폐기활성 sludge의 반추위내 발효특성 및 in situ 소화율

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동물자원연구

116~

Annals of Animal Resources Science 14 116~ 127. 2003

폐기활성 sludge의 반추위내

및 in situ 소화율

오진석·박병기·고용균·김창혁·라참석·신종서·홍병주

강원대학교 동물자원과학대학

Fermentation Characteristics and /n situ Digestibility of Activated Sludge in Rumen

J. S. Oh, B. K Park, Y. G. Goh, C. H. Kim, C. S.

없，

College of AnimaJ Resources Science. Kangwon NationaJ University

ABSTRACT

This experiment examined the fermentation characteristics and in situ digestibility of the heated wasted activated sludge in rumen, to know the feed value of the heated wasted activated sludge. Holstein and Korean cattle that had cannula in rumen were used for in situ trials. pH change, change of ammonia concentration, and disappearance rate of dry matter and crude protein in rumen were examined. pH of activated sludge was higher than that of control, but it was lower than that of soybean meal. The concentration of ammonia in rumen was similar between the activated sludge and soybean meal during the ruminal incubation. However, it at 12 hours of ruminal incubation was remarkably higher in the activated sludge than in the soybean meal( P<O.05). D isappearance rate of the activated sludge in rumen during 24 hours was lower than that of whole soybean, cottonseed meal and soybean meal. The soluble dry matter of activated sludge and the content of degradable dry matter that can be dissolved in rumen were 13.71 and 9.58%, respectively. They were lower than that of whole soybean, cottonseed meal and soybean meal. Meanwhile, the content of soluble and degradable crude protein of the activated sludge that can be dissolved in rumen were remarkably lower than that of different protein source as 19.81 and 9.55%, respectively.

Key words : Activated sludge, In situ digestibility, pH, Ammonia

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J1.

서 론

우리나라에서 발생되는 폐수는 1 일

천톤 정도이며， 이중 축산폐수는 193천톤 정 도로 전체 하

폐수 방출량 중 축산폐수의 배출량이 차지하는 비중은 0.8% 로 매우 낮 은 수준이지만， 오염 부하량이 1 일 985톤 (BOD 기준)으로 전체의 8.5%( 홍 등. 1999) 를 차지하고 있기 때문에， 축산폐수는 배출량에 비해 오염 부하량이 상당히 높은 고농도 유 기성 폐수로서 환경 오염의 큰 원인으로 부 각되고 있는 실정이다(농림부.

이러한 폐수를 처리하는 방법으로는 물리적， 화학적 및 생물학적 처리 방법 등이 선행되고 있으 나， 최곤에 생물학적 처리 방법으로 축산폐 수를 처리하는 공정이 널리 활용되고 있다.

한편 생물학적 처리 방법의 경우 폐수 처리 과정에서 필연적으로 다량의 폐기활성 sludge 가 발생하게 되고， 폐기활성 sludge의 폐기처 분을 위해 막대한 비용이 소요되고 있는 실 정이지만， 폐기활성 sludge는 단백절 및 회분 함량이 높은 특성을 가지고 있기 때문에 가 축의 사료로 활용가치가 높을 것으로 판단된 다. 그러나 아직까지 폐기활성 sludge의 재활 용 공정 개 발， 특히 가축의 사료자원으로 활 용을 위한 사료화 기술 개발에 관한 체계적

인 연구결과가 미흡한 실정이다.

현재까지 폐기활성 sludge를 가축의 사료로 이용하려는 연구는 대부분 외극에서 이루어 져 왔는데， 폐기활성 sludge의 경우 가축사료 로서 비타민 B12의 공급원으로 보고된 바 있 다

등.

Firth와

Hurwitz. 1957).

한편. Ray (1 976) 는 폐기활 성 sludge를 육우 미경산우에 급여하면 도체 율， 등지방두께 및 체지방 함량이 낮아진다

고 하였으며.

등 (1975) 은 폐기활성 sludge 에 는

벚

함량 이 높 고， 암돼지 사료로 폐기활성 sludge를 급여하 면 성장， 번식 벚 영양소 소화율에 효과적이 었다고 보고한 바 있다. 또한

은 폐기활성 sludge에는 107}지 필수 아미노 산이 함유되어 있을 뿐만 아니라 생물가는 약 50% 정도라고 하였으며， 안 등 (1979) 은 맥 주공장 폐수의 폐기활성 sludge의 조단백질 함량이 47.7% 에 달한다고 보고한 바 있다.

이와 같이 폐기활성 sludge를 이용하여 사료 자원화 하려는 연구가 일부 실시되고 있지만 아직까지 미흡한 실정이며， 특히 우리나라의 경우 현재 배합사료에 사용하는 단백질(동물 성 및 식물성)원은 329만톤 (M/T) 정도로서 90년도에 비해 62% 가 증가하였으며(축협조 사월보.

단백질원으로 사용되고 있는 원료는 대부분이 대두박 벚 대두로서 톤당

162

및 170달러로 구입하여 가축의 단백질 사료로 이용하고 있다. 이와 같이 극내 가축 의 단백질원으로 사용되고 있는 사료자원은 대부분이 외극에 의존하고 있는 실정이므로 가축의 사료자원으로 특히 단백질원으로서 폐기활성 sludge의 이용 가치가 높을 것으로 판단된다. 그러나 아직까지 폐기활성 sludge 에 대한 사료적 가치 평가 벚 급여 효과에 대한 연구가 미흡하며， 특히 단백칠원으로 폐기활 성 sludge의 활용에 대한 연구가 필요한 실정

이다.

따라서 본 시험은 반추동물에 있어서 폐기 활성 sludge의 단백칠 사료 자원화 기술 개발 을 목적으로

배양 방법에 따라 반추 위내 발효특성， 건물 벚 조단백칠 분해율을 검토함으로써 반추가축의 단백칠 사료로의 이용 가능성을 검토하고자 실시하였다.

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동물자원 연구 (2003)

II.

재료 및 방법

1.

폐기활성 sludge의 수거 및 처리 방법

본 실험에 이용한 폐기활성 sludge는 강원 도 화천군 간동면 소재 약 50두 규모의 젖소 사육 농가의 착유 폐수 처리장으로부터 채취 하였고， 시간에 따른 폐수 성상의 변화를 최 소화할 목적으로 폐수를 농가의 저장 침전조 로부터

용기에 담아서 실험실로 운반하 였으며， 5분 교반 후 12시간 동안 정치시킨 다음 상층액을 제거했다. 그리고 수분함량이 80% 정 도인 폐 기 활성 sludge를 송풍식

oven에서 60

c 로 6시간 간격으로 뒤집어주고 3 일 동안 건조시 켰으며

건조가 완료된 폐 기 활성 sludge내의 병원성 미생물 빛 기타 미생 물을 사멸시킬 목적으로 160

c 에서 1시간

분 동안 열처리하여 1 일간 방치한 다음，

OOc 에서 재차 1 시간 30분 동안 열처리하여 건열 멸균시켰다. 이상의 건조 빚 건열 별균 과정을 거쳐 건물함량이 대략

정도인 폐기활성 sludge를 본 시험에 사용하였다.

2.

시험사료 제조

반추위 발효 특성을 조사하기 위한 시험에

Table 1. Chemical composition of experimental diets.

Item

Dry matter, %

Commercial feedstuff 92.00:t 0.12

서 폐기활성 sludge 첨가사료 (SAF:

feed) 는 폐기활성 sludge 1 1. 9% 와 배 합사료 88.1%를 흔합하여 제조하였으며， 대 두박 첨가사료 (SMAF:

feed) 는 대두박 8.2% 와 배합사료 9 1. 8% 를 혼합하여 제조하였는데， 공시사료들 의 조단백질 함량은

정도가 되도록 제 조하였다. 또한 반추위내 건물 빛 조단백질 분해율 변화를 조사하기 위한 시험에서는 시 판 비 육우 배 합사료，

벚

건초를 각각

빛 25% 의 비율로 혼합 하여 시험사료를 제조하였다. 시험사료 및

situ

시험에 이용한 개별 단미사료의 화학

조성 은

및 2에 서 나타낸 바와 같다.

3.

시험설계

반추위내 발효특성을 조사하기 위한 시험 에서는 시중에 유통되는 배합사료

첨가구 (T l)， 폐기활성 sludge 첨 가사료 (SAF)

十

첨 가구 (T2) 빛 대두박 첨가사료 (SMAF)

+ corn silage 50 %

첨가구 (T3) 의 3처 리로 하였으며， 또한 반추위내 건물 빛 조단백질 분해율 변화를 조사하기 위한 시험에서는 시 판 비 육우 배 합사료，

빛

Corn silage 29.42:t 0.24

Alfalfa hay 92.83:t 0.74 - - - % of dry ma tter - - - - Crude protein. %

Ether extract. % Crude ash. % NDF. ^% ADF^‘ %

13.65:t0.28 8.14:t0.17 13.82:t0.75 3.54:t 0.05

7.37:t0.41 38.94:t 1.04 14.61:t0.41

1.74:t0.14 5.74:t0.07 61.64:t0.75 33.65:t 0.49

0.81:t 0.10 8.61 :t0.07 52.99:t 0.18 39.02:t 0.09

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Table 2. Chemical composition of experimental diets for in situ trials.

Item Cotton seed

Soybean meal Sludge Whole

meal soybean

D ry matter. % 88.65:t 0.44 94.66::!::0.76 92.40:t 1.50 92.37:t 0.97 - - - % of dry matter - - - -

Crude Protein. ^% 22.75:t 0.65 Ether Extract. % 17.02:t0.32 Crude Ash, % 5^.15:t 0^.13

건초를 각각

벚 25% 의 비율로 혼합한 사료를 급여하는 공시축에서 대표적인 단미 사료인 대두박， 면실박 및 전지대두와 폐기 활성 sludge의 분해율을 비교 빛 검토하였으 며， 시험사료의 급여량은 체중의

전후로 하였다.

4.

공시동물 및 사양관리

반추위 발효특성 변화를 조사하기 위한 시 험에서는 반추위 cannula가 장착된

암소 (720kg) 를 공시하여 처리별로 제조된 사 료를 1 일 2회 (09:00 빛 18:0이 급여하였고，

물은 항상 자유음수토록 하였다. 반추위내 발효특성을 조사하기 위해서 위액을 채취하 기 전에 7 일간의 사료적응 기간을 두었으며，

본 시험 기간 중에는 사료 급여전 (09:0이에 반추위 cannula를 통해서 최초로 위액을 채 취하고 사료 급여후 3 시간 간격으로 12시간 (21:00) 까지 위액을 채취하였다.

반추위내 건물 벚 조단백질 분해율 변화를 조사하기 위 한 시 험 에 서 는 반추위 cannula가 장착된 한우 암소 (405 벚 450kg) 를 공시하여 처리별로 제조된 사료를 1 일 2 회 (09:00 벚 18:0이 급여하였고， 물은 항상 자유음수토록 하였다. 반추위내 영양소 소화율을 조사하기 위해 7 얼간의 사료적응 기간을 두었으며， 본 시험 기간 중에는 사료 급여전 (09:00) 에 반

48^{.1 O}:t 0^.49 28.86:t 0^.18 37.54 :t 0.1 0 0.84:t 0.17 0.78:t0.21 19.17:t 0.54 6.92:t0.07 24.36:t 0.05 5.50:t 0^.16

추위 cannula를 통해 서 최 초로

bag을 채취하고 사료 급여후 3시간 간격으로 24시 간 (09:00) 까지

bag을 채취하였다.

5.

조사항목 및 분석 방법

반추위내 발효특성을 조사하기 위한 시험에 서는 사료 급여 전 (0시간)과 사료 급여 후

빛 12시 간에 반추위 cannula를 통해 반추 위 내용물을 채취하였다. 반추위 내용물은 채 취 즉시 4겹 의

cloth로 여 과하여 반추 위 액 을 분리 한 후

USA) 를 이용하여 pH를 측정하고

농도 분석을 위하여 3개의

원심분리 tube에 반추위액을 각각 5ml 씩 분주하고 분석 시까지 -20

C 에서 냉동 보관하였다.

반추위내 건물 빛 조단백절 분해율을 검토 하기 위한 시험에서는 각각의 시험사료를

dacron

bag에

basis) 씩 넣은 후 반추위 cannula를 통해 반추위 내 에 넣 고

3, 6, 9, 12

빛 24시간 동안 배양하였다. 반추 위 내 배 양 이 완료된

bag은 수돗물로 맑은 물이 나올 때까지 셰척한 후

열풍 순환식 건조기에서 72시간 건조하고 무게를 측정하여 건물 (DM:

소실율을 계산하였으며， 건조된 시료를

크기로 분 쇄하여 조단백질 (CP:

소설율 측정에 사용하였다. 본 시험에 사용된 시험

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동물자원연구 (2003)

사료의 일반화학성분은 A.O.A.C.(990) 법에 준하여 분석 하였으며

반추위 액 중의

arnrnonia

농도는 Chaney 와

의 방법에 따라 분석하였고 neutral

detergent fiber(NDF)

빛

F) 의 함량은 Goering과

Soest(970) 의 방법에 준하여 분석하였다.

(1) DM disappearance( %) Sample DM(g) - Residue DM(g)

Sample D M (g)

(2) CP disappearance( %) Sample CP(g) - Residue

Sample CP(g)

(3) DM

및

분해율

x 100

x 100

반추위에서

빛

분해율은 0rskov와

McD onald

(1979) 의 방법을 이용하여

벚

값을 다음과 같은 공식으로 산출하였다.

P a + bO-e-^ct)

P

시간“ t" 경과시

빛 CP의 반 추위 분해율

a

반추위에서 빠르게 분해되는 부분

b :

주어진 시간 내에서 천천히 분해

되는부분

c

b부분의 시간당 분해상수

t

반추위내 발효시간

(4) DM

및

유효 분해율

DM

및

유효분해율은 시료의 반추위 통과속도에 따라

bag내 에 잔류하 는 영양소 (a'，

빛 c)를 조합하여 NRC(984) 에서 적용한

벚

h-

를 다음과 같은 공식에 대입하여 추정하 였다 (0rskov와

Ep a + bc/(c + k)

Ep : DM

및 CP의 유효분해율

k :

시료의 반추위 통과속도，

a, b

벚

(3)의

빛

분해 율 공식에서와 동일

6.

통계분석

본 시험에서 얻은 결과들은

통 계 package를 이용하여 GLM/Duncan의 방 법으로 유의성을 검증하였고， 처리간의 유의 성 검증을 위해 적용한 션형방정식은 다음과 같다.

Yij=μ

Yij:

실험 실측치

μ

전체평균

처리효과

eij

각 개체의 고유한 확률오차

ill.

결과 및 고찰

1.

반추위내

변화

폐기활성 sludge 첨가사료 및 대두박 첨가 사료의 급여에 따른 반추위내

변화를 조 사한 결과는

3 에서 나타낸 바와 같다.

반추위내 pH는 폐기활성 sludge 벚 대두박 첨가구인

및 T3가 사료 급여 후 3시간에 각각

빛 6.60으로 배합사료 첨가구 (T l) 의 6.25에 비해 높게 나타났으며 (P<O.O l)， 사 료 급여후 6시간의 pH 는

벚 T3구가

구에 비 해 낮게 나타났으나， 반추위 배 양시 간이 경과함에 따라 처리에 관계없이 pH가

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Table 3. pH changes during ruminal fermentation.

lncubation time/hours

0 3 6 9 12

T1l) 6.88^b:t 0.01 6.25^b:t 0.01 5.7t:t0.02 5.93^c:t 0.03 6.55^c:t 0.02 T2^Z) 6.81 ^b:t 0.01 6.35^b:t 0.02 6.l7^b:t 0.01 6.22^b:t 0.01 6.77^b:t0.01 T3^j) 7.29^a:t 0.01 6.60^a:t 0.02 6.51^a:t0.00 6.99^a:t 0.01 7.2r:t0.00 Mean:!:S.D.

1) T1 50 % of commercial feedstuff + 50 % of corn silage.

2) T2 50% of SAF + 50% of corn silage.

3) T3 50% of SMAF + 50% of corn silage.

a.b.c Means with different superscripts in the same column are significantly different( P<O.Ol).

서서히 증가하여 사료 급여 후 12시간에는 사료 급여전과 유사한 수준으로 회복되는 결 과를 보였다.

한편， 폐기활성 sludge 벚 대두박 첨가구들 이 전체 반추위 배양시간에서 시판 배합사료 첨가구보다 높은

수준을 유지하는 경향 을 보였는데， 이는 배합사료에 비해 폐기활 성 sludge 빛 대두박의 단백질 함량이 높은더l 원인이 있는 것으로 판단된다. 즉， 동

식물 성 단백질원은 반추위내에서 미생물에 의해 가수분해되어 암모니아를 생성하며， 이때 전 체 단백질의 약

정도는 암모니아 합성 을 위해 이용되고，

정도는 소장으로 유 입된다고 하였다 (Virtaneu，

이러한 측 면에서 볼 때 폐기활성 sludge 빛 대두박 첨 가구가 배합사료 첨가구보다 높은 pH를 유 지할 수 있었던 원인은 사료 단백질로부터 암모니아의 생성량이 상대적으로 많았기 때 문인 것으로 판단된다.

한편， 반추위내 pH는 반추위내 섬유소 소 화율과 밀접한 관계가 있는데，

은 정상적인 발효를 위해서는 반추위내

가 최소 6.0을 유지하여야 한다고 하였으며，

반추위내 pH 가

이하로 떨어지면 섬유소 분해박테리아의 활성이 억제되고

이하로

떨어지면 반추위내 운동이 중지되며， 섬유소 소화에 적당한 pH는

정도라고 보고하고 있다 (Mccollough ，

따라서 본 시험에서 폐기활성 sludge 빛 대 두박 첨가구의 반추위 pH가

~7.27로서 정상적인 반추위

범위를 유지하는 결과 를 보였는데， 이러한 결과는 폐기활성 sludge 를 첨가한 사료를 반추동물에 급여하여도 반 추위내 정상적인 pH를 유지할 수 있는 유효 한 단백질 사료자원인 것으로 판단된다.

2

암모니아 농도

폐기활성 sludge 첨가사료 빚 대두박 첨가 사료 급여 에 따른 반추위 내

농도 변화를 조사한 결과는

4에서 나타낸 바와같다.

반추위내에서 영양학적인 효과의 지표를 제공하는 하나의 산물이 ammonia 인데， 반추 위내 ammoma의 농도는 사료 단백질의 이화 작용， 반추위 로부터 ammonia의 흡수 벚 미 생물 성장의 결과로 인한 ammonia의 동화 작용간의 균형을 나타내기 때문에 본 시험에 서 반추위내 영양대사에서 중요한 위치를 차 지하고 있는 ammonia 에 대해 조사하였다.

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동물자원 연구 (2003)

Table 4. Changes of ammonia concentration( rng/ dl) during ruminal fermentation.

lncubation time/hours

0 3 6 9 12

T1l! 4.98^b:t 0.07 9.53^b:t 0.08 6.87^c:t 0.03 2.01 ^b:t 0.05 3.88^c:t 0.05 T2'::) 9.20^a:t 0.16 10.54^a:t0.26 9.04^a:t0.98 4.34^a:t 0.07 6.95^a:tO.l4 T3^j) 9^.40^a:t 0.07 10^.3t :t 0^.10 8.53^b:t 1.26 3.97^a:t 0.05 4^.41 ^b:t 0.07 Mean:tS.D.

1) T1 50 % of commercial feedstuff ⁺ 50 % of corn silage.

2) T2 50% of SAF + 50% of corn silage.

3) T3 50% of SMAF + 50% of corn silage.

a.b.c Means with different superscripts in the same column are significantly different( P<0.05).

In sjtu

배양 3시간에 폐기활성 sludge 첨가

구 (T2) 빛 대두박 첨가구 (T3) 의 반추위액 중의

농도는 각각

빛

dl 로 배합사료 첨가구 (T 1)의

dl 에 비해 유의적으로 높게 나타났으며 (P(0.05)

또한 배 양 12시 간에 반추위 액 중의

농도는 T2구가

dl 로

벚 T3구의

3.88

및

dl 에 비해 높은 결과를 보였 다 (P(0.05)

한편， Bryant와

1962) 은 반추위내 미생물의

정도는 ammonia를 질소원으로 이용하고， 이중

정도의 반추미생물은

ammonia

없이는 성장이 불가능하다고 하였

다. 또한 반추위 내 ammonia는 반추위 내 미 생 물의 성장에 필수적인 질소원이라고 보고되었 는데 (Bryant와

1966) ,

본 시험에서 폐기활성 sludge 첨가구가 배합사료 첨가구 벚 대두박 첨가구에 비해 암 모니아 함량이 유의적으로 높은 결과를 보여 폐기활성 sludge를 반추가축에게 급여할 경우 반추위내 암모니아 생성량을 증가시켜 반추위 내 미생물 성장을 위해 필요로 하는 질소원을 공급할 수 있는 사료자원으로서의 활용 가치 가 있다고 볼 수 있으며， 대두박에 상응하는 단백질 자원인 것으로 판단된다.

3.

건물 분해율

폐기활성 sludge'， 전지대두， 면설박 빛 대두 박의 반추위내 건물 소설율 및 건물 유효 분해 율은 각각

벚

5에 서 나타 낸 바와 같다.

반추위내 폐기활성 sludge의 건물 소설율은 배양 시간이 경과함에 따라 증가하는 경향을 보였으나， 면설박， 전지대두 벚 대두박에 비 해서는 현저히 낮은 수준으로 나타났다. 또 한 반추위내 배양 0시간에 폐기활성 sludge ， 전지대두， 면실박 빛 대두박의 건물 소설율 은 각각

벚 37.90% 로 폐 기 활성 sludge의 가용성물질의 함량이 전지대두，

면실박 벚 대두박에 비해 낮은 것으로 나타 났다. 이러한 결과는 오수 처리 과정 및 폐 기활성 sludge의 탈수 처리 과정에 이미 상당 량의 가용성 물질이 손실되었기 때문인 것으 로 판단되는데， 가용성 물질의 소설 요인에 는 여러 가지 있겠지만 그 중에서도 셰척방 법

빛 시 료의 종류에 따른 소실이 가장 큰 영향을 미친다고 보고(

rskov와

되 어 오수 처 리 과 정 벚 탈수 처리 과정을 거친 폐기활성 sludge의 가용성 물질의 함량이 낮은 결과를

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80

*

-@-m」@。Im」m@ggmω-”〕흐。

24 23.28 66.61 50.23 77 .05 12

18.97 57.86 43.89 56.13

18.13 17.74

53.55 57.51

41.24 41.65

45.78 53.12

Incubat ion t ime, H 3

14.62 47.54 32.54 40.85

o

13.63 48.93 37.15 37.90

톨 S I udge liJ Who I e soybean

口 Cotton seed

I::<ISoybean mea I

Dísappearance rate of dry matter duríng rumínal fermentatíon

박 및 대두박에 비해 현저히 타났다.

폐기활성 sludge의 건물 유효 분해율의 경 우 가용성 부분

값은

반추위내에 서 분해 될 수 있는 부분

값은

및 분해될 수 있는 부분의 분해속도

값은 6.86%h-

로 나타나 실제 반추위내에서 24시 간 동안 분해되는 부분은

미만이고 가

낮은 것으로 나

저 _'L:..

λ、

...L-

Fíg. 1

뒷받침 해주고 있다.

또한 반추위내 배양 24시간에 면실박，

지대두， 대두박 벚 폐기활성 sludge의 건물 실율은 각각

빛 23.1 2% 로 나타나 폐기활성 sludge의 건물 소실율이 다 른 사료원에 비해 낮은 결과를 보였다

이상의 결과로부터 폐기활성 sludge 의 반추위내 건물 소설율은 전지대두， 면실

Table 5. Effective digestibility of dry matter in the rumen.

Effective ruminal degradability Ruminal passage rate, h ^{-1 4)}

0.05 Parameter{ %)

Treatment

0.08 0.02

c^j)

μ 1 h

a¹) U

18.12 19.24

21.12 6.86

9.58 13.71

Sludge Whole soybean Cotton seed

51.96 52.57

53.37 7.16

19.74 46.87

41.92 52.79 43.77

Soybean meal

1) Rapidly soluble fraction.

2) Potentially degradable fraction.

3) Constant for b fraction.

4) Dry matter degradability estimated from in situ data(

φrskov

57.58 46.80

66.17 7.24

5.56 15.83

41.12 34.40

35.93

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동물자원 연구 (2003)

용성 부분도 15% 미만인 것으로 밝혀졌다.

따라서 반추위 내용물의 전이율을

벚 8%h-

로 가정할 때 폐기활성 sludge의 반추위 내에서 분해될 수 있는 비율은 각각

19.24

빛 18.1 2% 로 다른 사료원에 비해 매우

저조한 것으로 나타났다.

이상의 시험결과에서 폐기활성 sludge의 건물 분해율이 면실박， 전지대두 및 대두박에 비 해 낮게 나타난 이유는 가용성 건물 함량이 낮을 뿐만 아니라 반추위내 분해될 수 있는 부분이 적기 때문인 것으로 판단된다. 따라 서 폐기활성 sludge는 반추위내에서 이용되는 부분보다 소장으로 유입되는 건물함량이 높 기 때문에 영양소 이용효율이 높을 것으로 판단된다.

4.

조단백질 분해율

폐기활성 sludge， 전지대두， 면실박 빚 대두 박의 반추위내 조단백질 소실율 및 유효 분

해 율은 각각

2와

6에 나타낸 바 와 같다.

반추위 배양 0시간의 조단백칠 소설율은 폐기활성 sludge ， 전지대두， 면실박 및 대두박 이 각각

벚 22.00%로 나타 나 가용성 단백 질 함량은 폐 기 활성 sludge가 가장 낮고 면실박， 전지대두 빛 대두박이 높 은 것으로 나타났으며， 특히 면실박이 가장 높게 나타났다.

한편， 폐기활성 sludge의 경우 배양 시간이 경과함에 따라 단백질 소설율이 증가하는 경 향을 보였으나， 면설박， 전지대두 및 대두박 에 비해 반추위 전 배양시간동안에 단백질 소설율이 낮은 결과를 보였다.

또한， 면실박의 조단백질 함량은 폐기활성

sludge,

전지대두 및 대두박에 비해 낮음에도

불구하고 전 배양시간동안에 단백질 소실율 이 높은 결과를 보였으며， 면실박보다 조단 백질 함량이 높은 폐기활성 sludge는 조단백 질 소설율이 낮게 나타났다. 반면에 전지대

90.00

75.00

"" _{q여 60.00}

.= 30.00 밀

15.00

0.00

.S I udge 19.12 21.47

~Who I e soybean 28.70 29.71

디 Cotton seed 64.75 54.81

~Soybean mea I 22.00 27.69

12 24

24.68 24.97 25.42 29.36

34.29 36.84 36.77 47.38

70.24 72.49 74.67 82.72

34.42 36.62 37.03 65.19

Incubation time. H

Fig. 2. Disappearance rate of crude protein during ruminal fermentation.

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Table 6. Effective digestibility of crude protein in the rumen.

Parameter( %) Effective ruminal degradability Treatment a^l) bZ) cJ ) Ruminal passage rate. h ^{-1 4)}

0.02 0.05 0.08

Sludge 19.81 9.55 8.32 27.51 25.78 24.68

Whole soybean 28^.33 19.06 5^.49 42^.30 38^.30 36.08

Cotton seed 59.32 23.39 7.70 78.34 74.18 71.51

Soybean meal 23.65 41.55 3.76 50.76 4^1.47 36.92

1) Rapidly soluble fraction.

2) Potentially degradable fraction.

3) Constant for b fraction.

4) Dry matter degradabi1ity estimated from Ín sÍtu data(0rskov and McDonald. 1979).

두 빛 대두박보다 조단백질 함량이 낮은 폐 기활성 sludge는 조단백질 소실율에서 이들 단백질 사료원보다 낮은 결과를 보였다. 이 는 폐기활성 sludge의 단백질은 반추위내에서 분해도가 낮기 때문인 것으로 판단되는데，

이러한 원인은 폐기활성 sludge의 가공 과정 에서 실시한 열처리에 원인이 있는 것으로 사료된다.

Broderick과

1980) 은 사료단백질에 대한 열처리는 사료단백질의

함량을 증진시킬 수 있는 가장 경제적인 방법 중의 하나로서 반추위내에서 미생물에 의한 단백 질 분해효소작용을 억제하여 단백칠 분해를 감소시키고， 소장내로 단백질 유입량을 증가 시킨다고 보고한 바 있다. 이와 같이 반추위 배양 24시간에 단백칠 소실율은 면실박， 전 지대두， 대두박 벚 폐기활성 sludge가 각각

82.72. 63.92. 47.81

벚 29.26% 로 나타나 폐기 활성 sludge가 가장 낮은 결과를 보였다

(P(0.05) .

한편， 폐기활성 sludge의 반추위내 조단백질 유효 분해율의 경우 가용성 부분

값은

19.81 %.

반추위내에서 분해될 수 있는 부분

b

값은

및 분해될 수 있는 부분의 분

해속도

값은 8.32%h-

로 나타나 면설박， 전 지대두 벚 대두박에 비해 분해될 수 있는 부 분의 비율이 매우 낮은 결과를 보였다. 따라 서 반추위 내용물의 전이율을

벚 8%로 가정할 때 반추위내 24시간동안 분해될 수 있는 폐기활성 sludge의 조단백질의 비율은 각각

벚 24.68% 로 전 지 대 두， 면 실박 벚 대두박에 비해 현저하게 낮은 것으 로 밝혀졌다.

가축사료에서 단백질은 가장 중요하고 값비 싼 영양소원으로서 그 이용 효율은 가축의 종 류， 사료의 가공방법， 단백질 품질 등과 같은 요인에 따라 달라지는데 반추가축에서 단백질 의 이용성은 반추위내에서 반추미생물에 의해 분해되거나 또는 반추위내에서 분해되지 않고 소장으로 이송되어 아미노산으로 분해된 후 흡수되는 두 가지 형태인데， 반추가축의 생산 성을 향상시키기 위해서는 반추위내에서 분해 되지 않는 미분해성 단백질 사료자원의 공급

이 필요하다 (Chalupa.

또한 사료단백질 원의 반추위내 분해율이 높으면 반추위내 미 생물 단백질합성은 증가되지만 결과적으로 반 추위내에서 과잉의 암모니아가 생성되어 체외 로 손실되므로 사료단백칠의 이용성이 저하된

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동물자원연구 (2003)

다고 하였으며 (Stern과

반면에 분해율이 낮은 사료단백질 자원은 반추위내 미생물 단백칠 합성량이 감소하지 않는 한 섭 이지장으로 단백칠 유입량을 증가시켜(

반추가축의 생 산성 을 향상시 킨다고 하였 다(

등，

따라서 본 시험에서 폐기활성 sludge의 조 단백질은 전지대두， 면실박 벚 대두박의 조 단백질에 비해 반추위내 소설율 벚 유효분해 도가 낮게 나타나 반추위내에서 분해되는 단 백질의 부분보다는 소장으로 유엽되는 미분 해 단백질 부분이 높은 사료자원으로 폐기활 성 sludge를 반추가축의 단백질 사료원으로 이용할 경우 반추위내 미분해성 단백질 공급 을 증가시켜 사료단백질의 이용 효율을 높일 수 있는 유용한 단백절 사료자원인 것으로 판단된다.

N.

적 요

본 시험은 폐수의 생물학적 처리 과정에서 생성되는 폐기활성 sludge를 열처리하여 젖소 벚 한우에 급여할 경우 반추위내 발효특성 벚

in situ

소화율에 미치는 영향을 검토하여 반

추가축에서의 폐기활성 sludge의 사료적 가치를 규명코자 실시하였다. 공시동물은 제 1위에 cannula를 장착한

및 한우 암소를 이

용하여

소화시험을 실시하였다. 본 시

험의 조사항목은 폐기활성 sludge 처리에 따른 반추위내

변화， 암모니아 농도 변화， 건물 벚 조단백질 분해율을 캠토하였으며， 그 결과 를 요약하면 다음과 같다.

반추위내 pH는 폐기활성 sludge 처리구가 대 조구에 비해 높은 결과를 보였으나 대두박 처 리구에 비해서는 낮은 결과를 보였으며， 반추

위내 암모니아 농도는 반추위 배양시간동안 폐기활성 sludge 처리구와 대두박 처리구가 비 슷하였으나 반추위 배양 12시간에 폐기활성

sludge

처리구가 대조구 벚 대두박 처리구에

비해 현저히 높게 나타났다 (P<0.05)' 반추위내 배양 24시간 동안 건물 소설율은 폐기활성 sludge가 전지대두， 면설박 및 대두박에 비해 낮은 결과를 보였으며， 폐기활성 sludge의 가용 성 건물과 반추위내에서 분해될 수 있는 건물 함량은 각각

및 9.58%로 전지대두， 면실 박 벚 대두박에 비해 낮은 결과를 보였다. 한 편 폐 기 활성 sludge의 가용성 단백 질 함량 및 반추위내에서 분해될 수 있는 단백질 함량은 각각

빛 9.55%로 다른 단백절원에 비해 현저히 낮은 것으로 나타났다.

이상에서 폐기활성 sludge의 단백질은 반추 위내 가용성 부분， 분해될 수 있는 부분이 대두박을 위시한 다른 단백질원보다 낮게 나 타났으며， 반추위내 유효 분해율 역시 낮은 결과를 보였다. 또한 반추위내 pH는 폐기활 성 sludge 첨가시에도 정상적인

범위를 유 지하였으며， 반추위내 암모니아 농도는 폐기 활성 sludge 처리구가 대두박 처리구와 유사 한 결과를 보였다. 따라서 폐기활성 sludge는 반추가축의 사료자원으로 활용가치가 충분할 것으로 판단되며， 특히

자원 으로 사료가치가 있을 것으로 판단된다.

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