KR20220044967A - 곤충 유충으로부터 형성된 수산양식 동물을 위한 완전한 사료 - Google Patents

Abstract

본 발명은 곤충 유충 단독으로는 충분한 양으로 발견되지 않는 영양소를 보충한 코팅으로 코팅된 곤충 유충을 기반으로 하는 수산양식 동물용 사료 및 이의 제조방법을 제공한다. 본 발명은 또한 수산양식 및 수족관 섭식을 위한 사료를 사용하는 방법을 제공한다.

Description

곤충 유충으로부터 형성된 수산양식 동물을 위한 완전한 사료

본 발명은 수산양식 및 수족관 동물의 섭식(feeding) 분야, 특히 보조 영양소를 함유하는 코팅으로 코팅된 곤충 유충을 기반으로 하는 어류 및 갑각류를 위한 강화 사료 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.

수산양식은 최근 급속히 성장하고 있는 사료 생산 부문 중의 하나이고, 야생 어류 및 기타 식용 수생 동물을 대체하여 허용되는 보충물인 생성물을 제공한다. 수산양식 및 수족관에서 사용되는 가장 일반적인 어류의 사료는 압출 사료 펠렛이다. 시판의 압출 어류 사료 펠렛은 어류의 건강한 발육에 필요한 영양소를 포함하는 완전한 식이를 어류에게 제공한다. 그러나, 압출 어류 사료의 주요 성분은 어분이고, 야생에서 포획한 대량의 작은 원양어류로부터 지속 불가능하게 생산된다.

어류 사료 펠렛의 생산 프로세스는 자본 집약적이고 시간이 오래 걸리기 때문에, 생산 기계를 조작하는 데는 복잡한 일련의 프로세스와 경험이 풍부한 숙련된 기술자가 필요하다.

무척추 동물은 어류 사료에 사용할 수 있는 고품질 단백질의 새로운 공급원으로 묘사되어 왔다. 무척추 동물 전체에는 각 발달 단계에서 각 어류 또는 갑각류 종에 필요한 모든 영양소와 성분을 포함하지 않을 수 있다. 그러나, 단백질이 풍부한 곤충분으로 가공된 무척추 동물은 어분의 지속 가능한 대체품이다. 그럼에도 불구하고, 곤충분은 어류 사료 생산에서 어분의 대체품이지만, 어류 사료에서 곤충분의 사용은 유충을 지방과 단백질로 정제하는 추가 프로세스에 의존한다. 이것은 이미 복잡한 어류 사료 펠렛의 압출 프로세스에 추가된다.

곤충 기반 식품으로 극복해야 할 주요 문제는 수산양식을 위한 최적의 완전 사료에 유용하기 위해, 부족하거나 또는 최적이 아닌 수준의 영양소로 이 사료 공급원을 보충할 필요가 있다는 것이다. 무엇보다도, 오메가-3 지방산 등의 필수 지방산을 포함한 유용성 영양소(oil-soluble nutrient)로 곤충 기반 식품을 보완할 필요가 있다.

어류 사료 압출 설비의 설치와 관련된 대규모 자본 투자로 인해, 대규모 자본 투자를 정당화하기 위해서는 연간 매출의 높은 손익분기점이 필요하다. 그 결과, 어류 사료의 압출 설비가 없는 지역의 양식업자는 고가의 사료 수입에 의존할 수밖에 없다.

무척추 동물의 유충을 수산양식 동물 사료의 공급원으로서 사용하려는 시도가 있어 왔다. 예를 들면, 미국 특허 제6,303,175호는 수족관에서 온수 및 냉수 관상어의 영양을 위한 서리 사료 대체물로 사용할 수 있는, 담수 및 해수 중의 수생 동물, 특히 어류, 새우 및 무척추 동물을 위한 겔상 사료를 개시한다. 사료에는 겔 형성제, 천연 사료 공급원 및 물, 임의로 추가 영양 첨가제가 포함되어 있다.

미국 특허출원 공개공보 제2004/0096543호는 수 상(water phase) 중의 하이드로콜로이드 현탁액으로 코팅된 무척추 동물 전체를 포함하는 어류 사료를 개시하고, 여기서 하이드로콜로이드는 겔화될 수 있다.

미국 특허출원 공개공보 제20180000122호 및 미국 특허출원 공개공보 제20200221733호는 유용성 영양 성분을 갖는 오일 상(oil phase); 오일 상 내부에 존재하고 수용성 영양 성분을 포함하는 수 상; 및 오일 상 및 수 상을 포함하는 필름을 포함하는 마이크로-캡슐화된 수산양식 사료를 개시한다. 수용성 영양 성분에는 아미노산, 올리고펩티드 및 단백질의 가수분해물로부터 선택된 적어도 하나의 가수분해물이 포함된다.

현재, 곤충으로부터 단백질과 지방의 정제와 추출, 및 자본 집약적이고 고도로 기술적 사료 펠렛 압출 프로세스를 포함하지 않는, 완전한 곤충 기반 어류 사료의 상업적 생산을 위한 해결책은 없다.

최종 사용자가 이용할 수 있고 최종 사용자에게 적합할 수 있는, 수산양식 동물용의 지속 가능하고 완전한 사료 및 이를 생산하는 방법이 필요하다.

본 발명은 수생 동물, 특히 어류 또는 갑각류를 위한 완전한 식품을 제공하고, 수생 동물의 종, 이의 발달 단계 및 환경 성장 조건에 부합된다. 본 발명은 추가로, 정교한 장비 및/또는 상당한 투자의 필요 없이 최종 사용자가 수행할 수 있는 완전한 식품을 생산하기 위한 플랫폼 기술을 제공한다.

본 발명의 완전 사료는, 아미노산, 지방산, 비타민, 미네랄 및 수생 동물의 성장, 발달 및 건강에 필요한 추가의 기능성 성분 등의 모든 영양소가 풍부하고 유충 천연 바디 성분으로부터 결락된 무손상(intact) 또는 다진 곤충 유충을 기본으로 한다. 본 발명의 완전한 식품은 사용 부위에서 본 발명의 영양 조성물(nutrient composition)로 유충을 코팅함으로써 최종 사용자에 의해 생산될 수 있다. 따라서, 본 발명의 교시는, 적어도 최종 제품이 수생 동물에게 이의 모든 영양 요건을 제공하고; 소비 동물에게 매력적이고; 환경에 대한 유해한 영향이 없거나 최소한이고; 경제적이라는 점에서 지금까지 공지된 수생 동물 사료 및 이를 생산하는 방법에 비해 유리하다.

일 태양에 따르면, 본 발명은 영양 조성물을 포함하는 고체 또는 반고체 코팅으로 코팅된 적어도 1종 또는 이의 일부를 포함하는 수생 동물용 사료로서, 상기 영양 조성물은 오일 상 및 유충의 영양가를 강화하는 적어도 하나의 영양 성분을 포함하는, 수생 동물용 사료를 제공한다.

특정 실시형태에 따르면, 적어도 하나의 영양 성분은 유용성 영양소, 수용성 영양소 및 이들의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택된다. 특정 실시형태에 따르면, 영양 조성물은 수 상을 추가로 포함한다.

특정 예시적 실시형태에 따르면, 영양 조성물은 수-안정성 필름 코팅을 형성하는 적어도 하나의 식품 등급의 기능성 재료를 추가로 포함한다. 이들 실시형태에 따르면, 수-안정성 필름 코팅은 영양 조성물로 코팅된 곤충 유충을 적어도 부분적으로 캡슐화(encapsulating)한다. 식품 등급의 기능성 재료는 오일 상과 상호작용하여 수-안정성 필름 코팅을 형성할 수 있거나, 상기 재료 또는 상기 재료의 조합이 수-안정성 필름 코팅을 형성할 수 있다.

특정 실시형태에 따르면, 수-안정성 필름 코팅을 형성하는 식품 등급 기능성 재료는 영양 성분의 침출을 방지하고, 임의로 영양 조성물의 제형을 추가로 안정화시킨다. 필름 코팅을 형성하는 기능성 재료는 왁스, 유화제, 다당류, 단백질, 수지 및 이들의 조합으로부터 선택될 수 있다.

특정 실시형태에 따르면, 필름 코팅을 형성하는 기능성 재료는 왁스, 유화제 또는 이들의 조합이다.

특정 실시형태에서, 왁스는 경질 왁스이다. 추가 실시형태에서, 유화제는 고체 유화제이다.

특정 실시형태에 따르면, 유충은 흑병정 파리(Black Soldier Fly)(Hermetia Illucens), 집파리(Common Housefly)(Musca domestica), 노란 거저리(Yellow Mealworm)(Tenebrio molitor), 작은 거저리(Lesser Mealworm)(Alphitobius), 집 귀뚜라미(House Cricket)(Acheta domesticus), 줄무늬 귀뚜라미(Banded Cricket)(Gryllodes sigillatus), 필드 귀뚜라미(Field Cricket)(Gryllus assimilis) 및 이들의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 종의 것이다.

특정 실시형태에 따르면, 유용성 영양 성분은 지방산, 유용성 비타민, 유용성 영양 미네랄 및 이들의 임의의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택된다.

특정 예시적 실시형태에 따르면, 지방산은 에이코사펜타엔산(EPA, 오메가 3), 도코사헥사엔산(DHA, 오메가 3), 및 이들의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택된다. 지방산은 영양 조성물의 오일 상을 형성하기 위해 사용되는 오일의 성분일 수 있거나, 또는 그것이 영양 조성물에 별도로 첨가될 수 있음을 명시적으로 이해해야 한다.

특정 예시적 실시형태에 따르면, 유용성 비타민은 비타민 E, 비타민 K, 비타민 D, 비타민 A 및 이들의 임의의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택된다.

특정 실시형태에 따르면, 수용성 성분은 아미노산, 수용성 비타민, 수용성 영양 미네랄 및 이들의 임의의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택된다.

특정 실시형태에 따르면, 영양 조성물은 기호성 증강제, 안료, 방부제, 항산화제 및 이들의 임의의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나의 수생-동물 적합성 성분을 추가로 포함한다.

특정 실시형태에 따르면, 영양 조성물은 적어도 하나의 수생-동물 적합성 약물을 추가로 포함한다.

특정 실시형태에 따르면, 영양 조성물은 적어도 하나의 수생-동물 적합성 백신을 추가로 포함한다.

특정 실시형태에 따르면, 유충은 살아있는 형태 및 죽은 형태로부터 선택된 형태이다. 특정 실시형태에 따르면, 죽은 유충은 부분적으로 또는 완전히 건조된다.

특정 실시형태에 따르면, 영양 조성물의 성분 및 이들의 비율은 수생 동물 종 및/또는 성장 단계에 따라 설정된다.

또 다른 추가 태양에 따르면, 본 발명은 적어도 1종의 곤충 유충을 포함하는 수생 동물용 사료를 제조하는 방법으로서,

a. 유충 프래스(frass) 및/또는 임의의 잔류 사육 기질로부터 분리된 적어도 1종의 유충을 수득하는 단계; 및

b. 적어도 하나의 영양 성분을 포함하는 오일 상, 및 임의로 수 상을 포함하는 고체 또는 반고체 영양 조성물로 유충을 코팅하는 단계

를 포함하는, 방법을 제공한다.

오일 상 및 영양 성분은 상기에 기재된 바와 같다.

특정 실시형태에 따르면, 상기 방법은 적어도 하나의 식품 등급의 기능성 재료를 첨가하여, 코팅된 유충을 적어도 부분적으로 캡슐화하는 수-안정성 필름 코팅을 형성하는 것을 추가로 포함한다.

특정 실시형태에 따르면, 유충은 상기 유충의 키틴 함량(chitin content)에 의해 설정된 성장 단계에서 수득되고, 여기서 상기 키틴 함량은 섭식되는 수생 동물에 적합하다.

특정 실시형태에 따르면, 상기 방법은 유충의 영양 함량을 분석하는 것을 추가로 포함한다. 유충의 영양 성분을 분석하는 것은 섭식되는 수생 동물의 종, 크기 및 발달 단계를 고려하여 사료에 첨가되는 영양 성분을 설정하는 것을 지원한다.

특정 실시형태에 따르면, 유충을 수득하는 단계는 유충을 다지거나, 달리는 더 작은 부분으로 분할하는 것을 포함한다.

특정 실시형태에 따르면, 상기 방법은 수득된 유충을 살균하여 상기 유충 상의 병원체의 존재를 최소화하는 것을 추가로 포함한다.

특정 실시형태에 따르면, 상기 방법은 유충을 건조시키는 것을 추가로 포함한다. 유충은 부분적으로 또는 완전히 건조될 수 있다.

특정 실시형태에 따르면, 상기 방법은 특정 종의 수생 동물에 의한 유충의 보다 용이한 소화를 가능하게 하는 것을 목표로 하는, 코팅 전에 유충의 전처리를 포함한다. 특정 실시형태에 따르면, 전-재처리는 유충 중의 키틴의 양을 감소시키는 것, 유충의 큐티클(cuticle)을 연화시키는 것, 및/또는 키틴 함량을 감소시키지 않으면서 큐티클의 두께를 감소시키는 것 중의 적어도 하나를 포함한다. 전술한 전처리는 당해 기술분야에 공지된 임의의 방법에 의해 수행될 수 있다.

특정 실시형태에 따르면, 키틴 함량은 시트르산 및 아세트산 등의 특정 산을 적용하거나, 가성 소다 등의 알칼리를 적용함으로써 감소된다. 큐티클을 연화시키는 것은 열풍, 증기 또는 열탕을 적용하거나 마이크로파 에너지로 가열하는 것 등의 열처리에 의해; 유충을 큐티클 연화 효소에 가함으로써; 또는 유충을 미생물 발효에 적용함으로써 달성될 수 있다.

특정 실시형태에 따르면, 상기 방법은 코팅된 유충을 건조시키는 것을 추가로 포함한다.

또 다른 태양에 따르면, 본 발명은 수생 동물을 섭식하는 방법으로서, 수생 동물의 사육 수(rearing water)에 영양학적 유효량의 본 발명의 사료를 적용하는 것을 포함하는, 방법을 제공한다. 당업자에게 공지된 바와 같이, 영양학적 유효량은 수생 동물의 종, 크기, 발달 단계 등에 따라 설정될 것이다. 일부 실시형태에 따르면, 상기 방법은 본 발명의 식품을 압출된 사료 펠렛과 조합하여 적용하는 것을 포함한다.

본 명세서에 개시된 각각의 태양 및 실시형태의 임의의 조합은 본 발명의 개시에 명시적으로 포함된다는 것이 이해되어야 한다.

본 발명의 추가 실시형태 및 적용 가능성의 전체 범위는 이하에 제공되는 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 그러나, 본 발명의 정신 및 범위 내의 다양한 변경 및 수정이 이러한 상세한 설명으로부터 당업자에게 명백해지기 때문에, 본 발명의 바람직한 실시형태를 나타내면서, 상세한 설명 및 특정 예는 예시로서만 제공되는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 캡슐화된 유충의 개략도이다.
도 2는 영양 조성물로 코팅된 유충을 포함하는 본 발명의 사료의 제조 및 용도를 나타내는 플로우 챠트이다.
도 3은 영양 조성물로 코팅된 유충을 포함하는 본 발명의 사료를 섭식한 무지개 송어에서 사료 전환율(FCR)의 감소를 나타낸다.

본 발명은 수산양식 동물, 특히 어류 및 갑각류의 최적의 성장 및 건강에 필요한 유충 바디로부터 결락된 성분을 함유하는 강화 물질로 코팅된, 죽은 또는 살아있는, 습윤 또는 건조된 것이든지, 무척추 동물 전체 또는 다진 것을 포함하는 수산양식 동물에게 섭식하기 위한 신규한 사료를 제공한다.

용어 "식품(food)" 및 "사료(feed)"는 본 명세서에서 상호교환적으로 사용되고, 영양 제품 또는 조성물, 특히 수산양식 동물에게 섭식하기에 적합한 영양 제품/조성물을 지칭한다.

곤충 유충, 예를 들면, 흑병정 파리(Black Soldier Fly)(Hermetia Illucens), 집파리(Common Housefly)(Musca domestica), 노란 거저리(Yellow Mealworm)(Tenebrio molitor), 작은 거저리(Lesser Mealworm)(Alphitobius), 집 귀뚜라미(House Cricket)(Acheta domesticus), 줄무늬 귀뚜라미(Banded Cricket)(Gryllodes sigillatus) 및 필드 귀뚜라미(Field Cricket)(Gryllus assimilis) 중의 어느 하나를 수산양식 동물, 특히 어류의 사료로서 사용될 수 있다. 우수한 단백질 공급원으로 공지되어 있지만, 유충의 바디에는 수생 동물의 번식을 포함하여 최적의 성장과 발달에 필요한 모든 성분이 포함되어 있는 것은 아니다.

따라서, 본 발명의 일 태양에 따르면, 영양 조성물을 포함하는 고체 또는 반고체 코팅으로 코팅된 적어도 1종의 곤충 유충 또는 이의 일부를 포함하는 수생 동물용 사료가 제공되고, 영양 조성물은 오일 상, 및 유충의 영양가를 강화하는 적어도 하나의 영양 성분을 포함한다.

특정 실시형태에 따르면, 본 발명의 교시에 따른 식품의 바람직한 제조 방법은 임의 병원체의 존재를 최소화하도록 처리된 곤충 유충, 및 유충을 코팅 영양 조성물과 혼합, 분무 또는 침적함으로써 유충에 대한 특정 맞춤형 영양 조성물의 적용을 포함한다.

본 발명의 사료에 사용되는 유충은 살아 있거나 죽어 있을 수 있다. 죽은 유충은 부분적으로 또는 완전히 건조될 수 있다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, 용어 "부분적으로 건조된 유충"은 약 40% 내지 약 16%의 물을 함유하는 유충을 지칭한다. 용어 "완전히 건조된 유충"은 약 15% 내지 약 0%의 물을 함유하는 유충을 지칭한다.

특정 실시형태에 따르면, 곤충의 유충을 코팅하기 위한 영양 조성물은 수중유 에멀젼, 유중수 에멀젼, 100% 오일 상으로 이루어진 올레오-겔로 이루어진 그룹으로부터 선택된 형태이고, 모두는 당업자에게 공지되어 있고 본 명세서에 기재된 바와 같은 영양 화합물을 함유한다. 이러한 방법이 당해 기술분야에 공지되어 있고 본 명세서에 기재되어 있는 바와 같이, 영양 조성물을 제형화하기 위해 다양한 방법을 사용할 수 있다.

예상되는 용도를 고려하여, 영양 조성물 중의 기능성 성분은 식품에 안전하다.

어류 영양 전문가는 특정 강화 물질을 제형화하여, 영양 성분이 곤충의 유충으로부터 결락되어 있는 모든 성분을 목적하는 비율로 포함하도록 할 수 있다. 성분은 메티오닌 또는 라이신을 포함하지만 이들로 한정되지 않는 특정 아미노산; 에이코사펜타엔산(EPA, 오메가 3) 및 도코사헥사엔산(DHA, 오메가 3)을 포함하지만 이들로 한정되지 않는 특정 지방산; 예를 들면, 칼슘 또는 인을 포함하는 임의의 미네랄; 비타민 D, K, A 및 E를 포함하는 임의의 유용성 비타민 및 임의로 수용성 비타민; 및 아스타잔틴 등의 식육 색소침착 첨가제 등의 모든 의약품, 백신접종 또는 기능성 재료를 포함할 수 있다. 영양 조성물은 단백질을 추가로 포함할 수 있다.

특정 예시적 실시형태에 따르면, 영양 조성물은 EPA, DHA 또는 이들의 조합을 포함한다.

특정 예시적 실시형태에 따르면, 영양 조성물은 수-안정성 필름 코팅을 생성하는 기능성 재료를 추가로 함유한다. 추가의 특정 예시적 실시형태에 따르면, 영양 조성물이 곤충에 적용되면, 수-안정성 필름 코팅이 형성된다.

본 명세서에 사용된 바와 같이, 용어 "수-안정성 필름 코팅"은 사료를 물에 넣은 직후에 본 발명의 영양 조성물에 존재하는 영양 성분이 물 중으로 침출되는 것을 방지하는 식품 등급의 물질(들)로부터 형성된 필름 또는 박층을 지칭한다. 따라서, 수-안정성 필름 코팅은 사료 부분을 복수의 수생 동물에 적용하는 것으로부터, 부분의 상당한 부분이 동물에 의해 소비될 때까지의 시간 경과에 전형적인 기간의 침출을 방지하도록 설계된다. 침출이 방지되는 시간은 섭식되는 수생 동물의 식습관에 의존하고, 특정 예시적 실시형태에 따르면, 수분 내지 수시간까지의 범위이다.

일부 실시 형태에 따르면, 수-안정성 필름 코팅은 발수성이다. 영양 조성물로 코팅된 유충을 적어도 부분적으로 캡슐화하는 수-안정성 필름 코팅의 형성은 수산양식 동물에 의해 소비되기 전에 물 중으로 침출되는 강화 재료의 손실을 방지하는, 본 발명의 사료의 중요한 이점이다. 추가로, 사료의 성분의 침출을 방지하여 수산양식 사육 수의 오염을 방지한다.

영양 성분이 물로 침출되는 것을 방지하는 수-안정성 필름 코팅은 이러한 유용성을 제공하는 식품 안전 성분을 사용함으로써 생성될 수 있다. 일부 실시형태에 따르면, 수-안정성 필름 코팅을 형성하는 기능성 재료는 왁스, 유화제 및 이들의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택된다. 특정 실시형태에서, 왁스는 경질 왁스이다. 추가 실시형태에서, 유화제는 고체 유화제이다.

특정 예시적 실시형태에 따르면, 수-안정성 필름 코팅을 형성하는 기능성 재료는 왁스이다. 예로서는 밀랍, 카르나우바 왁스, 호호바 오일, 칸데릴라 왁스, 쌀겨 왁스 및 이들의 조합이 포함되지만 이들로 한정되지 않는다.

일부 실시형태에 따르면, 왁스는 약 1 내지 약 45중량% 범위의 중량 퍼센트로 영양 조성물에 존재한다. 일부 실시형태에 따르면, 왁스는 약 1 내지 약 10중량% 범위의 중량 퍼센트로 영양 조성물에 존재한다. 일부 실시형태에 따르면, 고체 유화제는 약 1 내지 약 15중량% 범위의 중량 퍼센트로 영양 조성물에 존재한다.

특정 예시적 실시형태에 따르면, 영양 조성물은 지질상 및 수 상을 포함한다. 오일 상 및 수 상 모두를 포함하는 영양 조성물의 장점은 특정 아미노산 등의 수용성 영양 성분, 게다가 특정 지방산 등의 지용성 영양 성분을 모두 포함하는 옵션이다.

영양 성분은, 유용성이든 수용성이든, 액체, 고체, 겔 등의 형태일 수 있다. 고체 성분은 건조 분말, 과립 또는 다양한 크기의 입자 형태일 수 있다. 특정 실시형태에 따르면, 영양 성분은 오일 상에 분산된다.

특정 실시형태에 따르면, 본 발명의 영양 조성물은 오일 상을 균일하게 분포시키기 위해 적어도 하나의 식품 등급의 계면활성제 및/또는 유화제를 추가로 포함할 수 있다. 특정 실시형태에 따르면, 유화제는 폴리솔베이트 유화제, 지방산의 폴리글리세롤 에스테르, 지방산의 수크로스 에스테르, 나트륨 스테아로일 락틸레이트, 지방산의 모노 및 디-글리세리드, 레시틴 및 이들의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택되지만 이들로 한정되지 않는다.

수생 동물 사료에 중금속이 존재하는 것은 바람직하지 않다. 특정 실시형태에 따르면, 영양 조성물은 오일 산화를 촉진하는 금속을 제어하기 위한 킬레이트제를 추가로 함유한다. 이러한 킬레이트제의 예는 에틸렌디아민테트라아세트산(EDTA), 이나트륨 EDTA, 칼슘 이나트륨 EDTA 및 피트산을 포함하지만, 이들로 한정되지 않는다.

특정 실시형태에 따르면, 영양 조성물은 곤충 유충을 포함하는 식품의 저장 수명을 연장시키는 기능성 성분을 함유한다. 또는, 유충은 유충의 유통 기한을 연장하는 방법으로 처리된다.

특정 예시적 실시형태에 따르면, 곤충 유충 및/또는 영양 조성물은 적어도 하나의 식품 등급의 방부제를 포함한다. 일부 실시형태에 따르면, 방부제는 소르브산 또는 이의 염, 벤조산 또는 이의 염, 에틸파라벤, 프로필파라벤, 이산화황, 중황산나트륨, 니신, 유기산, 예를 들면, 아니신산 및 이들의 임의의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택되지만, 이들로 한정되지 않는다.

특정 실시형태에 따르면, 영양 조성물은 산화를 방지하기 위해 적어도 하나의 식품 등급의 항산화제를 추가로 포함한다. 본 발명의 조성물에 사용될 수 있는 항산화제의 예에는 아스코르브산 또는 이의 염, 비타민 E(토코페롤) 및 이의 유도체, 프로필 갈레이트, 식물 추출물, 로즈마리 추출물 및 이들의 임의의 조합이 포함되지만, 이들로 한정되지 않는다.

특정 예시적 실시형태에 따르면, 영양 조성물은 영양 조성물의 제형을 추가로 안정화시키는 결합제를 적어도 추가로 포함한다. 특정 실시형태에 따르면, 영양 조성물이 수중유 또는 유중수 에멀젼으로 제형화되는 경우, 결합제가 첨가된다.

일부 실시형태에 따르면, 결합제는 다당류이다. 특정 예시적 실시형태에 따르면, 다당류는 전분, 가공 전분, 카라기난, 펙틴, 알기네이트, 구아 검, 크산탄 검, 만난, 셀룰로스 유도체, 아가, 젤란 검, 키틴, 키토산, 풀루란, 로커스트 빈 검, 아라비노갈락탄 및 이들의 임의의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택되지만, 이들로 한정되지 않는다.

일부 실시형태에 따르면, 결합제는 수지이다. 특정 실시형태에 따르면, 수지는 아라비아 검, 메스키트 검, 트라가칸트 검, 셸락 및 이들의 임의의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택되지만, 이들로 한정되지 않는다.

일부 실시형태에 따르면, 결합제는 유화제이다. 특정 실시형태에 따르면, 유화물은 수크로스 에스테르, 지방산의 모노- 및 디글리세리드, 폴리글리세롤 에스테르, 지방산 및 이들의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택되지만, 이들로 한정되지는 않는다. 특정 예시적 실시형태에 따르면, 지방산은 스테아르산, 팔미트산, 라우르산 및 이들의 임의의 조합으로부터 선택된다. 특정 실시형태에서, 유화제는 고체 유화제이다.

일부 실시형태에 따르면, 결합제는 단백질이다. 예에는 젤라틴, 대두 단백질, 글루텐, 완두콩 단백질, 참깨 단백질 등이 포함되지만, 이들로 한정되지 않는다.

결합제는 영양 조성물에 약 2 내지 약 50중량% 범위의 중량%로 존재할 수 있다. 일부 실시형태에 따르면, 결합제는 영양 조성물에 약 2 내지 약 40중량% 범위의 중량%로 존재한다. 추가 실시형태에 따르면, 결합제는 영양 조성물에 약 5 내지 약 30중량% 범위의 중량%로 존재한다. 또 다른 실시형태에 따르면, 결합제는 영양 조성물에 약 5 내지 약 25중량% 범위의 중량%로 존재한다.

상기 기재된 결합제의 임의의 조합을 사용할 수 있다.

영양 조성물은, 바람직하게는 사용자에 의해, 압출된 어류 사료 펠렛 생산의 길고 복잡한 프로세스와 비교하여 비교적 용이하게 유충에 적용될 수 있다.

본 발명과 관련된 무척추 동물은 일반적으로 어류 및 갑각류의 일반적 식습관을 충족시키는 크기이고, 일반적으로 생산되는 어류 사료 펠렛의 크기 범위와 유사한 크기이다.

본 발명에 사용된 곤충의 크기보다 더 큰 펠렛을 섭식하는 더 큰 어류의 경우, 어류의 식습관을 충족시키기 위해 곤충의 대규모 강화된 클러스터(cluster)를 생성하기 위해 하나 이상의 곤충 그룹을 함께 응집시킬 수 있다.

이 프로세스는 또한 어류에게 매력적인 제품을 제조하기 위해 사용할 수 있고, 상기 제품은 부유하거나, 하부에 침강하거나, 서서히 하부에 침강하거나, 또는 수 중의 부유에 의해 유지되도록 설계될 수 있다.

수산양식 동물을 섭식하기 위해 곤충 유충 및 농후 영양 조성물을 포함하는 본 발명의 사료를 사용하는 것은 수동 섭식에 의해 또는 어류 사료 펠렛으로 수행되는 바와 같은 자동 기계적 용액을 사용하여 수행될 수 있다.

본 방법 및 본 발명에 따른 식품의 중요한 특징은 수산양식 동물, 특히 어류를 충분히 인식할 수 있는 무척추 동물 전체 또는 다진 무척추 동물을 처리하고, 사료를 무척추 동물 자로서 식별하는 것이다. 본 발명의 사료 중의 유충의 자연적 외관은 보존되어 있고, 이는 어류에게 매우 매력적이다.

본 발명의 교시는 수생 동물을 위한 사료로서 적합할 수 있는 곤충 또는 기타 무척추 생물의 성체 단계를 사용하도록 추가로 적용될 수 있다.

특정 태양에 따르면, 본 발명은 영양 조성물을 포함하는 고체 또는 반고체 코팅으로 코팅된 무척추 동물의 적어도 1종 또는 이의 일부를 포함하는 수생 동물용 사료를 제공하고, 상기 영양 조성물은 오일 상 및 적어도 유충의 영양가를 강화하는 적어도 하나의 영양 성분을 포함한다.

무척추 동물은 본 명세서에 기재된 유충 종의 성체 단계, 또는 수산양식 동물을 위한 사료로서 적합한 임의의 기타 무척추 동물일 수 있다. 사료의 성분은 본 명세서에 기재된 바와 같다.

본 발명의 추가의 이점은 영양 조성물의 제형화에서 접착 또는 결합 물질로서 전분 재료의 최소한의 사용이다. 압출 어류의 사료 펠렛의 생산 공정에서 제조업자는 종종 옥수수 전분, 밀 전분 또는 분쇄된 밀 등의 접착 전분 재료를 사용한다. 이것은 상이한 재료를 서로 접착한 상태로 유지하기 위해 수행되고; 그러나, 이러한 접착 재료는 어류가 거의 소화할 수 없고, 종종 어류의 배설물을 통해 사육 수를 오염시킨다. 이에 반해, 유충체는 본 발명의 각 사료 입자의 대부분을 차지하고, 일반적으로 결합 재료, 및 특히 전분 재료는 소량만 사용되어 영양 조성물의 제형화에 기여한다.

전분 접착 재료의 사용에도 불구하고, 압출된 어류 사료 펠렛은 종종 작은 입자와 분진으로 분쇄되어 사육 수를 오염시키고 사료의 낭비를 유발한다. 이러한 발생은 본 발명의 캡슐화된 곤충 유충을 포함하는 사료에서는 일반적이지 않다.

하기 실시예는 본 발명의 일부 실시형태를 보다 완전하게 설명하기 위해 제공된다. 그러나, 이들은 결코 본 발명의 넓은 범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안된다. 당업자는 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 본 명세서에 개시된 원리의 다수의 변형 및 수정을 용이하게 고안할 수 있다.

실시예

실시예 1: 지용성 강화 재료로 코팅된 유충의 생산

사용하기에 적합한 유충으로는 흑병정 파리(Black Soldier Fly)(Hermetia Illucens), 집파리(Common Housefly)(Musca domestica), 노란 거저리(Yellow Mealworm)(Tenebrio molitor), 작은 거저리(Lesser Mealworm)(Alphitobius), 집 귀뚜라미(House Cricket)(Acheta domesticus), 줄무늬 귀뚜라미(Banded Cricket)(Gryllodes sigillatus), 및 필드 귀뚜라미(Field Cricket)(Gryllus assimilis)의 유충, 또는 사용 및 강화될 수 있는, 목적하는 영양 조성을 갖는 기타 무척추 동물 유충이 포함된다.

곤충 유충은 특정 조건 및 특정 기질에서 사육되어, 단백질, 지방 및 기타 요소의 목적하는 영양 함량을 포함한다. 유충은 섭식되는 곤충 종과 수산양식 동물 종에 따라 이들의 성장의 특정 단계에서 수확된다. 특정 종의 어류에게 사료를 제공하기 위해, 유충의 키틴 수치가 어류에게 사료를 제공하기 위해 목적하는 수준을 초과하기 전에 유충을 수확한다. 유충은 전동 체질 기계 또는 수동 체질에 의해 프래스 및/또는 잔류 사육 기질로부터 분리된다. 유충은 마이크로파 에너지를 사용하여 가열하거나, 열수, 증기 또는 열풍으로 블랜칭하여 유충의 온도를 40초 동안 72℃ 이상으로 하거나, 또는 임의의 기타 살균에 의해 병원체의 존재를 최소화하도록 살균된다. 이어서, 유충은 필요에 따라 더 작은 조각으로 절단하고, 단일 유충으로서 또는 복수의 유충의 스택으로서 무손상으로 유지하고, 강화 물질로 코팅한다. 코팅 프로세스는 회전 드럼에서 분무, 침적 또는 텀블링하여 수행된다. 강화 재료는 오일 상만을 기반으로 하고, EPA 및 DHA 등의 특정 지방산, 강화 재료에 균일하게 분산된 분말 아미노산, 비타민 및 미네랄 프리믹스, 방부제 및 항산화제로서의 비타민 E, 식품에 안전한 수-안정성 및 필름 코팅제로서의 칸데릴라 왁스를 함유한다. 농축 재료는 성분의 손상을 방지하거나, 또는 영양소의 손상을 방지하기 위해, 상이한 재료를 70℃ 이하의 온도로 가열함으로써 제조된다.

실시예 2: 지용성 및 수용성 강화 재료로 코팅된 유충의 생산

강화 재료가 수 상 및 지방상을 포함하고, 지용성 물질뿐만 아니라 물에 용해된 특정 아미노산, 특정 비타민 및 기타 수용성 성분 등의 수용성 재료로 유충을 강화시키는 것을 제외하고는 실시예 1을 반복한다. 친수성의 말단과 소수성의 말단을 갖는 재료가, 2개 상을 결합하여 균일한 물질로 되게 하는 유화제로서 첨가된다. 에멀젼에 적합한 왁스 및 올레오겔 등의 방수 소재를 사용한다.

실시예 3: 강화 재료의 임의 성분

강화 재료가 식육 착색을 위한 아스타잔틴 등의 기능성 성분을 포함하는 것을 제외하고는 실시예 1 또는 실시예 2의 프로세스를 반복한다.

제품의 기호성을 개선시키기 위해 라이신, 베타인 등의 유인제 또는 기타 유인제를 첨가하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1 또는 실시예 2의 프로세스를 반복한다.

강화 재료가 의약 또는 백신접종을 포함하는 것을 제외하고는 실시예 1 또는 실시예 2의 프로세스를 반복한다.

어류에 대한 매력을 증가시키기 위해 무척추 동물이 살아 있는 것을 제외하고는 실시예 1 또는 실시예 2의 프로세스를 반복한다.

키틴 수준이 증가하는 후기 발달 단계에서 유충을 수확하는 것을 제외하고는 실시예 1 또는 실시예 2의 프로세스를 반복한다. 이것은 높은 수준의 키틴이 소화되고 유익한 새우 등의 종을 섭식하기 위한 목적으로 수행된다.

실시예 4: 예시적 제형

본 발명의 교시 및 상기 실시예 1 내지 3에 따른 영양 조성물의 예시적 제형이 하기 표 1 내지 2에 제시되어 있다.

올레오겔 형태의 영양 조성물의 제형

성분	양 %
어유/조류 오일	84
글리세릴 모노스테아레이트 40% (GMS 40%)	7
밀랍 (Cera Alba) (Kahl GmbH & Co. KG, Germany)	3
캡슐화된 아미노산 (Kemin Industries, Inc., USA)	5
토코페롤	1
합계	100

수중유 에멀젼 형태의 영양 조성물의 제형

성분	양 %
어유/조류 오일	37.3
폴리솔베이트 60	6
글리세릴 모노스테아레이트 90%	5
밀랍 (Cera Alba) (Kahl GmbH & Co. KG, Germany)	2
물	34.6
글리세린	8
나트륨 벤조에이트	0.1
칼륨 솔베이트	0.2
아니신산	0.1
아미노산 (Adisseo)	5
락트산 90%	0.5
토코페롤	1.0
테트라나트륨 EDTA	0.2
합계	100

표 2: 영양 조성물의 pH는 4.5임

실시예 4: 섭식 시험

이스라엘 "단 피쉬 팜스(Dan Fish Farms)"의 양어장에서, 2020년 1월부터 3월까지 무지개 송어 사료 실험이 수행되었다. 각각 30마리의 유어(juvenile) 무지개 송어가 사육되고 있는 9개의 어조는 3개의 처리 그룹으로 분할했다.

1. 각각 30마리의 무지개 송어 유어를 사육한 3개 수조의 대조군 처리 그룹에는 42%의 단백질과 18%의 지방을 함유하는 고품질의 상업적으로 압출된 어류 사료 펠렛을 섭식했다.

2. 각각 30마리의 무지개 송어 유어를 사육하고 있는 3개 수조의 처리 그룹에 비강화된 천연 흑병정 파리(Black Soldier Fly) 유충을 섭식했다.

3. 각각 30마리의 무지개 송어 유어를 사육한 3개 수조의 처리 그룹에 대조군과 유사한 50% 압출 사료 및 하기 재료로 구성된 흑병정 파리 유충을 포함하는 본 발명의 식품으로 처리된 50% 강화된 BSF 유충을 포함하는 식이를 섭식했다: 20% 초과의 에이코사펜타엔산(EPA, 오메가 3) 및 도코사헥사엔산(DHA, 오메가 3)의 지방산 조성을 갖는 오일; 밀랍; 비오틴, 이노시톨, 엽산, 판토텐산, 파라 아미노벤조산, 콜린, 니아신, 비타민 B1, B2, B6, B12, 비타민 A, 비타민 E, 비타민 C, 비타민 K, 비타민 D3; 미량 미네랄: 철, 칼슘, 망간, 구리, 아연; 및 폴리디메틸실록산.

9개 수조 각각의 개시 어류 바이오매스는 유사했다. 모든 수조의 어류는 건조물 기준으로 동일한 양의 사료를 섭식했다. 어류는 2주에 1회 체중을 측정하고, 1일당 사료 배급량을 총 바이오매스의 2.5%로 계산했다.

시험이 종료후, 9개 수조 각각의 바이오매스를 계량하고, 사료 전환율(FCR)을 계산했다. FCR은 가축의 신체가 동물 사료를 목적하는 출력으로 변환하는 효율의 측정치이다.

대조군의 FCR은 0.912였다.

무처리 및 강화되지 않은 흑병정 파리 유충 전체를 섭식한 수조 그룹의 FCR은 1.04였다.

대조군과 유사한 50% 압출 사료 및 BSF 유충 및 상기 기재된 강화 영양 조성을 포함하는 50% 식품을 포함하는 식이를 섭식한 수조 그룹의 FCR은 0.817(최고의 성적의 그룹)였다.

결과는 동일한 처리 그룹의 상이한 수조 사이에 일관되었다.

시험의 결과는 본 발명의 강화 식품의 효능을 입증하고, 식품이 최신 기술(압출된 어류 사료 펠렛)과 비교하여 적어도 유사한, 심지어 우수한 성능을 유도하는 것을 증명한다.

특정 실시형태에 대한 전술한 설명은 본 발명의 일반적 특성을 완전히 계시할 것이고, 다른 사람들은 현재의 지식을 적용함으로써 과도한 실험 없이 및 일반적 개념으로부터 벗어나지 않고 이러한 특정 실시형태를 다양한 용도에 용이하게 수정 및/또는 적응할 수 있으며, 따라서 이러한 적응 및 수정은 개시된 실시형태의 등가물의 의미 및 범위 내에서 이해되어야 하고 이해되는 것을 의도한다. 본 명세서에 사용된 어구 또는 용어는 설명을 목적으로 하는 것이고 한정하는 것은 아님을 이해해야 한다. 다양한 개시된 기능을 수행하기 위한 수단, 재료 및 단계는 본 발명으로부터 벗어남이 없이 다양한 대안적 형태를 취할 수 있다.

Claims (28)

1. 영양 조성물(nutrient composition)을 포함하는 고체 또는 반고체 코팅으로 코팅된 적어도 1종의 곤충 유충 또는 이의 일부를 포함하는 수생 동물용 사료로서, 영양 조성물이 오일 상(oil phase), 및 유충의 영양가를 강화하는 적어도 하나의 영양 성분을 포함하는, 수생 동물용 사료.
2. 제1항에 있어서, 적어도 하나의 영양 성분이 유용성 영양소(oil-soluble nutrient), 수용성 영양소 및 이들의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는, 수생 동물용 사료.
3. 제2항에 있어서, 영양 조성물이 수 상(water phase)을 추가로 포함하는, 수생 동물용 사료.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 영양 조성물이 수-안정성 필름 코팅을 형성하는 적어도 하나의 식품 등급 기능성 재료를 추가로 포함하는, 수생 동물용 사료.
5. 제4항에 있어서, 수-안정성 필름 코팅을 형성하는 적어도 하나의 식품 등급 기능성 재료가 왁스, 유화제, 다당류, 단백질, 수지 및 이들의 임의의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는, 수생 동물용 사료.
6. 제4항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 수-안정성 필름 코팅이 영양 조성물로 코팅된 곤충 유충을 적어도 부분적으로 캡슐화하는, 수생 동물용 사료.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 유충이 흑병정 파리(Black Soldier Fly)(Hermetia Illucens), 집파리(Common Housefly)(Musca domestica), 노란 거저리(Yellow Mealworm)(Tenebrio molitor), 작은 거저리(Lesser Mealworm)(Alphitobius), 집 귀뚜라미(House Cricket)(Acheta domesticus), 줄무늬 귀뚜라미(Banded Cricket)(Gryllodes sigillatus), 필드 귀뚜라미(Field Cricket)(Gryllus assimilis) 및 이들의 임의의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 종의 것인, 수생 동물용 사료.
8. 제2항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 유용성 영양 성분이 지방산, 유용성 비타민 및 이들의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는, 수생 동물용 사료.
9. 제8항에 있어서, 지방산이 EPA, DHA 및 이들의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는, 수생 동물용 사료.
10. 제8항 또는 제9항에 있어서, 비타민이 비타민 E, 비타민 K, 비타민 D, 비타민 A 및 이들의 임의의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는, 수생 동물용 사료.
11. 제2항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 수용성 성분이 아미노산, 수용성 비타민, 영양 미네랄 및 이들의 임의의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는, 수생 동물용 사료.
12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 영양 조성물이 기호성 증강제, 안료, 방부제 및 항산화제로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 수생 동물 적합성 성분을 추가로 포함하는, 수생 동물용 사료.
13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 영양 조성물이 의약 및 백신으로부터 선택된 제제(agent)를 추가로 포함하는, 수생 동물용 사료.
14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 유충이 살아있는 형태 및 죽은 형태로부터 선택된 형태인, 수생 동물용 사료.
15. 제14항에 있어서, 죽은 유충이 부분적으로 또는 완전히 건조되어 있는, 수생 동물용 사료.
16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 조성물의 성분 및 이들의 비율이 수생 동물 종 및/또는 성장 단계에 따라 설정되는, 수생 동물용 사료.
17. 적어도 1종의 곤충 유충을 포함하는 수생 동물용 사료를 제조하는 방법으로서,
    a. 유충 프래스(frass) 및/또는 임의의 잔류 사육 기질로부터 분리된 적어도 1종의 유충을 수득하는 단계; 및
    b. 적어도 하나의 영양 성분을 포함하는 오일 상, 및 임의로 수 상을 포함하는 고체 또는 반고체 영양 조성물로 유충을 코팅하는 단계
    를 포함하는, 방법.
18. 제17항에 있어서, 적어도 하나의 영양 성분이 유용성 영양소, 수용성 영양소 및 이들의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는, 방법.
19. 제17항 또는 제18항에 있어서, 상기 방법이, 적어도 하나의 식품 등급 기능성 재료를 첨가하여, 코팅된 유충을 적어도 부분적으로 캡슐화(encapsulating)하는 수-안정성 필름 코팅을 형성하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
20. 제17항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유충이 상기 유충의 키틴 함량(chitin content)에 의해 설정된 성장 단계에서 수득되고, 상기 키틴 함량이 섭식되는 수생 동물에 적합한, 방법.
21. 제17항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 방법이 유충의 영양 함량을 분석하는 것을 추가로 포함하는, 방법.
22. 제21항에 있어서, 상기 영양 조성물의 함량이 유충의 영양 함량에 따라 및 섭식되는 수생 동물의 영양 요구량에 따라 설정되는, 방법.
23. 제17항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 수득된 유충이 무손상(intact) 유충 또는 이의 일부인, 방법.
24. 제17항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 방법이 상기 수득된 유충을 살균하여, 상기 유충 상의 병원체의 존재를 최소화하는 것을 추가로 포함하는, 방법.
25. 제17항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 방법이 코팅된 유충을 건조시키는 것을 추가로 포함하는, 방법.
26. 제17항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 방법이 유충 중의 키틴의 양을 감소시키는 것, 유충의 큐티클(cuticle)을 연화시키는 것 또는 유충의 큐티클의 두께를 감소시키는 것 중의 적어도 하나를 추가로 포함하는, 방법.
27. 수생 동물을 섭식(feeding)하는 방법으로서, 수생 동물 사육 수(rearing water)에 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 따른 영양학적 유효량의 사료를 제공하는 것을 포함하는, 방법.
28. 제27항에 있어서, 상기 방법이 압출된 사료 펠렛과 조합하여 사료를 제공하는 것을 추가로 포함하는, 방법.
    

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