고지방 동물 사료 펠릿 및 그 제조 방법 document_id A220623051431

1920년대 중반에 미국 동물 사료 산업에 펠릿화 공정이 도입되어 사료 이용률 개선, 사료 밀도 증가 및 취급 특성의 개선이 이루어졌다. 1930년경 이전에는 몇몇 상이한 유형의 펠릿 제조기가 이용되었다. 1920년대 말경에 이르러서는 소위 "플랫 다이(flat die)" 펠릿 제조기 및 "링 다이(ring die)" 펠릿 제분기가 몇몇의 그 초기 형태로 개발되었다. 플랫 다이 펠릿 제조기가 특정 용도에 여전히 사용되고 있지만, 링 다이 펠릿 제분기는 재빠르게 바람직한 디자인으로 개조되어, 신속히 동물 사료 산업용으로 채택되었다. 이것이 오늘날 선택된 펠릿 제조기의 유형으로 남아있다. 링 다이 펠릿화 제분기 자체 외에도, 컨디셔너, 냉각기/건조기, 및 관련 공정 장치를 포함하는 보조 장치가 개발되었다. 초기 펠릿화 공정은 사료 성분들을 혼합하여 혼합물("매쉬(mash)")로 만드는 단계 및 그 혼합물을 추가적인 처리없이 펠릿화하는 단계를 포함하였다. 이러한 접근법의 이론적 근거는 사료 혼합물에의 열 공급에 기인한 비타민과 단백질의 변질 또는 분해를 방지하기 위한 것이었다. 1930년대 말경, 몇몇 가공업자들은 상기 혼합물을 펠릿 압출기로 도입하기 전에 컨디셔너에 통과시킴으로써 동물 사료 혼합물을 물과 증기에 노출시키기 시작하였다. 컨디셔닝 처리 중 증기의 첨가는 생산율을 개선시키고 다이 마모를 감소시켰으며, 펠릿의 품질을 개선시켰다. 증기 컨디셔닝 처리는 산업에서 신속히 채택되었으며, 현재까지 펠릿화 공정의 필수 단계로 이용되고 있다. 컨디셔닝 단계에서는, 일반적으로 다수의 패들(paddle) 또는 픽(pick)이 설치된 회전축을 갖는 실린더형 튜브로 구성된 컨디셔너를 통해 매쉬가 운반됨에 따라 생증기(live steam)를 매쉬에 주입한다. 응축 증기는 매쉬의 온도 및 수분 함량을 증가시킨다. 지방을 반추 동물 사료에 첨가하는 것은 정상적인 반추위의 발효 과정에 악영향을 끼칠 수 있고, 반추 동물의 전위에서 셀룰로오스성 물질의 정상적인 분해를 저해할 수 있다. 그러나, 지방을 반추 동물 사료에 첨가하는 것은 젖 생산량을 증가시킬 수 있다. 지방은 용융되기 쉽고 컨디셔닝 처리시 증기로서 도입된 물과 섞일 수 없으므로, 통상적으로 응집성 동물 사료 펠릿의 제조에 있어 지방은 유해한 것으로 간주된다. 따라서, 사료 펠릿에 포함되는 지방 함량을 제한하는 것이 관행이다. 일반적으로, 지방 함량이 2% 이하인 경우 펠릿의 내구성에 거의 영향을 끼치지 않는다. 상기 함량이 2%를 초과할 때, 상기 펠릿은 점점 더 연화되고, 가루가 더 발생하며, 조작시 더 쉽게 분해된다. 지방 함량이 2%를 초과하는 펠릿을 제조하기 위한 산업상 권장 사항은 최대 2%의 지방을 함유하는 펠릿을 제조하고, 나머지 분량의 오일은 최종 펠릿에 분사하는 것이다(문헌 [Mommer et al., "A Guide to Feed Pelleting Technology," Uniscope, Inc., Johnstown, Colorado, USA, 2002] 참조). 반추 동물의 사료에 함량을 높인 지방을 첨가한 경우에 발생하게 되는 반추위에서의 발효 감소와 관련된 문제를 해결하기 위해 지방산의 칼슘염이 개발되었다. 지방산의 칼슘염은 본래 통상적인 지방보다 반추위에서의 가용성이 낮다. 공교롭게도, 칼슘염은 약간 더 쓰고, 칼슘염을 굵은 또는 거친 가루 형태로 공급하는 경우 다른 지방보다 입맛에 잘 안맞는 것으로 인식된다. 지방산의 칼슘염은 광범위한 입자 크기를 갖는 과립 생성물이라서, 이것을 사료 혼합물에 균일하게 혼입시키는 것은 어렵다. 이들 생성물을 펠릿화하는 것은 생성물의 높은 지방 함량 때문에 일반적으로 비실용적인 것으로 간주된다. 발명의 요약 본 발명은 반추 동물 사료용 고지방 펠릿을 제조하는 방법을 제공한다. 상기 펠릿은 지방산의 무수 칼슘염 및 임의 성분인 액화성 컨디셔닝제를 포함한다. 또한 상기 펠릿은 1종 이상의 영양분을 포함할 수 있다. 지방산의 칼슘염, 임의 성분인 액화성 컨디셔닝제, 및 임의 성분인 영양분(1종 또는 다종)을 포함하는 혼합물을 증기 컨디셔닝 처리 없이 펠릿화한다. 또한 상기 방법에 의해 제조된 펠릿이 제공된다. 상기 펠릿은 응집성과 내구성이 있는데, 이것은 그 고지방 함량을 가정할 때예기치 못했던 것이다. 본 발명은 반추 동물 사료용에 적합한 고지방 펠릿을 제조하는 방법을 제공한다. 상기 방법은 증기 컨디셔닝 처리 없이 지방산의 칼슘염을 펠릿화하는 단계를 포함한다. 또 다른 방법은 지방산의 칼슘염, 액화성 컨디셔닝제 및 영양분을 배합하여 혼합물을 제조하는 단계, 및 그 후 증기 컨디셔닝 처리 없이 상기 혼합물을 펠릿화하는 단계를 포함한다. 본 발명은 반추 동물 사료용에 적합한 고지방 펠릿을 제조하는 또 다른 방법을 제공하며, 상기 방법은 지방산의 칼슘염과 액화성 컨디셔닝제를 포함하는 성분들을 배합하여 실질적으로 균일한 혼합물을 제조하는 단계, 및 증기 컨디셔닝 처리 없이 상기 혼합물을 펠릿화하는 단계를 포함한다. 지방산의 칼슘염의 함량은 상기 혼합물의 약 50 중량% ~ 약 99 중량%(예를 들면, 상기 혼합물의 약 50%, 51%, 52%, 53%, 54%, 55%, 56%, 57%, 58%, 59%, 60%, 61%, 62%, 63%, 64%, 65%, 66%, 67%, 68%, 69%, 70%, 71%, 72%, 73%, 74%, 75%, 76%, 77%, 78%, 79%, 80%, 81%, 82%, 83%, 84%, 85%, 86%, 87%, 88%, 89%, 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, 95%, 96%, 97%, 98%, 또는 99%, 이에 한정되지 않음)일 수 있다. 액화성 컨디셔닝제의 함량은 상기 혼합물의 약 1 중량% ~ 약 5 중량%(예를 들면, 상기 혼합물의 약 1%, 2%, 3%, 4%, 또는 5%, 이에 한정되지 않음)일 수 있다. 예컨대, 상기 혼합물은 약 99%의 지방산의 칼슘염, 및 약 1%의 액화성 컨디셔닝제를 함유할 수 있다. 또한 상기 펠릿은 아미노산을 포함할 수 있다. 반추 동물 사료용에 적합한, 아미노산을 포함하는 고지방 펠릿을 제조하는 방법은 아미노산, 지방산의 칼슘염과 액화성 컨디셔닝제를 포함하는 성분들을 배합하여 실질적으로 균일한 혼합물을 제조하는 단계, 및 증기 컨디셔닝 처리 없이 상기 혼합물을 펠릿화하는 단계를 포함한다. 지방산의 칼슘염의 함량은 상기 혼합물의 약 71 중량% ~ 약 84 중량%(예를 들면, 상기 혼합물의 약 71%, 72%, 73%, 74%, 75%, 76%, 77%, 78%, 79%, 80%, 81%, 82%, 83%, 또는 84%, 이에 한정되지 않음) 또는 그 이상일 수 있다. 액화성 컨디셔닝제의 함량은 상기 혼합물의 약 1 중량% ~ 약 4 중량%(예를 들면, 상기 혼합물의 약 1%, 2%, 3%, 또는 4%, 이에 한정되지 않음)일 수 있다. 아미노산의 함량은 상기 혼합물의 약 15 중량% ~ 약 25 중량%(예를 들면, 상기 혼합물의 약 15%, 16%, 17%, 18%, 19%, 20%, 21%, 22%, 23%, 24%, 또는 25%, 이에 한정되지 않음)일 수 있다. 또한 상기 펠릿은 비타민을 포함할 수 있다. 반추 동물 사료용에 적합한, 비타민을 포함하는 고지방 펠릿을 제조하는 방법은 비타민, 지방산의 칼슘염과 액화성 컨디셔닝제를 포함하는 성분들을 배합하여 실질적으로 균일한 혼합물을 제조하는 단계, 및 증기 컨디셔닝 처리 없이 상기 혼합물을 펠릿화하는 단계를 포함한다. 지방산의 칼슘염의 함량은 상기 혼합물의 약 86 중량% ~ 약 98 중량%(예를 들면, 상기 혼합물의 약 86%, 87%, 88%, 89%, 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, 95%, 96%, 97%, 또는 98%, 이에 한정되지 않음)일 수 있다. 액화성 컨디셔닝제의 함량은 상기 혼합물의 약 1 중량% ~ 약 4 중량%(예를 들면, 상기 혼합물의 약 1%, 2%, 3%, 또는 4%, 이에 한정되지 않음)일 수 있다. 비타민의 함량은 상기 혼합물의 약 1 중량% ~ 약 10 중량%(예를 들면, 상기 혼합물의 약 1%, 2%, 3%, 4%, 5%, 6%, 7%, 8%, 9%, 또는 10%, 이에 한정되지 않음)일 수 있다. 본 명세서에 기재된 방법에서, 액화성 컨디셔닝제는 오일, 지방, 유리 지방산, 지질, 또는 이들의 혼합물일 수 있다. 액화성 컨디셔닝제는 레시틴일 수 있다. 또한, 액화성 컨디셔닝제는 식물성 오일 또는 식물성 오일의 혼합물, 예를 들면, 대두, 카놀라, 완두콩, 밀, 감자, 옥수수, 참깨, 해바라기, 목화씨, 코프라, 야자씨, 홍화, 아마씨, 땅콩, 루핀, 올리브, 식용 콩 및 귀리 오일일 수 있으며, 이들에 한정되는 것은 아니다. 액화성 컨디셔닝제는 또한 왁스, 또는 왁스의 혼합물일 수 있다. 또한 이것은 왁스와 오일, 지방, 유리 지방산, 또는 지질 중 1종 이상의 혼합물일 수 있다. 액화성 컨디셔닝제는 바셀린일 수 있다. 본 명세서에 기재된 방법에서, 또한 영양분 또는 영양 보조제를 상기 혼합물에 첨가할 수 있다. 영양분 또는 영양 보조제는 아미노산, 비타민, 미네랄, 상업용 성장 촉진제[예를 들면, 이오노포어(예, 모넨신(예, RumensinTM(Elanco Animal Health, a Division of Eli Lilly and Co.)), 라사로시드(예, BovatecTM(Alpharma, Inc.)), 살리노마이신(Intervet, Inc.), 및 나라신(Elanco Animal Health, a Division of Eli Lilly and Co.), 이에 한정되지 않음] , 효소, 생균제(direct-fed microbial), 발효 부생성물 또는 부산물, 식물 추출물 및 식물 성분(botanical)일 수 있다. 아미노산을 상기 혼합물에 포함시킬 수 있다. 아미노산은 라이신일 수 있다. 또한 영양분은 칼슘 판토테네이트와 같은 비타민일 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한 본 명세서에 기재된 임의의 방법에 의해 제조된 펠릿을 제공한다. 상기 펠릿은 약 50 중량% ~ 약 99 중량%의 지방산의 칼슘염과 약 1 중량% ~ 약 5 중량%의 액화성 컨디셔닝제를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 본 명세서에 기재된 방법에 의해 제조된 펠릿은 펠릿 내구 지수(PDI)가 약 80% 이상인데, 상기 PDI는 미국 농공학회 규격(American Society of Agricultural Engineers Standard) S269.4 (2003)에 의해 결정된다. 바람직하게는, 아미노산을 포함하는 펠릿의 경우, 펠릿내 아미노산 중 20% 이상(예를 들어, 약 20% 이상, 약 30% 이상, 약 40% 이상, 약 50% 이상, 약 60% 이상)이 반추 동물이 상기 펠릿을 섭취한 후 4시간 동안 반추 동물의 장내에 잔류하게 된다.