KR102296281B1 - 반려동물 건식사료 제조방법 및 그 방법에 따라 제조된 반려동물 건식사료 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 나노화기술과 단백질 결착제를 활용한 반려동물 건식사료를 제조함으로써 생고기 함량을 최대 90%까지 높일 수 있어, 신선한 원육의 맛과 향을 살리는 한편, 생고기를 분쇄하여 나노화 입자로 하면 풍부한 향미 증진에 따른 기호성 증대시키고, 펩신 소화율 증대시키며, 배변량 및 배변 냄새 감소시키고, 단백질 분자량이 작아지면서 알러지를 예방할 수 있는 효과가 있다.
Description
본 발명은 반려동물 건식사료 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 생고기를 나노수준으로 분쇄할때 단백질 결착제를 첨가하여 생고기 함량을 최대 90%까지 높일 수 있는 반려동물 건식사료 제조방법에 관한 것이다.
가정에서 가장 많이 키워지는 반려동물로 개나 고양이의 경우 생고기가 함유된 사료를 가장 좋아한다.
그런데 입자화된 생고기는 수분을 70% 이상 함유하고 있고, 상호 결착력이 떨어져 성형을 하는데 어려움이 있어 현재 사료를 만들 수 있는 생고기 최대 함량을 40% 이상 높이기가 곤란하다는 문제점이 있다.
본 발명자는 이러한 문제점을 해결하기위해 다각도로 노력하던 중, 생고기를 나노수준으로 분쇄하고 단백질 결착제를 첨가하여 수분과 결착력을 컨트롤하면 생고기 함량을 최대 90%까지 높일 수 있다는 사실을 발견하고 이를 이용하여 건식사료 대량 제조기술을 개발하여 기호도 높은 반려동물 사료를 개발하는데 성공하였다.
따라서, 본 발명에서 해결하고자 하는 과제는 생고기 기반의 나노화기술과 단백질 결착제를 활용한 반려동물용 건식사료의 제조방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명에서 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는 상기 제조방법에 따라 제조된 나노화기술과 단백질 결착제를 활용한 반려동물 건식사료을 제공하기 위한 것이다.
상기한 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명에서는 하기 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 나노화기술과 단백질 결착제를 활용한 반려동물 건식사료 제조방법을 제공한다.
(S1) 생고기가 90% 이상 함유된 원료에 1~10 중량%의 단백질 결착제를 혼합하는 단계;
(S2) 상기 혼합된 원료를 나노화시키는 단계;
(S3) 상기 나노화된 혼합물을 익스트루더 압출하는 단계;
(S4) 상기 압출성형된 혼합물을 냉각 이송루트를 통과시켜 절단하는 단계;
(S5) 상기 절단된 혼합물을 건조하는 단계;
삭제
생고기가 90% 이상 함유된 원료에 상기 단백질 결착제를 1~10 중량% 혼합한 원료를 투입 후 분쇄유화기를 통과시켜 나노화 시킨 혼합물을 100°C에서 25분 동안 찜하는 단계를 거쳐 익스투르더에서 압출 성형시키고, 이어서 냉각공정을 거쳐 슬라이스 형태로 절단하여 반려동물 건식사료를 제조하였다.
이때 상기 (S1) 단계의 나노화 시키는 단계는 광폭 로터-로터방식 임펠러구조를 갖춘 나노화 유화분쇄기를 통과시켜 원료 입자의 나노화가 10-2 ~ 10-3 ㎛ 크기로 분쇄한다.
또한 (S3) 상기 나노화된 혼합물을 100℃의 열수가 통과되는 2중자켓이 설치된 압출기 또는 익스트루더를 통과시켜 가열된 상태에서 호화시키면서 압출하는 것을 특징으로하는 반려동물 건식사료 제조방법을 제공한다.
또한 (S4) 상기 압출성형된 혼합물을 냉각 이송루트를 통과시켜 20~30 ℃로 냉각시켜 절단하는 것을 특징으로하는 반려동물 건식사료 제조방법을 제공한다.
또한 상기 제조방법에 따라 제조된 반려동물 건식사료를 제공한다.
본 발명은 나노화기술과 단백질 결착제를 활용한 반려동물 건식사료를 제조함으로써 생고기 함량을 최대 90%까지 높일 수 있어, 신선한 원육의 맛과 향을 살리는 한편, 생고기를 분쇄하여 나노화 입자로 하면 풍부한 향미 증진에 따른 기호성 증대시키고, 펩신 소화율 증대시키며, 배변량 및 배변 냄새 감소시키고, 단백질 분자량이 작아지면서 알러지를 예방할 수 있게 된다.
도 1은 본원 발명을 실시하기 위한 공정도를 나타낸다.
도 2는 본원 발명을 실시하기 위한 장치를 나타낸다.
도 2는 본원 발명을 실시하기 위한 장치를 나타낸다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 실시예 등을 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.
본 발명에서 나노화기술과 단백질 결착제를 활용한 반려동물 건식사료 제조방법은 (S1) 생고기가 90% 이상 함유된 원료에 1~10 중량%의 단백질 결착제를 혼합하는 단계;(S2) 상기 혼합된 원료를 나노화시키는 단계; (S3) 상기 나노화된 혼합물을 익스트루더 압출하는 단계;(S4) 상기 압출성형된 혼합물을 냉각 이송루트를 통과시켜 절단하는 단계; (S5) 상기 절단된 혼합물을 건조하는 단계; 를 거쳐 제조된다.
본 발명에서 나노화기술과 단백질 결착제를 활용한 반려동물 건식사료 제조방법은 생고기가 90% 이상 함유된 원료에 단백질 결착제가 혼합된 원료를 투입 후 나노화 시키는 단계를 포함한다.
이때 단백질 결착제는 분리대두단백분 30중량%, 난단백분 20 중량%, 알긴산염 20중량%, 인산칼슘 5중량%, 혼합인산염 5중량%, 감자전분 10중량%, 구아검 5중량%, 트랜스글루타미나제 5중량%로 구성될 수 있다.
나노화기술은 잘게부순 생고기를 30~60% 생수와 함께 연속적으로 투입할 수 있는 임펠러구조의 분산유화기에서 수행될 수 있다. 더욱 바람직하기로는 외부에 냉온수를 순환시킬 수 있는 냉각 및 히팅 시스템이 구비된 임펠러구조를 갖춘 나노화 유화분쇄기를 통과시켜 원료 입자의 나노화가 10-2 ~ 10-3 ㎛ 크기로 분쇄함을 특징으로 하는 반려동물 건식사료 제조방법일 수 있다.
가장 바람직하기로는 나노화 분쇄과정에서 생고기 온도가 지나치게 상승하여 변질되는 것을 방지할 수 있는 냉각 및 히팅 시스템이 구비된 로터-로터방식 임펠러구조의 분산유화기에서 수행될 수 있다.
이때 생고기를 분쇄하여 나노화 입자로 하면 풍부한 향미 증진에 따른 기호성 증대시키고, 펩신 소화율 증대시키며, 배변량 및 배변 냄새 감소시키고, 단백질 분자량이 작아지면서 알러지를 예방할 수 있게 된다.
이때 (S1) 단계의 나노화 시키는 단계는 냉각시스템이 구비된 로터-로터방식 임펠러구조를 갖춘 나노화 유화분쇄기를 통과시켜 원료 입자의 나노화가 10-2 ~ 10-3 ㎛ 크기임을 특징으로하는 반려동물 건식사료 제조방법일 수 있다.
상기 나노화된 혼합원료를 혼합물을 익스투르더에서 압출 성형시키고, 이어서 냉각하여 일정한 절단하고 건조하여 포장하는 공정을 거친다.
또한 (S1)단계는 생고기가 90% 이상 함유된 원료에 단백질 결착제가 1~10 중량%를 혼합 원료를 투입 반려동물 건식사료 제조방법을 제공한다.
상기 단백질 결착제 조성물에 있어서 인산염으로는 인산칼슘과 혼합인산염으로 메타인산염, 폴리인산염, 피로인산염 등이 혼합되어 사용되는데 단백질의 보수력을 높이고 결착성을 증가시킬 목적으로 사용된다.
유화보조제로서 대두단백과 난단백은 제품의 유화력을 향상시키고 단백질이 부족할 경우 대체 단백질로 사용되어 지는데, 본 발명에서 사용되는 대두단백질(soy protein)을 사용하고, 난단백질인 난백분은 단백질 함량이 매우 높고, 난황분은 단백질과 레시틴을 함유하고 있어 효과적인 유화제로 이용된다.
알긴산염과 검류는 증점 및 조직강화 역할을 하는데, 이것들은 수분을 보유하는 능력이 20-30배가 되며, 고기 젤을 고정하여 조직을 개량하여 깔끔하게 슬라이스 되게 한다. 검류는 제품에 점성을 제공하고 젤화시키는 기능 이외에 상업적 멸균 시 고온에 잘 견디며 냉동과 기계적 처리에도 잘 견디도록 한다.
또한 탄수화물로서 CMC(carboxy methyl cellulose:)가 이용된다. CMC는 셀룰로오스 중 히드록시기의 40% 이상을 카르복시메틸화한 것은 냉수에도 잘 용해되고, 점도가 높은 안정적인 콜로이드용액이 된다. 이러한 CMC는 점도를 높이는 증점제 또는 유화안정제로 이용되며, 장내에서 흡수되지 않으면서도 수분을 흡수하고 성형에도 중요한 역할을 하지만 전체 사료의 2% 이하로 사용하여야 한다.
전분(starch)류는 감자전분을 사용하는데 전분은 호화시 물을 흡수하여 성형에 도움이 되고 증량 효과 목적으로 사용한다.
산화칼슘은 난각칼슘을 사용하는데 물에 녹았을 때, 고기 표면의 단백질을 녹여내어 인산염, 단백질 등이 잘 접착할 수 있는 여건을 만들어 주는 역할을 한다.
트랜스글루타미나아제(Transglutaminase)는 본발명의 생고기(Real Meat)의 단백질(protein) 결착 기술에서 중요한 역할을 하는데 단백질 분자간의 가교중합반응을 촉진시키는 효소로 단백질 분자의 글루타민 잔기와 라이신 잔기 간의 가교 결합과 중합화를 촉진하는 효소이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 나노화기술과 단백질 결착제를 활용한 반려동물 반건식사료 제조를 위한 제조 장치(100)(이하, 제조 장치)를 나타내는 도면이다. 도 2를 참조하면, 제조 장치(100)는 원료혼합부(110), 나노유화부(120), 압출부(130), 냉각부(140), 절단부(150), 건조부(160), 포장부(170)를 포함할 수 있다.
그리고, 원료 혼합부(110)는 육류 호퍼(110a), 결착제 호퍼(110b), 생수 투입관(110c)를 포함하는 것이 바람직하며, 세 원료가 혼합되는 경로 상의 종착점에는 흡입 스크류를 통해 나노유화부(120)로 이송시키는 기능을 수행할 수 있다.
나노유화부(120)는 육류 호퍼(110a)로부터 제공된 생고기와, 결착제 호퍼(110b)로부터 제공된 결착제, 생수 투입관(110c)으로부터 제공된 생수의 혼합체에 대해서 로터 분산 유화기에서 20 내지 60 나노 크기의 혼합물을 생성한 뒤, 압출부(130)로 이송하는 기능을 수행할 수 있다.
여기서 생수는 나노유화기(120) 상에서 생고기 상의 수분에 더하여 생고기 중량의 30~60%의 수분을 공급함으로써, 생고기의 열화를 방지하는 기능을 수행한다.
압출부(130)는 나노유화부(120)에서 제공된 혼합물에 대해서 재혼합을 하면서 미리 설정된 온도 범위(90 내지 150℃)로 가열함과 동시에 외주부를 따라 형성된 펠티어 소자 모듈로 구성된 냉온공급단에 대한 제어부의 제어에 따라 내부의 온도를 조정을 수행함으로써, 안정적 온도 범위에서 익히는 공정을 수행할 뿐만 아니라, 혼합물 속의 결착제와 육류 분쇄물이 1차적으로 상호 결착되는 기능을 수행할 수 있다.
냉각부(140)는 압출부(130)를 통과한 분쇄물에 대한 미리 설정된 냉각 온도범위(15 내지 35℃)로 냉각을 수행함과 동시에 외주부를 따라 펠티어 소자 모듈로 구성된 냉온공급단에 대한 제어부의 제어에 따라 내부의 온도와 차등화된 온도 범위(5 내지 10℃)로 안정적 냉기가 보존될 수 있을 뿐만 아니라, 냉각부(140) 내부의 온도의 외부로의 순환 기능을 제공할 수 있다.
이와 함께 냉각부(140)는 압출부(130) 상의 1차적 결착제와 육류 분쇄물의 결착 기능의 강화에 의한 혼합물의 고체화를 통한 2차적 결착 기능을 수행할 수 있다.
절단부(150)는 냉각부(140)를 통해 완전 결착 및 고체화된 혼합물에 대한 미리 설정된 입자 크기, 바람직하기로는 3mm 내지 10mm의 입자 크기로의 절단을 통해 성형을 수행한 뒤, 건조부(160)로 이송하는 기능을 수행할 수 있다.
건조부(160)는 절단부(150)로 제공된 혼합물의 수분의 범위를 건조 사료에 대해서는 5% 내지 15% 범위로 조절하여 포장부(170)로 이송하는 기능을 수행할 수 있다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 실시예 등을 들어 상세하게 설명하기로 한다.
<실시예 1>
분리대두단백분 30 kg, 난단백분 20 kg, 알긴산염 20 kg, 인산칼슘 5 kg, 혼합인산염 5 kg, 감자전분 10 kg, 구아검 5 kg, 트랜스글루타미나제 5 kg로 구성된 단백질 결착제 혼합물을 준비했다.
생고기가 90% 이상 함유된 1차파쇄된 원료에 40%의 생수와함께 상기 단백질 결착제 혼합물을 5중량%를 첨가하여 혼합된 원료를 투입 후 분쇄유화기를 통과시켜 나노화 시키고, 상기 나노화된 혼합원료를 익스투르더에서 압출 성형시키고 냉각공정을 거쳐, 이어서 절단하여 수분함량 5~15% 건조 상태로 건조하여 단위별로 포장하였다.
<비교예1-1>
나노화과정을 거치지 않고 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 개 사료를 제조하였다.
<비교예1-2>
단백질 결착제를 첨가하지 않는 것을 제외하고 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 개 사료를 제조하였다.
<제제예1-1>
상기 실시예 1에서 수득된 개 영양사료 조성물을 통상의 방법으로 압출성형하고 슬라이스하여 직경 3 내지 10 mm 두께의 박막형 사료를 제형화하였다.
<시험예1- 1>
상기 제제예 1에서 수득된 개 영양사료 및 비교예 1-1 및 1-2의 사료 조성물로 제형화된 사료를 총 75마리의 개를 3군으로 나누어 각각 10일 동안 섭취시킨 후 서료의 섭취 용이성, 냄새, 털의 변화, 식욕의 변화, 운동성 변화, 변의 변화 및 전체적인 기호도를 전문 수의사가 관찰하였으며 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
| 구분 | 특성 | 실시예1 | 비교예1-1 | 비교예1-2 |
| 섭취 용이성 | 입과 이에 붙음 | - | 23 | 20 |
| 입과 이에 붙지 않고 잘 먹음 | 25 | - | - | |
| 냄새 | 좋지 않은 냄새가 강함 | 1 | 10 | 22 |
| 좋지 않은 냄새가 없음 | 24 | 14 | 2 | |
| 식욕의 변화 | 식욕의 변화가 없거나 오히려 줄음 | - | 1 | 1 |
| 식욕이 왕성해짐 | 25 | 22 | 20 | |
| 변의 변화 | 변화가 없음 | - | 2 | 3 |
| 쾌변으로 변을 잘봄 | 25 | 19 | 20 | |
| 전체적인 기호도 | 기호도 변화가 없음 | - | 20 | 23 |
| 기호도가 증진됨 | 25 | 1 | - |
상기 표 1에서 보듯이, 본 발명에 따른 개 영양사료는 비교예 1 및 2의 사료에 비하여 섭취 용이성이 매우 우수하고, 좋지 않은 냄새가 나지 않았으며, 뿐만 아니라 항스트레스성으로 식욕도 증진되고 활동성이 좋아졌으며, 쾌변을 보는 것을 알 수 있었다. 따라서, 전체적인 기호도가 월등하게 높아졌음을 알 수 있다.
특히, 본 발명의 개 영양사료는 섭취 5 내지 7일만에 상기와 같은 우수한 효과가 나타낸 것으로서 개 성장 및 건강을 증진하기 위한 개 영양사료로서 매우 적합하다고 판단된다.
<실시예 2>
생고기가 90% 이상 함유된 원료에 실시예1과같이 처리하되 상기 단백질 결착제를 3 kg 혼합된 원료를 투입 후 분쇄유화기를 통과시켜 나노화 시킨 혼합물을 익스투르더에서 압출 성형시킨 다음, 냉각부에서 20 ℃로 냉각 고화시켜고 절단하고 건조하여 단위별로 포장하였다.
<비교예2-1>
나노화과정을 거치지 않고 상기 실시예 2와 동일한 방법으로 고양이 사료를 제조하였다.
<비교예2-2>
단백질 결착제를 첨가하지 않는 것을 제외하고 상기 실시예 2와 동일한 방법으로 고양이 사료를 제조하였다.
<제제예2-1>
상기 실시예 2에서 수득된 고양이 영양사료 조성물을 통상의 방법으로 압출성형하여 슬라이스하여 직경 3 내지 10 mm 두께의 박막형 사료를 제형화하였다.
<시험예2-1>
상기 제제예 2에서 수득된 고양이 영양사료 및 비교예 2-1 및 2-2의 사료 조성물로 제형화된 사료를 총 75마리의 고양이를 3군으로 나누어 각각 10일 동안 섭취시킨 후 서료의 섭취 용이성, 냄새, 털의 변화, 식욕의 변화, 운동성 변화, 변의 변화 및 전체적인 기호도를 전문 수의사가 관찰하였으며 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
| 구분 | 특성 | 실시예2 | 비교예2-1 | 비교예2-2 |
| 섭취 용이성 | 입과 이에 붙음 | - | 16 | 22 |
| 입과 이에 붙지 않고 잘 먹음 | 26 | - | - | |
| 냄새 | 좋지 않은 냄새가 강함 | 1 | 10 | 22 |
| 좋지 않은 냄새가 없음 | 24 | 14 | 2 | |
| 식욕의 변화 | 식욕의 변화가 없거나 오히려 줄음 | - | 1 | 1 |
| 식욕이 왕성해짐 | 25 | 18 | 20 | |
| 변의 변화 | 변화가 없음 | - | 2 | 3 |
| 쾌변으로 변을 잘봄 | 26 | 12 | 16 | |
| 전체적인 기호도 | 기호도 변화가 없음 | - | 20 | 20 |
| 기호도가 증진됨 | 26 | - | - |
상기 표 2에서 보듯이, 본 발명에 따른 고양이 영양사료는 비교예 2-1 및 2-2의 사료에 비하여 섭취 용이성이 매우 우수하고, 냄새가 좋을 뿐만 아니라 항스트레스성으로 식욕이 증진되고 활동성이 좋아졌으며, 쾌변을 보는 것을 알 수 있었다. 따라서, 전체적인 기호도가 월등하게 높아졌음을 알 수 있다.
특히, 본 발명의 개 영양사료는 섭취 10일 만에 상기와 같은 우수한 효과가 나타낸 것으로서 고양이 성장 및 건강을 증진하기 위한 영양사료로서 매우 적합하다고 판단된다.
110 : 원료 혼합부
110a : 육류 호퍼
110b : 결착제 호퍼
110c : 생수 투입관
120 : 나노화 유화부
130 : 압출부
140 : 냉각부
150 : 절단부
160 : 건조부
170 : 포장부
110a : 육류 호퍼
110b : 결착제 호퍼
110c : 생수 투입관
120 : 나노화 유화부
130 : 압출부
140 : 냉각부
150 : 절단부
160 : 건조부
170 : 포장부
Claims (6)
- 하기 단계를 포함하는 것을 특징으로하는 나노화기술과 단백질 결착제를 활용한 반려동물 건식사료 제조방법:
(S1) 생고기가 90% 이상 함유된 원료에 1~10 중량%의 단백질 결착제를 혼합하되, 상기 단백질 결착제는 분리대두단백분 30중량%, 난단백분 20 중량%, 알긴산염 20중량%, 인산칼슘 5중량%, 혼합인산염 5중량%, 감자전분 10중량%, 구아검 5중량%, 트랜스글루타미나제 5중량%의 비율로 구성된 단백질결착제를 혼합하는 단계;
(S2) 상기 (S1)단계에서 혼합된 원료를 30~60 중량%의 생수와 함께 투입하여 광폭 로터-로터방식 임펠러구조를 갖춘 나노화 유화분쇄기를 통과시켜 원료 입자가 10-2 ~ 10-3 ㎛ 크기로 나노화시키는 단계;
(S3) 상기 (S2)단계에서 나노화된 혼합물을 100℃의 열수가 통과되는 2중자켓이 설치된 익스트루더를 통과시켜 호화시키면서 압출성형하는 단계;
(S4) 상기 (S3)단계에서 압출성형된 혼합물을 외부가 5~10 ℃로 유지되는냉각부를 통과시켜 절단하는 단계;
(S5) 상기 (S4)단계에서 절단된 혼합물을 수분함량 5~15%로 건조하는 단계;
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- 제 1 항에 따른 제조방법에 따라 제조된 반려동물 건식사료
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