비이온성계면활성제의 첨가와 희석방법이 반추위 혼합 미생물의 in vitro 발효성상, 효소활력 및 사료소화에 미치는 영향

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동용자원연구 21(1):40-49 (2010)

Annals of Animal Rcsouπ、5 Scicnces 21(1):40-49 (201이

비이온성계면활성제의 첨가와 희석방업이 반추위 혼합 미생물의

in vitro

발효성상， 효소활력 및 사료소화에 미지는 영향

이왕식* 김현성

•

기광석

‘

이 현준

•

김상엄

,

액팡수

,

홍성구

·

검상호

’

박준철

•

조영무

,

이 상철

•

하총규1

농촌진흥청 국립축산과학원， 서울대학교 농생명공학부1

Effects of Non-Ionic Surfactants on in vitro Fermentation Characteristics ,

Enzyme Activities , and Feed Di gestibility of Ruminal Mixed Microbes

Wang Shik Lee

‘,

Hyeon Shup Kim

,

Kwang Seok Ki

,

Hyun June Lee

,

Sang Bum Kim

,

Kwang 50。

Baek

,

Seong Koo Hon

g,

Sang Ho Kim

,

1un Cheol Par~， Young Moo Cho

,

Sang Cheol Lee and jong Kyu Ha'

NafiOl1al 1l1stifufe

01

Al1imal Scienclι RDA

Vepartment

01

Agricultur.이 Biotech l1。앵y， 5eα‘1 Natiol1al University‘

ABSTRACT

Substantial efforts have been made to manipulate ruminal environrnent in a hope to enhance ruminal fermentation efficiency for better ruminant productivity. Some of examples are methane inhibitors

,

antibiutiι microbial ^l"ruylll\!S, fatty adù::; a

’“If

ur lipι1 fl"l"Jing, buff^l"rinti ag^l"n

“’

^iunuphur~^anJ

probiotics. α these efforts

,

the non-ionic surfactant (NIS) has been known for its stimulation 10 release enzymes from a range of anaerobic microbes. A series of studies were conducted. 1) to eva1uate NlS diluted. with waler and ethanol on j" VÎtro ruminal fermentation and 2) to determine the influence of diluled. NIS on digestibility of feedstuffs. ln firsl experiment (Exp. 1)

,

NIS was diluted with water or ethanol 10 measure its effecls on ÎI1 VÎtro microbial growlh

,

ruminal enzyme activities and gas productioll by mixed. ruminal miσ。 bial culture. The NlS was diluted. with water or ethanol separalely in a 1:5 rati。

(wJv). Water and ethanol쉰iluted. NIS with wheat flour were added. with rice straw-based mixed. ruminal microbial cuItures al the rate of 2 mg NISJ16 mt McDougall buffer plus 4 m1 rumînal fluid solution 끼，.

mixed. ruminal microbial culture was run without any N1S addition as conlrol. Addition of NIS either diluted with water or ethanol has significantly reduced the gas praduction in mixed ruminal microbial culture at 12 and 24 h of incubation. At 48 h post incubation, gas production was the highest with the addition of ethanol diluted NIS followed by water-diluted. NIS and control. C앙boxy methyl cellulase activity in rice straw-based mixed ruminal bacterial culture was significantly higher with the addition of ethanol-diluted NIS compared. with the addition of water-diluted. NIS and control at 24 and 72 h post incuootion. In second i" vitro experiment (Exp. 2), effects of addition of ethanol diluted NIS on dry matter (DM) digestibility of alfalfa hay

,

gas production

,

pH and cellu1ar growth in mixed ruminal microbial culture were examined. Alfalfa hay based mixed ruminal microbial cultu.re without any NIS addition was run as a ωntrol. The pH of mixcd ruminal microbial culture was significantly lowcr than control at all post incubation samplîng hours. In vitro DM digestibility of alfalfa hay was significantly higher with the addition of NIS compared. wi

‘

^h^contro^l.^Gasproduction was significantly less with NIS addition compared with con

‘

^rol ^a^t^{all post} inçubation sampling hours. Microbial growlh in mixed rumina1 microbial culture was significantly increased with the addition of NIS compare

Key words: Non-ionic surfactanι Ruminal fermen

‘

^ation

^,

^Hay

^,

^Enzyme^activities

^,

Gas production

,

Digestibility

• Corresponding author: Wang 5hik 냥ι Tel: 82-31-290-1698, Fax: 82-31-290-161:잉 E-mail: wangslee@korea.kr

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Effcds of Non-ionic Surfactanls on in uitro Fenncntation and Digcstibility 41

I. 서론

계연활성제는 표연에 부착하여 표연장력용 강소시키 며， 소수성기와 천수성기용 모두 가지고 있는 유기 화 합용로서 세제， 정착제/ 습융제 동으로 널리 사용되며，

식용 가공에 있어서 거풍제거제， 농약제조분야에서 제 초제냐 살충제의 현탁 및 운산의 옥적으로 쓰여 왔다 또한， 이생울공학과 효소공학에서도 일쩍。l 관심을 갖 고 연구되어 왔다 Pse，“domollas 와 같온 유해세균의 활 력 억재 (Brown과 Richards, 1964) 빛 미생뭉 세포내 대 사율질의 분비률 중진시키기 위한 세포악 투과성 (Demain과 Bimbaum， l잊)8; Reese와 Maguire, 1%9)에 대한 연구와 더올어， NIS (Non-Ionic Surfactants)의 효 소공학척인 혹연에서 산업빼기전-파 오예수의 효과쩍인 효소적 분해 (Brar 둥， 2005, Zha。 둥. 2005)와 lìpase의 생산 (Liu 등. 2αX); Li 동. 2001). β잉nylase (Arnesen

,

1998), cellulase (Long과 Knapp, 1991), lignocellulase (Eriksson 풍. 2002)와 ligninase (Asther 둥. 198끼 퉁이 효소의 생산에 미치는 영향에 대해 연구되었다

반추동툴의 에너지 이용효율올 높아기 위한 현재까 지의 접근방법에는. 1단계로서 사료급여 세계의 조질 및 영양소의 명가 앙법등(NRC， 1989; Russell 풍γ 1992;

NRC, 1옛)6; NRC. 20이)이 문간올 이루어 왔으며. 2단 계로서는 반추위의 발효를 조절하는 방엽(Ando 동，

2α셔)으로， 즉 이온무과당쩨 (ionophores) 계열의 성장 촉진용 항생제(Richardson 둥， 1976; Martin과 Nisbet, 1992). 그리고 probiotics (Gilliland, 2001) 또는 DFM (direct-fed microbials)(Knowlton 풍， 2002; 8miuchemin

퉁. 2003) 의 일종인 효모쩨(Callaway와 Martin, 199끼 Sullivan과 Martin 1잊>9)와 효소제(Bowman， 2002;

Vicini 풍. 2003) 풍융 급여하는 빵법이 상업화되어왔으 며1 이와 관연원 산업의 발전에 힘입어 많은 연구 (C마sson， 1994; Dawson, 2αJO)가 수앵되고 다양한 경 과가 보고되었다 최근 틀어 항생제 대체불첼의 개벌에 판싱용 갖게 되연서 !안추위 딴효 z철제로서 다양언 친 연을질들 (Wallace 동. 2002)에 대한 연구가 활발히 이루 어지고 었다

한연으로 기존의 연구등과는 큰본걱으로 정은방법용 달리하여 반추위 미생용이 분비하는 효소를 반추위내 혹 다량으혹 유려시쳐 사료의 분해 작용에 유1i.하게 이 용되도록 하는 비이용계연활성제 (NIS)의 효과에 대한 일련의 연구을이 in vitro와 m VlVQ 상에서 수행되었다

(Hristov 풍. 2α”이 Got。 풍， 2oo3a, b; Lee 동. 2이)3;

Wang 동.2α)3a， b; Baah 둥 .200되

NI5툴 이용한 효소운비를 촉진하는 찌제가 국내에서 개발되어(Lee 동.2아)3) 산업화되고 있는 초기단계인데，

이와 같은 정근방법은 기존의 접근방법등파 비교하여 가정왼 작용원리상 효용성， 물질의 특성상 안정성， 제 풍의 생산쩨조상 경채생 및 사료 제조공정상 연리성융 향상시킬 것으로 예상되며/ 이릅 구명하기 위한 연구틀 은 당위성과 가지가 있어 보다 쪽 넓온 연구틀이 이루 어져야 한다고 생각된다

그러므로， 본 연구는 NIS의 대량 생산을 위한 최책의 회석용얘 조건용 m vltro 발효특성 시험용 통하여 구영하 고자 하였으며， 륙히 회석용얘인 울과 에탄올용 이용하여 NlS용 각각에 희석/ 안추위 혼합미생몽 in vitro 배양시힘 을 뽕하여 흥 가스 말생 량과 carboxymelhylcellul잉e와 xylanase의 혈력， 그리고 반추위내 성상의 변화에 미치 는 영향올 조사하였다

II.

재료 및 방법

1 공시동물 및 공시기질

반추위 cannula가 장착왼 한우 2두룡 in vitro 시 험옹 위한 위액 채취의 donor로 이용하였다 꽁시동물에게 조사료와 농후사료용 6:4의 비용로 하여 체중의 2%

수준으로 애일 급여하였으며， 시험 1에서는 벗짚 (size 0.1 "') 0.2 g용， 시엉 2에서는 양팔파 건호(size: 0.1 mm) 0.2 g용 반추위 혼합미생용의 공시기첼로 준비하였다

2 시엉설계

시험 1. NIS의 희석용얘의 종류가 in vitr아에서 혼 힘미생융읍 배양 시 미생율 생정， 반추위 효소 활성와 가스생산에 마치는 영향

NIS 재조방법에 따릉 ÍlI vitro 가스 생성량 및 가수분 해효소 혈력올 조사하기 위한 대조구(McDougaU buffer 16

mt

+ 반추위액 4 mt), 처리구 1(McDougall buffer 16

mt

+ 반추위액 3.98

me

+ 0.018 me의 울에 용 해하여 채조왼 NIS 0.002 g), 서리구 2(McDougall

(3)

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42 용융 X맨연구 제21권 1호 (201이

buffer 16

mt

+ 반추위액 3.98

mt

+ 0.018 mt의 에탄옹 애 용해하여 제죠왼 NIS 0.002 g)혹 하여 배양하였다 이때 처리구 1과 2의 NIS 함량은 0.01%(w/v) 이다

시험 2 혼합")생물의 i" VilTo 배양 시 에탄용 희 석 NIS의 첨가가 알팡와의 건물 소화융，

총가스생성량" pH, 미생물 성장에 미치는 영향

시험 1 의 킬과로부터 션택왼 에탄융 회석 NIS의 청 가가 다른 건초의 분해 및 반추미생웅의 생상 변화에 미치는 영향을 알아보기 위하여t 알판파 건초(size: 0.1 mm) 0.2 g올 각각의 배양액 중에 투여한 다응 시간의 정파 (2， 4, 8, 12, 18，ι 24, 36 및 48 시간)에 따라 배양액 의 pH, j’I mlro 진툴 소화융1 gas 생성향 및 미생용의 생장올 조사하였다

3 조사항목 및 측정밍업

(1) /n vitro pH

In vitro 상에서 각 시간대영호 배양액을 채취하여 즉

시 디지털 pH 측정기 (Wheaton lndustries Inc., Model

102) 훌 이용하여 측정하였다

(2) CMCase 빛 xylanase의 활력

배양액올 1,500 x

g,

4 'c에서 15운 동안 원심분리한 후 상총액융 회수하여 조효소액으로 사용하였다 CMCase의 활력은 기질용액용 0.1 M acetate buffer (PH 5 이에 1%(w/v)의 CMC용액이 되게 하여， 조효소 액 0.5 m!와 CMC 기질 용액 0.5 mt올 섞고， 551:에서 1 시간 반용시켰다 그 다옹 원심 분리하여/ 상총액 0.2

m!에 DNS (DìnitTOsalìcylic acid) 0.6 mt올 더하고 100

℃에서 5 분간 진당 반웅시쳐 상총액 내의 환원당의 양 을 ONS 엉(Miller， 1959)을 이용하여 550 뼈에서 홉광 도용 측정하였다 CMCase외 1 unil는 1싣 동안 1 싸’

의 glucose용 생성하는 효소의 양으로 하였다 Xylanase도 CMCase익 측갱엉파 동힐한 방법으모 수앵 하였으며， 분석방법옹 하 퉁 (2α)3)의 CMCase 측정방법 과 똥힐하였다

(3) 111 vitro 건울 소화융

원심분리 "" 잔량을 역과정치(Wh eaton filtering

apparatus)룡 이용하여 여과시켰다 역과시킬 때 언저 601:의 얄코을로 3 번 세혀한 후 중류수흐 두 언 셰획하 였다 냥응 잔량응 78 1:에서 12시간동안 수운올 제거한 후 실옹에서 2시간 건조사키고 중량용 측정하여 투입 시료량파 차이률 구하였으며， 이 차이량용 투입 시료량 에 대한 액운융로 환산하여 Tilly와 Terry(1%3)의 방법 으로 건툴 소화융옹 측갱하였다

(4) 가스 생성량 및 미생물의 성장

생생되는 가스량을 측정하기 위하여 준비펀 반추위 혼합미생툴의 배지률 파라핀 처리률 한 "", 애양시간대 별호 개용하여 가스 생성량용 측정하고 다시 따라연 처 리률 하였다 배양왼 용기는 가스 생성량을 측정하기 전에 옹도에 의한 가스 측정 오류흘 앙지하기 위하여 상온에시 20운긴 방치되었으여/ 가스 A잉생량의 흑갱응

William 둥 (1989)과 Beuvink와 Kogut(1993) 의 방영융 이용하였다 미생용의 성장량은 각 시간대별로 배양한 후 시료 3 m!흉 채취하여， 원싱분리(6，300'& 15푼， 41:) 한 후 bacterial fraction을 취 하여 cell pel1et용 0.1 M potassium phosphate buffer (pH 6.8)로 세 척 한 후에 이생툴 세포의 질량농도 (microbial mass)를 육갱하기 위하여 문왕운석기를 。1 용 파장

600

""에서 왕 ot 일도

(optical density)흘 측갱하였다(하 둥， 2003)

4 통계분석

용 시힘의 모든 성적용 SAS package (Cary, NC., 199끼률 이용하여 운산분석훌 실시하였으며， 각 처리 평균 간의 차이에 대하여 DMRT (Duncan, 1955)방법 을 이용하여 5% 수준의 유의성을 경성하였다

m

결과 및 고찰

시힘 ,. NIS의 희석용에의 종유가 '" ν'jtrl‘’에시 혼 합이생 g응 얘양 시 미생월 성장， 반추위 효소 활성와 가스 생산에 미쳐는 영향

1 가스 생성량

벗짚올 기질"- 하여 배양한 가스 생생량은 Table 1에

(4)

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Effcds of Non-ionic Surfactanls on in uitro Fcnncntation and Digcstibility 43

서 보는 바와 강이 초기 6시간대와 아지악 72시간대에 서는 처리구 간에 차。l흉 보이지 않없으나， 12시간대에 서는 NIS 갱가구가 대조구에 비하여 유의하게 낮았으 며， NJS훌 에탄흩-로 회석하여 배양하였올 예 가스방생

량온 24시간대에서는 다른 처리구와 비교하여 유의하 게 낮았으나， 48시간대에서는 NJS가 청가되지 않옹 대 조구에 비하여 매우 유의하게 높았으며， NJS흩 툴로 회 석하였흘 때보다도 유의하게 높온 경과용 보여 배양시 간대별로 미치는 효과에 차이가 있었다 이와는 대조적

으로， Wang 동(2003b)은 얄팔파， 옥수수 및 오차드그라

즈 샤연리지훌 각각 급여한 비육우의 반추위액을 이용 하여 24시간 배양 "" 축적원 가스 생성량을 측갱한 결 과， Tween 80 청가 시에 사일려지 간에 상당한 연이는 판즉되었지안 유의한 차이는 없었다고 하였으며/ 시간 당 가스 생생량옹 알팔파 샤일려지 급여 시는 감소되었 고， 옥수수， 오차드그라스 사영리지 급여 시애는 중가 되어 반추위 미생뭉에게 쩌용되는 사료의 종류에 의촌 척임용 나타내었다

Table 1. Effect o( NIS dilution methods on gas production (ml/~ DM) by the ;n vilTo mixed culture

Time (hour) Controll) Treatment 12) Treatment 쌍 ^SE~) P_valuè l

6 6.14" 6.09

’

^6.07" ^0.042 ^0.8030

12 5.01

’

^4.58' ^4.83^1:> 0.037 ^< ^αJOl

24 6.10" 6.10' 5.35^1:> 0.081 ^< ^αJOl

48 8.27' 8.55^b 9.2ft 0.100 ^< ^이J01

72 6.33. 6.23" 6.25' 0.037 O있35

1) Cultivated wiû、。ut NIS; 2) Water깅i1uted NlS 0.01% (voIJwt). 3) Ethanol-diluted NlS 0.01% (volfwt)

4) Standard eπ。r of the means 히 Statistical significance of treatment effects by F-test

a.O.c Means in the $ame row with different superscript differ significantly (P<O.05)

또한 요리 얄곡와 보리 사일리지용 함께 급여한 이육

우에서 Wang 둥(2여껴)온 오댄신의 청가는 가스 생성량

올 갑소시키고 프로피온산의 생생량올 중가시키는 효 파가 았었으나 Tween 80의 청가로 인한 가스 생성에 미지는 영향은 없었다고 하였다 한연 냐e 둥(2003) 온 보리륭 기질로 애양원 반추이생을의 in uitro 가스 생성 에 대한 시험결과， NIS 0.05% 훌 갱가 시에는 Wang 퉁 (200이)의 Tween 80의 시험결과와 마찬가지로 유의적인 차이가 관측익지 않았으냐， 0.1% 갱가 시에는 오든 시 간대에서 축적된 가스 생성량올 강소시켰다고 보고하

여 Wang 퉁(2여14) 의 모넨신 청가의 효과와 유사한 경

과용 냐타내어 NJS의 청가량에 따라 차이는 었으냐 고 창충융 완화시킬 수 었옹용 유추할 수 있었다

본 시험에서는 에단용로 회석한 NJS콩 천가 시에 48 시간내용 세외한 모든 시간내에서 NIS툴 쟁가하지 않 았올 때와 비교하여 유의하게 낮거나 (12， 24 시간)， 유 사한 (6， 72시간) 경향융 보였다(p<0.05)

벗집용 기질로 한 본 시험얘서， NlS의 제조방법에 따 른 가스 생생량의 차이는 6시간과 72시간에서는 차이 가 없었고， 에탕용로 희석하였용 때가 용로 회석하였용 때 보다 12시간과 48시간얘서는 높았으나" 24시간대에

서는 낮았으며 (p<0.05)， 이러한 경과는 회식용얘가 m

vitro 발효 가스 생성에 미치는 효과는 시간대로영호 차

이가 있지안/ 산업화 단계에서 NIS툴 대량 생산 시에는 건죠 공정에서 훌보다 에탄융이 보다 효과적이고 경제 적이어서 회석용매로 채택할 수 있용용 보여 주었다

2. CMCase와 xylanase의 활력

CMC.a~의 환력옹 T꺼 hle 2에서 보는 바와 강이 24시

간대와 72시간대에 에탄올로 회석한 처리구 2의 방법 으로 제조원 NIS융 칭가하였을 때 대조구와 비교하여 유의객으모 높았으며， 용로 회석하여 채조한 NIS륭 갱 가한 처리 1 에서도 72시간대에서 대조구보다는 높온 경향을 보여주었다 그리3'_， xylanase의 환력용 Table 3 에서 보는 바와 같이 모든 처리구에서 용계적으호 유의 적인 차이는 보이지 않았지안" NlS가 청가되었용 "iI

12-72시간대에서 높은 정향올 나타내었다 Lee 동(2003) 도 이와 비슷한 결과률 보고하었는데， NIS의 투여에 의 해 배양액 중의 CMCase 효소역가 (mM • min.1 . mfl)

가 중가하였용 뿐안 아니라 xylanase의 역가 역시 중가 하였다고 하였는데， 이는 가스 생성량이 중가한 결과와

(5)

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44 용융자핀연구 제n권 1호 (201이

Table 2. Effed of NIS dilution methods 00 Carboxymethylcellulase activity (mM . min-I .

mt-

¹⁾ hy the jlf vitro mixed culture

끼me (h。이) Control1) Treatment 12) Treatment

i

^J ^SEI에) ^P-V따ue히

6 11.64- 13.86- 13.45" 0.515 0.1379

12 5.05'‘ 11.1Sa 12.98" 2.147 O 갱42

24 4.61a 4.24a 6.7S^b 0.463 0.0466

48 16.54‘ 13.22" 16.39" 1.341 0.5750

72 0.30‘ 2.68‘b 6.19^b 1.132 0.1195

i

’

^Cu!tiva^ted^without^NIS;²⁾ Water깅iluted NlS 0.01% (vol/wt); 기 Ethanol-diluted NIS 0.01% (vo1/wt)

‘) Standard error 。‘ the means; 이 Statistical signific뻐ce of treatment effects hy F-Iest

;1.0 Means in the same rQW with different superscript d

“

^fer^sign^ificantly(p<O.1l히

Table 3. Effect of NIS dilution methods on xyJanase activity (mM . min"l ^‘ .t ’) on the ÙI vitro mixed culture

끼me (hour) Controll) Treatment 1η Treatment

i

¹ ^SE~) P-value^Sl

6 73.39 58.29 60.20 6.899 0.6735

12 18.210 10.71 35.95 5.976 0.2926

24 46.49 74.72 55.54 9.885 0.5279

48 ^53.81 ^87.07 ^58.50 ^7.659 ⁰^.1²¹⁰

72 9.77 11.72 26.69 5 갱6 0.5609

1) Culti

‘ ,

^a^ted^withou^t^NI5ι²⁾Water깅i1uted NIS 0.01 % (voljwt); 매 Ethanol-diluted NIS 0.01% (voljwt)

4) Sta.ndard error of the me.떠 IS; ⁵⁾Statistical significa.nce of treatlllent effe

‘

^ts^by^F-test

NS; Not significantly different (p>O.05)

도 일치하는 것으로 NIS가 동융의 생산생 향상융 위한 청가제로 이용될 수 았용용 시샤하는 결과이다

시험 2 혼합미생볼의 ;11 vitro 애양 시 에탄용 희 석 NIS의 첨가가 알완파의 건뭉 소화윤t 총가스생성량， pH, 미생올 성장에 이쳐는 영향

1. In vÎtro pH

반추위 혼합미생을의 배양 시에 pH의 연화는 Table

4에시와 찰이 NIS 처리구에시는 애양 3시긴 이후부터 서서히 저하되기 시착하였고， 8시간 이후부터는 급격히 저하되었으나t 대조구에서는 pH에 유의한 변화가 없었 다 그리고 pH의 수준은 오두 정상 엄위에서 유지되었다 냐e 동(2004)은 한우의 반추위액을 채취하여 벗집을

기질로 한 in vitro 애양에서 묻로 처리한 대조구에 비

하여 NIS 첨가구가 갑소하는 추세툴 보였다고 하였는 데 온 시혐의 견과도 이와 유사한 경향용 보였다 또한

Table 4. Effect of NIS on pH by the ;11 vitro mixed culture

Time (hour) Contr，。이1" NIS2) 2 7.36^:1;0.0053)^,0 7.24:1;O.W 4 7.37:1;0.002" 7.20:1;。이)8' 8 7.37!0.007" 7.12:t0 여'fJ' 12 7.34土0‘007" 6.%^:I;O.01rf 18 7.35!0.α했a 6.80^:I;O.013^b 24 7.38:1:0‘004' 6.59^:1;0.014"

36 7.36:1:0.015" 6.29:1;0.016'

’

48 7.37:1:0α껴a 6.17:1;0α뻐b 1) NlS was administrated at a final concentTatiol' 이

0.01 % (wtjvol)

2) NlS was admînistrated at a fînal concentration of 0.00% (wtjvol)

3) Mean:tSEM. o..b Means in the Silme row with different superscripts differ significantly (p<0.05)

Lee 둥(2004)옹 NIS 처리구에 있어 6시간동안 pH가 6.8에서 6.3으로 띤화되있옴융 보여주있는데 동일 시간

(6)

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내에서 본 시헝의 컬과는 。1 보다 연화쪽이 적었다고 하 겠다

이와는 대조적으로 나e와 Ha(2003)는 보리 알곡과 오차드그라스 건초륭 기옐로 하여 반추위 혼합미생용 용 in vitro 배양힌 시험에서 Tween 80 을 0.05%와 0.1%

훌 각각 청가하였올 때의 pH 변화륭 시험하였는데 이 결과는 NIS 무청가구와 청가구 사이에 유의척인 차이 가 냐타냐지 않았다고 하였으냐/ 본 시험 결파에서는 상당히 큰 연화를 보여 주었다 Goto 둥 (2003b) 옹

Tween 80의 청가 시에 pH~ 연화가 보리 기젤에서는

5.96-5.79, 오차드그라스 가질에서는 6.73-6.71 로 보고 되어， NIS 첨가에 따른 연화 보다는 생룡모스 기질에 따른 차이가 더 컸다 본 시험에서는 화본과 옥초와 화 학적 성운이 다른 두과 옥초릅 기정호 사용한 정파 NIS의 희석을 울이 아닌 예딴용로 처리한 갱에시 아쳐 렁 큰 쪽의 pH 감소가 나타났올 것으로 추용할 수 있 겠으며 회석용애에 따를 pH의 변화에 대한 추가적인 구명이 필요할 것으로 보인다

2. In vitro 건물 소확율

한추위 혼합미생뭉의 배양 시에 건용소화용용 Table

5에서 보는 바와 갇이 8시간 배양 이후부터 NIS의 져 리 여부에 판계없이 모든 처리구에서 급격히 중가하였 다 그러나 배양시간의 경과에 따른 건율소화융의 중가 정도는 NIS의 처리구에서 유의척으로 높았다 이와 유 샤한 결과를 보고한 Kamande 퉁(2!뼈)응 protease의 활성 잊 thiol 기의 반용성과 생룡로스 분해융에 미치 는 T

‘

^.een^ω파^Tween^80의^효과를^{구영하기 위한}^시

헝에서 생룡로스 분해융이 NIS 첨가 시에 유의하게 중 가 되었으며， 같은 NIS 중에서도 Tween 8O(IFN 잉%져'31)이 Tween “l(IFN-08-껴32) 셔다 더 높았옹 (p<O.05)을 보고하였으며， 생훌로스의 효소에 의한 분해 융올 철정짓는 가장 중요한 요인응 효소가 목표하는 기 질에 부착할 수 있게 하는 능력에 달혀 있다고 하였다 NI5의 갱가 시에 pH의 변화가 g게 나타나:;1， 건용 소화융이 중가하였는데 ， in vitro 애양의 결과이지안 이 와 갇옹 지요을용 사료의 소화융과 일정한 완연이 되므 로 추후 반추동물의 사료갱가제로서 NIS융 이용힐 시 에도 소화이용올의 개선에 좋은 효과률 나타낼 수 있용 것으로샤료되었다

Table 5. Effect of NIS on DM digestibi “η (%) by the in vitro mixed culture

Timc (hour) Contπtm이1') NISη

2 3.51土O‘27') 10.05:1:6^‘38

4 7.34:1:1.10b 11.70:1:0.93"

8 7.89:1:0.64b 15‘67:t1.1~

12 15‘68초251' 28.55:t1.75.

’

18 26.15:1:0.30b ^39.65^:1:0.81~

24 26.59^:t2.73b 40.16소1. 20"

36 33.27:1:0.61 b 53.89:1:2^‘94"

48 48.93:1:5.24 60.74:1:0.70

1) NIS was administrated at a final concentration of 0.01 % (wtfvol)

2) NlS was administrated at a final ∞ncentration of 0.00% (wl/v이)

3) Mean:l:5EM. a.b Means in the same row wilh different SU야rscripts differ significantly (p<0.05)

3. Gas 생성랑 및 미생툴의 성장

Ta비e 6에서 보는 바와 강이 반추위 혼합미생용의 배 양 시에 가스 생성량온 NIS 처리구얘서는 배양 2시간 이후부터 급격히 증가하였으나 대조구에서는 배양 4시 간까지 이후부터 서서히 중가하는 추세를 보여 주었다 배양시간의 경파에 따른 가스 생생량옹 NIS 처리구가 유의객으로 높게 나타났다(p<0.05)

Lee와 Ha (2003)는 Tween 80올 이용하여 in vitro 시 험용 수행한 경파에서/ 보리 알곡과 오차드그라스 건초 흩 기질로 하여 반추위 혼합미생울의 배양 시에 Tween

80 올 각각 0.05% 와 0.]% 를 첨가하였올 때에， 0.05% 수 준에서는 내죠구(우생/)쿠)와 /)스 생성향에서 차이/) 없었고， 0.1% 수준에서는 가스 생성량이 감소하였다고 보고하여 온 시혐의 결과와는 대조되는 효과륭 보이고 있다

저자들이 。l전에 수행한 엿짚옹 기질로 한 시험결과 와 비교 시에도 양싼파용 기옐로 온 시엉의 질파에서 시간의 정과에 따라 보다 급속한 가스 생성량이 판측되 었논데， 이논 i ) 기정예 여론 차이/ 즉 화본과 건초와 두과 건초의 차이 ii) NI5의 회석제의 차이， 즉 희석용 얘로서 융파 에딴용의 차이에 기인하였용 것으로 추육 되며， 대조구에서 2시간대에 가스 생성이 전혀 없었던 점으로 보아 생장유도 7](lag time)가 보다 긴 것도 하나 외 차이갱으로 생각되었다

(7)

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46 용융 X맨연구 제n권 1호 (201이

Table 6. Effect of NIS on gas production (mt/~

DM) by the ÙI vitro mixed culture TÎme (hour) ^Controli) N1S²)

2 0.00:1:0‘αxr)，b 2.53:1:0.203"

4 1.07:i:O.120^b 7.33:1:0.668"

8 4.50:tO.252^b 14.40:1:0.473"

12 7.30tO.400^b 23.4OtO.361.

18 7.37:tO.612^b 31 .43土0.745^ð

24 12.53:tO.80'i 39.50:tO.361a

36 11.43土O.371^b 44.80:t0.5Z<t

48 14.40:l:2.180^b 48.27土0.57(f

t) NlS was administrated at a final concentration of 0.01 % (wtj vol)

2) NIS was administrated at a final concentTation of 0.00% (wt/vol)

J) Mean:f:SEM. aJ> Means in the same row with different s얘erscripts differ significantly (p<O.05)

Table 7. Effect of NIS on cell growth by the in vitro mixed culture

Time (hour) Cell growth (Optical density) Control¹^J ^N^ISη 2 O.88:i:O.01~) 0.89소0.062

4 0.82:1:0.019^b 1.06:1:0.없3'

8 0.81:1:0.011' ^{O 했，0.않4'} 12 0.98土 0.04] 1.12:tO.048 18 O.95:tO.026^b 1. 22! O.α)8'

24 1.01iO.010^b 1.27:tO.017"

36 ^1.00:l:0JX)4b 1.41:tO.04r 48 l.09:tO.없8" 1.57:1:0.027'

1) NIS was adminìstrated at a final concentration of 0.01 %(wtj vol)

2) NIS was adminîstrated at a final concentratîon of O.OO%(wtjvol)

3) MeantSEM. a.b Means in the same row with different su야 rscripts dîffer significantly (p<O.05) 미생융앵로는 Rml

“’

lobacter QI떼때lilus와 N’egas，씨laera 터'sdenîi 종에서 Tween 80의 청가 효과가 가장 높게 냐 타닝다고 보고하였다 그리고 섬유소를 주로 용해는 4 종의 미생융 (Fibrobacter succin앵 enes， Ruminococcus albus, Ruminoc，κws j1m‘if<>deru 및 Butyrivibrio fibrisolvens)

의 성장율에 대한 조사에서 전분과 단액질을 주로 분해 하는 비성유소 분해 박테리아에서와는 달리 Tween 80 의 청가가 공시한 4종의 이생울 성장에 큰 영향을 냐타

내지 않았으나， Fibrobacter succinogenes와 Butyrivibrio ftbrisolvens ^총용Tween 80의 첨가에 대한 영향을 상대

적으로 많이 받았으며 ， RUmÙ10CiJCωs 속들은 Tween 80 의 청가에 대한 영향용 전혀 받지 않았다고 보고하였

다 이처렁 이생울의 종류에 따라 NlS의 영향의 정도가 다르게 나타날 수 있응을 쩨시하였다

용 in vitro 시험의 절과훌 종합하연 영양소의 소화이

용성과 관련왼 지표를/ 특 반추위액의 pH 연화/ 가스 생성량과 미생울의 성장 및 건울 소화융에 있어서， 얘 탄융로 희석하여 재조한 NIS률 첨가하었을 때에 긍정 책인 변화를 보여주었으며 사료 청가제로서의 이용 가 능성용 반추통용의 사양시험용 통하여 구영할 가치가

있다고 딴단되었다

W

요약

NIS의 최적 희석용이H 조건을 구영하고자 대조구(우 정가)， 처리구 1 (NIS융 융에 희석)， 처리구 2(NIS흘 애 단옹에 회석)로 하여 벗짚을 기질로 반추위 혼합미생뭉 용 in vitro에서 배양하여 시간의 껴과예 따라 가수분해 효소의 활력 및 가스 생성량올 iξ사한 결과룡 보연， 전 체 애양시간 홍안 가스 생성량은 처리구 2의 방엉에 의 하여 제조원 NlS콩 청가하였올 때가 초기 시간대에서 는 낮았지만 48시간대에서 대조구파 저리구 1에 비하 여 유의척으로 높게 나타났다(p<0.05). CMCase의 휠력 옹 24시간대와 72시간대에서 처리구 2의 앙법에 의하 여 재조왼 NlS 륭 챙기하는 경우 대조구와 비교하여 유 의객으로 높았으며 처리구 1도 대조구에 비하여 높온 경향용 보였다(p<0.05). Xylanase의 활력은 모든 처리 구에서 유의적인 차이는 보이지 않았지안 NIS가 첨가 왼 처리구 1과 2에서 대조구어1 비하여 높은 경향율 나 타내었나 이러한 시험결과는 NlS가 통용의 생산성 양 상용 위한 청가제로 이용휠 수 있용을 시사하는 것이 며ι NlS외 다량 제조 시에 건조용정에서 :It융혀인 에단

웅이 in vitro 시험을 통하여 가스 생성량 및 가수분해

효소의 활력 연에서 울보다 효과적인 회석용얘잉융 나 타내었다 또한 NlS 청가가 in vitro 발효성상에 이치는 영향올 구영하고자， 반추위 혼합미생툴에 에한융로 회 셔하어 제조한 NlS를 컴가하고 운쇄한 알완파 건초툴 넣어 배양하였올 때에 배양시간의 경과에 따른 pH, 건

(8)

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Effcds of Non-ionic Surfactanls on in uitro Fenncntation and Digcstibility 47

용 분해융， 가스 생성향 잊 미생용 성장올 조사한 경파 흩 보연， 반추위 혼함미생용의 배양 시에 pH의 연화는

NIS 처리구에서는 배양 3시간 이후부터 서서히 저하되 기 시작하여 8시간 이후부터는 긍격히 저하되었으나，

대조구에서는 pH 의 유의한 연화가 없었다(p<0.05) 그 리고 pH 의 수준용 오두 정상 영위애서 유지되었다 1n

vitro 건툴 분해융응 처리여부에 판계없이 얘양 8시간

이후부터 급격히 중가하였다 그러냐 배양시간의 경과 에 따릉 건울소화융은 NIS 처리구에서 유의적으로 높 용 수준용 나타내었다(p <0.05) 반추위 혼합미생물의 배양 시얘 가스 생성량은 NIS 처리구에서는 배양 2시 간 이후부터 급격히 중가하였으냐/ 대초구에서는 얘양 4시간 이후부터 서서히 중가하였다 배양시간의 경과에 따른 가스 생성량응 NIS 처리구에서 유의적으굳 높게 냐타났다ψ<0.05) 반추위 혼합미생올의 생장온 NlS 쳐 리에서는 배양 2시간 아후부터 중가하기 시작하여， 8시 간 이후부터는 급격히 중가하였다 그러나 대조구에서 는 배양 8시간까지 미생융 성장。l 판찰되지 않았으나，

8시간 이후부터 서서히 증가하였다 배양시간의 정과에 따른 미생울의 성장 갱도는 대조구와 비교하여 NIS의 처리구에서 유의하게 높았다(p<0.05) 본 ;11 vitro 시헝 의 질과훌 총양하언 영양소의 소화01 용성파 판헌원 지 요을r 즉 반추위액의 pH 변화， 가스 생생량과 미생뭉의 성장흉 및 건용 소화율에 있어서， 에탄융로 희석하여 채조한 NIS올 청가하였올 예에 긍갱적인 연화플 보여 주었다

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(투고일 2010.05.14 수정일 2010.06.02 딴갱일 2010.06.1이