(사료학)
1장 사료의 분류 및 한국 사료산업의 현황
1) 사료학 : 가축이 생명유지, 생산활동 할 수 있는 영양소가 포함된 사료에 대한 영양적 가치와 향상을 연구하는 학문.
2) 사료 선택 시 고려사항 1. 영양소공급, 이용성, 기호성, 소화, 취급 간편성, 친환경, 메탄까스
2. 안전성 담보 : 사료에서 기인하는 광우명(BSE-육골분)
3. 경제성 : 사료비→전체 축산경영의 60% 이상 차지
3) 영양가치에 따른 사료의 분류 : 조사료, 농후사료, 보충사료
∎ 조사료
1. 초식동물 : 셀룰라아제 효소에 의해 소화, 섬유질(셀룰로오스) 함량이 높음. 용적 많음(소, 염소)
2. 반추, 비반추 초식동물의 유지사료
3. 축우 : TMR로 급여(완전배합사료)
4) 1. 단미사료(feed ingredient) : 배합사료에 혼합되는 하나하나의 원료 ex: 옥수수 : 도입 곡물 중 젤 많음.
2. 배합사료 : 사료공장에서 규격에 맞게 생산된 것, 곡류, 강피류 : 배합사료에서 60%이상 차지
~ TMR (total mixed ration) : 조사료+농후사료+첨가제, 완전 혼합사료
5) 우리나라 농후사료는 1970년대 초 본격생산하기 시작, 최초 년간 32만 톤에서 최근에는 1,500만 톤을 생산함.
6) 축종별 생산량
~ 양돈 : 34~38(국내 배합사료 중 가장 많음)/ 양계: 25~2/ 낙농: 7.1~11/ 비육우: 17~18/ 기타: 6~7
3장 배합사료의 제조
(원료 반입 및 저장 시스템)
1) 배합 형태
1. 배치식(batch system-일괄혼합배합) 사료 공장 : 국내 사료공장 대부분 배치식
~ 모든 원료가 원료 빈(ingredient bin)에 저장된 후 설계 배합비율대로 배합기에 투입, 한번에 배합이 이루어짐.
① 원료반입 : 지정된 빈에 이동(옥수수∙밀 등 곡류)→ ② 액상원료 : 별도 탱크저장 후 사용(당밀)
→③ 첨가제 : 예비배합 후 사용(비타민∙광물질)→ ④ 집진시설 : 먼지제거→ ⑤ 제어(조정실)
2. 연속식 사료공장 : 생산제품 품목수가 제한되고, 사용하는 원료의 종류가 단순할 경우
3. 종합식 사료공장 : 양계, 양돈, 젖소
2) 분쇄 공정
1. 미국식 : 분쇄 후 배합 (버킷엘리베이트 사용-동력소요 적음), 곡물종류 적을때, 우리나라.
2. 유럽식 : 배합 후 분쇄(분쇄 곡물저장 위한 원료 빈 필요없음). 수평 컨베이어 사용(투자비용저렴), 균일입자유지
3) 배합사료의 원료
1. 벌크(주원료) : 에너지-옥수수, 소맥, 수수
① 기차, 트럭으로 공장까지 수송
② 계량 후 반입호퍼로 투입
③ 반송기(스크류, 드래그, 공기) 통해 정선기로 이송
④ 이물질 제거
⑤ 버킷 엘리베이터 통해 창고 밖 저장 사일로로 운반되어 분쇄, 가공되기 전까지 저장
2. 벌크 또는 포장상태(부원료) : 단백질-대두박, 채종박, 밀기울, 어분
4) 벌크 원료의 반입 시스템
1. 계량 시설 : 원료의 반입량 및 제품의 반출량 측정
2. 반입 호퍼와 트럭 호퍼
3. 반송용 컨베이어
① 스크류 : 고정된 통속에서 회전하며 사료 운반, 주로 수평운반용이나 30도 경사까지 가능
② 드래그 : 체인에 페달들이 재료운반(미세입자~알곡)
③ 공기 : 관 속으로 공기를 불거나 흡입해 운반
4. 반입 정선기 : 이물질 제거(반입호퍼와 버킷엘리베이터 사이에 설치, 협잡물 거르는 것)
5. 버킷 엘리베이터 : 원료제품의 수직이동, 집진기 부착 필수
6. 디스트리뷰터(distributer) : 원료를 저장된 사일로,제품 빈에 보내줌
7. 저장 사일로 : 주원료 반입시설, 호퍼빈(빈 바닥이 경사짐), 평바닥 빈(빈 바닥이 평평)
8. 원료 빈 : 원료 배합 전 1~2일 가저장 장소
(분쇄 : 소화율 향상, 소비자 선호도 만족, 배합∙취급(사료가공시)∙펠릿 용이)
~ 분쇄 기계 1. 헤머밀 : 회전측(해머)와 필 사이에 원료가 부딪쳐 분쇄
2. 버밀(맷돌), 어트리션밀(2개의 회전판이 역방향으로 회전분쇄)
3. 롤러밀 : 두 쌍의 롤러 사이에 곡물유입 분쇄
-1-
(배합 시스템)
1) 배합 공정
1. 예비배합 : 소량 혼합사료원료(비타민, 항생물질)+부형제(밀기울)을 미리 혼합해 양을 많게해 성분희석 목적
~ 예비배합 혼합물질 : 무기물, 비타민, 항생물질(과도첨가시 중독 현상 일으키기 땜 골고루 배합하는 것이 중요)
2. 본배합 : 주원료(옥수수, 대두박 등)과 부원료를 본격 배합(배치식, 연속식)
~ 설탕 제조시 부산물 : 당밀, 우지(액상원료)
2) 배합 시설 및 기기
(스크루 피더) (자동 조절 패널) (사료 정선기)
원료빈에서 계량호퍼 이동시 사용 배합기내 덩어리, 이물질 제거
(수직식 배합기) (수평식 배합기) (연속식 배합기)
(열처리 가공 시스템)
|
1 |
펠릿(pellet) |
미립사료 → 열, 압력, 수분→ 단단하고 큰 덩어리로 만듬 |
|
2 |
플레이크(flake) 가공 |
곡류 → 열, 압력, 증기→ ①가습 ②굽기 ③압축 ④건조 및 냉각 |
|
3 |
익스트루전(extrusion) |
익스트루더 → 열, 압력, 수분→ 공기 중으로 배출, 팽창 |
펠릿→ 
(벌크 반출 및 포장 시스템)
1. 공정 : 포장 사료용 : 20~25K 포대로 재봉 / 펠릿 : 1톤, 2톤 단위
2. 벌크제품 빈과 포장기 ① 벌크 : 지상 4.2m 위에 커다란 원형 사료 저장고, 호퍼각 최소 60도
② 포장기 : 계량, 재봉, 팰릿 작업 동시에 이뤄짐.
(집진 시스템 : 목적→공장 내 먼지제거 ex : 사이클론, 필터, 백
~ 설치효과 : ①노동생산성 개선, ②공장 유지비 감소 ③주변과 원만한 관계유지 ④분진폭발 위험예방
(배합사료공장의 시설 배치)
1. 사료 가공 시설 : 분쇄, 팰릿, 원표빈, 예비배합
2. 원료 반입 시설 : 저장 및 원료 빈에 가까운 곳 위치
3. 주원료 저장 시설 : 공장 밖, 분쇄기∙원료빈에 근거리 위치
4. 보일러 및 액상 원료 저장시설 : 액상원료를 위한 보일러 시설
(사료 곡물의 저장)
∎ 곡품의 품질, 중량 저하시키는 요인 : 온도와 수분, 곰팡이, 곤충, 진드기 및 설치류 (곡물의 호흡은 큰 영향없다)
~ 온도와 수분 : 저온, 건조일때 저장기간 증가함.
① 온도 : 모든 미생물 성장 결정 / ② 수분 : 곡물 평균 함수율 13%
(액상 원료 저장 및 첨가 시스템)
1) 액상원료 : 탱크 트럭으로 반입되어 저장 탱크에 저장 된 후 펌프에 의해 가열 탱크로 보내진다.
1. 당밀, 우지 : 설탕제조시 부산물
2. 액상원료 저장탱크에서 가열탱크로 이송→스트레이너 통해 덩어리, 이물질 제거
3. 가열→액상사료의 원활한 혼합위한 방책 ① 당밀 50c, ② 우지 120c 가열 후 배합사료에 첨가
4. 가방법 : 배합시, 펠릿시, 펠릿 제조 후 표면에
2) 액상원료 첨가기술 유의사항 : 가늘고 고운 입자의 분사가 중요
1. 점도가 낮으면 펌핑, 분사가 잘됨.(온도를 높이면 점도가 낮아짐)
2. 우지 : 60~90C까지 가열
3. 당밀 : 45C이상 오래 가열하면 캐러멜 현상발생 (분사직전 짧은 시간 65~90C까지 가열 분사가능)
4. 우지 저장탱크 : 3개월에 한번씩 청소
5. 배합 후 덩어리 제거위해 정선기 이용, 겨울철 보온에 주의
(공장의 안전관리)
1. 훈증 : 미생물 사멸→곡물 저장 엘리베이터, 곡물저장시설
2. 훈증제 중독 예방 : 훈증제 특성 이해, 훈증제 노출 경감심 결여
~ 훈증제 중독사고 예방 ① 훈증 전∙후 24시간 이내 금주
② 버킷 엘리베이터 아래쪽 구덩이, 건물 낮은지역 훈증가스 남아있으므로 주의
③ 2인 1조 작업 ④ 가축에게 급여시 알곡에만 사용. -2-
4장 사료의 가공 기술
∎ 사료의 가공 처리의 득실에 대하여 개관하였는데, 생초나 건초는 세절하지 않고 전장으로 먹이는 것이 좋다.
∎ 건초와 볏짚 같은 것은 삶아 먹이지 말고 펠릿으로 만들어 먹이는 것이 섭취량을 많게 하여 좋다.
∎ 사료의 박편은 곡류를 증기로 처리하거나 또는 증기 처리 없이 열과 높은 압력을 가하여 납작하게 누른 것으로,
반추가축 동물에게는 사료 효과가 높은 것으로 알려져 있다.
∎ 사료를 삶거나 증기로 찌면 볏짚∙콩깍지같이 부피가 크고 딱딱한 것은 부드럽고, 용적 적어지며, 구수한 향미.
∎ 볏짚과 같은 저질 조사료는 여러 가지 화학적 처리를 하여 사료 가치를 증진시켜서 가축에게 급여한다.
(조사료의 물리적 처리)
∎ 건초 : 청초를 수분함량이 15%이하로 건조, 조사료 공급, 반추위 동물에 필수
1) 조사료의 건초
1. 자연건조법 : 청초를 햇볕, 바람이용해 건조, 수분증발 촉진(프로피온산, 포름산, 건초압쇄기 이용)
2. 발효건조법 : 청조를 퇴적해 발효열 이용, 비가 많이 내리는 지역, 갈색건초
3. 인공건조법 : 통품, 화력
2) 사일리지 : 풀이 없는 고초기 급여, 축사내 주년 급여가 목적
1. 원료의 예취 ① 사일리지 원료 수확 : 단위면적당 생산량 최대일때
② 청예 옥수수의 수확적기→황숙기, 황숙기 제조시 단점→설사, 산미
2. 예건 ① 적정 수분함량 70%(수분함량 적음 젖산균 번식 어려움), 하베스토아→적정수분량 50%
② 사일리지 내 : 수분과다→영양소 손실, 부족→유산균 증식억제 ③ 미생물 생육 위해 필요
3. 세절 : 사료 잘게 부숨
①1~4cm 자름 취급 용이 ②사일로에 많은 양의 원료 충진 ③압착 잘됨 ④젖산발효가 생성되는 좋은 조건
4. 원료 충진(사일로에 원료 투입), 진압(원료를 혐기상태로 만듬)
3) 조사료의 세절(짧게 자름), 분쇄(가루처럼 부숴뜨림)
1. 세절 ①소화에 필요한 에너지 감소, 에너지 섭취량 증가, 허실량 감소
② 단점 : 지나친 세절은 섭취량 증가, 소화율 저하, 가공시 시간과 노동력 소요
2. 분쇄(grinding) 및 펠릿팅
① 분쇄 : 기계이용해 조사료 입자크기 감소
② 펠릿팅 장점 : 사료섭취량 유생산량, 체중증가
③ 펠릿시 : 이상각화증 등의 역효과 발생가능
3. 사료의 분쇄
① 장점 : 소화율 개선, 배합효율 증대, 가축 기호성 증진, 원료 취급의 편의성 증가
② 단점 : 사료단가 상승, 분진 발생, 가축의 위궤양 발생
(조사료의 화학적 처리)
|
1 |
가성소다 처리 |
① 헤미셀룰로오스, 셀룰로오스 팽창으로 반추미생물의 소화 도움. ② 단점 : 고가, 취급어려움, 토양오염/ 보완 : 건식처리 및 증기처리 |
|
2 |
암모니아 처리 |
알칼리 처리의 단점 보완, 소화율 향상, 조단백질 함량 증가 |
|
3 |
석회 처리 |
① 간이석회 볏짚 제조법 : 볏집을 석회수에 2~3일감 담궈둠 |
|
4 |
과산화수소 처리 |
리그닌 제거, 저질사료의 소화율 개선, 생산성 증가 |
|
5 |
알칼리 처리 |
① 짚 부드러워짐, 규산 함량 적어짐, 소화효소의 침투 잘되 소화가 잘됨 |
|
1 |
압편 |
① 2개의 편평한 롤러 사이로 곡류 통과시켜 납작하게 누름 ③ 크림핑(crimping) : 파상인 양면 사이로 통과 |
|
2 |
앞출 |
①성글게 분쇄한 곡류→증기처리→압력→좁은구멍 통 / 녹말 젤라틴화로 소화율향상 |
|
3 |
박편 처리 |
곡류→증기∙열∙압력 가해 누름→사료 깨뜨리지 않고 두께만 얇게 가공 후 수분 건조 |
|
4 |
볶기, 튀기기 가공 |
압력 급변 현상 이용 (수분함량 감소, 유해물질 사멸, 저장성 증진, 비용 저렴) |
|
5 |
자비(물에 끓임), |
①장점 : 용적 감소, 향미증진, 병원균 사멸 |
|
6 |
수침처리 |
전체 파쇄해서 물에 담금 |
|
7 |
가루사료 |
① 펠릿, 익스팬딩 제조위한 전단계, 가루사료보다 더욱 미세한 입자로 분쇄 |
|
8 |
팰릿팅 |
1)공정과정 ① 원료∙배합사료 입자도 조절 |
|
9 |
익스트루딩 |
1)원료 압축 충진→가압→배출구로 압출 |
|
10 |
익스팬딩 |
① 펠릿팅 전 에너지 투입 증가시켜 펠립 품질개선 |
|
11 |
플레이크 |
통 알곡→스팀→압편 |
(배합사료의 가공기술)
5장 사료의 품질관리
∎ 품질관리는 원료사료의 구매에서 최종 생산까지의 품질에 관한 일괄적인 관리를 뜻한다.
∎ 원료는 주로 외국에서 수입되며 윈료의 품질은 수분, 온도 등의 영향을 받는다.
∎ 최종 생산물은 색상, 냄새, 이물질의 혼입, 분쇄입자도, 가공상태를 점검한다.
∎ 최종 생산물은 화학분석을 실시하며 가장 좋은 품질검사는 직접 가축에 급여하는 사양시험이다.
∎ HACCP는 사료 원료의 입고부터 제조·유통에 이르는 전 과정을 중점적으로 관리하는 기준이다.
1) 배합사료의 생산원가 중 주원료비가 차지하는 비중 70% (옥수수)
2) 원료 영양성분량 변이 요인 1. 자연적 요인 : 원료의 품종, 생장조건, 원산지, 수확 및 저장방법
2. 가공 요인 : 종실의 착유, 전분제거, 탈피, 발효 및 첨가물 처리
3. 변이계수 : 가장 높은 원료→육골분, 가장 낮은 것→대두박
(원료의 성분규격)
1. 곡류 : 물리적 특성 규정(용적비중∙수분함량∙이물질함량∙쇄살함량), 품질변이 심해 입고시 영양소함량 분석
2. 식물성 단백질 사료 : 수분∙단백질 분석, 항영양성 인자 분석
3. 동물성 단백질 사료 : 어분 : 살모넬라 오염원으로 작용
① 어분, 육분, 육골분(광우병 유인물질), 육분 탱키지, 혈분, 우모분, 가금 부산물, 골분
② 펩신 소화율 통해 열처리 여부 평가
4. 유지(지방)사료 : 동물성(우지+돈지), 식물성(대두유, 옥수수)
(원료의 저장 중 품질에 영향을 미치는 요인) : 수분, 온도, 원료의 상태
1. 수분 : 8%(생물학적 활동 중단), 23%(원료 사용불능), 수분∙습도 증가시→곤충 및 미생물 성장 활발해짐.
2. 온도 : 곰팡이에 의한 손상
3. 원료의 상태 : 원료의 변질 진행정도, 바구미나 기타 곤충의 오염정도, 곡류의 쇄실 함량
(부형제-carrier) : 표면 거칠고 구멍 있어 미세 첨가제를 표면에 잘 흡착할 수 있어야 함. ex: 거친 말분, 대두분, 옥분
(사료의 품질검사 방법)
1. 이화학적 방법
① 체에 의한 선별 및 비중선별
② 용적중 측정 : 일정한 용적에 대한 사료의 중량, 용적중 젤 가벼운 것→전분박
③ 현미경 검사 : 크기작아 육안 식별 어려운 시료 확대 검사
2. 화학적 방법
|
|
|
이용 기계 |
|
1 |
수분 |
건조용 오븐 |
|
2 |
조단백질과 아미노산 |
조단백질→켈달장치 |
|
3 |
조지방과 지방산 |
조지방→에테르∙속슬렛, 근래→속스텍∙지방 추출기 |
|
4 |
조섬유 |
남는 잔류물 태워 측정 |
|
5 |
조회분과 광물질 |
조회분→전기 회화로(연소로) |
|
6 |
총에너지 |
열량 측정기 이용 |
(HACCP-해썹 : 사료 원료 입고~제조∙유통에 이르는 전과정)
1. 위해물질이 사료에 혼입∙오염되는 것 사전 방지 위해 각 과정 관리하는 기준
2. 위해분석(HA), 중요관리점(CCP)
-4-
6장 농후사료
∎ 가축에게 필요한 영양소 중 가장 중요한 것은 에너지원이 되는 탄수화물과 단백질이다
∎ 배합사료 중의 약 70% 정도는 곡류사료가 차지하기 때문에 이들이 사료에서 차지하는 비율은 매우 높다.
∎ 옥수수는 배합사료의 원료로 가장 많이 사용하고 있는 중요한 단미사료원이며 대부분 수입에 의존하고 있다
∎ 밀을 너무 곱게 분쇄하면 입안 및 소화기관 내에서 끈기가 있는 반죽 모양의 식괴를 이루어
기호성을 떨어뜨리며 소화기 장애를 일으키므로 약간 거칠게 분쇄하여 급여하는 것이 좋다
∎ 강피류 : 밀을 도정할 때 생산되는 밀기울, 벼의 도정과정에서 나오는 쌀겨, 옥수수 제분과정에서 부산물이다.
∎ 옥수수 가루 제조시 20~22%, 밀가루 제조시 25~28%, 현미도정시 5~6%가 생산된다
∎ 비타민 B군∙인∙단백질∙조섬유가 많으나 변이가 심한 것이 문제이며 영양소의 함량을 조절하는 데 이용된다.
∎ 근괴사료로 타피오카가 많이 사용되는 데 리나마린이란 유해성분이 있어 문제가 된다.
∎ 지방사료는 사료에 에너지를 배가시키기 위해 사용하며 그 종류로는 동물성과 식물성이 있다.
∎ 동물성 중 우지, 돈지, 계유 등이 가격상 사료로 이용되며 특히 도축시 많이 생산되는 우지가 많이 사용되며
이 때 많이 사용하면 축산물의 상품가치가 낮아질 수 있다.
∎ 식물성 단백질원 : 종실에서 채유하고 남은 부산물이 이용, 대두박(가장 많이이용),을 임자박, 호마박, 채종박, 아마박 등이 있다.
∎ 식물성 박류는 그 속에 영양저해물질이 있고 고시폴, 글루코시놀레이트, 미로시나제 등이 함유되어 있다.
(농후사료)
|
1 |
에너지 사료 |
1. 가축에게 필요한 영양소 중 중요한 것은 탄수화물과 단백질(에너지원) 3 ① 곡류 사료 : 탄수화물(배합사료 중 70% 차지) : 옷수수, 밀, 보리 등 |
|
2 |
지방질 사료 |
1. 가축 생산능력에 따라 에너지수준을 높여야 하는데 곡류만으로 충족 못함 |
|
3 |
단백질 사료 |
각종 종실에서 기름을 짜고 남은 박류 ① 식물성 : 대두박, 면실박 등 |
-------------------------------------- 에너지 사료 (곡류, 강피, 근괴) --------------------------------------------------
(곡류 사료) : 에너지 공급원, 현재 국내에선 대부분 곡류사료를 수입에 의존 ex: 옥수수,수수,밀,보리,귀리,호밀,조,쌀 등
옥수수-곡류 : 배합사료의 원료로 가장 많이 사용하는 단미사료원
1. 가용무질소물(NFE)이 주(탄수화물): 각종 에너지(TDN, DE, ME, NE)가 높은 것은 NFE 함량도 높음.
2. 전분 에너지∙지방→ 높음. / 3. 조섬유∙단백질∙칼슘∙인→적음.
4. 제한 아미노산 : 트립토판, 리신
밀(소맥)-곡류 : 주성분 전분(용도→밀가루 생산), 옥수수∙보리보다 단백질 함량이 높음.
1. 단백질의 아미노산 이용성 좋아 사료가치가 우수. 글로텐(찐득한) 함량 높음(좋은 펠릿 제품가능)
2. 급여 ① 거칠게 분쇄 (곱게 파쇄 급여시 : 기호성저하, 소화장애야기)
② 단독급여시(단미사료로)→ 설사, 식욕부진(피틴태로 인한)
3. 주요 생산국 : 유럽연합, 인도, 중국, 미국
4. 돼지→배장근 면적 증가기여, 반추동물→성글게, 면양→통밀로 급여
5. 제한 아미노산 : 리신 , 메티오닌
수수-곡류 : 주성분 전분, 사료적 가치 옥수수와 유사, 단백질∙칼슘∙비타민 D 함량 낮음
~ 결점 : 탄닌(떯은 맛) 함량 높아 기호성, 소화율 저하
보리-곡류 : 주로 식용, 가격이 비싸 사료로 어려움.(최근 총체보리로 이용)
1. 닭 ① 육성중 닭, 브로일러 : 사용량 제한 (에너지 낮고 섬유소 많기 때문) ② 산란계 : 옥수수 전량대체가능
2. 돼지 : 육성돈→등지방 두께 얇게(체지방 희고 굳게), 배장근 단면적 넓게
3. 반추가축 : 옥수수∙수수에 비해 사료가치 저하(겉보리에 섬유서 많아 전분이 낮음)
연맥-곡류 : 전분이 주성분
1. 서아시아가 원산, 저온강함, 척박토양 잘자람, 위도 높은곳 많이 생산, 단위동물 부적합(조성분 함량 높음)
2. 말 : 사료로 이용, 위궤양 예방 효과
3. 가금 : 카니발리즘 예방, 제한 급여목적 사용
4. 돼지 : 등지방 두꼐 감소, 위궤양 발생 억제효과
호밀-곡류 : 사초용 종자로 주로 수입, 식빵 제조용, 앙콜생산용으로 이용, 밀과 유사
쌀-곡류 : ① 사료로 이용시 가격이 비쌈 →② 총체벼로 이용 : 알곡 달린 식물전체를 사일리지 형태로 저장이용
(강피류) : 1. 가루 제조시 (%) -5-
2. 에너지 공급원, 현재 국내에선 대부분 곡류사료를 수입에 의존 ex: 옥수수,수수,밀,보리,귀리,호밀,조,쌀 등
3..곡물 가공해 사람이 식용할 전분 제외한 부산물
4. 종류 : 밀기울, 쌀겨, 보리겨, 대두피, 옥수수겨, 탈지강, 글루텐 피드
5. 함량 많은 것 : 단백질, 조섬유 비타민 B, 인(에너지 함량은 적다)
6. 부피가 커서 영양소 함량 조절 유용(가축의 변비방지, 영양소 희석제)
7. 제한아미노산 : 메티오닌
밀기울(강피류) : 종류 → 밀기울, 중분, 말분, 정강, 세실, 밀배아
|
1 |
옥수수 |
20~22 |
|
2 |
밀가루 |
25~28 |
|
3 |
현미도정 |
5~6 |
