반추동물의 장내 메탄 저감을 위한 잠재적 사료 첨가제로서의 국내 해조류 평가 Evaluation of Domestic Macroalgae as a Potential Feed Additive for Enteric Methane Mitigation in Ruminants원문보기
우리나라의 해조류 생산량은 2020년 기준 177만 톤으로, 전 세계 해조류 생산량의 약 5.2%를 차지한다. 우리나라에서 해조류는 식품 뿐 만 아니라 화장품, 의약품 및 바이오 연료 등 다양한 산업분야에서 활용되고 있다. 최근 발표된 연구에 따르면, 해조류는 동물의 새로운 사료 자원이 될 수 있고, 메탄저감제로서 잠재성도 보고되고 있다. 메탄은 온실가스 중 하나이며, 우리나라 축산분야에서 발생되는 메탄의 양은 전체 온실가스 배출량 대비 약 1.4% (장내 발효: 0.68%, 가축 분뇨: 0.73%)로 추정된다. 특히, ...
우리나라의 해조류 생산량은 2020년 기준 177만 톤으로, 전 세계 해조류 생산량의 약 5.2%를 차지한다. 우리나라에서 해조류는 식품 뿐 만 아니라 화장품, 의약품 및 바이오 연료 등 다양한 산업분야에서 활용되고 있다. 최근 발표된 연구에 따르면, 해조류는 동물의 새로운 사료 자원이 될 수 있고, 메탄저감제로서 잠재성도 보고되고 있다. 메탄은 온실가스 중 하나이며, 우리나라 축산분야에서 발생되는 메탄의 양은 전체 온실가스 배출량 대비 약 1.4% (장내 발효: 0.68%, 가축 분뇨: 0.73%)로 추정된다. 특히, 반추동물의 장내 발효로 생성된 메탄은 기후 변화 뿐 만 아니라, 숙주 동물의 총 에너지 이용성 손실도 초래한다. 메탄 발생을 줄이기 위해 다양한 종류의 사료 첨가제가 개발되었으며, 그 중 합성화합물인 3-nitrooxyprpanol, 홍조류인 바다고리풀과 질산염 등이 가장 효과적이라고 보고되었다. 따라서, 이 연구의 목적은 국내산 해조류가 반추동물의 장내 메탄 저감을 위한 사료첨가제로서의 가능성을 평가하는 것이다. 실험 1, 2 및 3은 갈조류의 영양학적 가치를 평가하기 위해 일반 성분, 미네랄, 중금속 및 대사체 분석을 하였다. 또한, 반추위 발효 성상과 메탄 발생 그리고 건물소실률 평가를 위해 in vitro 실험과 in situ 실험을 수행하였다. 실험 4는 갈조류 추출물을 이용하여 반추위 발효 성상과 메탄 발생 그리고 반추위 미생물을 분석하였다. 또한, 대사체 분석과 총 플라보노이드 및 폴리페놀의 함량을 분석하였다. 실험 5는 홍조류 추출물을 이용하여 반추위 발효 성상과 메탄 발생 그리고 반추위 미생물 군집을 분석하였다. 실험 1은 갈조류인 미역을 각각의 첨가 수준(티모시 대비; 0, 1, 3, 5, 및 10%) 및 발효 시간대(3, 6, 9, 12, 24, 48 및 72 h)별로 in vitro 실험을 하였다. 미역은 조사료(볏짚, 티모시 및 알팔파)보다 회분 및 가용성탄수화물 함량이 높았지만, NDF, ADF 함량과 총 에너지가는 낮았다. 비소 함량은 사료 성분으로 허용 가능한 수준이었다. 반추위 발효 성상 결과, 대조구(0%)에 비해 미역 10% 첨가구에서는 총 휘발성 지방산(quadratic effect: P < 0.01), 초산(quadratic effect: P < 0.05), 프로피온산(quadratic effect: P < 0.01) 및 낙산(linear effect: P < 0.01) 생성량이 유의적으로 높았으나, 모든 미역 첨가구에서 메탄저감효과는 없었다. In situ 반추위 건물소실률은, 발효 72 시간대 티모시에서는 53.6% 미역은 80.2% 이였다. 수용성 분획인 “a” 값은 미역의 높은 가용성탄수화물 함량으로 인해 티모시 보다 높았다. 하지만, 가소화 분획인 "b” 값의 소화속도는 미역(0.035 h-1)이 티모시 (0.021 h-1)보다 높았고 유효건물분해률 역시 미역이 높았다. 대사체 분석 결과, 미역은 탄수화물 계열인 mannitol과 아미노산 계열인 alanine의 농도가 높았다. 이러한 연구 결과를 바탕으로, 미역은 반추동물의 메탄저감첨가제로서는 이용되기 힘들 것으로 판단된다. 그러나, 반추동물용 배합사료의 구성 성분으로서 이용은 적합하다고 판단된다. 실험 2는 갈조류인 모자반을 사용하였고, 실험 수행 방법은 실험 1과 동일하다. 모자반은 조사료(볏짚, 티모시 및 알팔파)보다 회분, 가용성탄수화물 및 리그닌의 함량이 높았지만, NDF, ADF 함량 및 총 에너지가는 낮았다. 비소의 함량은 사료 성분 허용 수준 보다 높았다. 반추위 발효 성상 결과, 대조구 (0%)에 비해 모자반 10% 첨가구에서는 총 휘발성 지방산(linear effect: P < 0.05), 초산(linear effect: P < 0.05), 프로피온산(quadratic effect: P < 0.05) 및 낙산(quadratic effect: P < 0.01) 생성량이 유의적으로 높았다. 하지만, 모자반 첨가구에서 메탄저감효과는 없었다. In situ 반추위 건물소실률은, 발효 72 시간대 티모시에서 53.6%, 모자반은 50.0% 이였다. 수용성 분획인 “a” 값은 모자반의 높은 가용성탄수화물 함량으로 인해 티모시 보다 높았다. 가소화 분획인 "b” 값의 소화속도는 모자반(0.0207 h-1)이 티모시(0.0213 h-1)보다 낮았지만, 유효건물분해률은 티모시보다 높았다. 대사체 분석 결과, 모자반은 지방 계열인 ethylene glycol, 아미노산 계열인 alanine, 카르복실 계열인 guanidoacetate의 농도가 높았다. 이러한 연구 결과를 바탕으로, 모자반은 메탄저감첨가제로서 이용되기 힘들 것으로 판단된다. 또한, 높은 비소 함량과 낮은 가소화 분획 값으로 인해 반추동물의 조사료 대체 사료보다 배합사료의 구성 성분으로 이용하는 것이 적합하다고 판단된다. 실험 3은 갈조류인 톳을 사용하였고, 실험 수행 방법은 실험 1과 동일하다. 톳은 조사료(볏짚, 티모시 및 알팔파)보다 회분, 가용성탄수화물 및 리그닌의 함량이 높았지만, NDF, ADF 함량 및 총 에너지가는 낮았다. 비소 함량은 사료 성분 허용 수준 보다 높았다. 반추위 발효 성상 결과, 대조구(0%)에 비해 톳 10% 첨가구에서는 총 휘발성 지방산(linear effect: P < 0.01), 초산(linear effect: P < 0.01), 프로피온산(linear effect: P < 0.01) 및 낙산(linear effect: P < 0.01) 생성량이 유의적으로 높았다. 총 가스 및 메탄 발생량은 발효 3 시간과 24 시간에 톳 1% 및 10% 첨가구에서 유의적으로(linear effect: P < 0.001)낮았다. 또한, 발효 24 시간 protozoa의 수는 톳 1% 와 10% 첨가구에서 유의적으로(linear effect: P = 0.002)낮았다. In situ 반추위 건물소실률은, 발효 72 시간대 티모시에서 61.6%, 톳은 62.7% 이였다. 수용성 분획인 “a” 값은 톳의 높은 가용성탄수화물 함량으로 인해 티모시 보다 높았다. 가소화 분획인 "b” 분획의 소화속도는 톳(0.0112 h-1)이 티모시(0.0214 h-1)보다 낮았지만, 유효건물분해률은 티모시에 비해 높았다. 대사체 분석 결과, 톳은 탄수화물 계열인 mannitol, 지방 계열인 ethylene glycol, 아미노산 계열인 alanine, 카르복실 계열인 guanidoacetate의 농도가 높았다. 이러한 연구 결과를 바탕으로, 톳 1%와 10% 첨가는 메탄저감효과를 보였다. 하지만, 높은 비소 함량과 낮은 가소화 분획 값으로 인해 반추동물의 조사료 대체 사료보다 배합사료의 구성 성분으로 이용하는 것이 적합하다고 판단된다. 실험 4는 갈조류인 미역, 톳 및 모자반 등 3개의 추출물을 기질 대비 5% 수준(0.25 mg/mL)으로 첨가하여 발효 시간대(6, 12, 24, 36 및 48 h)별로 in vitro 실험을 수행하였다. 발효 6 시간 pH와 총 가스 발생량은 대조구에 비해 모든 첨가구에서 유의적으로(P < 0.001)낮았다. 암모니아태질소 농도는 발효 12 시간 이후 모든 첨가구에서 대조구에 비해 유의적으로(P < 0.001)낮았다. 발효 24 시간 메탄 발생량은 모든 첨가구에서 저감효과(P < 0.001)가 있었고, 특히 톳에서 24.6% 감소하였다. 반면, 총 휘발성 지방산의 생성량(P < 0.05) 과 프로피온산의 비율(P < 0.001) 은 모든 첨가구에서 높았다. RT-PCR 결과 Fungi와 Methanogenic archaea의 수는 톳 첨가구에서 유의적으로(P < 0.05) 높았지만, Ciliate protozoa의 수는 미역과 모자반 첨가구에서 유의적으로(P < 0.01)낮았다. 단백질 분해 미생물(Prevotella ruminicola 및 Butyrivibrio fibrisolvens)은 첨가구에서 유의적으로(P < 0.05) 낮았으며, 섬유소 분해 미생물(Fibrobacter succinogenes, Ruminococcus flavefaciens 및 Ruminococcus albus)은 해조류의 종류에 따라 그 영향이 달랐다. 공통적으로, 지방 분해 미생물(Anaerovibrio lipotica)은 첨가구에서 대조구에 비해 유의적으로(P < 0.01)높았다. 추출물의 대사체 분석결과, 세 종류의 해조류는 각기 다른 집단을 형성하였다. PLS-DA 기반 variable importance projection in score 분석 결과 fumarate와 glycerol이 높았다. 또한, 해조류 추출물의 페놀 계열 대사체들과 총 플라보노이드 및 폴리페놀의 함량을 분석한 결과, 모자반이 가장 농도가 높았다. 이러한 연구 결과를 바탕으로, 갈조류 추출물은 메탄저감제로서 이용 가능할 것으로 판단된다. 실험 5는 홍조류인 넓은게발, 바다고리풀, 돌가사리, 참개도박 및 꼬시래기 등 5개의 추출물을 사용하였고, 실험 수행 방법은 실험 4와 동일하다. pH는 발효 48 시간을 제외한 모든 시간대와 첨가구에서 대조구에 비해 유의적으로(P < 0.01) 높았다. 암모니아태질소 농도는 발효 24 시간 이후 모든 첨가구에서 대조구에 비해 유의적으로(P < 0.05)낮았다. 발효 12 시간 메탄 발생량은 대부분의 첨가구에서 저감하였고(P < 0.001) 특히, 바다고리풀에서 대조구에 비해 최대 51.5% 감소하였다. 또한, 총 플라보노이드와 폴리페놀 함량은 바다고리풀에서 가장 높았다. 발효 24 시간 반추위액의 16S rRNA 분석 결과, 알파다양성의 Simpson 지표가 돌가사리 및 참개도박 첨가구에서 대조구에 비해 유의적으로(P < 0.05) 높았다. 베타다양성의 Weighted UniFrac Distance에서는 유의적인 차이가(P < 0.05) 나타난 반면, Unweighted UniFrac Distance에서는 차이가 없었다. 미생물의 우점도를 평가하는 LEfSe 분석 결과, 수소환원과 관련된 미생물들이 첨가구에서 대조구에 비해 우점하였다. 예를 들면, 프로피온산의 생성과 관련된 Unclassified Succinibrionaceae는 프로피온산과 양의 상관관계가 있는 것을 확인하였다. 또한, 수소와 포름산염의 산화를 일으키는 Denitrobacterium이 첨가구에서만 우점한 것을 확인하였고, Sulfur reduction pathway에 영향을 주는 Desulfovibrio도 바다고리풀 첨가구에서 대조구에 비해 우점한 것을 확인하였다. RT-PCR 결과, Total methanogens의 수는 모든 첨가구에서 대조구에 비해 유의적으로 낮았다. 이러한 연구 결과를 바탕으로, 홍조류 추출물은 반추동물의 메탄저감제로서 이용 가능 할 것으로 판단된다. 모든 실험 결과를 종합하였을 때, 해조류 원물은 회분과 가용성탄수화물의 함량이 높지만, 반추동물이 이용할 수 있는 NDF 및 ADF의 함량과 총 에너지가는 낮았다. 또한, 탄수화물, 아미노산 및 지방 계열의 다양한 대사체와 미네랄이 확인되었고, 모자반과 톳은 비소 함량이 높았다. 톳을 제외한 미역, 모자반에서는 메탄저감효과가 없었다. In vitro와 in situ 실험 결과, 낮은 가소화 분획 값으로 인해 반추동물의 조사료 대체 사료보다 배합사료의 구성 성분으로 이용하는 것이 적합하다고 판단된다. 갈조류와 홍조류 추출물의 첨가는 메탄저감에 탁월한 효과를 보였다. 수소환원 관련 미생물들이 추출물 첨가구에서 우점 하였고, 특히 갈조류와 홍조류 모두 프로피온산 생성을 유도하였다. 향후 연구에서는, in vitro 실험에서 나타난 메탄저감효과를 in vivo 실험을 통해 검증해야하며, 해조류 추출물이 장내 메탄 생성 기전 감소와의 상관관계를 규명하는 연구가 필요할 것으로 판단된다. 또한, 해조류가 새로운 사료자원으로서 활용되기 위해서는 독성물질(중금속), 높은 수분 및 염분 함량, 충분한 물량 확보 등과 같은 여러가지 문제를 함께 해결 해야 할 필요성이 있다고 판단된다.
우리나라의 해조류 생산량은 2020년 기준 177만 톤으로, 전 세계 해조류 생산량의 약 5.2%를 차지한다. 우리나라에서 해조류는 식품 뿐 만 아니라 화장품, 의약품 및 바이오 연료 등 다양한 산업분야에서 활용되고 있다. 최근 발표된 연구에 따르면, 해조류는 동물의 새로운 사료 자원이 될 수 있고, 메탄저감제로서 잠재성도 보고되고 있다. 메탄은 온실가스 중 하나이며, 우리나라 축산분야에서 발생되는 메탄의 양은 전체 온실가스 배출량 대비 약 1.4% (장내 발효: 0.68%, 가축 분뇨: 0.73%)로 추정된다. 특히, 반추동물의 장내 발효로 생성된 메탄은 기후 변화 뿐 만 아니라, 숙주 동물의 총 에너지 이용성 손실도 초래한다. 메탄 발생을 줄이기 위해 다양한 종류의 사료 첨가제가 개발되었으며, 그 중 합성화합물인 3-nitrooxyprpanol, 홍조류인 바다고리풀과 질산염 등이 가장 효과적이라고 보고되었다. 따라서, 이 연구의 목적은 국내산 해조류가 반추동물의 장내 메탄 저감을 위한 사료첨가제로서의 가능성을 평가하는 것이다. 실험 1, 2 및 3은 갈조류의 영양학적 가치를 평가하기 위해 일반 성분, 미네랄, 중금속 및 대사체 분석을 하였다. 또한, 반추위 발효 성상과 메탄 발생 그리고 건물소실률 평가를 위해 in vitro 실험과 in situ 실험을 수행하였다. 실험 4는 갈조류 추출물을 이용하여 반추위 발효 성상과 메탄 발생 그리고 반추위 미생물을 분석하였다. 또한, 대사체 분석과 총 플라보노이드 및 폴리페놀의 함량을 분석하였다. 실험 5는 홍조류 추출물을 이용하여 반추위 발효 성상과 메탄 발생 그리고 반추위 미생물 군집을 분석하였다. 실험 1은 갈조류인 미역을 각각의 첨가 수준(티모시 대비; 0, 1, 3, 5, 및 10%) 및 발효 시간대(3, 6, 9, 12, 24, 48 및 72 h)별로 in vitro 실험을 하였다. 미역은 조사료(볏짚, 티모시 및 알팔파)보다 회분 및 가용성탄수화물 함량이 높았지만, NDF, ADF 함량과 총 에너지가는 낮았다. 비소 함량은 사료 성분으로 허용 가능한 수준이었다. 반추위 발효 성상 결과, 대조구(0%)에 비해 미역 10% 첨가구에서는 총 휘발성 지방산(quadratic effect: P < 0.01), 초산(quadratic effect: P < 0.05), 프로피온산(quadratic effect: P < 0.01) 및 낙산(linear effect: P < 0.01) 생성량이 유의적으로 높았으나, 모든 미역 첨가구에서 메탄저감효과는 없었다. In situ 반추위 건물소실률은, 발효 72 시간대 티모시에서는 53.6% 미역은 80.2% 이였다. 수용성 분획인 “a” 값은 미역의 높은 가용성탄수화물 함량으로 인해 티모시 보다 높았다. 하지만, 가소화 분획인 "b” 값의 소화속도는 미역(0.035 h-1)이 티모시 (0.021 h-1)보다 높았고 유효건물분해률 역시 미역이 높았다. 대사체 분석 결과, 미역은 탄수화물 계열인 mannitol과 아미노산 계열인 alanine의 농도가 높았다. 이러한 연구 결과를 바탕으로, 미역은 반추동물의 메탄저감첨가제로서는 이용되기 힘들 것으로 판단된다. 그러나, 반추동물용 배합사료의 구성 성분으로서 이용은 적합하다고 판단된다. 실험 2는 갈조류인 모자반을 사용하였고, 실험 수행 방법은 실험 1과 동일하다. 모자반은 조사료(볏짚, 티모시 및 알팔파)보다 회분, 가용성탄수화물 및 리그닌의 함량이 높았지만, NDF, ADF 함량 및 총 에너지가는 낮았다. 비소의 함량은 사료 성분 허용 수준 보다 높았다. 반추위 발효 성상 결과, 대조구 (0%)에 비해 모자반 10% 첨가구에서는 총 휘발성 지방산(linear effect: P < 0.05), 초산(linear effect: P < 0.05), 프로피온산(quadratic effect: P < 0.05) 및 낙산(quadratic effect: P < 0.01) 생성량이 유의적으로 높았다. 하지만, 모자반 첨가구에서 메탄저감효과는 없었다. In situ 반추위 건물소실률은, 발효 72 시간대 티모시에서 53.6%, 모자반은 50.0% 이였다. 수용성 분획인 “a” 값은 모자반의 높은 가용성탄수화물 함량으로 인해 티모시 보다 높았다. 가소화 분획인 "b” 값의 소화속도는 모자반(0.0207 h-1)이 티모시(0.0213 h-1)보다 낮았지만, 유효건물분해률은 티모시보다 높았다. 대사체 분석 결과, 모자반은 지방 계열인 ethylene glycol, 아미노산 계열인 alanine, 카르복실 계열인 guanidoacetate의 농도가 높았다. 이러한 연구 결과를 바탕으로, 모자반은 메탄저감첨가제로서 이용되기 힘들 것으로 판단된다. 또한, 높은 비소 함량과 낮은 가소화 분획 값으로 인해 반추동물의 조사료 대체 사료보다 배합사료의 구성 성분으로 이용하는 것이 적합하다고 판단된다. 실험 3은 갈조류인 톳을 사용하였고, 실험 수행 방법은 실험 1과 동일하다. 톳은 조사료(볏짚, 티모시 및 알팔파)보다 회분, 가용성탄수화물 및 리그닌의 함량이 높았지만, NDF, ADF 함량 및 총 에너지가는 낮았다. 비소 함량은 사료 성분 허용 수준 보다 높았다. 반추위 발효 성상 결과, 대조구(0%)에 비해 톳 10% 첨가구에서는 총 휘발성 지방산(linear effect: P < 0.01), 초산(linear effect: P < 0.01), 프로피온산(linear effect: P < 0.01) 및 낙산(linear effect: P < 0.01) 생성량이 유의적으로 높았다. 총 가스 및 메탄 발생량은 발효 3 시간과 24 시간에 톳 1% 및 10% 첨가구에서 유의적으로(linear effect: P < 0.001)낮았다. 또한, 발효 24 시간 protozoa의 수는 톳 1% 와 10% 첨가구에서 유의적으로(linear effect: P = 0.002)낮았다. In situ 반추위 건물소실률은, 발효 72 시간대 티모시에서 61.6%, 톳은 62.7% 이였다. 수용성 분획인 “a” 값은 톳의 높은 가용성탄수화물 함량으로 인해 티모시 보다 높았다. 가소화 분획인 "b” 분획의 소화속도는 톳(0.0112 h-1)이 티모시(0.0214 h-1)보다 낮았지만, 유효건물분해률은 티모시에 비해 높았다. 대사체 분석 결과, 톳은 탄수화물 계열인 mannitol, 지방 계열인 ethylene glycol, 아미노산 계열인 alanine, 카르복실 계열인 guanidoacetate의 농도가 높았다. 이러한 연구 결과를 바탕으로, 톳 1%와 10% 첨가는 메탄저감효과를 보였다. 하지만, 높은 비소 함량과 낮은 가소화 분획 값으로 인해 반추동물의 조사료 대체 사료보다 배합사료의 구성 성분으로 이용하는 것이 적합하다고 판단된다. 실험 4는 갈조류인 미역, 톳 및 모자반 등 3개의 추출물을 기질 대비 5% 수준(0.25 mg/mL)으로 첨가하여 발효 시간대(6, 12, 24, 36 및 48 h)별로 in vitro 실험을 수행하였다. 발효 6 시간 pH와 총 가스 발생량은 대조구에 비해 모든 첨가구에서 유의적으로(P < 0.001)낮았다. 암모니아태질소 농도는 발효 12 시간 이후 모든 첨가구에서 대조구에 비해 유의적으로(P < 0.001)낮았다. 발효 24 시간 메탄 발생량은 모든 첨가구에서 저감효과(P < 0.001)가 있었고, 특히 톳에서 24.6% 감소하였다. 반면, 총 휘발성 지방산의 생성량(P < 0.05) 과 프로피온산의 비율(P < 0.001) 은 모든 첨가구에서 높았다. RT-PCR 결과 Fungi와 Methanogenic archaea의 수는 톳 첨가구에서 유의적으로(P < 0.05) 높았지만, Ciliate protozoa의 수는 미역과 모자반 첨가구에서 유의적으로(P < 0.01)낮았다. 단백질 분해 미생물(Prevotella ruminicola 및 Butyrivibrio fibrisolvens)은 첨가구에서 유의적으로(P < 0.05) 낮았으며, 섬유소 분해 미생물(Fibrobacter succinogenes, Ruminococcus flavefaciens 및 Ruminococcus albus)은 해조류의 종류에 따라 그 영향이 달랐다. 공통적으로, 지방 분해 미생물(Anaerovibrio lipotica)은 첨가구에서 대조구에 비해 유의적으로(P < 0.01)높았다. 추출물의 대사체 분석결과, 세 종류의 해조류는 각기 다른 집단을 형성하였다. PLS-DA 기반 variable importance projection in score 분석 결과 fumarate와 glycerol이 높았다. 또한, 해조류 추출물의 페놀 계열 대사체들과 총 플라보노이드 및 폴리페놀의 함량을 분석한 결과, 모자반이 가장 농도가 높았다. 이러한 연구 결과를 바탕으로, 갈조류 추출물은 메탄저감제로서 이용 가능할 것으로 판단된다. 실험 5는 홍조류인 넓은게발, 바다고리풀, 돌가사리, 참개도박 및 꼬시래기 등 5개의 추출물을 사용하였고, 실험 수행 방법은 실험 4와 동일하다. pH는 발효 48 시간을 제외한 모든 시간대와 첨가구에서 대조구에 비해 유의적으로(P < 0.01) 높았다. 암모니아태질소 농도는 발효 24 시간 이후 모든 첨가구에서 대조구에 비해 유의적으로(P < 0.05)낮았다. 발효 12 시간 메탄 발생량은 대부분의 첨가구에서 저감하였고(P < 0.001) 특히, 바다고리풀에서 대조구에 비해 최대 51.5% 감소하였다. 또한, 총 플라보노이드와 폴리페놀 함량은 바다고리풀에서 가장 높았다. 발효 24 시간 반추위액의 16S rRNA 분석 결과, 알파다양성의 Simpson 지표가 돌가사리 및 참개도박 첨가구에서 대조구에 비해 유의적으로(P < 0.05) 높았다. 베타다양성의 Weighted UniFrac Distance에서는 유의적인 차이가(P < 0.05) 나타난 반면, Unweighted UniFrac Distance에서는 차이가 없었다. 미생물의 우점도를 평가하는 LEfSe 분석 결과, 수소환원과 관련된 미생물들이 첨가구에서 대조구에 비해 우점하였다. 예를 들면, 프로피온산의 생성과 관련된 Unclassified Succinibrionaceae는 프로피온산과 양의 상관관계가 있는 것을 확인하였다. 또한, 수소와 포름산염의 산화를 일으키는 Denitrobacterium이 첨가구에서만 우점한 것을 확인하였고, Sulfur reduction pathway에 영향을 주는 Desulfovibrio도 바다고리풀 첨가구에서 대조구에 비해 우점한 것을 확인하였다. RT-PCR 결과, Total methanogens의 수는 모든 첨가구에서 대조구에 비해 유의적으로 낮았다. 이러한 연구 결과를 바탕으로, 홍조류 추출물은 반추동물의 메탄저감제로서 이용 가능 할 것으로 판단된다. 모든 실험 결과를 종합하였을 때, 해조류 원물은 회분과 가용성탄수화물의 함량이 높지만, 반추동물이 이용할 수 있는 NDF 및 ADF의 함량과 총 에너지가는 낮았다. 또한, 탄수화물, 아미노산 및 지방 계열의 다양한 대사체와 미네랄이 확인되었고, 모자반과 톳은 비소 함량이 높았다. 톳을 제외한 미역, 모자반에서는 메탄저감효과가 없었다. In vitro와 in situ 실험 결과, 낮은 가소화 분획 값으로 인해 반추동물의 조사료 대체 사료보다 배합사료의 구성 성분으로 이용하는 것이 적합하다고 판단된다. 갈조류와 홍조류 추출물의 첨가는 메탄저감에 탁월한 효과를 보였다. 수소환원 관련 미생물들이 추출물 첨가구에서 우점 하였고, 특히 갈조류와 홍조류 모두 프로피온산 생성을 유도하였다. 향후 연구에서는, in vitro 실험에서 나타난 메탄저감효과를 in vivo 실험을 통해 검증해야하며, 해조류 추출물이 장내 메탄 생성 기전 감소와의 상관관계를 규명하는 연구가 필요할 것으로 판단된다. 또한, 해조류가 새로운 사료자원으로서 활용되기 위해서는 독성물질(중금속), 높은 수분 및 염분 함량, 충분한 물량 확보 등과 같은 여러가지 문제를 함께 해결 해야 할 필요성이 있다고 판단된다.
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