KR20230114992A - 셀룰로오스 분해력이 강한 미생물과 영지버섯 추출물을 이용한 발효물을 포함하는 복합 발효 사료 및 그의 제조 방법 - Google Patents

셀룰로오스 분해력이 강한 미생물과 영지버섯 추출물을 이용한 발효물을 포함하는 복합 발효 사료 및 그의 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20230114992A
KR20230114992A KR1020220011417A KR20220011417A KR20230114992A KR 20230114992 A KR20230114992 A KR 20230114992A KR 1020220011417 A KR1020220011417 A KR 1020220011417A KR 20220011417 A KR20220011417 A KR 20220011417A KR 20230114992 A KR20230114992 A KR 20230114992A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
ganoderma lucidum
microorganisms
feed
fermented
products
Prior art date
Application number
KR1020220011417A
Other languages
English (en)
Inventor
심규광
최병규
Original Assignee
우석대학교 산학협력단
최병규
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 우석대학교 산학협력단, 최병규 filed Critical 우석대학교 산학협력단
Priority to KR1020220011417A priority Critical patent/KR20230114992A/ko
Publication of KR20230114992A publication Critical patent/KR20230114992A/ko

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23K—FODDER
    • A23K10/00—Animal feeding-stuffs
    • A23K10/10—Animal feeding-stuffs obtained by microbiological or biochemical processes
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23K—FODDER
    • A23K10/00—Animal feeding-stuffs
    • A23K10/30—Animal feeding-stuffs from material of plant origin, e.g. roots, seeds or hay; from material of fungal origin, e.g. mushrooms
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23K—FODDER
    • A23K10/00—Animal feeding-stuffs
    • A23K10/30—Animal feeding-stuffs from material of plant origin, e.g. roots, seeds or hay; from material of fungal origin, e.g. mushrooms
    • A23K10/37—Animal feeding-stuffs from material of plant origin, e.g. roots, seeds or hay; from material of fungal origin, e.g. mushrooms from waste material
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23K—FODDER
    • A23K30/00—Processes specially adapted for preservation of materials in order to produce animal feeding-stuffs
    • A23K30/20—Dehydration
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23K—FODDER
    • A23K50/00—Feeding-stuffs specially adapted for particular animals
    • A23K50/30—Feeding-stuffs specially adapted for particular animals for swines
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N1/00—Microorganisms, e.g. protozoa; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
    • C12N1/20—Bacteria; Culture media therefor
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P60/00—Technologies relating to agriculture, livestock or agroalimentary industries
    • Y02P60/80—Food processing, e.g. use of renewable energies or variable speed drives in handling, conveying or stacking
    • Y02P60/87—Re-use of by-products of food processing for fodder production

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Animal Husbandry (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Physiology (AREA)
  • Botany (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Mycology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Birds (AREA)
  • Virology (AREA)
  • Tropical Medicine & Parasitology (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Fodder In General (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)

Abstract

본 발명은 셀룰로오스 분해력이 강한 미생물과 영지버섯 추출물을 이용한 발효물을 포함하는 복합 발효 사료 및 그의 제조 방법에 관한 것으로써, 좀 더 상세하게는 자연상태에서 분리 및 동정된 셀룰로오스의 분해능이 높은 미생물과 면역 기능이 높은 영지버섯의 추출물 및 농업부산물을 이용하여 복합 발효 사료를 제조함으로써 발효 과정에서 영지버섯의 다양한 성분 중 강렬한 쓴맛과 효모로부터 형성된 알콜류에 의하여 꾸릿꾸릿한 냄새를 마스킹하여 주위 환경을 개선하고 TMR 주사료에 대하여 2~5%의 소량만을 첨가하여 급식하더라도 돼지 모돈의 체내 소화흡수율이 증진돼 결국에는 면역기능이 향상되어 항생제 투여를 줄이더라도 모돈의 유선염증이 감소되며, 자돈에게 모유 수유가 원활하게 되어 년간 자돈을 생산하는 비율이 증가되게 되는 것을 특징으로 하는 셀룰로오스 분해력이 강한 미생물과 영지버섯 추출물을 이용한 발효물을 포함하는 복합 발효 사료 및 그의 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명의 방법에 의해 제조된 미생물 발효 사료 첨가제는 사료의 소화 흡수율이 매우 높을 뿐만 아니라 면역 기능을 증진시킴으로써 가축의 사육에 매우 효율적으로 이용될 수 있으며, 특히 모돈의 유선염증이 거의 없었고, 새끼들이 젖이 부족하여 젖을 탐하는 행동이 거의 없을 정도로 모돈의 수유량이 충분히 분비되게 하고, 뿐만 아니라 안정적으로 출산된 새끼의 젖떼기 및 이후의 수유 과정에서도 도태율이 현저히 줄어드는 효과를 제공할 수 있다.

Description

셀룰로오스 분해력이 강한 미생물과 영지버섯 추출물을 이용한 발효물을 포함하는 복합 발효 사료 및 그의 제조 방법{Livestock feed comprising fermented products using microorganisms with strong cellulose resolution and Ganoderma lucidum extract and process for preparing the same}
본 발명은 셀룰로오스 분해력이 강한 미생물과 영지버섯 추출물을 이용한 발효물을 포함하는 복합 발효 사료 및 그의 제조 방법에 관한 것으로써, 좀 더 상세하게는 자연상태에서 분리 및 동정된 셀룰로오스의 분해능이 높은 미생물과 면역 기능이 높은 영지버섯의 추출물 및 농업부산물을 이용하여 복합 발효 사료를 제조함으로써 발효 과정에서 영지버섯의 다양한 성분 중 강렬한 쓴맛과 효모로부터 형성된 알콜류에 의하여 꾸릿꾸릿한 냄새를 마스킹하여 주위 환경을 개선하고 TMR 주사료에 대하여 2~5%의 소량만을 첨가하여 급식하더라도 돼지 모돈의 체내 소화흡수율이 증진돼 결국에는 면역기능이 향상되어 항생제 투여를 줄이더라도 모돈의 유선염증이 감소되며, 자돈에게 모유 수유가 원활하게 되어 년간 자돈을 생산하는 비율이 증가되게 되는 것을 특징으로 하는 셀룰로오스 분해력이 강한 미생물과 영지버섯 추출물을 이용한 발효물을 포함하는 복합 발효 사료 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.
2020 축산환경개선 우수농장 사례집(농림축산식품부, 농협경제지주편)의 사례에서 충남 논산의 사포농장에서 확인할 수 있는 바와 같이 ‘포유 자돈의 면역력은 모돈의 초유를 통해서 이행되므로 모돈의 면역력을 높여줘야’하고, 이후에는 체온관리의 중요성을 언급하고 있다. 또 다른 사례에서 경기 이천 동복농장(HACCP 인증, 청정육종농가)에서는 생균제를 활용한 3단계 냄새 저감, 완전 발효시킨 축분의 자원화, 유해충방제의 생활화, 5대 질병 청정화를 위하여 유산균, 고초균, 효모균을 미강에 첨가해 발효시킨 뒤 급여하는 방법과 광합성균 등을 활용한 축사의 환경개선에 미생물을 활용하고 있다.
요즈음에는 대형 사료업체에서 가축의 생육 증진 효과를 나타내는 TMR(Total Mixed Ration/ 또는 Complete Mixed Ration은 여러 종류의 사료를 단순히 혼합한 사료, 조사료와 농후 사료, 첨가제 등을 단순한 성분표에 의해서 혼합하여 비빔밥 형태로 급여하는 완전혼합사료) 사료 제제를 제공하고 있고, 오랜 경험과 검증을 통하여 가축의 생장 단계에 따른 맞춤형 사료를 공급하고 있는 상황이며, 이와 같은 사료 급식에서 농후 사료 급여로 나타나는 고창증, 소화장애가 발생하는 경우도 있게 된다.
최근, 가축 사료는 점진적으로 TMF(Total Mixed Formented Ration; TMR 원료를 발효시켜 혼합된 사료의 소화 효율을 더 높이도록 미생물을 투여하여 일정 기간 발효, 숙성시킨 것으로 완전혼합 발효사료) 사료의 사용량이 증가되는 추세이다. TMF 사료(발효사료)는 장내 미생물의 군락에 균형있게 개선되고 소화, 흡수율의 증가로 육질 등급 향상, 분뇨에서의 파리, 모기 감소와 냄새 저감, 소화 흡수율의 증가로 가축의 성장 속도가 빨라 출하 기간 단축 등의 효과가 있는 것으로 알려져 있다.
대한한돈협회(2013.08.02.)에 따르면, 모돈의 번식 성적을 보여주는 PSY(모돈 마리당 연간 이유(젖떼기) 마릿수 2019년 기준 27.2두)는 양돈농장의 생산성을 가늠할 대표적인 지표로 사용되고 있으며, 돼지의 생산성 지표인 연간 모돈 한 마리 당 이유(젖떼기)마릿수(PSY)와 모돈 마리당 연간 출하 마릿 수(MSY)가 상·하위 10% 농가 간에 차이가 큰 것으로 나타났다.
이러한 생산성의 격차의 주 요인으로 돼지유행성설사병(PED)이나 돼지생식기호흡기증후군(PRRS) 같은 질병이 농장에서 발생하게 되면 주로 새끼돼지들이 폐사하는 등의 원인으로 개별 농장의 방역관리의 차이를 지목하고 있었으며, 이외에도 시설환경 수준에 따라 노후화된 축사의 경우 환기설비 미비나 사육밀도가 높아 암모나아 가스 발생 원인도 중요한 상황으로 거론되고 있는 실정이다.
발효 미생물이나 기능성 성분을 이용한 기술로는 한국 등록번호 제10-0749227호(2007년08월07일)에는 버섯배지를 이용한 가축용 발효 미생물 사료 첨가제의 제조 방법 및 이를 이용한 가축용 발효 미생물 사료가 개시되어 있고, 한국 공개번호 제10-2016-0113927호(2016년10월04일)에는 콩 가공식품의 부산물을 이용하여 얻는 가축사료의 제조방법이 개시되어 있으며, 한국 공개번호 제10-2017-0136082호(2017년12월11일)에는 바실러스 서브틸러스 미생물로 발효시킨 발효미강과 스테비아분말 및 부가제를 함유하여 항균효과가 우수하고 가축의 성장을 촉진시킬 수 있는 가축보조사료 및 이의 제조방법이 기술되어 있으며, 한국 등록번호 제10-1782110호(2017년09월20일)에는 오메가-3 지방산 강화 사료첨가제와 이의 제조방법 그리고 이를 이용한 가축사육방법이 개시되어 있다.
이전까지는 도 2에 나타낸 바와 같은 EM 미생물 균주를 액상으로 배양된 수용액을 농가에서 가져와 사용하여 왔다. 원균들은 주로 농업기술센터 미생물 배양실의 균주를 이용하여 왔으며, 분양된 미생물 제제는 포장 용기 또는 농가에서 지차만 프라스틱의 통에 분양을 받아와서 사용하고 있었다
그런데, 기존에 제조해 오던 농업기술센터에서 분양받은 Yeast와 기타 EM 미생물을 활용하여 미강에 투입한 발효 과정에서 기존의 미생물에서는 β-Type의 Cellulose 분해력이 낮았던 사항을 확인하였다.
따라서, β-Type의 Cellulose 분해력이 높은 보조사료를 제공함에 있어 기능성물질로 알려진 β-Glucan 성분 등이 함유한 영지버섯 추출물을 함유하여 제조하더라도 Yeast와 함께 혼합배양(Co-Culture)한 보조사료를 제조하더라도 이취가 거의 없어 가축(소, 돼지 등)이 잘 먹고, 건강해져서 면역력이 형성되면 위와 같은 문제는 정도는 해결될 것으로 기대된다.
한국 공개번호 제10-2016-0113927호(2016년10월04일) 한국 공개번호 제10-2017-0136082호(2017년12월11일) 한국 등록번호 제10-0749227호(2007년08월07일) 한국 등록번호 제10-1782110호(2017년09월20일)
본 발명자들은 위와 같은 종래 기술의 문제점을 개선하고, 효율성이 높은 복합 사료 제품을 개발하기 위하여 예의 연구한 결과, 후술하는 바와 같이 셀룰로오스 분해능이 높은 미생물을 자연상태에서 분리 및 동정하고, 검색 후 적합한 것으로 판단되는 미생물을 혼합한 후 영지버섯 추출물과 함께 농업부산물을 발효시켜 제조한 복합 미생물 발효 사료가 가축의 성장에 매우 효율적인 결과를 나타내는 것을 발견하고 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
따라서 본 발명의 목적은, 일면에 있어서 셀룰로오스 분해능이 높은 미생물을 자연상태에서 분리 및 동정하고, 검색 후 적합한 것으로 판단되는 미생물을 혼합한 후 영지버섯 추출물과 함께 농업부산물을 발효시켜 제조함으로써 가축의 성장에 매우 효율적인 결과를 나타내는 복합 미생물 발효 사료를 제공하는 것에 있다.
위와 같은 본 발명의 목적은
a) 에스쿨린(Esculin)시약 변색 반응을 이용하여 세룰로오스 성분의 분해능이 높은 하나 이상의 미생물을 야생 상태에서 채집하여 분리하는 단계;
b) 별도로, 영지버섯 자실체를 추출하여 추출물을 얻는 단계;
c) 농업 부산물, 상기 영지버섯 추출물 및 상기 a) 단계에서 분리된 미생물을 혼합한 후, 36~38℃에서 2~4일 동안 간헐적인 교반하에 배양하여 발효시키는 단계;
d) 배양이 완료된 발효물을 주위 온도에서 2~3일 동안 자연 건조시키는 단계; 및
e) 건조된 발효물을 일정 단위로 포장하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 발효 사료의 제조 방법 및 상기 방법에 의해 제조된 복합 발효 사료에 의해 달성될 수 있다.
본 발명의 방법에 의해 제조된 미생물 발효 사료 첨가제는 사료의 소화 흡수율이 매우 높을 뿐만 아니라 면역 기능을 증진시킴으로써 가축의 사육에 매우 효율적으로 이용될 수 있으며, 특히 모돈의 유선염증이 거의 없었고, 새끼들이 젖이 부족하여 젖을 탐하는 행동이 거의 없을 정도로 모돈의 수유량이 충분히 분비되게 하고, 뿐만 아니라 안정적으로 출산된 새끼의 젖떼기 및 이후의 수유 과정에서도 도태율이 현저히 줄어드는 효과를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 발효 사료의 제조 공정도이다.
도 2는 종래 분양되는 미생물 액제의 사진이다.
도 3은 시험관의 액배양에서의 β-Type의 세룰로오스 성분을 분해하는 미생물 분리하는 시험관의 사진이다.
도 4는 Esculine 시약이 함유된 페트리 디쉬를 이용한 분리균을 확인한 사진이다.
도 5는 분리 균의 Esculine 시약이 함유된 시험관과 페트리 디쉬에서 반응평가 확인하는 사진이다.
도 6은 희석평판법에 의한 생균 수 확인과 순수분리된 미생물의 확대 배양한 사진이다.
도 7은 신규 활용 균주의 대용량 액체 배양과 저비율의 효모의 형태를 나타내는 도면이다.
도 8은 No.1 균주명 : Bacillus amyloliquefaciens subsp. plantarum 균주를 동정한 결과를 나타내는 사진이다.
도 9는 No. 2 균주명 : Bacillus subtilis subsp. inaquosorum 균주를 동정결과를 나타내는 사진이다.
도 10은 No. 3 균주명 : Bacillus aryabhattai 균주를 동정한 결과를 나타내는 사진이다.
도 11은 No. 4 균주명 : Paenibacillus taichungensis 균주를 동정한 결과를 나타내는 사진이다.
도 12는 No. 5 균주명 : Stenotrophomonas rhizophila 균주를 동정한 결과를 나타내는 사진이다.
도 13은 섬유소가 미생물이 분비한 효소에 의하여 분해되는 과정을 도식화한 설명도이다.
도 14는 본 발명에서 사용한 발효기, 발효 후의 열풍장치 및 은박지 포대 실링기의 사진이다.
도 15는 발효 미강의 건조 후 포대 담기 상태의 사진이다.
도 16은 시험관 희석 진행을 위한 시험관과 페트리 디쉬의 평판에 형성된 생균 수의 독립 Colony의 countting 예를 나타낸 도면이다.
도 17은 동정된 균의 증식이 빠른 3종에서의 액체 배지와 미강이 함유된 배양 중의 냄새 평가를 위한 실시 도면이다.
도 18은 삼각 프라스크의 유리 기벽에서 호흡반응의 부산물인 CO2(이산화탄소)의 기포가 발생되면서 미강의 부풀림 현상을 보이고 있는 사진이다.
본 발명은, 일면에 있어서,
a) 에스쿨린(Esculin)시약 변색 반응을 이용하여 세룰로오스 성분의 분해능이 높은 하나 이상의 미생물을 야생 상태에서 채집하여 분리하는 단계;
b) 별도로, 영지버섯 자실체를 추출하여 추출물을 얻는 단계;
c) 농업 부산물, 상기 영지버섯 추출물 및 상기 a) 단계에서 분리된 미생물을 혼합한 후, 36~38℃에서 2~4일 동안 간헐적인 교반하에 배양하여 발효시키는 단계;
d) 배양이 완료된 발효물을 주위 온도에서 2~3일 동안 자연 건조시키는 단계; 및
e) 건조된 발효물을 일정 단위로 포장하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 발효 사료의 제조 방법을 제공한다.
본 발명은, 추가의 일면에 있어서,
상기 영지버섯의 추출물은
a1) 건조된 영지버섯 자실체를 18~22 중량부와 물 310 ~ 400 중량부를 중탕추출기에 넣는 배합 단계,
a2) 배합된 혼합물을 중탕추출기에서 온도 90~110℃에서 48 ~ 72 시간 동안 중탕하는 단계,
a3) 중탕 혼합물로 부터 고형분을 여과하는 단계; 및
a4) 여액을 냉각시키는 단계에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는 복합 발효 사료의 제조 방법을 제공한다.
본 발명은, 추가의 일면에 있어서,
상기 미생물은 Bacillus amyloliquefaciens subsp. plantarum, Bacillus subtilis subsp. inaquosorum, Bacillus aryabhattai, Paenibacillus taichungensis, Stenotrophomonas rhizophila, 및 Debaryomyces hansenii No. 27008로 이루어진 군 중에서 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 복합 발효 사료의 제조 방법을 제공한다.
본 발명은, 다른 추가의 일면에 있어서,
상기 c) 단계에서 재료의 혼합비는 농업 부산물 1000 중량부, 영지버섯 추출물 330~400 중량부, 미생물 50~70 중량부인 것을 특징으로 하는 복합 발효 사료의 제조 방법을 제공한다.
본 발명은, 다른 추가의 일면에 있어서,
상기 농업부산물은 미강, 맥강, 대두박, 옥수수박, 양파 부산물, 배 부산물, 사과부산물, 고추 부산물 및 기타 퇴비화가 가능한 유기물질(예, 작물 부산물이나 주 산물의 수확후 방치되는 결과물)로 이루어진 군 중에서 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 복합 발효 사료의 제조 방법을 제공한다.
본 발명은, 다른 추가의 일면에 있어서, 상기 방법에 의해 제조된 것을 특징으로 하는 복합 발효 사료를 제공한다.
이하, 본 발명을 바람직한 실시예에 의하여 보다 상세히 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐 본 발명의 범위가 하기 실시예에 의하여 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 그러므로, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 사상을 벗어나지 아니하는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 변경 및 변형이 가능하며, 이 또한 본 발명의 범위에 속함은 자명하다.
본 발명은 기존에 제조해 오던 기술센터에서 분양받은 Yeast와 기타 EM 미생물을 활용하여 미강에 투입한 발효 과정에서 기존의 미생물에서는 β-Type의 셀룰로오스 분해력을 시험해본 결과 기대에 미치치 않는 것을 확인하고 이러한 셀룰로오스 분해력이 높을 뿐만 아니라 사료 섭취후 면역력이 높은 결과를 가져올 수 있는 여러가지 방안을 모색한 결과로 이루어진 것으로써 가축사료의 제조에서 세룰로오스 성분의 분해력이 강한 미생물을 순수 분리 및 동정하여 이용한 점, 면역력을 강화시키기 위하여 기능성 성분인 영지버섯 추출물을 발효에 이용한 점, 가축의 사료 섭취 효율을 높이기 위하여 농업 부산물을 이용하고, 검색에 의해 적합한 미생물을 분양받아서 발효에 활용한 점 등의 전체적인 조합에 기술적 특징이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 발효 사료의 제조 공정도이고, 도 2는 종래 분양되는 미생물 액제의 사진이며, 도 3은 시험관의 액배양에서의 β-Type의 세룰로오스 성분을 분해하는 미생물 분리하는 시험관의 사진이고, 도 4는 Esculine 시약이 함유된 페트리 디쉬를 이용한 분리균을 확인한 사진이며, 도 5는 분리 균의 Esculine 시약이 함유된 시험관과 페트리 디쉬에서 반응평가 확인하는 사진이고, 도 6은 희석평판법에 의한 생균 수 확인과 순수분리된 미생물의 확대 배양한 사진이며, 도 7은 신규 활용 균주의 대용량 액체 배양과 저비율의 효모의 형태를 나타내는 도면이고, 도 8은 No.1 균주명 : Bacillus amyloliquefaciens subsp. plantarum 균주를 동정한 결과를 나타내는 사진이고, 도 9는 No. 2 균주명 : Bacillus subtilis subsp. inaquosorum 균주를 동정결과를 나타내는 사진이며, 도 10은 No. 3 균주명 : Bacillus aryabhattai 균주를 동정한 결과를 나타내는 사진이고, 도 11은 No. 4 균주명 : Paenibacillus taichungensis 균주를 동정한 결과를 나타내는 사진이며, 도 12는 No. 5 균주명 : Stenotrophomonas rhizophila 균주를 동정한 결과를 나타내는 사진이고, 도 13은 섬유소가 미생물이 분비한 효소에 의하여 분해되는 과정을 도식화한 설명도이며, 도 14는 본 발명에서 사용한 발효기, 발효 후의 열풍장치 및 은박지 포대 실링기의 사진이고, 도 15는 발효 미강의 건조 후 포대 담기 상태의 사진이며, 도 16은 시험관 희석 진행을 위한 시험관과 페트리 디쉬의 평판에 형성된 생균 수의 독립 Colony의 countting 예를 나타낸 도면이고, 도 17은 동정된 균의 증식이 빠른 3종에서의 액체 배지와 미강이 함유된 배양 중의 냄새 평가를 위한 실시 도면이며, 도 18은 삼각 프라스크의 유리 기벽에서 호흡반응의 부산물인 CO2(이산화탄소)의 기포가 발생되면서 미강의 부풀림 현상을 보이고 있는 사진이다.
도 1에 나타낸 바와 같이 본 발명에 따른 복합 발효 사료의 제조 방법은 적합한 미생물을 분리하는 단계, 영지 버섯 추출 단계, 혼합 및 발효 단계, 건조 단계 및 포장 단계를 포함하여 이루어진다. 이하, 이들 개별 단계에 대하여 더욱 구체적으로 설명한다.
a) 미생물 분리 단계
가축의 보조사료인 미강, 맥강 등의 농산 부산물에 유용성이 클 것으로 보이는 신규의 미생물을 순수분리, 동정한 미생물을 이용하는 것이 바람직할 수 있다.
본 발명자들은 종래 발효 과정에 사용하고 있는 농업기술센터나 지자체 등에서 배양하여 농가에 공급하고 있는 EM(유용 미생물)의 사용에서 벗어나 새로운 신규미생물을 분리 동정하여 발효 사료 제조에 활용하고자 하였다.
에스쿨린(Esculin)시약 변색 반응을 이용하여 세룰로오스 성분을 잘 분해하는 미생물을 다양한 장소에서 채집, 희석평판기법으로 독립 Colony를 분리, 선발하고 우수한 균주에 대하여 한국미생물보존센터(KCCM/KFCC)에 의뢰한 균주를 동정하여 균주 명칭을 부여하였다.
그러한 미생물은 Bacillus amyloliquefaciens subsp. plantarum, Bacillus subtilis subsp. inaquosorum, Bacillus aryabhattai, : Paenibacillus taichungensis, Stenotrophomonas rhizophila, 등을 포함할 수 있다.
한편, 공지의 Yeast(효모) 중에서도 Cellulose 성분을 잘 분해하는 미생물을 이용하여 발효 사료의 제조에 유익할 수 있다. 그러한 미생물의 예로는 한국미생물보존센터(KCTC)에서 분양받은 Debaryomyces hansenii No. 27008을 포함한다.
b) 영지버섯 추출 단계
별도로, 영지버섯 자실체를 추출하여 추출물을 얻는다.
영지버섯에 함유된 다양한 물질과 β-Glucan 성분, 다양한 알칼로이드, 당단백질 및 다당류, 스테롤 뿐만 아니라 과산화 트리테르페논류, 유기산, 라이신, 프로 비타민 D2, 뉴클리오사이드, 지방산 및 스테로이드류, 식이섬유 및 각종 아미노산 등이 함유되어 있는 것으로 알려진 영지버섯을 열중탕 추출하여 첨가하여 기능성 물질이 함유되도록 하는 가축의 TMF 보조 사료인 발효 미강을 제조하고자 한다.
상기 영지버섯의 추출물은 a1) 건조된 영지버섯 자실체를 18~22 중량부와 물 310 ~ 400 중량부를 중탕추출기에 넣는 배합 단계, a2) 배합된 혼합물을 중탕추출기에서 온도 90~110℃에서 48 ~ 72 시간 동안 중탕하는 단계, a3) 중탕 혼합물로 부터 고형분을 여과하는 단계; 및 a4) 여액을 냉각시키는 단계에 의해 제조되는 것이 바람직할 수 있다.
c) 혼합 및 발효 단계
농업 부산물, 상기 영지버섯 추출물 및 상기 a) 단계에서 분리된 미생물을 혼합한 후, 36~38℃에서 2~4일 동안 간헐적인 교반하에 배양하여 발효시킨다.
상기 발효 재료의 혼합비는 농업 부산물 1000 중량부, 영지버섯 추출물 330~400 중량부, 미생물 50~70 중량부인 것이 바람직할 수 있다.
상기 농업부산물은 미강, 맥강, 대두박, 옥수수박, 양파 부산물, 배 부산물, 사과부산물, 고추 부산물 및 기타 퇴비화가 가능한 유기물질로 이루어진 군 중에서 선택된 하나 이상인 것을 바람직하게 사용할 수 있다.
한편, 미강, 맥강 등의 부산물 등에는 α-Type의 Starch 성분과 다량의 β-Type의 Cellulose가 혼재된 상태이므로 이러한 성분을 동시에 분해시키게 되면 소화흡수율을 높일 것으로 판단된다.
d) 건조 단계
배양이 완료된 발효물을 주위 온도에서 2~3일 동안 자연 건조시킨다.
e) 포장 단계
건조된 발효물을 은박지 포대 등을 이용하는 등 일정 단위로 포장하여 출하시까지 암소 보관한다.
<실시예>
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 요지에 따라 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
실시예 1: 미생물의 분리 및 동정
본 발명자들에 의하여 기출원된 특허출원 제10-2020-0140549호, 명칭: 한약재 찌꺼기 등의 발효물을 이용한 농작물의 재배 방법)에서 활용한 에스쿨린(Esculin)시약 변색 반응을 이용하여 세룰로오스 성분을 잘 분해하는 미생물을 다양한 장소에서 채집하여 분리하였다. 확보된 다수의 미생물에서 1차적으로 세룰로오스 성분을 잘 분해하는 미생물에 대하여 수 차례의 검증과정을 통하여 선발하였다. 검증된 미생물 중에서 일부를 선발하여 균주를 동정하였다.
미강, 맥강 등의 부산물에 다량으로 함유되어 있는 β-Type의 Cellulose 성분을 분해시킨 가축 사료로 급식할 경우, 가축의 장내 미생물 활성화와 소화 흡수율을 증진하게 된다. β-Type의 Cellulose 성분을 분해시키는 미생물 분리에서 정성적인 방법을 이용하여 선발하였다.
미생물을 채취한 장소로는 고추재배 밭토양, 탄저병에 감염된 홍고추, 버섯재배에서 채취한 미생물, 한약재 찌꺼기를 이용한 퇴비, 청국장 발효균, 완주군농업기술센터에서 분양하는 미생물, 기타의 장소에서 미생물을 분리하기 위하여 희석평판기법으로 분리된 독립 Colony를 시험관에 계대하였다(도 3 참조).
β-Type의 Cellulose 성분을 분해시키는 미생물 선발을 위하여 에스쿨린(Esculin)시약 변색반응을 이용하여 변색이 검은색으로 진하게 변하는 균주를 수 차례의 반복에 의하여 선발하였다(도 4 및 5 참조).
배지의 조성은 다음과 같다.
- PDA 배지 조제: Dextrose + Potato + Agar를 함유한 배지이며, 통상의 α-amylase의 효소를 분비하는 미생물이 증식하더라도 색의 변화가 없는 배지.
- Esculin + Agar 평판 배지 조제: Esculin Broth(MB-E2167) 배지[(Peptone 18.0g + Esculine 1.0g + Ferric Citrate 1.0g 함유/1L)].
- Esculin Broth 20.0g + Agar 15g/1L 배지: Esculin Broth + Agar 배지로써 β-Glucanase 효소반응에 의하여 배지에 함유된 Ferric Citrate의 Fe++ 와 Cellulose에서 분해된 β-Glucan과의 결합으로 배지의 색이 연갈색에서 진한 검갈색으로 변화되는 특성을 이용한 발색용 배지임.
액체 배지/고체 배지의 주 성분이 Esculin과 Ferric Citrate의 F++을 포함하고 있어 효소반응에 의하여 시험관의 액배지는 연한 갈색이 점점 검은 색으로 변색되며 색이 빠르게 변색되는 실험구에서 균사의 증식과 효소반응이 강하게 진행되는 것을 확인할 수 있다. 희석 배수에서 PDA 배지와 에스쿨린(Esculin) 배지에서의 나타난 독립 Colony 수를 비교하였다.
본 에스쿨린 반응은 통상 세균의 에스쿨린 분해성을 조사하는 배지로 사용하고 배양 후 염화 제2철 용액 혹은 구연산철 용액을 가하면 양성인 경우에는 농갈색의 침전이 생기는 특성을 이용한 배지이다. 표 1에 미생물 균주 동정 의뢰 목록을 나타내었다.
No 시제품 선발 균주 유래 표식
1 P-416 균 탄저-915 Tube Sol
2 고추밭 64 가든-Esculin
3 고추밭 93 가든-Esculin
4 홍고추탄저2 한약재-PDA
5 약 슬러지 퇴비 1a 한약재-2nd
6 Yeast 3 (효모균 류 추정) 꽃송이 유래
합 6종의 미생물 동정 　
의뢰한 미생물에 대하여 No. 1~ No. 5 : 16S rRNA sequencing, No. 6(Yeast): 18S rRNA sequencing 분석을 의뢰하였다. 순수분리 및 동정을 의뢰한 미생물 이외에도 기존의 기탁 균주로 활용할 수 있다.
다음은 한국미생물보존센터에 16S rRNA sequencing, No. 6(Yeast) : 18S rRNA sequencing 분석을 의뢰하여 균주를 동정하였다. 균주 동정 결과 성적서는 첨부된 다음의 Sheet 내용과 같다(도 8 내지 ~ 12 참조).
표 2에 미생물 균주 동정 의뢰 목록 및 동정 결과 신규 균주 & 분양된 균주 명칭을 정리하였다.
No. 선발 균주 출처 유래 표식 동정 균주 명칭 유사성(%)
1 P416 균 탄저-915 Tube Sol Bacillus amyloliquefaciens subsp. plantarum 99
2 고추밭 64 가든-Esculin Bacillus subtilis subsp. inaquosorum 99
3 고추밭 93 가든-Esculin Bacillus aryabhattai 99
4 홍고추탄저2 한약재-PDA Paenibacillus taichungensis 98
5 약 슬러지 퇴비 1a 한약재-2nd Stenotrophomonas rhizophila 100
6 Yeast 3 (효모균 류 추정) 꽃송이 유래 Saccharomyces cerevisiae
(실험대조구 활용)		 100
7 Yeast 한국미생물보존센터(KCTC) Debaryomyces hansenii No. 27008 분양균주
위의 동정 결과 Namming된 목록에서와 같이 본 연구 목적에 적합한 균주를 순수 분리 및 동정하여 새로운 발효사료의 목적에 적합하게 활용하고자 하였다.
한편, No.6의 Yeast(Saccharomyces cerevisiae)는 α-Type의 탄수화물 분해력은 있지만 β-Type 세룰로오스의 분해력이 거의 없는 것으로 판단 됨에 따라 대조로 활용하였으며, 가급적 β-Type 세룰로오스의 분해력이 강한 분양 균주를 이용하게 되었다.
유용성이 확인된 미생물은 희석평판 방법으로 실험을 진행하여 순수분리하였고, 이의 중용량의 8~12L 용량의 배양평가를 수행하였다(도 6 참조).
한편 이러한 미생물을 대량으로 배양하여 사용하기 위하여 버섯재배에서 사용하는 대용량의 스텐레스 액체배양 통을 이용하여 폭기 배양을 수행하였다(도 7 참조).
실시예 2: 미생물 분양 균주
한편, Yeast 중에서도 β-Type의 Cellulose 성분을 분해시키는 균주는 논문 문건을 검색하여 한국미생물보존센터(KCTC)에서 분양받았다. 한국생명공학연구원 생물지원센터에서 분양받은 β-Type의 Cellulose 성분을 분해시키는 Yeast 균주(Debaryomyces hansenii No. 27008)를 활용하였. 한편, 목재의 3대 구성성분(Lignin, Cellulose, Hemicellulose) 중 섬유소가 분해되는 모식도는 도 13의 그림과 같이 이해할 수 있다.
돼지 급식원으로 하고 있는 조사료에는 탄수화물 중에서 도정하지 않은 채 파쇄 조각으로 된 곡류가 존재하는 바 전분과 같은 α-Type의 탄수화물과 β-Type의 세룰로오스 성분이 존재하게 되며, 위의 그림에서와 같이 급식하기 전에 발효 과정에서 고분자량이 저분자화 되고, 증식된 미생물의 사체가 단백질의 공급원이 되며, 발효 과정에서 발생된 유기산과 생리 대사 활성 물질이 분비되는 등의 유용성으로 가축의 장내에서 소화 흡수율이 증진되는 것으로 알려져 있다.
실시예 3: 영지버섯의 열수 추출
영지버섯에 함유된 다양한 물질과 β-Glucan 성분, 다양한 알칼로이드, 당단백질 및 다당류, 스테롤 뿐만 아니라 과산화 트리테르페논류(쓴맛이 있는 Triterpenoid 성분에 의하여 미생물 배양과정에서의 이취를 마스킹할 가능성도 있음), 유기산, 라이신, 프로비타민 D2, 뉴클리오사이드, 지방산 및 스테로이드류, 식이섬유 및 각종 아미노산이 함유되어있는 점을 고려하여 영지버섯의 건조 자실체를 열 중탕 추출로 기능성 물질이 함유되어있는 추출물 이용하기 위하여 중탕추출기에 건조한 영지버섯(목질성의 자실체) 20kg와 360L의 물을 넣고, 온도 100℃에서 48~72hrs(2~3일) 기간 동안 열수 중탕 후 추출액을 걸러내어 식힌 액과 발효에 투입될 미생물 배양액을 약 60L 비율로 혼합하게 된다. 이러한 혼합 재료에는 통상의 발효 과정에서 수분 함량이 33~45% 정도가 유지된다.
실시예 4: 발효 미강 배양
발효 재료(미강, 맥강)는 1톤(1000kg), 영지버섯 추출액 360L 정도, 미생물 발효 액상의 량 60L 정도를 혼합하고 온도 배양 온도 37℃로 설정하며, 발효 기간 중에 혼합기의 회전은 간헐적(10min/2hrs)으로 재료가 섞이고 혼합되게 된다. 미생물이 증식되면서 호흡반응에 의하여 발생된 이산화탄소와 수분 그리고 발열기작을 동반하게 되므로 혼합발효조에는 환기가 잘 되는 상태로 유지해야 한다. 미강의 발효물 제조에 필요한 기간은 2~3일 정도로 진행하게 된다. 미강 발효에 활용한 발효조와 은박지 포대의 밀봉기는 도 14에 나타낸 바의 기자재를 이용하였다
실시예 5: 발효 미강 건조 단계
발효 미강의 제조에서 혼합미생물의 발효에서 실내의 환기에 유의하여야 하며, 효모에 의한 알콜도 발생되므로 화재 발생이 유발되지 않도록 환기에 유의하여야 하며, 혼합물의 수분이 과다하게 많으면 재료가 뭉쳐져서 혼합기에 무리가 되는 점도 유의하여야 한다. 미생물의 증식에 가장 유용하게는 재료의 수분이 45% 이상이 되어야 하지만 이렇게 높은 수분 함량일 때에는 과도한 호흡 반응이 될 수도 있고 후차적으로 건조과정에서 건조시간이 더 걸릴 수도 있으므로 가능한 한 낮은 수분 상태에서 발효 과정이 진행되도록 하는 것이 유용할 수 있다. 발효제의 건조시간도 발효 기간 정도의 시간을 필요하게 되며 통상은 2~3일 정도 소요되며, 발효 건조물의 수분량은 약 15% 내외가 되도록 열풍을 투입하고 배출하면서 건조하게 된다. 발효 미강의 건조 후 포대 담기 상태는 도 15의 사진에 나타내었다.
실시예 6: 발효 미강의 소분 보관
수분을 건조시킨 후에는 보관하기 위하여 내습성이 있는 은박지 포대에 약 10kg 씩으로 소분하여 열접착기를 이용하여 은박지 포대를 밀봉하여 실온의 암소에 보관하게 되며, 발효 미강의 수분 함량이 약 15% 내외로 건조하기 때문에 보관 기간은 약 8개월이 지났음에도 불구하고 내용물에서 변질되지 않고 온전한 상태로 보관이 유지되고 있다. 이러한 밀봉된 봉지 내부에는 발효가 완료된 후 습중량에서 생균 수가 있게 되며 건조된 발효 미강 중에는 습 중량에 비하여 적은 수의 생균 수가 존재하게 된다.
시험예 1: 종래 방법에 의한 발효 미강 제조
발효에 투입된 미생물은 김제시 농업기술센터에서 대량으로 배양하여 분양된 Yeast와 EM 균주를 혼합하여 활용하여 왔다. 발효 미강의 제조는 2021년 봄철(4월)에 제조 후 건조하여 은박지 포대에서 실온의 암소에서 보관하였으며, 몇 가지 분석 시점인 12월까지 보관 기간 동안에도 내용물에 곰팡이와 같은 유해균의 증식은 나타나지 않았으며, 발효체의 수분이 약 13~16% 전후이고 공기 접촉이 없이 접착 밀봉된 상황이어서 제조물에서 외적인 특이적인 문제가 발생되지 않았다.
제조된 발효 미강의 습식 발효 중일 때와 건조상태일 때의 생균 수를 비교 검토하기 위하여 희석평판 방법에 의하여 생균 수를 확인하였다. 생균 수의 검토는 다음과 같이 진행하였으며, 생균 수는 희석평판기법으로 처리한 후 온도 33℃의 항온배양기에서 3~4일 후에 페트리 디쉬의 PDA(PDA+Peptone)배지의 상부 표면에 독립 Colony가 나타난 수를 Countting 하였다. 도 16의 사진은 다음과 같이 시험관과 페트리 디쉬에서 실시되었다. 실시과정에서 각각의 희석된 액에서 10ml 중에서 약 0.2ml 량이 페트리 디쉬 평판에 펼쳐졌으며, 각각의 페트리 디쉬에 나타난 Countting된 독립 Colony 수에 희석 배수(50X)을 곱하여 생균 수를 평가하였다.
시험예 2: 신규한 미생물과 영지버섯 추출물을 이용한 발효 미강 제조
순수분리된 신규한 미생물의 액 배양에서 과도한 배양이 되면 각각의 미생물에서는 특유의 꾸릿꾸릿한 냄새가 생성되었다. 예를 들면 청국장 제조 과정에서 순수분리된 균주를 액 배양할 경우 1일 후에는 미세한 냄새가 났지만 2~4일 후에는 꾸릿꾸릿한 냄새가 진동한 상태였다. 하지만 이러한 과도한 균이 증식되어 나타난 상태라 하더라도 청국장을 제조하기 위하여 삶은 콩에 배양된 액상의 순수한 미생물을 넣어 청국장을 제조할 경우에 오히려 냄새가 전혀 발생하지 않는 상황이 확인되었다. 따라서 약간의 냄새를 저감할 경우를 고려할 경우에 Yeast를 혼합 배양하여 발생되는 알콜 성분과 기타 발효 대사산물과 함께 어우러질 때에 냄새가 저감되는 것이 인지되었다.
통상 곰팡이와 같이 유독한 물질과 함께 냄새를 풍기게 되면 소의 경우 전혀 먹으려 하지 않는 상태이므로 가축의 기호도를 고려하여 냄새 저감 또는 상쇄 효과에 대하여 검토를 진행하였는데, 이를 위하여는 효모(Yeast)를 혼합 배양하여 알콜 성분이 생성되도록 하는 것이 유용하게 되는 것으로 평가되었다. 따라서 발효 미강(맥강) 등의 제조에서는 Yeast를 혼용하여 처리하는 것이 좋을 것으로 판단되었다.
순수분리된 신규한 미생물 중에서 균 증식 속도가 빠르거나 느린 상태의 균을 혼합배양 하기가 어렵게 되는 상황이므로 비교적 증식 속도가 비슷한 균주를 선발하여 진행하여 보았다. 표 3에 동정된 신규 균주의 균사 증식 속도 평가 결과를 나타내었다.
No. 선발 균주 출처 유래 표식 동정 균주 명칭 균사 증식 속도
1 P416 균 탄저-915 Tube Sol Bacillus amyloliquefaciens subsp. plantarum 빠름
2 고추밭 64 감나무가든-Esculin Bacillus subtilis subsp. inaquosorum 빠름
3 고추밭 93 감나무가든-Esculin Bacillus aryabhattai 빠름
4 홍고추탄저2 한약재-PDA Paenibacillus taichungensis 느림
5 약 슬러지 퇴비 1a 한약재-2nd Stenotrophomonas rhizophila 느림
6 Yeast 3 (효모균 류 추정) 꽃송이 유래 Saccharomyces cerevisiae
(실험대조구 활용)		 느림
7 Yeast 한국생명공학연구원 생물자원센터 Debaryomyces hansenii No. 27008 분양균주
동정된 균의 증식이 빠른 3종에서의 액체 배지와 미강이 함유된 배양 중의 냄새 평가는 도 17의 사진에서 보는 바와 같다.
No.1(P416 : Bacillus amyloliquefaciens subsp. plantarum), No. 2(감나무가든 고추밭 유래 64 : Bacillus subtilis subsp. inaquosorum), No.3(감나무가든 고추밭 유래 93 : Bacillus aryabhattai)의 균주에서 미강 10g + PDB 배양액 60ml이 혼합된 배지에서 사진에서와 같이 배지 상부에 다량의 균이 형성된 상태에서 주름진 균막이 형성되는 상황의 것을 선발하였다. 전 배양된 균의 증식 속도가 대등하게 빠른 3개의 균주의 냄새는 (No. 1&2 : 꾸릿꾸릿한 메주 띄울 때 나는 냄새, No. : 꾸릿한 냄새 약함)는 모두 Bacillus sp.에 속하는 균주이다. 이들의 균주에 효모 균을 투입하고, 미살균된 건조된 미발효된 미강을 투입하여 각각의 Bacillus 균, Yeast 균, 미강 등이 잘 혼합되어 전체가 습기가 포함되도록 잘 저어서 뚜껑을 하고 온도 33℃의 항온기에 정치 배양을 진행하고 2~5일간 뚜껑을 열고 냄새를 확인하였다. 효모 균주가 생성하는 알콜 성분에 의하여 다른 미생물에 의해 생성된 꾸릿꾸릿한 이취의 마스킹(이취 완화 효과)되는 상태에서 기호성이 높아져 역겨운 냄새는 거의 없는 상태로 생균이 함유된 발효 미강 제제를 완성할 수 있었다.
이러한 균주를 이용할 경우 기존의 기술센터에서 분양받아 사용하는 균주에 비하여 소화 흡수율을 높이면서도 유용한 미생물의 효과가 있을 것으로 판단된다.
각각의 3개 균주와 효모 그리고 미강이 함유된 발효 미강을 제조함에 있어 삼각 프라스크의 유리 기벽에서 호흡반응의 부산물인 CO2(이산화탄소)의 기포가 발생되면서 배양 및 발효되는 과정에서 미강의 부풀림 현상이 확연히 나타났다(도 18 참조).
시험예 3: 미강 발효에 영지버섯 추출물을 첨가할 경우에 생균 수의 증식 영향 평가
미강 50g을 물 300ml와 혼합하고, 감나무가든 고추밭 토양 유래 No.64 균주(: Bacillus subtilis subsp. inaquosorum)을 배양하여 배양 5일째의 접종원을 다음의 영지버섯 추출물의 영향 평가에 1ml를 접종하였다. 액 중량의 약 10%량인 영지 추출물의 유무(0ml, 25ml, 30ml)에 따라 실시하였다. 여기에 감나무가든 고추밭 토양 유래 No.64 균주(: Bacillus subtilis subsp. inaquosorum)을 배양 5일째에 1ml를 접종하고 온도 29℃에서 110rpm으로 진탕하면서 4일 후 희석평판 방법으로 희석하여 108~1011의 범위에서 생균 수를 검토하였다.
시험예 3의 진행에서 미강 1톤, 효모와 EM 혼합한 미생물 발효액 60L, 영지버섯 자실체 20kg을 물 360L 비율로 열탕 추출한 액을 혼합하여 미강의 발효를 진행하여 왔다. 영지버섯 추출액을 함유할 경우에 가축에 더 유용한 경향이 나타난다는 가축 농가의 전언에 따라 영지버섯 추출물에 의한 효과인지를 검증할 방법을 검토해 보고자 한다. 우선 영지버섯 추출물을 첨가할 경우에 발효 미강에 생균 수에 어떠한 영향을 주는지를 검토하고자 하였다.
1회차로 전 배양액에 효모 균주를 이용한 배양액에서 생균 수가 있는 것을 확인하였다. 표 4는 분양 Yeast 균주의 희석평판 방법에 의한 독립 Colony Countting 수(cfu/ml)를 나타낸다.
　독립 Colony countting 수(cfu/ml) 108 109 1010 1011
A : 미강 50g+물 300ml+효모균주 : 삼각0-> 삼각1^->Tube ^2(시험관에서 첫번째 희석-5일째) 350 200 100 X
B : 삼각 PDB액 250ml -미강 50g+물 300ml+효모균주 : 삼각0-> 삼각1^->Tube ^2(시험관에서 첫번째 희석 )-5일째 750 200 0 X
생균이 존재하는 것이 확인된 A액을 이용한 영지버섯 추출물의 영향 평가는 2회차로 PDB+Peptone+다량의 미강을 함유한 액배지 250ml를 4일간 진탕 배양한 다음, 동일한 삼각 프라스크에 1회차의 배양액 1ml와 미강 50g을 더 첨가하고 영지버섯의 유무(0ml, 25ml, 30ml)에 따라 검토하였다.
Yeast 균주와 감나무 가는 고추밭 토양 유래의 No. 64 균주와 A액(미강 다량 함유)의 희석평판방법에 의한 독립 Colony Countting 수를 표 5에 나타내었다.
　2회차 A액(미강 다량 함유) 108 109 1010 1011
미강 50g+영지 0ml+물 300ml+ (미강10/물60ml+접종균 No.64-1ml/-배양 4일째) 1ml---> 진탕배양 1일째 1350 350 250 150
미강 50g+영지 25ml+물 300ml+ (미강10/물60ml+접종균 No.64-1ml/-배양 4일째) 1ml---> 진탕배양 1일째 500 150 50 0
미강 50g+영지 30ml+물 300ml+ (미강10/물60ml+접종균 No.64-1ml/-배양 4일째) 1ml---> 진탕배양 1일째 0 0 0 0
위의 요약에서와 같이 영지버섯 추출물이 없는 곳보다는 영지버섯 추출물을 함유하는 실험구에서 Yeast와 No.64(Bacillus subtilis subsp. inaquosorum) 혼합 생균수는 감소하는 것이 확인되었다.
생균이 존재하는 것이 확인된 B액을 이용한 영지버섯 추출물의 영향 평가는 2회차로 PDB+Peptone을 함유한 액배지 250ml를 4일간 진탕 배양한 다음, 동일한 삼각 프라스크에 1회차의 배양액 1ml 와 영지버섯의 유무(0ml, 25ml)에 따라 검토하였다. B액에서도 A액과 유사하게도 영지버섯 추출물이 함유하는 실험구에서 Yeast와 No.64(Bacillus subtilis subsp. inaquosorum) 혼합 생균수는 감소하는 것이 확인되었다.
A액의 고농도의 미강을 함유하고, B액과 같이 미강이 거의 없는 액상의 실험구에서 영지버섯의 추출물을 함유한 2개의 실험에서 Yeast와 No.64(Bacillus subtilis subsp. inaquosorum) 혼합 생균수는 감소하는 것이 확인되었다. 이와 같이 영지버섯 추출물을 포함하는 미강 발효제에서 영지버섯 추출물은 공시된 Yeast와 No.64(Bacillus subtilis subsp. inaquosorum) 혼합 배양에서 미생물의 증식을 저해하는 것으로 확인되었다.
Yeast 균주와 감나무 가는 고추밭 토양 유래의 No. 64 균주와 B액(미강 소량 함유)의 희석평판 방법에 의한 독립 Colony Countting 수를 표 6에 나타내었다.
　2회차 B액(미강 소량 임) 108 109 1010 1011
PDB+펩톤 등+영지 0ml 액배지 250ml+ (미강10/물60ml+접종균 No.64-1ml/-배양 4일째) 1ml---> 진탕배양 1일째 350 150 100 50
PDB+펩톤 등+영지 25ml 액배지 250ml+ (미강10/물60ml+접종균 No.64-1ml/-배양 4일째) 1ml---> 진탕배양 1일째 0 0 0 0
시험예 4: 본 발명에 따른 사료를 이용한 급식 효과
본 발명에 의하여 제조된 영지버섯 추출물을 함유한 발효 미강은 보조사료로 이용하며, 돼지 농가에서 주사료의 급식은 자유 급식으로 하였다. 첨가되는 보조사료인 발효 미강의 량(V/V)은, TMR 사료량에 대하여 발효 미강 량은 투입량의 2~5%량(V/V)을 혼합하여 급식하였다. 최근까지 급식된 발효 미강에는 효모 1종과 EM 균주를 액상으로 분양받아 발효를 진행하였다.
시험 결과 새끼를 낳고 키우는 동안 모돈의 유선염증이 거의 없었고, 새끼들이 젖이 부족하여 젖을 탐하는 행동이 거의 없을 정도로 모돈의 수유량이 충분히 분비되었다. 이러한 원인은 종전에 비하여 면역기능을 증지시킬 것으로 생각되는 영지버섯 추출물이 함유된 발효 미강을 제조하는 과정에서 증식된 미생물에서 분비된 대사산물과 미생물 증식으로 인한 사체의 단백질 공급원 량의 증가, 기타 미량원소(비타민, 기능성 물질 등)의 생성에 의한 효과이고, 미강의 거대분자가 발효 과정에서 분해되어 소단량체로 분해되어 소화 흡수율이 증가되는 효과로 판단할 수 있었다.
또한, 연간 모돈 한 마리당 이유(젖떼기) 마릿수(PSY)가 증가된 상태로 꾸준히 유지되고 있어 안정적으로 자돈의 관리가 이루어지고 있는 등, 출산된 새끼의 젖떼기 마릿수 및 이후의 수유 과정에서도 자돈의 도태율이 현저히 줄어드는 효과가 있었다.
언급된 돼지 축산농가에서 모돈의 젖떼기 자돈 마릿 수 증가를 비롯하여 모돈에서 유선염증이 감소되어 항생제 사용 비율이 현저히 줄어드는 상태이므로 고가의 영지버섯을 열탕 추출하여 첨가하는 비용보다는 훨씬 큰 부가적인 이득이 발생되는 효과가 있다.
하지만 발효 미강을 제조하기 이전부터 영지버섯 추출물을 돼지 가축에 투여하였을 때에 돼지의 모돈에서 월등하게 유용하다는 판단을 내린 상황에 대하여 종합 평가해 보면, 미강의 발효 과정에서 Yeast와 EM의 혼합균의 발효 효과보다는 영지버섯의 추출물에 대한 효과가 더 큰 것을 확인한 바 있기에 영지버섯의 추출물이 돼지 모돈에 투여할 때에 면역기능을 포함하여 유선염증이 적어지고 젖이 더 많이 나온다는 부분에 대하여는 앞으로 더 많은 검증이 필요한 상황이다.
또한, 별도로 전남 소재의 기영축산(발효사료업체)에서 본 발명의 영지 추출물 등을 함유하여 제조한 발효 미강을 사료 첨가제로 급식하여 시험한 결과 상당한 효과가 있었다.
A액과 B액의 실험 결과에서 영지버섯 추출물이 함유한 미강 발효과정에서 미생물의 생균 수는 미첨가한 대조구에 비하여 적지만 돼지 사육 농가에서는 영지버섯을 함유한 발효제를 사료 첨가 보조제로 사용한 이후로 항생제의 사용횟수가 감소하는 등으로 관리하고 있는 바, 미생물 발효물에 의한 효과보다는 영지버섯에 의한 효과가 더 유용하다는 평을 하고 있으므로 면역력 증가 및 유선염증이 감소하는 메카니즘에 대한 상세한 연구가 후속적으로 필요한 상황이다.
이상 본 발명은 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (6)

  1. a) 에스쿨린(Esculin)시약 변색 반응을 이용하여 세룰로오스 성분의 분해능이 높은 하나 이상의 미생물을 야생 상태에서 채집하여 분리하는 단계;
    b) 별도로, 영지버섯 자실체를 추출하여 추출물을 얻는 단계;
    c) 농업 부산물, 상기 영지버섯 추출물 및 상기 a) 단계에서 분리된 미생물을 혼합한 후, 36~38℃에서 2~4일 동안 간헐적인 교반하에 배양하여 발효시키는 단계;
    d) 배양이 완료된 발효물을 주위 온도에서 2~3일 동안 자연 건조시키는 단계; 및
    e) 건조된 발효물을 일정 단위로 포장하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 발효 사료의 제조 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 영지버섯의 추출물은
    a1) 건조된 영지버섯 자실체를 18~22 중량부와 물 310 ~ 400 중량부를 중탕추출기에 넣는 배합 단계,
    a2) 배합된 혼합물을 중탕추출기에서 온도 90~110℃에서 48 ~ 72 시간 동안 중탕하는 단계,
    a3) 중탕 혼합물로 부터 고형분을 여과하는 단계; 및
    a4) 여액을 냉각시키는 단계에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는 복합 발효 사료의 제조 방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 미생물은 Bacillus amyloliquefaciens subsp. plantarum, Bacillus subtilis subsp. inaquosorum, Bacillus aryabhattai, : Paenibacillus taichungensis, Stenotrophomonas rhizophila, 및 Debaryomyces hansenii No. 27008로 이루어진 군 중에서 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 복합 발효 사료의 제조 방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 c) 단계에서 재료의 혼합비는 농업 부산물 1000 중량부, 영지버섯 추출물 330~400 중량부, 미생물 50~70 중량부인 것을 특징으로 하는 복합 발효 사료의 제조 방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 농업부산물은 미강, 맥강, 대두박, 옥수수박, 양파 부산물, 배 부산물, 사과부산물, 고추 부산물 및 퇴비화가 가능한 유기물질로 이루어진 군 중에서 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 복합 발효 사료의 제조 방법.
  6. 청구항 1에 따른 방법에 의해 제조된 것을 특징으로 하는 복합 발효 사료.
KR1020220011417A 2022-01-26 2022-01-26 셀룰로오스 분해력이 강한 미생물과 영지버섯 추출물을 이용한 발효물을 포함하는 복합 발효 사료 및 그의 제조 방법 KR20230114992A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220011417A KR20230114992A (ko) 2022-01-26 2022-01-26 셀룰로오스 분해력이 강한 미생물과 영지버섯 추출물을 이용한 발효물을 포함하는 복합 발효 사료 및 그의 제조 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220011417A KR20230114992A (ko) 2022-01-26 2022-01-26 셀룰로오스 분해력이 강한 미생물과 영지버섯 추출물을 이용한 발효물을 포함하는 복합 발효 사료 및 그의 제조 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20230114992A true KR20230114992A (ko) 2023-08-02

Family

ID=87566847

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020220011417A KR20230114992A (ko) 2022-01-26 2022-01-26 셀룰로오스 분해력이 강한 미생물과 영지버섯 추출물을 이용한 발효물을 포함하는 복합 발효 사료 및 그의 제조 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20230114992A (ko)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100749227B1 (ko) 2006-02-23 2007-08-13 김호년 버섯배지를 이용한 가축용 발효 미생물 사료 첨가제의 제조 방법 및 이를 이용한 가축용 발효 미생물 사료
KR20160113927A (ko) 2015-03-23 2016-10-04 이춘구 콩 가공식품의 부산물을 이용하여 얻는 가축사료의 제조방법
KR101782110B1 (ko) 2016-04-11 2017-09-26 김성진 오메가-3 지방산 강화 사료첨가제와 이의 제조방법 그리고 이를 이용한 가축사육방법
KR20170136082A (ko) 2016-05-30 2017-12-11 (주)현농 가축의 보조사료 및 이의 제조방법

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100749227B1 (ko) 2006-02-23 2007-08-13 김호년 버섯배지를 이용한 가축용 발효 미생물 사료 첨가제의 제조 방법 및 이를 이용한 가축용 발효 미생물 사료
KR20160113927A (ko) 2015-03-23 2016-10-04 이춘구 콩 가공식품의 부산물을 이용하여 얻는 가축사료의 제조방법
KR101782110B1 (ko) 2016-04-11 2017-09-26 김성진 오메가-3 지방산 강화 사료첨가제와 이의 제조방법 그리고 이를 이용한 가축사육방법
KR20170136082A (ko) 2016-05-30 2017-12-11 (주)현농 가축의 보조사료 및 이의 제조방법

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100421571C (zh) 复合微生物饲料添加剂
KR100749227B1 (ko) 버섯배지를 이용한 가축용 발효 미생물 사료 첨가제의 제조 방법 및 이를 이용한 가축용 발효 미생물 사료
CN101401616B (zh) 发酵废弃蔬菜饲料和制备方法
CN101869184B (zh) 一种微生物饲料添加剂及其制备方法
CN102488084B (zh) 好氧混合菌发酵秸秆饼粕制备蛋白饲料的方法
CN105028897B (zh) 一种北虫草培养基发酵饲料及其制备方法
KR100818961B1 (ko) 버섯배지를 이용한 가축용 미생물 발효 깔짚의 제조 방법
CN100408673C (zh) 有机微生物组合物和用途
CN105475623A (zh) 一种生态真菌复合饲料的生产方法及饲喂方法
CN105876082A (zh) 一种肽蛋白饲料及其制备方法
CN103396956A (zh) 一种酿酒酵母及其筛选培养方法和用于豆粕发酵的方法
CN108142728A (zh) 鱼用发酵饲料及其制备方法和应用
CN105211509A (zh) 一种利用柚子皮发酵制作的饲料及其制备方法
CN1934989A (zh) 一种微生物饲料添加剂
CN103976147A (zh) 嗜酸乳杆菌果渣发酵饲料及其生产工艺
CN1934985A (zh) 金针菇菌糠菌丝体原位后发酵生产饲料的方法
CN113115869A (zh) 一种微生物发酵饲料及其制备方法
CN106376747A (zh) 一种妊娠母猪微贮发酵饲料及制作方法
CN109480060A (zh) 一种利用发酵红枣粉配制的猪饲料及其制备方法和应用
CN103960463B (zh) 青贮橘粕饲料及其制备工艺
CN108740313A (zh) 一种微生物饲料添加剂
CN102246884A (zh) 一种发酵蛋白饲料、制备方法及含有其的蛋鸡用蛋白饲料
CN106387505A (zh) 一种利用牛粪发酵鱼饲料配方及其制备方法
KR100597659B1 (ko) 반추 동물용 발효사료
CN108813106A (zh) 一种预防和治疗母猪便秘的微生物发酵饲料及其使用方法