TECHNIQUE FOR SUPPRESSING ESTIVATION OF SEA CUCUMBERS AND FOR CAGE-CULTURING SEA CUCUMBERS USING DEEP SEA WATER
본 발명은 해양심층수의 생물사육분야 활용을 위한 방법으로, 해양심층수의 청정성과 저온특성을 이용하여, 더위와 건조에 약한 해삼의 여름철 하면(夏眠)을 억제하는 기술이다. 해삼은 극피동물 해삼류에 속하는 동물의 총칭으로 몸은 원통형에 가깝게 길둥글고, 등에 혹 모양의 돌기가 많이 있으며, 배에 많은 관족(管足)이 달려 있다. 얕은 바다 또는 깊은 바다의 바위 그늘 등에 서식하며, 몸은 부드럽고 원통 모양이며, 길이가 2~200cm, 두께가 1~20cm이다. 대개 흐릿하고 어두운 색깔을 띠며 흔히 혹이 있어서 오이와 비슷하게 생겼다. 내부골격은 피부 속에 있는 많은 독특한 모양의 작은 조각들로 축소되어 있다. 대부분의 종은 입에서 항문에 이르는 5개의 관족렬을 가진다. 항문개구부는 호흡과 노폐물의 배설에 사용된다. 10개나 그 이상의 촉수는 입 주위에 있으며, 퇴축(退縮)할 수 있고 먹이(영양소나 작은 수중동물이 있는 진흙)를 섭취하거나 굴을 파는 데 사용된다. 또한 해삼은 수온이 16℃ 이상이 되면 식욕이 감퇴되고 소화관이 위축되는데 이 때부터 여름잠을 준비하다가 25-26℃ 이상이 되면 여름잠을 자게 된다. 다른 포유류 동물들이 동면을 취하는 것에 비하면 해삼의 여름잠은 꽤나 독특하다고 할 수 있다. 해양먹이사슬에서 주요한 역할을 하는 유기물섭식자로서, 유기물질 또는 박테리아, 원생동물로부터 영양분을 섭취하여 “환경미화원”으로 불린다. 또한 해삼은 정부가 지정한 고부가 양식 영역에 속하는 종으로서, 멸종위기에 처한 야생동식물종의 국제거래에 관한 협약(CITES)에서도 사안으로 거두되기도 하였다. 해삼은 해양수산부에서 지정한 우리나라 8대 국민기호 수산물 중 하나로 지정하였으며, 전복 가리비와 같이 동물사료 의존도가 낮은 차세대 환경 친화적 청정 수산물이다. 우리나라를 비롯한 중국과 일본 등 동양권에서는 해삼이 바다의 인삼과 같은 최고의 스태미나 식품으로 그 인기가 날로 높아가고 있으며, 건강 및 약용식품으로도 수요가 날로 증가하고 있다. 해삼은 3 ~ 7월이 산란기이며, 수요가 높아지는 여름철에 번식보호를 위해 동해안은 7월 ~ 8월에 금어기를 두고 있다. 따라서 해양심층수의 청정성과 저온특성을 이용하여 여름철 해삼의 하면 억제 및 축양을 통한 해삼의 생산량 확대 및 지속적 공급이 가능하게 하고자 한다. 해양심층수를 이용한 양식방법에 관한 것으로서 한국등록특허 제10-0861134호에는 해양 심층수와 표층해수를 이용하여 조개류 및 어류를 양식하는 방법이 개시되어있고, 한국공개특허 제10-2009-59194호에는 해삼의 먹이로 사용되는 해조류를 분쇄하고, 분쇄된 해조류를 삶아 일정량의 점액질을 제거하여 서로 붙지 않도록 한 해삼먹이 제조방법 및 제조장치가 공개되어 있다. 그러나, 해양심층수를 이용한 수온제어를 통해서 해삼의 하면을 제어하는 기술은 찾아보기 어렵다. 여름철 해삼의 수요에 필요한 공급이 요구되고 있으며, 이를 실현하는 방법은 해삼의 하면 억제를 통한 축양 및 양식으로 가능할 것으로 판단된다. 따라서 해양심층수를 이용하여 해삼의 하면 억제 및 축양 방법을 제공함에 있다. 해양심층수를 이용하여 해삼의 하면 억제 및 축양 방법을 제공하기 위해 다음과 같은 실험결과를 바탕으로, 해양심층수 원수유입수온(C:5±1℃) 처리구; 해삼 성장 적정수온으로 알려진 11±0.5℃ 및 25±0.5℃ 가온구 등 5종의 각 실험구에 해삼 성체를 15마리씩 수용하여, 해양심층수와 표층해수를 열교환 또는 혼합하는 방법으로 수온을 10.5~25.5℃로 조절함으로써 해삼의 하면 억제 및 축양 방법을 제공한다. 해양심층수와 표층수를 이용하여 다양한 수온에서 해삼 배양시 생리생태를 알아보았다. 그 결과, 해삼은 10.5~25.5℃에서 동화효율이 높은 것으로 나타났으며, 탄수화물과 단백질의 함량이 증가하는 것으로 나타나, 해양심층수를 적정온도로 조절하면 해삼의 하면 억제 및 축양이 가능한 것으로 나타났다. 도 1은 해양심층수 및 표층해수를 취수하여, 열교환기를 통해 표층수의 열을 이용하여 해양심층수의 수온을 가온하는 해삼의 하면을 억제 및 축양하는 기술 공정도. 도 2는 해양심층수를 취수하여 열교환기나 열펌프로 수온을 상승시켜 해삼의 하면을 억제 및 축양하는 기술 공정도. 도 3은 해양심층수와 표층해수를 취수하여 밸브를 통해 혼합량을 조절하여 수온 제어를 하는 해삼의 하면을 억제 및 축양하는 기술 공정도. 도 4는 해양심층수를 취수하여 태양열 등의 열에너지를 이용하여 가온한 후 해삼의 하면을 억제 및 축양하는 기술 공정도. 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 해양심층수의 수온을 이용한 해삼의 하면 억제를 위한 축양방법으로서, (1) 해양심층수를 취수하는 단계, (2) 취수된 해양심층수의 수온을 가온하는 단계, 및 (3) 가온된 해양심층수를 이용하여 해삼을 축양하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 해삼의 하면 억제를 위한 축양방법을 제공한다. 본 발명의 축양방법에서, 상기 취수된 해양심층수의 수온을 가온하는 단계는 하기 4가지 중 어느 하나의 방법에 의해 수행될 수 있다. a) 해양심층수와 표층해수를 취수하여 열교환기를 통해 해양심층수의 온도를 10.5~25.5℃가 되게 하여 해삼의 하면 억제와 축양을 하는 방법(도 1), b) 해양심층수를 취수하여 저온열을 건물 냉방, 냉장, 냉동, 제빙 등에 이용함으로써 수온이 상승되게 하여 10.5~25.5℃가 된 해양심층수를 이용하여 해삼의 하면 억제와 축양을 하는 방법(도 2), c) 해양심층수와 표층해수를 취수하고, 취수된 두 해수를 혼합하며 수온을 10.5~25.5℃가 되게 제어하고, 제어된 그 해수를 이용하여 해삼의 하면 억제와 축양을 하는 방법(도 3), 및 d) 해양심층수를 취수하여 태양열 등의 열에너지를 이용하여 가온하고, 수온이 10.5~25.5℃가 된 해양심층수를 이용하여 해삼의 하면 억제와 축양을 하는 방법(도 4). 이하, 본 발명에 따른 해양심층수의 청정성 및 저온특성을 이용한 해삼의 하면 억제 및 축양(양식) 방법을 도 1, 도 2, 도 3 및 도 4를 참조하여 단계별로 상세히 설명하면 다음과 같다. 제1단계: 해양심층수 및 표층해수를 취수하고, 열교환기를 통해 표층수의 열을 이용하여 해양심층수의 수온을 해삼 적정수온으로 조정하여 해삼의 하면을 억제 및 축양하는 단계이다. 본 단계는 동해안의 수심 200m 이상에서 취수되는 약 2℃ 이하의 해양심층수 및 수심 10m 이상에서 취수되는 수온 12~26℃의 표층해수를 이용한다. 열교환기를 통해 표층수의 열을 이용하여 해양심층수의 온도를 10.5~16.5℃가 되게 하여 해삼의 하면을 억제하면서 축양한다. 제2단계: 해양심층수를 취수하여 열교환기나 열펌프로 수온을 상승시켜 해삼의 하면을 억제 및 축양하는 단계이다. 본 단계에서는 동해안의 수심 200m 이상에서 취수되는 약 2℃ 이하의 저온특성을 갖는 해양심층수를 이용하여 열교환기나 열펌프로 건물 냉방, 냉장, 냉동, 제빙 등에 이용하고, 수온이 상승되게 한 후 10.5~25.5℃가 된 해양심층수를 이용하여 해삼의 하면을 억제하면서 축양한다. 제3단계: 해양심층수와 표층해수를 취수하여 밸브를 통하여 수온제어를 한 후 해삼의 하면을 억제 및 축양하는 단계이다. 본 단계는 동해안의 수심 200m 이상에서 취수되는 약 2℃ 이하의 해양심층수 및 수심 10m 이상에서 취수되는 수온 12~26℃의 표층해수를 이용한다. 두 해수를 혼합하며, 수온조절 밸브를 이용하여 수온제어를 한 후 해양심층수 및 표층해수의 온도를 10.5~25.5℃가 되게 하여 해삼의 하면을 억제하면서 축양한다. 제4단계: 해양심층수를 취수하여 태양열 등의 열에너지를 이용하여 가온한 후 해삼의 하면을 억제 및 축양하는 단계이다. 본 단계는 동해안의 수심 200m 이상에서 취수되는 약 2℃ 이하의 해양심층수를 이용하여 태양열 등의 열에너지를 이용하여 가온한 후, 해양심층수의 수온을 10.5~25.5℃가 되게 하여 해삼의 하면을 억제하면서 축양한다. 제5단계: 해삼의 하면 억제 및 축양을 확인하는 단계이다. 상기 1, 2, 3, 4단계에서 하면 억제 및 축양된 해삼을 이용하여 일반성분, 생존율 및 습중량(체중) 변화를 분석하여 각 실험구에서 해삼의 생리생태를 알아본다. 이하, 도 1을 참조하여 본 발명의 내용을 보다 상세하게 설명한다. 도 1은 본 발명에 따른 해양심층수를 이용한 해삼의 하면 억제 및 축양 기술을 개발하기 위한 공정도이다. 상기 과정에 의하면, 수심 10m 이상의 표층해수 및 그것의 가온수(28±0.5℃)와 해양심층수 원수 및 그것의 가온수(10.5~25.5℃)를 이용하여 해삼을 축양하면서 해삼의 인공하면 온도에서의 생리생태 및 인공 하면 억제 온도에서의 생리생태를 알아보았다. 본 발명에서 개발대상으로 하였던 해삼의 하면억제 및 축양기술은 해양심층수의 청정성 및 저온특성을 이용하면 가능하다는 것을 알 수 있었다. 이하, 본 발명의 내용을 실시예에 의해 보다 상세하게 설명하기로 한다. 단 이들 실시예는 본 발명의 내용을 이해하기 위해 제시되는 것일 뿐, 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 재료 및 방법 실험에 이용한 참해삼( 실험은 해양심층수 실험구로는 해양심층수 유입수온구(5±1℃, C), 성장수온구(11±0.5℃, D / 16±0.5℃, E / 25±0.5℃, F), 표층수 실험구로는 자연유입수(18±2℃, A), 하면수온구 (28±0.5℃, B)로 하여 비교 실험하였다. 해삼의 성장변화를 알아보기 위해 배양실험하기 전 해삼과 배양실험 8주 후 해삼의 일반성분(수분, 회분, 단백질, 지방, 당, 칼로리)을 측정하였고, 실험개시일로부터 일주일 간격으로 전자저울을 이용하여 모든 실험개체의 습중량을 측정하였다. 생존율은 매일 사망한 개체를 파악하여 일주일 간격으로 합산한 후 전체 사육 개체수에 대한 누적 사망 개체수의 백분율로 나타내었다. 섭취량은 실험개시일로부터 일주일 간격으로 측정하며, 3리터 용기에 생물 습중량에 약 10% 정도의 먹이를 공급하여 24시간 동안 방치 후, 남은 양을 수거하고, 수거된 양을 공제하여 총섭이량을 얻었다. 분배출은 실험개시일로부터 일주일 간격으로 측정하며, 섭취량을 측정할 때 함께 시행하며, 먹이급여 후 24시간 동안 방치한 후 잔여물을 Siphon 방식을 사용하여 수동적으로 수거하였다. <실시예 1> 배양수와 수온에 따른 해삼의 일반성분 배양 실험하기 전 해삼과, 배양실험 8주 후 해삼의 일반성분을 알아보았다(표 1). 수분은 D에서 낮은 함량을 보였고, 나머지 실험구에서는 큰 차이를 보이지 않았다. 단백질 함량은 D가 3.26g/100g으로 가장 높은 함량을 보였으며, 특히 실험 전 해삼보다 무려 1g/100g 높게 나타났다. 탄수화물의 경우, 실험전 해삼보다 실험후 해삼에서 함량이 낮은 경향을 보였다. 그러나 D에서는 실험 전 개체에 비해 0.29g/100g 높은 함량을 보였다. 칼로리의 경우, 실험 전 해삼과 A와 C 그리고 E와 F는 15.29 ~ 16.61 Kcal 범위로 차이를 보이지 않았으나, D는 22.13Kcal로 나타났다. 표 1 ※ A : 표층수, 자연수온 B : 표층수, 28±0.5℃ C : 해양심층수, 6±0.5℃ D : 해양심층수, 11±0.5℃ E : 해양심층수, 16±0.5℃ F : 해양심층수, 25±0.5℃ <실시예 2> 배양수와 수온에 따른 해삼의 생리생태 (1) 배양수와 수온에 따른 해삼의 생존율 각기 다른 배양 조건에서의 해삼 생존율에 대한 결과는 표 2와 같다. 인공적으로 하면을 조장한 B에서는 3일째부터 급격하게 죽었으며, 26일만에 모든 개체가 전멸하였다. 생존율은 A가 80% 이상으로 높은 생존율을 보였으며, 그 외에 해양심층수 실험구인 C ~ F에서는 60% 이상의 생존율을 보였으며 각 실험구간에 큰 차이를 보이지 않았다. 표 2 ※ A : 표층수, 자연수온 B : 표층수, 28±0.5℃ C : 해양심층수, 6±0.5℃ D : 해양심층수, 11±0.5℃ E : 해양심층수, 16±0.5℃ F : 해양심층수, 25±0.5℃ (2) 배양수와 수온에 따른 성장률 각기 다른 배양 조건에서의 해삼 성장률에 대한 결과는 표 3과 같다. 전반적으로 배양 시작 후, 약 한달 간 안정화를 거쳐 성장을 하는 것으로 나타났다. B는 21일간 점점 급격히 체중이 감소하다가 사멸하였고, 다른 실험구 역시 20여일간 체중이 감소하였다. F는 28일 85.45%까지 감소하였다가 그 이후 일정하게 유지하는 것으로 나타났다. 그러나 A와 C에서 28일째부터 양의 성장을 한 것으로 나타났다. 따라서 B를 제외한 모든 실험구에서 초기 습중량의 85% 이하로 감소하지 않았으며, 특히 A와 C에서는 성장을 하는 것으로 나타났다. 표 3 ※ A : 표층수, 자연수온 B : 표층수, 28±0.5℃ C : 해양심층수, 6±0.5℃ D : 해양심층수, 11±0.5℃ E : 해양심층수, 16±0.5℃ F : 해양심층수, 25±0.5℃ (3) 배양수와 수온에 따른 해삼의 동화효율 한 개체의 에너지 수지에 관한 이해는 양식 및 자원량에 있어서 그 잠재성을 평가할 때 중요한 역할을 가진다. 그리고 개체가 다양한 환경 조건에 처해졌을 때 어떻게 적응하며 또 얼마만큼 환경의 영향을 받고 있는지를 전체적으로 파악할 수 있는 척도로서도 중요하게 이용되어질 수 있다. 본 실험에서 해삼의 8주간의 섭취, 성장, 호흡, 분배출을 측정한 결과는 표 4와 같다. B는 앞에서 언급한 바와 같이 하면하는 수온에서 견디지 못하고 다 녹아버려서 에너지로 변환하여 분석을 할 수 없었다. 섭취에너지는 8주간 섭취한 것을 누적으로 계산한 것으로, 약 40Kcal 전후로 나타났다. 섭취한 에너지로부터 성장에 쓰인 에너지는 15.29 ~ 22.13 kcal로 나타났다. 8주간의 측정 결과를 누적으로 계산한 토대로 생태효율을 알아보았다. 동화효율(A%)은 분배출에너지를 제외한 모든 에너지 즉, 성장에너지, 호흡에너지, 뇨배설에너지를 합친 후 섭취에너지로 나누어준 것이다(단, 뇨배설에너지는 미량으로 측정에서 제외하였다). 그 식에 대입하여 분석한 결과, A실험구에서 38.12%로 가장 낮게 나타났으며, D의 경우 53.74%로 가장 높은 함량을 보였다. 총성장효율(K1%)의 경우 동화효율과 마찬가지로 D, C, E, F, A 순으로 나타났다. 표 4 ※ A% : 동화효율(Assimilation efficiency), 총 섭이한 에너지에서 분배출로 버려지는 에너지를 제외한 동화된 에너지를 백분율로 나타낸 것 K1% : 총성장효율, 총섭이한 에너지에서 성장에너지에 이용된 에너지를 백분율로 나타낸 것 ※ A : 표층수, 자연수온 B : 표층수, 28±0.5℃ C : 해양심층수, 6±0.5℃ D : 해양심층수, 11±0.5℃ E : 해양심층수, 16±0.5℃ F : 해양심층수, 25±0.5℃ 해양심층수와 표층수를 이용하여 다양한 수온에서 해삼 배양시 생리생태를 조사한 결과, 해삼의 동화효율은 10.5~25.5℃에서 높은 것으로 나타났으며, 탄수화물과 단백질의 함량이 증가하는 것으로 나타났다. 또한, 해양심층수의 온도를 이용함으로써 하면을 억제시켜 축양가능하여 해삼의 생산량 확대 및 지속적 공급이 가능하다. The present invention relates to a technique for suppressing the estivation of sea cucumbers and cage-culturing the estivation-suppressed sea cucumbers using the clarity and low temperature characteristics of deep sea water. Sea cucumbers enter an estivation during summer times of high water temperature so as to avoid the heat, and therefore, capturing of sea cucumbers is not possible during those times. It is expected that the duration of the estivation of sea cucumbers will be further elongated due to environmental factors such as global warming, rise of sea water temperature, etc., and thus, the production of sea cucumbers will be further decreased. According to the present invention, deep sea water and surface sea water are taken, and the temperatures of the deep sea water are adjusted to 10.5-25.5°C through heat exchange or mixture of the seat water, and the deep sea water and surface sea water, the temperatures of which are thus-adjusted, are used in the suppression of estivation and cage-culturing of sea cucumbers. The technique for suppressing the estivation of sea cucumbers and for cage-culturing sea cucumbers using deep sea water will increase the production of sea cucumbers and enable a constant supply of sea cucumbers. 해양심층수의 수온을 이용한 해삼의 하면 억제를 위한 축양방법으로서, (1) 해양심층수를 취수하는 단계, (2) 취수된 해양심층수의 수온을 가온하는 단계, 및 (3) 가온된 해양심층수를 이용하여 해삼을 축양하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 해삼의 하면 억제를 위한 축양방법. 제1항에 있어서, 상기 (2)단계는 해양심층수와 표층해수를 취수하여 열교환기를 통해 표층해수의 열을 이용하여 해양심층수의 수온을 가온하도록 하는 것을 특징으로 하는 해삼의 하면 억제를 위한 축양방법. 제1항에 있어서, 상기 (2)단계는 해양심층수를 취수하여 열교환기 또는 저온열을 건물 냉방, 냉장, 냉동, 제빙에 이용함으로써 해양심층수의 수온을 가온하도록 하는 것을 특징으로 하는 해삼의 하면 억제를 위한 축양방법. 제1항에 있어서, 상기 (2)단계는 해양심층수와 표층해수를 취수하여 수온을 측정하는 단계 및 상기 측정된 수온에 기초하여 해양심층수 또는 표층해수의 밸브를 제어하여 혼합함으로써 해양심층수의 수온을 가온하는 것을 특징으로 하는 해삼의 하면 억제를 위한 축양방법. 제1항에 있어서, 상기 (2)단계는 해양심층수를 취수하여 태양열의 열에너지를 이용하여 해양심층수의 수온을 가온하는 것을 특징으로 하는 해삼의 하면 억제를 위한 축양방법. 제1항에 있어서, 상기 가온된 해양심층수의 수온은 10.5~25.5℃인 것을 특징으로 하는 해삼의 하면 억제를 위한 축양방법. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항의 방법으로 축양하여 생산된 해삼.실험전 생물 A B C D E F Moisture (g/100g) 93.1 93.36 - 93.22 91.84 93.35 92.63 Ash (g/100g) 3.08 3.06 - 3.13 3.15 3.2 3.22 Protein (g/100g) 2.64 2.77 - 3.14 3.26 2.42 2.32 Fat (g/100g) 0.36 0.37 - 0.42 0.64 0.42 0.43 Sugar (g/100g) 0.82 0.44 - 0.09 1.11 0.61 0.80 Calorie (kcal) 16.26 15.73 - 16.61 22.13 15.29 15.55 6일 16일 26일 36일 56일 A 100.00 86.67 86.67 86.67 86.67 B 66.67 13.33 - - - C 100.00 93.33 66.67 66.67 66.67 D 100.00 80.00 66.67 66.67 66.67 E 93.33 66.67 66.67 66.67 66.67 F 86.67 66.67 60.00 60.00 60.00 7일 14일 28일 42일 56일 A 92.89 95.47 96.89 102.17 102.86 B 87.50 88.07 - - - C 99.65 98.19 95.84 108.76 107.39 D 94.80 92.65 96.60 96.06 90.87 E 98.67 102.31 90.39 89.97 96.30 F 97.28 88.70 85.45 86.86 89.93 Intake (Kcal) Growth (Kcal) Respiration (Kcal) Faces (Kcal) A% K1% A 41.52 15.73 0.10 0.01 38.12 37.88 C 38.62 16.61 0.06 0.00 43.15 43.01 D 41.28 22.13 0.05 0.02 53.74 53.61 E 38.69 15.29 0.07 0.04 39.69 39.51 F 40.82 15.55 0.08 0.05 38.29 38.09