 마늘분말과 시금치분말을 2:1로 혼합한 시료(T3), 마늘분말과 시금치분말을 1:2(T4)로 혼합한 시료와 마늘분말과 시금치분말을 1:1로 혼합한 시료(T5)로 나누어 항산화 활성을 검증하였다.

마늘분말과 시금치분말의 혼합 비율선정을 위한 항산화 활성 측정 방법은 위의 측정방법과 동일하게 수행하였고, DPPH 라디칼 소거활성은 하기 표 5와 같았고, ABTS 라디칼 소거활성은 하기 표 6과 같았다.

[표 5]

[표 6]

T1: 마늘분말, T2: 시금치분말, T3: 마늘분말:시금치분말=1:2, T4: 마늘분말:시금치분말=2:1, T5: 시금치분말:마늘분말=1:1

상기 표 5로부터, 시료의 농도가 높을수록 소거활성이 높아지는 것을 확인할 수 있고, 1%의 시료 농도에서 T1은 57.38%의 소거활성으로 활성이 낮은 반면 시금치 분말 100%인 T2는 73.67%로 마늘분말보다 활성이 높았다. 마늘분말과 시금치분말을 비율별로 혼합한 T3~T5는 65.08~74.90%의 범위였고 마늘분말과 시금치분말을 동량으로 혼합한 T5는 74.90%로 타 시료에 비해 활성이 가장 높았고 10%의 농도에서도 마늘분말 및 시금치분말 동량 혼합 시료가 76.94%로 활성이 가장 높았다.

또한, 상기 표 6으로부터, ABTS 라디칼 소거활성은 0.1%의 농도에서 시금치분말 100%인 T2는 60.82%로 활성이 가장 높았고 다음으로 마늘분말과 시금치분말을 동량으로 혼합한 T5가 55.38%로 가장 높았다. 1% 농도와 10% 농도에서는 T2~T5 간에 큰 차이가 없었다.

이러한 결과는 ABTS 라디칼 소거활성에는 마늘분말보다는 시금치분말이 더 효과적으로 작용하는데 0.1%의 저농도에서는 시금치분말의 효과로 인해 시금치와 마늘분말을 동량으로 혼합한 시료의 활성이 높지만 농도가 높아지면서 마늘분말의 ABTS 라디칼 소거활성도 상대적으로 증가하면서 서로 시너지 효과를 나타내어 서로간의 활성에 차이가 적어졌기 때문으로 생각된다.

2. 마늘분말 및 시금치분말의 혼합 비율에 따른 β-Carotene 탈색방지 효과

β-Carotene 탈색방지 효과를 통하여 지질산화 방지에 효과적인 마늘분말과 시금치분말의 혼합비율을 살펴본 결과 하기 표 7과 같다.

[표 7]

상기 표 7로부터, 0.1%의 시료농도에서 마늘분말 100%(T1)은 48.78%로 탈색방지 효과가 가장 높았고 다음으로 마늘분말과 시금치분말을 동량으로 혼합한 시료에서 43.17%로 높다는 것을 확인할 수 있다. 추출물의 농도가 증가할수록 β-Carotene 탈색방지효과는 더 우수하였고 마늘분말 100%(T1)은 1%의 농도에서는 54.98%, 10%에서는 56.17%로 타 시료에 비해 탈색방지 효과가 더 높았다. 또한, 마늘분말과 시금치분말을 동량으로 혼합한 시료는 0.1% 농도에서 마늘분말 100% 시료를 제외하고 다른 시료에 비해 탈색방지 효과가 더 우수하였다.

돈육은 부위에 따라 지질 함량이 상이하여 등심부위의 지질함량은 13.2%이나 한국인이 선호하는 삼겹부위는 지질 함량이 50% 이상으로 높아 돼지고기가 영양가가 높은 단백질 급원식품임에도 불구하고, 지방질의 과잉 섭취의 문제가 되며 이러한 지질은 보관이나 유통 중에 산패로 이어지면 건강에 위해한 화합물이 생성되는데 마늘분말과 시금치분말을 사료로 섭취함으로써 지질 산화의 방지에 더 효과적일 것으로 기대된다.

실시예 2의 결과를 종합하여 볼 때, 시금치분말은 식물체가 가지고 있는 대표적인 활성물질인 총 페놀과 플라보노이드 함량이 높은 장점이 있고, 마늘분말은 지질산화 안정성을 측정한 β-Carotene 탈색방지 효과가 우수하며, 알린을 포함한 다양한 함황화합물들을 함유하고 있다. 따라서 마늘과 시금치분말의 혼합 급이는 돼지의 생육동안 체내 항산화력을 높이고, 면역력 증진에 기여함으로써 질병으로부터 보호하는 효과와 지방의 과도한 축적을 방지하여 돈육의 품질을 개선하는 효과 등의 기능성과 더불어 돈육의 저장, 유통 중에 지질의 산화를 방지하여 돼지고기의 품질 안정화에 기여할 것으로 기대된다. 따라서 고품질 돈육의 생산을 위한 사료 첨가제에 마늘과 시금치분말은 이들 각각을 사용하여도 무방하며, 이들 분말들이 시너지 효과를 가지도록 하기 위해서는 서로 혼합하여 사용할 수 있는데 이때의 혼합 비율은 마늘분말 : 시금치분말 = 1:1~3의 범위로 조정하는 것이 적합하며, 보다 바람직하게는 동량으로 혼합하여 사용하는 것이 적합하다.

[ 실시예 3] 마늘분말 및 시금치 분말을 급이한 돈육의 품질 특성

BM 배양액 발효시 마늘분말, 시금치분말을 발효 후기에 혼합하여 발효를 완료하여 사료첨가제를 제조하여 급이한 돈육의 품질특성을 조사하였다. 대조군은 사료 첨가제를 급이하지 않았으며, 실험식이는 발효한 사료 첨가제를 3% 첨가하여 급이하였는데, 이때 사료 첨가제는 2차 발효에서 마늘분말만 1% 첨가한 군과, 시금치분말만 1% 첨가한 군, 그리고, 마늘분말과 시금치분말을 동량으로 혼합한 것을 1% 첨가한 군으로 나누어 80일 간 사육 후 도축하여 등심을 취하여 실험에 사용하였다.

1. 돈육 등심의 가열감량 및 유리수분

가열감량은 샘플육을 3 cm 두께로 절개 정형하여 polyethylene 비닐에 넣어 80±1℃ 항온수조 (Model 10-101, Dae Han Co., Korea)에 서 45분간 가열한 후 상온에서 20분간 방냉시킨 다음 가열 전후의 중량차이를 이용하여 감량율을 계산하였다. 그 결과는 하기 표 8과 같았다.

[표 8]

돈육의 조리시 가열감량이 높으면 상대적으로 많은 양의 육즙 손실이 발생하여 질긴 식감의 원인이 되기도 한다. 상기 표 8과 같이 첨가사료를 달리한 돈육의 가열감량은 대조군이 가장 높았고, 마늘분말 첨가군에서 가장 낮았으며, 마늘분말과 시금치분말 혼합 급이군(36.29%)은 시금치분말 급이군(37.98)과 큰 차이가 없었다.

2. 돈육 등심의 수분 및 총지질 함량

수분 함량은 수분측정기(MB 45, OHAUS, Switzerland)를 이용하여 믹서로 분쇄한 돈육 등심을 1.0~1.5 g을 취해 시료당 3회 이상 반복 측정하였다. 총지질 함량은 돈육 등심을 5 g 취하고 10배의 CM(chloroform:methanol=2:1)용액으로 추출하여 여과하여 농축하여 60℃에서 건조하여 지질함량을 산출하였다. 그 측정 결과는 하기 표 9와 같다.

[표 9]

상기 표 9로부터, 돈육의 수분 함량은 대조군은 67.66%였고 마늘분말 급이군은 65.59%로 일반 시판 돈육보다 약 3%가 낮았다. 시금치분말 급이군과 마늘ㆍ시금치분말 혼합 급이군은 65.59~65.94%의 범위로 대조군보다 낮았다.

총지질 함량은 대조군은 23.34%로 시료 중 가장 높았고, 마늘분말 급이군은 20.53%로 대조군 대비 12%가 낮았으며, 시금치분말 급이군은 20.46%로 마늘분말 급이군과 유사하였고, 마늘분말과 시금치분말 혼합 급이군은 19.95%로 가장 낮은 함량이었다. 따라서, 마늘분말 급이시 지질 함량이 가장 낮아 지질이 개선된 돈육을 생산할 수 있을 것으로 기대된다.

3. 돈육 등심의 색도

돈육 등심의 색도는 등심의 단면을 일정한 크기로 잘라 색차계(Ultrascan VIS, Hunter Lab., USA)로 측정하여 L, a, b값으로 나타내었다. 이때 표준 색판의 L값은 99.4, a값은 -0.12, b값은 0.04였으며, 7회 반복 측정하여 평균값으로 나타내었다. 그 측정값은 하기 표 10과 같았다.

[표 10]

상기 표 10으로부터, 마늘분말 및 시금치분말의 색도는 명도(L) 값은 모든 시료에서 52.98~56.73의 범위였는데, 시금치분말 급이군이 가장 낮고, 마늘분말 급이군이 가장 높다는 것을 알 수 있다. 적색도(a)는 0.76~1.53의 범위로 연한 분홍색으로 낮은 적색을 띄었다. 황색도는 10.10~11.46의 범위였으며 마늘분말 급이군이 황색도가 가장 높았다. 이상이 돈육 색에 대한 분석 결과에서 마늘분말 및 시금치분말의 첨가 급이가 돈육의 색에는 영향을 미치지 않음을 확인할 수 있다.

4. 돈육 등심의 조직감

생등심과 가열한 등심의 조직감을 측정하였다. 생등심은 40×40×30 mm 두께로 절단한 등심을 texture analyzer (TAXT express, Stable Micro Systems, England)를 이용하여 각 시료 군별로 10개 이상 시료의 조직감을 측정하였으며, 이때 texture analyzer의 조건은 pre-test speed는 5 mm/s, test speed 3 mm/s, post-test speed 5 mm/s, distance 8.0 mm, time 3 s, trigger force 5 g으로 조절하였다. 가열 등심은 생등심과 동일한 크기로 절단한 생등심을 지퍼백에 담아 90℃에서 30분간 가열한 후 30분간 식혀서 texture analyzer로 측정하였다. 그 측정 결과는 하기 표 11과 같았다.

[표 11]

상기 표 11로부터, 경도는 대조군에서 167.31 g로 가장 높았고, 마늘분말 급이군에서 145.82 g으로 가장 낮았다. 시금치분말 급이군은 164.66 g으로 마늘분말 급이군보다는 높았고, 마늘분말 및 시금치분말 혼합 급이군에서는 159.1 g로 마늘분말 급이군보다는 높았으나 여타 실험군에 비해서는 낮았다. 경도와 유사하게 탄력성 역시 마늘분말 급이군이 0.94로 가장 낮았고 시금치분말 급이군은 1.47로 가장 높았다.

5. 돈육 등심의 지방산 함량

돈육시료 2 g을 취하여 ether 20 mL를 혼합하여 냉장온도에서 6~24시간 정치 후 정제수를 20 mL 첨가하여 ether 층을 회수하였다. 그 후 진공회전증방농축기에서 ether 층을 휘발시키고 남은 지질에 0.5 N-NaOH/MeOH 용액 3 mL를 가하고 100℃에서 10분간 끓여 검화한 후 급속히 냉각하였다. 이후 14% BF₃-MeOH 용액 3 mL를 가한 후 100℃에서 10분간 끓인 후 찬물에 냉각하여 iso-octane 2 mL를 넣고 진탕 혼합하여 포화 NaOH 수 5 mL를 첨가하였다. 이후 iso-octane층을 회수한 후 무수황산나트륨으로 탈수하여 GC로 분석하였다. 분석 결과 지방산 함량은 하기 표 12와 같았다.

[표 12]

(단위: %)

C: 대조군, T1: 마늘분말 급이군, T2: 시금치 분말 급이군, T3: 마늘분말과 시금치 분말 혼합 급이군

상기 표 12로부터, 마늘분말 급이군은 포화지방산이 30.2%, 불포화지방산은 69.8%로 불포화지방산 함량이 높고, 마늘분말과 시금치분말 혼합급이군은 포화지방산이 26.81%, 불포화지방산은 73.19%로 다른 시료에 비해 불포화 지방산의 함량이 가장 높다는 것을 알 수 있다. 또한, 시금치 분말 급이군 돈육은 포화지방산이 33.64%, 불포화지방산이 56.13%로 마늘분말 급이군보다는 불포화지방산의 비율이 낮았다. 일반시판 돈육인 대조군은 포화지방산은 32.22%, 불포화지방산은 67.78%로 마늘분말이 첨가된 시료와 불포화지방산 비율이 비슷하였다.

지방산은 체내에서 세포막의 구성성분이 되며, 피부를 보호하고 탄력을 유지하며, 에너지원이 되고, 신경자극물질이나 호르몬을 생성하는데 역할을 하는 필수적인 영양소 중의 하나로 포화지방산과 불포화지방산으로 나뉜다. 체내에서 필요 이상의 포화지방산 섭취는 심근경색, 동맥경화 등의 심각한 질환을 일으키는 주 요인으로 지적되고 있으나, 다가불포화지방산은 혈중 LDL의 산화를 억제하고 감소시키는 효과가 있어 심혈관계 질환을 예방하는 효능이 있다고 보고되었다. 또한, 단가불포화지방산인 Oleic acid는 혈중 HDL의 함량을 높이고 LDL의 함량을 낮춰서 건강에 유익한 효과가 있다고 알려져 있다. Linoleic acid와 linolenic acid는 체내에서 합성이 불가하여 반드시 음식을 통해 섭취해야 하는 필수지방산으로, 두 지방산의 혼합액이 항암효과와 항산화 효과가 있고 혈중 콜레스테롤과 체지방 감소 효과 등의 여러 생리적 작용을 한다고 보고되어 있다.

6. 돈육 등심의 유리아미노산 함량

유리아미노산 함량은 시료 2 g에 70% ethanol 30 mL를 첨가하여 초음파 처리(30℃, 30분)한 후에 원심분리(5,000 rpm, 10분)하여 상등액을 얻는 과정을 3회 반복하였다. 상등액은 감압여과한 후에 40℃에서 감압농축하여 70% ethanol을 완전히 제거하였다. 이 건조물에 0.2 M lithium citrate buffer(pH2.2) 용액을 첨가하여 5 mL로 정용한 후에 0.22 μm membrane filter로 여과하여 Automatic amino acid analyzer(S4300, Sykam Co., Eresing, Germany)로 측정하였다. 분석조건은 column은 lithium filter(4.6×100 mm)가 부착된 cation separation lithium(4.6×150 mm), detector는 UV-Vis(440 nm-570 nm), buffer 유속은 0.45 mL/min, ninhydrin 유속은 0.25 mL/min, injection volume은 100 μL로 분석하였다. 분석 결과는 하기 표 13과 같다.

[표 13]

(mg/100g)

상기 표 13으로부터, 총 17종의 아미노산 함량이 정량되었으며 아미노산 총량은 62.380.9~72.686.3 mg/100 g의 범위였고, 마늘분말과 시금치분말 혼합 급이시 함량이 가장 높았다. 마늘분말 및 시금치분말 첨가 사료첨가제 급이에 따른 필수지방산의 함량은 마늘과 시금치 분말을 동량으로 첨가한 시료에서 60.904.4 mg/100 g으로 가장 높았다.

이러한 결과로 볼 때 마늘분말 및 시금치분말을 각각 급이하는 것보다는 마늘분말과 시금치 분말을 혼합하여 발효할 때 유리아미노산의 함량도 높고 필수아미노산의 함량이 더 높아질 것으로 기대된다.

이상의 설명은 본 발명을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않은 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등하거나 균등한 범위 내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (5)

1. 미생물 생균제(beneficial microorganisms, 이하 BM이라 함) 배양수 원액에 청국장 및 멸균수를 첨가하여 BM 발효액을 제조하는 단계;
   상기 BM 발효액에 소맥피, 미강 및 대두박을 포함하는 혼합재료를 첨가하여 1차 발효물을 얻는 단계; 및
   상기 1차 발효물에 시금치분말 또는 마늘분말 중 적어도 하나를 첨가하여 2차 발효시키는 단계;를 포함하는 돼지 사료 첨가제의 제조방법.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 BM 발효액 제조단계에서 발효온도는 35-38℃이고, 발효기간은 3-5일인 것을 특징으로 하는 돼지 사료 첨가제의 제조방법.
3. 제 1항에 있어서,
   상기 1차 발효물 제조시, 발효 온도는 30-40℃이고, 발효기간은 7-12일이며,
   상기 혼합재료는 당밀, 흑설탕, 숯가루, 아미노산, 라면분말, 빵가루 중 적어도 하나를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 돼지 사료 첨가제의 제조방법.
4. 제 1항에 있어서,
   상기 2차 발효물 제조시, 발효 온도는 30-40℃이고, 발효기간은 2-5일이며,
   상기 시금치분말과 마늘분말을 1:1로 혼합하여 첨가하는 것을 특징으로 하는 돼지 사료 첨가제의 제조방법.
5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항의 방법으로 제조된 돼지 사료 첨가제.