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문제 정의
- 이러한 목적을 달성하기 위하여 선행연구에서 분리. 동정한 토양미생물의 배양액과 식품산업의 부산물인 사과박, 간장박 및 미강 등을 사용하여 제조한 미생물 제재가 닭과 돼지의 생육에 미치는 영향을 검토하였다.
- 특히 저가의 사료원료의 수출을 주도해오던 국가들이 자국 내의 축산업이 발전함에 따라 사료 원료의 수출 물량을 감소 내지는 제한하고 있는 현상이 초래되고 있으며, 이는 장기적으로 사료 원료 가격의 상승 가능성도 배제할 수 없는 상황이 다[5]. 본연구의 목적은 환경오염성 산업부산물을 이용하여 가축의 사육에 필요한 유기질 사료를 생산함으로서, 사료의 수입의존도를 감소시키고, 사료용 곡물을 수입하는 데 필요한 외화를 절감시키는 것이다. 이와 같은 기술의 개발은 폐자원을 재활용함으로써 환경오염을 원천적으로 제거할 수 있다는 청정 생산 기술의 개발을 의미하는 것이다.
제안 방법
- B. stearothermophilus DL-3 균주 배양액과 미강을 사용하여 제조한 미생물 제재 A를 각기 다른 온도에 보관하면서 일정한 시간 간격으로 생균수를 측정한 결과는 Fig. 1과 같았다. 각기 다른 온도에서 보관된 미생물 제재는 시간이 경과함에 따라 미생물 제재에 존재하는 생균수의 감소를 나타냈다.
- 0 kg이었다. 검정 실험은 병아리 실험과 동일하게 일반 사료를 급여한 군, 일반 사료의 10%를 미생물 제재A로 대체하여 급여한 군 및 일반 사료의 10%를 미생물 제재 B로 대체하여 급여한 군으로 나누어 수행하였으며, 일주일 간격으로 35일간 돼지의 무게를 측정하였다. 본 실험에 사용된 일반 사료는 고려산업(주)의 '리치마트1' 이었으며 조단백, 조지방, 조섬유 및 조회분의 함량은 각각 19.
- 9g이었다. 검정실험은 일반 사료를 급여한 군, 일반 사료의 10%를 미생물 제재A로 대체하여 급여한 군 및 일반 사료의 10%를 미생물 제재 B로 대체하여 급여한 군으로 나누어 수행하였으며 일주일 간격으로 28일간 병아리의 무게를 측정하였다. 본 실험에 사용된 일반 사료는 고려산업(주)의 '하이게인2'이었으며 조단백, 조지방, 조섬유 및 조회분의 함량은 각각 19.
- 사료의 효과 검정에 사용한 병아리 의 수는 각 군당 100마리로 총 300마리를 사용하여 실험하였다. 닭과 돼지의 사료 효과 검정에 사용하기 위하여 제조한 미생물 제재를 4C에 보관하면서 매일 사료를 급여할 때, 무게 비율로 10%의 미생물 제재를 일반 사료와 골고루 섞어서 급여하였다.
- stear- othermophilus DL-3 균주의 배양액, 사과나 간장박 및 미강을 사용하여 제조한 미생물 제제를 미생물 제제 B로 명명하였다. 미생물 제재가 닭 및 돼지의 생육에 미치는 영향을 검토하기 위하여 일반 사료를 급여한 구, 일반 사료의 10%를 미생물 제재A로 대체하여 급여한 구 및 일반 사료의 10%를 미생물 제재 B로 대체하여 급여한 구로나누어 효과 검정 실험을 수행하였다. 실험에 사용한 각 구의 평균 병아리 무게는 각각 41.
- 미생물 제재가 닭의 생육에 미치는 영향은 Table 2과 Fig. 3과 같이 일반 사료를 급여한 군, 일반 사료의 10%를 미생물 제재A로 대체하여 급여한 군 및 일반 사료의 10%를 미생물 제재 B로 대체하여 급여한 군으로 나누어 수행하였다. 실험에 사용한 각 군의 평균 병아리 무게는 각각 41.
- 미생물 제재가 돼지의 생육에 미치는 영향은 Table 4와 Fig. 4와 같이 일반 사료를 급여한 군, 일반사료의 10%를 미 생물 제재 A로 대체하여 급여한 군 및 일반 사료의 10%를 미생물 제재 B로 대체하여 급여한 군으로 나누어 수행하였다. 각 군의 평균 돼지 무게는 각각 9.
- 미생물을 사용하여 제조한 미생물 제재의 최적보관온도 를 확립하기 위하여 미생물 제재A와 B를 제조하고 각기 다른 온도에 보관하면서 시간에 따른 생균수를 측정하였다. 미생물 제재를 4℃, 30℃, 37℃ 및 실온에 보관하면서 5일 간격으로 60일간 시료를 채취하여 생균수를 측정하였다. 실온은 실험실 내의 온도를 의미하며 실험실의 온도는 18~24℃이 었다.
- 미생물을 사용하여 제조한 미생물 제재의 최적보관온도 를 확립하기 위하여 미생물 제재A와 B를 제조하고 각기 다른 온도에 보관하면서 시간에 따른 생균수를 측정하였다. 미생물 제재를 4℃, 30℃, 37℃ 및 실온에 보관하면서 5일 간격으로 60일간 시료를 채취하여 생균수를 측정하였다.
- 05 M phosphate buffer를 사용하여 사과 박, 간장박 및 균주 배양액을 혼합한 혼합물의 수분 함량을 80%로 조절한 후, 37℃ 에서 48시간 배양하였다. 배양한 혼합물에 흡착제로 수분 함량이 30%가 되도록 미강을 첨가한 후, 37E에서 24시간 배양하여 전체 수분 함량이 약 20%인 미생물 제재를 제조하였으며 미생물 제재 B로 명명하였다. 사과 박, 간장박 미강을 사용하여 제조한 미생물제제의 생균수는 2.
- 전 배양은 고체 배지에서 일정 시간 배양한 균주를 한 백금이 취하여 500 ml 용량의 플라스크에 멸균하여 준비된 120 ml의 배지에 접종한 후, 37℃에서 200 rpm의 진탕 속도로 48시간 진탕배양하였다. 본 배양은 전 배양한 배양액을 7 1 용량의 생물 배양기(KoBioTech Co. Ltd., Korea)에 멸균되어 준비된 5 1의 동일 배지에 5% (v/v)를 접종하여 3일간 배양하였다. 미생물을 배양하기 위한 생물배양기의 운전조건은 통기량 이 1.
- 3 CFU/mg이었다. 사과 박, 간장박 및 미강을 사용하여 제조한 미생물제제의 제조는 사과박과 간장박을 2 : 8의 비율로 섞은 후, 사과박과 간장 박 전 체 무게의 10% (v/v)에 해당하는 B. stearothermophilus DL-3 균주 배양액을 첨가하고 pH 7.0의 0.05 M phosphate buffer를 사용하여 사과 박, 간장박 및 균주 배양액을 혼합한 혼합물의 수분 함량을 80%로 조절한 후, 37℃ 에서 48시간 배양하였다. 배양한 혼합물에 흡착제로 수분 함량이 30%가 되도록 미강을 첨가한 후, 37E에서 24시간 배양하여 전체 수분 함량이 약 20%인 미생물 제재를 제조하였으며 미생물 제재 B로 명명하였다.
- 유기물이 풍부한 토양에서 분리하여 동정한 Bacillus stearothermophilus DL-3 균주의 배양액과 사과박, 간장박 및 미강 등을 사용하여 2종류의 미생물 제재를 제조하고 닭과 돼지의 생육에 미치는 영향을 조사하였다. 사과 박의 주 성분은 탄수화물이며 간장박의 주 성분은 단백질이다.
- 05 M phosphate buffer를 첨가하였다. 혼합물을 37℃ 에서 24시간 배양하여 전체 수분 함량이 약 20%인 미생물 제재를 제조하였으며 미생물 제재A로 명명하였다. 제조한 미생물 제재 A 의 생균수는 2.
대상 데이터
- 닭과 돼지의 생육에 미치는 미생물 제재의 효과를 관찰하기 위하여 미강을 사용한 미생물 제재와 사과박, 간장박 및 미강을 사용한 2종류의 미생물 제재를 제조하였다. 미강과 B.
- 닭에 대한 미생물 제재의 사료 효과 검정 실험은 경상남도 밀양시의민들레 농장에서 부화한 지 7일 된 병아리를 사용하여 수행하였으며 병아리의 평균 무게는 41.7±2.9g이었다. 검정실험은 일반 사료를 급여한 군, 일반 사료의 10%를 미생물 제재A로 대체하여 급여한 군 및 일반 사료의 10%를 미생물 제재 B로 대체하여 급여한 군으로 나누어 수행하였으며 일주일 간격으로 28일간 병아리의 무게를 측정하였다.
- 검정 실험은 병아리 실험과 동일하게 일반 사료를 급여한 군, 일반 사료의 10%를 미생물 제재A로 대체하여 급여한 군 및 일반 사료의 10%를 미생물 제재 B로 대체하여 급여한 군으로 나누어 수행하였으며, 일주일 간격으로 35일간 돼지의 무게를 측정하였다. 본 실험에 사용된 일반 사료는 고려산업(주)의 '리치마트1' 이었으며 조단백, 조지방, 조섬유 및 조회분의 함량은 각각 19.0% 이상, 5.0% 이상 8.0% 이하 및 10.0% 이하 이었다. 또한, 칼숨과 인의 함량은 0.
- 검정실험은 일반 사료를 급여한 군, 일반 사료의 10%를 미생물 제재A로 대체하여 급여한 군 및 일반 사료의 10%를 미생물 제재 B로 대체하여 급여한 군으로 나누어 수행하였으며 일주일 간격으로 28일간 병아리의 무게를 측정하였다. 본 실험에 사용된 일반 사료는 고려산업(주)의 '하이게인2'이었으며 조단백, 조지방, 조섬유 및 조회분의 함량은 각각 19.5% 이상, 3.5% 이상, 8.0% 이하 및 8.0% 이하 이었다. 또한, 칼슘과 인의 함량은 0.
- 본 연구에서 미생물 제재를 제조하기 위하여 사용한 균주는 Bacillus stearothermophilus DL-3 이며 선행연구 결과로 cellulose, starch 및 protein를 분해하는 능력이 있음을 확인하였다[1 이. B. stearothermophilus DL-3 균주를 5.0 g/1의 K2HPO4, 1.0 g/1의 NaCl, 0.2 g/1의 MgSO4-7H2O, 0.6 g/1의 (NH4)2SO4 (Sigma Co., U.S.A) 및 2.5 g/1의 효모 추출물 (Difco Lab., USA.)이 포함된 배지를 사용하여 배양하였으며, 탄소원으로 포도당을 별도로 멸균한 후, 멸균된 배지에 무균적으로 2.0%(w/v)으로 혼합하여 사용하였다 [8, 15].전 배양은 고체 배지에서 일정 시간 배양한 균주를 한 백금이 취하여 500 ml 용량의 플라스크에 멸균하여 준비된 120 ml의 배지에 접종한 후, 37℃에서 200 rpm의 진탕 속도로 48시간 진탕배양하였다.
- 87%이었다. 사료의 효과 검정에 사용한 돼지의 마리수는 각 군당 20마리로 총 60마리를 사용하여 실험하였으며 각 군 당 수 퇘지 와 암퇘지의 비율은 1 : 1이었다.
- 12%이었다. 사료의 효과 검정에 사용한 병아리 의 수는 각 군당 100마리로 총 300마리를 사용하여 실험하였다. 닭과 돼지의 사료 효과 검정에 사용하기 위하여 제조한 미생물 제재를 4C에 보관하면서 매일 사료를 급여할 때, 무게 비율로 10%의 미생물 제재를 일반 사료와 골고루 섞어서 급여하였다.
성능/효과
- 일반적으로 일반 사료만을 급여한 군 및 일반사료의 10%를 미 생물 제재 A로 대체하여 급여한 군보다 일반 사료의 10%를 미생물 제재 B로 대체하여 급여한 군의 무게 증가가 가장 높았다. 일반 사료의 10%를 미생물 제재A로 대체하여 급여한 군과 일반 사료의 1。%를 미생물 제재 B로 대체하여 급여한 군은 일반 사료를 급여한 군에 비하여 각각 1-6% 및 5.2%의 무게 증가를 나타났다. 따라서 병아리를 사용하여 수행한 효과검정 실험에서와 같이 식품가공 부산물인 사과박과 간장박 및 미강을 사용하여 제조한 미생물 제재는 돼지의 사육을 위한 기능성 사료로서의 효과가 있다는 결과를 얻었다.
- 사과 박의 주 성분은 탄수화물이며 간장박의 주 성분은 단백질이다. B, stear- othermophilus DL-3 균주의 배양액과 미강을 사용하여 제조 한 미생물 제제를 미생물 제제 A로 명명하고 B. stear- othermophilus DL-3 균주의 배양액, 사과나 간장박 및 미강을 사용하여 제조한 미생물 제제를 미생물 제제 B로 명명하였다. 미생물 제재가 닭 및 돼지의 생육에 미치는 영향을 검토하기 위하여 일반 사료를 급여한 구, 일반 사료의 10%를 미생물 제재A로 대체하여 급여한 구 및 일반 사료의 10%를 미생물 제재 B로 대체하여 급여한 구로나누어 효과 검정 실험을 수행하였다.
- B. stearothermophilus DL-3 균주를 사용하여 제조한 미생물 제재A와 B는 5일 후에 보관하는 온도에 관계없이 생균수가 초기에 비하여 약 10%로 감소함을 알 수 있었으며 이후, 보관온도가 미생물 제재의 생균수의 유지에 미치는 영향이 크다는 사실을 알 수 있었다. 따라서 미생물 제재의 제조방법도 중요하지만 제조한 미생물 제재의 보관 온도가 중요하며 유효미생물의 생존율을 고려하여 미생물 제재의 초기 미생물의 수를 결정하는 것이 중요하다는 사실을 확인하였다.
- 1과 같았다. 각기 다른 온도에서 보관된 미생물 제재는 시간이 경과함에 따라 미생물 제재에 존재하는 생균수의 감소를 나타냈다. 생균수의 감소는 미생물 제재를 보관하는 온도에 따라 크게 차이가 났으며 Table 1에서와 같이 4℃에서 보관하는 경우의 생존율이 가장 높았다.
- 시간의 경과에 따라 각 군에 속한 돼지들의 무게는 증가하였으며 증가한 무게는 각 군별로 차이가 있었다. 급여를 시작한 지 35일 후, 각 군에 속한 돼지들의 평균 무게는 각각 19.3+4.1 kg, 20.2+3.9 kg 및 20.8±4.2 kg이 었으며 각 군에 속한 돼지들의 평균 무게 증가는 각각 10.7 kg,10.8 kg 및 11.2 kg이었나 각 군에 속한 돼지의 성별에 따라 다소 차이가 있었다. 즉, 수퇘지는 일반 사료의 10%를 미생물 제재A로 대체하여 급여한 군에서 가장 높은 무게의 증가를 나타냈으며 암퇘지는 일반 사료의 10%를 미생물 제재 B로 대체하여 급여한 군에서 가장 높은 무게의 증가를 나타냈다.
- 0 kg이었다. 급여를 시작한지 35일 후, 각 구에 속한 돼지들의 평균 무게는 각각19.3±4.1 kg, 20.2+3.9 kg 및 20.8±4.2 kg이 었으며 각 구에 속한 돼지들의 평균 무게 증가는 각각 10.7 kg, 10.8 kg 및 11.2 kg이었다. 닭의 사료 효과 검정 결과와 같이 일반 사료의 10%를 미생물 제재A로 대체하여 급여한 군과 일반 사료의 10%를 미생물 제재 B로 대체하여 급여한 군은 일반 사료를 급여한 군에 비하여 각각 1.
- 2 kg이었다. 닭의 사료 효과 검정 결과와 같이 일반 사료의 10%를 미생물 제재A로 대체하여 급여한 군과 일반 사료의 10%를 미생물 제재 B로 대체하여 급여한 군은 일반 사료를 급여한 군에 비하여 각각 1.6% 및 5.2%의 무게 증가를 나타났다.
- stearothermophilus DL-3 균주를 사용하여 제조한 미생물 제재A와 B는 5일 후에 보관하는 온도에 관계없이 생균수가 초기에 비하여 약 10%로 감소함을 알 수 있었으며 이후, 보관온도가 미생물 제재의 생균수의 유지에 미치는 영향이 크다는 사실을 알 수 있었다. 따라서 미생물 제재의 제조방법도 중요하지만 제조한 미생물 제재의 보관 온도가 중요하며 유효미생물의 생존율을 고려하여 미생물 제재의 초기 미생물의 수를 결정하는 것이 중요하다는 사실을 확인하였다. 또한, 미생물의 생존율을 높이기 위하여 동결건조된 미생물을 사용하는 방법도 고려되어야 할 것이다.
- 2%의 무게 증가를 나타났다. 따라서 병아리를 사용하여 수행한 효과검정 실험에서와 같이 식품가공 부산물인 사과박과 간장박 및 미강을 사용하여 제조한 미생물 제재는 돼지의 사육을 위한 기능성 사료로서의 효과가 있다는 결과를 얻었다.
- 즉, 일반 사료만을 급여한 구 및 일반사료에 미생물 제제 A를 10%대체한 사료를 급여한 군보다 일반사료에 미 생물 제재 B를 10%대체하여 급여한 군의 무게 증가가 가장 높았다. 따라서 식품가공 부산물인 사과박과 간장박 및 미강을 사용하여 제조한 미생물 제재B는 병아리의 사육을 위한 기능성 사료로서의 효과가 있다는 결과를 얻었으며 미생물 제재를 10%대체하여 급여한 군이 일반 사료를 급여한 군보다 월등한 무게 증가는 없었으나 대부분의 사료용 곡물을 수입에 의존한다는 사실을 감안할 때 본 연구는 사과박과 간장박 및 미강과 같이 국내의 식품가공산업에서 대량 발생하는 폐자원의 재활용하여 병아리의 사료로 대체할 수 있다는 점에 의의가 있는 것이다.
- 0% 이하 이었다. 또한, 칼숨과 인의 함량은 0.65% 이상 및 0.55% 이상이었으며 필수 아미노산인 라이신의 함량은 0.87%이었다. 사료의 효과 검정에 사용한 돼지의 마리수는 각 군당 20마리로 총 60마리를 사용하여 실험하였으며 각 군 당 수 퇘지 와 암퇘지의 비율은 1 : 1이었다.
- 0% 이하 이었다. 또한, 칼슘과 인의 함량은 0.70% 이상 및 0.55% 이상이었으며 필수 아미노산인 라이신의 함량은 1.12%이었다. 사료의 효과 검정에 사용한 병아리 의 수는 각 군당 100마리로 총 300마리를 사용하여 실험하였다.
- 0% 이하 이었 다. 미생물 제재를 4℃에서 보관할 경우에는 60일, 그리고 및 실온에서 보관할 경우에는 35일까지 일정한 수의 B. stearothermophilus DL-3 균 주가 미생물 제재에 생존함을 알 수 있었다.
- 배양한 혼합물에 흡착제로 수분 함량이 30%가 되도록 미강을 첨가한 후, 37E에서 24시간 배양하여 전체 수분 함량이 약 20%인 미생물 제재를 제조하였으며 미생물 제재 B로 명명하였다. 사과 박, 간장박 미강을 사용하여 제조한 미생물제제의 생균수는 2.1x10308±05 CFU/mg이었다.
- 사과 박, 간장박 및 미강과 같이 국내의 식품가공산업에서 대량 발생하는 폐자원을 사용하여 미생물 제재를 만들고 기존의 배합사료와 혼합하여 닭과 돼지에 급여하여 생육에 미치는 영향을 관찰한 본 연구의 결과는 폐자원을 이용하여 기존에 사용하고 있는 배합사료의 10%를 미생물 제재로 대체할 수 있다는 결론을 얻었으며 이는 대부분의 사료용 곡물을 수입에 의존한다는 사실을 고려할 때 본 연구의 결과가 국내 식품산업의 부산물을 재활용하여 사료작물의 수입량을 줄일 수 있으며 식품가공 부산물에 의한 환경오염을 원천적으로 제거할 수 있다는 중요한 의미를 포함하고 있다.
- 각기 다른 온도에서 보관된 미생물 제재는 시간이 경과함에 따라 미생물 제재에 존재하는 생균수의 감소를 나타냈다. 생균수의 감소는 미생물 제재를 보관하는 온도에 따라 크게 차이가 났으며 Table 1에서와 같이 4℃에서 보관하는 경우의 생존율이 가장 높았다. 미생물 제재 A를 60일간 보관한 후의 생존율은 4℃에서 5.
- 미생물 제재A와 같이 각기 다른 온도에서 보관된 미생물 제재B는 시간이 경과함에 따라 생균수의 감소를 나타냈다. 생균수의 감소는 미생물 제재를 보관하는 온도에 따라 크게 차이가 났으며 미생물 제재A와 마찬가지로 4℃에서 보관하는 경우의 생존율이 가장 높았다. Table 2에서와 같이 미생물 제재 B를 60일간 보관한 후의 미생물의 생 존율은 4℃ 및실온에서는 5.
- 9 g이었다. 일반사료 의 10%를 미생물 제재A로 대체하여 급여한 군과 일반사료 의 10%를 미생물 제재 B로 대체하여 급여한 군은 일반사료 를 급여한 군에 비하여 각각 2.4% 및 2.6%의 무게 증가를 나타났다. 즉, 일반 사료만을 급여한 구 및 일반사료에 미생물 제제 A를 10%대체한 사료를 급여한 군보다 일반사료에 미 생물 제재 B를 10%대체하여 급여한 군의 무게 증가가 가장 높았다.
- 2 kg이었나 각 군에 속한 돼지의 성별에 따라 다소 차이가 있었다. 즉, 수퇘지는 일반 사료의 10%를 미생물 제재A로 대체하여 급여한 군에서 가장 높은 무게의 증가를 나타냈으며 암퇘지는 일반 사료의 10%를 미생물 제재 B로 대체하여 급여한 군에서 가장 높은 무게의 증가를 나타냈다. 이는 미생물 제재 A는 미강과 왕겨와 같은 조섬유가 주성분인 것에 비하여 미생물 제재B는 간장박과 같은 조단백질이 첨가된 것과 같은 미생물 제재의 성분 차이와 돼지의 성별에 따라 사료 성분의 이용률이 다르기 때문이라고 사료된다.
- 6%의 무게 증가를 나타났다. 즉, 일반 사료만을 급여한 구 및 일반사료에 미생물 제제 A를 10%대체한 사료를 급여한 군보다 일반사료에 미 생물 제재 B를 10%대체하여 급여한 군의 무게 증가가 가장 높았다. 따라서 식품가공 부산물인 사과박과 간장박 및 미강을 사용하여 제조한 미생물 제재B는 병아리의 사육을 위한 기능성 사료로서의 효과가 있다는 결과를 얻었으며 미생물 제재를 10%대체하여 급여한 군이 일반 사료를 급여한 군보다 월등한 무게 증가는 없었으나 대부분의 사료용 곡물을 수입에 의존한다는 사실을 감안할 때 본 연구는 사과박과 간장박 및 미강과 같이 국내의 식품가공산업에서 대량 발생하는 폐자원의 재활용하여 병아리의 사료로 대체할 수 있다는 점에 의의가 있는 것이다.
- 9 g이었다. 즉, 일반 사료의 10%를 미생물 제재A로 대체하여 급여한 군과 일반 사료의 10%를 미생물 제재 B로 대체하여 급여한 군은 일반 사료를 급여한 군에 비하여 각각 2.4% 및 2.6%의 무게 증가를 나타났타. 각 구의 평균 돼지 무게는 각각 9.
후속연구
- 따라서 미생물 제재의 제조방법도 중요하지만 제조한 미생물 제재의 보관 온도가 중요하며 유효미생물의 생존율을 고려하여 미생물 제재의 초기 미생물의 수를 결정하는 것이 중요하다는 사실을 확인하였다. 또한, 미생물의 생존율을 높이기 위하여 동결건조된 미생물을 사용하는 방법도 고려되어야 할 것이다.
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