알코올 발효사료 급여가 반추위내 발효성상 및 미생물 단백질 합성에 미치는 영향

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동물자원연구 13 : 207 ~219， 2002

Annals of Animal Resources Science 13 207 ~219， 2002

알코올 발효사료 급여가 반추위내 발효성상 미생물 단백질 합성에 미치는 영향

1:1.1

^

엄창국·박병기·박재인·김창혁·고용균·김종복·홍병주·신종서

강원대학교 동물자원학부

Effects of Alcohol-Fermented Feedstuff on Ruminal Fermentation and Microbial Protein Synthesis

c. ^{G. Yan ,} B. K. Park , J. I. Park , C. H. Kim , Y. G. Goh , J. B. Kim B. J. Hong and J. S. Shin

Department of Animal Resources Science. Kangwon National University

ABSTRACT

This experiment was carried out to determine the effectiveness of alcohol-fermented feedstuff(AFF) on the fermentation , microbial protein synthesis and amino acid compositions of microorganism in the rumen. Treatment was composed of two groups(AFF and contro l), and the Hanwoo(450kg) with ruminal cannula was used as experimental anima l. The results obtained are summarized as follows.

Ruminal pH in control and AFF were within 5.9 to 6.6

and ruminal pH was lower in AFF than control during the whole experimental period. The ammonia concentration in the rumen was the highest both in AFF and control at 2 hours after feeding07.05mg/dl in AFF and 19 .1 4mg/dl in contro l) and was gradually decreased with ruminal fermentation time. Ruminal ammonia concentrations were lower in AFF than ontrol during the whole experimental period. In total volatile fatty acid(TVFA) concentration in the rumen , TVFA concentrations were always higher in AFF than control except 4 hours after feeding. Especially , TVFA concentration of AFF recorded the highest at 6 hours after feeding at which TVF A concentration of control was decreased. Among volatile fatty acids , acetate proportion was slightly lower but propionate proportion was slightly higher in AFF than contro l. Ruminal microbial protein synthesis was significantly higher in AFF than contro l( P<O.05). The total amino acid contents per 19 0아 f bacteria were higher in AFF(339.2mg빙) than contπtroη 이 O이l(α269.l rr뼈 I

acids inclu띠ding arginine were increased in AFF compared to contro l, but histidine content was decreased in AFF compared to contro l.

Key words : Alcohol1ermented feedstujJ, anuno nia, vo，뼈ile fi뼈’ acids , microbial protein synthesis , amino ac빼

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동물자원연구 (2002)

1 . 서 론

최곤， 고급육 생산의 일환으로 다양한 사 료 첨가제 및 미생물 제재들이 개발되어 한 우 비육우를 위한 사료배합 및 실제 사양관 리에서 폭넓게 이용되어 그 효과가 입증되고 있는데， 이러한 시도 중에서 발효성 미생물 인 yeast를 이 용하여 제 조한 알코올 발효사 료는 한우 비육우의 육성성적， 육질 등급 빛 육량 등급을 향상시키는 것으로 보고된 바 있다(신 등， 1994a , b). 그러나 알코올 발효 사료 급여시 반추위 환경 및 반추위 미생물 의 균체 조성 변화에 대한 연구는 실시된 바 없으며， 일본의 일부 연구자들(板橋 등，

1989: 大懶 등， 1991: B 野 등， 199 1)에 의해 비육우에 알코올 급여 시 반추위 발효특성 에 대한 검토가 일부 실시되었으나 발효성 미생 물을 이용하여 제조한 알코올 발효사료의 급 여 와 단순히 알코올의 급여 와는 반추위 발효 특성 및 미생물 균체 조성에 대한 영향이 다 를 것으로 판단된다.

板橋 등 (1989) 은 비육우에 알코올 급여시 반 추위내 pH는 알코올급여구가 대조구에 비해 약간 낮았으나， ammonia 및 총휘 발성 지 방산 농도는 대조구에 비해 알코올 급여구가 높았 다고 보고한 바 있으며， 또한 大懶 등 (1991) 은 조농비율은 7:3으로 하였을 경우에도 알코올 급여구와 대조구간에 반추위내 pH에는 차이가 없었으며， 총휘발성지방산 농도는 대조구에 비 해 알코올 급여 구가 높았으나， ammonia 농도 의 경우 알코올 급여 후 2시간까지는 대조구 에 비해 알코올 급여구에서 낮게 나타난 반면 에 2~6시간 사이에는 대조구에 비해 높았다 고 보고한 바 있다.

한편， 정 등(1996) 은 분말 알코올 급여시 대 조구에 비해 분말 알코올 급여구의 반추위내

p H: 빛 ammonia 농도가 낮았으며， 또한 총휘 발성 지 방산 중 acetate와 caproate의 비 율은 높 게 나타난 반면 에 propionate , butyrate 및 isovalerate의 비율은 낮았다고 보고한 바 있다.

또한 日野 등(1991)은 알코올 급여시 반추위내

ammohia 농도가 낮아지는 원인은 알코올이

반추위내에서 단백질의 가수분해를 억제하여 아미 노산 빛 oligopeptide의 이 용성 을 감소시 킬 뿐만 아니 라 polypeptide로부터 ammonia의 생 성 및 공급을 억제하여 미생물태질소의 함량 을 감소시키는데， 이는 알코올이 단백질의 가 수분해과정에서 탈아미노화를 억제하기 때문

이라고 하였다.

이와 같이 알코올 원액을 희석하여 급여하 거나 분말 알코올을 급여하게 되면 반추위내 성상의 변화가 일어나게 되는례， 즉， 총휘발 성지방산 농도가 증가하게 되고 반추위내

pH 빛 암모니아 농도가 감소하는 것으로 나 타났으나 아직 까지 반추위 내 발효성 상에 대 한 연구결과는 일관성이 없을 뿐만 아니라 연구자간에 차이를 보이고 었다. 또한 임 (2001)은 맥주박 벚 비지박을 이용하여 제조 한 알코올 발효사료 급여시 대조구에 비해 반추위내 ammonia 농도는 증가하고 pH 빛 총휘발성지방산 농도는 감소하는 반면에， 휘 발성 지 방산 중 propionate , butyrate , valerate

빛 caproate의 생 성 비 율은 증가한다고 보고 한 바 있어 1알코올의 단순한 급여와 발효성 미생물을 이용하여 제조한 알코올 발효사료 와는 반추위 대사산물에 있어 차이를 보임을 시사하고 있다.

따라서 본 실험은 알코올 발효사료 급여가

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알코올 발효사료 급여가 반추위내 발효성상 빛 미생물 단백질 합성에 미치는 영향

반추위 발효성상， 반추위 미생물 단백질 합 성량 및 반추위 미생물 아미노산 조성에 미 치는 영 향을 조사하여 알코올 발효사료가 반 추위 발효성상에 미치는 영향을 규명함과 동 시에 알코올 발효사료의 급여가 비육우의 육 량 빛 육질을 개선시키는 이론적 근거를 제 시하고자 실시하였다.

II. 채료 및 방법

1. 시험사료 제조

본 연구에 이용된 알코올 발효사료는 옥수 수와 귀리를 80:20의 비율로 혼합한 후 물

50% ^, 당멀 10% 및 효모 5% 를 첨가하여 3

2"c 에서 4시간 동안 혐기적으로 발효시켜 제 조하였다.

2. 시험설계

시험구의 처리는 조농 비율을 5:5의 비율 로 급여하는 한우에게 건물 기준으로 배합사 Table 1. Chemical composition of experimental diets

료 50% + sudan grass silage 50% 를 급여 하 는 대조구( contr’01)와 배합사료 30% + 알코 올 발효사료 20% + sudan grass silage 50%

를 급여하는 처리구 (AFF) 의 2처리로 하였으 며， 각 시험사료의 화학적 조성은 Table 1 에 서와 같다.

3. 공시동물 및 사양관리

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

(09:00 및 18:0이 체중의 1.8% 로 급여하였 고， 물은 항상 자유 음수토록 하였다. 반추위 발효특성 및 미생물 단백질 합성량을 조사하 기 위해 위액을 채취하기 전에 14 일간의 사 료적응 기간을 두었으며， 본 시험 기간 중에 는 사료급여전 (09:00) 에 반추위 cannula를 통해서 최초로 위액을 채취하고 사료 급여 후 2시간 간격으로 8시간 08:00) 까지 위액을 채취하였다. 한편， 반추위내 미생물의 아미노 산 함량을 조사하기 위해 사료 급여 후 3시 간에 반추위 cannula를 통해 위액을 채취하 였다.

It ems Commercial

feed ^AFF

Sudan grass silage D ry matter , %

Crude protein , % Ether extracts

% Neutral detergent fiber , % Acid detergent fiber. % Crude ash , %

Alcohol. %

1)

AFF alcohol-fermented feedstuff

87.08 57.36 38.72

- - - - % of D ry matter - - - -

12.98 10 .1 2 7 .4 5

2 .1 1 2.78 2.21

2 1. 16 13.96 70.86

6.59 3.25 46.33

6.83 2.62 1 1. 91

3.90~4.50

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동물자원연구 (2002)

4. ^{조사항목 및 분석 방법}

반추위내 발효특성 벚 미생물 단백질 합성 량을 조사하기 위해 사료 급여전 (0시간)과 사 료 급여 후 2 , 4 , 6 빛 8시 간에 반추위 cannula

를 통해 반추위 내용물을 채취하였다. 반추위 내용물은 채취 즉시 4겹의 cheese cloth로 여과 하여 반추위액을 분리한 후 pH meter( Corning

455: USA) 를 이용하여 pH를 측정하고

ammonia 벚 휘발성지방산 농도를 분석하기

위해 250ml 플라스틱 용기에 반추위액을 각각

50ml 씩 분주하고 50% 황산 용액을 1 때씩 분주 하여 잘 혼합한 후 분석시까지 -20

c 에서 냉동 보관하였으며， 미생룹 단백질 합성량 측정을 위해서는 1000 m1 플라스틱 용기에 반추위액을 500 m1씩 분주하고 50% 황산 용액을 10ml 씩 분 주하여 잘 혼합한 후 분석시까지 -20

c 에서 냉 동보관하였다.

시험사료의 일반화학성분은 A.O.A.C. (1 990)

방법에 준하여 분석하였으며， 반추위액 중의

ammonia 농도는 Chaney와 Marbech (1 962) 의 방법에 따라 분석하였고 반추위액 중의 휘발 성지방산 농도는 Erwin 등(1961)의 방법에 준 하여 gas chromatography( HP 5890 Series II

GC) 를 이용하여 분석하였으며， 미생물 단백질 합성량은 반추위 미생물 건물 전량을 취하여

micro-kjeldahl 방법으로 질소함량을 측정한 후

이를 단백질 함량 (P) 으로 환산하여( x 6.25) 여 기에 다시 미생물건물량 (M) 을 곱하여 (MxP) 산출한 후 반추위액 100ml 에 함유된 미생물의 단백질 합성량으로 계산하였다.

한편， 반추위 미생물의 아미노산 조성을 분 석하기 위해 사료급여 후 3시간에 위액 1000ml

을 채 취 한 후 반추위 액 을 50 ml centrifuge tube에 분주하고 Hsu와 Fahey( 1990) 및 Czerkawski

(1986) 의 방법을 참조하여 500xg에서 원섬 분 리하여 사료업자와 protozoa를 제거하였으며，

상층액을 취하여 20 , 000 x g에서 20분간 원섬 분리하여 상층액을 제거하고 침전물을 0.85%

생리식염수 벚 증류수로 각각 2회씩 20 ^, 000x g

에서 원섬 분리를 통해 셰척하여 상층액을 제 거하고 침전물을 취하여 60

c 에서 3 일간 건조 시켜 미생물 건물량을 측정한 후 미생물의 아 미노산 함량은 Mason 등(1980) 의 방법에 준하 여 분석하였다.

5. 통계 분석

본 시험에서 얻은 결과들은 SAS(1985) 통 계 package를 이 용하여 GLM/Duncan의 방 법으로 유의성을 검증하였고， 처리간의 유의 성 검증을 위해 적용한 션형방정식은 다음과 같다.

Yij=μ + Ti + eij

Yij 실험 설측치 μ : 전체평균 Ti 처리효과

eij 각 개체의 고유한 확률오차

ill. 결과 및 고찰

1. 반추위액의 pH 변화

알코올 발효사료 (AFF) 의 급여가 한우의 반추위내 pH 변화에 미치는 영향을 조사한 결과는 Fig. 1 에서 나타낸 바와 같다.

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알코올 발효사료 급여가 반추위내 발효성상 및 미생물 단백질 합성에 미치는 영·향

6.80

6.60

6.40

6.20

E

6.00

5.80 5.60

.... Conlrol -AFF

5.40

o

I ncubal lon II me, H

Fig. 1. pH changes during ruminal fermentation

사료 급여 후 2시간에 대조구( control) 빛 AFF 구(알코올 발효사료구)의 반추위내 pH

는 각각 6.04 빛 5.92로 나타나 대 조구에 비 해 AFF 구의 pH가 유의적으로 낮은 결과를 보였으나 (P<0.05) ， 처리에 관계없이 반추위 발효시간이 경과함에 따라 서서히 증가하여 사료 급여 후 8시간에는 사료 급여전과 유사 한 수준으로 회복하는 것으로 나타났다.

한편， 반추위 발효 8시간 동안 대조구의 pH는 6.04~6.62 범위로 나타났으며， AFF구 의 pH는 5.92~6.59 범위로 나타나 AFF 구와 대조구의 평균 pH는 각각 6.20 및 6.34로서 비슷한 수준을 보였다.

임( 2001)은 맥주박 빛 비지박 알코올 발효 사료를 급여시 사료급여 후 2시간에 맥주박 빛 비지박 알코올 발효사료구의 반추위내 pH는 각각 6 .4 9 빛 6.53으로 대조구의 6.7에 비해 낮았다고 보고한 바 있으며， 또한 板橋 등 (989) 은 비육우에 알코올 급여시 알코올 급여구와 대조구의 반추위내 pH는 사료급여 후 2시간에 가장 낮은 수준을 보였다가 시간 이 경 과함에 따라 pH 가 증가하여 사료급여 후 6시간에는 정상적인 수준으로 회복되며 알코올 급여구가 대조구에 비하여 반추위

10

pH가 낮은 경향을 보였다고 하여 본 실험의 결과를 뒷받침해주고 있다.

한편， 반추위 발효 8시간 동안 대조구에 비해 AFF 구의 반추위내 pH가 다소 낮게 나 타난 원인은 알코올 발효사료의 경우 발효과 정에서 알코올뿐만 아니라 다량의 젖산을 생 성하고 사료내 pH가 낮기 때문에 반추위내 pH를 일시적으로 저하시키는 경향(임， 2001)

을 보일 뿐만 아니라 사료중의 알코올이 반 추위내에서 휘발성지방산으로 일부 전환되기 때문인 것으로 판단된다.

2. 반추위액의 암모니아 농도

알코올 발효사료 (AFF) 의 급여가 한우의 반추위내 ammonia 농도 변화에 미치는 영향 을 조사한 결과는 Fig. 2에서 나타낸 바와 같다.

25.00

'ë 20

~

Z

으 15.00 a c

∞ 10

。

。 며

c 을 5 둥

口 Conlrol .AFF

o

5.49 4.53

19.14 8.09 6.26

17.05 6.89 5.86

Incuballon 11m., H

8

히

m

-‘‘

「「)

Fi g. 2. Changes of ammonia concentration during ruminal fermentation

반추위내에서 영양학적인 효과의 지표를 제공 하는 하나의 산물이 ammonia 이며， ammonia 농 도는 사료 단백질의 이화작용， 반추위로부터 ammoma의 흡수 및 미생물 성장의 결과로 인한 ammoma의 동화작용간의 균형을 나타내게 되는

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동물자원 연구 (2002)

(Harrison , 1988) 본 실험에서 대조구에 비해 AFF 구에서 ammonia 농도가 낮았던 것으로 판단되며， 실제로 본 실험에서 AFF 구의 미 생물 단백질 합성량이 대조구에 비해 높게 나타난 결과 역시 이를 뒷받침하는 것으로 판단된다.

3. 반추위내 휘발성지방산 농도

알코올 발효사료 (AFF) 의 급여가 한우의 반추위내 휘발성지방산 농도 변화에 미치는 영향을 조사한 결과는 Fig. 3에서 나타낸 바 와같다.

총 휘발산지방산 농도는 대조구의 경우 사 료급여 후 시간이 경과함에 따라 점차 증가 하여 반추위 발효 4시 간에 는 3 1. 29mM/ l 이 었으나 반추위 발효 시간이 경과함에 따라 점차 감소하는 경 향으로 나타났으며 , 반추위 발효 8시간에는 사료급여전의 19.68mM/ l 보 데， 사료 급여 후 2시간의 대조구 빛 AFF구의

ammonia 농도는 각각 19 .1 4 빛 17.05mg/ dl 로 나 타나 대조구에 비해 AFF구가 비록 통계적인 유 의성은 인정되지 않았으나 낮은 경향으로 나타 났으며， 처리에 관계없이 반추위 발효 시간이 경 과함에 따라 반추위내 ammonia 농도는 지속적 으로 감소하여 반추위 발효 8시간에는 사료급여 전의 수준과 비슷한 결과를 보였다.

한편， 반추위 발효 8시간 동안 대조구에 비해 AFF에서 반추위내 ammonia 농도가 낮 은 경향을 보였는데， 이는 외형적으로는 반 추위 내 미 생 물의 proteolytic ^, peptidolytic 혹

은 deaminative 활성의 감소 때문인 것으로

보여지지만 (Newbold 등， 1990) , 실제로는 박 테리아의 성장량 증가에 원인이 있으며 (El

Hassan 등， 1996) ^, 다시 말해 서 총 혐 기 성 박테리아 빛 섬유소 분해 박테리아 수의 증 가로 반추위 미생물의 단백절 합성 및 성장 을 위 한 ammonia의 이 용성 이 증가하여

Acetate Total VFA

80.00 60.00

M%

’

-

- -

- - - - -

‘ ‘

‘ ‘

‘

‘ ‘

、

‘ ‘

‘ ‘

‘ ‘ n ‘

n u

애

76.00 mM

50.00

20.00 40.00

30.00

74.00

10.00

- - - Control - - A F F - - - Control

- - A F F

10

2 6

Incubation time, H 72.00

o

10

2 6 8

Incubation time, H 0.00

o

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알코올 발효사료 급여가 반추위내 발효성상 빛 미생물 단백질 합성에 미치는 영향

Propionate Butyrate

15.00 12.00

M% M%

14.50

11.50 14.00

13.50

’ ~

^{‘ -} 、‘、 ^‘ 、‘、、 ^‘ 、 ^{- ‘}

13.00

10.50

12.50

10.00 12.00

9.50

11.00

- - - Control - - - Control

--AFF --AFF

10.00 8.50

o

o

Incubation time. H Incubation time. H

Fi g, 3. Changes of volatile fatty acids concentration during ruminal fermentation

다 낮은 12.80mM/1 로 나타났다. 반면 에 AFF구의 경우 총휘발성지방산 농도가 사료 급여 후 2시간까지 증가한 후 반추위 발효 4

시간까지 일정 수준을 유지하였는데， 특히 반추위 발효 6시 간에 가장 높은 50.27mM/1

수준으로 나타났으며 , 반추위 발효 시 간이 경과함에 따라 총휘발성지방산 농도는 감소 하기 시작하였으나 반추위 발효 8시간에도 여전히 44.05mM/1 라는 높은 수준을 유지함 으로서 전체 반추위 발효 시간동안 총휘발성 지 방산 농도는 AFF 구가 대조구보다 높은 결 과를 보였다.

板橋 둥(1 989) 은 홀스타인 거세우에 알코 올 급여시 반추위내 총휘발성지방산 농도의 경우 알코올 급여구가 대조구에 비해 항상 높게 나타났다고 보고한 바 있으며， 또한 大 懶 등 (99 1) 벚 정 등 (1996) 도 분말 알코올 을 홀스타얀 거세우 빛 면양에 급여시에 반

추위내 총휘발성지방산 농도가 대조구에 비 하여 높게 나타났다고 보고한 바 있어 본 실 험결과를 뒷받침 해주고 있다.

총휘발성지방산 중에서 acetate가 차지하는 비 율은 AFF 구가 대 조구에 비 해 사료급여 후 전체 반추위 발효시간에서 낮은 수준으로 나 타났으나， propiona te의 비율은 AFF 구가 대 조구에 비해 사료급여 후 6시간을 제외한 전 체 반추위 발효시 간에서 높은 수준으로 나타 났다. 또한 총휘발성지방산 중에서 butyrate 가 차지하는 비율은 AFF구가 대조구에 비해 사료급여 후 2시간을 제외한 모든 반추위 발 효시간에서 항상 높게 나타났다.

한편， 大懶 등 (99 1) 빛 板橋 등 (99 1)은 홀스타인 거세우에게 알코올을 첨가한 사료 를 급여 시 총휘 발성 지 방산 중에 서 acetate가 차지하는 비율은 알코올 급여구가 대조구에 비해 높게 나타난 반면에 총휘발성지방산 중

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동물자원연구 (2002)

에서 propionate가 차지 하는 비율은 알코올 급 여구가 대조구에 비하여 낮게 나타났다고 보 고하여 본 실험결과와는 다소 차이를 보였으 나， 정 등(1996) 은 분말 알코올을 사료에 첨가 하여 면양에 급여시 알코올 급여구가 대조구 에 비하여 총휘발성지방산 중에서 acetate가 차지하는 비율은 감소하는 반면에 propionate

가 차지하는 비율은 증가하였다고 보고하여 본 실험결과를 뒷받침해 주고 있다.

4. 반추위 미샘물 단백질 합성량

알코올 발효사료 (AFF) 의 급여가 한우의 반추위내 미생물 단백질 합성량에 미치는 영 향을 조사한 결과는 Fig. 4에서 나타낸 바와 같다.

45 40 - 35.

"

~

.훌

=

。

늘 20 흥 ∞ 15

~ 10

""

Mean 더 Control 30.00 37.60 27 .40 26.10 26.80 29.58

.AFF 26.70 38.80 32.90 32.90 26.90 31.64

Incubat ion t ime. H

Fig. 4. Contents of microbial protein during ruminal fermentation

사료 급여 후 2시간에 대조구 빛 AFF 구의 반추위 미생물 단백질 합성량은 각각 38.80

및 37.60mgj dl 로서 가장 높게 나타났으며， 반 추위 발효 시간이 경과함에 따라 점차적으로 감소하는 경향을 보였는데， 배와 신 (994) 은 면양을 이용하여 사료급여 후 2시간 간격으 로 10시간까지 반추위액을 채취하여 반추미

생물 단백질 합성량을 측정한 결과 사료급여 후 2시간에 반추위 미생물의 단백질 합성량 이 가장 높았을 뿐만 아니 라 반추위 발효시 간이 경과됨에 따라 점차 감소하였다고 보고 하여 본 실험 결과와 유사한 결과를 보였다.

또한， 사료급여 후 4시간의 대조구 빛 AFF 구의 반추위 미생물 단백질 합성량은 각 각 27 .4 0 빛 32.90mgj dl 로 대 조구에 비 해 AFF 구의 반추위 미생물 단백질 합성량이 유 의적으로 높게 나타났으며 (P(0.05) , 사료 급 여 후 6시간에도 각각 26.10 ^빛 32.90mgj dl 로 대조구에 비해 AFF구에서 반추위 미생물 단백질 합성량이 유의적으로 높은 결과를 보 였으며 (P(0.05) ， 사료급여 전 (0시간)을 제외 한 전체 반추위 발효시간을 통해 대조구에 비해 AFF구의 반추위 미생물 단백질 합성량

이 높은 결과를 보였다.

일반적으로 반추위에서 소장으로 유입되는 단백질의 60~80%가 반추위에서 합성된 미생 물 단백절로 구성되며 (Smith， 1979) , 이러한 미생물 단백질 소화율은 70% 이상으로 반추위 에서 합성되는 미생물 단백질은 숙주동물에게 단백질 공급원으로서 동물의 성장과 생산성 향상에 중요한 역할을 담당하고 있다.

따라서 본 실험에서 알코올 발효사료의 급 여로 인해 반추위 미생물 단백질 합성량이 증가한 1차적 인 원 인은 알코올 발효사료 제 조시 발효 균주로 사용한 yeast가 반추위 내 에서 혐기성 미생물 및 섬유소 분해 미생물 의 수를 증가시 켜 (Beharka와 Nagaraja ,

1998; Newbold 등， 1998; Kumar 등， 1997;

El Hassan 등， 1996) 반추위 내 혐 기 도를 높 여 이상 발효 억제， pH 안정 및 lactate 생성 량 감소 등의 작용을 통해 미생물의 증식이 활발해지고 미생물 균체 단백질 합성량을 증 가시켰기 때문인 것으로 판단되며 (Wallace，

1994) , 2차적 인 원 인 은 반추위 내 ammonia의

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알코올 발효사료 급여가 반추위내 발효성상 및 미생물 단백질 합성에 미치는 영향

경우 반추미생물의 단백질 합성에 영향을 미 치는 요인 중의 하나인 동시에 반추위내 미 생물 성장을 위한 필수적인 질소원인데

(Stern 등， 1978 ), 알코올 발효사료의 급여로

인해 반추위내 ammonia의 이용 효율 개선에 원인이 있는 것으로 판단되는데， 실제로 본 실험에서 반추위내 ammonia 농도가 대조구 에 비해 AFF구에서 반추위 발효 8시간 동안 낮게 나타난 사실 역시 이러한 결과를 뒷받 침 해주고 있다.

5. 반추미샘물의 아미노산 조성

얄코올 발효사료 (AFF) 의 급여가 한우의 반추위내 박테리아의 아미노산 조성 및 함량 에 미치는 영향을 조사한 결과는 Table 2에 서 나타낸 바와 같다.

균체 의 총 아미 노산 함량 (mg/bacteria g) 은 AFF 구 및 대조구가 각각 339.20 및 269 .l 1mg 으로 대조구에 비해 AFF 구에서 균체 당

70.09mg 높은 결과를 보였으며， 균체의 아미

Table 2. Amino acids composition in rumen bacteria of Hanwoo fed alcohol-fermented feedstuff Treatment

It ems

Control AFF

Essential amino acids

Arginine , mg/g(%) 13 .4 8 :t 0.64(5.01)b 17.51 :t1. 32(5 .1 6)a Histidine , mg/g( %) 20 .1 8 :t 1. 69(7.50) a 10.57 :t 0.9H 3 .1 2) b Isoleucine , mg/g( %) l 1. 37 :t 0.73(4.23)NS 12.92 :t 0.92(3.8 1) Leucine , mg/g( %) 17.33 :t 0.89(6 .4 4)b 2 1. 57 :t1. 45(6 .3 6)a Lysine , mg/g( %) 12 .4 2 :t 0.77(4.62)b 39 .7 6 :t1. 620 1. 72)a Methionine , mg/g( %) 5.73 :t 0.72(2 .1 3)NS 5.73 :t 0.610.69) Phenylalanine , mg/g( %) 17.23 :t 1. 66( 6 .4 0)NS 15 .1 5 :t 0.75( 4 .47) Threonine , mg/g( %) 14.65 :t 0.9H5 .4 4)b 2 1. 02 :t1. 10(6.20)a Valine , mg/g( %) 13.69 :t 0.68(5.09)b 20 .1 8 :t1. 47(5.95)a Subtota l, mg/g(%) 126.08 :t 2.23(46.86)b 164 .4 1 :t1. 87(48 .4 8)a N onessential amino acids

Alanine , mg/g( %) 18.85 :t1. 46 <7 .00)b 28 .4 4 :t 1 .1 6(8 .3 8)a Aspartic acid , mg/g( %) 3 1. 30 :t1. 660 1. 63)b 37 .3 9 :t1. 230 1. 02)a Cystein , mg/g( %) 3.27 :t 0.290.2 1) NS 3.87 :t 0 .4 5( 1. 14) Glutamic acid , mg/g( %) 40 .3 9 :t 0.9505.01)b 48.98 :t 1. 07 (1 4 .4 4)a Glycine , mg/g(%) 13 .4 1 :t 0.73(4.98)NS 13.28 :t1. 19( 3. 92) Proline. mg/g( %) 1 1. 70 :t 0.97(4.35)NS 13.06 :t1. 10(3.85) Serine. mg/g( %) 1 1. 84 :t 0 .4 2(4 .4 0)b 16.31 :t 0.83(4.8 1) a Tyrosine. mg/g( %) 12.27 :t1. 57(4.56)NS 13 .4 5 :t 0.8H 3. 9 7) Subtotal. mg/g( %) 143.03 :t 1. 96(53 .1 4)b 174.79 :t 2.0H5 1. 52)a Total. mg/g( %) 269 .1 1 :t 4 .4 4 (1 00) b 339.20 :t 5.28 (1 00) a a. b Means in same row with different superscripts differ( p<0.05L

NS not significant.

1)

AFF Alcohol-fermented feedstuff.

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동물자원 연구 (2002)

노산 조성에서 높은 비율을 차지하는 아미노 산은 AFF 구의 경우 glutamic acid , lysine 빛

aspartic acid로 균체 당 함량이 각각 48.98 ,

39.76 빛 37.39rng 이었으며， 대조구의 경우에는

glutamic acid 빛 aspartic acid로서 균체 당 함량은 각각 40.39 벚 3 1. 30rng으로 나타났다.

또한 대조구 빛 AFF구의 필수아미노산 함 량은 각각 126.08 빛 164.41rng으로 나타났으 며， 비필수아미노산 함량은 각각 143.03 벚 174.79rng으로 나타나 필수 빛 비필수아미노 산 함량 모두 대조구에 비해 AFF구에서 유 의적으로 높은 결과를 보였다 (P<0.05) .

한편， 개별 아미노산의 함량 역시 AFF 구 가 대조구보다 높은 경향을 보였는데， 균체 의 lysine , arginine , threonine , leucinne ,

valine , alanine , aspartic acid , glutamic acid

빛 serine 함량은 AFF구가 대 조구보다 높게

나타났으며， 특히， lysine 함량은 AFF 구가 39.76rng으로 대 조구의 12.42rng보다 27.34rng 높 은 결과로 나타났다.

반면 에 histidine 함량은 AFF구가 10.57rng

으로 대 조구의 20.1 8rng 보다 9.61rng 적 게 나타 났으며 , 다른 아미 노산 즉 methionine，

phenylalanine ^, isoleucine ^, glycine ^, cystine ^, proline 및 tyrosine 함량은 AFF구와 대 조구 가 비슷한 수준으로 나타났다. 특히， 쇠고기 맛과 관련 이 있는 glutamic acid 함량은 AFF

구가 대조구에 비해 약 8.59% 높게 나타났 는데 이러한 변화가 쇠고기의 풍미에 영향을 미 칠 가능성 이 있는 것으로 사료된다.

일반적으로 mixed rumen bacteria의 아미 노산 profile은 일정하고 사료에 의해서 크게 영향을 받지 않는다고 하였으나(φrskov， 1982) ^, 반면에 Purser와 Buechler( 1966) 는 사료원에 따라 개별 적인 반추위 박테리아들의 아미노산 함량 변화 범위는 코다고 하였다. 즉， 반추위에서 가장 풍 부한 4종류의 반추위 박테리아인 Se lenomonas

ruminantium , Butyrivibrio fibrisolvens , Bacteroides amylophilus ^, 벚 Bacteroides ruminicola는 아미노산 함량 즉， 100g의 총 아미노산에 대한 개별 아 미 노산의 g은 각각 Thr , 4.7-5.7; Val. 6 .4 -1 1. 4;

Met ^, 2.2-3.3; Il e ^, 6.3-7 .4: Leu ^, 7.7-8.6: Lys ^, 8.3-14.9 및 Phe , 4.7-5.6범위를 나타낸다고 하 여 사료에 의해 크게 영향을 받는다고 하였다.

따라서 본 실험에서 반추위내 박테리아의 총 아미노산 빛 개별 아미노산 함량이 대조구 에 비해 AFF에서 높았던 원인은 알코올 발효 사료 및 알코올 발효사료 제조시 미생물 균주 로 사용한 yeast가 반추위에서 일부 박테리아 종의 성장에 대한 선택적인 촉진 효과를 나타 내어 박테리아 집단의 변동을 초래하게되고，

이로 인해 박테리아 균체의 아미노산 profile의 변화를 초래한 것으로 판단되며， 본 실험에서 반추위 미생물 단백질 합성량이 대조구에 비 해 AFF구에서 유의적으로 높았던 사실과도 일치하는 것으로 사료된다.

N. 적 요

본 연구는 알코올 발효사료( Alcohol- Fermented Feedstuff , AFF) 급여 가 반추위 내 성상， 반추위 미생물의 단백질 합성량 및 반 추위 미생물의 아미노산조성에 미치는 영향 을 규명하기 위하여 실시하였다. 시험구 처 리는 AFF를 급여하지 않는 대조구 (control) 빛 AFF를 급여하는 처리구 (AFF 구)로 구분 하였으며， 공시동물은 반추위 cannula가 장 착된 한우 (450kg) 를 이용하였다. 본 실험에 서 얻어진 결과를 요약하면 다음과 같다.

1. 반추위내 pH는 대조구 빛 AFF 구 모두 5.9~6.6 범위에 있었으며， 전 시험기간 동

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알코올 발효사료 급여가 반추위내 발효성상 및 미생물 단백질 합성에 미치는 영향

안 AFF 구의 pH는 대조구의 pH보다 낮 은 결과를 보였다.

2. 대조구 빛 AFF구의 반추위내 ammonia 농 도는 사료 급여 후 2시 간에 각각 19 .1 4 빛

17.05mgj dl 로 가장 높게 나타났으나， 반추

위 발효 시간이 경과함에 따라 점차 감소 하는 결과를 보였다. 또한 전 시험기간 동 안 반추위 내 ammonia 농도는 대 조구에 비 해 AFF구에서 낮은 결과를 보였다.

3. 반추위내의 총 휘발산지방산 농도는 사료 급여 후 4시간을 제외한 전체 반추위 발 효시간에서 대조구에 비해 AFF 구에서 높 은 것으로 나타났으며， 특히 AFF구의 총 휘발성지방산 농도는 대조구의 총휘발성 지 방산 농도가 감소하는 반추위 발효 6시 간에 가장 높은 결과를 보였다. 또한 총휘 발성지방산 농도 중에서 acetate의 비율은 AFF 구가 대조구에 비하여 다소 낮게 나 타났으나 propionate 비 율은 다소 높은 결 과를 보였다.

4. 반추위 미생물 단백질 합성량은 대조구에 비해 AFF 구에서 유의적으로 높은 결과를 보였다 (P<0.05).

5. Bacteria g당 총 아미 노산함량은 AFF구 벚 대조구가 각각 339.2 및 269.1 mg으로 대조구에 비해 AFF구에서 높은 것으로 나타났으며 (P<0.05) , 개별 아미노산 조성 의 경우 대조구에 비해 AFF 구에서 arginine을 포함한 8가지 아미노산이 증가 하는 결과를 보였으나 (P<0.05) ， histidine

함량의 경우에는 대조구에 비해 AFF 구에 서 낮은 것으로 나타났다.

결과적으로 알코올 발효사료의 급여는 한 우 반추위내에서 미생물에 의한 ammonia의

이용성을 증진시킴과 동시에 휘발성지방산의 생성량을 증가시켜 반추위 발효를 촉진시킬

뿐만 아니라 미생물 단백질 합성량과 균체 당 아미노산의 함량을 증가시켜 한우의 생산 성 증진에 기여할 것으로 판단된다.

v. ^{사 사}

본 연구의 수행 및 분석과정에서 많은 도 움을 주신 강원대학교 동물자원공동연구소에 깊은‘감사를 드립니다.

VI. 참고문헌

1. A.O.A.C. 1990. Official method of analysis 05th EdJ. Association of official analytical chemists ^, Washington ^, D. C.

2. Beharka , A. A.. and N agaraja , T. G. 1998.

Effect of Aspergjj]us oryzae extract alone or in combinationwith antimicrobial compounds on ruminal bacteria. J. D airy Sci. 81: 1591-1598.

3. Chaney , E. L. and E. P. Marbach. 1962.

Modified reagents for determination of urea and ammonia. Clinical Chemistry.

8 , p. 130.

4. Czerkawski , J. W. 1986. An introduction to rumen studies. Pergamon Press.

5. EI Hassan , S. M. , Newbold , C. J. ,

Edwards , I. E., Topps , J. H. , and Wassace ^, J. R. 1996. Effect of yeast culture on rumen fermentation ^, microbial protein flow from the rumen and live-weight gain in bulls given high-cereal diets. Anim. Sc i. 62 ^, 43-48.

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동물자원 연구 (2002)

6. Erwin , E. S. G. J. Marco , and E. M.

Emery. 196 1. Volatile fatty acid analysis of blood and rumen fluid by gas chromatography. J. Dairy Sci. 44:1768-177 1.

Gartoil , G. A., F. D. D E B. Hovell and W.

R. H. Duncan , 1972. Br. J. Nutr. , 28 , p.

409.

7. Harrison ^, G. A. ^, Hemken ^, R. W. ^, Dawson ^, K. A. , Harmon , R. J. and Barker , K. B.

1988. Influence of addition of yeast culture supplement to diets of lactating cows on ruminal fermentation and microbial populations. J. D airy Sci.

71 :2967-2975.

8. Hsu ^, J. T. ^, and G. C. Fahey Jr. 1990.

Effects of centrifugation speed and freezing on composition of ruminal bacterial samples collected form defaunated sheep. J. Dairy Sci. 73 , p. 149.

9. Kumar , U. , Sareen , V. K. , and Singh , S.

1997. Effect of yeast culture supplement on ruminal microbial populations and metabolism in buffalo calves fed a high roughage diet. J. Sci F ood Agric.

73: 231-236.

10. Mason ^, V. C. ^, A. S. Bach. and M. Rudeom.

1980. Hydrolysate preparation for amino acids determinations in feed constituents.

3rd EAAP-Symposium on protein metabolism and nutrition. Braunschweig.

1 1. Newb이d， C. J. , P.E.V. Williams , N. McKai n, A. Walker , and R. J. Wallace. 1990. 안1e

effects of yeast culture on yeast numbers and fermentation in the rumen of sheep. Proc.

Nutr. Soc. 49 (1) :47 A.

12. Purser ^, D. B. and S. M. Buechler. 1966.

Amino acid composition of rumen

organisms. J. D airy Sc i, 49 , p. 8 1.

13. SAS. 1985. SAS user

s guide: Statistics ^, sas. Inst. , Cary. NC.

14. Smith. R. H. 1979. Synthesis of microbial nitrogen compounds in the rumen and their subsequent digestion. J. Animal Sc i.

49: 6 , p. 1604.

15. Stern ^, M. D. ^, W. H. Hoover and P. H.

Crooke r. 1978. Knowlton. Effects of non structural carbohydrate ^, urea and soluble protein synthesis in continuous culture of rumen contents. J. Anim. Sc i. 47 , p.

944.

16. Wallace. R. J. 1994. Ruminal microbi이ogy，

biotehcnology ^, and ruminant nutrition:

progress and problems. J. Anim. Sc i. 72 ,

2992-3003.

17. φrskov， E. R. 1982. Protein Nutrition in Ruminants. London and New York.

Academic Press.

18. 大懶和夫， 小林 剛， 松本光A ， 板橋久雄.

199 1. 灌淳爾料多給牛 (J))ν -J ν 醒醒J":; 갖­

νt= 及(i'캉工갖 J -)ν 游加 m 影響. 좁試if 報， 5 1, p. 9.

19. 日 野常男， 家田武史， 宮뼈孔志. 199 1. )ν­

x

J: 9 r 1)

1)

1) F

分解 ε 1) J -)ν 嚴 m 水素愈加 t= 及(i'캉工갖

J -)νm 影響. B 좁會報， 62 ^, p. 1009.

20. 板橋久雄， 松本光 A ， 小林 剛. 1989. 牛 m lν- ;1. ν 홉짧醒 k 血雙成分 t= 及(i'캉工갖 J- jιm 影響. 좁試땀f報， 49 ^, p. 25.

2 1. 板橋久雄， 日 野常男， 宮 ø않孔志. 199 1. 工 갖

J -)v 給與 l二 J: -::>Ltt.::~ 흔 h9 )ι -J ν 內 VFA生成 m 變動要因. 日 좁會報， 62(0) , p. 1000.

22. 배희동， 신형태. 1994. 韓國在來山후의 反 짧뿜內 醒醒特性에 관한 빠f究.1. 합性

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알코올 발효사료 급여가 반추위내 발효성상 빛 미생물 단백질 합성에 미치는 영향

소다 處理벗짚 給與가 韓國在來山후의 反짧뿜內 협짧醒生成物 變化에 미치는 영 향. 한영사지. 18( 4) , p. 270.

23. 신종서， 김종복， 성경일， 여인서， 김기은，

박연수， 홍병주. 1994. 고품질 쇠고기 생 산을 위한 한우 사육기술. 1. 소 성장호 르몬과 알코올 발효사료의 처 리 가 증체 율， 사료효율， 혈액성상， 육조성 빛 도체 등급에 미치는 영향. 한영사지. 18(5) , p.

363.

24. 신종서， 검종복， 성경일， 여인서， 검기은，

홍명주. 1994. 고품질 쇠고기 생산을 위한 한우 사육기술. 2. 소 성장호르몬과 알코올 발효사료의 처리가 도체품질 및 조성에 미 치는 영향. 한영사지. 18(5) ^, p. 373.

25. 임광철. 200 1. 알코올 발효사료의 한우 반 추위내 영양대사에 관한 연구. 강원대학 교 대 학원 박사학위 논문.

26. 정유열， 이은. 1996. 조사료 다급시 분말 알코올의 첨가가 한국재래산양의 제 1 위 내 미생물상과 발효양상에 미치는 영향.

한낙지， 18 (1), p. 1.

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