발효처리한 맥주박이 반추위내 건물 및 조단백질 분해 특성에 미치는 영향

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동물자원연구

13 :

2002

Annals of Animal Resources Science 13 ^196~206， 2002

발효처리한 백쭈박어 반추위내 건물 및 분해 특성에 미치는 영향

조단백질

길준민·박병기·박재인·김창혁·김병완·홍병주·라창식·신종서

강원대학교 동물자원과학대학

Effects of Fermented Brewery Meal on Degradation Characteristics of Ruminal Dry Matter and Crude Protein

J. M. Gil ^, B. K. Par k, J. 1. Park ^, C. H. ^Kim, B. W. ^Kim, B. J. Hong ^, C. S. Ra and J. S. Shin Department of Animal Resources Science. Kangwon National University

ABSTRACT

This study was conducted to investigate possib i1 ity of using grinding soybean( GS) ^, brewery mea l( BM) ^, not fermented feedstuff with brewery meaHNFFBM) and fermented feedstuff with brewery mea ^l( FFBM) as a feedstuff in Hanwoo ^, through evaluating ruminal dry matter and crude protein degradab i1 ity of experimental diets( GS , BM , NFFBM and FFBM) with cannulated Hanwoo cow(body weight 450kg). The results obtained were summarized as follow.

D isappearance rate of dry matter for GS , BM , NFFBM and FFBM were 86.52 , 42.99 ,

74.89 and 8 1. 31 % at 24h after feeding ^, respectively ^, and then it was significantly lower in BM than in BS , NFFBM and FFBM(P(0.05)' The content of degradable dry matter that can be dissolved in rumen for GS , BM , NFFBM and FFBM were approximately 56 , 54 , 48 and 59% , respectively , and the soluble dry matter for GS , BM , NFFBM and FFBM were approximately 38 , 5 , 39 and 25% during 48h after feeding , respectively. D isappearance rate of crude protein for GS ^, BM ^, NFFMB and FFBM were 93.82 ^, 69.52 ^, 77.32 and 82.96% at 24h after feeding , respectively , and then it was significantly higher in GS , NFFBM and FFBM than in BM (P(0.05)' The content of degradable crude protein that can be dissolved in rumen for GS , BM , NFFBM and FFBM were approximately 57 , 85 , 48 and 46% ,

respectively ^, and the soluble dry matter for GS ^, BM ^, NFFBM and FFBM approximately 4 1. 0.52 , 48 and 46% during 48h after feeding , respectively.

Key words Grinding soybean , Brewery meal , FFBM , Disappearance rate

-196 -

were

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1 .

우리 나라는 사료자원이 부족하기 때문에 대 부분의 사료를 외곡으로부터 수입에 의존하고 있으며， 수입개방에 따른 극제 경쟁력 제고를 위해서라도 부존자원의 개받은 매우 사급한 실 정 이다. 현재 우리 나라에서 배합사료에 사용 하는 동물성 벚 식물성 단백질원은 년간 329만 톤 정도로서 1990년도에 비해

62%

2000) ,

162

170

한편， 최곤 산업의 발전으로 인해 각종 부 산물들이 다량 발생하고 있으며， 이것으로 말미암아 환경 오염 문제가 유발되고 있는 상황에서 이러한 부산물을 가축의 사료로 이 용하려는 노력이 경주되고 있는데， 이중 맥 주 제조과정에서 부산물로서 다량 발생하는 맥주박을 가축의 사료자원으로 활용하기 위 한 연구가 활발히 진행되고 었다.

일반적으로 맥주박의 영양소 함량은 맥주 제조 부산물 중 호프나 맥주 효모가 섞 이는 정도에 따라 달라지나 대체로 단백질 함량은 건물 기준으로 약 15~30% 정도로 반추가축 의 사료자원으로 이용성이 높은 것으로 알려 져 있으며

(NRC ^, 1988: Polan

1985) ^,

Armentano

등，

1983:

Terry , 1975).

Warner ^, 1958) ^,

있는 단백질은 반추가축에서 효율적으로 이 용될 수 있을 뿐만 아니라 단백질 보충 사료 로서의 가치가 있다는 것을 증명한다고 할 수 있다.

그러나 맥주박에 대한 대부분의 연구가 젖 소에 대한 단백질 보충제로 한정되어 있을 뿐만 아니라 비육우에 대한 연구는 상대적으 로 적은 실정이며， 또한 생맥주박의 직접적

인 이용에는 여러 가지 문제점이 있는데， 맥 주 제조 과정에서의 열 처리 둥과 같은 공정 에 의해 맥주박의 성분 특히 단백질의 변성 이 일어나고 불용해성 부분이 증가하는 단점 이 있으며， 또한 수분함량이 높은 맥주박의 특성으로 언해 맥주박의 보존기간을 연장시 키기 위한 전처리 과정에서 많은 비용이 소 모되는 단점이 있어 맥주박에 대한 전처리 과정 없이도 수분 함량이 높은 맥주박을 손 쉽게 이용할 수 있는 방안에 대한 연구가 펼 요한 실정이다.

이러한 연구의 일환으로 신 등 (1995a， b) 은 맥주박에 발효성 미생물인 yeast를 이용하여 제조한 알코올 발효사료는 한우 비육우의 육 성성적， 육질 등급 및 육량 등급을 향상시키 는 것으로 보고한 바 었으며， 맥주박 벚 비지 박을 이용하여 제조한 알코올 발효사료를 한 우 비거세우 빛 거세우에 급여하게 되면 사료 효율 빛 일당 증체량 등의 육성성적이 개선되 었다고 보고한 바 있으나(임 둥，

200 ^1),

따라서 본 실험에서는 맥주박을 대표적인 단백질 사료원인 분쇄 대두와의 반추위내 건 물 빛 조단백절 분해율 비교 실험을 통해 한 우 비육우를 위한 사료자원으로서 맥주박의

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동물자원연구 (2002)

사료적 가치를 검토함과 동시에 높은 수분 함량으로 인해 이용성 및 저장성이 제한적일 뿐만 아니라 맥주 제조과정에서의 전처리로 인해 성분의 변성 이 얼어나 불용해성 부분이 많은 맥주박에 대한 발효처리를 통해 맥주박 의 사료적 가치를 높일 수 있는 방안을 모색 하기 위해 실시하였다.

ll.

1.

시험사료는 맥주박을 이용하여 임 등 (2001)

Table 1. Chemical composition of experimental diets

의 발효사료제조 방법을 응용하여 옥분과 맥

주박을

50 :

당밀

5%

micro mineral solution 1

Saccharomyces cerevisiae

micro mineral

Table 1

2.

반추위 cannula가 장착된 한우 (450kg) 를 공시하여 처리별로 제조된 사료를 1 일 2회

It ems Corn meal Grinding

soybean 93.0 ::1: 0 .1 9

FFBM ^1J

50.80 ::1:1. 42 Dry matter , %

Brewery meal

23.89 ::1: 0.73 90.75 ::1: 0 .1 3 Crude protein , %

Ether extracts. % Crude ash , %

Neutral detergent fiber , % Acid detergent fiber , %

- - - % of dry matter - - - -

26.63 ::1: 0 .3 1 9.02 ::1: 0 .1 3 34.20 ::1: 0.25 14.92 ::1: 0 .4 5 7 .3 8 ::1: 0 .1 1 3.09 ::1: 0.24 12.75 ::1: 0 .1 0 3. 35 ::1: 0.34

3.85 ::1: 0.04 1. 80 ::1: 0.35 6.50 ::1: 1. 31 4.92 ::1: 0 ^.4 5

69.30 ::1: 0.89 26.62 ::1: 3.53 20.3 ::1:1. 41 35.70 ::1: 2.21 2 1. 52 ::1: 0.08 4.52 ::1: 0.06 5.2 ::1: 0 .1 4 10.6 ::1: 0 .4 3

1)

FFBM fermented feedstuff with brewery mea l.

Table 2. Components of micro mineral solution Components

MgS04 NaHP04 FeS04 MnS04 CaClz CaC03 ZnS04 K2HP04 (NH4 )z N03 D istilled wa ter

빠 -m

m m m m m m m

m

n

-nU

Il nU nU fl ft nU

fk

1」

A

g g g g g g g g U-

-198 -

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Table 3. Composition of experimental diets on in situ trial It ems

Dry matter , %

Sudan grass silage 38.30 :t 0.95

1서u

-

% - r· ”

‘

-nU

1떠

뼈 -μ싸

7L

m -m

nν

-

Crude protein ^, % Ether extracts , % Crude ash , %

Neutral detergent fibe r, % Acid detergent fiber , %

--- % of dry ma tter --- 12 .4 1 :t 0.32 7.87 :t 0 .4 1

2.27 :t 0.98 2 .1 9 :t 0.83 6.92 :t 0.25

2 1. 92 :t 1. 02 6 .3 3 :t 0.87

12.07 :t 0 .4 4 7 1. 00 :t 0.92 46.26 :t 0.65

(09:00

1.8%

grass

3) ,

dacron

간격 으로 48시 간 (09:0이 까지

dacron

3.

Ganev

in situ dacron bag

dacron

100mm x 170mm , pore size 50 x

)

38

C

0 , 3 , 6 , 9 , 12 , 24

dacron

70

C

1mm

(CP)

용된 시험사료의 일반화학성분은

A.O.A.C.(990)

방법 에 준하여 분석 하였으며，

neutral detergent fiber(NDF)

acid detergent fiber(AD

Van

1) DM disappearance( %) = Sample DM(g) - Residue DM(g)

x 100 Sample D M(g)

2) CP disappearance( %) Sample CP(g) - Residue CP(g)

Sample CP(g)

x 100

3) DM

CP

반추위에서

DM

CP

a , b

c

값을 다음과 같은 공식으로 산출하였다.

P a + bO-e- ^{ct )}

P

“ t"

DM

a :

b :

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동물자원연구 (2002)

계 package를 이용하여 GLM/Duncan의 방 법으로 유의성을 검증하였고， 처리간의 유의 성 검증을 위해 적용한 션형방정식은 다음과 같다.

c b

t :

Yjj=μ +Tí+ejj

Yíj :

μ

;

Tí:

ejj

4) DM

CP

DM

CP

dacron bag t1l

b

0.02 , 0.05

0.08 .

McDonald , 1979).

고찰

.

m

a + bc/(c+ k)

:DM

%/h/100

a, b

c :

DM

CP

서와동일

Ep

Ep k :

1.

분쇄대두， 맥주박 빛 맥주박 발효사료의 반추위내 건물 소설율 변화에 대해 조사한

결과는

Fig.

4.

본 시험에서 염은 결과들은

SAS( 1985)

70.00 60.00 100 .00 90.00 80.00

50.00 40.00 30.00 20.00

48 94.09 5925 85 .4 5 83 .7 9 24

86.52 42.99 74.89 81.31 12

63.83 23 .71 5821 62.00 9

58.01 20.65 52.68 56.32 6

55.38 17.83 48.68 52 .0 2 3

51 .4 4 13.90 46 .8 7 46.76 O

52.63 9 .7 8 45.17 42.84 10.00

0.00

~GS

-+-BM -'-NFFBM

-를-FFBM

Incubation time , H

Fig. 1. Disappearance rate of DM( dry matter) during rumen incubation

- 200-

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반추위 배양 0시간의 분쇄대두(

GS) ,

5 1. 63 , 9.78 ,

45 .1 7

처리에 관계없이 전체 반추위 배양시간을 통해 건물 소실율은 지속적으로 증가하는 결 과를 보였으며

,

GS ,

BM , NFFBM

각각

86.52 , 42.99 , 74.89

8 1. 31

BM ,

NFFBM

증가폭이 큰 것으로 나타났다 (P<0.05). 또한，

반추위 배 양 48시 간의

GS , BM , NFFBM

94.09 , 59.25 ,

85 .4 5

(P<0.05) ,

FFBM

간에는 차이가 없는 것으로 나타났다.

한편，

GS , BM , NFFBM

a

38 .3 0 , 5.51. 39 .1 2

25 .4 2% ,

b

56.32 , 54.37 , 48 .4 1

59.03% ,

c

7.42 ,

4.51. 5 .7 6

GS , BM ,

NFFBM

48

시간 동안 분해되는 부분은 각각

56 , 54 , 48

벚

59%

38 , 5 ,

39

25%

2 , 5

82.25 , 7 1. 63

65 .1 9% ,

4 1. 83 , 29.91

23.75% ,

74 .4 4 , 64.50

58.90% ,

75 .4 6 , 66 .4 8

NFFBM

에 비해서는 분해율 빛 분해속도가 우수한 결과 를보였다.

Table 4. Effective degradability of dry matter during rumen incubation

Diets Parameters( %) Effective degradability( %)1)

a ^2l b ^{3l C 4l} 0.02 0.05 0.08

Grinding soybean 38 ^.3 0 56.32 7 ^.4 2 82.25 7 1. 63 65 .1 9

Brewery meal 5.51 54.37 4.51 4 ^1. 83 29.91 23.75

NFFBM ^Sl 39 ^.1 2 48 ^.4 1 5 .7 6 74 ^.4 4 64.50 58.90

FFBM ⁶ ) 25 .4 2 59.03 1 1. 83 75 .4 6 66 ^.4 8 60.23

1) Effective degradability of dry matter at the passage rate(K) of 0.02. 0.05 and 0.08. %.

2)

Rapidly soluble fraction.

3)

Potentially degradable fraction.

4)

Constant for b fraction.

5l NFFBM not fermented feedstuff with brewery mea ^l.

6)

FFBM fermented feedstuff with brewery mea l.

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동물자원 연구 (2002)

받침해주는 것으로 판단된다. 또한 발효과정을 거치지 않은 NFFBM의 경우 반추위 배양 후 기까지 맥주박의 분해 특성이 일부 남아 있는 것으로 판단되며， NFFBM에 비해 FFBM의 건물 분해율이 높게 나타난 원인은 반추위 미 생물에 의해 이용되기 어려운 맥주박 내에 존 재하는 영양소들이 30⁰c 에서 48시간 동안의 발 효과정을 통해 균체 영양소로 전환되었거나 혹은 분해되기 쉬운 물질로 전환되었기 때문 인 것으로 판단된다.

결과적으로 맥주박을 반추가축의 사료원으 로 이용할 경우 맥주박의 급여로 인해 부족 되기 쉬운 에너지원을 병행 급여함과 동시에 발효처리와 같은 과정을 실시하게 되면 건물 분해율이 개선되어 맥주박의 사료가치를 증 진시 킬 수 있을 것으로 사료된다.

2.

분쇄대두， 맥주박 빛 맥주박 발효사료의 반추위내 조단백질 소설율 변화에 대해 조사 한 결과는

Fig.

이상의 실험결과에서 GS의 건물 분해율은

BM ^, NFFBM

높게 나타난 반면에 BM의 건물 분해율은 상대적으로 저조한 것으로 나타났는데，

Armentano

위내 초기 소설율은

20%

29%

Armentano

62% ^,

70%

또한， 본 실험에서 발효과정을 거친

FFBM

이 발효과정을 거치지 않은 NFFBM에 비해 건물 분해율이 개선되는 결과를 보였는데， 비 록 실험에 사용한 원료사료에는 차이가 있으 나 엄 (998) 이 옥수수 빛 귀리를 이용하여 제 조한 발효사료 처리구의 분해율이 발효과정을 거치지 않은 처리구에 비해서 건물 분해율이 개선되었다고 보고하여 본 실험의 결과를 뒷

120.00

100.00

80.00

60.00

40.00

엉 -α0 ←。@‘m』@ucm』m@Qam띠-〔〕

48 98.33 85.86 86.14 85.23 24

93.82 69.52 77 .32 82.96 12

62.24 65.42 69.49

24.92 32.44 39.93

57.06 61.84 64.26

62.37 64.91 67.33

Incubation tim e

H 3

57.57 17.85 55.53 59.89 0

59.66 11.91 53.22 57.60 20.00

--GS

-• BM

-• NFFBM

의룰 FFBM

0.00

Fig. 2. Disappearance rate of CP( crude protein) during rumen incubation

끼

/ -

때

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반추위 배양 0시간의 분쇄대두(GS) ， 맥주박

(BM) ,

59.66 ^, 1 1. 9 1. 53.22

BM

의 조단백질 소설율이 상대적으로 저조한 것으 로 나타났다(P<0.05). 또한， 처리에 관계없이 전 체 반추위 배양 시간 동안 조단백칠 소실율은 지속적으로 증가하는 결과를 보였으며， 반추위 배양 12시간까지 GS의 조단백질 소실율은 FFBM의 조단백질 소설율과는 차이를 보이지 않았으나

BM

,

반면에， 반추위 배양 24시간의

GS , BM ,

NFFBM

각

93.82 , 65.52 , 77 .3 2

BM , NFFBM

GS , BM , NFFBM

98.33 , 85.86 , 86 .1 4

또한， 반추위 배 양 48시 간의

BM , NFFBM

벚 FFBM의 조단백질 소설율은 큰 차이를

보이지 않았는데， 이는 BM의 경우 조섬유 함량과 불용성 부분이 높기 때문에 반추위 배양 초기의 소실율이 NFFBM과 FFBM 에 비해 다소 저조하고 배양 후기에 주로 분해 가 일어나기 때문인 것으로 판단된다.

한편，

GS , BM , NFFBM

a

4 1. 01 , 0.52 , 48.90

46.27% ,

b

57.56 ,

85.03 , 38.27

39 .3 6% ,

C

9.2 1. 6 .4 2 ^, 5.67

GS , BM , NFFBM

57 , 85 , 38

39%

4 1. 0.52 , 48

46%

2 , 5

88 .1 8 ,

78.20

7 1. 79% ,

65.57 , 48 .4 4

38 .4 6% ,

76.22 , 68 .4 6

64.07% ,

78.80 ^, 72 .4 7

Table 5. Effective degradability of crude protein during rumen incubation

Diets Parameters( %) Effective degradability( %)

a 2) b 3) c ⁴⁾ 0.02 0.05 0.08

Grinding soybean 4 1. 01 57.56 9.21 88 .1 8 78.20 7 1. 79

Brewery meal 0.52 85.03 6 .4 2 65.57 48 .4 4 38 .4 6

NFFBM ⁵ ) 48.90 38.27 5.67 76.22 68 .4 6 64.07

FFBM ⁶ ) 46.27 39 ^.3 6 10.50 78.80 72 .4 7 68.03

1) Effective degradability of crude protein at the passage rate( K) of 0.02 , 0.05 and 0.08 , %.

2)

Rapidly soluble fraction.

3)

Potentially degradable fraction.

4)

Constant for b fraction.

5)

NFFBM not fermented feedstuff with brewery mea l.

6)

FFBM fermented feedstuff with brewery

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동물자원 연구 (2002)

이상의 실험 결과에서 반추위내 조단백질 유 효분해도는

GS , FFBM , NFFBM

Grieve(

Holstein

의

a

99%

라는 결과와 거의 동일하게 나타난 것으로 판 단된다. 또한 맥주박 단백질의 우회도는

49%

정도이며 (NRC，

1988) ,

Terry ^, 1975) ^,

Holstein

급여해도 대두박과 멀기울 급여구와 생산성에 있어서 별다른 차이를 보이지 않았다고 하여 (Porter와

Conrad ^, 1975)

따라서 본 실험에서 맥주박에 대한 발효처리 는 반추위내 단백질 이용성에 영향을 미쳐 맥 주박 발효사료의 단백질 이용성을 개선시키는 결과를 보여 맥주박을 반추가축의 단백질 사료 원으로 이용하기 위해서는 맥주박 자체를 그대 로 이용하기보다는 맥주박에 대한 발효처리와 같은 과정을 거치게 되면 분쇄대두에 상응하는 단백질원이 될 수 있을 것으로 판단된다.

N.

본 연구는 분쇄대두 (GS) ， 맥주박 (BM) ， 발 효과정을 거치지 않은 맥주박 첨가사료

(NFFBM)

반추위내 건물 및 조단백질 분해율을 조사하 여 한우 비육우의 사료화 가능성을 검토하기 위해 cannula를 장착한 한우 암소(체중 450kg) 를 공시하여 실시하였으며 본 시험의 결과를 요약하면 다음과 같다.

반추위 배 양 24시 간의

GS , BM , NFFBM

및 FFBM의 건물 소설율은 각각

86.52 ,

42.99 , 74.89

8 1. 31

GS , NFFBM

GS , BM ,

NFFBM

48

시간 동안 분해되는 건물의 부분은 각각

56 ^, 54 , 48

59%

38 , 5 , 39

25%

반추위 배 양 24시 간의

GS ^, BM ^, NFFBM

93.82 ,

69.52 ^, 77.32

GS ^,

NFFBM

BM에 비해 높은 결과를 보였다 (P<0.05)'

GS , BM , NFFBM

57 , 85 , 48

46%

4 1, 0.52 , 48

46%

이상의 결과로부터 맥주박은 한우 비육우 의 단백질 사료로서의 가치가 있는 것으로 판단되 지 만， 맥 주박을 한우 비육우의 사료원 으로 이용할 경우 맥주박의 급여로 인해 부 족되기 쉬운 에너지원을 병행 급여해야 할 것으로 생각되며， 또한 맥주박에 대한 발효 처리는 반추위내 단백질 이용성에 영향을 미

- 204-

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쳐 맥주박 발효사료의 단백질 이용성을 개선 시키므로 맥주박 자체를 그대로 이용하기보 다는 맥주박에 대한 발효처리와 같은 과정을 거치게 되면 분쇄대두에 상응하는 단백질원

이 될 수 있을 것으로 판단된다.

v.

본 연구의 수행 빛 분석과정에서 많은 도 움을 주신 강원대학교 동물자원공동연구소에 깊은 감사를 드렵니다.

VI. 참고문헌

1. A.O.A.C. 1990. Official method of analysis

(1 5th EdJ. Association of official analytical chemists , Washington , D. C.

2. Armentano , L. E., T. A. Herrington , C.

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