KR102446623B1

KR102446623B1 - 참외를 이용한 완전혼합발효사료의 제조방법

Info

Publication number: KR102446623B1
Application number: KR1020220058139A
Authority: KR
Inventors: 홍정민
Original assignee: 성주참외한우 영농조합법인
Priority date: 2022-05-12
Filing date: 2022-05-12
Publication date: 2022-09-23

Abstract

본 발명은 참외를 이용한 완전혼합발효사료의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 발효과(참외저급과) 및 발효제를 포함하며 수분 함량이 40~43%로 조절된 제1 혼합물을 밀봉포장한 후 발효시켜 1차 발효사료를 제조하는 단계; 및 상기 단계에서 제조된 1차 발효사료에 베이스사료(상업용 배합사료), 단미원료, 조사료 및 발효제를 혼합하고 수분 함량을 38~42%로 조절한 제2 혼합물을 밀봉포장하여 추가 발효시키는 단계;를 포함하는, 저장성이 증가된 가축용 참외 완전혼합발효사료의 제조방법에 관한 것이다.

Description

참외를 이용한 완전혼합발효사료의 제조방법{Method for producing total mixed fermentation feed using Korean melon}

본 발명은 참외를 이용한 완전혼합발효사료의 제조방법에 관한 것이다.

소나 양과 같이 반추위를 갖고 있는 가축은 4개의 위(胃)를 가지고 있는데, 그 중 제1 위(rumen) 및 제2 위(reticulum)를 '반추위'라 하고, 제3 위(omasum)와 제4 위(abomasum)는 단위(單胃) 동물의 위와 같은 기능을 가지고 있다. 초식가축의 반추위는 거대한 발효탱크이며, 이 속에는 조사료(풀)의 섬유소를 분해하는 미생물, 전분분해균, 유산균, 단백질분해 박테리아 등 수많은 미생물들이 공생하면서 서식하고 있으며 이 미생물들의 작용으로 소는 조사료로부터 에너지와 단백질을 공급받고 있으며 소가 풀만 먹고도 살아갈 수 있는 이유이다.

그러나 축산업이 발달하면서 생산량 증대를 위해 조사료 대신 곡물 사료의 사용량이 늘어나면서부터 소의 반추위 내에 미생물 균형에 변화가 생겨 자연의 섭리와 배치되는 여러 가지 부작용이 수반되고 있다. 그래서 소를 잘 기를 수 있는 방법은 반추위 속의 미생물이 잘 자랄 수 있는 환경을 만들어 주는 일이고, 송아지 때 반추위 발달이 잘 되도록 사양 관리하는 일이다. 송아지는 태어난지 8주령이 되면 반추위의 용적 비율이 약 60%까지 발달되는데 이 시기가 '단위동물에서 반추동물로 전환되는 시기'(transition period)로서 소의 일생동안 대단히 중요한 시기라고 할 수 있다.

완전혼합(TMR, total mixed ration) 사료는 조사료와 농후사료(또는 상업용 배합사료)를 영양소요구량에 맞도록 적절한 비율로 배합하고 각종 첨가제를 추가하여 만든 것으로, 조사료와 농후사료를 따로 먹이는 경우에 비하여 사료지급의 편의성이 향상된다. 완전혼합발효(TMF, total mixed fermentation) 사료는 완전혼합사료에 효모균 또는 발효제와 물을 적정량 첨가한 것으로, 일반 사료에 비하여 소화 흡수율이 30% 이상 향상된 사료이다.

완전혼합발효사료를 만들기 위해서는 조사료와 농후사료를 배합하고 총 수분함량이 약 40% 정도가 되도록 수분을 보충하고 발효시키게 되는데, 비용 절감을 위해 소주의 증류박이나 맥주박 등의 폐기되는 산업 부산물들을 주로 활용하고 있다. 이러한 소주 증류박, 맥주박과 같은 부산물들은 발생 후부터 바로 부패가 진행되게 되므로, 대부분 어느 정도 변질된 상태에서 이용되는 경우가 많고 발생에서 이용까지의 시간적인 제한으로 발생량 대비 활용에 한계가 있으며, 이용시마다 재료의 상태가 불균일한 문제가 있다. 또, 완전혼합발효사료를 만들기 위해 사료에 첨가해서 발효시킬 때 악취가 심하게 발생하기 때문에 별도의 시설이 필요하고 건조비용이 추가로 소요된다.

소주의 증류박이나 맥주박 등의 산업 부산물을 사용하지 않고 효모균, 발효제, 물 등의 수분 첨가제를 완전혼합사료에 첨가하여 일정 조건 하에 발효시켜 완전혼합발효사료를 제조하는 방법도 있다. 그러나 산업 부산물을 사용하지 않는 방법은 상대적으로 제조비용이 많이 상승하게 되어 경쟁력이 없다. 사료분야는 대량생산과 생산비 절감이 주된 경쟁력이므로, 기술개발 또한 대량생산이 가능하고 생산비가 절감되는 쪽으로 이루어지고 있으며, 이러한 조건에 부합하지 않는 기술은 사장되고 있다. 따라서 산업 부산물을 활용하는 방법은 상기와 같은 여러 문제를 갖고 있음에도 불구하고, 현재 완전혼합발효사료의 제조에 대부분 이용되고 있다.

한편, 한국등록특허 제1564886호에는 '발효 수분조절제 및 이를 포함하는 완전혼합발효사료'가 개시되어 있고, 한국등록특허 제2084755호에는 '젖산발효를 이용한 완전혼합발효 사료의 제조 방법'이 개시되어 있으나, 본 발명의 '참외를 이용한 완전혼합발효사료의 제조방법'에 대해서는 기재된 바가 없다.

본 발명은 상기와 같은 요구에 의해 도출된 것으로서, 본 발명자들은 상품성이 떨어지는 참외를 이용하여 종래 완전혼합발효사료(TMF) 보다 장기 보관이 가능한 참외 TMF를 제조한 후 이를 한우 농가에 제공하여 거세우에 급여한 결과, 2022년 1월 전국 거세우 출하두수를 기준으로 전국평균 및 출하성적 상위 10% 농가 대비 도체중, 근내지방 또는 등심단면적 등이 우수한 것을 확인함으로써, 본 발명을 완성하였다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 발효과(참외저급과) 및 발효제를 포함하며 수분 함량이 47~52%로 조절된 제1 혼합물을 밀봉포장한 후 발효시켜 1차 발효사료를 제조하는 단계; 및 상기 단계에서 제조된 1차 발효사료에 베이스사료, 단미원료, 조사료 및 발효제를 혼합하고 수분 함량을 38~42%로 조절한 제2 혼합물을 밀봉포장하여 추가 발효시키는 단계;를 포함하는, 저장성이 증가된 가축용 참외 완전혼합발효사료의 제조방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 방법에 의해 제조된 저장성이 증가된 가축용 참외 완전혼합발효사료를 제공한다.

본 발명은 농업 부산물을 주재료로 하여 완전혼합발효사료를 제조한 것으로, 종래 참외 이용 완전혼합사료와 비교하여 발효 시 나쁜 냄새가 없고, 장기간 보존이 가능하며, 참외 특유의 향을 바탕으로 독보적인 기호성을 가지고 있으며 사양 효과 또한 우수하여 한우 사육 농가에 양질의 완전혼합발효사료를 제공할 수 있을 것으로 기대된다.

도 1은 본 발명의 참외 완전혼합발효사료의 제조 공정을 나타낸 모식도이다.
도 2는 본 발명의 1차 발효사료 및 본제품(육성, 큰소)에 관한 설명이다.
도 3은 본 발명에 사용된 발효제 제품의 설명서이다.
도 4는 본 발명에 따른 참외 완전혼합발효사료의 급여 프로그램이다.
도 5 내지 도 7은 본 발명에 따른 참외 완전혼합발효사료를 급여한 농가의 거세우 출하성적 분석 결과이다.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 저장성이 증가된 가축용 참외 완전혼합발효사료의 제조방법을 제공한다.

본 발명에서 용어 "완전혼합발효사료(total mixed fermentation)"는 조사료와 농후사료(또는 배합사료)를 영양소요구량에 맞도록 적절한 비율로 배합하고 각종 첨가제를 추가하여 만든 완전혼합사료(total mixed ration feed)에 효모균 또는 발효제와 물을 적정량 첨가한 것을 의미하는 것으로, 일반 사료에 비하여 소화 흡수율이 30% 이상 향상된 사료이다.

본 발명의 참외 완전혼합발효사료 제조방법은 구체적으로,

발효과(참외저급과) 및 발효제를 포함하며 수분 함량이 47~52%로 조절된 제1 혼합물을 밀봉포장한 후 발효시켜 1차 발효사료를 제조하는 단계; 및

상기 단계에서 제조된 1차 발효사료에 베이스사료(배합사료), 단미원료, 조사료 및 발효제를 혼합하고 수분 함량을 38~42%로 조절한 제2 혼합물을 밀봉포장하여 추가 발효시키는 단계;를 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

본 발명에서 용어 "발효과(저급참외과)"란 정상발효과 이상발효과, 물찬과를 통칭하는 것이다(성주군 참외산업 발전에 관한 조례).

본 발명에 따른 제조방법에 있어서, 상기 발효제는 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis), 바실러스 리체니포미스(B. licheniformis) 및 사카로마이세스 세레비지애(Saccharomyces cerevisiae)의 혼합물로, 바실러스 서브틸리스 1.0 x 10⁸ CFU/g 이상, 바실러스 리체니포미스 1.0 x 10⁷ CFU/g 이상, 및 사카로마이세스 세레비지애 1.0 x 10⁷ CFU/g 이상이 혼합된 발효제이다.

본 발명의 일 구현 예에 따른 제조방법에 있어서, 상기 제1 혼합물은 바람직하게는 베이스사료 11~19 중량%, 파옥쇄 11~15 중량%, 팜커널밀 8~11 중량%, 대두박 8~11 중량%, 건초 1~9 중량% 및 발효과(참외저급과) 41~49 중량%로 이루어진 것일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 베이스사료 15~17 중량%, 파옥쇄 13~15 중량%, 팜커널밀 9~10 중량%, 대두박 9~10 중량%, 건초 3~7 중량% 및 참외저급과 43~47 중량%로 이루어진 것일 수 있고, 더 더욱 바람직하게는 베이스사료 16.8 중량%, 파옥쇄 13.9 중량%, 팜커널밀 9.5 중량%, 대두박 9.8 중량%, 건초 5 중량% 및 참외저급과 45 중량%로 이루어진 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 제1 혼합물에 사용된 건초는 이로 한정되는 것은 아니나, 애뉴얼라이그라스일 수 있다. 또한, 상기 제1 혼합물은 바람직하게는 47~52%의 수분 함량으로 조절된 것일 수 있고, 보다 바람직하게는 49~52%의 수분 함량으로 조절된 것일 수 있으며, 가장 바람직하게는 49%의 수분 함량으로 조절된 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

본 발명의 일 구현 예에 따른 제조방법에 있어서, 상기 제1 혼합물은 상온(15~25℃)에서 2~6개월 동안 발효시키는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 상기 제1 혼합물의 발효 기간이 6개월을 초과할 경우 제품에는 이상이 없으나, 수분 손실이 발생하여 추가 발효 단계를 고려할 때 해당 기간을 경과하지 않는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 제조방법에 있어서, 상기 제2 혼합물은 바람직하게는 베이스사료 12~17 중량%, 1차 발효사료 42~44 중량%, 단미원료 3~20 중량%, 조사료 10~25 중량%, 발효제 0.1~0.5 중량%, 물 15~17 중량% 및 소금 0.05~0.15 중량%로 이루어진 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 상기 제2 혼합물에 있어서 단미원료는 옥수수후레이크 또는 루핀후레이크일 수 있고, 조사료는 알파파, 라이그라스, 티모시 또는 톨페스큐일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

조사료란 목초, 건초, 사일리지 등 섬유질을 많이 포함한 사료로, 지방, 단백질 및 전분 함량이 낮은 것이 특징이다. 단미원료란 식물성, 동물성 또는 광물성 물질로서 사료로 직접 사용되거나 배합사료의 원료로 사용되는 것을 의미한다.

본 발명의 일 구현 예에 따른 제조방법에 있어서, 대상 가축이 육성기(7개월~14개월령)의 거세우인 경우, 베이스사료 15.5 중량%, 루핀후레이크 3.8 중량%, 1차 발효사료 42.3 중량%, 발효제 0.3 중량%, 건초 4품목(알파파, 라이그라스, 티모시 및 톨페스큐) 21.5 중량%, 물 16.8 중량%, 및 소금 0.1 중량%로 이루어진 제2 혼합물을, 대상 가축이 비육기(15개월~출하 시)의 거세우인 경우, 베이스사료 13.4 중량%, 옥수수후레이크 10.2 중량%, 1차 발효사료 43.2 중량%, 루핀후레이크 6.7 중량%, 톨페스큐 10.5 중량%, 물 15.9 중량%, 및 발효제 0.3 중량% 및 소금 0.1 중량%로 이루어진 제2 혼합물을 배합하여 참외 완전혼합발효사료를 제조할 수 있다.

본 발명의 일 구현 예에 따른 제조방법에 있어서, 상기 제2 혼합물은 상온에서 50일 이상, 바람직하게는 하절기에는 1~2개월, 동절기에는 2~3개월 발효시키는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

본 발명은 또한, 상기 방법에 의해 제조된 저장성이 증가된 가축용 참외 완전혼합발효사료를 제공한다.

본 발명에 따른 참외 완전혼합발효사료는 참외 저급과를 이용하여 제조된 것으로 버려지는 저급과의 활용도를 높일 수 있고, 수분함량이 높은 참외를 이용하였으나 이전의 참외 완전혼합발효사료 대비 저장성이 증가된 것이 특징이며, 본 발명에 따른 참외 완전혼합발효사료를 급여한 소는 도체중, 근내지방 및 등심단면적 등이 모두 향상되어 관련 농가에 유용하게 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

이하, 본 발명을 실시예에 의해 상세히 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.

제조예 1. 참외를 포함하는 1차 발효사료 제조

성주에서 생산되는 참외 중 버려지는 상품성이 높지 않은 발효과(참외저급과)를 수급하여 1차 발효사료(공기밥) 제조에 사용하였다. 참외 완전혼합발효사료(이하, TMF)에 사용될 1차 발효사료는 하기 표 1의 배합비로 구성되었으며, 베이스사료(배합사료)-대두박-파옥쇄-팜커널밀-애뉴얼라이그라스-참외저급과의 순으로 배합하며 수분 함량을 49~52%로 조정하였다. 본 발명에서는 ㈜선진의 MB이노믹스알파를 베이스사료로 사용하였으며, ㈜은진바이오의 메타포스트-10 제품을 발효제로 사용하였다. 상기 배합된 1차 발효사료 혼합물은 농업용 사각베일러 ND800(남도)를 사용하여 가축급여조사료생산용필름(대정화학공업㈜)으로 랩핑한 후 상온에서 최소 2개월 이상 발효시켰다.

상기 배합비는 다수의 시도 끝에 이루어진 최적의 조건으로서, 본 발명자는 1차 발효사료 생산 시 참외저급과의 비율을 50%로 구성하여 제조해 본 결과, 92~95%의 수분을 포함하고 있는 참외의 특성과 여름 장마철 기간의 습도 증가로 인해 1차 발효사료에서 참외액의 유실이 심해지고 악취가 발생하였으며, 1차 발효사료 내부의 완전한 발효가 이루어지지 않는 것을 확인하였고, 이를 개선하기 위해 참외저급과의 비율을 45%로 채택하게 된 것이다.

또한, 처음 1차 발효사료 생산 시에는 원료 배합에 애뉴얼라이그라스가 포함되어 있지 않았었으나, 점성 및 기계 과부하 그리고 1차 발효사료의 형태 유지 등의 문제가 발생하여 2차 가공 완제품(완전혼합발효사료)에 투입되는 건초를 1차 발효 공정에 투입하여 1차 발효사료의 형태 유지 등의 문제점을 개선하였다.

또한, 주로 4월에서 8월 동안에 1차 발효를 진행하며 1차 발효사료를 생산하는데 최소 2달의 생산일자가 경과된 1차 발효사료를 투입한 2차 가공 완제품이 색과 향 등의 상품성이 좋은 것을 확인하였으며, 8월에 생산된 1차 발효사료를 이듬해 4월 2차 가공 완제품 생산에 투입하면 1차 발효사료에 수분 손실이 발생하는 것을 확인하였다.

제조예 2. 완전혼합발효사료의 제조

상기 제조예 1에서 생산된 1차 발효사료를 건초, 단미원료 및 발효제 등과 같이 배합하여 사각패킹한 후 상온에서 발효하여 본제품(완전혼합발효사료)을 생산하였다. 본 발명자는 거세우의 육성기(7~14개월)와 비육기(15개월~출하 시)에 급여할 수 있는 본제품으로 각각 '육성'용과 '큰소'용을 제조하였다(표 2).

다양한 발효기간을 테스트해 본 결과, 본제품의 경우 제품을 생산한 시점으로부터 50일 이상(하절기 1~2개월, 동절기 2~3개월)의 발효기간을 거친 제품의 경우가 가장 이상적인 상품성을 보이는 것으로 확인되었다.

실시예 1. 참외 완전혼합발효사료를 이용한 사양실험

본 발명자는 생산한 참외 완전혼합발효사료를 성주참외한우영농조합법인 회원 농가 5곳에 공급하고, 도 4의 프로그램 개월령별 급여량을 준수하여 아침, 저녁 하루 2회 급여하며 체중변화를 분석하였다. 그 결과, 5곳의 농가 중 3곳의 농가에서 기준 생체중(한국가축사양표준-한우(2017), 농촌진흥청 국립축산과학원) 대비 최소 10 ㎏에서 최대 50 ㎏의 증체 효과가 확인되었고, 나머지 2곳의 농가에서는 비교군은 배합사료 급여군과 큰 차이가 나타나지 않는 것으로 확인되었다.

참외 완전혼합발효사료를 급여한 회원 농가의 거세우는 2022년 1월 3개 농가에서 첫 26두 출하를 완료하였으며, 출하성적에서 2022년 1월 전국 거세우 출하두수 약 52,000두 기준으로 도체중, 근내지방, 등심단면적 등 모든 지표에서 전국 평균 및 상위 10% 농가 대비 월등한 성적을 받았다(도 5 내지 도 7).

참외를 주원료로 사용한 성주참외한우영농조합법인의 완전혼합발효사료 제품은 참외 특유의 향을 바탕으로 독보적인 기호성을 담보받았으며 이는 섭취량 증가를 통해 증체에 탁월한 역할을 하여 전국 평균 도체중 대비 두당 50 ㎏ 이상의 성적을 거두었고 이는 마리당 100 만원 이상의 육량지수의 개선으로 C 등급 출현율이 기존 회원농가의 사양대비 낮아지는 효과를 볼 수 있었다. 특히 회원 농가의 전체 출하두수 중 50%가 1++ 등급이었으며 7, 8, 9번 근내지방 수치 중 8, 9번 1++ 비율이 50% 이상이라는 점은 가장 인상적인 부분이라 할 수 있다.

Claims

참외 발효과를 포함하며 수분 함량이 47~52%로 조절된 제1 혼합물을 밀봉포장한 후 15~25℃에서 2~6개월 동안 발효시켜 1차 발효사료를 제조하는 단계; 및
상기 단계에서 제조된 1차 발효사료에 베이스사료, 단미원료, 조사료 및 발효제를 혼합하고 수분 함량을 38~42%로 조절한 제2 혼합물을 밀봉포장하여 15~25℃에서 하절기에는 1~2개월, 동절기에는 2~3개월 추가 발효시키는 단계;를 포함하는, 저장성이 증가된 가축용 참외 완전혼합발효사료의 제조방법으로서,
상기 제1 혼합물은 베이스사료 11~19 중량%, 파옥쇄 11~15 중량%, 팜커널밀 8~11 중량%, 대두박 8~11 중량%, 건초 1~9 중량% 및 참외 발효과 41~49 중량%로 이루어진 것이고,
상기 제2 혼합물은 베이스사료 12~17 중량%, 1차 발효사료 42~44 중량%, 단미원료 3~20 중량%, 조사료 10~25 중량%, 발효제 0.1~0.5 중량%, 물 15~17 중량% 및 소금 0.05~0.15 중량%로 이루어진 것이며,
상기 발효제는 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis), 바실러스 리체니포미스(B. licheniformis) 및 사카로마이세스 세레비지애(Saccharomyces cerevisiae)의 혼합물인 것을 특징으로 하는 제조방법.
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제1항의 방법에 의해 제조된 저장성이 증가된 가축용 참외 완전혼합발효사료.
제7항에 있어서, 상기 가축은 소, 양, 말 또는 돼지인 것을 특징으로 하는 참외 완전혼합발효사료.