KR20210101435A

KR20210101435A - 동애등에 사료조성물, 이를 이용한 사육방법 및 오일 추출방법

Info

Publication number: KR20210101435A
Application number: KR1020200015425A
Authority: KR
Inventors: 홍종주; 남현규
Original assignee: 홍종주
Priority date: 2020-02-10
Filing date: 2020-02-10
Publication date: 2021-08-19

Abstract

본 발명은 동애등에 사료조성물, 이를 이용한 사육방법 및 오일 추출방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 유충의 폐사율을 낮추기 위해 유충에게 먹이는 사료를 개선하고, 상기 사료로 유충을 사육하는 방법 및 상기 방법을 통해서 사육된 유충원료를 오일로 착유하기 위한 동애등에 사료조성물, 이를 이용한 사육방법 및 오일 추출방법에 관한 것이다.
본 발명의 일실시 예에 따른 동애등에 사료조성물은 유기성 폐기물; 및 상기 유기성 폐기물에 함유된 수분을 조절하는 수분조절제;를 포함하고, 상기 유기성 폐기물은 60 내지 80 중량%, 상기 수분조절제는 20 내지 40 중량%이다.
또한, 상기 동애등에 사료조성물의 92 내지 98 중량% 및 미생물의 2 내지 8 중량%를 포함하되, 상기 미생물은, 락토바실러스 플란타륨(lactobacillus plantarum) 및 락토바실러스 애시도필러스(lactobacillus acidophilus) 중 어느 하나로, 25 ~ 48시간 배양된다.
또한, 상기 동애등에 사료조성물은 30 ~ 40℃에서 교반하여 30 ~ 50시간 발효시킨다.
본 발명의 일실시 예에 따른 동애등에 사료조성물을 이용한 동애등에 사육방법은 동애등에 유충에 상기 동애등에 사료조성물을 공급하되, 상기 동애등에 사료조성물 100KG당 상기 동애등에 유충 9만 ~ 11만 마리를 투입하여 5 내지 10일간 사육한다.
본 발명의 일실시 예에 따른 동애동에 오일 추출방법은, a) 동애동에 사육방법으로 사육된 동애등에 유충을 건조 및 분쇄하여 유충분말로 준비하는 단계; b) 상기 유충분말 20 내지 35중량%, 주정 25 내지 35중량%, 정제수 32 내지 50%중량의 비율로 혼합하여 교반추출장치에 투입하는 단계; c) 상기 혼합한 재료를 1000 ~ 3500RPM 속도로 교반하여 45 ~ 75℃로 가열하는 단계; d) 상기 가열된 재료를 20 ~ 40분간 교반하면서 추출을 실시하는 단계; e) 거름장치를 통하여 상기 추출된 재료를 걸러 추출액과 나머지 유충분말로 분리하는 단계; 및 f) 상기 추출액을 오일로 저장하고 상기 나머지 유충분말은 상기 b)단계의 유충분말로 대체하여 상기 b) 단계 내지 상기 e) 단계까지 적어도 2회 이상 반복하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

동애등에 사료조성물, 이를 이용한 사육방법 및 오일 추출방법{BSF larva feed composition, breeding method and oil extraction method using the same}

본 발명은 동애등에 사료조성물, 이를 이용한 사육방법 및 오일 추출방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 유충의 폐사율을 낮추기 위해 유충에게 먹이는 사료를 개선하고, 상기 사료로 유충을 사육하는 방법 및 상기 방법을 통해서 사육된 유충원료를 오일로 착유하기 위한 동애등에 사료조성물, 이를 이용한 사육방법 및 오일 추출방법에 관한 것이다.

본 발명에 관한 배경기술로 아래와 같이 기술되어 제공되나, 이러한 내용들이 반드시 공지기술을 의미하는 것은 아니다.

동애등에는 파리목 동애등에과를 이루는 곤충으로, 전 세계에 1,500종 정도가 분포한다. 유충은 육식과 초식, 쓰레기와 썩은 음식 등을 가리지 않고 먹어치운다. 다만, 성충이 되면 일체의 영양섭취를 하지 않고 유충 때에 축적된 영양분으로 살아간다.

또한, 동애등에(Black Soldier Fly)는 북아메리카 원산지로 1950년을 전후해서 세계적인 분포를 보이고 있으며 국내에는 1990년에 발견되었으나 해외에서 도입된 종이 유출된 것으로 파악되는 외래종으로, 고온다습한 곳에서 서식하며 유충일 때 유기물을 섭식하고 성충이 되면 입이 퇴화되어 7일 정도 생존한다.

한편, 동애등에 유충을 활용한 사업이 진행되고 있으며 농촌진흥원에서 연구결과를 도출하고 있으나 산업적 활용성이 낮고 생산비용이 높아 생산원가 대비 판매가격 역시 낮음으로 인해 시장 확장성을 가지기에 어려운 문제점을 가지고 있다.

최근 들어 음식물류 폐기물을 활용한 유충의 생산공정이 개선되어 보급화되고 있지만 유충의 폐사율이 높아 최종 생산량이 종래 톱밥, 또는 곡물가루 사료의 70% 수준에 머무름에 따라 해당공정의 확산이 되지 않는 실정이다.

특히, 국외 남아프리카공화국이나 중국 등지에서는 음식물류 폐기물을 활용한 동애등에 유충의 생산이 활발하게 이루어지고 있으며 국내의 생산방법과 차이가 있다.

국내 특허 제10-1759518호 “동애등에 사료조성물”에 의하면 "발효를 위한 콩비지와 발효 억제를 위한 소금물 사용으로 발효를 실시한다."고 되어 있으나 발효 방법도 다르고 그 발효에 대한 명확한 방법도 알 수 없다.

또한, 국내 특허 제10-1918542호“동애등에를 이용한 악취제거용 사료첨가제의 제조방법 및 이에 의해 제조된 동애등에를 이용한 악취제거용 사료첨가제”에 개시된 바에 의하면 동애등에 유충을 키우기 위한 발효 균주 첨가제를 사용하는 것으로 표현되어 있기는 하나, 구체적으로 어떤 균주가 어떤 작용 등을 하는지 명확하게 기술이 개시되어 있지 않다.

따라서, 종래 동애등에 유충을 활용한 사업이 산업적 활용성이 낮고 생산비용이 높아 생산원가 대비 판매가격 역시 낮음으로 인해 시장 확장성을 가지기에 어려운 문제점 및 동애등에 유충의 폐사율이 20%에 달하는 종래의 문제점을 해결하고, 화장품이나 사료원료로 사용되는 동애등에 유충으로부터 추출되는 오일이 산패도가 낮도록 개선할 필요가 있다.

국내 특허 제10-1759518호, 발명의 명칭 “동애등에 사료조성물”(등록일자 2017.07.13.) 국내 특허 제10-1918542호, 발명의 명칭“동애등에를 이용한 악취제거용 사료첨가제의 제조방법 및 이에 의해 제조된 동애등에를 이용한 악취제거용 사료첨가제”(등록일자 2018.11.08.)

본 발명은 상기한 문제점 및 필요성을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 유충의 폐사율을 낮추기 위해 유충에게 먹이는 사료를 개선하고, 상기 사료로 유충을 사육하는 방법 및 상기 방법을 통해서 사육된 유충원료를 오일로 착유할 수 있는 동애등에 사료조성물, 이를 이용한 사육방법 및 오일 추출방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시 예에 따른 동애등에 사료조성물은 유기성 폐기물; 및 상기 유기성 폐기물에 함유된 수분을 조절하는 수분조절제;를 포함하고, 상기 유기성 폐기물은 60 내지 80 중량%, 상기 수분조절제는 20 내지 40 중량%이다.

또한, 상기 동애등에 사료조성물의 92 내지 98 중량% 및 미생물의 2 내지 8 중량%를 포함하되, 상기 미생물은, 락토바실러스 플란타륨(lactobacillus plantarum) 및 락토바실러스 애시도필러스(lactobacillus acidophilus) 중 어느 하나로, 25 ~ 48시간 배양된다.

또한, 상기 동애등에 사료조성물은 30 ~ 40℃에서 교반하여 30 ~ 50시간 발효시킨다.

본 발명의 일실시 예에 따른 동애등에 사료조성물을 이용한 동애등에 사육방법은 동애등에 유충에 상기 동애등에 사료조성물을 공급하되, 상기 동애등에 사료조성물 100KG당 상기 동애등에 유충 9만 ~ 11만 마리를 투입하여 5 내지 10일간 사육한다.

본 발명의 일실시 예에 따른 동애동에 오일 추출방법은, a) 동애동에 사육방법으로 사육된 동애등에 유충을 건조 및 분쇄하여 유충분말로 준비하는 단계; b) 상기 유충분말 20 내지 35중량%, 주정 25 내지 35중량%, 정제수 32 내지 50%중량의 비율로 혼합하여 교반추출장치에 투입하는 단계; c) 상기 혼합한 재료를 1000 ~ 3500RPM 속도로 교반하여 45 ~ 75℃로 가열하는 단계; d) 상기 가열된 재료를 20 ~ 40분간 교반하면서 추출을 실시하는 단계; e) 거름장치를 통하여 상기 추출된 재료를 걸러 추출액과 나머지 유충분말로 분리하는 단계; 및 f) 상기 추출액을 오일로 저장하고 상기 나머지 유충분말은 상기 b)단계의 유충분말로 대체하여 상기 b) 단계 내지 상기 e) 단계까지 적어도 2회 이상 반복하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 발효 균주(plantarum, acidophilus)를 통한 유충의 폐사율을 낮춰 지속적인 유충(개체)의 생산이 가능한 이점이 있다.

또한, 본 발명에서 생산된 동애등에 오일이 산패도가 낮아 고가의 화장품 및 양질의 사료 원료로 사용할 수 있는 이점이 있다.

또한, 본 발명을 표준화하여 고품질 및 저비용 원료의 생산이 가능한 이점이 있다.

도 1은 본 발명의 일실시 예에 따른 동애동에 오일 추출방법의 흐름도이다.

이하, 본 발명에서 제안하는 기술적 사상인 동애등에 사료조성물, 이를 이용한 사육방법 및 오일 추출방법에 대하여 설명하기로 한다.

다만, 본 발명의 사상은 이하에서 설명되는 실시형태에 의해 그 실시 가능 형태가 제한된다고 할 수는 없고, 본 발명의 사상을 이해하는 통상의 기술자는 본 개시와 동일한 기술적 사상의 범위 내에 포함되는 다양한 실시 형태를 치환 또는 변경의 방법으로 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 기술적 사상에 포함됨을 밝힌다.

또한, 이하에서 사용되는 용어는 설명의 편의를 위하여 선택한 것이므로, 본 발명의 기술적 내용을 파악하는 데 있어서, 사전적 의미에 제한되지 않고 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미로 적절히 해석되어야 할 것이다.

본 발명의 용어 “사료”란 개체의 생명을 유지하고 상기 개체(유충)를 사육하는데 필요한 유기 또는 무기 영양소를 공급하는 물질을 의미한다.

상기 사료는 사료를 섭취하는 개체가 필요로 하는 에너지, 단백질, 지질, 비타민, 광물질 등 영양소를 포함할 수 있으며, 특별히 이에 제한되지 않으나, 곡물류, 근과류, 식품가공부산물류, 조류, 섬유질류, 유지류, 전분류, 박류, 곡물부산물류 등의 식물성 사료 또는 단백질류, 무기물류, 유지류, 광물성류, 단세포 단백질, 동물성 플랑크톤류, 어분 등의 동물성 사료가 될 수 있다.

상기 개체(유충)는 사육 대상을 의미하는 것으로 본 발명의 사료를 섭취할 수 있는 생명체라면 제한 없이 포함된다.

또한, 본 발명의 용어 “동애등에”란 절지동물 곤충강 파리목 동애등에과에 속하는 곤충이다.

일반적으로 동애등에(Black Soldier Fly)는 유기성 폐기물인 동물 사체, 가축의 분, 식물 잔재물, 음식물 쓰레기를 먹이로 하여 서식하며, 특히 동애등에를 사육하는 경우 대부분 음식물 쓰레기를 먹이로 사용하고 있다.

동애등에와 같은 유충은 아르기닌, 메티오닌, 라이신 등과 같은 필수아미노산의 좋은 공급원으로 알려져 있는데 이러한 아미노산 함량은 일반적으로 대두박보다 높고 어분과 같은 수준이다.

특히, 알려진 바에 따르면 동애등에의 경우 가축이 필요로 하는 주영양소인 단백질 약 40%, 지방 약 20%를 함유하고 있으며, 중쇄 지방산인 라우르산 (Lauric acid)과 불포화 지방산인 올레산(Oleic acid) 및 리놀산(Linoleic acid) 등 가축 사육에 유용한 영양소를 함유하고 있다.

그럼, 본 발명의 일실시 예에 따른 동애등에 사료조성물을 다음과 같이 설명하고자 한다.

본 발명의 제1 실시 예에 따른 동애등에 사료조성물은, 유기성 폐기물에 수분조절제를 혼합 및 교반하여 반죽되게 생성한다.

유기성 폐기물은 음식물류와 같이 가정이나 식당에서 배출되는 음식물 쓰레기, 가축 축사에서 배출되는 축분 및 이들의 혼합물을 의미한다.

수분조절제는 음식물류와 같은 유기성 폐기물 내 함유되어 있는 수분을 조절하여 점도를 높이는 성분으로 미강, 밀기울, 귀리기울을 주로 사용하는데 해당 공정에서는 밀기울을 사용한다. 밀기울은 밀의 겉껍질과 일부 밀가루가 혼합되어 있는 상태의 분말을 말한다.

이때, 본 발명에서 제안하는 동애등에 사료조성물은 유기성 폐기물이 60 내지 80 중량% 및 수분조절제가 20 내지 40 중량%이 되도록 한다.

따라서, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 동애등에 사료조성물은 유기성 폐기물; 및 상기 유기성 폐기물에 함유된 수분을 조절하는 수분조절제;를 포함하고, 상기 유기성 폐기물은 60 내지 80 중량%, 상기 수분조절제는 20 내지 40 중량%이며, 반죽되게 교반하여 초기 조성물로 생성한다.

여기서 반죽이란 분말에 수분이 함유되어 섞어 이겨 개어지는 것을 말한다.

본 발명의 제2 실시 예에 따른 동애등에 사료조성물은, 제1 실시 예에 따른 사료조성물(초기 조성물)에 미생물을 접종하여 생성한다.

여기서, 미생물은 락토바실러스 플란타륨(lactobacillus plantarum) 및 락토바실러스 애시도필러스(lactobacillus acidophilus) 중 어느 하나로, 유산균에 해당한다.

참고로, 미생물은 간단한 공정으로 많은 양을 빠른 시일내에 생산할 수 있으므로 각광받는 생물자원 중 하나로, 최근에는 유용자원으로서 균주개발(菌株開發)에 유전공학적인 방법을 실시하고 있으며, 특히 이전까지 생산하기 힘들었던 생물의약품(예를 들어 인슐린이나 여러 가지 백신)도 미생물을 이용한 유전공학적 방법에 의해서 대량생산이 가능하게 되었다.

또한, 미생물은 뛰어난 분해능력을 갖고 있어서 자연계에서 동·식물의 시체·배설물·부후물(腐朽物) 등을 분해하며 여러 가지 분자단위의 유·무기물을 생산해내므로, 이러한 성질을 이용해서 수질·토양 등의 환경오염을 처리하는 데 사용하고 있다.

특히, 본 발명이 제안하는 미생물은 다음과 같은 실험 결과에 의해 얻어졌다.

즉, 본 발명은 동애동에 유충을 사육할 때 폐사율을 획기적으로 감소시키기 위해서 동애동에 유충이 먹는 사료를 개선시키고자 다음과 같이 실시하였다.

no.	균주 명 (Lactobacillus)	CFU / g
no.	균주 명 (Lactobacillus)	초기 접종	1일	2일	3일
1	plantarum	1034	3,587,152	25,698,514	TNTC
2	sakei	985	2,435,982	21,548,823	TNTC
3	rhamnosus	1258	3,125,847	23,665,981	TNTC
4	acidophilus	1125	4,122,523	31,526,582	TNTC
5	reuteri	895	1,985,552	23,255,452	TNTC

TNTC : Too Numerous to Count

[표 1]을 참조하여, 락토바실러스 속(Lactobacillus spp.)에 해당하는 플란타륨(plantarum), 사케이(sakei), 람노서스(rhamnosus), 애시도필러스(acidophilus), 루테리(reuteri) 등을 활용하여 제1 실시의 사료조성물과 혼합 성장 정도를 확인한다.

또한, 2일(25 ~ 48시간) 내 빠르게 우점종으로 성장하는 균주를 선발한다.

또한, 실험 수행방법은 식품공전 의거 MRS배지를 활용하여 접종, 자라나는 콜로니를 확인하여 균주의 성장 정도를 파악한다.

따라서, 상기 [표 1]과 같이, 2일(25 ~ 48시간) 내 빠르게 우점종으로 성장하는 적합 균주로 락토바실러스 플란타륨(lactobacillus plantarum) 및 락토바실러스 애시도필러스(lactobacillus acidophilus)가 확인되었다.

여기서 본 발명의 제2 실시 예에 따른 미생물 배양기간 2일은 1일을 초과하고 만 3일이 되지 않는 25 ~ 48시간이다.

no.	균주 명 (Lactobacillus)	산도(%)
no.	균주 명 (Lactobacillus)	초기 접종	1일	2일	3일
1	plantarum	0.12	0.24	0.39	0.58
2	sakei	0.10	0.23	0.33	0.52
3	rhamnosus	0.09	0.23	0.35	0.52
4	acidophilus	0.08	0.22	0.42	0.56
5	reuteri	0.09	0.25	0.35	0.52

[표 2]는 산도 측정 결과로, 산도에 따라 유해 미생물 생육이 억제되어 유충 폐사를 일으키는 성분인 산화질소, 황화수소, 암모니아 등이 적게 생성된다.

또한, 산가의 경우 전통식품 표준규격 법령(T020) 의거 산도 측정법을 활용하여 실시한다.

또한, 산도의 경우, 빠르게 생성되는 균주를 선별(lactobacillus plantarum, lactobacillus acidophilus)한다.

여기서 균주는 2일을 넘기지 않는 것으로 하는데, 3일이 되는 경우 모두 산도가 0.5%를 초과하여 유충 폐사율에 상당한 영향을 주기 때문이다.

no.	사료 균주 명 (Lactobacillus)	폐사율(%)
no.	사료 균주 명 (Lactobacillus)	1	2	3	4	5	평균	편차
0	대조군	19.42	17.61	22.55	19.83	21.58	20.16	1.906
1	plantarum	3.53	3.95	4.35	3.75	4.02	3.92	0.275
2	sakei	4.25	4.14	3.92	4.15	4.52	4.20	0.195
3	rhamnosus	4.68	4.25	3.85	4.15	4.33	4.25	0.269
4	acidophilus	3.78	3.95	3.88	3.85	4.02	3.90	0.083
5	reuteri	4.55	4.19	4.35	3.99	4.06	4.23	0.202

[표 3]은 유충 폐사율을 표시한 도표로, 각각 5회씩 실시하여 평균 및 편차를 나타내고 있다.

참고로, 유충의 폐사율은 생산된 유충의 무게에서 죽은 유충의 무게를 계량하여 비율화하였다.

이와 같이, 종래 유기성 폐기물에 본 발명이 제안하는 미생물의 접종 없이 일반 대조군으로 구성되어 폐사율이 20%에 달하는 문제점이 있었다.

종합적으로, 본 발명이 제안하는 미생물은 최종적으로 락토바실러스 플란타륨(lactobacillus plantarum) 및 락토바실러스 애시도필러스(lactobacillus acidophilus)가 최적의 효율을 보였으며 일반적인 폐사율 20% 내외의 수준을 4% 내외로 조절할 수 있는 것으로 확인되었다.

또한, 접종되는 미생물의 양은 제1 실시의 동애등에 사료조성물의 92 내지 98 중량%에 2 내지 8 중량%을 실시할 때 최적의 결과를 도출하였다.

따라서, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 동애등에 사료조성물은, 제1 실시의 동애등에 사료조성물의 92 내지 98 중량% 및 미생물의 2 내지 8 중량%를 포함하되, 상기 미생물은, 락토바실러스 플란타륨(lactobacillus plantarum) 및 락토바실러스 애시도필러스(lactobacillus acidophilus) 중 어느 하나로, 25 ~ 48시간 배양된다.

특히, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 동애등에 사료조성물은 유충의 폐사율을 감소시키고 지속적인 유충 생산이 가능하게 상기한 구성을 표준화될 필요가 있다.

본 발명의 제3 실시 예에 따른 동애등에 사료조성물은 제2 실시의 동애등에 사료조성물을 교반하여 반죽으로 발효시킨다.

이때, 동애등에 유충이 제2 실시의 동애등에 사료조성물을 섭취하기 좋고 성장이 왕성하도록 발효시켜 반죽하는 과정으로, 30 ~ 40℃에서 300 ~ 600 RPM으로 교반하면서 30 ~ 50시간 발효시킨다.

따라서, 본 발명의 제3 실시 예에 따른 동애등에 사료조성물은 제2 실시의 동애등에 사료조성물을 30 ~ 40℃에서 반죽되게 교반하여 30 ~ 50시간 발효시켜 최종 조성물로 형성한다.

본 발명의 일실시 예에 따른 동애등에 사료조성물을 이용한 사육방법은 다음과 같다.

본 발명의 일실시 예에 따른 동애등에 사육방법은 동애등에 유충에 제3 실시의 동애등에 사료조성물(최종 조성물)을 공급하여 상기 동애등에 유충을 사육한다.

특히, 제3 실시의 동애등에 사료조성물(최종 조성물)은 100kg당 동애등에 유충 9만 ~ 11만 마리가 투입되도록 하여 성장시킨다.

또한, 동애등에 유충은 제3 실시의 동애등에 사료조성물을 섭취하면서 5 내지 10일간 자라게 되고, 이때 35 ~ 40℃ 열이 자연 발생하므로 별도로 온도를 조절할 필요는 없다.

또한, 동애등에 유충은 성장하여 3 ~ 4cm의 크기를 가진다.

또한, 본 발명이 제안하는 동애등에 사육방법에 따라 사육된 동애등에 유충은 사료 찌꺼기와 분리되어 건조시킨 후 분쇄하여 여러 용도로 사용하기 위하여 보관하게 된다.

따라서, 본 발명의 일실시 예에 따른 동애등에 사육방법은 동애등에 유충에 제3 실시의 동애등에 사료조성물을 공급하되, 상기 제3 실시의 동애등에 사료조성물 100KG당 동애등에 유충 9만 ~ 11만 마리를 투입하여 5 내지 10일간 사육한다.

도 1은 본 발명의 일실시 예에 따른 동애동에 오일 추출방법(S100)의 흐름도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시 예에 따른 동애등에 오일 추출방법(S100)은 다음과 같다.

본 발명이 제안하는 동애동에 오일 추출방법(S100)은 a) 준비단계(S110), b) 투입단계(S120), c) 교반가열단계(S130), d) 교반추출단계(S140), e) 거름단계(S150), 및 f) 오일저장단계(S160)를 포함한다.

a) 준비단계(S110)

S110 단계는 본 발명이 제안한 동애동에 사육방법으로 사육된 동애등에 유충을 건조 및 분쇄하여 유충분말로 준비하는 단계이다.

앞에서 설명한 바와 같이, 동애등에 유충은 폐사율이 20% 내외의 수준에서 4% 내외로 낮추어진 락토바실러스 플란타륨(lactobacillus plantarum) 및 락토바실러스 애시도필러스(lactobacillus acidophilus) 중 어느 하나를 선택하여 제3 실시의 동애등에 사료조성물로 사육된 후에 건조 및 분쇄되어 가공하기 편리하도록 유충분말로 준비된다.

b) 투입단계(S120)

S120 단계는 S110 단계에서 준비된 유충분말과, 주정 및 정제수를 혼합하여 교반추출장치에 투입하는 단계이다.

교반추출장치는 1000 ~ 3500RPM 속도로 휘저어 섞을 수 있는 교반(攪拌) 및 추출(抽出)이 가능한 장치이다.

이때, 유충분말은 20 내지 35중량%, 주정은 25 내지 35중량%, 정제수는 32 내지 50%중량의 비율로 혼합한다.

여기서 주정은 증류를 통해 만드는 알코올성 증류주로, 발효에탄올이다.

정제수는 물에 함유되어 있는 용해된 이온, 고체입자, 미생물, 유기물 및 용해된 기체류 등 모든 불순물을 제거한 물이다.

○ 오일의 산패 및 생산비용 절감을 위하여 다음과 같이 실험을 실시하였다.

본 발명은 유충분말을 활용하여 오일을 추출하는 기술로, 오일의 추출은 유기용매인 주정(발효에탄올)과 정제수(물)를 일정 비율로 혼합하여 추출을 실시하며 추출된 지질 여액을 건조하여 최종 동애등에 오일을 확보한다.

다음은 오일을 추출하고 남은 찌꺼기의 잔류된 오일함량을 확인함으로써 오일을 추출하고 남은 정도를 파악, 잔류오일 함량이 낮을수록 효율적인 추출방식이다.

no.	주정 및 정제수 비율 (주정 함량 표기, %)	잔류오일(%)
no.	주정 및 정제수 비율 (주정 함량 표기, %)	1	2	3	4	5	평균	편차
1	0	12.5	12.8	13.2	13.5	12.4	12.9	0.42
2	30	11.5	12.1	11.2	11.8	12.2	11.8	0.37
3	35	10.5	10.8	10.9	11.2	10.4	10.8	0.29
4	40	10.2	10.5	10.3	10.9	10.4	10.5	0.24
5	45	10.1	10.5	9.8	9.9	10.2	10.1	0.24
6	50	9.5	9.3	9.8	9.1	9.4	9.4	0.23
7	55	10.2	9.8	9.5	10.1	9.6	9.8	0.27
8	60	10.5	10.8	10.4	10.6	10.9	10.6	0.19

[표 4]와 같이 주정(발효에탄올)과 정제수(물) 사용 비율은 35 ~ 60% 수준에서 효과적인 결과를 확보하였다.

또한, 산패도의 확인은 산가측정으로 실시하였으며 과산화물가와 비교하여 인위적인 산패 여부를 확인한다.

참고로, 산패도(rancidity)는 식품이나 다른 제품에 들어 있는 불포화지방이 공기 중의 산소에 의해 산화된 상태를 말한다.

또한, 과산화물가가 높으면 열에 의해 오일이 파괴되어 산패가 일어났음을 확인할 수 있는 지표이다.

no.	주정 및 정제수 비율 (주정 함량 표기, %)	산가(%)
no.	주정 및 정제수 비율 (주정 함량 표기, %)	1	2	3	평균	편차
1	0	10.25	10.35	10.15	10.25	0.10
2	30	10.35	10.25	10.65	10.42	0.21
3	35	10.10	10.25	10.15	10.17	0.08
4	40	10.25	10.2	10.25	10.23	0.03
5	45	10.15	10.1	10.30	10.18	0.10
6	50	10.15	10.1	10.35	10.20	0.13
7	55	10.25	10.2	10.15	10.20	0.05
8	60	10.30	10.25	10.20	10.25	0.05

[표 5]와 같이, 정제되지 않은 동물성 오일의 산가는 약 10~20% 내외이다.

따라서, 본 연구결과 산패가 되지 않은 것으로 확인된다.

no.	주정 및 정제수 비율 (주정 함량 표기, %)	과산화물가(meq/kg)
no.	주정 및 정제수 비율 (주정 함량 표기, %)	1	2	3	평균	편차
1	0	0.75	0.74	0.71	0.73	0.02
2	30	0.72	0.68	0.69	0.70	0.02
3	35	0.71	0.70	0.72	0.71	0.01
4	40	0.71	0.73	0.68	0.71	0.03
5	45	0.69	0.68	0.73	0.70	0.03
6	50	0.69	0.71	0.72	0.71	0.02
7	55	0.7	0.72	0.73	0.72	0.02
8	60	0.69	0.71	0.70	0.70	0.01

[표 6]과 같이 동물성 오일의 과산화물가는 약 40(meq/kg)이상부터 산패되었다고 표현한다.

따라서, 산가와 과산화물가를 확인한 결과 해당 방법으로 산패는 나타나지 않은 것으로 확인된다.

이와 같이, 본 발명은 잔류 오일을 낮추면서 주정 및 정제수 간 생산비용을 고려하여 유충분말이 20 내지 35중량%, 주정이 25 내지 35중량%, 및 정제수가 32 내지 50%중량의 비율로 혼합하는 것을 제안한다.

c) 교반가열단계 (S130)

S130 단계는 S120 단계에서 혼합한 재료를 1000 ~ 3500RPM 속도로 교반(攪拌)하여 45 ~ 75℃로 가열하는 단계이다.

상기 혼합한 재료는 유충분말이 20 내지 35중량%, 주정이 25 내지 35중량%, 및 정제수가 32 내지 50%중량의 비율로 구성되어 혼합되고, 교반추출장치에 의해 1000 ~ 3500RPM 속도로 휘저어 교반(攪拌)하여 45 ~ 75℃ 내로 도달하도록 가열된다.

이는 오일로 추출하기 전에 상기 혼합한 재료가 잘 섞이면서 추출하기 용이한 상태로 유지하기 위한 단계이다.

d) 교반추출단계 (S140)

S140 단계는 S130 단계에서 가열된 재료를 20 ~ 40분간 교반(攪拌)하면서 추출을 실시하는 단계이다.

상기 가열된 재료는 유충분말, 주정(발효에탄올), 및 정제수(물)로 구성되어 45 ~ 75℃에서 20 ~ 40분간 교반(攪拌)되면서 추출이 실시된다.

이때 추출되는 재료는 고상 및 액상이 혼합된 상태로 교반추출장치에서 인출된다.

e) 거름단계(S150)

S150 단계는 거름장치를 통하여 S140 단계에서 추출된 재료를 걸러 추출액과 나머지 유충분말로 분리하는 단계이다.

거름장치는 댐퍼필터와 같이 깔때기 같은 형상으로, 고상 및 액상이 혼합된 재료를 걸러 주는 장치로, 일반 공지된 기술장치로 자세한 설명은 생략한다.

다만, 본 발명의 거름장치는 그 형상이나 기능을 한정하지 않고 본 발명이 제안하는 오일 추출에 적합한 장치면 어떤 것이든 채용될 수 있다.

S150 단계는 거름장치를 통하여 액상의 추출액으로 걸러지면서 고상의 유충분말이 남겨져 분리되는 단계이다.

f) 오일저장단계(S160)

S160 단계는 S150 단계에서 거름장치로 걸러지는 추출액을 오일로 저장하고 남겨지는 유충분말을 재활용하는 단계로, 나머지 유충분말은 S120 단계의 유충분말로 대체하여 S120 단계 내지 S150 단계까지 적어도 2회 이상 반복하는 단계이다.

여기서 오일은 S150 단계에서 거름장치로 걸러진 추출액으로, 동애등에(BSF) 유충에서 추출된 액상물질이다.

또한, 상기 오일은 화장품, 사료 원료 등으로 사용할 수 있게 되고, 영양가가 높으며 산패도가 낮은 양질의 원료가 된다.

S160 단계는 S150 단계에서 거름장치로 남겨진 양질의 유충분말에도 오일을 추출할 수 있으므로, S120 단계 내지 S150 단계까지 적어도 2회 이상 반복하여 수행한다.

또한, S160 단계에서 거름장치로 걸러진 추출액인 오일은 다루기 편리하게 저장하거나 상품으로 출고하기 위하여 포장용기 등에 보관할 수 있다.

참고로, 오일의 추출은 단순 압력식, 유기용매 추출식, CO₂ 초임계추출 등이 있으나 각 추출방법에 따라 초기 설치비용, 운용비, 안전성 등에 지대한 영향을 미친다.

단순 압력식의 경우 가열 -> 압착 -> 오일 추출의 프레스 기계 압력으로 추출하는 방법으로 참기름 제조에 사용하는 방법이나 오일의 산패, 벤조피렌과 같은 독성 유기화합물의 생성, 오일을 추출하고 난 유충 찌꺼기의 재활용(re-cycling)의 문제점이 다소 높은 것으로 알려져 있다.

유기 용매 추출식은 초비 설치비용이 매우 높고 화평법에 의한 규제와 오일 내 유기 용매 잔류, 중금속 오염 등의 문제점을 가지고 있다.

CO₂ 초임계 추출식은 초기 설치비용과 운영비가 높지만 친환경적이며 오일의 산패가 거의 없는 방식이나 사료 및 화장품에 사용하기에는 생산비용이 높아 사업성이 낮은 것이 사실이다.

	본 발명	유기용매 추출공정	초임계 추출공정	압착식 추출공정
초기 장비설치비용	낮음	매우높음	높음	매우 낮음
1 cycle time	낮음	낮음	높음	매우 낮음
소요 비용	낮음	높음	매우높음	매우 낮음
잔류지질함량	10% 내외	2% 내외	2~15% 내외	25% 내외
제품 품질	높음	보통	매우 높음	매우 낮음

그러므로 본 발명은 발효에탄올과 물의 공비 현상과 유충 내 오일과 단백질의 결합을 끊어내는 현상을 활용한 유기용매 + 정제수 혼합한 오일추출을 실시하여 [표 7]와 같이 좋은 결과를 도출할 수 있었다.

따라서, 본 발명의 일실시 예에 따른 동애동에 오일 추출방법(S100)은

a) 동애동에 사육방법으로 사육된 동애등에 유충을 건조 및 분쇄하여 유충분말로 준비하는 단계(S110);

b) 상기 유충분말 20 내지 35중량%, 주정 25 내지 35중량%, 정제수 32 내지 50%중량의 비율로 혼합하여 교반추출장치에 투입하는 단계(S120);

c) 상기 혼합한 재료를 1000 ~ 3500RPM 속도로 교반하여 45 ~ 75℃로 가열하는 단계(S130);

d) 상기 가열된 재료를 20 ~ 40분간 교반한 후 추출을 실시하는 단계(S140);

e) 거름장치를 통하여 상기 추출된 재료를 걸러 추출액과 나머지 유충분말로 분리하는 단계(S150); 및

f) 상기 추출액을 오일로 저장하고 상기 나머지 유충분말은 상기 b)단계의 유충분말로 대체하여 상기 b) 단계 내지 상기 e) 단계까지 적어도 2회 이상 반복하는 단계;를 포함한다.

이와 같이, 본 발명이 제안하는 동애등에 사료조성물, 이를 이용한 사육방법 및 오일 추출방법은 다음과 같은 효과를 기대할 수 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술적 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다.

따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

S100 : 본 발명이 제안하는 동애등에 오일 추출방법
S110 : 준비단계
S120 : 투입단계
S130 : 교반가열단계
S140 : 교반추출단계
S150 : 거름단계
S160 : 오일저장단계

Claims

유기성 폐기물; 및
상기 유기성 폐기물에 함유된 수분을 조절하는 수분조절제;를 포함하고,
상기 유기성 폐기물은 60 내지 80 중량%, 상기 수분조절제는 20 내지 40 중량%인 것을 특징으로 하는 동애등에 사료조성물.
제 1 항에 있어서,
상기 동애등에 사료조성물의 92 내지 98 중량% 및 미생물의 2 내지 8 중량%를 포함하되,
상기 미생물은,
락토바실러스 플란타륨(lactobacillus plantarum) 및 락토바실러스 애시도필러스(lactobacillus acidophilus) 중 어느 하나로, 25 ~ 48시간 배양된 것을 특징으로 하는 동애등에 사료조성물.
제 2 항에 있어서,
상기 동애등에 사료조성물은 30 ~ 40℃에서 교반하여 30 ~ 50시간 발효시킨 것을 특징으로 하는 동애등에 사료조성물.
제 3 항에 있어서,
동애등에 유충에 상기 동애등에 사료조성물을 공급하되,
상기 동애등에 사료조성물 100KG당 상기 동애등에 유충 9만 ~ 11만 마리를 투입하여 5 내지 10일간 사육하는 것을 특징으로 하는 동애등에 사육방법.
제 4 항에 있어서,
a) 상기 사육방법으로 사육된 동애등에 유충을 건조 및 분쇄하여 유충분말로 준비하는 단계;
b) 상기 유충분말 20 내지 35중량%, 주정 25 내지 35중량%, 정제수 32 내지 50%중량의 비율로 혼합하여 교반추출장치에 투입하는 단계;
c) 상기 혼합한 재료를 1000 ~ 3500RPM 속도로 교반하여 45 ~ 75℃로 가열하는 단계;
d) 상기 가열된 재료를 20 ~ 40분간 교반하면서 추출을 실시하는 단계;
e) 거름장치를 통하여 상기 추출된 재료를 걸러 추출액과 나머지 유충분말로 분리하는 단계; 및
f) 상기 추출액을 오일로 저장하고 상기 나머지 유충분말은 상기 b)단계의 유충분말로 대체하여 상기 b) 단계 내지 상기 e) 단계까지 적어도 2회 이상 반복하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 동애동에 오일 추출방법.