www.earticle.net
동물자원연구 12 : 37 ~47, 2001
Annals of Animal Resources Science 12 37 ~47 , 2001
Aspergíllus oryzae 및 Saccharomyces cere아S꾀e 처리가 반추위내 영양소 소화율에 미치는 영향
박병기·최병양·이은호·이동원·신종서
강원대학교 동물자원학부
Effect of Aspergi//us O(ιôe and Saccharomyces
cere이S떠e on ruminal nutrients digestibility
B. K. Park , B. Y. Choi , E. H. Lee , D. W. Lee 'and J. S. Shin Department of Anjmal Resources Scjence
Kangwon Naüonal UnjversUy
ABSTRACT
This study was conducted to examine the effect of fermented feedstuffs with Aspergil1us oryzae( AO) and Saccharomyces cerevisiae( SC) on ruminal nutrients digestibility.
Experimental diets were mixed with corn meal and brewery grain at a ratio of 50: 50( as-fed basis) , and then rice bran 5 %, molasses 5 %, micro mineral solution 1 % and Aspergil1us oryzae 1 % or Saccharomyces cerevisiae 1 % were supplemented respectively. Fermented feedstuffs were fermented anaerobically at 30"C for 48 hours. Experiment was done with three treatment groups: 75% of commercial feed and 29.5% of corn silage(contro I); 45.0% of commercial feed , 26.5% of fermented feedstuff with AO and 28.5% of corn silage(TAO);
45.0% of commercial feed , 26.5% of fermented feedstuff with SC and 28.5% of corn silage(TSC). With this experimental design , disappearance rate of dry matter and crude protein were analysed in this study. The results obtained were summarized as follow:
Disappearance rate of dry matter for contro l, TAO and TSC were 32.56 , 26.05 and 32.86%
at 3h after feeding respectively , then it was significantly lower in TAO than in control and TSC (p(0.05). The content of degradable dry matter that can be dissolved in rumen for contro l, TAO and TSC were approximately 15 , 17 and 8% , and the soluble dry matter for contro l, T AO and TSC were approximately 29 , 19 and 30% during 12h after feeding respectively , and disappearance rate of dry matter was lower in TAO and TSC than in contro l. D isappearance rate of crude protein for contro l, TAO and TSC were 37.03 , 44.22 and 52.08% at 3h after feeding respectively , then it was significantly higher in TAO and TSC than in contro I( p(0.05). The content of degradable crude protein that can be dissolved in
[Provider:earticle] Download by IP 118.70.52.165 at Monday, December 20, 2021 8:25 PM
www.earticle.net
동물자원 연구 (200 1)
rumen for control. TAO and TSC were approximately 13 , 14 and 6% , and the soluble crude protein for control. TAO and TSC were approximately 32 , 41 and 50% during 12h after feeding respectively , and disappearance rate of crude protein was higher in T AO and TSC than in control.
Key words Aspergillus oryzae , Saccharomyces cerevisiae , fermented feedstz펴~ disappearance rate o .f DM and CP
1 . 서 론
최근, 유우 및 육우의 생산성을 개선시키기 위해 다양한 미생물 첨가제들이 개발되어 이 용되고 있는데, 미생물 첨가제 중에서도 특히 곰팡이류에 대한 관심이 집중되고 있으며, 다 양한 단백절 벚 탄수화물 분해효소를 생성하 는 Aspergi]]us oryzae( A 0 ) 벚 Saccharomyces cerevisiae( SC) 가 그 자체의 배양물 및 배양추 출물의 형태로 널리 사용되고 있다 (Wang 등,
2001: García 등, 2000: Sullivan과 Martin , 1999). 또한 AO 혹은 SC와 같은 미생물 첨가 제는 반추위 발효를 조절하고 이로 인해
cellulolysis 벚 미생물 단백질의 유입량이 증가 하고, 결과적으로 DMI를 증가시키지만 반추 위 발효 성상에 대한 영향은 다양한 것으로 보고하고 있다 (Wallace, 1994).
AO 혹은 SC 를 첨가한 사료를 유우 및 육 우에 급여하면 반추위내 영양소 대사에 영향 을 미쳐 박테리아에 의한 영양소 uptake를 긍정적으로 증가시키고 (Waldrip 과 Martin ,
1993: Nisbet와 Martin , 1990) , 반추위 내 영 양소 소화율을 증가시키며( Plata 등, 1994:
Dawson 등, 1993: Sommart 등, 1993:
Harris 등. 1992) , Arambel 등 (987) 은 AO
혹은 SC 의 처리가 in vi tro rumen fermen ta tion에 영 향을 미 쳐 소화율을 증가시 키고 미생물 활성에 효과적이라고 하였다.
또한 AO 혹은 SC의 처리는 D M ( Gomez-Alacon
등, 1990: Fondevila 등, 1990) , OM(Yoon과
Stern , 1996) , CP(Yoon과 Stern. 1996; Erasmus
등, 1992: Wohlt 등, 199 1), 섬유소 분해율 (Sullivan과 Martin , 1999; Erasmus 등, 1992;
Newbold 등 1991; Williams 등, 1991:
Gomez-Alarcon 등, 1990) 벚 총장관 영 양소 소 화(Wiedmeier 등, 1987) 에 영 향을 미 친다고 보고 하고 었다(Erasmus 등, 1992; Newbold 등,
1991; Fondevila 등, 1990). 반면에, 일부 연구에 서는 AO 혹은 SC의 처리로 인한 반추위내 영양 소 소화율에 대한 영향은 거의 없거나 적다고 보고하고 있는데 (Avendaño 등 1997;
Hadjipanayiotou 등, 1997; Williams 등, 1991:
Arambel 등, 1990) , AO 혹은 SC의 단독 혹은 혼합 처리는 DM , OM , ADF 혹은 NDF 소화 율에 는 영 향을 미 치 지 않았으며 ( Chiquette , 1995) , 또한 AO 흑은 SC의 처리에 따른 DM ,
OM , 세포벽 구성물질 빛 CP의 전장 소화에 있어서의 개선을 발견하지 못했다고 보고하고 있다 (Chademana와 Offer , 1992; Huhtanen , 1991; Arambel과 Kent , 1990; Frumholtz 등,
1989; Harrison 등, 1988: Adams 등, 198 1).
이상의 결과들로부터 반추위내 영양소 소 화율에 대한 AO 혹은 SC 의 영향은 일관성
이 결여되어 있으며, 또한 대다수의 연구가 조사료의 급여량이 높은 실험조건에서 연구 가 수행되었기 때문에 농후사료의 급여량이
[Provider:earticle] Download by IP 118.70.52.165 at Monday, December 20, 2021 8:25 PM
www.earticle.net
AspergÍ]]us oryzae 및 Saccharomyces cerevÍsÍae 처 리 가 반추위 내 영 양소 소화율에 미 치 는 영 향
상대적으로 많은 비유우의 경우 AO 흑은 SC 의 첨가에 따른 반응이 다를 것으로 판단 된다. 또한 대다수의 연구에서 AO 빛 SC 의 배양물 빛 배양 추출물을 단순히 사료에 첨 가하는 조건에서 실험을 수행하였기 때문에 산업부산물에 이들 미생물을 이용하여 제조 한 발효사료의 급여 효과와는 영향이 다를 것으로 판단되나 이에 대한 연구가 전무한 실정이다. 따라서 본 실험에서는 효소활성이 우수한 이들 미생물을 이용하여 제조한 발효 사료의 급여에 따른 반추위내 영양소 소화율 을 검토하고자 실시하였다.
II. 채료 및 방법
1. 시험사료 제조
시험사료는 맥주박을 이용하여 임 등 (2001) 의 발효사료제조 방법을 응용하여 옥 분과 맥주박을 50 50( 풍건상태)의 비융로 혼합하고 미강 5%. 당밀 5%. micro mineral
solution 1 %를 혼합하여 배합하였으며, 여기
에 각각 Aspergj]]us oryzae 1 % (FF AO) 벚
Table 1. Chemical composition of experimental diets
Items Commercial Feed
D ry matter. % 9 1. 80::!: 0 .1 0
Crude protein. % 15.20::!:0.35 Ether extract. % 3.82::!:0 .1 5
Crude ash. % 8.06::!: 0 .4 9
Neutral detergent fiber. % 33.91 ::!:0.99 Acid detergent fiber. % 12.24::!:0.61 Acid detergent lignin. % 3.91 ::!:0 .3 8
1) FF AO fermented feedstuff with AspergÍ]]us oryzae
Saccharomyces cerevi닝'ia e l%(FFSC) 를 첨 가 하여 30
0c 에서 48시간 동안 혐기적으로 발효 시켜 제조하였다. 반추위내 영양소 소화율을 조사하기 위한 실험에 이용된 시험 사료의 화학적 조성은 table 1 에서 보는 바와 같으 며, 발효사료 제조 과정에서 사용된 micro mineral solution의 화학적 조성 은 각각 table 2에 서 나타낸 바와 같다.
2. 시험설계
시험구의 처리는 table 3에서와 같이 분말배 합사료와 조사료를 거의 7:3의 비율로 급여하 는 한우에게 분말배합사료 70.5% + corn silage 29.5 % (controD. 분말배 합사료 45.0% + AO를 이용하여 제조한 발효사료 (FFAO) 26.5 % + corn silage 28.5 % ( T A 0 ) 빛 분말배
합사료 45.0% + SC를 이용하여 제조한 발효
사료 (FFSC) 26.5% + corn silage 28.5%
(TSC) 의 3처리로 하였다.
3. 공시 동물 및 사양관리
반추위 cannula가 장착된 한우 (450Kg) 를 공시하여 처리별로 제조된 사료를 1 일 2회
FFA0 1) FFSC 2 )
55.74::!:2.09 56.70::!:2.68 --- % of dry matter ---
12.53::!:0 .1 2 1 3. 07::!: 0.28 5.93::!:0.27 6.33::!:0 .1 7 2.90::!:0 .1 7 3 .4 5::!:0.08 27.36 :t 0 .3 6 30.37 ::!:0.89 7 .4 9::!:0.27 8.98::!: 0.08 2.86::!: 0.26 2.88::!: 0.29
Corn silage 29 .4 2::!:0.24
8 .4 9::!: 0 .1 8 1. 81::!: 0 .1 5 5.99::!: 0.07 60.94::!:0.93 34 .3 5::!:0.52 5.85::!:0 .4 2
2) FFSC fermented feedstuff with Saccharomyces cerevi닝'lae
[Provider:earticle] Download by IP 118.70.52.165 at Monday, December 20, 2021 8:25 PM
www.earticle.net
동물자원연구 (2001)
(09:00 빛 18:00) 급여하였고, 물은 항상 자 유 음수토록 하였다. 반추위내 영양소 소화 율을 조사하기 위해 14 일간의 사료적응 기간 을 두었으며, 본 시험 기간 중에는 사료급여 전 (09:00) 에 반추위 cannula를 통해서 최초 로 fiber filter bag을 채 취 하고 사료 급여 후 3
시 간 간격 으로 12시 간 (21:0이 까지 fiber filter
bag을 채취하였다.
Table 2. Components of micro mineral solution
Component Amount Unit
MgS04 0.002 g
NazHP04 0.05 g
FeS04 0.002 g
MnS04 0.002 g
CaClz 0.05 g
CaC03 0.05 g
ZnS04 0.002 g
KzHP04 0.05 g
(NH4)zN03 0.05 g
Distilled water 1. 00
Table 3. Experimental design
Treatments Experimental diets
Control TAO TSC --- % --- Commercial feed 70.5 45 45
FFAO 26.5
FFSC 26.5
Corn silage 29.5 28.5 28.5
4. 시험 방법
각각의 시 험사료를 fiber filter bag( F54) 에
10g( As-fed basis) 씩 넣은 후 반추위 cannula
를 통해 반추위내에 넣고 0 , 3 , 6 , 9 빛 12시 간 동안 배양하였다. 반추위내 배양이 완료 된 fiber filter bag( F54) 은 수돗물로 맑은 물 이 나올 때까지 셰척한 후 70
0c 열풍 순환식 건조기에서 72시간 건조하고 무게를 측정하여 건물 (DM) 소실율을 계산하였으며, 건조된 시 료를 1mm 크기로 분쇄하여 조단백질 (CP) 소 실율 측정에 사용하였다. 본 실험에 사용된 시 험사료의 일반화학성분은 A. 0 .A. C. ( 1990) 방법 에 준하여 분석 하였으며 , neutral detergent fiber(ND F) 및 acid detergent fiber(AD F) 의 함량은 Goering과 Van Soest(970) 의 방법에 준하여 분석하였다.
(1) D M disappearance ( % )
Sample D M (g) - Residue D M ( g) x 100 Sample D M(g)
(2) CP disappearance( %)
Sample CP(g) - Residue CP(g)
x 100 Sample CP (g)
(3) DM 빛 CP 분해율
반추위에서 DM 및 CP 분해율은 αrskov와
McD onald(979) 의 방법을 이용하여 a , b 벚 c
값을 다음과 같은 공식으로 산출하였다.
P a + bO-e- ct ) Where;
P 시간“ t" 경과시 DM 빛 CP의 반추위 분해율
a 반추위에서 빠르게 분해되는 부분
b 주어진 시간 내에서 천천히 분해되는
님1:'1_
Iτr
c b부분의 시간당 분해상수
t 반추위내 발효시간
[Provider:earticle] Download by IP 118.70.52.165 at Monday, December 20, 2021 8:25 PM
www.earticle.net
Aspergil]us oryzae 빛 Saccharomyces cerevi닝lae 처 리 가 반추위 내 영 양소 소화율에 미 치 는 영 향
Yij=μ
where:
Yij : 실험 실측치
μ : 전체평균 Ti 처리효과 각 개체의
법으로 유의성을 검증하였고, 처리간의 유의 성 검증을 위해 적용한 선형방정식은 다음과 같다.
+ Ti + eij (4) DM 빛 CP 유효 분해율
DM 빚 CP 유효분해율은 시료의 반추위 통 과속도에 따라 fiber filter bag내 에 잔류하는 영 양소 (a, b 빛 c) 를 조합하여 NRC(984) 에 서 적 용한 0.02 , 0.05 빛 0.08 . h- 1 를 다음과 같 은 공식에 대입하여 추정하였다 (0rskov와
McD onald , 1979).
고유한 확률오차
ID. 결과 및 고찰 eij
Ep Where:
Ep : DM 벚 CP의 유효분해율
k : 시료의 반추위 통과속도, %/h/100
a , b 및 c (3)의 DM 및 CP 분해율 공식 에서와 동일
a + bc/( c + k)
1. 반추위 건물 분해율 의, 유 E 료 해 사 분 효 )
발
M
한
제 건 조 물 m
이용하여 반추위내
AO 벚 SC를 처리가 한우의
드효 Á-l
~
-,
얻은 결과들은 SAS(985) 통 이용하여 GLM/Duncan의 방 시험에서
package를
5. 통계
보
L
궤 깨
25.00 80.00
20.00
15.00 (])
그
m 1O oo £
그
。
(J)
4그 띠。
m @ CII c:
-5.00 응 5.00 0.00
•
70.00
50.00
20.00 60.00
40.00 30.00
냉F
i흐。 ←。 @g@
」@。Em」여mQa
어m-’〕
-10.00
-15.00 12
44.61 36.88 38.54 16 .4 1 13.46 13.52 9
38.43 32.79 35.94 10.22 9.37 10.93 6
38.08 30.50 34.69 9.88 7.08 9.67 Incubation time , H
〔。F‘니 〔。、〕
lJ
’ r
3
FkJ
U 8 3 6.
&
%ι %ω 잃
4 2 7
nu
ηι
’ l
、J
1l --
〔/』A야
nU
U기
””
u ””
nu
---t녀 1시
‘“ t
얘 ω 염 %ω
O O O 10.00
~Control 톨톨톨톨 TAO c=그 TSC
- -. - Contr 이 -톨-TAO -Ir- TSC
0.00
Degradation rate of DM during rumen incubation Fig. 1
[Provider:earticle] Download by IP 118.70.52.165 at Monday, December 20, 2021 8:25 PM
www.earticle.net
동물자원연구 (2001 )
변화에 미치는 영향을 조사한 결과는 Fig. 1
에서 나타낸 바와 같다.
반추위 배양 3시간의 controH 대조구) ,
TAO 벚 TSC 의 실제 DM 분해율(막대그래 프)은 32.56 , 26.05 및 32.86% 로 나타나 TAO
의 DM 분해율이 대조구 및 TSC 에 비해 낮 은 결과로 나타났으며 (p<0.05) , 대조구, TAO
벚 TSC 모두 배양 시간이 경과함에 따라
DM 분해율이 지속적으로 증가하는 경향을 보였으나, TAO의 DM 분해율은 대조구 벚 TSC의 DM 분해율에 비해 낮은 결과로 나 타났다 (p<0.05) . 또한, 배양 0시간을 기준으 로 한 DM 분해율 증가(션그래프)는 배양 6
시 간에 대 조구, TAO 및 TSC가 각 9.88 , 7.08
벚 9.67% 로 나타나 TAO 및 TSC의 DM 분 해율 증가는 대조구에 비해 낮은 결과로 나 타났으며 (p<0.05) , 또한 반추위 배양 12시간 에 대조구, TAO 및 TSC의 분해율 증가(선 그래프)는 각각 16 .41, 13 .4 6 벚 13.52% 로 나 타나 대조구에 비해 TAO 벚 TSC가 낮은 것으로 나타났다.
한편, 대조구, TAO 및 TSC의 DM 유효분 해도를 살펴보면, 가용성 부분 a 값은 각각
29.30 , 19.51 벚 30 .1 2% , 반추위내 분해될 수 있논 부분 b 값은 각각 15.32 , 17.37 빛
8 .4 1% , 분해될 수 있는 부분의 분해속도 C
값은 각각 1 1. 10 , 16.22 벚 13.06%h- 1 로 나타 나 대조구 , TAO 벚 TSC 의 실제 반추위내 12시간 동안 분해되는 부분은 각각 15 , 17 빛
8% 전후이고 가용성 부분은 각각 29 , 19 빛
30% 전후인 것으로 밝혀졌다. 따라서 반추 위 내용물의 전이율을 각각 2 , 5 벚 8%h- 1 로 가정할 때 TAO 의 반추위내 분해될 수 있는 비율은 각각 34.97 , 32.79 벚 3 1. 14% 이었고,
TSC는 각각 37 .4 2 , 36.21 벚 35.34%로 나타 나 대조구에 비해 저조한 것으로 나타났다.
이상의 실험결과에서 TAO 빛 TSC의 DM
분해율이 대조구에 비해 낮게 나타난 것은 가 용성 DM 함량이 낮은 맥주박에 일차적인 원 인이 있고, 또한 사료의 발효과정에서 가용성 당분의 미생물에 의한 손실에 원인이 있는 것 으로 판단되며, AO 벚 SC를 이용하여 제조한 발효사료는 반추위에서 이용되는 부분보다 소 장으로 유입되는 DM의 함량이 높아 영양소
이용효율이 높을 것으로 판단된다.
2. 반추위 조단백질 분해율
AO 벚 SC를 이용하여 제조한 발효사료의 처리가 한우의 반추위내 조단백질( CP) 분해
율 변화에 미치는 영향을 조사한 결과는
Fig. 2에 서 나타낸 바와 같다.
Table 4. Effective degradation rate of DM during rumen incubation
Parameter( %) Effective disappearance( %) 1)
Treatment a 2) b 3) c 4) 0.02 0.05 0.08
Control 29.30 15.32 1 1. 10 42.28 39.86 38.20
TAO 19.51 17 .3 7 16.22 34.97 32.79 3 1. 14
TSC 30 .1 2 8 .4 1 13.06 37 .4 2 36.21 35.34
1) Effective 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
[Provider:earticle] Download by IP 118.70.52.165 at Monday, December 20, 2021 8:25 PM
www.earticle.net
Aspergi]]us oryzae 빛 Saccharomyces cerevi닝lae 처 리 가 반추위 내 영 양소 소화율에 미 치 는 영 향
10.0 Q)
그 에>
@
i그
。 j그