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J. Mushrooms 2014 December, 12(4):350-356 http://dx.doi.org/10.14480/JM.2014.12.4.350 Print ISSN 1738-0294, Online ISSN 2288-8853
© The Korean Society of Mushroom Science
*Corresponding author E-mail : [email protected]
Tel : +82-55-751-3397, Fax : +82-55-751-3399 Received November 17, 2014
Revised December 26, 2014 Accepted December 30, 2014
느티만가닥버섯 수확후배지 발효사료 급여가 산란계에 미치는 영향
김수철·문여황1·김혜수·김홍출·김종옥2·정종천3·조수정*
경남과학기술대학교 제약공학과
1
경남과학기술대학교 동물생명과학과
2
남경농산
3
농촌진흥청 국립원예특작과학원 버섯과
Effect of dietary fermented spent mushroom
(Hypsizygus marmoreus) substrates on laying hens
Su Cheol Kim, Yea Hwang Moon1, Hay Soo Kim, Hong Chul Kim, Jong Ok Kim2, Jong-Chun Cheong3 and Soo Jeong Cho*
Department of Pharmaceutical Engineering, Gyeongnam National University of Science and Technology, 150 Chilamdong, Jinju 660- 758, Korea
1
Department of Animal Science & Biotechnology, Gyeongnam National University of Science and Technology, 150 Chilamdong, Jinju 660-758, Korea
2
Namkyung Co., Ltd, Cheongdo-gun, Gyeongbuk 714-841, Korea
3
Mushroom Research Division, International Institute of Horticultural & Herhal Science, RDA, Eumseong, 369-873, Korea
ABSTRACT: This study was conducted to evaluate the feeding value of the spent mushroom (Hypsizygus marmoreus) substrates (SMS) in laying hens (Hy-Line Brown). The fresh spent mushroom (Hypsizygus marmoreus) substrates collected from the Namkyung farm were fermented with Bacillus subtilis EJ3 for 2 weeks. A total of twenty-four laying hens were fed corn-soy based experimental diets containing 0% (T0), 5% (T1), 10% (T2) and 15%(T3) fermented SMS for 12 weeks. There were no significant differences among the treatments in egg production, egg weight, egg mass, feed conversion and viability during the experimental period. Feed intake was significantly lowered in T0 (118.3 g) than T1 (121.9 g), T2 (120.3 g) and T3 (122.4 g). There were no significant differences among the treatments eggshell breaking strength, thickness and haugh unit, whereas the yolk color of T1, T2 and T3 were significantly heavy than T0. The palatability of boiled meat was significantly better in the T3 laying hens than in the T0 laying hens. In conclusion, fermented SMS can be used as resource of feed in laying hen feed at 5.0-15% level without effect on performance and egg qualify.
KEYWORDS: Bacillus subtilis EJ3, Feed, Laying hens, Spent mushroom (Hypsizygus marmoreus) substrates
서 론
국내 배합사료 시장에서 곡물이 차지하는 비중은 80- 85%로 매우 높은 편이며 최근에는 기후변화와 국제 곡류 작황 불량 등으로 배합사료 원료인 곡물 가격이 지속적으 로 상승하고 있어서 국내 사료 가격도 크게 상승하였다.
특히 양계는 생산비 중 사료비의 비중이 53.9%로 매우 높아서 사료비 상승에 따른 농가의 경영비 절감 방안이 필요하다(Kim et al, 2010; Park and Kim, 2012). 양계농 가의 경영비 절감 방안으로는 수입 곡물을 대체할 수 있 는 국내 부존자원의 사료자원화에 관한 관심이 증가하고
있으며 곡물 대체 원료로써 야콘, 잣, 매실, 홍삼, 뽕잎, 감 귤 등의 농산부산물을 첨가한 사료 개발에 관한 연구가 진행되고 있다(Lanza et al, 2004; Lee et al, 2007; Kang et al, 2010; Bong et al, 2011; Park and Kim, 2012;
Kim, 2013).
농산부산물은 유기물 함량이 높기 때문에 사료자원으로 써 활용가치가 높은 부존자원이며 국내에서는 연중 630 만 톤 이상의 농산부산물이 배출되고 있다. 농산부산물 중 버섯수확후배지는 75만 톤 이상 배출되고 있으며 이는 버섯 1 kg을 생산하면 5 kg의 부산물이 발생한다는 것에 근거한 이론적인 산출양이며 실제로 배출되는 버섯수확후 배지는 이보다 많을 것으로 예상된다(Uzun, 2004). 버섯 수확후배지의 주원료는 톱밥, 콘코브, 미강, 밀기울, 면실 박 등으로 대부분이 사료원료로써 이용 가능할 것으로 기 대된다(Kwak et al, 2008: Moon et al, 2012).
느티만가닥 버섯은 재배기술의 발달로 연중 생산되고 있으며 생산설비의 자동화로 대량생산이 주류를 이루고 있어 버섯수확후배지의 안정적 수급이 가능한 버섯이다.
우리나라와 같이 사료자원의 대부분을 수입에 의존하고 있는 경우 버섯수확후배지의 사료화는 양계농가의 경영비 절감에 크게 기여할 수 있을 것으로 기대된다. 그러나 느 티만가닥버섯 수확후배지에는 톱밥과 같은 난분해성 물질 이 함유되어 있으므로 수확후배지를 사료자원으로 이용하 기 위해서는 난분해성 물질을 분해할 수 있는 가공공정이 선행되어야 한다. 수확후배지의 난분해성 물질을 분해하는 가공공정에는 물리적, 화학적, 생물학적 방법 등이 있지만 사료적 가치를 향상시킬 수 있는 방법으로는 cellulase, xylanase, lignase 등의 효소를 분비하는 생균제를 이용한 생물학적 방법이 가장 적합할 것으로 생각된다(Kim et al, 2008b; Kim et al, 2012). Lee et al (2014)은 새송이버섯 발효 균사체의 첨가 수준에 따른 계란 품질의 상승효과를 보고하였으며 Feng et al(1996)은 in vitro상에서 효소 전 처리가 난소화성 물질인 NDF의 분해가 향상되었음을 보 고하였고 Sukumaran et al(2005)은 생균제 급여가 동물 의 소화율을 향상시킬 수 있음을 제시하였다. 미생물 첨 가 사료는 소화율을 높이고, 달걀의 중량, 난황무게, 난각 두께 등의 품질 개선에 효과가 있으며(Yousefi and Karkoodi, 2007) 산란계의 장내 E. coli, Salmonella 등의 증식조절을 통한 유익한 작용과 면역체계를 자극하여 산 란계의 생산성을 극대화 시키는 역할을 한다(Conway &
Kjelleberg, 1989; Fuller, 1989; Baba et al, 1991; Dunham et al, 1993; Haddadin et al, 1996). 산란계 사료 첨가용 생균제로는 Saccharomyces cerevisiae, Lactobacillus acidophilus, Bacillus subtilis 등이 많이 사용되고 있다 (Mawadza et al, 2000; Heck et al, 2002; Lopez- Contreras et al, 2004; Kim et al, 2005; Kim et al, 2008a). 그 중에서도 B. subtilis가 배양의 편의성과 보존 성이 높으며 효소, 산, 열에 대한 안전성이 높아 사료 첨
가용 생균제로 가장 많이 사용되고 있다(Kim et al, 1997;
Jang et al, 1999). 특히 양계사료에 B. subtilis를 첨가할 경우 닭의 영양소 소화율과 이용율을 높이고 질소의 배설 량을 감소시켜 암모니아 발생량을 줄이는 효과가 있다고 보고되었다(Santoso et al, 1999).
본 연구는 부존자원의 사료 자원화를 위해 산란계 사료 자원으로서 느티만가닥버섯수확후배지의 이용 가능성과 사료적 가치를 검토하기 위하여 수행되었다.
재료 및 방법
공시동물 및 사양기준
12주령 Hy-line brown 갈색계 24수를 공시하여 1주일 동 안 사료에 대한 적응기간 후 14주 동안 사양시험을 실시하 였다. 공시동물은 시판사료 급여구인 대조구(T0)와 5(T1), 10(T2), 15%(T3)의 버섯수확후배지 발효산물이 첨가된 시판 사료 급여구인 시험구로 나누어 처리구별로 각각 6수씩 임 의 배치하였으며 처리구별로 3수씩 3반복을 두어 사육하였 다(Table 1). 공시사료는 자유채식 시켰으며 물은 자동급수 기를 이용하여 자유롭게 음용할 수 있도록 하였다. 점등은 매일 오전 4시부터 오후 7시까지 17시간 동안 실시하였다.
공시사료 제조 및 일반 성분 분석
느티만가닥버섯 수확후배지 발효산물은 탈병 후 24시간 이내의 신선한 버섯수확후배지에 1%의 Bacillus subtilis EJ3 배양액을 접종한 후 밀봉한 다음 상온에서 14일 동안 밀봉 발효하여 제조하였다. 공시사료는 대조구로서 시판 사료(T0)를 사용하였으며 시험구로서 5, 10, 15%의 수확 후배지 발효산물이 첨가된 시판사료를 사용하였다. 공시 사료는 건조기에 건조한 후 분쇄한 다음 AOAC(1995)법 에 준하여 수분, 조단백, 조지방, 조섬유, 조회분 등의 일 반성분을 분석하였다.
산란계의 사료섭취량, 사료요구율 및 산란율 조사 사료섭취량(feed intake, g/day/bird)은 매일 총 사료급 여량과 사료잔여량의 차이를 계산하여 구하였으며 사료섭
Table 1. The condition of experimental laying hens and feeding
systemItems
1)Control Treatments
T0 T1 T2 T3
Age (week) 12 12 12 12
No. of replication 3 3 3 3
Fermented SMS (%) 0 5 10 15
Water Free Free Free Free
1)
T0, Commercial feed without SMS; T1, Commercial feed with 5%
SMS; T2, Commercial feed with 10% SMS; T3, Commercial feed
with 15% SMS.
취량을 사육수로 나누어 1수당 사료섭취량으로 표시하였 다. 사료요구율(feed conversion, feed/egg)은 수당 사료섭 취량으로 산란량(egg mass, g/bird)을 나누어 계산하였고 산란율(egg production rate, %/day/bird)은 사양시험 기간 동안 매일 수집한 계란을 처리구별로 나누어 총 산란수에 대한 사육수의 백분율로 표시하였다.
계란 품질 조사
계란의 품질은 사양시험 기간 동안 매일 수집한 계란의 난중, 난각중, 난황색, 난각두께 등을 측정하여 조사하였다.
난중(egg weight, g)은 사양시험 기간 동안 수집한 계란의 무게를 측정하여 나타내었고 난각중은 난각막이 포함된 건 조된 난각의 무게로 나타내었다. 난황색은 Roche egg yolk color fan(yolk color fan, Roche Co, switzerland)과 대조 한 색도로서 표시하였고 난각 두께는 Dial pipe guage(1- 63-11, Ozaki MFG. Co., Ltd., Japan)를 이용하여 난각 중 심부의 두께를 3회 측정하여 평균한 것이다. 계란 내부품 질의 오염여부는 육반(Meat spot)과 혈반(Blood spot)을 확인하여 출현율(출현수/조사수×100)로 표시하였다.
계분의 가스발생량 측정
암모니아 가스 발생량은 Lee et al(2012)의 방법에 따라 사양시험 중 각 처리구별로 배설된 신선한 배설물을 1.8 L 페트병에 70 g씩 수거한 다음 가스 포집기(GV-100S, Gastec, Japan)를 이용하여 0, 3, 6, 9, 12일 간격으로 가 스 발생량을 측정하였다.
통계처리
공시축의 증체량은 처리구별 개체 체중으로 비교하였으
며 사료 섭취량은 처리구의 평균값으로 비교하였다. 실험 결과의 평균값 및 표준오차는 SAS(Statistical analysis system, USA) program을 사용하여 구하였고 T 검정법 (Tukey-test)으로 5% 수준에서 유의성 검정을 실시하였다.
결과 및 고찰
공시사료의 일반성분
공시사료의 일반성분을 분석한 결과는 Fig. 1과 같다.
수분함량은 느티만가닥버섯 수확후배지 발효산물의 첨 가량이 증가할수록 증가하는 경향을 나타내었으며 ADF 는 처리구간에 큰 차이가 없었으나 NDF와 가소화양분 (TDN, Total digestible nutrients)는 버섯수확후배지 발 효산물의 첨가량이 증가할수록 감소하는 경향을 나타내 었다. 순단백질(True protein)과 조회분(Crude ash)은 처 리구간에 큰 차이는 없었지만 대조구에 비해 처리구에서 약간 높게 나타났다. NDF와 헤미셀루로오스는 대조구와 5% 버섯수확후배지 발효산물 처리구 간에는 큰 차이가 없었지만 버섯수확후배지 발효산물의 첨가량이 증가할수 록 감소하였다.
버섯수확후배지 발효산물 급여가 산란계의 사료섭취량, 사료요구율 및 산란율에 미치는 영향
버섯수확후배지 발효사료 급여가 산란계의 사료섭취량, 사료요구율, 산란량, 산란율은 Table 2에 나타내었다. 12 주 동안 평균 산란율은 대조구에 비해 5% 버섯수확후배 지 발효산물 첨가구에서 증가하였다가 버섯수확후배지 첨가량이 증가할수록 감소하였다. 사료섭취량은 대조구와 5% 버섯수확후배지 발효산물 첨가구에서는 큰 차이를 보
Fig. 1. The chemical composition of experimental diet and commercial feed
이지 않았지만 버섯수확후배지 발효산물 첨가량이 증가 할수록 약간 증가하였다. 사료요구율은 대조구와 5% 버섯 수확후배지 첨가구에서 비슷하게 나타났으며 10% 버섯수 확후배지 첨가구부터는 버섯수확후배지 첨가량이 증가할 수록 높게 나타났다. 산란량과 산란율은 대조구보다는 5%
버섯수확후배지 첨가구에서 높게 나타났다. 이러한 결과를 종합해보면 버섯수확후배지 발효산물을 산란계 사료에 5% 첨가할 경우 사료섭취량, 사료요구율, 산란량, 산란율 등의 개선효과를 볼 수 있을 것으로 판단된다. Na et al (2005)의 보고에 의하면 산란계에 팽이버섯 배지 부산물을 사료 내 5%와 10% 첨가시킨 결과 산란율, 난중, 산란량 및 사료요구율 모두 대조구와 차이를 보이지 않았다고 하 였으며 Lee et al(2012)의 연구에서도 육계에 있어서 팽이 버섯 균사체를 5%까지 첨가하여도 증체, 사료섭취량 및 사료요구율에 영향이 없었다. 또 Na et al (2003)은 산란 계에 Bacillus subtilis가 포함된 복합생균제를 첨가시킨 결 과 사료섭취량과 사료요구율에 영향을 주지 않는다고 보 고하였다. 이러한 연구 결과의 차이는 시험에 이용된 생균 제의 종류, 버섯수확후배지의 종류, 급여수준, 시험 개시시 산란계의 주령의 차이에 따른 것으로 생각된다.
버섯수확후배지 발효산물 급여가 계란의 품질에 미치는 영향
버섯수확후배지 발효사료 급여가 계란의 품질에 미치는 영향은 Table 3에 나타내었다. 총 12주의 사양시험 기간 동안 난중, 난각두께, 난황색 모두 5% 버섯수확후배지 발 효산물을 첨가한 처리구에서는 대조구와 큰 차이가 없었 지만 버섯수확후배지 발효산물의 첨가량이 증가할수록 감
소하는 경향을 나타내었다. 계란의 내부 품질을 평가하는 기준인 난황색은 5% 버섯수확후배지 발효산물 첨가구에 서는 대조구와 차이가 없었으나 10% 이상의 버섯수확후 배지 발효산물을 첨가한 처리구에서는 난황색이 대조구에 비해 낮게 나타났다. 이러한 결과는 Na et al(2005)의 산 란계에 팽이버섯 배지 부산물을 5% 첨가한 결과 난황색 은 대조구와 차이가 없었으나 10% 첨가시에는 난황색이 대조구에 비해 유의적으로 낮아졌다는 보고와 동일한 결 과였으나 Lee et al(2014) 등의 새송이버섯 발효 균사체 급여가 산란계의 난황색에는 영향을 주지 않는다는 보고 와는 상반된 결과를 나타내었다. 계란의 내부 오염 지표인 육반과 혈반에서는 처리구간의 차이는 없었으며 외부 품 질 기준인 난각색도 처리구간에 차이를 나타내지 않았다.
그러나 계란의 포장과 수송과정에서 계란의 상품성에 영 향을 미치는 요인인 난각중과 난각 두께는 5% 버섯수확 후배지 발효산물 첨가구에서 대조구보다 높게 나타났으며 이 결과는 새송이버섯 발효 균사체 급여가 산란계의 난각 중과 난각두께를 개선시킬 수 있다는 Lee et al(2014) 등의 보고와 일치하였다. Panda et al(2003)과 Nahashon et al (1996)은 산란계에 생균제를 급여하면 난각의 무게와 난각 두께 등 난각질을 개선시킬 수 있다고 보고하였다. 이상의 결과를 종합해보면 산란계에 5% 버섯수확후배지 첨가는 계란의 내부품질 기준인 난황색과 외부품질 기준인 난각 중과 난각두께를 개선시킬 수 있을 것으로 판단된다.
버섯수확후배지 발효산물 급여가 계분의 가스 발생량에 미치는 영향
버섯수확후배지 발효산물의 급여가 산란계의 가스 발생
Table 2. Effect of experimental diet on weight, egg production, egg weight, feed intake, feed conversion and livability of laying hens
Treatment
1)Feed intake (g/d/bird)
Feed conversion (Feed/egg)
Egg production (%)
Egg weight (g)
Egg mass (g/d)
T0 120.2 ±2.29 2.29 ±0.02 0.91 ±0.020 63.0 ±0.49 52.1 ±1.29
T1 122.8 ±3.15 2.28 ±0.12 0.93 ±0.018 63.0 ±0.83 53.6 ±2.23
T2 126.3 ±3.29 2.44 ±0.84 0.89 ±0.022 63.0 ±0.76 51.8 ±1.97
T3 127.0 ±4.97 2.52 ±0.09 0.85 ±0.012 63.0 ±0.35 50.2 ±1.45
1)
T0, Commercial feed without SMS; T1, Commercial feed with 5% SMS; T2, Commercial feed with 10% SMS; T3, Commercial feed with 15% SMS.
Table 3. Effect of experimental diet on egg qualities of laying hens Treatment
1)Shell weight
(g)
Shell tickness (um)
Yolk color (R.C.F)
Meat spot (%)
Blood spot (%)
T0 5.6 ±0.10 362.9 ±4.13 8.4 ±0.09 3.2 ±2.35 5.2 ±2.35
T1 5.9 ±0.09 361.3 ±3.49 9.0 ±0.09 3.4 ±3.06 4.9 ±2.06
T2 4.7 ±0.18 348.9 ±4.32 7.7 ±0.09 3.6 ±1.92 4.3 ±2.63
T3 4.0 ±0.21 340.5 ±3.70 7.5 ±0.09 3.3 ±2.33 4.7 ±2.75
1)
T0, Commercial feed without SMS; T1, Commercial feed with 5% SMS; T2, Commercial feed with 10% SMS; T3, Commercial feed with
15% SMS.
량에 미치는 영향은 Table 4에 나타내었다. 각 처리구별로 배설된 24시간 이내의 신선한 배설물을 수거하여 0, 3, 6, 9, 12일 간격으로 가스를 측정하였다. 대조구와 비교하여 모든 처리구에서 암모니아 가스 발생이 대조구보다 낮은 수치를 나타내었다. Lin and Visek(1991)은 가축에 있어 장관 내로 분비된 요소는 요소분해효소에 의해 암모니아로 분해되고 분해된 암모니아는 가축의 성장을 저해한다고 보 고하였으며 Homidan et al(2003)은 계사에서 발생되는 암모니아는 생산성에 영향을 주는 가장 큰 요인이라고 하 였다. 이러한 암모니아에 의한 피해는 사료 내 단백질 함량 을 낮추거나(Hobbes et al, 1996) 소화기관 내의 pH를 조절 하여 미생물 군을 조절하면 개선될 수 있다(Heugtenand and Kempen, 1999). Park et al(2010)은 버섯의 균사체 추출물이 유해균과 유익균의 증식을 조절함으로써 pH가 조절된다고 보고하였으며 Kim et al(2001)의 보고에서도 육계 사료에 복합생균제를 첨가할 경우 암모니아 가스 농 도가 유의적으로 감소하였으며 Chiang and Hsieh(1995) 도 육계에 복합생균제를 급여하였을 경우 분내 암모니아 농도가 감소하였다고 보고하였다. 따라서 본 연구 결과에 서도 버섯수확후배지 발효사료 첨가량이 증가할수록 암모 니아 가스 발생량이 감소하는 경향을 나타내었으며 이러 한 결과는 버섯수확후배지에 잔존해 있는 느티만가닥 균 사체와 버섯수확후배지의 발효를 위해 첨가한 Bacillus subtilis EJ03의 복합효과에 의한 것으로 추정된다.
적 요
느티만가닥버섯 수확후배지 발효사료 급여가 산란계에 미치는 영향을 조사하기 위하여 도준농산에서 수거한 느 티만가닥버섯 수확후배지를 Bacillus subtilis EJ3 배양액 과 혼합하여 2주 동안 발효시킨 것을 공시사료로 사용하 였다. 실험동물인 12주령된 Hy-line brown 갈색계 24수는 시판사료 급여구인 대조구(T0)와 5(T1), 10(T2), 15%(T3) 의 버섯수확후배지 발효산물이 첨가된 시판사료 급여구인 시험구로 나누어 12주 동안 공시사료를 급여하였다. 12주 동안 평균 산란율은 대조구에 비해 5% 버섯수확후배지 발효산물 첨가구에서 증가하였다가 버섯수확후배지 첨가
량이 증가할수록 감소하였다. 사료섭취량은 대조구와 5%
버섯수확후배지 발효산물 첨가구에서는 큰 차이를 보이지 않았지만 버섯수확후배지 발효산물 첨가량이 증가할수록 약간 증가하였다. 사료요구율은 대조구와 5% 버섯수확후 배지 첨가구에서 비슷하게 나타났으며 10% 버섯수확후배 지 첨가구부터는 버섯수확후배지 첨가량이 증가할수록 높 게 나타났다. 산란량과 산란율은 대조구보다는 5% 버섯수 확후배지 첨가구에서 높게 나타났다. 총 12주의 사양시험 기간 동안 난중, 난각강도, 난각두께, 난황색 모두 5% 버 섯수확후배지 발효산물을 첨가한 처리구에서는 대조구와 큰 차이가 없었지만 버섯수확후배지 발효산물의 첨가량이 증가할수록 감소하는 경향을 나타내었다. 계란의 내부 품 질을 평가하는 기준인 난황색은 5% 버섯수확후배지 발효 산물 첨가구에서는 대조구와 차이가 없었으나 10% 이상 의 버섯수확후배지 발효산물을 첨가한 처리구에서는 난황 색이 대조구에 비해 낮게 나타났다. 계란의 내부 오염 지 표인 육반과 혈반에서는 처리구간의 차이는 없었으며 외 부 품질 기준인 난각색도 처리구간에 차이를 나타내지 않 았다. 그러나 계란의 포장과 수송과정에서 계란의 상품성 에 영향을 미치는 요인인 난각중과 난각 두께는 5% 버섯 수확후배지 발효산물 첨가구에서 대조구보다 높게 나타났 다. 버섯수확후배지 발효산물의 급여구에서 산란계의 가스 발생량은 버섯수확후배지 첨가량이 증가할수록 암모니아 가스 발생량이 감소하는 경향을 나타내었다.
감사의 말씀
본 연구는 2014년 농촌진흥청 공동연구사업(과제번호 PJ010129)에 의하여 수행된 결과의 일부이며 이에 감사드 립니다.
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Table 4. Effect of experimental diet on fecal ammonia gas in manure of laying hens (ppm)
Treatment
1)Days
0 3 6 9 12
T0 3.2 ±0.25 23.7 ±6.85 6.9 ±2.34 2.3 ±2.33 2.9 ±3.12
T1 3.0 ±0.34 21.8 ±5.43 5.3 ±1.98 1.9 ±4.37 2.0 ±2.74
T2 3.5 ±0.28 20.9 ±6.27 4.9 ±2.20 2.0 ±1.07 1.9 ±1.57
T3 3.3 ±0.13 21.5 ±5.72 4.5 ±3.03 1.9 ±3.93 2.0 ±2.88
1)
T0, Commercial feed without SMS; T1, Commercial feed with 5% SMS; T2, Commercial feed with 10% SMS; T3, Commercial feed with
15% SMS.
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