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Aspergillus oryzae 및 Saccharomyces cerevisiae 처리가 반추위 발효특성에 미치는 영향

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동물자원연구

12 :

23~36,

2001

Annals of Animal Resources Science 12 23

~

36, 2001

Aspergillus

01}겸e 및

Saccharomyces

cerevis.떠e 처 리 가 반 추 위 발효특성에 미치는 영향

박병기·홍병주·신종서

강원대학교 동물자원학부

Effect of Aspergillus or.ι'8e and Saccharomyces cerevisiae on rumen fermentation characteristics

B. K. Park, B. J. Hong and J. S. Shin Department of Animal Resources SCÍence

Kangwon National University

ABSTRACT

This study was conducted to examine the effect of fermented feedstuffs with Aspergi]]us oryzae( AO) and Saccharomyces cerevisiae( SC) on rumen fermentation characteristics.

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 Aspergi]]us oryzae 1 % or Saccharomyces cerevisiae 1 % were supplemented respectively. Fermented feedstuffs were fermented anaerobically at 30uC for 48 hours. Experiment was done with three treatment groups: 75% of commercial feed and 29.5% of corn silage(control); 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, the concentrations of ruminal alcohol, ammonia,

dextrose and lactate, as well as pH change, were analysed in this study. The results obtained were summarized as follow:

Ruminal pH for control, TAO and TSC were 6.20, 6.25 and 6.32 at 3h after feeding respectively, and then pH was significantly higher in TAO and TSC than in control(p(0.05).

Ruminal alcohol concentrations for control, TAO and TSC were 1.70, 3.63 and 2.55mgl dl at 3h after feeding respectively, and then ruminal alcohol concentration was significantly higher in T AO than in control and TSC (p(O.Ol). Ruminal ammonia concentrations for control.

TAO and TSC were 11.84, 15.31 and 11.00mgl dl at 3h after feeding respectively, and ruminal ammonia concentration was higher in TAO than in control and TSC(p(0.05), but it was higher in control than TAO and TSC from 6h to 12h after feeding. Ruminal dextrose

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concentration for T AO was increased at 3h after feeding(p<O.Ol), but ruminal dextrose concentrations for control and TSC were increased at 6h after feeding(p<O.Ol). Ruminal lactate concentrations for control, TAO and TSC were not significantly different during ruminal incubation.

Key words Aspergillus

oryzaι

Saccharomyces cerevisiae, fermented feedstufJ, pH, alcohol,

ammonia, dextrose, lactate

1 . 서 론

최곤 젖소 빛 육우의 생산성 향상을 위해 사료에 미생물 첨가제들을 생물학적 물질로 많이 이용하고 있으나, 이들 미생물 첨가제들 은 성분 조성과 작용기전이 각기 상이하기 때 문에 반추가축의 생산성에 미치는 효과가 다 양하다 (Wang 등,

2001 ; G arcía

등,

2000;

Soder와

Holden, 1999;

Sullivan과

Martin, 1999;

Beharka와

Nagaraja, 1998; Yu

등,

1997) .

특히 미생물 첨가제 중에서도 다양한

단백질 벚 탄수화물 분해효소를 생성하고 영 양소 벚 미지성장언자를 제공하는

Aspergjj]us oryzae(AO)

Saccharomyces cerevisiae( SC)

가 그 자체의 배양물 빛 배양추출물의 형태로 널 리 사용되 고 있는데

(Wang

등,

2001; G arcía

등,

2000;

Sullivan과

Martin, 1999),

이들 미생 물 첨가제는 사료 가치 증진, 섬유소 이용성 개선 빛 사료섭취량 증가 등의 효과가 있으며

(Wang

등,

2001; Newbold

등,

1998, Wohlt

등,

1998; Putnam

등,

1997;

Martin과

Nisbet,

1992) ,

특히, 반추위내 혐기성 미생물의 수와

섬유소 분해 미생물의 수를 증가시키고 (Beharka와

Nagaraja, 1998; Kumar

등,

1997;

El Hassan

등,

1996),

반추위 내 혐 기 도를 높여 이상 발효 억제, pH 안정,

lactate

생성량 감소 등에 의해 미생물의 증식이 활발해지고 미생

물 균체 단백질 합성량이 증가된다고 하였다

(Wallace, 1994).

또한

AO

혹은 SC는 유생 산 량을 증가시 키 며

(Kung, 1997; Piva

등,

1993;

Erasmus

등,

1992; Williams

둥,

1991; Wohlt

등,

1991;

Williams와

Newbold, 1990; Harris

Webb, 1990; Williams, 1989),

반추가축의 증체량, 사료 섭취량 벚 사료 효율을 개선시키 는 것으로 보고되고 있다 (Beharka 등,

1991;

Williams

등,

1991;

Frost와

Nevison, 1989:

Hughes

등,

1988, 1987; Fallon

Harte, 1987: Van Horn

등,

1984; Panchal

등,

1984).

그러나 이러한 효과로 인해

AO

혹은 SC를 반 추가축의 첨가제로 이용하는 연구는 주로 증 체량, 산유량 벚 사료효율 등에 관해 진행되어 왔으며, 또한 효소활성이 우수한 이들 미생물 의 이용은 단순히 기존사료에 대한 첨가수준 에 머물러 있는 실정 이다.

최근 산업 부산물을 이용한 발효사료의 균 주로 SC를 이용할 경우 반추위내 영양대사 를 변화시키고 한우 비육우의 생산성을 증진 시키는 것으로 보고되고 있으나(임,

2001:

김,

1998;

엄,

1998;

신,

1995),

아직까지

AO

빛 SC를 이용하여 제조한 발효사료가 반추 위내 발효특성에 미치는 영향에 대한 연구가 부족하며

,

특히 AO를 이 용하여 제조한 발효 사료가 반추위내 영양대사에 미치는 영향에 대한 연구는 전무한 실정이다.

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AspergÍ]]us oryzae

Saccharomyces cerevÍsÍae

처 리 가 반추위 발효특성 에 미 치 는 영 향

Table 1. Chemical composition of experimental diets for formulation of fermented feedstuffs

D ry matter, %

Brewery grains 23.89:t 0.73

Corn meal 90.75:t 0.13

Rice bran 89.87:t 0.15 --- % of dry ma tter ---

Crude protein, % Ether extract, % Crude ash, %

26.63:t 0.31 9.02:t 0.13 16.87:t 0.05 7.38:t0.11 3.09:t0.13 19.13:t 0.41 3.85:t0.04 1.80:t0.13 9.77:t0.11 Neutral detergent fiber, %

Acid detergent fiber, %

69.30:t 0.89 26.62:t 3.53 29.09:t 1.61 21.52:t 0.08 4.52:t0.06 10.60:t0.70 Acid detergent lignin, % 6.94 :t0.24

II. 재료 및 방법

1.

시험사료 제조

시험사료는 맥주박을 이용하여 임 등(2001) 의 발효사료제조 방법을 응용하여 옥분과 맥주박을

50 :

50( 풍건상태)의 비율로 혼합하고 미강

5%,

당멀

5%, micro mineral solution

1%를 혼합하여 배합하였으며, 여기에 각각

Aspergi]]us oryzae 1%

Saccharomyces cerevisÍae 1

%를 첨가하여 30

0

c 에서 48시간 동안 혐기적으로 발효시켜 제 조하였다. 발효사료 제조 과정에서 사용된 원료 사료, 균주 빛

micro mineral

solution의 화학적 조성은 각각

table 1. table 2

table

3에서 보 는바와같다.

Table 2. Chemical composition of inoculum AspergÍ]]us Saccharomyces

oryzae cereVlSlae Dry matter. % 93.05:t1.53 32.65:t0.10

--- % of dry matter --- Crude protein, % 29.72:t 0.75

Ether extract, % 25.62:t 0.30 Crude ash, % 5.90:t 0.02

49.86:t 0.15 25.91 :t 0.1 0 7.87 :t0.14

3.05:t 0.11 5.32:t0.19

Table 3. 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

2. 시험설계

시험구의 처리는 분말배합사료와 조사료를 거의 7:3의 비율로 급여하는 한우에게 분말배 합사료

70.5 % + corn silage 29.5 % (controD,

분말배합사료

45.0% +

AO를 이용하여 제조한 발효사료

26.5% + corn silage 28.5%(TAO)

벚 분말배합사료

45.0% +

SC를 이용하여 제 조한 발효사료

26.5 % + corn silage 28.5 %

(TSC) 의 3처리로 하였으며, 각 시험사료의 화 학적 조성은

table

4에서와 같다.

- 25-

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Table 4. Chemical composition of experimental diets

Items Commercial feed FFAOlJ FFSCZJ Corn silage

Dry matter, % 91.80:t0.10 55.74:t2.09 56.70:t2.68 29.42:t 0.24 --- % of dry matter ---

Crude protein, % 15.20:t 0.35 Ether extract, % 3.82:t0.15 Crude ash, % 8.06:t0.49 Neutral detergent fiber, % 33.91:t 0.99 Acid detergent fiber, % 12.24:t0.61 Acid detergent lignin, % 3.91 :t0.38

1) FF AO : fermented feedstuff with AO

2) FFSC : fermented feedstuff with SC

3. 공시 동물 및 사양관리

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

(09:00

및 18:0이 급여하였고, 물은 항상 자

유 음수토록 하였다. 반추위내 발효특성을 조사하기 위한 위액을 채취하기 전에 14 일간 의 사료적응 기간을 두었으며, 본 시험 기간 중에는 사료급여전 (09:0이에 반추위

cannula

를 통해서 최초로 위액을 채취하고 사료 급 여후 3시간 간격으로 12시간 (21:00) 까지 위 액을 채취하였다.

4.

조사 항목 및 분석방법

반추위내 발효특성을 조사하기 위하여 사료 급여 전 (0시간)과 사료 급여 후

3, 6, 9

12

시 간에 반추위 cannula를 통해 반추위 내 용물 을 채취하였다. 반추위 내용물은 채취 즉시

4

겹 의

cheese

cloth로 여 과하여 반추위 액 을 분리 한 후

pH meter(Corning 455:

USA) 를 이용하 여 pH를 측정 하고

ammonia, alcohol, dextrose

12.53:t 0.12 13.07:t 0.28 8.49:t 0.18 5.93:t0.27 6.33:t0.17 1.81:t 0.15 2.90:t0.17 3.45:t0.08 5.99:t0.07 27.36:t0.36 30.37 :t 0.89 60.94:t 0.93

7.49:t0.27 8.98:t0.08 34.35:t 0.52 2.86:t0.26 2.88:t0.29 5.85:t0.42

lactate

농도 분석을 위하여

15ml

원심분리 tube에 각각

5ml

씩 분주하고 분석 시 까지

-200C

에서 냉동 보관하였다.

시험사료의 일반화학성분은

A.O.A.C.(990)

방법 에 준하여 분석 하였으며

,

반추위 액 중의

ammonia

농도는 Chaney와

Marbech (1962)

의 방법에 따라 분석하였으며, 또한 반추위 액 중의

alcohol, dextrose

lactate

농도는

glucose analyzer(YSI 2700:

USA) 를 이용하 여 분석하였다.

5. 통계 분석

본 시험에서 얻은 결과들은

SAS(985)

통계 package를 이용하여 GLM/Duncan의 방법으로 유의성을 검증하였고, 처리간의 유의성 검증을 위해 적용한 션형방정식은 다음과 같다.

Yij=μ

+ Ti + eij where:

Yij:

실험 실측치

μ

:

전체평균

Ti

처리효과

eij

각 개체의 고유한 확률오차

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Aspergillus oryzae

Saccharomyces cerevisiae

처 리 가 반추위 발효특성 에 미 치 는 영 향

기에 불충분하게 되고 세포내의 pH 가 떨어 지고 셰포내의 pH 가 상당히 많이 떨어지게 되면 효소는 불활성화되고 치사가 일어나기 때문에 본 실험에서도 반추위 미생물의 활성 및 생존에 중요한 역할을 하는 반추위내

pH

를 조사하였다.

반추위 배양 3시간의 실제 pH( 막대그래 프)는 대조구 (controD ,

T AO

및 TSC 가 각각

6.20, 6.25

및 6.32로 나타나 대조구에 비해

TAO

빛 TSC 가 높은 결과로 나타났으며

(p(0.05) ,

또한 대조구 벚 TAO는 반추위 배 양 3시간까지 pH 가 감소하고 TSC 는 6시간 까지 감소하지만 배양시간이 경과함에 따라 서서히 증가하여 배양 12시간에는 사료 급여 전과 유사한 수준으로 회복되는 것으로 나타 났다. 한편, 전체 반추위 배양 시간을 통해

0

시간(배양전)을 기준으로 한

pH

변화(션그 래프)는 TAO) 대조구)TSC 순으로 나타나 고찰

AO

및 SC를 이용하여 제조한 발효사료의 처리가 한우의 반추위내

pH

변화에 미치는 영향을 조사한 결과는

Fig.

1 에서 나타낸 바 와같다.

일부 반추위 박테리아(특히 섬유소 분해 박테리아)의 효소 체계는 pH 에 민감하기 때 문에 미생물 세포내의 pH는 거의 중성으로 유지된다. 만일 pH가 낮아지게 되면 셰포 외부의

H+

농도가 증가하고 세포내로 H+가 유입되기 때문에 박테리아는 세포내 pH를 거의 중성으로 유지하기 위해 세포 외부로 H+를 수송하기 위 한 추가적 인 ATP를 소비 해 야만 한다. 또한

A TP

hydrolysis로부터 파 생된

ATP

흑은 에너지는 양자를 이동시키

ill. 결과 및

1.

반추위

pH

변화

0.50

0.0。

그:

0.

m

-0.50

@

..a m

-1.00 ro

m o

I

-1.50 ..ê

ιJ

8.00

7.50

6.50

6.00 7.00

g

-2.00 12

6.74 6.96 6.74 -0.01 0.34 -0.18 g

6.68 6.78 6.54 -0.07 0.16 -0.38 6

6.44 6.45 6.18 -0.31 -0.17 -0.73 Incubation time, H

mω 엉 않 야써 ?ω

%

:

· 6 6 6

애 애

n

0

6.75 6.62 6.92 0.00 0.00 0.00 5.50

~Control 톨톨톨!!!I TAO

ε 그 TSC

-Cont rol

--1톨-TAO

- k - TSC

? Fig. 1. pH changes during ruminal fermentation

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그래프)는 배양 3시간에 각각

1.70, 3.63

2.33mg/

dl 로 최고수준에 도달하는 결과로 나

타났으며

,

TAO의

alcohol

농도가 대 조구 및 TSC 에 비해 유의적으로 높은 결과를 보였다

(p<O.Ol) .

또한 배양 0시간(사료급여전)을 기 준으로 한 반추위 액 중의

alcohol

농도 변화

(션그래프)는 처리에 관계없이 배양 3시간까 지 급격히 증가하는 것으로 나타났으며

(p<0.05) ,

대조구의 경우에는 배양 6시간 이 후에는 급격히 감소하여 낮은 수준을 유지하 였으나,

TAO

빛 TSC는 배양 6시간에 급격 히 감소하였다가 배양 시간이 경과함에 따라

얼부 alcohol 이 생성되는 결과를 보였다. 한 편 전체 배양시간을 통해 반추위내

alcohol

농도(막대그래프)는 TAO)TSC)대조구 순으 로 나타났다.

반추위 액 중의

alcohol

농도의 증가는 주로 시 험 사료 중의 alcohol로부터 유래 되 며

,

대 조 대조구에 비해 TAO의 pH는 다소 높게

되었으나 TSC의 pH는 낮게 유지되는 로 나타났다.

이상의 결과로부터 대조구,

TAO

TSC

의 pH는 반추위 미생물이 정상적인 활성을 유지할 수 있는 범위 (6.0~6.8) 를 유지하는 것으로 나타나

AO

빛 SC를 이용하여 제조 한 발효사료의 급여 에 따른 반추위 pH 에 대 한 부의 영향은 없는 것으로 판단된다.

유지 결과

AO

및 SC를 이용하여 제조한 발효사료의 처리가 한우의 반추위내

alcohol

농도 변화에 미치는 영향을 조사한 결과는

Fig.

2에서 나 타낸 바와 같다.

Fig.

2에서 보는 바와 같이 대조구,

TAO

빛 TSC 의 반추위내 실제

alcohol

농도(막대

2. 반추우I alcohol 농도 변화

3.00

1.50 {5 o m m

그 떠

>

0.00 (J)

m .0 m

-1.50 rn

(J) o c @

.c ιJ

~

4

--

6.00

4.50

3.00

1.50

-” ζaE

z

。-}어」 iI@g·

느〕。

-。 ζ 。。-〈

-3.00 12

0.47 2.70 1.23 -0.10

1.03 -0.17 9

0.23 1. 63 2.03 -0.33 -0.03 0.63 6

1.67 1. 20 1.40 1. 10 -0.47

0.00 Incubation time, H 3

1. 70 3.63 2.33 1. 13 1. 97 0.93

o

0.57 1.67 1.40 0.00 0.00 0.00 0.00

g효S"SI Cont

rol

톨톨톨톨 TAO c::::::::::::::고 TSC

- -e -Control _TAO - k - TSC

Fig. 2. Changes of alcohol concentration during rumen fermentation

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Aspergi]]us oryzae

Saccharomyces cerevisiae

처 리 가 반추위 말효특성 에 미 치 는 영 향

alcohol

농도는 증가하는 결과를 나타냈는데

이는 발효사료 중에 생존하고 있는

AO

벚 SC 가 반추위내에서 일부 alcohol을 생성하기 때문인 것으로 판단된다. 또한 이러한 결과 는 이전의 연구(임,

2001; Kung

등, 1997) 에 서 나타났던 결과와 유사하며, 발효사료급여 는 반추위 내 에 서

alcohol

생 성 을 가능하게 하 여 alcohol의 체 내 흡수량을 증가시 킬 수 있 는 것으로 판단된다.

3. 반추위 ammonia 농도 변화

AO

빛 SC를 이용하여 제조한 발효사료의 처 리가 한우의 반추위내

arnrnonia

농도 변화에 미 치는 영향을 조사한 결과는

Fig.

3에서 나타낸 바와같다.

반추위내에서 영양학적인 효과의 지표를 제공 동}는 하나의 산물이 arnrno띠a 인데, arnrnonia의 구에서도 다소 증가되는 경향을 보인 것은

silage

급여 에 따라

silage

중에 존재 하던 alcohol로부터 유래된 것으로 판단된다

(Andree

등,

1991: Moloney

등,

1999),

그러 나 반추위 내

alcohol

농도가 배 양 6시 간에 급 격히 저하되는 것은 반추위벽을 통해 신속히 흡수 및 제거되었기 때문인 것으로 판단되는 데,

Burning

등 (1988) 은 반추위 cannula를 통 해

Hereford

비 육우에 게 160g의 alcohol을 투 여할 경우, 투여 3시간 후에 혈중

alcohol

도가

7.lrng/ dl 로 급증한다고 하였으며,

Andree

(1991)

jn vjtro

실 험 에 서

alcohol

이 반추미생물에 의해 휘발성 지방산으로 전 환되는 비율이 9~22% 에 불과하다고 보고하 고 있어 본 실험의 결과를 뒷받침해 주고 있 다. 또한 사료급여 6시간 이후에 대조구의

alcohol

농도는 더 이상의 증가 없이 일정한

수준을 유지하는 반면에

TAO

벚 TSC의

10.00

m z

。j

@

>

@

-5.00 g

j그 m

m

-10.00

c

'"

.!::

ιJ

5.00

0.00 25.00

20.00

10.00

5.00 15.00

--]

~gE

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5。

@-z

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늘〈

-15.00 2

%ω 녕

mJ

mω %ω

n

n

6 6 0

녕 애

%

%

갱 재 야 여

;

· 8 4 5 f 4

6 4.60 4.53 3.08 -6.58 -4.97 -4.21 Incubation time, H 3

11.84 15.31 11.00 0.66 5.81 3.70

o

11.18 9.50 7.30 0.00 0.00 0.00 0.00

~Control 톨톨톨톨 TAO

c:::=JTSC - -e -

Contr 이 -톨-TAO

- k - TSC

Fig. 3. Changes of ammonia concentration during rumen fermentation

- 29-

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농도는 사료 단백질의 이화작용, 반추위로부터 ammonia의 흡수 빛 미생물 성장의 결과로 인한 ammonia의 동화작용간의 균형을 나타내기 때문 에 본 설험에서 반추위내 영양대사에서 중요한 위치를 차지하고 있는 ammonia에 대해 조사하 였다.

반추위 배양 3시간의 대조구,

TAO

벚 TSC의 실제

ammonia

농도(막대그래프)는 각각

11.84, 15.31

l1.00mgl

dl 로 나타나 TAO 가 대조구 벚 TSC 에 비해 높은 결과로 나타났다 (p<0.05)

.

또한 배양 0시간(사료급여 전

)

을 기 준으로 한 반추위 액 중의

ammonia

농도 변화(선그래프)는 처리에 관계없이 배 양 3시간까지 증가한 후 배양 6시간에 급격 히 감소했다가 배양시간이 경과함에 따라 증 가하는 결과를 보였는데, 배양 6시간 이후의

ammonia

농도 증가는 대조구)TSC)TAO 순

이었다.

한편, 배양 3시간을 제외한 나머지 배양시간에서 대조해 비해 처리구에서 반해내

ammonia

농 도가 낮은 경향을 나타냈는데, 이는 외형적으로는 반추위내 미생물의

proteolytic, peptidolytic

혹은

deaminative

활성의 감소 때문인 것으로 보여지 지만(Newbold 등,

1990),

실제로는 박테리아의 성장 증가에 원언이 있으며 (El

Hassan

등,

1996) ,

다시 말해서 총 혐기성 박테리아 빛 섬유 소 분해 박테리아 수의 증가로 인해 반추위 미 생물의 단백질 합성 및 성장을 위한

ammonia

이용성이 증가했기 때문이다(Harrison,

1988).

또 한 엄 (1998) 은 옥수수 발효사료를 급여했을 때,

대조구에 비해 처리구의

ammonia

함량이 낮아 진다고 보교하여 본 실험의 결과를 뒷받침해주 고있다.

그러나 배양 초기에

TAO

벚 TSC 의

ammonia

농도가 대 조구에 비 해 높았던 원 인 은 발효사료내의 사멸된 균체단백질의 분해

(Burning

등,

1988),

발효과정에서 미생물의

단백질 대사에 의한 대사 중간산물(아미노산 등)의 생성 등에 의한 반추위내에서 빨리 분 해되는 단백질 함량의 증가 및

AO

혹은

SC

에 의한 반추위내 단백질 분해균수의 증가 (Yoon과

Stern,

1996) 에 원인이 있는 것으로 판단된다.

4. 반추위 dextrose 농도 변화

AO

빛 SC를 이용하여 제조한 발효사료의 처리가 한우의 반추위내

dextrose

농도 변화 에 미치는 영향을 조사한 결과는

Fig.

4에서 나타낸 바와 같다.

Dextrose

혹은 sucrose는

maltose

또는

cellobiose

등과 같은 기 질 에 비 해 반추위 박 테리아에 의한 기질 선호도가 높으며, 대부 분의 반추위 박테리아의 기질 이용성 상호관 계 에 서 dextrose~ sucrose는 inhibitor로 작용 하게 되는데, 즉 dextrose는 다른 기질에 비 해서 빨리 이용 및 고갈되기 때문에 본 실험 에서도 dextrose의 이용성을 조사하였다.

배양 0시간(사료급여전)을 기준으로 한

dextrose

이용 벚 고갈 정도의 변화(션그래

프)는 TAO)TSC)대조구 순이었으며,

TAO

의 실제

dextrose

농도(막대그래프)는 배양

3

시간까지 증가한 후 급격히 감소하는 결과를 보인 반면에 (p<O.Ol),

TSC

벚 대조구의 실제

dextrose

농도는 배 양 6시 간까지 증가한 후

감소하는 결과로 나타났다 (p<O.Ol).

전체 배양 시간을 통해 TAO 가

TSC

벚 대조구에 비해

dextrose

농도가 낮았던 원인 은 효소활성이 뛰어난 AO는

300C

48시간 동 안 사료의 발효과정을 통해 사료내 물질을

1

차분해 빛 이용했기 때문에 반추위 미생물이 이용할 수 있는 dextrose의 함량이 상대적으 로 적었고, 또한 전분 벚 섬유소와 같은 다 당류들이 사료의 발효과정에서 이미 1 차적으

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Aspergil}us oryzae

Saccharomyces cerevjsjae

처 리 가 반추위 발효특성 에 미 치 는 영 향

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30.0

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31.37 14.07 32.57 18.13 1.80 15.97 6

44.20 25.77 43.67 30.97 13.50 27.07 Incubation time, H 3

31.37 31.30 28.37 18.13 19.03 11.77 O

13.23 12.27 16.60 0.00 0.00 0.00 0.0

~Control 톨톨를톨 TAO c:::=그 TSC

- -. - Control

-를-TAO

- j r TSC

lactate 농도 변화

AO

빛 SC를 이용하여 제조한 발효사료의 처리가 한우의 반추위내

lactate

농도 변화에 미치는 영향을 조사한 결과는

Fig.

5에서 나 타낸 바와 같다.

1actate는 휘발성 지방산에 비해 강산이기 때문에 반추위 pH를 떨어뜨리고

lactic

acidosis를 유발하는 물질 이 며

,

또한 임

(2001 )

은 발효사료는 발효과정 에 서 lactate를 생 성 한다고 하여 본 실험에서도 발효사료의 급여 에 따른 반추위내

lactate

함량 변화를 조사 하였다.

배양 0시간(사료급여전)을 기준으로 한 반추 위내

lactate

농도 변화(션그래프)는

TAO)TSC)

대조구 순이었으며,

AO

벚 SC를 이용하여 제조 한 발효사료는 다량의 lactate를 함유하고 있음

- 31- Fig. 4. Changes of dextrose concentration during rumen fermentation.

5. 반추위

로 분해되었기 때문에 대조구 및 TSC 에 해 반추위 미생물에 의한 기질의 이용성 가에 원인이 있는 것으로 판단된다.

결과적으로 효소활성이 우수한 AO는 다양 한 탄소원을 이용하여 성장이 가능하기 때문 에

Ongold, 1984)

다양한 유기성 폐자원을 기 질로 이 용할 수 있고( Garraway와

Evans,

1984) amylase, protease

xylanase

등의 효 소를 생산해서 기질의 이용성을 증가시키며

( Pettersson

등,

1989),

또한 킴 등 (1994) 은 SC 는

alcohol

발효과정에서 전분 벚 섬유소 와 같은 다당류는 반드시 가수분해 된 후에 만 이용할 수 있다고 보고하여 본 실험에서 TAO 의

dextrose

농도가

TSC

빛 대조구와 차이를 보였던 결과를 뒷받침해주고 있는 것 으로 판단된다.

비 증

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0.07 -0.53

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톨톨톨톨 TAO c=그 TSC

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-Cont

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- Â - TSC

Fig. 5. Changes of lactate concentration during rumen fermentation.

서 반추위 내

lactate

농도를 감소시 키 게 되 고 결과적으로 반추위내 pH를 안정적으로 유지 한다는 보고 (Beharka와

N agaraja,

1998) 와도 일치하는 것으로 판단된다.

결과적으로

AO

혹은 SC의 처리로 반추위

lactate

이용 박테리아의 성장이 촉진되고

lacta te

uptake가 증가되 어 반추위 환경 이 바 람직하게 개선된다는 사실은 AO와 SC의 첨 가가 반추위 대사에서 의미하는 바가 크다고 판단된다.

및 제 요

본 실 험 은

AspergJ11us oryzae( AO) Saccharomyces cerevÍsÍae(

SC) 를 이 용하여

Ã-I

N. ï

에도 불구하고 반추위내 실제

lactate

농도(막내

그래프)는 배양 0시간을 제외한 전체 배양시간 에서 처리간에 큰 차이가 없는 것으로 나타나

AO

및 SC를 처리로 인해 반추위내

lactate

이용 효율이 개선된 것으로 판단된다.

한편

AO

혹은 SC의 처리는 반추위 박테리아 에 의한 영양소 uptake를 긍정적으로 증가시키 고(Waldrip과

Martin, 1993;

Nisbet과

Martin,

1990),

특히 반추위에서 lactate를 이용하쓴 주요 박테리아언

Selenomonas ruminantium

Megasphera

elsdeniÍ의 성 장을 촉진 시 키 고

lactate

uptake를 증가시 키 는데 (Beharka와

N agaraja, 1998; Calla

way와

Martin, 1997;

Waldrip과

Martin, 1993;

Nisbet과

Martin,

1990) ,

이들 박테리아의 성장 촉진 빚 활성

증가는 반추위 내 에 서 lactate의 생 산을 감소 시키거나 혹은 lactate의 이용성을 증가시켜

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AspergÍ]]us oryzae

Saccharomyces cerevÍsÍae

처 리 가 반추위 발효특성 에 미 치 는 영 향

조한 발효사료의 급여 에 따른 반추위 내 발효 특성을 조사하기 위해 실시하였다. 시험사료 는 옥분과 맥주박을

50 :

50( 풍건상태)의 비 율로 혼합하고 미강

5%,

당밀

5%, micro mineral solution 1

%를 혼합하여 배 합하였으 며

,

여 기 에 각각

AspergJ11us oryzae 1 %

Saccharomyces cerevÍsÍae 1

%를 첨 가하여

3

OOc 에서 48시간 동안 혐기적으로 발효시켜 제조하였다. 시험구의 처리는 분말배합사료 와 조사료를 거의 7:3의 비율로 급여하는 한 우에 게 분말배 합사료

70.5 % + corn silage 29.5 % (con trol) ,

분말배합사료

45.0% + AO

를 이용하여 제조한 발효사료

26.5% + corn silage 28.5% (T AO)

빛 분말배합사료

45.0%

+

SC를 이용하여 제조한 발효사료

26.5% + corn silage 28.5 % (TS

C) 의 3처 리로 나누어 반추위 내

ammonia, alcohol, dextrose

lactate

농도와

pH

변화를 조사하여 다음과

같은 결과를 얻었다.

1.

배양 3시간에 대조구,

TAO

및 TSC 의 반 추위 내 pH 는 각각

6.20, 6.25

빛 6.32로 나타나 대조구에 비해

TAO

빛 TSC가 높은 결과로 나타났다 (p(0.05)

.

2.

배양 3시간에 대조구,

TAO

빛 TSC 의 반 추위 내

alcohol

농도는 각각

1.70, 3.63

2.33mgl dl

로 나타나 TAO 의

alcohol

농도 가 대조구 빛 TSC 에 비해 유의적으로 높 은 결과로 나타났다 (p(O.O l).

3.

배양 3시간에 대조구,

TAO

빛 TSC 의

ammoma

농도는 각각

11.84, 15.31

l1.00mgl

dl 로 나타나 TAO 가 대조구 빛 TSC 에 비해 높은 결과로 나타났으나

(p(0.05) ,

배양 6시간 이후에는 대조구의

ammonia

농도가

TAO

벚 TSC 에 비 해 높은 결과로 나타났다.

4.

TAO의 반추위 내

dextrose

농도는 배 양

3

시간까지 증가하는 결과를 보인 반면에

(p(O.Ol) ,

대조구 빛 TSC 의 반추위내

dextrose

농도는 배 양 6시 간까지 증가하

는 결과로 나타났다 (p(O.O l).

5.

대 조구,

TAO

빚 TSC 의 반추위 내

lactate

농도는 전체 배양시간에서 처리간에 큰 차이가 없는 것으로 나타났다.

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수치

Table  1.  Chemical  composition  of  experimental  diets  for  formulation  of  fermented  feedstuffs
Table  4.  Chemical  composition  of  experimental  diets
Fig.  2.  Changes  of  alcohol  concentration  during  rumen  fermentation
Fig.  3.  Changes  of  ammonia  concentration  during  rumen  fermentation
+2

참조

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