KR20200064407A - 곤충을 이용한 관상어 사료 및 이의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 동애등에 분말 및 곤충 유래 키토산을 포함하는 관상어 사료 및 이의 제조방법에 관한 것으로 (a) 동애등에 분말 및 곤충 유래 키토산을 포함하는 원재료를 준비하는 단계, (b) 상기 원재료를 혼합기에 투입한 후 혼합하여 혼합물을 제조하는 단계 및 (c) 상기 혼합물을 성형 및 가공하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따르면, 동애등에 분말 외에 곤충 유래 키토산을 더 포함함으로써 비용을 절감할 수 있으며, 물에 쉽게 풀어지지 않고, 소화 흡수가 좋아 배변 배출량이 적게 발생되어 친환경적인 이점이 있다.

Description

곤충을 이용한 관상어 사료 및 이의 제조방법 {AQUARIUM FISH FEED COMPOSITION USING INSECT AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

본 발명은 곤충 유래 키토산 및 동애등에 분말을 포함하는 관상어 사료 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

관상어 양식에서 사료는 생산비의 50%를 차지하며 영양학적으로 가장 중요한 요소이다. 사료에서 어분은 단백질원으로 사용되는데, 최근 지구 온난화와 관련하여 공급 부족과 가격 상승으로 인해 양식업에서는 어분에 대한 의존도를 줄이고 어분을 대체할 수 있는 새로운 단백질원을 찾는데 중점을 두고 있는 실정이다.

따라서, 식물 가공 부산물, 곡물 가공 분산물, 동물 가공 분산물 그리고 각종 식품 가공 중 발생되는 비교적 가격이 저렴한 부산물로부터 단백질원을 대체하기 위해 연구가 진행되고 있다. 이러한 기술의 일 예가 하기 특허문헌 1에 개시되어 있다.

즉, 특허문헌 1은 양어용 사료의 제조방법에 관한 것으로, 어분의 대체단백질원으로 고등어가공폐액으로부터 분리된 수용성 단백질을 이용하는 것에 대해 개시한다.

그러나, 상술한 바와 같은 특허문헌 1은 어분대체단백질원으로 고등어가공폐액으로부터 수용성 단백질을 분리하므로 공정이 비교적 복잡하고, 단백질이 수용성이므로 물에 쉽게 풀어져 수질 오염을 야기하는 문제점이 있다.

대한민국 공개특허 제10-2009-0090943호

본 발명은 영양학적으로 우수하면서도 수질을 악화시키지 않는 관상어 사료 및 이의 제조하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않는다. 본 발명의 목적은 이하의 설명으로 보다 분명해질 것이며, 특허청구범위에 기재된 수단 및 그 조합으로 실현될 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 관상어 사료는 동애등에 분말 및 곤충 유래 키토산을 포함한다.

여기서, 상기 동애등에 분말 및 곤충 유래 키토산은 전체 중량%에 대하여, 20~30중량% 및 0.01~1중량%로 포함될 수 있다.

이때, 상기 곤충 유래 키토산은 곤충의 외피를 미생물에 의해 발효하여 추출한 것일 수 있다.

그리고, 상기 곤충 유래 키토산은 동애등에의 외피로부터 추출한 것일 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 관상어 사료의 제조방법은 (a) 동애등에 분말및 곤충 유래 키토산을 포함하는 원재료를 준비하는 단계, (b) 상기 원재료를 혼합기에 투입한 후 혼합하여 혼합물을 제조하는 단계 및 (c) 상기 혼합물을 성형 및 가공하는 단계를 포함한다.

여기서, 상기 (a)단계에서 동애등에 분말 및 곤충 유래 키토산은 원재료 전체 중량%에 대하여, 20~30중량% 및 0.01~1중량%로 포함될 수 있다.

그리고, 상기 (a)단계에서 곤충 유래 키토산은, (a-1) 곤충으로부터 외피를 분리한 후 표면에 잔존하는 이물질을 제거하고, 세척하여 준비하는 단계; (a-2) 상기 준비된 외피를 건조 및 분쇄하여 분말을 제조하는 단계; (a-3) 상기 분말을 탈회하는 단계; (a-4) 상기 탈회된 분말에 미생물을 첨가하여 1차 발효시키는 단계 및 (a-5) 1차 발효가 완료된 분말에 미생물을 첨가하여 2차 발효시키는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 관상어 사료는 동애등에 분말 외에 곤충 유래 키토산을 더 포함함으로써 비용을 절감할 수 있으며, 물에 쉽게 풀어지지 않고, 소화 흡수가 좋아 배변 배출량이 적게 발생되어 친환경적인 이점이 있다.

도 1은 본 발명의 관상어 사료의 제조방법을 설명하기 위한 공정도이다.
도 2는 관상어의 체중 증가량을 나타낸 도이다.
도 3 내지 도 5는 수조에서 채취한 물의 질소(total nitrogen), 아질산성 질소(nitrite nitrogen), 암모니아(ammonia)의 함량을 각각 나타낸 도이다.

이상의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 통상의 기술자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.

이하에서는, 본 발명의 관상어 사료 조성성분 및 그 제한사유를 설명한다.

본 발명의 관상어 사료 조성성분은 동애등에 분말, 새우, 어분, 뽕잎, 결합제, 마늘, 효모, 스피루리나 및 곤충 유래 키토산 등을 포함한다.

동애등에(Ptecticus tenebrifer, 파리목 동애등에과)는 커피콩 펄프, 채소, 술지게미 및 생선 내장(생선 가공 부산물)과 같은 유기 폐기물에서도 아주 높은 밀도로 발생하며, 유충을 상업적으로 사용하면 분뇨 및 기타 유기 폐기물과 관련된 여러 환경 문제를 해결할 수 있을 뿐 아니라, 사료원료로서의 영양학적 가치와 경제성이 다른 곤충보다 뛰어난 것으로 알려져 있다. 동애등에 유충은 잔류 분뇨 단백질과 기타 영양분을 더 가치 있는 바이오매스로 변환할 수 있을 뿐 아니라, 고부가가치의 소, 돼지, 가금 및 양어용 사료로도 제공할 수 있다. 동애등에 분말은 전체 중량%에 대하여, 20~30중량% 포함될 수 있다,

새우는 십각목 새우아목에 속하는 동물의 총칭으로 키토산, 칼슘, 타우린 등이 함유되어 있으며, 전체 중량%에 대하여, 12~18중량% 포함될 수 있다.

어분은 사료에 단백질원으로 첨가되는 물질로, 생선 전체 또는 일부를 증기로 찌고 압착하여 액즙을 제거하고 고형부분을 건조하여 분쇄한 것이 첨가되며, 전체 중량%에 대하여, 10~20중량% 포함될 수 있다.

뽕잎은 사료에 탄수화물원으로 첨가되는 물질로, 건조 및 분쇄한 것이 첨가되며, 전체 중량%에 대하여, 10~13중량% 포함될 수 있다.

결합제는 사료 조성물들을 결합시키기 위해 첨가하는 물질로 소맥분과 전분이 있으며, 소맥분과 전분은 물과 혼합되게 되면 점성을 가질 수 있으므로 사료 조성물들을 서로 결합시켜 정제나 케이크 형태로 압축시킬 수 있다. 이러한 결합제는 전체 중량%에 대하여, 10~18중량% 포함될 수 있으며, 바람직하게는 소맥분 5~10중량%, 전분 5~8중량% 포함될 수 있다.

마늘은 알린이라는 유황화합물을 대표적인 성분으로 포함하며, 알린은 강한 살균, 항균 작용 및 소화를 돕고 면역력을 높이며 콜레스테롤 수치를 낮춘다. 이러한 마늘은 전체 중량%에 대하여, 5~8중량% 포함될 수 있다.

효모는 지방, 단백질원으로 첨가되는 물질이며, 미생물로 곰팡이나 버섯 무리이지만 균사가 없고 광합성이나 운동성도 가지지 않는 단세포 생물로서 당을 발효시켜 에탄올과 이산화탄소를 생산하는 역할을 한다. 이러한 효모는 전체 중량%에 대하여, 5~8중량% 포함될 수 있다.

스피룰리나(Spirulina)는 단백질원으로 첨가되는 물질로, 조류로서 세포벽이 얇은 다세포 생물이고, 단백질 외에도 엽록소, 피코시안 색소, 비타민, 칼슘, 철, 칼륨, 마그네슘, 망간, 아연, 셀레늄 등 필수아미노산이 균형있게 함유되어 있다. 이러한 스피룰리나는 전체 중량%에 대하여, 3~7중량% 포함될 수 있다.

곤충 유래 키토산은 불포화 지방산, 키토산 등 17종의 필수아미노산, 항균펩타이드 등의 영양소를 보유하고 있으며, 독성이 없고, 항균작용이 있어 균을 억제시키는 물질로 키틴을 탈아세틸화하여 제조되며, 생체적합성과 낮은 독성 및 천연 글루코사미노글리칸과의 구조적 유사성으로 인해 폭넓게 사용되는 재료로 산성에서 쉽게 용해되나 중성의 수용액 또는 대부분의 유기용매에는 녹지 않고 높은 결정성을 가지고 있다.

본 발명에서 곤충 유래 키토산은 곤충의 외피에 포함된 키틴 성분이 미생물에 의해 발효되어 수득된 것으로 적어도 2회 이상의 발효를 걸쳐 제조된 것일 수 있으며, 로스팅 건조 기법을 적용하여 다른 건조방식에 비해 영양분 손실을 최소화할 수 있다. 여기서 사용된 곤충은 동애등에일 수 있다. 이러한 곤충 유래 키토산은 전체 중량%에 대하여, 0.01~1중량% 포함될 수 있다.

상술한 바와 같이 곤충 키토산을 첨가함으로써 사료가 물에 쉽게 풀어지지 않고, 동애등에 및 곤충 키토산의 배합에 의해 소화 흡수가 향상됨으로써 배변 배출량이 적게 발생되어 수질이 오염되는 것을 방지할 수 있어 친환경적일 수 있다. 또한, 저분자로 추출이 가능하여 물성 및 점성을 자유롭게 조절하여 적용 가능하므로 활용적일 수 있다.

본 발명에서는 상기에서 설명한 성분 외에 어병 발생빈도, 수온조건, pH, 관상어의 생육상태 등에 따라 추가로 첨가물을 첨가할 수 있으며, 혼합 비율 또한 적절하게 조절하여 적용 가능하다.

이하, 상술한 바와 같은 관상어 사료 조성성분을 이용한 관상어 사료의 제조방법에 대해 설명한다,

도 1은 본 발명에 따른 관상어 사료의 제조방법을 설명하기 위한 공정도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 우선, 동애등에 분말 및 곤충 유래 키토산을 포함하는 원재료를 준비한다(S10).

동애등에 분말 및 곤충 유래 키토산을 포함하는 원재료, 바람직하게는 동애등에 분말, 새우, 어분, 뽕잎, 결합제, 마늘, 효모, 스피루리나, 곤충 유래 키토산, 더욱 바람직하게는 동애등에 분말 20~30중량%, 새우 12~18중량%, 어분 10~20중량%, 뽕잎 10~13중량%, 소맥분 5~10중량%, 전분 5~8중량%, 마늘 5~8중량%, 효모 5~8중량%, 스피루리나 3~7중량%, 곤충 유래 키토산 0.01~1중량%로 준비한다.

본 발명에서 곤충 유래 키토산은 동애등에의 외피로부터 추출되며, 곤충 유래 키토산은, 곤충으로부터 외피를 분리한 후 외피의 표면에 잔존하는 이물질을 제거하고, 세척하여 준비하는 단계, 준비된 곤충의 외피를 건조 및 분쇄하여 분말을 제조하는 단계, 분말을 개미산, 질산 등의 산류, 전기탈회법, 또는 이온교화수지법을 이용하여 탈회하는 단계, 탈회된 분말에 존재하는 단백질을 제거하기 위해 미생물을 첨가하여 30~40℃, 바람직하게는 35℃의 온도에서 12~16시간, 바람직하게는 14시간 동안 1차 발효시키는 단계, 및 1차 발효가 완료된 분말을 미생물로 35℃의 온도에서 12시간, 바람직하게는 14시간 동안 2차 발효시키는 단계를 거쳐 수득될 수 있으며, 이때 미생물은 곰팡이류 일 수 있으며, 바람직하게는 라이조푸스 올리고스포러스(Rhizopus oligosporus) 이다.

추가로 각 단계가 완료된 후에 세척 및 건조하는 단계를 실시할 수 있다. 상술한 바와 같은 단계에 의해 수득된 곤충 유래 키토산은 새우나 게로부터 수득되는 키토산과는 달리 산 염기 처리를 거치지 않기 때문에 비용을 절감할 수 있으며, 회분 함량이 30~40%정도 낮으므로 탈회과정이 용이하고, 제조하는 과정에서의 환경오염 문제를 야기하지 않아 친환경적일 수 있다.

그 다음 원재료를 혼합기에 투입한 후 혼합하여 혼합물을 제조한다(S20).

상기 S10단계에서 준비된 원재료를 혼합기에 투입한 후, 20~30℃, 바람직하게는 25℃의 실온에서 교반 및 혼합하여 혼합물을 제조하되 이때, 원재료들이 서로 결합될 수 있도록 증류수를 원재료 100중량부에 대하여 6~9중량부 첨가할 수 있다. 증류수를 6중량부 미만으로 첨가하면, 소맥분 및 전분과의 혼합 시 충분한 점도가 확보되지 않아 원재료 간의 결합력이 약할 수 있고, 9중량부를 초과하면, 혼합물이 질어져서 하기 후술할 건조하는 시간이 길어지며 성형이 어려울 수 있다.

원재료들을 각각 혼합하기 이전 또는 이후에 건조 및 분쇄하는 단계를 더 실시할 수 있다.

마지막으로 혼합물을 성형 및 가공한다(S30).

상기 S20단계에서 제조된 혼합물을 60~70℃, 바람직하게는 65℃의 온도에서 15분 동안 건조하여 가공한 다음 정제나 케이크 형태로 압축 또는 바인더를 이용하여 원하는 크기의 과립으로 성형 및 가공할 수 있다.

상술한 바와 같이 건조 및 성형하는 단계가 완료되면, 관상어 사료(S40)가 수득된다. 상술한 제조방법에 따라 제조된 관상어 사료는 영양학적으로 우수하면서도 수질을 악화시키지 않아 친환경적일 수 있다. 또한, 생산, 가공, 유통까지 가능한 원스톱시스템을 구축하고 있으므로 가격 경쟁력 및 작업 효율이 향상되는 이점이 있다. 본 발명의 관상어 사료는 금붕어, 잉어, 열대어, 송사리, 태래어, 메기, 미꾸라지, 나비고기, 자리돔, 놀래기 등의 관상어 사육에 적용될 수 있다.

참고예 1. 통계처리

모든 자료의 통계분석은 SAS(SAS Institute, 2002) 프로그램에 준하여 분산분석(ANOVA)이 실시되었다. 실시예 및 비교예 간의 유의성은 Tukey’s honest significant difference test를 이용하여 5% 수준에서 검정하였다.

실시예 1, 2. 관상어 사료 제조

하기 표 1에 개시된 조성 비율로 각각 혼합하여 실시예 1 의 관상어 사료를 제조하였다.

표 1은 관상어 사료의 혼합 중량%를 나타낸 표이다.

구분	실시예 1
동애등에 분말	55
새우	15
어분	5
뽕잎	10
전분	5
마늘	5
스피룰리나	4
곤충 유래 키토산	1

비교예 1~2. 관상어 사료 제조

하기 표 2에 개시된 조성 비율로 각각 혼합하여 비교예 1 내지 비교예 3의 관상어 사료를 제조하였다.

표 2는 관상어 사료의 혼합 중량%를 나타낸 표이다.

구분	비교예 1	비교예 2
동애등에 분말	55	0
새우	15	20
어분	5	35
뽕잎	10	10
전분	5	25
마늘	5	5
스피룰리나	5	4
곤충 유래 키토산	0	1

실험예 1. 관상어 성장 촉진

동애등에 함량에 따른 관상어의 성장 촉진 효과를 확인하기 위하여 하기와 같이 실험을 실시하였다.

실험 수조에 각 10마리의 관상어를 도입하여 약 2주간의 적응기를 거친 후 각 처리구 별로 각각 실시예 1, 비교예 1, 2에서 제조된 사료를 투여하였다. 그리고, 약 8주간 매주 수요일 09:00에 각 군별로 무작위 표본을 추출하여 체중을 측정하였다.

도 2 는 관상어의 체중 증가량을 나타낸 도이다.

그 결과, 도 2를 참조하면, 동애등에가 첨가된 실시예 1 및 비교예 1의 사료를 투여한 관상어의 체중이 비교예 2를 투여한 관상어보다 같은 시간 내에 더욱 증가함을 확인할 수 있었다. 이에 동애등에가 관상어의 성장에 영향을 미치는 것을 알 수 있었다.

실험예 2. 수질 측정

동애등에 함량에 따른 수질 환경 영향을 확인하기 위하여 하기와 같이 실험을 실시하였다.

수질측정은 8주 뒤 각 군별 3반복 설정된 수조에서 체취하여 수질 APHA(1985)방법에 준하여 총 질소(total nitrogen), 아질산성 질소(nitrite nitrogen), 및 암모니아(ammonia)를 측정하였다.

도 3 내지 도 5는 수조에서 채취한 물의 질소(total nitrogen), 아질산성 질소(nitrite nitrogen), 암모니아(ammonia)의 함량을 각각 나타낸 도이다.

그 결과, 도 3 내지 도 5를 참조하면, 동애등에 함량과 수질환경은 통계적 유의성이 있었으며(p<0.05), 실시예 1과 비교예 1은 수질에 미치는 영향은 거의 없지만 비교예 2는 수질환경 악화에 크게 영향을 미치는 것을 확인할 수 있었다. 이는 곤충 키토산에 의해 사료가 물에 쉽게 풀어지지 않고, 동애등에 및 곤충 키토산을 배합 사용하여 관상어의 소화 흡수가 향상됨에 의해 배변 배출량이 적게 발생됨으로써 수질 환경에 거의 영향을 미치지 않음을 미루어 짐작해볼 수 있다.

이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.

Claims (7)

1. 동애등에 분말 및 곤충 유래 키토산을 포함하는 관상어 사료.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 동애등에 분말 및 곤충 유래 키토산은 전체 중량%에 대하여, 20~30중량% 및 0.01~1중량%로 포함되는 관상어 사료.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 곤충 키토산은 곤충의 외피를 미생물에 의해 발효하여 추출한 것인 관상어 사료.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 곤충 키토산은 동애등에의 외피로부터 추출된 것인 관상어 사료.
   
5. (a) 동애등에 분말 및 곤충 유래 키토산을 포함하는 원재료를 준비하는 단계;
   (b) 상기 원재료를 혼합기에 투입한 후 혼합하여 혼합물을 제조하는 단계; 및
   (c) 상기 혼합물을 성형 및 가공하는 단계를 포함하는 관상어 사료의 제조방법.
   
6. 제5항에 있어서,
   상기 (a)단계에서 동애등에 분말 및 곤충 유래 키토산은 원재료 전체 중량%에 대하여, 20~30중량% 및 0.01~1중량%로 포함되는 관상어 사료의 제조방법.
   
7. 제5항에 있어서,
   상기 (a)단계에서 곤충 유래 키토산은,
   (a-1) 곤충으로부터 외피를 분리한 후 표면에 잔존하는 이물질을 제거하고, 세척하여 준비하는 단계;
   (a-2) 상기 준비된 외피를 건조 및 분쇄하여 분말을 제조하는 단계;
   (a-3) 상기 분말을 탈회하는 단계;
   (a-4) 상기 탈회된 분말에 미생물을 첨가하여 1차 발효시키는 단계; 및
   (a-5) 상기 1차 발효가 완료된 분말에 미생물을 첨가하여 2차 발효시키는 단계;를 포함하는 관상어 사료의 제조방법.

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