In vitro 및 In suit 方法에 의한 반추위내 사료단백질 분해율 측정시험

(1)

www.earticle.net

In vitro

및

In situ

方法에 의한 반추위내 사료단백질 분해율 측정시험※

τ7 도g 극구L

- ‘ =

^ι~

강원대학교 사료생산공학과

Comparison of In Vitro and In Situ Methods for Determining Ruminal Degradation of Protein Feeds

Yong GYUn Goh

Department of Feed Science and

Technolog，χ

Kangwon National University

ABSTRACT

This experimental was conducted to estimate the protein degradabiltiy and ruminal undegraded protein(RUP) of 88BM(solvent soybean mea l) , E8BM(expeller soybean mea l) ,

CGM(corn gluten mea l) and BM(blood mea l) using an in situ (I 8) method and an inhibitor in vitro( IIV) method.

The RUP of these samples were estimated

,

assuming a ruminal passage rate of 0.06/h. The results can be summarized as follows:

Ruminal protein degradation rates( Kd/h) of tested feeds were ranged from 0.015 to 0.073(p(0 1) in 18 method and ranged from 0.008 to 0 .1 20(p<'01) in IIV method. The 88BM was showed most rapidly degradation of protein in each methods. Ruminal protein degradation rates of tested feeds were 31 % unit more rapid when ca ^1c ulated by the IIV method than when ca 1c ulated by the 18 method.

RUP of the tested feed , using in 0.06/h for ruminal passage rate , were also greatly affected by the kind of feeds

^,

which were 34.70

^,

62.27

^,

80 .1 2 and 9 1. 12% for 88BM

^,

E8BM

^,

CGM and BM in 18 method and which were 32.8

^,

5 1. 6

^,

73.8 and 88 .4% for 88BM E8BM

^,

CGM and BM in IIV method respectively.

The 18 and IIV methods yielded similar estimates of ruminal degradation

^,

but averaged RUP value of 18 methods were 8.7% higher than that of IIV method(67.05 vs 6 1. 65%).

Of these two methods

,

the rrv method was the most rapid and required the least labor for RUP.

Key words in situ , in vitro , ruminal undegraded protein , protein degradation rates

※ 본 연구는 강원대학교 기성회 연구비 지원으로 수행되었음

[Provider:earticle] Download by IP 118.70.52.165 at Monday, December 20, 2021 8:23 PM

(2)

www.earticle.net 1 .

서 론

반추가축의 사료단백질가치는 반추위내 미 생물에 의하여 얼마만큼 분해되는가의 정도 에 따라 크게 영향을 받는다. 젖소의 새로운 사양체계도 (NRC ，

2002: ARC , 1984)

사료단 백질의 반추위내 분해율을 고려한 사료급여 를 권장하고 있다.

따라서 젖소용 사료배합 설계에

rumen undegraded protein (R

UP) 의 적용을 위해서 는 사용되는 사료에 대한 보다 정확한 반추 위내 분해율 측정이 필요하다.

단백질 분해율 측정을 위한

in situ (I 8)

방법은 실제 반추위내 환경을 이용하여

(Noce

k,

1988)

측정하고， 일시에 많은 시료를 측정할 수 있기 때문에 (Nocek 등.

1979:

8tern과

8atter , 198

1) 일반적으로 가장 많이 사용되고 있다. 그러나

in situ

방법은 사용 하는 bag의 크기

, porosity(Broderick , 1982) ,

미생물에 의한 사료단백질의 오염， 사료입자 도，

0

hr의 입자도 손실에 의한 분해율 측정 상의 오차가 크고， 측정시간과 노동력이 집 중되는 등의 문제가 있다 (Nocek ，

1988 ),

1n vitro( 1V)

방법은 배양시 미생물에 의 해 분해되는 암모니아 함량을 측정하여 단백 질 분해율을 측정하는 방법으로 (Annison 등，

1954) in vivo

방법과 비슷한 결과를 얻을 수 있다는 장점 이외에 배양기술이 간단하 고， 실험실간의 반복성이 좋고， 실험수행이 용이하다는 장점이 었다. 그러나 문제점으로 는 사료단백질의 분해시 방출된 암모니아가 미생물 성장에 이용될 가능성 이 있기 때문에 분석치가 낮아질 우려가 있다(

Broderick ,

1978) .

따라서

Broderick(

1987)은 단백질 분 해율의 측정방법으로

inhibitor in vitro( IIV)

배양방법을 제안하였다. 즉 IIV방법은 식물

성 단백질사료의 경우

18

방법에 의하여 측 정된 단백질 분해율과 유사한 결과를 보여

(Broderick

등，

1988)

단백 질 사료의 반추위 내 분해율 측정에 많이 사용하는 방법이다.

IIV

방법은 단백질 분해산물인 암모니아와 아미노산의 미생물 이용을 제어하기 위해

hydrazin sulfate( H8)

와

chloramphenicol

(CAP) 의 inhibitor를 첨가하여 배양하는 방 법 이 다. 이 들

inhibitor

를 사용하면 효과적 으 로 단백질 분해율을 측정할 수가 있으나， 이 방법 도 사료의 종류에 따라 정 확도가 다르 고， 생물학적 오차가 생길 가능성이 있다고 지적하고 있다 (Broderick，

1995).

그러나 사 료단백질의 분해율 측정의 중요성을 감안할 때 지금까지 시도 되어온

1V

빛

18

측정방 법의 분석상의 문제점을 파악하고， 이들 두 방법에 의한 차이점을 규명하여 보다 정확한 분석방법을 개발해야 할 필요성은 크다고 사 료된다.

따라서 본 연구는 반추위내 사료단백질의 분해율을

1V

방법과

18

방법에 의하여 측정 하여 이들 두 방법에 의하여 산출된 사료단 백질의

RUP

값을 비교 분석하고， 분석방법 의 기술축적을 도모하기 위하여 실시하였다.

ll.

재료 및 방법

1.

공시동물 및 시료

본 시험에 사용한 공시동물은 제 1 위에 Cannula를 부착한 체중 600kg의 홀스타인 암소를 사용하였으며 이때 사료의 급여는

[g/kg dry ma tter ( D M)

]논 옥수수사얼리지

300.

알팔파건초

300.

옥수수

280 ,

대 두박

100

벚 비타민 미네랄 첨가제 20의 비율로 배합

(3)

www.earticle.net

한 조단백질 함량이 15.7% 인 사료를 급여하 였으며， 물은 자유 섭취토록 하였다. 본 시험 에 사용한 공시시료는 용매 추출대두박，

expeller

대두박， 혈분， 및 옥글루텐밀 4종을

사용하였으며， 이들 시료는

cyclone mill (Tecator CO. , Sweden)

에서 2~1

mm

코기로 분쇄하여 공시시료로 조제하였다.

2. In Vitro

배 양

1) Rumen

inoculum의 조제

Strained rumen fluid(SRF)

는

Craig

등 (984) 의 방법을 응용하여 반추위액을 채취 한 후 2겹 의

cheese cloth

로 여 과하고， 사료 입자에 부착된 미생물을 추출하기 위해 잔여 부분을 다시 한번 8겹 의

cheese

cloth로 여 과 하여 조제하였다.

lnoculum

source는

SRF 1

리 터 당

sodium bicarbonate 2.5g , maltose 6 .4 g ^, starch ^, xylose

빛 pectin을 각각 3.2g을 주입하여 3시간 동안 예비 배양을 한 후에，

mercaptoethanol 0.215g

^,

hydrazin sulfate O .l 95g ^, chloramphenicol

0.045g을 첨 가하여 조 제하였다.

lnoculum source

조제시 모든 처리 과정 은

oxygen-free carbon dioxide(Hungate

^,

1969)

를 주입하면서 수행하였다.

2) In vitro

배양

ln vitro

배 양은 Broderick(987) 의 방법 에

의하여

50ml

배양시험관내 에 질소함량이

1. 8mg N

이 되도록 넣고， 배양 1 시간 전에

McDougall

^’

s buffer

용액

(McDougall

^,

1948) 5ml

를 주입하였고， 배양 1분전에는 각 시험 관내에

inoculum source

10ml를 분주하여

3 9

⁰

C

의 항온진 탕기

(Labline orbit shaker)

에 서 150rpm으로 4시간 배양하였다.

3)

배양후 처리

일정시간 배양을 완료한 후 OOC 의 얼음 수 조에 배 양시 험 관을 넣 고

65 % trichloroacetic

acid

용액을 주입하고 30~45 분간 방치하여

반추 미생물의 성장을 중지시켰다. 그 후

vortex

mixer(Baxter，SP) 에서 혼합한 후，

12x 75mm tube

에 1ml씩 옮겨 담아 원심분리기에 서

(Beckman) 10 ^, 000

rpm으로 10분간 원섬 분 리하여 상등액을 취해 분석용 시료로 조제하 여 fc 의 냉장고에 보관하여 사용하였다.

3. In situ

배양 방법

ln situ dacron bag

배 양시 험 은

Nocek

(989) 의 방법을 적용하여

dacron

bag의 코 기 가

100mm x 170mm

이 고，

pore

size는

50x

80microns 언 것을 사용하여， 각 bag에 시료 4~6g을 넣어

bag

입구를

No. 8 rubber

stopper를 이용하여 밀봉한 후， 이 bag을 다 시

mesh bag( 450 x 450mm)

에 넣 어

38

⁰

C

의 온수에 서 30분간 담군 후， 제 1위 cannula를 시술한 홀스타인 젖소의 반추위 복낭에 잠기 도록 하여 반추위 내 에 서

4 ^, 8 ^, 12 ^, 16 ^, 24 ^, 48 , 72

벚 96시 간 배 양을 하였다.

배양이 완료된 후，

mesh

bag을 꺼내

ice

water에 10분간 담곤 후 수돗물이 맑아질 때 까지 세척하여 bag표면에 붙어있는

rumen

ingesta를 1 차로 제 거 하고， 다시

dacron bag

을 하나씩 꺼 내

rubber stopper

를 제 거 하면 서， 온수는 분당 4리터로 흐르게 하는 조건 을 유지하면서 셰척하였다. 셰척이 완료된 후， 60⁰c 의 열풍순환 건조기에서 48시간 건 조하여 건물 빛 단백질함량을 측정하였다.

4.

성분 분석

1)

암모니 아 농도 및

total amino acid

(TAA) 의 분석

(4)

www.earticle.net

In vitro

배양을 한 후， 조제된 시료중의

NH3

및 TAA의 분석은 Broderick과

Kang

(1980) 의 방법에 의하여

auto analyzer( Lachat

Co. , USA)

로 분석하였으며， 이때의 암모니

아 및

leucin

표준용액은

0 , 1, 2 , 3

빛

4 mM

의 농도로 조제하였다.

2)

기타 분석

공시시료의 건물함량 빛 질소함량은

A.O.

A.C. (1 990)

법에 의하여 측정하였다.

5. Rumen Undegraded

Protein(RUP) 의 산출

1) In vitro

방법 에 의 한 RUP으| 산출 각 배양시간별 분해 단백질함량

( proportion degraded; PD)

은

in vitro

배 양을 한 후， 측 정한 암모니아 벚 아미노산 함량을

blank

함 량으로 보정한 후 다음식에 의해 산출하였고，

미분해 단백질함량 (proportion

undegraded;

PUD)

은

1 - PD

로 계산하였다.

PD

=

mg

NHr N( at

t)+((~m이

TM(at

t))/((~mol

T Ml

mg

N)

mg add때

N

그리고 반추위내 단백질분해율 (ruminal

protein degradation rate; Kd)

^, O-hr의 분해 량 (fraction

A)

과 분해성 순단백질함량

(fraction B)

은

Broderick (987)

의

inhibitor in vitro (I IV)

방법 에 의 하여 구하였다. 여 기서 반추위내 단백질분해율 (Kd) 은

PUD

의 자연대수값에 대한 배양시간과의 직선회 귀방정식에서 구한 기울기 값으로 산출하였 으며，

fraction A (zero

시간에 이미 분해된 단 백 질 함량) 는

1 - intercept

antilog로서 ,

fraction B

(분해성 순단백질함량) 는

intercept antilog

로 구하였다. 미분해 단백질 은

fraction

C 에 해 당된다 (Broderick，

1987).

따라서 이용되지 않는 단백질을 보정한 추정 미분해 단백질인

RUP

함량은 다음 공식에 의하여 계산하였다.

RUP( %) Bo x [Kp/( Kd + Kp)]

여기서

Kp

는 반추위 통과율 (ruminal

passage rate)

로서

0.06/h

를 적 용하였 다.

2) In situ

방법에 의한 분해율 및 RUP의 t흘

In situ

방법에 의한 분해율은

Nocek(988)

의 방법에 의하여 용해성 단백질량 (Fraction A) 은 0시간의

dacron

bag을 30분간 수돗물에 담군 후 셰척하여 산출하였고， 미분해성 단백 질 량(

Fraction C)

은 96시 간 배 양 후

dacron

bag에 남아있는 단백질량으로， 잠재적 분해가 능 단백질량 (Fraction B) 은

100-(A

+C) 로 산 출하였다. 단백질분해율 (Fractional

degradation

rate(Kd) 은 각 시간별로

bag

내에 남아있는 단백절량에서

fraction

C를 공제한 값에 자연 대수를 취하여 시간에 대한 회귀계수로서 산 출하였다. 따라서 반추위내 미분해 단백질인

RUP

함량은 다음 공식에 의하여 구하였다.

RUP(%) Bx [Kp/(Kd+Kp)]+C

여 기 서 반추위 통과율

(ruminal passage rate;

Kp) 은

0.03

,

0.06

, 0.09/h를 각각 적용 하였다.

6.

통계분석

본 시험에서 얻은 결과는

SAS Program(V.8)

를 이용하여 분산분석을 설시한 다음 Duncan의 다중검정 방법에 의하여 통계처리를 하였 다.(Steel 과

Torrie

,

1980)

(5)

www.earticle.net

ill.

결과 및 고찰 루멘멀에 비하여 높은 질소 손실율을 보였

다. 즉 24시간 배양을 기준으로 보면， 용매추 출 대 두박 (solvent

soybean meal: SSBM)

과 엑 스펠 라 대 두박

(expeller soy bean meal;

ESBM)

은 각각

97.26

빛 76.90%로서 높게

나타났으나， 혈분 (blood

meal: BM)

과 옥글 루텐멀 (corn

gluten meal: CGM)

은 각각

14.26

및 39.54%으로서 낮게 나타났다. 여 기

젖소용 사료 4종을 공시시료로 하여

in

situ

배양방법을 한 후 얻은 배양시간별 질

소손실율을 보면

Table

1과 같다.

Table

1 에서 보는 바와 같이 배양시간이

증가함에 따라서 비례적으로 질소손실율도 증가하는 경향을 보여 대두박이 혈분과 옥글

Table 1. Nitrogen disappearance of four feeds from dacron bags suspended in the rumen of Holstein cow

Feeds

¹⁾

Incubation time (h)

4 8 12 16 20 24 36 48 72

- - % of

^dry

matter - -

SSBM 13 .4 1

^a

::t 0.61 37.64

^a

::t1. 57 54.3t ::t1. 47

83.9~ ::t3.58

86 .4 t ::t 2 .4 7

97.2~ ::t0.86

9 8.(lf::t 0.52

98.때a ::t0.5O 98.6얻::t0.47

ESBM 13.03

^a

::t 0.54 22.59

^b

::t 0.23 35.80

^b

::t 0.69 52.28

^b

::t 5.56 63 .4 0

^b

::t 0.87 76.90

^b

::t 2.92 78.56

^b

::t 3.87 84.64

^b

::t2. 20 9 1. 66

^b

::t 0.96 BM 1. 72

^b

::t O.27 6 .l 6c ::t 0.71 7 .3 1 ::t1. 60 9.61 c _::t 0.81 12.71 c _::t 0.68

14.2~ ::t1.33

18.04 c _::t 0.55 18.99 c _::t O .l 3 2 1. 21 ::t 0.62 CGM 4.94

^b

::t 0.91 13.66d ::t1. 23 15.5t ::t1. 79 22 .3 0 c _::t1. 44 33.64 d _::t 2.09 39.54d ::t1. 51

42.OSd::t3페

47.44 d _::t 0 .4 1 60 .4 1 d ::t O.53

a ^, b ^, c ^, d means in the same column with different superscripts differ(p(O

l)

SSBM

⁼

solvent soybean mea

l,

ESBM expeller soybean mea

l,

BM

⁼

blood meal CGM = corn gluten mea l. Mean:!:: SE

Table 2. Crude protein fractional degradation rate(kd)

^,

CP degradation fractions

^,

and RUP content of four feeds estimated by in situ method

Fraction of CP2)

1 ‘

따 pν

1n

、，/

-Fi

%

一

e

훤 -鋼

---nν

] --떠

m Feeds

^l)

R

A B C Kd(h-

¹)

0.03 0.06 0.09

---- % of dry ma tter---- ---- % oÎ dry matter ----

SSBM 39.90

^a

:!:: 6.58 45.98

^b

:!:: 6.28 14 ^.1 2

^b

:!::0.30 0.073

^a

:!::0.006 27.39 d :!:: 1. 33 34.70 d

:!::2 ^.1 7 39.34 c :!::2.80 ESBM 9.75

^b

:!::0 .1 2 75.89

^a

:!::0.96 14 .3 7

^b

:!:: 0.84 0.035

^b

:!::0.002 49.38 c :!:: 1. 59 62.27 c :!:: 1. 35 68.98

^b

:!:: 1. 12 BM 3.76

^b

:!::0 ^.4 4 24.21 c:!:: 0 ^.4 5 72.03

^a

:!::0.89 0.016

^b

:!::0.001 87.78

^a

:!::0 ^.4 3 9 1.1t:!::0.41 92.57

^a

:!:: 0 .4 1 CGM 4 .1 6

^b

:!::0 .1 7 77 .1 4

^a

:!::5 .4 6 18 .7 0

^b

:!:: 5.29 0.015

^b

:!:: 0.001 69.73

^b

:!:: 0.80 80 .1 2

^b

:!:: 0.30 84.60

^a

:!:: 0 .1 4 a

^,

b

^,

c.d means in the same column with different superscripts differ(p<.O

l)

SSBM = solvent soybean meal

^‘

ESBM expeller soybean mea l. BM = blood mea l.

CGM

=

corn gluten mea l.

)CP = crude protein. 3)RUP = rumen undegraded protein. Mean:!:: SE

Estimated RUP(

%) =

B(kp /(Kd + Kp)) + C. where kp the ruminal passage rate of 0.03

^‘

0.06 and 0.09/h.

(6)

www.earticle.net

서 특히 88BM의 질소손실율이 가장 높았으 며，

E8BM ^, CGM

및 BM의 순으로 낮게 나 타나 가공처 리 또는 원료사료의 종류에 따라 서 질소손실율의 차이가 크게 나타났다는 사 실을 알 수 있다.

한편， 배양시간별 단백절 손실량으로 산출 한 단백질 분해율， 단백질 분해량빛

RUP

함 량을 보면

Table

2와 같다. 여기서 계산된 단백질 분해량은 가용성이거나， 곧바로 분해 되는 단백질량인

fraction A ,

서서히 분해되 는

fraction

B 와 제 1 위내에서 분해되지 않는 단백질 량인

fraction

C로 구분된다. 이때 반 추위 통과율은 (Kd/h)

0.03 ,

0.06빛 0.09/h를 적용하여 RUP를 산출하였다.

Fraction

A는 3.76~39.90% 의 범 위 이 고

(p(.0 1)

,

fraction

B는

24.21

~77.1 4%의 범위

(p(.01)

및

fraction

C의 14.1 2~72.03% 의 범 위로 나타났고 (p(.01)

, fraction

B의 분해율도

(Kd/h)

0.015~0.073의 범위로서 (p(.O l)

,

원 료사료에 따라 단백질 분해량과 분해율의 양 상이 다르게 나타났으며， 그 차이도 컸다. 반 추위 내 에 서 곧바로 분해 되 는

fraction

A는 대 두박의 39.9% 에 비하여

E8BM ,

BM 빛

CGM

이 각각

9.75

,

3.76

벚 4.1 6% 로서 현저히 낮 게 나타났다. 반추위 분해율도 (Kd/h)

E8BM

, BM및

CGMòl

각각

0.035

, 0.016벚 0.015로 산출되 어 대 두박의 0.073에 비 하여 2~5배 더 늦게 분해되는 결과로 나타났다.

Fraction

C는 14.1 2~72.03% 의 범위로서

(p(.0 ¹⁾

식물성 단백절에 비하여 동물성 단

백질인 BM 이 가장 높게 나타났는데， 이 점 은 BM의 경우

fraction

A와 B가 낮았고， 반 대로

fraction

C 가 높아서

Kd

값이 낮아졌으 며 그 결과

RUP

함량도 높게 나타난 것으 로 생각된다.

한편， 젖소 비유초기의 통과율인 0.06/h를

(

Hartnell과

8atter

^,

1979;

Eliman과

Orskov

^,

1984)

적용하여 산출한

RUP

함량을 보면，

88BM 의

34.70%

,

E8BM 62.27%

, CGM 의

80 .1 2%

벚 BM 의 91. 12% 의 순으로 유의 적 (p(.0 1)으로 높게 나타났다. 본 시험의 결과 88BM의

RUP

함량 34.70% 는 Madsen과

H velplund

(1985) 의

44%

보다는 낮고， 고 등 (1995) 의

30 .7%

빚 고와 홍(1 99 1)의

26 .4%

보다는 다소 높은 결과이나，

NRC(2002)

의 30.8~42.6% 의 범위와는 비슷한 결과를 보였 다. 그리고

CGM

빛 BM의

RUP

함량

80 .1 2

벚 9 1. 12% 는

NRC(2002)

의 63.8~74，6% 벚 70.9~77.5% 에 비하여 높게 나타났다. 특히 BM의

RUP

함량은 가장 높아 88BM 에 비 하여 2.6배 높은 결과를 보였다.

일반적으로

18

방법은

bag porosity (Broderik ,

1982)

,

parti c1 e size(Linderberg

,

1987; Weakley

등，

1983) , bag

크기에 대한 시료비율， 사료섭취 량 빛 미생물오염에 (Nocek，

1988)

의하여 영향 을 받기 때문에

18

방법에 의하여 측정된

RUP

함량의 전부가 제 4위나 소장에서 전부 이용되는 단백질이라고는 할 수 없다(Nocek，

1988).

그러 나 이러한 잠재적인 오차가 얼어날 수 있는 가 능성이 있음에도 불구하고 본 시험에서 측정된 RUP의 추정치는 NRC나(2002) 이전의 학자들 에 의하여 보교된 RUP의 결과와 매우 유사한 결과를보였다.

한편，

IIV

방법에 의하여 측정한 단백칠 분해율 벚

RUP

함량을 보면

Table

3과 같 다. 먼저， 단백질 분해율을 보면， 88BM 의

0 .1 20

, E8BM 의

0.054

, CGM의

0.021

빛

BM

의 0.008의 순으로 유의적 (p(.Ol )으로 낮은 분해율을 보여 원료사료에 따라 분해율의 차 이가 컸고， 대두박의 경우는 가공방법에 따 라서도 차이가 컸다. 본 시험의 SSBM의 0.1 20은 고 (1993) 의

0 .1 43 Broderick(

1987) 의

0 .1 59

Furchtenicht와

Broderick

(1987)의

0 .1 43

벚

England

등 (1997) 의 0.1 58에 비 하여 다소

(7)

www.earticle.net

낮은 결과로 나타났으나， E8BM의 0.054는 고 (1993) 의

0.03 1, Broderick

(1987) 의

0.045

,

England

등 (1997) 의 0.29에 비하여 높았고，

또한 CGM의 0.021도 고 등 (1995) 의 0.017에 비하여 높게 측정된 결과이다. 이는 측정방 법， 공시동물 등의 차이에 의하여 본 시험의 결과와 다소 차이가 나타난 것으로 생각된 다. 실제로 본 시험의 IIV에서는

inoculum source

조제 시

McDougall

’

s buffer

용액 을

(McD ougall. 1948)

동량 첨 가하여

2

시 간 동 안

39

⁰

C

의

saline

용액 에 담구어 투석 시 켜

inoculum

source를 조제하는 방법 (고 등，

1995)

대신에

8RF

원액에 버퍼제와 에너지

원을 직접 첨가하여 3시간 동안 예비 배양하

여

inoculum

source를 조제하는 새로운 방법

으로 실시한 결과로서 이들 연구자의 보고와 는 다소 상야한 결과가 나오지 않았나 생각 된다. 이점에 대해서는 지속적인 연구가 수 행되어야 할 것으로 사료된다.

그리고

IIV

방법에서 측정된 미분해 단백 질량은 (Bo)

18

방법에 의하여 측정된 잠재적

단백질 분해량 (B) 에 비하여 높은 값을 보여 커다란 차이가 있음을 알 수 있다. 즉，

18

방 법 의

fraction

B는 (Table

2)

24.21~77.l 4% 의 범위 이나，

IIV

방법의

fraction

Bo는 (Table

3) 97.81

~99.85% 의 범위로 나타나 두 방법

에서 산출된

fraction B

값은 차이가 크다는 사실을 알 수 있다. 이들 부분에서 차이가 콘 것은

fraction

B가 동일하지 않기 때문이 다.

IIV

방법 에 의 하여 산출된

fraction

Bo는 가용성단백질이나 미분해성 단백질의 0시간 에 분해된 단백질의 분해산물로서 NH3나

T AA (total amino acids)

가 포함된 질소함 량을 의미하지만，

18

방법에서의

fraction B

는 잠재적 분해 단백질로서 0시간과 (fraction

A)

96시간 배양후의

dacron

bag에 남아있는 단백절 잔량 (fraction

C)

을 공제하여 산출하 였기 때문에 차이가 있게 된다. 즉，

IIV

방법 에 의 한

fraction

Bo는 미 분해 성

fraction

C를 공제하지 않고 산출하였기에

18

방법에 의하 여 산출된

fraction

B와 C를 더 하게 되 면

5

9~96% 의 범위로서，

IIV

방법에서 산출된

Table 3. Crude protein(CP) fractional degradation rate(Kd)

,

CP degradation fractions. and RUP content of four feeds estimated by in situ method

Feeds

^1J

KdUh)* Fraction Bo** ^RUp*2l

--- % of CP --- SSBM

ESBM BM CGM

0 .1 20

^a

:t 0.009 0.054

^b

:t 0.005 0.008

^C

:t 0.003 0.021

^c

:t 0.005

97.81

^b

::!: 0.96 97 .88

^ab

::!: 0.90 99.85

^a

:t 0.25 99.24

^ab

::!:0 .3 1

lJ

SSBM = solvent soybean mea

l,

ESBM = expeller soybean mea

l,

BM = blood mea l.

C G M = corn gluten meal

2J

RUP = rumen undegraded protein.

32.8

^d

::!: 1. 4 5 1. 6

^C

::!: 1. 8 88 .4

^a

::!:3.6 7 3. 8

^b

::!:4.9

Etimated RUP(%) = Bo(kp I(kd + kp)). where kp=the ruminal passage rate of 0.06/h.

) a.b.c.d means in the same column with different superscripts differ( p<'O

l) )닝a’b

means in the same column with different

s뻐uper돼SCI야rψt엄s differ“(p<ι.0떠5야 ⁾

Mean :t SE

(8)

www.earticle.net

Bo

값과 비교할 때， 그 만큼 차이가 줄어들 어 곤접한 값이 된다는 사실을 알 수 있다.

한편， 18와

IIV

방법에 의하여 측정된 분해 율을 비교하여 보면， 사료의 종류에 따라서 분 해율의 차이가 크게 나타났으나동일 단백칠 사료에서의 분해율 양상은 비슷하게 나타났다.

따라서 18와

IIV

방법에 의하여 산출된 4개 사료에 대한 단백질 분해율은 유의적 상관관 계를 보였고 (r²

= 0.987 ^, intercept=-0.0128) ^, IIV

Kd

값은

18 Kd

값에 에 비하여는

31%

빠른 분해율을 보 였다 (slope

= 0.54).

이는

Broderick

등(1 988) 이 보고한 IIV방법에 의하여 산출된

Kd

값이

18

방법에 의하여 산출된

Kd

값에 비하여

35%

수준보다 높게 나왔다는 보고와 경향을 같이 하고있다.

한편，

IIV

RUP

함량 은 88BM의

32.8

^,

E8BM 5 1. 6

^,CGM의

73.8

벚 BM의 81.4%의 순으로 유의적으로 (p<'01) 증가 하여 사료의 종류에 따라 차이가 컸으나，

18

방법에서 측정된

RUP

값과 같이 비슷한 양상 을 보였다. 즉 두 측정 방법을 비교할 때，

18 RUP

함량은

IIV

방법 에 비하여 측정된 값에 비하여 비슷한 결과를 보였으나 (p=0.766) ，

18

방법이 평균

8 .7%

높게

(67 , 05 vs 6 1. 65%)

나타났다 (r²

= 0.9737 , slope

=0.993

7). 본 시험의 결과는

Broderick

등 (1988) 이 어분에서 측정한 결과

18

방법에서 측정한

RUP

값이 IIV에 비하여

9%

높았다는 보고와는 일치되는 결과이나，

England

등

( 199

7) 의 IIV방법 이

18

방법에 비하여 5~

14%

높았다는 보고와는 상반된 결과이다. 그러 나 전체적으로

IIV

방법에서 측정된

RUP

값 은

18

보다는 낮았으나.

18

방법으로 측정시

0

시간과 그 이후 미분해 단백질의 실제량을 측 정할 때 가용성 또는 작은 사료업자가 bag의 셰척시 소설되고 bag 내에 남아있는 미생물

오염에 의하여 단백질 분해율이 과대 또는 과 소 평가되기 때문에 이들 요인을 고려한다면

IIV

RUP

값은 비슷한 수준 이라고 생각할 수 있다.

또한

IIV

방법은 분해정도를 0시간과 4시간 의 분해량 만을 갖고 측정하였는데도

18

방법 과 비슷한

RUP

값이 나타난 사실을 알 수 있 다. 따라서

IIV

방법에 대한 보다 진보된 측정 기술이 확립되면

18

방법에 비하여 측정시간이 훨씬 빠르고 노동력이 덜 들기 때문에 RUP값 을 측정하는데 있어서 유효한 방법으로 사용될 수가 있다고사료된다.

v.

요 약

본 시 험 은

inhibitor in vitro( IIV)

배 양 방 법과

in

situ (I8) 배양 방법에 의하여 추출대 두박 (solvent

soybean mea l: 88BM)

, 익스펠 라 대 두박 (expeller

soybean meal; E8BM).

혈분 (blood

meal: BM)

빛 옥글르텐밀

(corn gluten mea l:

CGM) 를 공시시료로 하여 사 료단백질의 추정 통과단백질 함량 (ruminal

undegraded protein: R

UP) 을 측정 비교하기 위하여 배양시험을 실시하였으며， 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 반추위 단백질 분해 율은 ( Kd/h) 은

in situ

배양 방법에서는

0.01

5~0.073의 범위로서 (p<'01

)

나타났고， 반면에

IIV

배양 방법에서는 0.008~O.l 20의 범위로 서 (p<'O I) 나타났다. 두 배양 방법에서 88BM 의 분해율이 가장 높게 나타나 배양방 법과 사료의 종류에 따라서 단백질 분해율의 차이가 크게 나타났다.

IIV

배양 방법에서 산출된 단백질 분해율

(

Kd/h) 은

18

배양 방법에 비하여

31%

빠른 분해율을 보였다. 반추위내 통과율 0.06/h로

(9)

www.earticle.net

할 때

88BM ^, E8BM ^, CGM

및 BM의

RUP

함량은

18

배 양 방법 에서는 각각

34.70

^,

62.27. 80 .1 2

빛

9 1. 12%

였고，

IIV

배양 방법에서는 각각

32.8

,

5 1. 6 73.8 %

및

88 .4%

으로 나타나

18

방법 이

8.7%

(평균

67.05 vs 6 1. 65%)

높게 나타났다. 그러나

18

방법의 미생물오염， 가용 성단백질의 손실을 고려하면 두 배양 방법에 의한

RUP

함량은 비슷한 결과라고 생각된다.

따라서 사료단백질의

RUP

측정시

IIV

방법은

18

방법에 비하여 시간과 노동력이 절약되는 효과적인 방법이라고 할 수 있다.

VI. 인용문헌

1. Annison ^, E. F. ^, M. 1. Chalmers ^, 8. B.

M. Marshall , and R. L. M. 8ynge. 1954.

Ruminal ammonia formation in relation to the protein requirement of sheep. II 1.

Ruminal ammonia formation with various diets. J. Ag r. 8ci. 44:270

2. A.O.A.C. 1990. Official Methods of Analyses ( 15th Ed.). Association of Official Agricultural Chemists ^, Washington ^, D. C.

3. ARC. 1984. The nutrient requirement of ruminant 1i vestock. 8upplement. N o. 1.

Commonwealth Agricultural Bureaux

^,

81ough. England.

4. Broderick

^,

G. A. 1978. 1n vitro procedures for estimating rates of ruminal protein degradation and proportions of protein escaping the rumen undegraded. J. Nut r.

108: 18 1.

5. Broderick

^,

G. A. 1982. Estimation of protein degradation using in situ and in vitro methods. 1n: F. N. Owens (Ed.).

Protein requirements for cattle:

8ymposium. Oklahoma Agric. Exp. 8ta.

Misc. Pub l. p 72.

6. Broderick G. A. 1987. D etermina tion of protein degradation rates using a ruminal in vitro system containing inhibitors of microbial nitrogen metabolism. Br. J. Nutr. 58: 463

7. 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. 8ci. 66: 1739.

8. 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.

D airy 8ci. 63: 64.

9. Craig ^, W. M. ^, B. J. Hong , G. A. Broderick ^, and R .J. Bula. 1984. 1n vitro inoculum enriched with particle associated microorganisms for determining ra tes of fibre digestion and protein degradation. J.

D airy 8ci. 67: 2902.

10. E 1i man. 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.

1 1. Furchtenicht , J. E. and Broderick , G.A.

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

J. D airy 8ci. 70: 1404.

12. Hartnell

,

G. F. and 1. D. 8atter. 1979.

D etermination of rumen fill. retention time. and ruminal turnover rates of digesta at different stages of lactation in

(10)

www.earticle.net

dairy cows. J. Anim. Sci. 48: 38 1.

13. Hungate ^, R. E. 1969. In Methods in Microbiology. vol 3B

^,

p117. N orris

^,

J. R. and D. W. Ribbons

^,

Ed. Academy Press. N ew Y ork.

14. Madsen , J. and T. Hvelplund. 1985.

Protein degradation in the rumen: A review. Acta. Agric. Scand. Supp l.

25:64.

15. Lindberg , J. E. 1987. Measurements of feed protein digestibility by the in sacco and other methods. In: R. Jarrige and G. Alderman(Editors ), Feed Evaluation and Protein Requirement Systems for Ruminants. CEC Seminar

^,

Brussels

^,

pp.

85-96.

16. Mcdougal l. E. 1. 1948. Studies on ruminant saliva. 1. The composition and output of sheep's saliva. Biochem.

J. 43 :99.

17. N ocek J. E. 1988. In situ and other methods to estimate ruminal protein and energy digestibility: A review. J.

D airy Sc i. 71: 205 1.

18. N ocek ^, J. E. ^, K. A. Cummins ^, and C.

E. Polan. 1979. Ruminal disappearance of crude protein and dry ma tter in feeds and combined effects in formulated rations. J. Dairy Sc i. 62:15.

19. NRC. 2002. Nutrient Requirements of Dairy Cattle(7th Ed.). National Academy press.

Washington

,

D. C.

20. Stee ^l, R. G. D. and J. H. Torrie. 1980.

Principles and procedures of sta tistics.

McGraw--Hi1l Book Co. ,

N e w Y O I K 2 1 . Stern , M. D . and L. D . Satter. 1980. In vitro estimation of protein degradability in the rumen. Pages 57-7 1. In protein requirements for cattle. F. N. Owens ^, Bd. Misc. Pub l. 109. Oklahoma State Univ.

^,

Stilwater.

22. Weakley , D. C. , M. D. Stern , and 1. D.

Satter. 1983. Factors affecting disappearance of feedstuffs from bags suspended in the rumen. J. Anim. Sci. 56: 493.

23.

고용균， 홍명주.

199 1.

열처리 벚 포름알 데히드 처리가 대두박의 반추위내 분해 율에 미치는 영향. 한낙지

13: 3 1.

24.

고용균.

1993. In vitro

방법 에 의 한 사료 단백질의 분해율 측정에 관한 연구. 한영 사지.

In vitro 및 In suit 方法에 의한 반추위내 사료단백질 분해율 측정시험

www.earticle.net

In vitro

In situ

- ‘ =

Comparison of In Vitro and In Situ Methods for Determining Ruminal Degradation of Protein Feeds

Yong GYUn Goh

Department of Feed Science and

Kangwon National University

ABSTRACT

This experimental was conducted to estimate the protein degradabiltiy and ruminal undegraded protein(RUP) of 88BM(solvent soybean mea l) , E8BM(expeller soybean mea l) ,

CGM(corn gluten mea l) and BM(blood mea l) using an in situ (I 8) method and an inhibitor in vitro( IIV) method.

The RUP of these samples were estimated

assuming a ruminal passage rate of 0.06/h. The results can be summarized as follows:

RUP of the tested feed , using in 0.06/h for ruminal passage rate , were also greatly affected by the kind of feeds

which were 34.70

62.27

80 .1 2 and 9 1. 12% for 88BM

E8BM

CGM and BM in 18 method and which were 32.8

5 1. 6

73.8 and 88 .4% for 88BM E8BM

CGM and BM in IIV method respectively.

The 18 and IIV methods yielded similar estimates of ruminal degradation

but averaged RUP value of 18 methods were 8.7% higher than that of IIV method(67.05 vs 6 1. 65%).

Of these two methods

the rrv method was the most rapid and required the least labor for RUP.

Key words in situ , in vitro , ruminal undegraded protein , protein degradation rates

www.earticle.net 1 .

2002: ARC , 1984)

rumen undegraded protein (R

in situ (I 8)

(Noce

1988)

1979:

8atter , 198

in situ

, porosity(Broderick , 1982) ,

0

1988 ),

1n vitro( 1V)

1954) in vivo

Broderick ,

1978) .

Broderick(

inhibitor in vitro( IIV)

18

(Broderick

1988)

IIV

hydrazin sulfate( H8)

chloramphenicol

inhibitor

1995).

1V

18

1V

18

RUP

ll.

1.

[g/kg dry ma tter ( D M)

300.

300.

280 ,

100

www.earticle.net

expeller

cyclone mill (Tecator CO. , Sweden)

mm

2. In Vitro

1) Rumen

Strained rumen fluid(SRF)

Craig

cheese cloth

cheese

lnoculum

SRF 1

sodium bicarbonate 2.5g , maltose 6 .4 g , starch , xylose

mercaptoethanol 0.215g

sodium bicarbonate 2.5g , maltose 6 .4 g ^, starch ^, xylose

hydrazin sulfate O .l 95g ^, chloramphenicol

(Beckman) 10 ^, 000

4 ^, 8 ^, 12 ^, 16 ^, 24 ^, 48 , 72