KR20210043877A

KR20210043877A - 복합 균주를 이용한 완전배합 발효사료의 제조방법

Info

Publication number: KR20210043877A
Application number: KR1020190126741A
Authority: KR
Inventors: 염상구
Original assignee: 염상구
Priority date: 2019-10-14
Filing date: 2019-10-14
Publication date: 2021-04-22
Also published as: KR102255611B1

Abstract

본 발명은 (a) 바실러스속 균주, 락토바실러스속 균주 및 아스퍼질러스속 균주로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 균주를 포함하는 발효 균주를 제조하는 단계; (b) 상기 발효 균주를 배양용 사료와 혼합하여 발효전 혼합 사료를 제조하고, 발효전 혼합 사료를 1차 발효시켜 혼합 발효 사료를 제조하는 단계; (c) 완전배합 사료의 원료를 혼합하여 원료 혼합물을 제조하는 단계; (d) 상기 원료 혼합물, 상기 혼합 발효 사료, EM 생균제 및 물을 혼합하여 완전배합 사료를 제조하는 단계; 및 (e) 상기 완전배합 사료를 포장한 다음 2차 발효시켜 완전배합 발효사료를 제조하는 단계;를 포함하는 완전배합 발효사료의 제조방법을 제공한다.
본 발명에 따른 완전배합 발효사료의 제조방법에 따르면, 완전배합 발효사료의 제조방법에 따르면, 바실러스속 균주, 락토바실러스속 균주, 사카로마이세스속 균주를 포함하는 복합 발효 균주를 이용하여 가축의 건강 증진 및 성장에 유익한 영향을 주는 완전배합 발효사료를 제조할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 완전배합 발효사료의 제조방법에 따르면, 가축의 성장 단계별로 적합한 성분비를 갖는 맞춤형 완전배합 발효사료를 제조할 수 있어 축산업 발전에 기여할 수 있다.

Description

복합 균주를 이용한 완전배합 발효사료의 제조방법{Method for preparing fermented total mixed ration using microbial strain complex}

본 발명은 미생물 복합 균주를 이용하여 완전배합 발효사료(fermented total mixed ration, fermented TMR)를 제조하는 방법에 관한 것이다.

최근, 국민소득과 문화 수준의 향상으로 육질과 맛이 뛰어난 고품질 축산물에 대한 요구가 증가하고 있으며, 국산 축산 업계에서는 수입 축산물에 대응할 수 있도록 축산물의 생산 비용을 절감하여 가격이 저렴하면서도, 품질이 우수한 축산물을 생산하기 위해 축산물에게 공급하는 사료의 품질을 개선하기 위한 다양한 연구를 진행하고 있다.

특히, 소 등과 같은 반추동물은 고기를 생산하기 위한 육우와 우유를 생산하기 위한 유우 등을 포함하는 초식동물로서 목초와 같은 식물을 주요 에너지원으로 사용하나, 생산성 향상의 목적으로 목초와 같은 식물과 옥수수, 보리, 비트펄프, 면실 등과 같은 곡류사료 등도 에너지원으로 혼합하여 공급하며, 최근에는, 조사료와 농후사료를 혼합하여 하나의 사료로 구성된 완전배합사료(total mixed ration, TMR)를 공급하고 있다.

완전배합사료는 반추동물의 영양생리적인 특성을 고려하여 조사료와 농후사료를 적정비율로 혼합하여 제조하며, 농후사료에 부족한 섬유성 물질을 보충하기 위해서 고형의 섬유성 물질로 이루어진 조사료를 섞어서 제조하며, 이로 인해, 소나 양과 같은 반추위를 가진 가축이 사료 섭취시, 섭취한 사료가 위 내에 장시간 체류하도록 함으로써 위 운동에 의해 적합하게 교반되고 위 내의 각종 세균이나 효소의 작용에 의해 발효되어 영양분을 충분히 흡수할 수 있도록 배합한 사료이다.

따라서, 완전배합사료는 조사료와 배합사료의 완전한 혼합을 통해 개체간의 채식 다툼을 막을 수 있을 뿐만 아니라, 영양성분의 균형을 통해 대사성 질병의 예방, 반추위내 발효의 안정화, 사료섭취량의 개선, 영양소의 이용효율 증가 및 일당증체량 증가 등의 가축 생산성의 증가라는 효과를 얻는데 있어 중요한 역할을 한다.

한편, 반추동물은 돼지 및 닭과 같은 단위동물과 다르게 거대하고 복잡한 구조의 위(stomach)를 가지고 있다. 반추동물의 위는 크게 4개의 구획으로 구분할 수 있는데, 제1 위와 제2 위를 합쳐서 반추위(rumen)라고 부르며, 반추위에는 다양한 미생물들이 서식하고 있다. 반추위의 미생물들은 반추동물이 섭취한 목초와 같은 사료작물과 곡류를 발효시켜 짧은 탄소사슬의 지방산을 생산하고, 생성된 지방산은 반추위벽으로 흡수되어 반추동물의 에너지원으로 사용되며, 반추동물이 유지, 성장 및 축산물(고기 및 우유)생산을 위하여 사용하는 전체 에너지 70%가 바로 반추위에서 발생되는 휘발성 지방산으로, 반추위내에서 생산되는 휘발성지방산의 생산량과 조성은 육우와 우유의 생산성에 직접적인 영향을 미치게 된다.

기존에는 섬유질을 다량 포함하는 완전배합사료의 영양소 이용 효율을 향상시키기 위해서, 미생물이 생산하는 다양한 효소를 이용하여 사료 원료의 물리 화학적 특성을 변경시키고 영양소 이용 효율을 높이기 위해 완전배합사료에 미생물을 도입하여 발효시킨 완전배합 발효사료를 생산하여 공급하고 있다.

완전배합 발효사료는 발효를 위해 도입한 미생물들의 성장과 대사과정에 의해 발효가 이루어지고, 발효 특성 및 효율이 미생물이 이용하는 기질의 형태와 종류, 온도, 산소 및 수분활성도(water activity) 등과 같은 환경적 요인 그리고 발효에 관여하는 미생물의 종류에 따라 다르게 나타나기 때문에, 원하는 용도의 완전배합 발효사료를 제조하기 위해서는 적절한 미생물 균주의 선택이 매우 중요하다.

하지만, 기존에는 락토바실러스속 균주, 바실러스속 균주 또는 효모 균주를 이용한 단일 균주를 사용하여 사료 원료를 발효시켜 완전배합 발효사료를 제조하고 있으나, 사료효율 개선, 폐사율 감소 등의 효과를 감안하면 단일 균주보다는 여러 종류의 유익한 기능성 미생물로 구성된 복합적인 미생물 조합이 더 효율적이다.

하지만, 기존에는 이종 균주를 혼합 도입하여 영양학적 구성이 우수하면서도 사육가축의 소화율 향상, 생육상태 및 활동성 개선, 생산량 증가 등과 같은 기능성을 갖는 완전배합 발효사료를 제조하는 방법에 관한 관련 기술에 대한 연구가 미비하여 이에 대한 연구가 필요하다.

한국등록특허 제10-1795499호 (공고일 : 2017.11.10.) 한국등록특허 제10-1883626호 (공고일 : 2018.07.30.) 한국공개특허 제10-2019-0082123호 (공개일 : 2019.07.09.) 한국등록특허 제10-1476107호 (공고일 : 2014.12.24.)

본 발명은 상기한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 바실러스속(Bacillus sp.) 균주, 락토바실러스속(Lactobacillus sp.) 균주, 사카로마이세스속(Saccharomyces sp.) 균주를 포함하는 복합 발효 균주를 이용하여 가축의 건강 증진 및 성장에 유익한 영향을 주고, 기호성이 우수한 완전배합 발효사료의 제조방법에 관한 기술 내용을 제공하고자 하는 것이다.

또한, 본 발명은, 가축의 성장 단계별로 적합한 성분비를 갖는 완전배합 발효사료를 제조하는 방법에 관한 기술 내용을 제공하고자 하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기한 바와 같은 기술적 과제를 달성하기 위해서 본 발명은, (a) 바실러스속(Bacillus sp.) 균주, 락토바실러스속(Lactobacillus sp.) 균주 및 아스퍼질러스속(Aspergillus sp.) 균주로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 균주를 포함하는 발효 균주를 제조하는 단계; (b) 상기 발효 균주를 배양용 사료와 혼합하여 발효전 혼합 사료를 제조하고, 발효전 혼합 사료를 1차 발효시켜 혼합 발효 사료를 제조하는 단계; (c) 완전배합 사료의 원료를 혼합하여 원료 혼합물을 제조하는 단계; (d) 상기 원료 혼합물, 상기 혼합 발효 사료, EM 생균제 및 물을 혼합하여 완전배합 사료를 제조하는 단계; 및 (e) 상기 완전배합 사료를 포장한 다음 2차 발효시켜 완전배합 발효사료를 제조하는 단계;를 포함하는 완전배합 발효사료의 제조방법을 제공한다.

본 발명의 바람직한 일실시예에 따라, 상기 단계(b)의 발효 균주는, 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis) 및 락토바실러스 애시도필러스(Lactobacillus acidophilus)를 포함하는 복합 발효 균주를 사용할 수 있다.

본 발명의 바람직한 일실시예에 따라, 상기 원료 혼합물은 애뉴얼 그라스, 단백피, 옥수수 후레이크, 주정맥, 소금, 석회석, 장유박, 알팔파베일, 톨페스큐, 티모시, 연맥, 면맥, 옥배아박, DDGS, 소맥피, 아몬드박, 물, 루핀, 비트펄프, 중조, 데머리프커스, EM 생균제, 발효사료, CMS, 착유 TMR 믹스, 비육 TMR 믹스로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다.

본 발명의 바람직한 일실시예에 따라, 상기 EM 생균제는 사카로마이세스 세르비지에(Saccharomyces cerevisiae)를 포함할 수 있다.

또한, 상기 단계 (d)의 완전배합 사료는, 상기 원료 혼합물 63 내지 89.9 중량%, 상기 혼합 발효 사료 5 내지 15 중량%, EM 생균제 0.1 내지 2 중량% 및 물 5 내지 20 중량%를 포함할 수 있다.

본 발명의 바람직한 일실시예에 따라, 상기 단계 (b)에서는, 상기 발효전 혼합 사료는 상기 발효 균주를 1 × 10⁴ 내지 1 × 10⁹CFU/g의 농도로 혼합하여 제조하며, 30 내지 60 ℃의 온도가 유지되는 조건에서 3 내지 10일 동안 1차 발효되도록 발효시켜 혼합 발효 사료를 제조할 수 있다.

본 발명의 바람직한 일실시예에 따라, 상기 단계(e)에서는, 포장한 완전배합 사료를 35 내지 45 ℃에서 2 내지 10일 동안 발효시킨 다음, 25 내지 35 ℃에서 3 내지 10일 동안 2차 발효시켜 완전배합 발효사료를 제조할 수 있다.

본 발명에 따른 완전배합 발효사료의 제조방법에 따르면, 완전배합 발효사료의 제조방법에 따르면, 바실러스속 균주, 락토바실러스속 균주, 사카로마이세스속 균주를 포함하는 복합 발효 균주를 이용하여 가축의 건강 증진 및 성장에 유익한 영향을 주는 완전배합 발효사료를 제조할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 완전배합 발효사료의 제조방법에 따르면, 가축의 성장 단계별로 적합한 성분비를 갖는 맞춤형 완전배합 발효사료를 제조할 수 있어 축산업 발전에 기여할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 완전배합 발효사료의 제조방법을 나타낸 공정도이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시 예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시 예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시 예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.

본 발명에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.

"제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.

이하, 본 발명을 상세히 설명하도록 한다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 완전배합 발효사료의 제조방법은, (a) 바실러스속(Bacillus sp.) 균주, 락토바실러스속(Lactobacillus sp.) 균주, 사카로마이세스속 균주(Saccharomyces sp.) 및 아스퍼질러스속(Aspergillus sp.) 균주로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 균주를 포함하는 발효 균주를 제조하는 단계; (b) 상기 발효 균주를 배양용 사료와 혼합하여 발효전 혼합 사료를 제조하고, 발효전 혼합 사료를 1차 발효시켜 혼합 발효 사료를 제조하는 단계; (c) 완전배합 사료의 원료를 혼합하여 원료 혼합물을 제조하는 단계; (d) 상기 원료 혼합물, 상기 혼합 발효 사료, EM 생균제 및 물을 혼합하여 완전배합 사료를 제조하는 단계; 및 (e) 상기 완전배합 사료를 포장한 다음 2차 발효시켜 완전배합 발효사료를 제조하는 단계;를 포함한다.

상기 단계 (a)는, 바실러스속 균주, 락토바실러스속 균주, 사카로마이세스속 균주 또는 이들의 혼합 균주를 포함하는 발효 균주를 제조하는 단계이다.

발효 균주는 완전배합 사료의 불균일한 성분 함량 및 분포의 문제를 해결하여 영양 성분의 함량이 균일한 완전배합 발효사료를 제조할 수 있고, 발효 처리를 통해 비소화성 물질을 소화성 물질로 전환하여 소화성이 우수한 발효사료를 제조할 수 있으며, 발효 균주가 생성하는 단백질, 비타민, 항생물질 및 성장인자 등을 공급할 수 있을 뿐만 아니라, 완전배합 사료의 기호성과 안전성을 높여 부가가치가 높은 고품질 완전배합 발효 사료를 제조할 수 있다.

본 발명에 따른 제조방법으로 제조한 완전배합 발효사료는, 반추동물, 특히, 비육우에 급여하면 각종 영양 성분 들이 직접 혈중으로 흡수되어 손쉽게 에너지원으로 이용될 수 있고, 위장 내에서 발효 균주와 반추미생물에 의하여 휘발성 지방산 등을 다량 생성하여 가축의 비육, 증체 등이 원활하게 이루어지도록 하며, 체내 불포화 지방산의 함량을 증가시킴으로서 농후사료의 다량 급여로 인한 이상발효를 억제할 수 있고, 아미노산에 대한 비유용 미생물 작용을 상대적으로 반감시킴으로서 영양소 이용효율을 개선시킬 수 있다.

특히, 본 발명에 따른 제조방법으로 제조한 완전배합 발효사료는, 급여시 비육전기에는 사료섭취량의 증가로 증체량을 개선할 수 있고 등심단면적을 증가시킴으로서 육량등급의 개선할 수도 있다.

이를 위해, 발효 균주는 바실러스속 균주, 락토바실러스속 균주 또는 사카로마이세스속 균주 또는 이들의 혼합 균주를 이용할 수 있다.

구체적으로, 바실러스속 균주는, 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis), 바실러스 리체니포르미스(Bacillus licheniformis), 바실러스 코아굴란스(Bacillus coagulans) 또는 이들을 혼합한 복합 균주를 대표적인 예로 들 수 있다.

바실러스속 균주는 체내에 축적되지 않고, 병원성 미생물의 내성을 일으키지 않으며, 가축의 생산성을 개선할 수 있다. 또한, 장내에서 증식하는 유해균의 증식 또는 정착을 저지하거나, 직접 생체의 정상화 또는 장내 균총의 정상화를 돕고, 대사산물이 장내 유해세균에 의해 생성되는 균체 독소 등의 유해물질을 무독화하거나, 생성을 저해할 수 있다.

바람직하게는, 바실러스속 균주는 바실러스 서브틸리스 균주를 사용할 수 있으며, 바실러스 서브틸리스는 포자형성균으로 열과 pH에 안정하고, 가축의 장내에서 장시간 생존이 가능하며, 동결되지 않고 상업적 제품에서 장시간 동안 생존이 가능하다. 그리고, 병원균의 생성을 억제하고, 셀룰라아제, 아밀라아제, 프로테아제 등과 같은 각종 효소를 생성하여 원료 혼합물에 포함되어 있는 각종 원료를 분해하여 사료를 급여한 가축의 소화율을 향상시킬 수 있다.

한편, 락토바실러스속 균주는, 미생물은 동형 또는 이형발효를 하는 젖산 간균으로서 동물의 장관 및 유제품이나 채소의 발효과정에서 흔히 발견되는 균주로서, 장내 pH를 산성으로 유지시켜, 대장균(E. coli)이나 클로스트리디움(Clostridium)과 같은 유해균의 번식을 억제하고 설사와 변비를 개선할 뿐만 아니라, 비타민 합성, 항암 작용, 혈청 콜레스테롤 저하 등의 역할을 한다.

또한, 기호성과 소화율을 향상시켜 사료 요구율을 개선하고, 스트레스, 설사, 장염 발생 등을 감소시키며, 질병에 대한 저항력 강화와, 장내 이상 발효를 억제하고, 유지방 및 유량을 증가시키고, 대사성 질병의 발생을 감소시킬 수 있다.

락토바실러스속 균주는, 락토바실러스 애시도필러스(Lactobacillus acidophilus), 락토바실러스 카제이(Lactobacillus casei), 락토바실러스 플란타럼(Lactobacillus plantarum), 락토바실러스 부크네리(Lactobacillus buchneri), 락토바실러스 루테리(Lactobacillus reuteri) 등을 대표적인 예로 들 수 있으며, 이와 같은 락토바실러스속 균주는 초산, 프로피온산, 뷰틸산 등과 같은 다양한 유기산을 과량 생성할 수 있다.

바람직하게는, 락토바실러스속 균주는, 락토바실러스 애시도필러스를 도입할 수 있으며, 락토바실러스 애시도필러스는 발효과정에서 생성된 유기산으로 섬유질 완전배합사료에 포함된 섬유소들의 구조적 견고성을 약화시켜 반추위내에서의 소화율을 향상시킬 수 있고, 라이신, 아르기닌 등과 같은 필수 아미노산의 생성을 촉진시킬 수 있다.

한편, 사카로마이세스속(Saccharomyces sp.) 균주는 주로 전통적으로 주정발효 및 제빵발효에 사용되는 균주이며, 단세포 생장을 하는 진핵 미생물로서, 반추위 미생물의 개체수를 증가시키고, 섬유소 분해활성이 향상되어 섬유질 소화를 개선하며, 젖산의 축적을 감소시키고, 반추위액의 산소농도를 감소시키고, 전분 이용률을 향상시키며, 젖산이용을 촉진하여 반추위 환경의 안정화에 중요한 역할을 한다.

바람직하게는, 사카로마이세스속 균주에서도, 사카로마이세스 세레비지애(Saccharomyces cerevisiae)는 조성물 전체의 기호성을 증대시키고, 아울러 단백질 영양원이자 비타민(비타민 B6, 비타민 B12)생성 균주로 역할을 할 수 있어 해당 균주를 도입할 수 있다.

보다 바람직하게는, 발효 균주는 바실러스 서브틸리스 균주 및 락토바실러스 애시도필러스 균주를 포함하는 혼합 균주를 사용할 수 있으며, 상기와 같은 혼합 균주는 완전배합 사료 발효시 후술할 EM 생균제에 도입되는 사카로마이세스 세르비지애 균주와 함께 사료 내에서 단시간에 증식할 수 있다.

구체적으로, 바실러스 서브틸리스, 락토바실러스 애시도필러스 및 사카로마이세스 세르비지애를 동시에 사용하여 완전배합 사료를 발효시키도록 할 경우, 발효 시간을 단축하여 발효사료의 제조 원가 상승을 방지할 수 있으며, 락토바실러스 애시도필러스 및 사카로마이세스 세르비지애의 경우 균체 증식시간이 길기 때문에 발효시 오염균이 단시간에 쉽게 증식하는 문제가 발생하나, 바실러스 서브틸리스와 함께 발효시킬 경우 이와 같은 문제점을 해결할 수 있다. 바실러스 서브틸리스 균주는 또한 프로테아제를 생성하여 단백질 분해를 촉진시킬 수 있고, 완전배합 사료에 포함되어 있는 불용성 물질을 효과적으로 분해하여 소화흡수율을 큭 향상시킬 수 있다.

상기와 같이, 바실러스 서브틸리스 및 락토바실러스 애시도필러스를 포함하는 혼합 균주는 소 분변에서 수득한 것을 사용할 수 있으며, 상기 혼합 균주는, 소 분변을 채취한 다음, 연속적으로 희석하고 특수 배지에 접종하여 생육하는 균주를 수득하여 사용할 수 있다.

이와 같이, 동일한 시료인 소의 분변에서 채취한 바실러스 서브틸리스 균주와, 락토바실러스 애시도필러스 균주를 사용하는 이유는, 해당 균주는 이미 소의 위장 내에서 동시에 공동 배양되어 친화성이 높아 완전배합 사료 발효시 증식시간을 크게 단축시킬 수 있기 때문이다.

따라서, 상기와 같은 방법을 통해 수득한 바실러스 서브틸리스와 락토바실러스 애시도필러스는, 가축의 장내에 정상적으로 생존하고, 소화기관을 통과하는 경우에도 생존이 가능하며, 장내에서 증식 또는 정착이 가능할 뿐만 아니라, 소화 효소를 다량 생성하여 숙주에게 유익한 효과를 주는 것을 선별하도록 하는 것이다.

바실러스 서브틸리스, 락토바실러스 애시도필러스 균주는 소 분변 시료를 배지에 접종하여 수득할 수 있으며, 구체적으로, 글루코오스 2 중량%, 옥수수 전분 2 중량%, 셀룰로오즈 5 중량%, 헤미셀룰로오즈 5 중량%, 펙틴 10 중량%, 단백피 분말 2 중량%, 펩톤 0.5 중량%, 효모 추출물(Yeast extract) 0.5 중량%, 탄산칼슘(CaCO₃) 0.2 중량%, 소포제 0.01 중량%, 아가 22.7 중량% 및 나머지 물을 포함하는 pH 4의 배양 배지(수분 함량 40% 이하)에 채취한 소 분변 시료를 접종하고, 30 내지 50 ℃의 온도의 호기성 조건에서 일정시간 동안 배양하여 동일한 배양 배지에서 투명한 거대 집락을 생성하는 이종 균주를 수득하여 사용할 수 있다.

또한, 바실러스 서브틸리스 균주 및 락토바실러스 애시도필러스 균주를 수득하기 위해 사용하는 분변 시료는 1등급 이상으로 분류되는 한우에서 수득한 분변 시료를 사용할 수 있다.

이와 같은 방법을 통해 수득한 바실러스 서브틸리스 균주 및 락토바실러스 애시도필러스 균주는 산성 환경에서도 우수한 증식율을 나타내고, 소의 위장과 동일한 조건인 혐기성 발효가 가능하며, 셀룰로오즈, 펙틴 등과 같이 분해가 어려운 고분자 성분에 대한 분해 효율이 우수하여 영양학적 구성이 우수하면서도 사육가축의 소화율 향상, 생육상태 및 활동성 개선, 생산량 증가 등과 같은 기능성을 갖는 완전배합 발효사료를 제조할 수 있다. 특히, 바실러스 서브틸리스 균주와 락토바실러스 애시도필러스 균주는 수분함량이 40% 미만에서도 생존률이 우수하여 후술할 사카로마이세스 세레비지애 균주와 함께 완전배합 발효사료 제조를 위해 활용될 수 있다.

상기 단계 (b)는, 상기와 같은 발효 균주를 배양용 사료와 혼합하여 발효전 혼합 사료를 제조하고, 발효전 혼합 사료를 1차 발효시켜 혼합 발효 사료를 제조하는 단계이다.

배양용 사료는 후술할 원료 혼합물과 동일한 종류의 곡류, 강피류, 박류, 첨가물을 포함하는 원료를 도입하여 제조할 수 있으며, 수분 함량이 30 내지 50 중량%가 되도록 혼합한 배양용 사료를 이용할 수 있고, 배양용 사료는 70 내지 100℃의 온도로 5 내지 20분 동안 가열하여 멸균한 것을 이용하여 오염균의 증식을 장시간 동안 방지하도록 구성할 수 있다.

또한, 발효 균주와 배양용 사료의 혼합은 바실러스속 균주 및 락토바실러스속 균주를 각각 1 × 10⁴ 내지 1 × 10⁹CFU/g의 농도가 되도록 혼합하여 발효전 혼합 사료를 제조할 수 있다.

상기와 같은 방법으로 제조한 발효전 혼합 사료는 30 내지 60 ℃의 온도가 유지되는 조건에서 3 내지 10일 동안 1차 발효되도록 발효시켜 혼합 발효 사료를 제조할 수 있으며, 이와 같은 방법으로 제조한 혼합 발효 사료는 후술할 완전배합 사료 제조시 첨가된 다음 발효하여 완전배합 발효사료를 제조하기 위한 용도로 사용할 수 있다.

상기 단계 (c)에서는, 완전배합 사료의 원료를 혼합하여 원료 혼합물을 제조하는 단계로서, 원료 혼합물은 TMR 사료 제조를 위해 통상적으로 사용되는 곡류, 강피류, 박류, 첨가물 등을 포함할 수 있으며, 이에 제한받는 것은 아니다.

일례로, 곡류는 섬유질이 풍부한 소재를 도입할 수 있으며, 알팔파(alfalfa), 수단그래스(sudan grass), 오차드그래스(orchard grass), 이탈리안라이그래스(italian ryegrass), 레드크로바(red clover), 라디노크로바(ladino clover), 볏짚, 옥수수 건초, 보리 건초, 사탕수수 건초, 수수, 밀, 연맥, 루핀 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다.

강피류는 곡물 부산물로서 조섬유 등의 함량이 높아 완전배합 발효사료 제조시 첨가할 수 있으며, 소맥피(wheat bran), 주정맥(= 맥강), 아몬드박, 옥수수 후레이크, 단백피, 대두피, 땅콩피, 루핀피, 옥피, 쌀겨, 탈지강 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다.

박류는 박류는 기름 또는 수분 등의 액상분획을 추출하고 남은 부분을 분말화한 부산물을 사용하며, 대두박, 면실박, 깻묵박, 아마박, 야자박, 임자박, 장유박(soy sauce cake), 옥배아박(corn germ meal, corn oil meal), 채종박, 해바라기박, 주정박(distillers dried grains with solubles, DDGS), 감귤박, 사과박, 맥주박, 전지면실, 비트펄프(beet pulp), 엿밥, 비지, 맥근 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다.

첨가물은 소금, 조미료, 당류, 향미제, 휘발성 지방산, 당밀발효농축액(Condensed Molasses Fermentation Solubles, CMS), L-아스코르브산, 염화콜린, 이노시톨 등을 포함하는 비타민제(대개의 경우 광물질 포함), 염화칼륨, 시트르산철, 산화 마그네슘, 인산염류 등의 미네랄, 리신, 알라닌, 메티오닌 등의 아미노산, 푸마르산, 부티르산, 락트산 등의 유기산 또는 이의 염, 비타민 C, 비타민 E 등의 항산화제, 프로피온산칼슘 등의 곰팡이 방지제, 레시틴, 글리세린 지방산 에스테르 등의 유화제, 색소, 염화칼리, 석회석, 린칼제제, 중조, 산화마그네슘, 소금, 아연제, 효모, 항산화제, 바이패스 지방, 바이패스 단백질 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다.

바람직하게는, 본 단계에서는, 애뉴얼 그라스, 단백피, 옥수수 후레이크, 주정맥, 소금, 석회석, 장유박, 알팔파베일, 톨페스큐, 티모시, 연맥, 면맥, 옥배아박, DDGS, 소맥피, 아몬드박, 발효수, 루핀, 비트펄프, 중조, 데머리프커스, EM 생균제, 발효사료, CMS, 보충제(착유 TMR 믹스, 비육 TMR 믹스) 또는 이들의 혼합물을 포함하는 원료 혼합물을 제조할 수 있다.

보충제를 사용할 수 있으며, 보충제는 비타민 믹스, 미네랄 믹스 등을 배합하여 사용할 수 있고, 시판되는 착유 TMR 믹스 또는 비육 TMR 믹스를 대표적인 예로 들 수 있으며, 완전배합 발효사료의 사용 목적에 맞는 비타민 보충제를 선택적으로 배합할 수 있다.

구체적으로, 착유 TMR 믹스는 비타민 A, 비타민 D3, 비타민 E, 황산철, 산화마그네슘, 황산망간, 인산칼슘, 탄산칼슘, 황산구리, 황산코발트, 황산아연, 요오드산 칼슘, 염화칼륨 및 염화 나트륨을 포함하는 혼합물로서, 유지방과 유단백 함량을 높이고, 사료내 영양소 및 에너지 소화 및 흡수를 촉진시켜 생산성을 극대화할 수 있다.

또한, 비육 TMR 믹스는 비타민 A, 비타민 D3, 비타민 E, 비타민 K3, 비타민 B1, 비타민 B2, 비타민 B6, 비타민 B9, 메티오닌, 리신염산염, 칼슘 판토텐산, 니코틴산, 염화콜린, 황산망간, 황산아연, 염화코발트, 황산구리, 아셀란산나트륨, 황산철을 포함하는 혼합물로서, 육우 사료에서 결핍되기 쉬운 비타민 A를 보충하고, 성장촉진, 증체와 육질 향상을 기대할 수 있다.

또한, 원료 혼합물은 70 내지 100℃의 온도로 5 내지 20분 동안 가열하여 멸균한 것을 이용하여 오염균의 증식을 장시간 동안 방지하도록 구성할 수 있다.

한편, 상기 단계 (d)에서는, 원료 혼합물, 혼합 발효 사료, EM 생균제 및 물을 혼합하여 완전배합 사료를 제조하는 단계로서, 배합조에 원료 혼합물, 혼합 발효 사료, EM 생균제 및 물을 혼합한 다음 균일하게 혼합하여 완전배합 사료를 제조할 수 있다.

완전배합 사료를 제조하기 위해서 사용하는 EM 생균제는 혼합 발효 사료에 접종되어 있는 발효 균주의 증식을 위해 필요한 기질을 생성하고, 완전배합 발효사료를 섭취한 가축은 암모니아(NH₃), 황화수소(H₂S) 등의 유해가스의 배출이 감소되어 가축의 생산성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 축사 내 환경을 개선하고, 식욕감소 및 신경과민 현상 발생을 억제할 수 있다.

특히, EM 생균제는 사카로마이세스속 균주를 도입할 수 있으며, 바람직하게는 사카로마이세스 세르비지에(Saccharomyces cerevisiae)를 도입할 수 있으며, 1 × 10⁷ 내지 1 × 10⁹CFU/g 농도의 생균제 시료를 사용할 수 있다.

사카로마이세스 세르비지에는 비타민 B 복합체, 셀레늄, 필수 아미노산을 생성하여 급여 가축의 간 기능을 강화시키고, 소화효소제 생성에 관여하여 정장작용을 촉진하며, 베타글루칸 등과 같은 면역력 증강 인자를 생성하여 가축 건강을 개선할 수 있다.

또한, 사카로마이세스 세르비지에의 세포벽에서 추출한 고분자 다당류인 β-glucan은 면역증강과 항암효과뿐만 아니라, 혈중 콜레스테롤 저하 효과, 항세균성, 항바이러스성, 항염증성 질병에 대한 약리적인 효능이 있으며, 장내 미생물 균총 및 면역 기능 등을 개선할 수 있다.

본 단계에서는 물을 혼합하여 완전배합 사료를 제조하며, 물은 완전배합 사료에 수분을 부여하여 발효 균주와 EM 생균제에 포함되어 있는 균주의 생육을 촉진시키고, 원료 혼합물에 포함된 영양 성분을 분해하는 발효를 촉진시키도록 한다.

또한, 본 발명에 따른 완전배합 발효사료는 사육 가축의 성장 단계별로 성분 함량이 상이한 발효사료를 급여할 수 있도록 원료 혼합물의 조성을 조절할 수 있다.

소를 기준으로 볼 때, 소는 어린 송아지, 비육 육성기, 비육전기 및 비육후기의 성장 단계와, 건유기, 번식기, 암소비육기 등의 단계를 가지며, 각각의 성장 단계별로 적한 조성의 사료를 급여하기 위해서 원료 혼합물의 조성을 조절할 수 있다.

본 발명의 바람직한 일실시예에 따라, 비육 육성기에는, 알팔파베일 5 중량%, 애뉴얼 라이그라스 8 중량%, 톨페스큐 5 중량%, 티모시 2 중량%, 합성 연맥 2 중량%, 전지면실 2.2 중량%, 천연 연맥, 3 중량%, 단백피 13.20 중량%, 옥수수 후레이크 6.5 중량%, 옥수수박 5 중량%, 주정맥 18 중량%, 물 9.4 중량%, 루핀 2 중량%, 소금 0.2 중량%, 석회석 0.5 중량%, 장유박 5 중량%, EM 생균제 0.5 중량%, 발효 사료 10 중량%, CMS 2 중량%, 비육 TMR 믹스 0.5 중량%를 포함하는 완전배합 사료를 제조한 다음 발효시켜 제조한 완전배합 발효사료를 일별로 8 내지 14 kg 급여할 수 있다.

또한, 비육 전기에는, 애뉴얼 라이그라스 8 중량%, 톨페스큐 5 중량%, 전지면실 7.9 중량%, 천연 연맥 2 중량%, 단백피 5 중량%, 옥수수 후레이크 18 중량%, 옥수수박 5.2 중량%, DDGS 2 중량%, 주정맥 18 중량%, 물 8.5 중량%, 루핀 3 중량%, 중조 0.3 중량%, 소금 0.2 중량%, 석회석 0.2 중량%, 장유박 6 중량%, EM 생균제 0.5 중량%, 발효 사료 8 중량%, CMS 2 중량%, 비육 TMR 믹스 0.2 중량%를 포함하는 완전배합 사료를 제조한 다음 발효시켜 제조한 완전배합 발효사료를 일별로 12 내지 14 kg 급여할 수 있다.

또한, 비육 후기에는, 애뉴얼 라이그라스 6 중량%, 톨페스큐 3 중량%, 전지면실 10 중량%, 단백피 6.9 중량%, 옥수수 후레이크 17.5 중량%, 옥수수박 5 중량%, DDGS 3 중량%, 주정맥 18 중량%, 물 10 중량%, 루핀 5 중량%, 중조 0.3 중량%, 소금 0.2 중량%, 석회석 0.2 중량%, 장유박 6 중량%, EM 생균제 0.5 중량%, 발효 사료 8 중량%, CMS 2 중량%, 비육 TMR 믹스 0.4 중량%를 포함하는 완전배합 사료를 제조한 다음 발효시켜 제조한 완전배합 발효사료를 일별로 14 내지 16 kg씩 급여할 수 있으며, 이에 의해, 비육 후기에 완전배합 발효사료 급여시 육량의 개선효과 보다는, 근내지방도, 지방산 조성, 육질, 풍미, 육질 연도 및 조직감 등을 개선함에 따라 육질의 등급을 보다 향상시킬 수 있다.

또한, 비육 후기용 완전배합 발효사료는 비육 출하 전 대략 2 내지 3개월 동안 단기 급여하는 경우에도 근내지방도, 지방산 조성, 육질, 풍미, 육질 연도 및 조직감 등을 개선함에 따라 육질의 등급을 보다 향상시킬 수 있다.

그리고, 완전배합 발효사료는 번식기 한우에게 공급할 수 있으며, 또한, 필수아미노산의 함량이 높아 암소의 비육과 번식, 착유를 위한 젖소 등에 공급하기 위한 용도로 사용될 수도 있다.

본 발명의 바람직한 일실시예에 따라, 암소비육 또는 착유용 젖소에는, 애뉴얼 라이그라스 8 중량%, 톨페스큐 2 중량%, 전지면실 9 중량%, 단백피 11.6 중량%, 옥수수 후레이크 21.1 중량%, 옥배아박 3 중량%, 주정맥 18 중량%, 물 9.8 중량%, 루핀 2 중량%, 중조 0.3 중량%, 소금 0.2 중량%, 석회석 0.3 중량%, 장유박 7 중량%, EM 생균제 0.5 중량%, 발효 사료 7 중량%, 비육 TMR 믹스 0.2 중량%를 포함하는 완전배합 사료를 제조한 다음 발효시켜 제조한 완전배합 발효사료를 급여할 수 있다.

상기와 같은 조성의 완전배합 사료를 발효시킨 완전배합 발효사료를 총비육기에 급여한 소는 골격과 반추위 발달이 양호사고, 육량이 극대화되고 육질이 고급화되어 고품질 한우를 생산할 수 있도록 한다.

상기 단계 (e)는 완전배합 사료를 포장한 다음 2차 발효시켜 완전배합 발효사료를 제조하는 단계이다.

본 단계에서는, 고분자 수지로 제조한 필름 또는 용기 등과 같은 패키징 소재를 이용해 완전배합 사료를 포장할 수 있으며, 이에 의해, 완전배합 사료에 외기의 유입을 방지할 수 있다. 포장은, 완전배합 사료를 배합사료를 충진기로 이송하여 충진시킨 상태에서 자동 포장기를 이용하여 정해진 용량으로 계량한 다음 포장하게 되는데, 소포장일 경우에는 15 내지 25 kg 단위로 압축하거나 일반 포장하는 방식으로 포장하고, 대포장일 경우에는 100 kg 이상의 단위로 포장하며, 일반포장, 대포장(톤백포장) 등 여러 형태로 포장할 수 있다.

또한, 본 단계에서는, 포장한 완전배합 사료를 2차 발효시켜 완전배합 발효사료를 제조할 수 있으며, 2차 발효는 25 내지 50 ℃의 온도에서 5 내지 20일 동안 발효시켜 완전배합 발효사료를 제조할 수 있다.

그리고, 본 단계에서는, 포장한 완전배합 사료에서 발효 균주의 증식이 바실러스속 균주, 락토바실러스속 균주, 사카로마이세스속 균주의 순서로 진행될 수 있도록 온도를 조절하여 고품질 완전배합 발효사료를 제조할 수 있다.

이는, 수분 함량이 7 내지 20%로 매우 낮고, 필름 또는 시트 등으로 포장된 혐기성 조건에서 완전배합 사료를 발효시킬 경우, 바실러스속 균주와 락토바실러스속 균주가 발효 초기에 단시간에 증식하도록 하기 위함이며, 일정 농도로 바실러스속 균주와 락토바실러스속 균주가 증식한 다음 사카로마이세스속 균주가 증식하도록 하여, 혼합 발효 균주의 증식 균형을 맞추기 위함이며, 이에 의해, 소화율과 풍미가 우수하고, 병원성 세균의 성장을 억제하여 가축의 건강 증진 및 성장에 유익한 영향을 주는 완전배합 발효사료를 제조할 수 있다.

이를 위해, 본 단계에서는, 35 내지 45 ℃에서 2 내지 10일 동안 발효시킨 다음, 25 내지 35 ℃에서 3 내지 10일 동안 발효시키도록 하여 완전배합 발효사료를 제조할 수 있다.

상기와 같은 방법으로 제조한 완전배합 발효사료는 발효 균주 및 EM 생균제를 도입하여 발효시킴에 따라, 사료의 소화 속다가 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 있다.

또한, 완전배합 발효사료는 발효되는 과정 중에 증식되는 미생물과 증식 과정 중에 생산하는 유기산 등의 대사산물에 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.

제조한 완전배합 발효사료는 반추 동물에 급여하기 위한 용도로 사용할 수 있으며, 반추 동물은 소, 젖소, 물소, 산양, 양, 염소 또는 사슴 등일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니며, 급여하는 사료의 양은 동물의 종류, 체중, 연령, 성별, 건강 상태, 사료의 성분 등에 따라 선택적으로 적절히 조절할 수 있으며, 바람직하게는, 소, 젖소 급여를 위해 사용할 수 있다.

이하, 본 발명을 실시예를 들어 더욱 상세히 설명하도록 한다.

제시된 실시예는 본 발명의 구체적인 예시일 뿐이며, 본 발명의 범위를 제한하기 위한 것은 아니다.

<제조예> 발효사료의 제조

1⁺⁺ 등급의 비육우(리치 super 비육우)를 선별하고, 멸균된 공간에서 해당 비육우의 분변을 수득하였으며, 수득한 분변 시료를 채취하고, 10배 희석하여 희석 분변 시료를 제조하였다. 제조한 희석 분변 시료를 배지에 도말하고, 37 ℃의 온도의 혐기성 조건에서 60시간 동안 배양하여 투명한 거대 집락을 생성하는 제1 균주 및 제2 균주를 수득하였다.

배지는 글루코오스 2 중량%, 옥수수 전분 2 중량%, 셀룰로오즈 5 중량%, 헤미셀룰로오즈 5 중량%, 펙틴 10 중량%, 단백피 분말 2 중량%, 펩톤 0.5 중량%, 효모 추출물(Yeast extract) 0.5 중량%, 탄산칼슘(CaCO₃) 0.2 중량%, 소포제 0.01 중량%, 아가 22.7 중량% 및 나머지 물을 포함하는 pH 4의 배양 배지(수분 함량 40% 이하)를 이용하였다.

선별된 제1 균주 및 제2 균주의 동정을 위해 그람 염색, 포자염색 및 주사 전자현미경(JEOL, JSM-5600) 분석을 통해 형태적 특성을 확인하였으며, 그 결과 선별된 제1 균주는 그람양성의 미생물이며, 내생포자 형성이 가능하고, 장간균(rod shape)의 형태를 가지고 있는 바실러스 서브틸리스 균주인 것을 확인하였으며, 제2 균주는 그람양성의 미생물이며, 장간균(rod shape)의 형태를 가지고 있고, 호기성 조건에서도 생육하는 락토바실러스 애시도필러스인 것을 확인하였으며, 확인한 바실러스 서브틸리스 및 락토바실러스 애시도필러스의 분자생물학적 동정 및 특성 분석결과 산성 배지 조건에서도 강한 활성을 가지고 혐기성 조건에서도 잘 생육한다는 사실을 확인하였다.

상기와 같은 방법으로 분리한 바실러스 서브틸리스 및 락토바실러스 애시도필러스 균주를 각각 LB 배지와 MRS 배지에 접종하여 대량 배양하였다.

애뉴얼 1 중량%, 전지면실 1 중량%, 단백피 1 중량%, 옥수수 후레이크 1 중량%, 주정맥 1 중량%, 장유박 1 중량% 및 나머지 물을 혼합하여 배양용 사료를 제조하였으며, 배양용 사료는 100 ℃의 온도로 5분 동안 가열하여 멸균하였다.

멸균한 배양용 사료에 바실러스속 균주 및 락토바실러스속 균주를 각각 1 × 10⁸ CFU/g의 농도로 접종하고, 37 ℃에서 5일 동안 1차 발효되도록 발효용 사료를 발효시켜 혼합 발효 사료를 제조하였다.

<실시예>

하기 표 1에 나타낸 바와 같은 조성으로 완전배합 발효사료를 제조하였다.

또한, EM 생균제는 사카로마이세스속 균주 배양물 4 중량%, 옥수수 분말 60 중량%, 당밀 6 중량%, 밀기울 5 중량% 및 물 25 중량%의 비율로 혼합한 배양액을 2 내지 3일 동안 25 내지 35 ℃의 온도를 유지하는 혐기성 조건에서 발효시킨 발효물을 사용하였다.

완전배합 발효사료는 혼합조에서 제조예에 따른 방법으로 제조한 혼합 발효 사료를 원료 혼합물과 혼합하고, EM 생균제 및 물을 순차적으로 혼합하여 제조하였으며, 제조한 완전배합 사료를 폴리에틸렌 필름으로 밀봉 포장한 다음, 37 ℃에서 5일 동안 발효시킨 다음, 28 ℃에서 9일 동안 발효시키도록 하여 완전배합 발효사료를 제조하였다.

참고로, 실시예 1 내지 실시예 6에 따른 조성의 완전배합 발효사료는 완전배합 사료 제조시, 가축의 성장 단계별로 적합한 성분비를 갖도록 원료의 배합량을 조절한 것이다.

<비교예 1-1 내지 1-6>

바실러스 서브틸리스 만을 접종하여 발효사료를 제조하는 것을 제외하고는 실시예와 동일한 방법으로 완전배합 발효사료를 제조하였다.

<비교예 2-1 내지 2-6>

락토바실러스 애시도필러스 만을 접종하여 발효사료를 제조하는 것을 제외하고는 실시예와 동일한 방법으로 완전배합 발효사료를 제조하였다.

<비교예 3-1 내지 3-6>

바실러스 서브틸리스 또는 락토바실러스 애시도필러스 균주를 접종하지 않은 배양용 사료를 발효사료와 동량으로 혼합하는 것을 제외하고는 실시예와 동일한 방법으로 완전배합 발효사료를 제조하였다.

<실험예>

(1) 미생물 함량 및 완전배합 발효사료의 특성 분석

실시예 및 비교예에 따른 방법으로 제조한 완전배합 발효사료에 포함되어 있는 평균 미생물 함량(단위 : cfu/g) 및 완전배합 발효사료의 수소이온농도(pH)를 분석하였으며, 그 결과를 하기의 표 2에 나타내었다.

표 2에 나타낸 바와 같이, 실시예 1 내지 6에 따른 방법으로 제조한 완전배합 발효사료는 바실러스 서브틸리스(B. subtilis), 락토바실러스 애시도필러스(LB. acidophilus) 및 사카로마이세스 세레비지애(S. cerevisiae)의 미생물 함량이 높다는 사실을 확인할 수 있는 반면에, 비교예 1(1-1 내지 1-6), 비교예 2(2-1 내지 2-6), 비교예 3(3-1 내지 3-6)에 따른 방법으로 제조한 완전배합 발효사료는 미생물 함량이 낮으며, 특히, 모두 접종한 사카로마이세스 세레비지애의 함량 또한 낮다는 사실을 확인할 수 있었다.

특히, 실시예 1 내지 6에 따른 방법으로 제조한 완전배합 발효사료는 수분함량이 8.5 내지 14.2%로 낮음에도 불구하고 pH가 4.09로 낮아 발효가 잘 진행된 것으로 확인되었으나, 비교예 1 내지 3에 따른 방법으로 제조한 완전배합 발효사료의 경우 pH 변화가 크지 않아 유기산의 생성량이 낮을 뿐만 아니라, 발효가 원활하게 진행되지 않았다는 사실을 확인할 수 있었다.

(2) 완전배합 발효사료 급여 가축의 품질 특성 평가

실시예 1 내지 4, 비교예 1-1 내지 1-4, 비교예 2-1 내지 2-4 및 비교예 3-1 내지 3-4에 따른 방법으로 제조한 완전배합 발효사료를 각각 3마리의 한우에게 급여하여 사육한 다음 사육한 한우에서 수득한 소고기의 품질 특성을 평가하였으며, 그 결과를 하기의 표 3에 나타내었다.

참고로, 실시예 1, 비교예 1-1, 비교예 2-1 및 비교예 3-1에 따른 방법으로 제조한 완전배합 발효사료는 생후 월령 6개월인 어린 송아지에게 일평균 4 내지 5 kg씩 급여하였고, 실시예 2, 비교예 1-2, 비교예 2-2 및 비교예 3-2에 따른 방법으로 제조한 완전배합 발효사료는 생후 월령 7개월인 송아지에게 일평균 8 내지 14 kg씩 급여하였고, 실시예 3, 비교예 1-3, 비교예 2-3 및 비교예 3-3에 따른 방법으로 제조한 완전배합 발효사료는 월령 15 개월인 송아지에게 일평균 14 kg 내외로 급여하였고, 실시예 4, 비교예 1-4, 비교예 2-4 및 비교예 3-4에 따른 방법으로 제조한 완전배합 발효사료는 월령 23 개월인 송아지에게 일평균 14 내지 16 kg 내외로 급여하였으며, 월령 30개월 까지 급여하였다.

소고기의 품질 특성 분석은 월령 30개월인 소에서 수득한 소고기 시료를 이용해 분석하였으며, 모두 동일한 부위의 소고기를 수득하여 N-3 지방산 및 N-6 지방산의 비율을 산출하는 방법으로 수행하였다.

표 3에 나타낸 바와 같이, 실시예 및 비교예에 따른 방법으로 제조한 완전배합 발효사료를 급여한 가축의 고기에 포함되어 있는 지방산 성분을 분석한 결과, 실시예에 따른 방법으로 제조한 N-3 지방산과 N-6 지방산의 조성비가 1:14.1로 확인되어 이상적인 권장섭취율의 지방산 함량을 갖는다는 사실을 확인할 수 있었던 반면에 비교예에 따른 방법으로 제조한 완전배합 발효사료를 급여한 소의 경우 지방산 조성비가 권장섭취비율을 크게 초과한다는 사실을 확인할 수 있었다.

(3) 분변 상태 특성 평가

실시예 5, 비교예 1-5 비교예 2-5 및 비교예 3-5에 따른 방법으로 제조한 완전배합 발효사료를 각각 5마리의 번식기 한우에게 10일 동안 급여하여 설사 발생 등과 같은 분변 상태 특성을 평가하여 그 결과를 표 4에 나타내었으며, 설사 발생 상태를 지수화하여 나타내었다.

참고로, 실시예 5의 경우 단백피를 25 중량%의 비율로 포함하여 연변 또는 설사가 발생될 우려가 있는 사료이나, 에너지가가 높은 단백질을 과량 포함하여 번식을 촉진시킬 수 있도록 하는 사료로서, 발효에 의한 사료의 배출 특성을 분석하기 위해 수행하였다.

또한, 설사 지수는 쉘먼 (Sherman DM, Acres SD, Sadowski PL. Springer JA, Bray B, Raybould TJ, Muscoplat CC. Protection of calves against fatal enteric colibacillosis by orally administered Echerichia coli K99-specific monoclonal antibody. Infect Immu 1983, 42, 653-658)의 방법에 따라 배변 일관성 지수(fecal consistency score, FCS)를 산출하였다(단, FCS는 4점 평가법으로 표기하였으며, 총 10일의 급여기간 동안 연변 횟수가 2회 미만인 경우 정상으로 판정하여 0점으로 환산하였고, 연변 횟수가 2회 초과 5회 미만일 경우 1점, 연변횟수가 5회 초과 7회 미만 또는 설사 횟수가 1회 이상인 경우 2점, 설사 횟수가 2회 이상인 경우 3점으로 평가하였고, 총 5마리의 가축의 평균값을 나타낸 것이다.

표 4에 나타난 바와 같이, 배변 일관성 지수를 평가한 결과, 실시예 5에 따른 방법으로 제조한 완전배합 발효사료를 급여한 5마리의 소에서 2마리의 소는 배변 상태가 완전히 정상인 소가 2마리, 1회 이상 연변을 배설한 소가 3마리인 것으로 확인되어 발효에 의해 단백피에 의한 이상 배변 횟수가 현저히 줄어든다는 사실을 확인할 수 있었던 반면에, 사카로마이세스 세레비지애 만을 접종하여 발효시킨 완전배합 발효사료를 섭취한 소는 1마리만 정상 범주(연변 1회)이고, 나머지 소는 설사를 하는 것으로 확인되었다.

(4) 아미노산 함량 분석

실시예 6, 비교예 1-6, 비교예 2-6 및 비교예 3-6에 따른 방법으로 제조한 완전배합 발효사료에 포함되어 있는 L-아르기닌 및 L-라이신의 함량(단위 mg/g)을 분석하였으며, 분석 결과를 하기의 표 5에 나타내었다.

표 5에 나타난 바와 같이, 실시예 6에 따른 방법으로 제조한 완전배합 발효사료의 경우, 비교예 1 내지 3에 따른 완전배합 발효사료에 비해 현저히 높은 함량으로 L-아르기닌과 L-라이신을 포함한다는 사실을 확인할 수 있었으며, 이와 같은 결과를 통해, 복합 발효 균주를 이용해 완전배합 사료를 발효시킬 경우 단일 균주를 사용하는 것에 비해 면역력을 보다 향상시킬 수 있으며, 암소 비육과 번식 그리고 착유를 위한 젖소에 필수적인 아르기닌 및 라이신의 함량이 높아 비육을 촉진시킬 수 있으면서도, 면역력을 크게 향상시킬 수 있는 우수한 완전배합 발효사료를 제조할 수 있다는 사실을 확인할 수 있었다.

상기와 같은 결과를 통해 본 발명에 따른 제조방법으로 제조한 완전배합 발효사료는 발효를 통해 바실러스 서브틸리스, 락토바실러스 애시도필러스 및 사카로마이세스 세레비지애가 균형있게 성장하고, 유기산을 다량 생성하여 영양학적 가치가 높으면서도, 비육기에 급여시 지방산 조성이 우수한 소를 생산할 수 있고, 설사, 연변 등과 같은 소화 불량 요인을 제거하며, 필수 아미노산의 생성을 증가시켜 소 사육을 위해 급여하는 용도로 용이하게 활용할 수 있다는 사실을 확인할 수 있었다.

상술한 바와 같이 개시된 본 발명의 바람직한 실시예들에 대한 상세한 설명은 당업자가 본 발명을 구현하고 실시할 수 있도록 제공되었다. 상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 본 발명의 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어, 당업자는 상술한 실시 예들에 기재된 각 구성을 서로 조합하는 방식으로 이용할 수 있다. 따라서, 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다.

본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니 되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다. 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다. 또한, 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시 예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함할 수 있다.

Claims

(a) 바실러스속(Bacillus sp.) 균주, 락토바실러스속(Lactobacillus sp.) 균주 및 아스퍼질러스속(Aspergillus sp.) 균주로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 균주를 포함하는 발효 균주를 제조하는 단계;
(b) 상기 발효 균주를 배양용 사료와 혼합하여 발효전 혼합 사료를 제조하고, 발효전 혼합 사료를 1차 발효시켜 혼합 발효 사료를 제조하는 단계;
(c) 완전배합 사료의 원료를 혼합하여 원료 혼합물을 제조하는 단계;
(d) 상기 원료 혼합물, 상기 혼합 발효 사료, EM 생균제 및 물을 혼합하여 완전배합 사료를 제조하는 단계;
(e) 상기 완전배합 사료를 포장한 다음 2차 발효시켜 완전배합 발효사료를 제조하는 단계;를 포함하는 완전배합 발효사료의 제조방법.
제1항에 있어서,
상기 단계(b)의 발효 균주는, 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis) 및 락토바실러스 애시도필러스(Lactobacillus acidophilus)를 포함하는 복합 발효 균주인 것을 특징으로 하는 완전배합 발효사료의 제조방법.
제1항에 있어서,
상기 원료 혼합물은 애뉴얼 그라스, 단백피, 옥수수 후레이크, 주정맥, 소금, 석회석, 장유박, 알팔파베일, 톨페스큐, 티모시, 연맥, 면맥, 옥배아박, DDGS, 소맥피, 아몬드박, 물, 루핀, 비트펄프, 중조, 데머리프커스, EM 생균제, 발효사료, CMS, 착유 TMR 믹스, 비육 TMR 믹스로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 완전배합 발효사료의 제조방법.
제1항에 있어서,
상기 EM 생균제는 사카로마이세스 세르비지에(Saccharomyces cerevisiae)를 포함하는 것을 특징으로 하는 완전배합 발효사료의 제조방법.
제1항에 있어서,
상기 단계 (d)의 완전배합 사료는, 상기 원료 혼합물 63 내지 89.9 중량%, 상기 혼합 발효 사료 5 내지 15 중량%, EM 생균제 0.1 내지 2 중량% 및 물 5 내지 20 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 완전배합 발효사료의 제조방법.
제1항에 있어서,
상기 단계 (b)에서는, 상기 발효전 혼합 사료는 상기 발효 균주를 1 × 10⁴ 내지 1 × 10⁹CFU/g의 농도로 혼합하여 제조하며, 30 내지 60 ℃의 온도가 유지되는 조건에서 3 내지 10일 동안 1차 발효되도록 발효시켜 혼합 발효 사료를 제조하는 것을 특징으로 하는 완전배합 발효사료의 제조방법.
제1항에 있어서,
상기 단계(e)에서는,
포장한 완전배합 사료를 35 내지 45 ℃에서 2 내지 10일 동안 발효시킨 다음, 25 내지 35 ℃에서 3 내지 10일 동안 2차 발효시켜 완전배합 발효사료를 제조하는 것을 특징으로 하는 완전배합 발효사료의 제조방법.