KR100573811B1

KR100573811B1 - 과립형 맥섬석 사료 첨가제 및 이의 제조방법

Info

Publication number: KR100573811B1
Application number: KR1020060013377A
Authority: KR
Inventors: 곽성근
Original assignee: 맥섬석 지.엠. 주식회사
Priority date: 2006-02-13
Filing date: 2006-02-13
Publication date: 2006-04-24

Abstract

본 발명은 유산균을 담지시켜 가축에 유산균을 급여함과 동시에 맥섬석에서 발생하는 원적외선을 가축에 적용시켜 가축분에서의 암모니아 가스의 발생을 억제하고, 고기의 보수력과 pH를 향상시켜 육질을 향상시킬 수 있도록 한 과립형 맥섬석 사료 첨가제 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 맥섬석의 분말을 발포제와 혼합하여 과립기를 이용하여 과립으로 성형하고, 이 과립을 소성한 후, 여기에 유산균 배양물을 고정시켜 미생물고정과립을 수득하고, 이를 건조시켜 과립형 맥섬석 사료 첨가제를 수득하는 건조단계;들을 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.

맥섬석, 다공질, 과립, 유산균, 원적외선 방사

Description

과립형 맥섬석 사료 첨가제 및 이의 제조방법 {Granule type Maeksumseok livestock feed additives and manufacturing method thereof}

도 1은 본 발명에서 사용되는 맥섬석의 원적외선 방사량을 나타내는 그래프이다.

도 2는 본 발명에서 수득되는 다공질의 맥섬석 과립을 확대하여 촬영한 사진이다.

도 3은 본 발명에 따른 과립형 맥섬석 사료 첨가제의 미생물의 배양 및 맥섬석 담체에 고정화된 상태를 확대하여 촬영한 사진이다.

본 발명은 과립형 맥섬석 사료 첨가제 및 이의 제조방법에 관한 것으로 특히, 유산균을 담지시켜 가축에 유산균을 급여함과 동시에 맥섬석에서 발생하는 원적외선을 가축에 적용시켜 가축분에서의 암모니아 가스의 발생을 억제하고, 고기의 보수력과 pH를 향상시켜 육질을 향상시킬 수 있도록 한 과립형 맥섬석 사료 첨가제 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

기존 사료첨가용 무기물들은 분쇄공정 후 분급처리 하여 사료에 배합하는 형 태이므로, 입자의 형태 및 크기가 고르지 못하여 재료의 유동성 떨어지고, 단위 입자당 무게비가 일정치 않으므로 사료배합공정의 자동화 설비에 정량의 혼합비로 사료를 공급하는데 어려움 있다.

대한민국 공개특허공보 제2005-0117620호는 미생물 내 유기태 금속 또는 광물이 축적된 미생물사료첨가제 및 이의 제조 방법에 관한 것으로서, 유기태 금속 또는 광물을 배양 배지에 첨가하여 미생물을 배양하는 단계를 포함하여, 미생물 내 동일 또는 변형된 유기태 금속 또는 광물이 축적된 미생물 사료첨가제를 제조하는 방법 및 상기 제조 방법에 의해 생산된 미생물 사료첨가제를 제공한다. 그러나 미생물은 배지의 성분과 배양온도에 따라 엄격하게 다르나, 이에 대한 설명이 전혀 없으며, 유기태 금속이나 광물이 미생물 내에 축적되는 것으로서, 그 양이 극히 미량이어서 광물의 축적에 기한 원적외선방사 효과를 거의 기대할 수 없다는 단점이 있다.

대한민국 특허등록 제0003825-0000호는 패각화석을 주제로 한 사료첨가제는 각종 무기물질을 함유하는 패각화석과 해니 및 해성니탄을 소정비율로 혼합하여 형성한 사료 첨가제를 가축, 특히 닭의 사료에 소정량 배합하여 급여하는 것에 관한 것으로, 패각화석을 주제로 한 사료 첨가제는 30%의 패각화석과 40%의 해니 및 30%의 해성니탄을 혼합하고 분말화하여 제조하고, 이 사료 첨가제를 닭의 사료에 닭의 성장기간에 맞게 0.5 내지 3%의 비율로 배합하여 급여하며, 패각화석과 해니 및 해성니탄은 칼슘, 인, 망간, 아연, 동등의 20여 종의 광물질을 다량 함유하고 있어 닭의 성장을 촉진하고 육질을 개선하며 병에 대한 저항력을 강화시키는 것으로 되 어 있으나, 사료혼합기에서 배합 시 회전에 따라 원심력 및 중력이 작용하여 하부로 쏠리는 현상이 심하고, 이송관을 통하여 급이 될 때 이송 중에 하단부로 가라앉는 현상을 막을 수가 없으며, 혼합 및 급이 과정에서 정량의 혼합비로 할 수 없다는 단점이 있다.

대한민국 특허출원 제1997-0061085호는 돈분에 암모니아 가스 발생 억제와 특수 돼지고기생산을 위한 일라이트 첨가사료의 제조방법에 관한 것으로서, 돈분에서의 암모니아 가스 발생 억제와 특수 돼지고기를 생산하기 위한 일라이트 첨가사료에 관한 것으로, 점토광물질인 일라이트를 첨가한 사료를 돼지에게 급여하여 돼지고기의 보수력을 크게 하여 고품질의 돼지고기를 생산하기 위한 일라이트 첨가사료의 제조방법으로서, 양돈사료에 1㎏당 일라이트를 0.5% 내지 1.5%를 첨가하여 급여 시 돈분의 암모니아 발생량이 기준치에 비하여 최고 5ppm까지 낮아지는 효과로 인하여 돼지의 호흡기 질환을 해소하고 양돈사료㎏에 1당 1.0% 내지 2.0%를 첨가하여 급여 시 삼겹살이나 갈비 및 목심은 3.2 내지 5.5배 높아지고, 돼지고기의 pH를 높여 고급육을 제공할 수 있는 것으로 되어 있으나, 일라이트의 흡착성이 낮아 효과가 낮다는 단점이 있다.

대한민국 특허등록 제0410830-0000호는 사료 첨가용 미생물 제제와 그 제조방법에 관한 것으로, 유산균인 락토바실루스 아밀로필루스와 효모인 사카로마이세스 세레비지애와, 고초균인 바실루스 섭틸러스를 각각 배양한 다음, 제올라이트와 탈지강 혼합물에 흡착 고정시키고, 25 내지 30℃의 인큐베이터에서 48 내지 72시간 동안 숙성시킨 다음, 수분 함량을 10 내지 12%로 건조시켜 만든 락토바실루스 아밀 로필루스 흡착물, 사카로마이세스 세레비지애 흡착물, 바실루스 섭틸러스 흡착물을 5:3:2의 비율로 배합한 다음, 250 내지 300메쉬 크기로 파쇄하여, 사료 첨가용 미생물 제제를 제조하여 제조된 미생물 제제를 사료에 첨가하여 가축에 급이 시키면, 가축의 소화율이 개선되어 가축 분뇨의 악취 발생이 감소하고, 파리의 산란과 발생량이 억제되는 것으로 되어 있으나, 소성되지 않는 제올라이트 담체에의 미생물의 흡착고정에는 적절한 미생물 선택 및 흡착고정을 위한 조건 등이 요구되나 이에 대한 기재가 없다.

본 발명의 목적은 유산균을 담지시켜 가축에 유산균을 급여함과 동시에 맥섬석에서 발생하는 원적외선을 가축에 적용시켜 가축분에서의 암모니아 가스의 발생을 억제하고, 고기의 보수력과 pH를 향상시켜 육질을 향상시킬 수 있도록 한 과립형 맥섬석 사료 첨가제 및 이의 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 과립형 맥섬석 사료 첨가제의 제조방법은, (1) 맥섬석 원광을 30 내지 40㎛의 범위 이내의 평균입경을 갖도록 분쇄하여 물 : 고형분 분말이 중량비로 1 : 2의 비율이 되도록 하여 맥섬석 분말의 슬러리를 수득하고, 상기 맥섬석 분말의 슬러리에 탄산칼슘(CaCO₃) 또는 탄산나트륨(Na₂CO₃) 또는 이들의 혼합물로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 발포제 분말을 상기 맥섬석 분말의 슬러리의 고형분 기준으로 0.01 내지 0.1중량%의 양으로 혼합하여 과립화혼합물을 수득하 는 발포제혼합단계; (2) 상기 과립화혼합물을 공지의 과립기를 이용하여 80 내지 120㎛의 범위 이내의 평균입경의 과립상으로 성형하여 맥섬석 과립을 수득하는 과립성형단계; (3) 상기 맥섬석 과립을 1,000 내지 1,200℃의 온도범위에서 소성하여 다공질의 맥섬석 과립을 수득하는 과립소성단계; (4) 유산균 종균 0.1 내지 1중량%, 당분 20 내지 30중량% 및 잔량으로서 물을 혼합하고, 27 내지 35℃의 온도범위에서 60 내지 84시간 동안 배양시켜 유산균 배양물을 수득하는 유산균 배양단계; (5) 상기 유산균 배양물 20 내지 30중량%와 잔량으로서 상기 다공질의 맥섬석 과립과 혼합하여 상기 다공질의 맥섬석 과립에 상기 유산균 배양물을 고정시켜 미생물고정과립을 수득하는 미생물고정단계; 및 (6) 상기 미생물고정과립을 건조시켜 과립형 맥섬석 사료 첨가제를 수득하는 건조단계;들을 포함하여 이루어진다.

상기 (1)의 발포제혼합단계에서 맥섬석 원광을 분쇄한 분말을 맥섬석 분말의 슬러리로 만들기 전에 분말 상태에서 1,200 내지 1,400℃의 온도범위에서 소결시킨 후, 소결물을 습식분쇄하여 맥섬석 분말의 슬러리로 만드는 소결공정이 더 포함될 수 있다.

또한 본 발명에 따른 과립형 맥섬석 사료 첨가제는, 상기한 바의 본 발명에 따른 과립형 맥섬석 사료 첨가제의 제조방법에 의해 수득되는 것이 될 수 있다.

상기 다공질의 맥섬석 과립에 고정된 유산균 배양물의 유산균은 락토바실러스 플란타룸(Lactobacillus Plantarum) 또는 락토바실러스 살리바리우스(Lactobacillus Salivarius) 또는 이들의 혼합물이 될 수 있다.

이하, 본 발명의 구체적인 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 과립형 맥섬석 사료 첨가제의 제조방법은, (1) 맥섬석 원광을 30 내지 40㎛의 범위 이내의 평균입경을 갖도록 분쇄하여 물 : 고형분 분말이 중량비로 1 : 2의 비율이 되도록 하여 맥섬석 분말의 슬러리를 수득하고, 상기 맥섬석 분말의 슬러리에 탄산칼슘(CaCO₃) 또는 탄산나트륨(Na₂CO₃) 또는 이들의 혼합물로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 발포제 분말을 상기 맥섬석 분말의 슬러리의 고형분 기준으로 0.01 내지 0.1중량%의 양으로 혼합하여 과립화혼합물을 수득하는 발포제혼합단계; (2) 상기 과립화혼합물을 공지의 과립기를 이용하여 80 내지 120㎛의 범위 이내의 평균입경의 과립상으로 성형하여 맥섬석 과립을 수득하는 과립성형단계; (3) 상기 맥섬석 과립을 1,000 내지 1,200℃의 온도범위에서 소성하여 다공질의 맥섬석 과립을 수득하는 과립소성단계; (4) 유산균 종균 0.1 내지 1중량%, 당분 20 내지 30중량% 및 잔량으로서 물을 혼합하고, 27 내지 35℃의 온도범위에서 60 내지 84시간 동안 배양시켜 유산균 배양물을 수득하는 유산균 배양단계; (5) 상기 유산균 배양물 20 내지 30중량%와 잔량으로서 상기 다공질의 맥섬석 과립과 혼합하여 상기 다공질의 맥섬석 과립에 상기 유산균 배양물을 고정시켜 미생물고정과립을 수득하는 미생물고정단계; 및 (6) 상기 미생물고정과립을 건조시켜 과립형 맥섬석 사료 첨가제를 수득하는 건조단계;들을 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.

상기 (1)의 발포제혼합단계는 맥섬석 원광을 30 내지 40㎛의 범위 이내의 평균입경을 갖도록 분쇄하여 물 : 고형분 분말이 중량비로 1 : 2의 비율이 되도록 하여 맥섬석 분말의 슬러리를 수득하고, 상기 맥섬석 분말의 슬러리에 탄산칼슘(CaCO₃) 또는 탄산나트륨(Na₂CO₃) 또는 이들의 혼합물로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 발포제 분말을 상기 맥섬석 분말의 슬러리의 고형분 기준으로 0.01 내지 0.1중량%의 양으로 혼합하여 과립화혼합물을 수득하는 것으로 이루어진다.

상기 맥섬석(Maeksumseok)은 하기 표 1에 나타낸 바와 같은 구성성분들로 이루어진다. 맥섬석은 화성암류 중의 석영반암에 속하는 암석으로 전체적으로는 풍화되어 깨지기 쉬운 것이 특징이고, 특히 흰 장석은 카오린화 되어 있는 경우가 많으며, 흑운모도 거의 산화되어 산화철의 형태로 산재해 있다. 각섬석이 다량 함유되어 있는 점이 특징이며, 지르콘이 다량 포함되어 있어 α선이 존재하며 생물에게 좋은 영향을 주는 작용이 있는 것으로 알려져 있다. 맥섬석에서 발생하는 파장은 8 내지 14㎛의 범위 이내로 생체에 가장 유익한 파장대의 원적외선으로 알려져 있다. 이 파장대의 원적외선은 생체세포를 활성화시켜 신진대사를 촉진시키는 것으로 알려져 있다. 맥섬석은 암석 상태에서 발생하는 원적외선의 방사율보다 맥섬석을 미분말화(1 내지 6㎛) 하였을 때 발생하는 원적외선의 방사율이 높아진다는 점에 착안하여 본 발명에서는 맥섬석을 분말화 하여, 특히 소성 후 분말화하고, 이를 과립형으로 제조하여 유산균을 담지 및 고정시키는 담체로 활용하는 것을 특징으로 한다. 맥섬석의 작용은 다공성에 의한 흡착, 무기질의 석출, 수질의 조절, 수중 용존산소량의 증가 등의 기능을 나타낸다.

성분명	함량(중량%)
이산화규소(Si0₂)	68.80
산화알루미늄(Al₂O₃)	12.99
산화철(Fe₂O₃)	2.47
산화칼슘(CaO)	1.99
산화마그네슘(MgO)	0.56
산화칼륨(K₂O)	4.53
산화나트륨(Na₂O)	6.25
이산화티탄(TiO₂)	0.23
오산화인(P₂O₅)	0.06
산화망간(MnO)	0.06
강열감량	2.09

또한, 맥섬석의 원적외선 방사량을 도 1에 나타내었다. 도 1에서의 방사량의 단위는 70℃에서 측정하는 것을 기준으로 하여 W/㎡ㆍ㎛이며, 흑체와 유사하게 높은 원적외선 방사량을 나타냄을 확인할 수 있다. 도 1의 그래프는 한국 원적외선 응용평가 연구원에서 측정한 결과이다. 상기에서 발포제로 혼합된 탄산칼슘 또는 탄산나트륨은 열분해에 의해 이산화탄소(CO₂)를 발생시키고, 과립 내부에서 발생된 이산화탄소는 과립 내부에서 기공을 형성 후, 가스는 과립입자 사이로 방출되어 기공율 높이고, 과립표면에서 형성된 이산화탄소는 과립의 표면적을 크게 하여 재료의 물리적 특성을 향상시키는 기능을 한다.

상기 (2)의 과립성형단계는 상기 과립화혼합물을 공지의 과립기를 이용하여 80 내지 120㎛의 범위 이내의 평균입경의 과립상으로 성형하여 맥섬석 과립을 수득하는 것으로 이루어지며, 본 발명에서는 상기와 같은 특징을 가진 맥섬석 광물을 가축사료에 첨가하기 위한 것으로서, 일반적으로 분말을 과립형태로 제조함으로써 재료의 유동성이 좋아져 성형체의 충진밀도를 높이는 작용하는데, 이때 만들어진 과립은 도 2에 나타낸 바와 같은 구형에 가까운 형태를 갖게 된다.

상기 (3)의 과립소성단계는 상기 맥섬석 과립을 1,000 내지 1,200℃의 온도범위에서 소성하여 다공질의 맥섬석 과립을 수득하는 것으로 이루어지며, 본 발명에 따라 상기 (2)의 과립성형단계와 상기 (3)의 과립소성단계를 거쳐서 도 2에 나타난 바와 같이 기공이 형성된 다공질의 맥섬석 과립을 수득할 수 있다. 상기 과립소성단계는 과립을 소성시켜 상기 (2)의 과립성형단계에서 수득된 과립이 고형화 된 형태로서 입자 간의 결합력이 약하여 형태를 유지하기 어렵다는 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 과립화된 재료를 소성시켜 강도 및 형태를 유지할 수 있도록 한다. 또한, 과립소성단계에서 가해지는 열에 의해 살균이 가능하며, 그에 따라 최종적으로 수득되는 본 발명에 따른 과립형 맥섬석 사료 첨가제에는 이후에 고정되는 유산균 만이 존재하게 되어 사료첨가제로서 안전하게 사용할 수 있도록 한다.

상기 (4)의 유산균 배양단계는 상기한 바와 같이 하여 수득된 다공질의 맥섬석 과립에 고정될 유산균을 배양하는 단계로서, 유산균 종균 0.1 내지 1중량%, 당분 20 내지 30중량% 및 잔량으로서 물을 혼합하고, 27 내지 35℃의 온도범위에서 60 내지 84시간 동안 배양시켜 유산균 배양물을 수득하는 것으로 이루어진다. 상기 유산균들은 국립환경과학원 또는 주식회사 한국미생물기술 등에서 구입할 수 있으며, 1차로 확대배양한 상기 유산균을 물(특히 광천수)과 당분, 특히 바람직하게는 폐사탕을 녹여서 얻은 당(糖)을 상기의 비율로 혼합하여 배양시킴으로써 유산균을 증식, 성장시킨다. 이러한 유산균 종균의 배양은 당업자에게는 공지된 것으로 이해될 수 있다. 상기 배양시간이 60시간 미만인 경우, 유산균의 증식 및 성장이 충분치 못하게 되는 문제점이 있을 수 있고, 84시간을 초과하는 것은 생산성의 면에서 바람직하지 못하다는 단점이 있을 수 있다. 그러나 당업자에게는 조건을 적절히 달리함으로써 상기한 배양시간을 조절할 수 있음은 당연히 이해될 수 있는 것이다.

상기 (5)의 미생물고정단계는 상기 유산균 배양물 20 내지 30중량%와 잔량으로서 상기 다공질의 맥섬석 과립과 혼합하여 상기 다공질의 맥섬석 과립에 상기 유산균 배양물을 고정시켜 미생물고정과립을 수득하는 것으로 이루어지며, 이러한 공정의 수행에 의해 증식 및 성장된 유산균을 담체로서의 상기 다공질의 맥섬석 과립에 고정시킨다. 상기 맥섬석 과립에는 발포제에 의한 발포에 의해 형성된 기공들이 충분하여 유산균을 높은 함량으로 고정시킬 수 있다. 특히, 미생물고정은 액상으로 된 상기 유산균 배양물과 상기 다공질의 맥섬석 과립과 혼합한 후, 저온에서 건조시키는 것으로 달성될 수 있기 때문에 공정이 매우 간단하고, 저온에서 건조시킴으로써 미생물이 실활되지 않고, 유효하게 살아있는 상태로 담체로서의 상기 다공질의 맥섬석 과립에 고정될 수 있다.

그리고 상기 (6)의 건조단계는 상기 미생물고정과립을 건조시켜서 보관, 취급 및 일반 가축사료에의 혼합 등을 용이하게 한다. 상기 건조는 자연건조, 풍력건조 등 공지의 건조방법들이 적용될 수 있으나, 미생물의 생존을 위하여 고온건조나 냉동건조 등은 바람직하지 못하다. 특히 바람직하게는 상기 건조는 30 내지 35℃의 온도하에서 원적외선 건조기로 건조시킬 수 있다. 이는 유산균이 사멸되지 않고, 잘 생존할 수 있도록 하면서 유산균 배양물에 포함되어 있던 수분을 제거하고, 본 발명에 따른 과립형 맥섬석 사료 첨가제를 수득할 수 있다.

상기한 바와 같은 방법에 의하여 본 발명에 따라 제조되어진 과립형 맥섬석 사료 첨가제는 단위 부피당 중량을 최소화하여 공지의 사료혼합기에서의 배합 시, 회전에 따라 원심력 및 중력이 작용하여 하부로 쏠리는 현상을 방지하고, 이송관을 통한 급이 시, 이송 중에 하단부로 가라앉는 현상을 최소화하여, 혼합 및 급이과정에서 정량의 혼합비로 할 수 있다. 또한, 도 3에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 과립형 맥섬석 사료 첨가제의 미생물의 배양 및 맥섬석 담체에 고정화된 상태가 양호하여 유산균을 가축에 충분히 공급할 수 있음을 확인할 수 있다.

상기 (1)의 발포제혼합단계에서 맥섬석 원광을 분쇄한 분말을 맥섬석 분말의 슬러리로 만들기 전에 분말 상태에서 1,200 내지 1,400℃의 온도범위에서 소결시킨 후, 소결물을 습식분쇄하여 맥섬석 분말의 슬러리로 만드는 소결공정이 더 포함될 수 있다. 이 소결공정에 의해 맥섬석의 화학적 성분이 재결정 결합, 즉 공유결합이 되도록 한다.

본 발명에 따른 과립형 맥섬석 사료 첨가제는, 상기한 바와 같은 본 발명에 따른 과립형 맥섬석 사료 첨가제의 제조방법에 따라 수득되며, 가축에 사료를 급이할 때 본 발명에 따른 과립형 맥섬석 사료 첨가제를 사료에 혼합하여 급이토록 함으로써 유산균과 함께 원적외선 방사효율이 우수한 맥섬석을 함께 공급할 수 있도록 한다.

가축의 사료에 첨가제로 이용되는 유산균의 생균제제는 사람의 정장제 효과와 같은 원리이다. 새끼돼지는 생후 2월에 설사병에 걸리기 쉽고, 이때 설사로 인하여 폐사되기 쉬운데, 이 경우 유산균의 생균제제 투여는 효과가 크다. 송아지의 경우도 유산균 생균제를 급여하면, 설사예방과 아울러 빨리 성장하는 효과가 있는 것으로 알려져 있다. 또한 살모넬라에 감염된 닭이 40% 이상의 폐사율을 보이는 반면, 유산균를 투입한 닭의 폐사율은 5%이내로 급격히 감소, 생존율이 향상된다. 락토바실러스 살리바리우스(Lactobacillus Salivarius)는 장내 독성화 증상을 제거하는데 효과적이다. 비타민 B, K, 효소 및 유산을 생성하며, 락타아제의 분비를 도와주는 기능을 한다. 단백질 분리의 부산물과 같이 단백질 내에서 아주 활동적이고, 식중독에 효과가 있는 것으로 알려져 있다. 락토바실러스 플란타룸(Lactobacillus Plantarum)은 유산 및 아세트산과 같은 유기산을 생성하고, 중독성 아민 레벨을 낮춰주는 동시에 소화효소도 만들어주는 이로운 박테리아다. 또한 이것은 해로운 박테리아가 위장에 자리잡는 것도 막아주는 역할도 한다. 또한 본 발명에 따라 제조된 다공성의 맥섬석 과립은 유산균이 고정되는 담체로서 기능함과 동시에 35℃에서 원적외선 방사율 ε= 0.93 이상이 되어 높은 원적외선 방사율을 나타내고, 본 발명에서 사용하는 균주는 원적외선 방사에 의하여 생육이 촉진될 뿐 만 아니라 미생물의 생리적 작용이 증대되도록 기여하며, 동물의 성장 및 소화작용에 도움을 준다. 특히, 유산균은 본 발명에 따라 상기 다공성의 맥섬석 과립에 고정되어 장기간에 걸친 제품의 보관에도 높은 안정성을 나타낸다.

이하에서 본 발명의 바람직한 실시예 및 비교예들이 기술되어질 것이다.

이하의 실시예들은 본 발명을 예증하기 위한 것으로서 본 발명의 범위를 국한시키는 것으로 이해되어져서는 안될 것이다.

실시예

2㎜ 이하로 분쇄된 맥섬석 원료를 로에 넣어 적재한 다음, 온도와 압력을 조절하여 1,300℃에 도달시켰다. 1차점화는 로내의 엘피지(LPG)가스(이하 '가스'라 한다) 압력을 0.1㎏/hr로 조정하여 1시간 동안에 300℃에 도달하게 하였다. 1시간 후에는 가스 압력을 0.125㎏/hr로 조정하여 1시간 동안 500℃에 이르게 하였다. 500℃가 되면 가스 압력을 0.15㎏/hr으로 조정하여 1시간 동안 700℃에 이르게 하였다. 로내 온도가 700℃에 도달하면 가스 압력을 0.2㎏/hr로 조정하고 온도를 850℃에 이르게 하였다. 850℃가 되면 가스 압력을 0.2㎏/hr로 고정시킨 상태에서 원료 내부에 함유된 유기물질의 완전연소를 위해 1시간 정도 온도를 유지시켰다. 유기물질의 연소가 끝나면 가스 압력을 0.25㎏/hr로 조정하여 1시간 동안 온도를 950℃까지 상승시켰다. 950℃가 되면 다시 가스 압력을 0.3㎏/hr로 상승시켜 1시간 동안 온도를 1,040℃까지 상승시켰다. 1시간 후, 온도가 1,040℃에 도달하면 로의 내부를 불완전 연소상태로 만들고, 로내 압력을 상승시켜 로의 내부온도를 균일하게 하여 원료 전체의 소결상태를 안정화시켰다. 그 후, 로압을 유지하며 5시간 동안 1,300℃에 이르게 하였다. 1,300℃에 도달하면 가스 압력을 고정시킨 상태에서 배기량을 줄여 로압을 상승시켜 1시간 동안 1,300℃를 유지하게 하여 맥섬석의 화학적 성분이 재결정 결합, 즉 공유결합이 되도록 하였다. 소결이 완료되면 로의 불을 끄고 배기구를 닫은 상태에서 온도를 서서히 하강시켜 소화 후, 5시간 만에 1,000℃에 이르게 하였다. 1,000℃가 되면 완전히 개방하여 시간당 100℃씩 냉각시켰다.

이후 수득된 소결체를 먼저 파쇄기로 50㎜ 이하의 입자로 분쇄한 다음 2차로 2㎜ 이하로 분쇄하였다. 다음에 2㎜ 이하로 분쇄된 소결입자를 물과 1:1의 비율로 혼합하여 습식분쇄기에 넣어 평균입도 400메쉬(35미크론) 이하로 미세하게 분쇄된 액상혼합물을 제조하였다. 여기에 최종과립의 기공율을 높이기 위해 발포제로써 탄산칼슘 및 탄산나트륨의 1 : 1 혼합물을 상기 액상혼합물의 고형분 대비 0.05%중량비로 되도록 하여 액상혼합물에 첨가하였다. 이후, 과립화를 위하여 공지의 과립의 제조공정(스프레이 드라이공법)으로써 열풍로의 버너를 점화하여 2시간 동안 온도를 상승시켜 로의 내부온도가 1,000℃에 도달하게 하고, 1,000℃가 되면 송풍기를 가동하여 열을 사이클론 내부로 이동시키고, 내부온도가 300℃가 되면 사이클론 하단부에 노즐을 투입시키고, 40㎏f/㎠의 펌프압력으로 미세하게 분쇄된 액상혼합물을 중량이 유입하는 상부점까지 품어 올렸다. 방사된 액상은 사이클론 상부측면에서 유입되는 열풍으로 인해 와류를 일으키며 낙하하게 되며, 이로 인하여 환형태가 형성되며, 300℃를 유지하는 내부열로 인해 원료에 함유된 수분이 증발하며 이로 인한 기공이 형성된 80 내지 120㎛ 크기의 과립자가 수득된다. 이 과정에서 슬러지의 수분함량을 높이면 과입자에 포함된 수분은 내부에서 급격한 기화가 일어나며, 이때 형성된 기포가 온도팽창으로 압력이 높아지고, 일정한 압력이상이 되면 구형의 표면을 뚫고 환상의 과립형태로 형성된다. 수증기가 빠져나간 환상형태의 과립은 물분자가 있던 자리에 작은 기공을 형성하고, 내부에서 파포된 자리는 10 내지 50㎛의 환형으로 과립의 비중을 감소시키는 역할과 미크론 크기의 담체 역할을 하며 유산균이 담지 및 고정되는 공간이 된다. 이후, 1에서 8구간에 걸쳐 300℃에서 1,100℃까지 설정된 구간을 12시간 동안 순차별로 통과시켜 과립 속에 함유된 잔여수분 및 이물질을 제거하였다. 이로 인해 과립의 기공을 안정화시켜 미생물을 고정화시킬 수 있게 된다. 본 발명에서 제조되어진 과립은 0.7 내지 1.9의 범위 이내의 비중값을 가지게 된다. 이후, 별도로 락토바실러스 플란타룸을 미생물연구소에서 구입하여 1차로 확대배양한 후, 그 유산균 0.5중량%와 폐사탕을 녹여서 얻은 당(糖) 25중량% 및 광천수 74.5중량%를 교반기에 넣고, 충분히 혼합한 다음, 30℃로 조절된 배양기에서 72시간 동안 숙성하여 액체 미생물사료를 제조하고, 배양시킨 유산균 배양액 25중량%를 상기 다공성의 맥섬석 세라믹 담체 75중량%와 함께 교반기에 넣어 맥섬석 세라믹 담체에 미생물이 흡착고정화 되도록 한 다음, 건조기에 넣고 34℃에서 12시간 건조시켜 본 발명에 따른 과립형 맥섬석 사료 첨가제를 수득하였다.

실험예 1

상기 실시예에서 수득된 사료 첨가제를 양돈사료에 1kg당 1중량%의 양으로 첨가하여 급여하고, 통상의 돼지 사육방법에 따라 사육하였다. 돈분에서의 냄새의 원인이 되는 돈분에 대하여는 사료로서 본 발명에 따른 상기 실시예에서 수득된 사료 첨가제가 급이 동안에 흘려서 바닥에 떨어져 돈분과 혼합되는 것을 가정한 모의실험으로서 본 발명에 따른 사료 첨가제가 돈분과 혼합되었을 때 돈분으로부터의 냄새의 원인이 되는 가스의 발생량을 줄일 수 있는 지에 대하여 실험하였다. 즉, 사육 동안 채취된 돈분에 본 발명에 따른 사료 첨가제를 혼합하고, 돈분에서 발생되는 암모니아(NH₃)와 황화가스(H₂S)를 측정하였다.

돈분 10㎏ 중 본 발명에 따른 사료 첨가제 300g, 사료 30g을 혼합(사료 첨가제 첨가구)한 다음 7일 간격으로 10회에 걸쳐서 암모니아 및 황화수소의 발생량을 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다. 대조구는 본 발명에 따른 사료 첨가제를 혼합하지 않은 무첨가의 돈분을 대상으로 하였다.

구 분	암모니아(ppm)	황화수소(ppm)
사료 첨가제 첨가구	0.91	1.63
대조구	3.0	4.0

실험 결과, 대조구와 비교하여 본 발명에 따른 사료 첨가제를 첨가한 첨가구가 암모니아 가스는 69.7%, 황화수소는 59.3%로 각각 감소함을 확인할 수 있었다. 따라서, 본 발명에 따른 사료 첨가제는 맥섬석의 원적외선 방사 효과 등에 의해 돈분에서의 냄새를 줄일 수 있는 효과가 있음을 확인할 수 있었다.

실험예 2

상기 실시예에서 수득된 사료 첨가제를 양돈사료에 1kg당 1.5중량%의 양으로 첨가하여 급여하고, 통상의 돼지 사육방법에 따라 사육하였다. 사육된 돼지를 도축하여 얻은 돈육 중의 지방산과 아미노산을 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 3 및 표 4에 나타내었다. 대조구는 사료 첨가되지 않은 상용화된 양돈사료를 그대로 급이한 것으로 하였다. 또한 표 5에는 비육성적을 관측하여 정리하였다.

지방산	대조구	맥섬석 미생물 사료 첨가구
라우릴산(Lauric,; C12.0)	0.13	0.06
미리스트산(Myristic, C14.0)	1.89	1.41
미리스톨렌산(Myristoleic, C14:1)	0.61	-
팔미트산(Palmitic C16.0)	29.54	20.12
팔미톨렌산(Palmitoleic C16:1)	3.16	2.15
스테아린산(Stearic, C18.0)	6.73	9.91
올레인산(Oleic C18:1)	45.35	42.35
리놀레인산(Linoleic C18:2)	13.11	16.31
리놀렌산(Linolenic C18:3)	0.71	1.21
아라키돈산(Arachidonic, C20:4)	0.63	1.02
이피에이(E.P.A, C20:5)	0.09	0.07
디에이치에이(D.H.A, C22:6)	0.13	-
기타(Others)	4.85	4.15
총포화지방산(TSF A)	35.51	33.83
총불포화지방산(TUF A)	62.34	64.15
* TSF : Total Saturated Fatic acid, TUF : Total Unsaturated Fatic acid % of total lipids

상기 표 3에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 사료 첨가제 첨가구가 대조구에 비해 불포화지방산이 약 3% 정도 증가하는 것으로 확인할 수 있었다.

아미노산	대조구	맥섬석 미생물 사료 첨가구
아스파르트산(Aspartic acid)	1.73	2.22
트레오닌(Threonine)	0.85	1.13
세린(Serine)	0.72	0.91
글루탐산(Glutamic acid)	2.73	3.64
프롤린(Proline)	0.66	0.79
글리신(Glycine)	0.84	1.01
알라닌(Alanine)	0.99	1.37
발린(Valine)	0.87	1.22
이소류신(Isoleucine)	0.89	1.14
류신(Leucine)	1.42	1.97
티로신(Tyrosine)	0.63	0.87
페닐알라닌(Phenylalanine)	0.69	0.94
히스티딘(Histidine)	0.91	0.95
리신(Lysine)	3.93	2.21
아르기닌(Arginine)	1.13	1.51
조단백질(Crude Protein)	23.28	23.02

상기 표 4에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 사료 첨가제 첨가구는 대조구와 비교하여 아스파르트산, 글루탐산, 발린, 류신 등이 유의적으로 증가하였고, 조단백질 함량의 경우도 대조구에 비해 증가한 반면, 리신 함량은 감소한 것으로 나타났으며, 결과적으로 본 발명에 따른 사료 첨가제의 첨가에 의해 아미노산 함량이 전체적으로 증가하고, 단백질 함량도 증가하는 등 긍정적인 결과를 얻어 보다 우수한 고급육을 수득할 수 있음을 확인할 수 있었다.

항목	대조구	맥섬석 미생물 사료 첨가구
돼지 사육 수(No. of Pigs)	23.0	23.0
초기 체중(Initial body Wt., ㎏)	31.8	32.2
최종 체중(Final body Wt., ㎏)	109.4	121.3
일당 증체량(Average daily gain, g/day)	768	882
사료 요구량(Feed consumption, ㎏/pig)	232	232
사료 요구율Feed Consumption rate	2.93	2.72

상기 표 5에 나타난 바와 같이, 일당 증체량은 본 발명에 따른 사료 첨가제 첨가구가 대조구에 비해 약 13% 정도 개선되는 효과가 있으며, 사료 요구량이 적어지고, 사료 요구율도 7% 이상 개선되는 효과가 있음을 확인할 있었다.

이상 실시한 실험에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명은 맥섬석과 미생물을 사료에 첨가하여 가축에 식이 시킴으로써 가축 분뇨 중 암모니아가스, 황화수소가스의 함량이 감소하였으며, 도축 중 불포화지방산 및 단백질의 함량이 증가하였으며, 돼지의 사료 요구율이 개선되었으며, 일당 증체량을 개선하는 효과가 있어서 축산분야에 매우 효용성이 높은 사료 첨가제로 활용될 수 있음이 입증되었다.

따라서, 본 발명에서 제조되어진 환상(과립)의 맥섬석 담체는 단위 부피당 중량을 최소화하여 사료혼합기에서 배합시 회전에 따라 원심력 및 중력이 작용하여 하부로 쏠리는 현상을 방지하고, 이송관을 통하여 급이 될 때 이송 중에 하단부로 가라앉는 현상을 최소화하여, 혼합 및 급이 과정에서 정량의 혼합비로 할 수 있으며, 과립제조과정에서 형성된 환상형태의 기공은 유산간균속(Latobacillus)류의 미 생물을 배양하기에 적당한 크기의 담체(용기)역할을 할 수 있는 세라믹 구조체를 제조함으로서 사료의 효율성을 높여, 가축의 성장속도를 증가시키고, 사육된 가축으로부터 양질의 육류를 생산할 수 있도록 하는 효과가 있다. 특히, 본 발명은 사료첨가물의 배합할 때 발생하는 불균등 혼합을 개선하고, 무기첨가물에 동물에 유익한 미생물을 배양함으로 과립에서 발생하는 원적외선효과 와 미생물의 항생균작용을 동시에 얻으며 동물의 생장을 촉진시키는 등 기존의 방법에서 기대할 수 없었던 효과를 제공한다. 본 발명에서 제조된 유산균이 고정된 과립형 맥섬석 사료 첨가제는 가축의 사료에 성장기간에 맞게 0.5 내지 3%의 비율로 배합하여 급여함으로써 가축의 소화율이 개선되어 가축 분뇨의 악취 발생이 감소하고, 파리의 산란과 발생량이 억제되며, 맥섬석 중에 포함된 칼슘, 인, 망간, 아연, 동 등의 20여 종의 광물질을 다량 함유하고 있어 가축의 성장을 촉진하고 육질을 개선하며 병에 대한 저항력을 강화시키는 등의 효과를 기대할 수 있다.

Claims

(1) 맥섬석 원광을 30 내지 40㎛의 범위 이내의 평균입경을 갖도록 분쇄하여 물 : 고형분 분말이 중량비로 1 : 2의 비율이 되도록 하여 맥섬석 분말의 슬러리를 수득하고, 상기 맥섬석 분말의 슬러리에 탄산칼슘(CaCO₃) 또는 탄산나트륨(Na₂CO₃) 또는 이들의 혼합물로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 발포제 분말을 상기 맥섬석 분말의 슬러리의 고형분 기준으로 0.01 내지 0.1중량%의 양으로 혼합하여 과립화혼합물을 수득하는 발포제혼합단계;

(2) 상기 과립화혼합물을 공지의 과립기를 이용하여 80 내지 120㎛의 범위 이내의 평균입경의 과립상으로 성형하여 맥섬석 과립을 수득하는 과립성형단계;

(3) 상기 맥섬석 과립을 1,000 내지 1,200℃의 온도범위에서 소성하여 다공질의 맥섬석 과립을 수득하는 과립소성단계;

(4) 유산균 종균 0.1 내지 1중량%, 당분 20 내지 30중량% 및 잔량으로서 물을 혼합하고, 27 내지 35℃의 온도범위에서 60 내지 84시간 동안 배양시켜 유산균 배양물을 수득하는 유산균 배양단계;

(5) 상기 유산균 배양물 20 내지 30중량%와 잔량으로서 상기 다공질의 맥섬석 과립과 혼합하여 상기 다공질의 맥섬석 과립에 상기 유산균 배양물을 고정시켜 미생물고정과립을 수득하는 미생물고정단계; 및

(6) 상기 미생물고정과립을 건조시켜 과립형 맥섬석 사료 첨가제를 수득하 는 건조단계;

들을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 과립형 맥섬석 사료 첨가제의 제조방법.
제 1 항에 있어서,

상기 (1)의 발포제혼합단계에서 맥섬석 원광을 분쇄한 분말을 맥섬석 분말의 슬러리로 만들기 전에 분말 상태에서 1,200 내지 1,400℃의 온도범위에서 소결시킨 후, 소결물을 습식분쇄하여 맥섬석 분말의 슬러리로 만드는 소결공정이 더 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 과립형 맥섬석 사료 첨가제의 제조방법.
청구항 1의 제조방법에 의해 수득되는 과립형 맥섬석 사료 첨가제.
제 3 항에 있어서,

상기 다공질의 맥섬석 과립에 고정된 유산균 배양물의 유산균이 락토바실러스 플란타룸(Lactobacillus Plantarum) 또는 락토바실러스 살리바리우스(Lactobacillus Salivarius) 또는 이들의 혼합물 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 과립형 맥섬석 사료 첨가제.