시판 젖소용 배합사료의 반추위내 단백질 분해율 측정시험

(1)

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동물자원연구

10 :

75~82，

1999

Annals of Animal Resources Science 10

75~82.

1999

시판 젖소용 배합사료의 반추위내 단백질 분해율 측정시험

고용균 강원대학교 동물영양자원공학과

Determination of protein degradability of various commercial dairy feeds in rumen using in vitro method

Goh , Y ong Gyun

Department of Feed Sdence & Technology Kangwon Naüonal UnÍversUy

ABSTRACT

This experiment was conducted to evaluate the protein degradability and estimated escape protein (EEP) of some commercial dairy feeds using in vitro method. The EEP of these feeds were evaluated

,

assuming a ruminal passage rate of

0.06/h.

The results can be summarized as follows: Total amino acid (T AA)

factor{ μ M/mgN)

of tested feeds were ranged from 35.2 to 42.2. T AA factor of B treatment( 42.2) was higher than any other feed in this experiment. Ruminal protein degradation rates( kd/h) of tested feeds were greatly affected by the kind feeds

,

which were ranged from 0.070 to O

.l

75( P<'O

l).

EEP of the tested feeds

,

using in

0.06/h

for ruminal passage rate

,

were also greatly affected by the kind of feeds

,

which were 24

.4,

28.6

,

35.0

,

35

.4,

37.3

,

4

1.1.

and 44.6% for C

,

D

,

G

,

F. A

,

E and B treatment respectively.

Key words: in vitro

,

protein degradation rate

,

estimated escape protein

,

Commercial daiη feed

1 .

서 론

반추가축의 반추위내에 서식하고 있는 미 생물은 양질의 단백질을 공급하지만(McNaught 둥，

1954: Hatfield

,

197

7), 최 적 의 성 장과 생 산을 위해서는 미생물 단백질 자체로서는 불

충분하다. 즉， 성장중인 가축이나 비유중인 젖소의 단백질 요구량의 일부분은 미생물 단백절에 의하여 충족이 되나 이들의 생산 능력을 최대한 발휘시키기 위해서는 소장 에서 이용이 가능한 반추위내에서 분해되지 않는 미분해성 단백질 사료의 급여가 필요

- 75 -

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(2)

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하다(

Chalupa

^,1

975).

미분해성 단백질은 반추 위내에서 흡수되지 않은 사료단백질과 미 생물단백질의 두가지 급원에 의해 공급되고，

이것은 아미노산의 형태로 소장에서 흡수된 다 (Burroughs 등.1 975:

Chalupa 1982: Satter

와

Roffler. 1975; W ohlt

등.

1973

), 그리고 비단백태칠소화합물 (NPN) 과 분해가 용야 한 사료단백질은 반추위내에서 암모니아로 전환이 되고， 그 후 이 암모나아는 주로

cellulolytic bacteria

에 의 해

cellular proteins

을 합성하기 위해 이용이 된다(

Krishnamoorthy

등.

1982; Poos

등.

1979: Satter

와

Roffler.

1975).

이때 암모니아가 미생물이 필요로 하

는 량이상 과영 공급되면 암모니아의 이용은 반추위내

NH3 pool

과 밀접하게 작용하기 때문에 그 이용성은 떨어지게 된다. 따라서 가축의 단백질 요구량을 효율적이고 경제적 으로 충족시키기 위해서는 사료단백질의 분 해율을 정확하게 측정할 필요가 있다

( Chalupa. 1975. 1982; Sniffen

과

Hoover.

1978

),

NRC

(988) 의 경우에도 젖소용 사료 단백칠중 비분해성 단백질의 공급수준을 전 체사료 단백질의

35%

이상으로 급여하는 것 을 권장하고 있다.

따라서 본 시험은 극내에서 유통되고 있는 젖소용 배합사료의 단백질 가치를 평가하기 위 하여

inhibitor in vitro

배 양방법 에 의 하 여 사료단백질의 분해율 벚 추정 통과단백칠 함량을 측정 비교하고자 실시하였다.

ll.

재료 및 방법

통되고 있는 7개사의 젖소용 배합사료를 공시 하였으며 이들 시료는

cyclone milH Tecator Co .. Sweden)

에서

1 mm

크기로 분쇄하여 공시시료로 조제하였다. 각 시료는 tlij 양시험 관내

(50 ml centrifuge tubes)

에 질소함량이

5 mg N

이 되도록 정량하였으며， 반추위액

은

cannula

가 부착된

600 kg

홀스타인 암소 에서 채취하였다. 이때 사료의 급여(건물기 준)는 체중의

2.5%

수준으로 농후사료는(조 단백질

19

.3%.

TDN 74.2%)

1 일

8 kg

을 급 여하고， 조사료원으로는 벗짚

2kg

과 수단그 라스 사일리지

5

kg을 1 일 2 회로 나누어 급 여하였고， 물은 자유섭취토록 하였다.

2.

배양시험

1) Rumen inoculum

의 조제

Strained rumen fluid (SRF)

의 조제는

Craig

등 (1984) 의 방법에 의하여 반추위액을

채 취 한 후 2겹 의

cheese cloth

로 여 과하고，

사료업자에 부착된 미생물을 추출하기 위해 잔여부분을 다시한번

SRF

와 동량의

McDougall

^’

s

버 퍼 용액

(McD ougall

^,1

948)

을 사용 4회 여 과 하였다. 그후

SRF

액과 버퍼제로 추출시킨 용액 을 혼합하고， 이 혼합액 을 8겹 의

cheese cloth

로 여 과하여

inoculum

source를 조제 하 였 다.

Inoculum source

조제 시 모든 처 리 과정 은

oxygen-free carbon dioxide( Hungate.

1969) 를 주입하면서 수행하였다.

2) In vitro

배 양

1.

공시시료의 조제

In vitro

배양은

Broderick (1987)

의 방법 에 의하여

50 ml

배양 시험관내에 일정량 본 시험에 사용한 공시시료는 극내에서 유 의 시료를 측정하여 넣고， 배양 1 시간 전에

(3)

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시판 젖소용 배합사료의 반추위내 단백질 분해율 측정시험

McD ougall

’

s

버 퍼 용액

(McD ougall. 1948)

을 주입하였다. 배양 5분전에는

inoculum source

에

chloramphenico l. hydrazine

sulfate의 제 어 제 와

mercaptoethano l. maltose

의

reagent

를 첨가하여 혼합한 후 각 배양 시험관내에 inoculum을 분주하여 39⁰C 의 항온 진탕기

(Labline orbit shaker)

에서

150 rpm

으로

4

시간 배양하였다.

3) 배양후 처리

일정시간 배양을 완료한 후 OOc 의 얼음수 조에 배 양시 험 관을 넣 고

trichloroacetic acid

용액을 주입하고

30

~

45

분간 방치하여 반 추 미생물의 성장을 중지시켰다. 그 후

vortex mixe

r( Baxter.SP) 에서 혼합한 후.

12 x 75 mm tube

에 1ml씩 옮겨 담아 원심분 리 기 에 서

(Beckman) 10.000

rpm으로 10분간 원심분리하여 상등액을 취해 분석용 시료로 조제하여 fc 의 냉장고에 보관하여 사용하였 다.

3.

성분분석

1) 암모니 아 농도 및

total amino acid

(TAA) 의 분석

In vitro

배양을 한 후， 조제된 시료중의

NH3

벚 TAA의 분석은 Broderick과

Kang

(1

980)

의 방법에 의하여

auto analyzer( Technicon

instrument)

로 분석하였으며， 이때의 암모니

아 빛

leucin

표준용액은

O. 1. 2. 3

벚

4 mM

의 농도로 조제하였다.

2) Total amino acid(TAA)

factor으| 산출 질소함량에 대한 아미노산의 비율 측정치인

TAA factor

는 다음과 같이 분석하였다. 시

료의 절소함량이

5mg

이 되도록

60 ml tube

에 정 량하고

105

⁰

c

의

heating block

에 서 가 수분해시켜， 여과하여

100

ml로 표션을 맞춘 후 공시액을 조제하였으며， 이 공시액 일정 량을 건고시켜 여기에

0

.1

N HCl

용액을 가 하여

NH3

벚

total amino acid

함량을

auto analyzer

에셔 분석하였다.

3) 기타 분석

공시시료의 건물함량 벚 절소함량은

A.O.

A.

C. (990)

법에 의하여 측정하였다.

4)Estimated protein escape

으| 산출 각 배 양시 간별 분해 단백 질함량(

proportion degraded: PD

)은

in vitro

배 양을 한 후， 측정 한 암모니 아 벚 아미 노산 함량을

blank

함량 으로 보정하고， 시료중 질소함량은

ADIN

함 량으로 보정한 후 다음식에 의해 산출하였 고， 미분해 단백질함량

mg NHrN (at t)

P D = --- +

mg added N

((jlmo! TAA (at t))/

((jlmo! TAA/mg

N)

mg added N

(proportion undegraded: PUD)

는

1 -

PD 로 계산하였다. 그리고 반추위 단백질분해율

üuminal protein degradation rate) (Kd). O-h

의 분해량 (fraction

A)

과 분해성 순단백질함 량

(fraction B)

은

Broderick (1987)

의

inhibitor in vitro

(I

IV)

방법 에 의 하여 구하 였다. 여기서 반추위 단백질분해율 (Kd) 은

PUD

의 자연대수값에 대한 배양시간과의 직션회귀방정식에서 구한 기울기 값으로 산 출하였으며.

fraction A (zero

시간에 이미 분

- 77 -

(4)

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해 된 단백 질 함량) 는

1 - intercept antilog

로서 fraction B( 분해성 순단백질함량) 는

intercept antilog

로 구하였다. 이 때

ADIN

은 미분해 단백질로서

fraction C

에 해당 된다 (Broderick.

1987

), 따라서 이용되지 않 는 단백절 (ADIN) 을 보정한 추정 단백질 통과율은 다음공식 에 의 하여 계 산하였다.

Estimated protein escape( %) B x [Kp/(Kd

+

Kp)J

여기서

Kp

는 반추위 통과율 (ruminal

passage

rate) 로서

0.06/h

를 적용하였다.

5) 통계분석

본 시험에서 얻은 결과는

one-way ANOVA(analysis of variance)

를 사용 통계 처 리 하였다(

Steel

과

Torrie .1 980) .

ill.

결과 및 고찰

극내에서 유통되는 젖소용 배합사료를 확

보 .

in vìtro

배양방법에 의하여 사료단백질

의 분해율 측정시험을 실시한 바， 먼저 본 시험에 사용한 공시사료의 총 절소함량， 암 모니 아 벚

'total amino acid (T

AA) 의 함량을 분석한 결과를 보면

Table

1과 같다. 공시사 료의 총질소함량은 2.35~2.8% 의 범위 이고，

암모니아 빛

TAA

함량 (mM/L) 을 전체적으 로 보면， 암모니 아 함량은 0.785~0.985 의 범 위로서 C 사료가 0.985으로 가장 높았고 .A 사료가 0.785로 가장 낮았으며， 배합사료의 종류에 따라서

TAA

함량의 차이가 나타났 다. 따라서 이들 아미노산 함량을 질소함량 에 대 한 비 율로 표시 한

TAA fato

r(!l

M/mgN)

는

35.2

~ 42.2의 범위를 (p(Ol

)

보여 배 합사료의 아미 노산 함량에 따라

TAA factor

값도 차이를 보였다. 즉.

B

사료가 42.2로 가장 높고. G사료의

38

.4.

A Tablel. Chemical composition of various Protein feeds

It

ems Tota!' N NH3 TAA TAA factor

(%,

DMB

l)

----( mM / L )-- umol / mg N

A 2.80 .785

1.

905 38

.1

ab

:t

0.26 B 2.62 .815 2

^.1

00 42.2a

:t

0

^.1

0 C 2.79 .985

1.

770 35

.5

b

:t

0.81 D 2.75 .880

1.

800 36.0b

:t

0.07 E 2.35 .950

1.

770 35.2b

:t

0.04

F

2.72 .850

1.

800 36.0b

:t

0

.1

0 G 2.75 .925

1.

920 38

.4

ab

:t

0

.1

6

1)

D MB

=

dry matter basis

2)

T AA = total amino acid.

Mean

土

S

E.

a.b

means in the same column with different superscripts differ( p<'Ol).

(5)

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사료의

38

.1.

D

빛

F

사료의

36.0.

C 사료의

35.5

빛 E사료의 35.2의 순으로 나타났다. 이

TAA factor

는 배 양시 간별 단백 질 분해 량을 산출할 때 보정치로 사용하였다.

한편， 공시사료의 단백질 분해율.

intercept

antilog( B)

및 추정 통과단백질 함량을 산출

한 결과를 보면

Table 2

와 같다. 여기서 계 산된 단백질 분해율 (Kd) 은 각 배양시간별 단백질 분해량을 정미 암모니아 및 아미노산 함량으로 측정한 후. 4시간 배양시의 단백질 분해량에서 0시간 배양시의 단백질 분해량을 공제 하여 산출하였고.

intercept antilog( B)

는 반추위에서 서서히 분해되는 분해성 단 백질 함량으로 계산하였다. 따라서 추정 통 과단백 절 함량은 (estimated

escape protein)

반추위 통과율을 (rumen

passage rate) 0.06/h

으로 적 용하여 산출하였다. 이 때 반추위 통 과율 (kp) 0.06/h는 젖소의 건물 통과율을 적 용한 것 이 다( Hartnell과

Satter. 1979; Eliman

과

Orskov. 1984

),

먼저， 단백질 분해율을 보면 0.075~

0.1

75

의 범위로 (p(.Ol) 나타나 배합사료 의 종류에 따라 차이가 컸으며 C 사료의 경우가

0

.1

75

로서 분해율이 가장 높게 나 타났다. 그리고 B 빛 E 사료가 분해율

0.070

벚 0.075로 가장 낮은 분해 율을 보

였다. 본 시험에서 D 사료의 분해율

0

.1

35

는 대 두박 분해 율

0.143 ( Furch tenich t

와

Broderick. 1987;

고.

1993)

과 비 슷하였 으 며 .

F. G

사료의 0.1 04~0 .1 05는 채 종박의

0

.1

16

(고， 1993) 과 비슷한 분해율을 보였 다. 또한

B

벚

E

사료의 분해율 0.070~

0.075는

Broderick

등 (988) 이 보고한 어 분의 분해율

0.078

~

0.042

와 비슷한 성적 을 보였다.

한편， 반추위내에서 서서히 분해되는 부분 즉

fraction b

를 측정 한

intercept antilog( %)

는 9 1. 5~96.0% 의 범위로서

(p<'

Ol) F 사료가

96.0

%로 가장 높고 .D 사료가

9

1.

5

%로 낮 게 나타났다. 본 시험에서 측정된 배합사

Table 2. Summary of in vitro degradation values obtained for various milling byproduct feeds Feeds Degradation rate Intercept antilog(%) Estimated

(Kd/

^J

(/h) (B)D escape

‘:SJ

(%)

A

0.090

^bC =t

0.010 92

.4 bc =t

0.78 37.3

^ab=t

2

.4

9 B 0.070

^bC =t

0.008 95.8

^a =t

0.22 44.6

^a =t

2.58

C

0

.1

75

^a =t

0.019 94.2

^ab =t

0

.1

2 24

.4^C =t 1.

99 D 0

.1

35

^ab =t

0.020 91.5

^C =t

0.46 28.6

^bC =t

2.64 E 0.075

^bC =t

0.008 92.3

^bC =t

0.39 4

1.

1

a =t

2.05 F 0

.1

04

^bC =t

0.010 96.0

^a =t

0

.4

2 35

.4^ab=t

2

.1

6

G

0

.1

05

^bC =t

0.006 95.9

^a =t

0.54 35.0

^ab=t 1.

21

j)

Kd

=

in vitro fracional degradation rate.

2)

B

=

potentia1ly degradable

N.

3)

Estimated escape(%) B

x

[kp j(kd+kp)].

Mean

:t

SE.

a.b.c

means in the same column with different superscripts differ( p(.Ol).

- 79 -

(6)

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료의

b fraction

의 범 위 는 대 두박의

98.9%(

고.

1993).

채종박의

85.9%

빛 육골분의

88.2 % ( Broderick

등.

1988)

빛 어분의 78.5~

8

1.

9% (Broderick

등. 1988) 의 범위내에 있었 다.

한편， 이들의 분해율.

fraction

b 벚 반추위 통과율을

0.06/h

로 적용하여 계산된 추정 통과단백질 함량을 보면 .C 사료의

24

.4 %에 서 B사료의 44.6% 의 범위로 나타나 각 배합 사료의 종류에 따라 차이가 크게 나타났다

(p<'01) .

즉， 추정 통과단백질함량은 A사료의

37.3%.

B사료의

44.6%.

C사료의

24

.4%.

D 사료의

28.6%.

E사료의

4

1.

1 %.

F사료의

35

.4% 빛 G사료의

35.0%

로 냐타나 배 합사 료의 종류에 따라 추정 통과단백질 함량이 크게 차이가 난다는 사실을 알 수 있다.

3

개사의 젖소용 배합사료는

NRC(

1988) 의 비분해성 단백질 요구량

35%

수준을 유지였 으나. 2개사의 제품은 NRC(988) 의 비분해성 단백질 요구량 수준을 초과하였고. 2개사는 미달되는 결과를 보였다. 따라서 젖소가 효율 적인 사료이용으로 최대 우유생산을 위해서는 적정 수준의 비분해성 단백질을 급여함으로서 단백질의 낭비가 없이 효율적인 우유생산을 기대 할 수가 있을 것으로 생각된다.

일단 극내에서 유통되고 있는 젖소용 배합 사료는 사료회사에 따라 차이는 크게 나타났 지만 본 시험의 경우 5개사 이상이

NRC

(988) 의 요구량 수준을 충족시켜 배합사료 의 셜계에 단백질 분해율을 상당히 고려한 것으로 생각된다. 앞으로도 원료사료에 대 한 정확한 분해율을 추정하여 젖소용 배합사 료를 생산하는 것이 바람직 할 것으로 사료 된다. 따라서 배합사료 회사가 자체적으로 반추위내 단백질 분해율 측정을 실시하여 추 정 통과단백질 함량을 분석하던가 또는 연 구소， 대학 등에 의뢰하여 원료 및 제품의

분해율 측정을 지속적으로 관리할 때 최적의 젖소용 사료를 생산할 수 있을 것으로 사료 된다.

v. 요 ^{。 t}ï

본 시험은

in vitro

방법에 의하여 극내에 서 유통되고 있는 젖소용 배합사료를 공시 시료로 하여 단백질 분해율과 추정 통과 단 백질 함량을 측정하기 위하여 배양시험을 실 시하였으며 그 결과를 요약하면 다음과 같다.

1. 공시시료의

T AA facto

r(Il

M / mgN)

는

35.2

~42.2의 범위였고. B사료의

TAA

factor가 가장높았고.E사료가 가장 낮았 다.

2.

반추위 단백질 분해율( Kd/h) 은 0.070~

0.1 75의 범위로서 (p(O l). C사료의 분해율 이 가장 높게 나타나 배 합사료의 종류에 따라서 단백절 분해율의 차이가 크게 나 타났다.

3.

반추위 내 통과율을

0.06/h

로 할 때 추정 통과단백질 함량( %)은 C사료의

24

.4.

D

사료의

28.6.

G사료의

35.0.

F사료의

35

.4.

A사료의

37.3.

E사료의

4

1.

1

빛 B 사료의 44.6의 순으로 나타나 (p<'01

)

배합사료의 종류에 따라 통과단백질 함량의 차이가 크게 나타났다 ..

VI.

참 고 문 헌

1. A.

O.A.C

.1

990.

Off

icial Methods of

마lalyses

(15th Ed.) Association of

Of

ficial Agricultural

(7)

www.earticle.net

Chemists. Washington. D .C.

2. Broderick G. A. 1987. Determination of protein degradation rates using a rumianl in vitro system containing inhibitors of microbial nitrogen metabolism.

B

r.

J. Nut

r.

58:463-475.

3. Broderick.G.A.. R.J. Wallace.

E.R.

Orskov and Lisbeth Hansen. 1988.

Comparison of estimates of ruminal protein degradation by in vitro and in situ methods. J. Anim.Sc

i.

66 : 1739-1745.

4. Broderick. G.A. and J.H.Kang. 1980.

Automated simultaneous determination of ammonia and total amino acids in ruminal fluid and in vitro media.

J.Dairy Sc

i.

63:64-75.

5. Burroughs. W.k. D .K. Nelson. and D .R.

Mertens. 1975. Evaluation of protein nutrition by metabolizable protein and urea fermentation potential. J. D airy Sc

i.

58: 611-619.

6. Chalupa. W. 1982. Protein nutrition of dairy ca ttle. Proc. D ist. Feed C on

f.

37: 101-110.

7. Chalupa.W.. 1975. Rumen by-pass and protection of proteins and amino acids.

J. D airy Sci. 58: 1198-1218.

8. Craig. W.M.

,

B.J.Hong. G.A. Broderick andR.J. Bula. 1984. In vitro inoculum enriched with particle associated microorganisms for determining rates of fibre digestion and protein degradation.

J.D airy Sci.67: 2902-2909.

9. Eliman.M.

E.

and

E.

R.Orskov. 1984.

Factors affecting the outflow of protein supplements from the rumen.

1.

Feeding leve

l.

Anim.Prod. 38: 45-5

1.

10. Furchtenicht.J.E. and G.A. Broderick.

1987. Effect of inoculum preparation and dietary energy on microbial numbers and rumen protein degradation activity.

J.D airy Sci. 70: 1404-1410.

1

1.

Hartnell. G.F. and L.D. Satter. 1979.

D etermination of rumen fill. retention time. and ruminal turnover rates of digesta at different stages of lactation in dairy cows. J. Anim. Sci. 48: 381-392.

12. Hatfield.

E.E.

1977. Responses of ruminants to dietary amino acids. Proc.

D ist. Feed Res. Council 32: 53-63.

13. Hungate.R.

E.

1969. In Methods in Microbiology. vol 3B.p

1l

7. Norris

‘

J.R.

and D .W. Ribbons. Ed. Academy Press.

New York.

14. Krishnamoorthy. U.. T.V. Muscato. C.J.

Sniffen. and P.J. VanSoest. 1982.

Nitrogen fractions in selected feedstuffs.

J. D airy Sci. 65: 217-225.

15. McD ougall.E.1. 1948. Studies on ruminant saliva.

1.

The composition and output of sheeps

’

saliva. Biochem. J. 43: 99-109.

16. McNaught. M.L..

E.

C. Owen. K.M.

Henry and S.K.Kon. 1954. The utilization of on-protein nitrogen in the bovine rumen. 8. Nutritional value of the proteins of dried rumen bacteria.

rumen protozoa and brewer

’

s yeast.

Biochem. J. 56: 151-162.

17. NRC. 1988. Nutrient Requirements of D airy Cattle( 6th Ed.L N ational Academy press. Washington. D .C.

18. Poos. M. I.. L.S. Bull and R.W.

Il

emken.

1979. Supplementation of diets withpositive and negative urea fermentation potential

- 81 -

(8)

www.earticle.net

using urea

0

soybean meal. J. Anim.

Sci. 49: 1417-1428.

19. Satter

,

L.D.

,

and R.

E.

Roffle

r.

1975.

Nitrogen requirement and utilization in dairy cattle. J. Dairy Sci. 58:1219-1237.

20. Sniffen

,

C.J.

,

and W.H. Hoover. 1978.

Amino acid profile of dietary bypass protein and its importance to ruminants.

Proc. 33rd D istillers Feed Conf.P.6

1.

2

1.

Steel. R.G.D. and J.H. Torrie. 1980.

Principles and procedures of statistics.

McGraw-Hill Book Co.

^,

NewYork

^,

N.Y.

22. Wohlt

,

J.

E.,

C.J. Sniffen

,

and W.H.

Hoover. 1973. Measurement of protein solubility in common feedstuffs. J. D airy Sci. 56: 1052-1057.

23.

고용균

1993. In vitro

방법 에 의 한 사료 단백질의 분해율 측정에 관한 연구. 한영 사지