KR20200029667A - 한약재 부산물과 식용 버섯균을 이용한 흰점박이꽃무지 유충 사료 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 탕약재 제조후 버려지는 한약재부산물을 식용버섯균인 느타리종균을 발효 촉진제로 활용하여 흰점박이꽃무지의 발육속도 및 생체중 증가 등의 생육 증대 효과 및 식품원료로서 안정성(중금속 및 유해물질 제거) 확보 할 수 있는 흰점박이꽃무지 유충 사료 조성물에 관한 것이다.

Description

한약재 부산물과 식용 버섯균을 이용한 흰점박이꽃무지 유충 사료 조성물{A feed composition for the larva of protaetia brevitarsis using medicinal herb by-products and edible mushroom bacteria}
본 발명은 탕약재 제조 후 버려지는 한약재 부산물을 식용 버섯균인 느타리종균을 발효 촉진제로 활용하여 흰점박이꽃무지의 발육속도 및 생체중 증가 등의 생육 증대 효과 및 식품원료로서 안정성(중금속 및 유해물질 제거)을 확보할 수 있는 흰점박이꽃무지 유충 사료 조성물에 관한 것이다.
흰점박이꽃무지는 민간 및 동의보감 등의 전통 한방의서에서 "제조" 또는 "굼벵이" 라는 속명으로 불리어지고 있는 딱정벌레목, 풍뎅이과, 꽃무지아과에 속하며, 몸길이 17∼22㎜, 폭 12∼15㎜의 초식성 곤충으로, 몸은 진한 구리빛이고 광택이 있으며 황백색 무늬가 흩어져 있다. 흰점박이꽃무지는 오래 전부터 간질환 등의 치료를 위한 한방 약재로서 이용되어 왔으며, 최근에 유용한 생체 활성물질의 탐색 및 개발을 위한 곤충자원으로 크게 주목을 받고 있다. 또한, 흰점박이꽃무지는 흰쥐(mouse)를 이용한 실험에서 알코올 과량 섭취에 의해 손상된 간지질대사의 회복작용 등이 알려져 있으며, 혈전 용해성 효소에 대한 연구와 집쥐(rat)에서 사염화탄소의 투여에 의해 유도된 간독성에 대한 간보호효과를 나타내는 등 유용성이 확인된 바 있다.
현재 식품 원료로 인증받은 흰점박이꽃무지는 저지방 고단백과 다양한 영양성분을 포함하고 있으며, 간질환에 탁월한 효능이 있다는 것으로 알려져 있어 약용자원으로 활용이 되고 있다. 고급 단백질 공급원으로 알려져 있는 곤충자원인 흰점박이꽃무지 유충은 미생물에 의해 발효된 참나무 톱밥과 같은 부엽토 속에서 서식하며, 우리나라에서 약용으로 가장 많이 사육되고 있으나, 선별되지 않은 목재 부산물(폐목재, 건축폐기물 등)의 사료화로 흰점박이꽃무지 가공시 중금속 검출의 우려가 발생하여 식품의 안정성에 큰 문제가 되고 있다.
이와 같이 매우 유용한 효능을 가진 흰점박이꽃무지를 사육하기 위한 사료에 대하여는 특허등록 제937152호 "뽕나무를 이용한 흰점박이꽃무지의 유충 및 성충의 사료 제조방법", 특허등록 제1719773호 "동충하초를 함유하는 꽃무지류 유충의 사료 및 이의 제조방법", 특허등록 제1623744호 "흰점박이꽃무지의 사료 조성물" 등과 같은 많은 기술이 출현하였다.
한편, 탕약재 제조 후 나오는 한약재 부산물은 퇴비화 하여 논밭에 거름으로 사용하면 산성화된 토양에 미생물이 되살아나고 유기질 함량이 증가한다고 알려져 있어서 활용되고 있고, 공개특허 제2002-8733호 "한약재 부산물을 이용한 사료"와 같은 기술도 출현하여 가금류의 사료로 일부 사용되고 있으며, 나머지는 많은 비용을 들여 폐기물로 처리하고 있다.
본 발명의 출원인은 탕약재 제조 후 버려지는 한약재 부산물을 식용 버섯균인 느타리종균을 발효 촉진제로 활용하여 흰점박이꽃무지의 발육속도 및 생체중 증가 등의 생육 증대 효과 및 식품 원료로서 안정성(중금속 및 유해물질 제거)을 확보 할 수 있는 흰점박이꽃무지 유충의 사료에 대하여 많은 연구 개발을 한 끝에 본 발명에 이르게 되었다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 탕약재 제조후 버려지는 한약재 부산물을 식용 버섯균인 느타리종균을 발효 촉진제로 활용하여 흰점박이꽃무지의 발육속도 및 생체중(larval weight) 증가 등의 생육 증대 효과 및 식품원료로서 안정성을 확보 할 수 있는, 한약재 부산물과 식용 버섯균을 이용한 흰점박이꽃무지 유충 사료 조성물을 제공하는 데 있다.
본 발명에 따른 흰점박이꽃무지 유충 사료 조성물은, 한약재 부산물을 식용 버섯균인 느타리종균으로 발효시킨 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 한약재 부산물은 십전대보탕 또는 쌍화탕의 부산물이다.
바람직하게는, 한약재 부산물은 참나무발효톱밥과 혼합된 것이며, 한약재 부산물과 참나무발효톱밥의 혼합비율을 중량비로 2:8 내지 8:2이다.
바람직하게는, 한약재 부산물은, 한약재를 120℃, 1.2기압에서 중탕하는 단계; 중탕 추출액의 액상을 완전 제거하고 남은 찌꺼기인 부산물을 70℃에서 12시간 열풍 건조기를 이용하여 건조하는 단계; 건조 후 50메쉬의 미세분말 형태로 파쇄하는 단계를 거쳐서 제작된 것이다.
본 발명은 폐기가 곤란하고, 처리에 많은 비용을 요하는 한약재 부산물을 이용하여 흰점박이꽃무지 유충의 사료로 사용함으로써 유충의 생존율 및 생체량을 향상시킬 수 있는 효과가 있다. 또한, 본 발명에 따른 사료 조성물은 각종 영양분이 풍부한 한약재 부산물을 사용하기 때문에 본 발명의 사료 조성물을 먹으면서 사육된 흰점박이꽃무지 유충의 영양 성분의 함량 증가를 기대할 수 있고, 흰점박이꽃무지 유충의 약리적 효과를 현저하게 향상시킬 수 있다.
도 1는 한약재 부산물 첨가 비율에 따른 흰점박이꽃무지 유충의 생체중에 대한 그래프이다.
도 2는 한약재 부산물 첨가 비율에 따른 흰점박이꽃무지 유충의 생존율에 대한 그래프이다.
도 3a는 EM균 발효 한약재 첨가 먹이조건에서의 흰점박이꽃무지 유충의 성장 사진이다.
도 3b는 느타리종균 발효 한약재 첨가 먹이조건에서의 흰점박이꽃무지 유충의 성장 사진이다.
도 4는 EM균과 느타리종균 발효 한약재 40% 첨가 먹이조건에서의 흰점박이꽃무지 유충의 증체량의 그래프이다.
도 5는 EM균과 느타리종균 발효 한약재 80% 첨가 먹이조건에서의 흰점박이꽃무지 유충의 증체량의 그래프이다.
도 6은 EM균과 느타리종균 발효 한약재 100% 첨가 먹이조건에서의 흰점박이꽃무지 유충의 증체량의 그래프이다.
본 발명은 한약재 부산물을 유효성분으로 함유하는 흰점박이꽃무지 유충 사료 조성물을 제공하기 위한 것으로, 한약재 부산물로는 특히 십전대보탕, 쌍화탕의 주원료인 당귀, 감초, 작약, 숙지황, 황기 등이 혼합되어 있는 한약재를 사용할 수 있다.
상기 사료 조성물은 한약재 부산물과 식용 버섯균인 느타리종균을 발효 촉진제를 포함할 수 있다. 또한, 상기 사료 조성물은 한약재 부산물을 참나무발효톱밥과 혼합하여 사용할 수도 있는데, 이때 한약재 부산물과 참나무발효톱밥의 혼합비율은 2:8 내지 8:2의 중량비로 혼합된다.
[실시예1]
<한약재 부산물의 제조>
본 발명의 한약재 부산물은 탕 제원에서 보양을 위해 흔하게 사용되는 십전대보탕, 쌍화탕의 주원료인 당귀(20중량%), 감초(20중량%), 작약(20중량%), 숙지황(20중량%), 황기(20중량%)의 한약재를 120℃, 1.2기압에서 중탕을 실시한다. 그 후, 중탕 추출액의 액상을 완전 제거하고 남은 찌꺼기인 한약재 부산물을 수거하여 수분제거를 위해 70℃에서 12시간 열풍건조기를 이용하여 건조한다. 완전 건조 후 50메쉬의 핀밀분쇄기를 사용 미세분말 형태로 파쇄하여 제조한다.
<한약재 부산물의 영양성분>
흰점박이꽃무지 사육농가에서 주로 사용하는 방법으로 참나무톱밥에 EM 발효균을 활용하여 발효시킨 참나무발효톱밥과, 본 발명의 한약재 부산물, 증류수로 발효시킨 한약재 부산물의 영양성분의 조단백질, 조섬유, 조지방, 조회분을 측정하여 [표 1]에 나타내었다.
구 분 조단백질 조섬유 조지방 조회분
EM균 발효 참나무톱밥 2.12% 53.61% 0.94% 1.27%
미발효 한약재 부산물 11.08% 20.78% 6.12% 3.41%
증류수 발효 한약재 부산물 17.41% 22.00% 2.35% 8.51%
[표 1]과 같이, 조섬유를 제외한 조단백, 조지방, 조회분 등에서 한약재 부산물 미발효, 발효조건 모두에서 EM균 발효 참나무톱밥보다 높게 나타났으며, 특히 조단백질의 함량이 매우 높게 나타났다. 이는 단백질의 경우 곤충의 성장과 생체중 증가에 영향을 준다는 기존 보고와 같이 한약재 부산물의 급이에 따라 흰점박이꽃무지 유충의 성장에 있어서 생체중의 증가와 생장기간 단축에 효과가 있을 것으로 판단된다.
또한, 한약재 부산물의 발효와 미발효조건을 비교한 결과 발효 한약재 부산물의 경우 조지방을 제외하고 조단백과 조섬유, 조회분 등이 증가하는 것으로 나타났다. 이는 발효 미생물의 성장에 따라 단백질의 함량 및 조섬유, 조회분의 증가로 판단되며 흰점박이꽃무지 유충의 경우 부숙된 유기물을 먹이로 이용하는 습성이 있어 발효조건에 따른 성장에 큰 영향을 줄 것으로 판단된다.
<먹이원에 따른 흰점박이꽃무지의 성장 비교>
흰점박이꽃무지 사육 농가에서 먹이 제조에 일반적으로 사용하고 있는 EM균을 이용하여 건조 파쇄된 한약재 부산물에 중량대비 20%의 비율로 EM균(x1010cfu 이상)을 첨가하고, EM균이 첨가된 한약재부산물은 잘 혼합한 후 상온 25℃에서 30일간 발효공정을 실시하였다.
[표 2]와 같이 30일간 완전히 발효된 한약재 부산물을 기존 농가에서 관행적으로 사용하는 참나무발효톱밥(EM균 발효)에 중량비율로 40%, 80%, 100% 비율로 첨가 혼합하여 먹이 제조하였다.
Diet 참나무 발효톱밥 한약재 부산물
Control 100% 0%
A 60% 40%
B 20% 80%
C 0% 100%
각각의 비율로 제조된 먹이를 흰점박이꽃무지 1령 유충에게 급이를 실시하였고, 실험은 처리군당 10마리씩 3반복 실험 실시하였으며, 처리군간 생육속도를 비교하기 위해 주 1회 전자저울을 이용하여 무게를 측정하였다. 한약재 부산물 첨가 비율에 따른 흰점박이꽃무지 유충의 생체중은 도 1의 그래프로 나타내었고, 한약재 부산물 첨가 비율에 따른 흰점박이꽃무지 유충의 생존율은 도 2의 그래프로 나타내었다.
실험 결과, 도 1 및 도 2에서 확인할 수 있듯이, 대조구(참나무발효톱밥 100%)대비 한약재 부산물 80% 첨가비율이 556% 이상 증체효과를 나타냈으며, 100% 한약재 부산물의 경우 초기 적응 실패로 치사율이 높았으나, 점차 안정적인 생육을 보였으며, 증체율에 있어서도 500%이상 증체하는 것을 확인할 수 있었다.
<발효균주의 종류에 따른 흰점박이꽃무지 유충의 성장 비교>
흰점박이꽃무지 사육 농가에서 먹이 제조에 일반적으로 사용하고 있는 EM균과 식용 버섯균으로 많이 알려진 느타리버섯 종균을 이용하여 건조 파쇄된 한약재 부산물에 중량대비 20%의 비율로 각각의 EM균, 느타리버섯종균 액상배양액(x1010cfu 이상)을 첨가하여 잘 혼합한 후 상온 25℃에서 30일간 발효공정을 실시하였다. 식용 버섯균인 PD(Potato dextros)배지를 이용하여 28℃에서 7일간 액상 배양시킨 느타리버섯 종균을 활용하였다.
[실시예2]
<발효 한약재 부산물의 영양성분>
발효 미생물의 첨가에 따른 한약재 부산물의 영양성분의 조단백질, 조섬유, 조지방, 조회분을 측정하여 [표 3]에 나타내었고, 비교예로 참나무톱밥에 EM 발효균을 활용하여 발효시킨 참나무발효톱의 영양성분을 함께 나타내었다.
구 분 조단백질 조섬유 조지방 조회분
EM균 발효 참나무톱밥 2.12% 53.61% 0.94% 1.27%
EM균 발효 한약재 부산물 18.97% 24.55% 3.55% 10.06%
느타리종균 발효 한약재 부산물 19.68% 26.33% 4.85% 7.33%
[표 3]과 같이, 발효 균주의 조건에 따라 한약재 부산물의 영양성분의 경우 조회분을 제외하고 조단백, 조섬유, 조지방 등의 수치가 느타리버섯 종균으로 발효시킨 한약재 부산물에서 높게 나타났다. 또한, 발효된 한약재 부산물은 발효 미생물의 종류와 상관없이 참나무 발효톱밥과 비교했을 때 조섬유를 제외하고 모든 수치가 높게 나타나는 것을 확인하였으며, 특히 조단백질의 경우 차이가 매우 큰 것으로 나타났다.
[실시예3]
[표 4]와 같이 완전히 발효된 한약재 부산물을 기존 농가에서 관행적으로 사용하는 참나무발효톱밥(EM균 발효)에 중량비율로 40%, 80%, 100% 비율로 첨가 혼합하여 흰점박이꽃무지 1령 유충에게 급이를 실시하였다. 실험은 처리군당 10마리씩 3반복 실험 실시하였고, 처리군간 생육속도를 비교하기 위해 주 1회 전자저울을 이용하여 무게 측정하였다.
Diet 참나무 발효톱밥 한약재 부산물
EM균 느타리종균
Control 100% 0% 0%
A 60% 40% 40%
B 20% 80% 80%
C 0% 100% 100%
<발효균주별 한약재 부산물 첨가비율에 따른 유충의 성장 비교>
EM균과 느타리종균 발효 한약재 첨가 먹이조건에서의 한약재 부산물 첨가비율에 따른 유충의 성장사진, 유충의 증체량을 각각 확인하여 도 3a, 3b의 사진, 도 4, 도 5 및 도 6의 그래프로 나타내었다. 여기서 도 3a는 EM균 발효 한약재 첨가 먹이조건에서의 흰점박이꽃무지 유충의 성장사진이고, 도 3b는 느타리종균 발효 한약재 첨가 먹이조건에서의 흰점박이꽃무지 유충의 성장사진이다. 또한, 도 4는 EM균과 느타리종균 발효 한약재 40% 첨가 먹이조건에서의 흰점박이꽃무지 유충의 증체량의 그래프이고, 도 5는 EM균과 느타리종균 발효 한약재 80% 첨가 먹이조건에서의 흰점박이꽃무지 유충의 증체량의 그래프이고, 도 6은 EM균과 느타리종균 발효 한약재 100% 첨가 먹이조건에서의 흰점박이꽃무지 유충의 증체량의 그래프이다.
도 3a, 3b의 사진, 도 4, 도 5 및 도 6의 그래프와 같이, 느타리 종균을 이용한 발효 한약재의 경우 EM균을 이용한 발효 한약재와 비교해서 약 116% ∼ 200% 이상의 성장 속도에 차이가 있는 것으로 나타났으며, 참나무 발효톱밥과의 첨가 비율이 증가할수록 느타리 종균을 이용한 한약재 부산물 발효 조건에서 EM균 발효조건보다 월등히 높은 생체중 증가 효과가 있는 것으로 확인할 수 있었다. 즉, 기존 참나무발효톱밥과의 혼합재로서 한약재 부산물을 활용하는 것이 경제적이면서 성장속도를 빨리할 수 있어 효과가 우수하다고 판단할 수 있다.
<발효균주별 한약재 부산물 첨가비율에 따른 유충의 생존율 비교>
EM균과 느타리종균 발효 한약재 첨가 먹이조건에서의 한약재 부산물 첨가비율에 따른 유충의 생존율은 [표 5]에 나타내었다.
구 분 생존율
EM균 느타리종균
참나무발효톱밥 100% + 한약재 부산물 0% 98% -
참나무발효톱밥 60% + 한약재 부산물 40% 100% 96%
참나무발효톱밥 20% + 한약재 부산물 80% 95% 97%
참나무발효톱밥 0% + 한약재 부산물 100% 56% 40%
[표 5]와 같이, 한약재 부산물 첨가농도에 따른 유충의 생존율을 조사한 결과 한약재 부산물의 첨가농도가 높을수록 생존율이 떨어지는 결과를 확인할 수 있었다. 특히 1령 초기 치사율이 급격하게 증가하는 현상을 확인할 수 있었으며, 성장이 증가할수록 치사율은 변동이 없는 것으로 관찰되어, 한약재 부산물의 발효가 제대로 이루어지지 않아 급이 이후에 후 발효 등의 원인으로 판단된다.
<발효균주별 한약재 부산물 첨가비율에 따른 용화율 비교>
EM균과 느타리종균 발효 한약재 첨가 먹이조건에서의 한약재 부산물 첨가비율에 따른 흰점박이꽃무지의 용화율은 [표 6]에 나타내었다.
구 분 유충기간 용화율
참나무발효톱밥 100% + 한약재 부산물 0% 12주 80%
참나무발효톱밥 60% +
한약재 부산물 40%
EM균 7주 87%
느타리종균 7주 90%
참나무발효톱밥 20% +
한약재 부산물 80%
EM균 7주 89%
느타리종균 6주 93%
참나무발효톱밥 0% +
한약재 부산물 100%
EM균 8주 89%
느타리종균 7주 83%
[표 6]과 같이, 한약재 부산물을 EM균과 느타리종균을 이용하여 발효를 시킨 후 참나무발효톱밥과 비율별 첨가에 따른 흰점박이꽃무지의 용화율을 비교한 결과 대조구인 참나무발효톱밥의 경우 유충이 번데기에 들어가는 기간이 12주가 소요되는 반면, EM균과 느타리종균 발효조건으로 만들어진 한약재 부산물의 경우 번데기에 들어가는 기간이 6∼8주정도 소요되어 빠른 성장을 확인할 수 있었으며, 용화율에 있어서도 참나무발효톱밥보다 모두 우수하였다. 또한, 발효 미생물의 종류에 따른 용화율을 비교했을때 전반적으로 느타리종균을 접종한 것이 우수한 것으로 나타났다.
<발효균주별 한약재 부산물 첨가비율에 따른 우화율 비교>
EM균과 느타리종균 발효 한약재 첨가 먹이조건에서의 한약재 부산물 첨가비율에 따른 흰점박이꽃무지의 우화율은 [표 7]에 나타내었다.
구 분 유충기간 용화율
참나무발효톱밥 100% + 한약재 부산물 0% 4주 63%
참나무발효톱밥 60% +
한약재 부산물 40%
EM균 4주 68%
느타리종균 4주 70%
참나무발효톱밥 20% +
한약재 부산물 80%
EM균 4주 79%
느타리종균 3주 77%
참나무발효톱밥 0% +
한약재 부산물 100%
EM균 4주 67%
느타리종균 4주 70%
[표 7]과 같이, 우화율에 있어서도 참나무발효톱밥의 경우 번데기 기간은 4주, 우화율은 63%인 반면, EM균의 경우 67∼79%의 우화율을 나타내고 있으며, 느타리종균의 경우 70∼77%의 우화율을 나타내고 있어, EM균과 느타리종균의 우화율에 대한 차이는 없는 것으로 나타났다.
이상의 설명은 본 발명을 예시적으로 설명한 것이고, 명세서에 게시된 실시예는 본 발명의 기술사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 그러므로 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의해 해석되고, 그와 균등한 범위 내에 있는 기술적 사항도 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (5)

  1. 한약재 부산물을 식용 버섯균인 느타리종균으로 발효시킨 것을 특징으로 하는 한약재 부산물과 식용 버섯균을 이용한 흰점박이꽃무지 유충 사료 조성물.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 한약재 부산물은 십전대보탕 또는 쌍화탕의 부산물인 것을 특징으로 하는 한약재 부산물과 식용 버섯균을 이용한 흰점박이꽃무지 유충 사료 조성물.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 한약재 부산물은 참나무발효톱밥과 혼합되는 것을 특징으로 하는 한약재 부산물과 식용 버섯균을 이용한 흰점박이꽃무지 유충 사료 조성물.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 한약재 부산물과 참나무발효톱밥의 혼합비율을 중량비로 2:8 내지 8:2인 것을 특징으로 하는 한약재 부산물과 식용 버섯균을 이용한 흰점박이꽃무지 유충 사료 조성물.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 한약재 부산물은
    한약재를 120℃, 1.2기압에서 중탕하는 단계;
    중탕 추출액의 액상을 완전 제거하고 남은 찌꺼기인 부산물을 70℃에서 12시간 열풍 건조기를 이용하여 건조하는 단계;
    건조 후 50메쉬의 미세분말 형태로 파쇄하는 단계;
    를 거쳐서 제작된 것을 특징으로 하는 한약재 부산물과 식용 버섯균을 이용한 흰점박이꽃무지 유충 사료 조성물.
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