발효 산삼 배양액 부산물 급여가 산란계의 산란율, 계란 품질, 혈액특성 및 난황내 진세노사이드 함량에 미치는 영향 Effects of Dietary Supplementation of Fermented Wild-ginseng Culture By-products on Egg Productivity, Egg Quality, Blood Characteristics and Ginsenoside Concentration of Yolk in Laying Hens원문보기
The present study was conducted to investigate the effects of dietary supplementation of fermented wild-ginseng culture by-product on egg production, egg quality and blood characteristics in laying hens. A total of 216 ISA Brown laying hens, 55 wk of age, were used in the 6-wk feeding trial. Experim...
The present study was conducted to investigate the effects of dietary supplementation of fermented wild-ginseng culture by-product on egg production, egg quality and blood characteristics in laying hens. A total of 216 ISA Brown laying hens, 55 wk of age, were used in the 6-wk feeding trial. Experimental diets were consisted of basal diet (CON), 2.5% fermented wild-ginseng culture by-product replaced lupin in basal diet (WG1) and 5.0% fermented wild-ginseng culture by-product replaced lupin in basal diet (WG2). Birds were randomly allotted to 18 replicate pens. There were 6 replicates per treatment, and 12 laying hens per replicate. Through the 6-wk feeding trial, egg production was significantly increased in WG1 and WG2 treatments compared to CON (P<0.05). Egg weight was significantly higher in WG2 than CON (P<0.05). WG1 resulted higher yolk color than CON (P<0.05). Albumen height and Haugh unit were significantly improve in WG1 compared to WG2 (P<0.05). Red blood cell was significantly lower in WG2 than CON (P<0.05). LDL-cholesterol was significantly decreased in CON compared to WG2 (P<0.05). In conclusion, fermented wild-ginseng culture by-product could improve egg production and egg weight in laying hens.
The present study was conducted to investigate the effects of dietary supplementation of fermented wild-ginseng culture by-product on egg production, egg quality and blood characteristics in laying hens. A total of 216 ISA Brown laying hens, 55 wk of age, were used in the 6-wk feeding trial. Experimental diets were consisted of basal diet (CON), 2.5% fermented wild-ginseng culture by-product replaced lupin in basal diet (WG1) and 5.0% fermented wild-ginseng culture by-product replaced lupin in basal diet (WG2). Birds were randomly allotted to 18 replicate pens. There were 6 replicates per treatment, and 12 laying hens per replicate. Through the 6-wk feeding trial, egg production was significantly increased in WG1 and WG2 treatments compared to CON (P<0.05). Egg weight was significantly higher in WG2 than CON (P<0.05). WG1 resulted higher yolk color than CON (P<0.05). Albumen height and Haugh unit were significantly improve in WG1 compared to WG2 (P<0.05). Red blood cell was significantly lower in WG2 than CON (P<0.05). LDL-cholesterol was significantly decreased in CON compared to WG2 (P<0.05). In conclusion, fermented wild-ginseng culture by-product could improve egg production and egg weight in laying hens.
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문제 정의
따라서, 본 시험에서는 산삼 배양액에 균주를 접종 후 생산한 발효 산삼 배양액 부산물로 산란계에 급여하여 산란율, 계란 품질, 혈액성상 및 난황내 ginsenoside 함량에 미치는 특성을 조사하였다.
제안 방법
2) WG1 (basal diet + lupin 2.5% + fermented wild-ginseng culture by-product 2.5%) 및 3) WG2 (basal diet + fermented wild-ginseng culture by-product 5.0%)로 3개 처리를 하여 처리당 6반복, 반복당 12 수씩 완전 임의 배치하였다.
, 1974)에 의하여, 총 콜레스테롤, HDL 콜레스테롤, LDL 콜레스테롤 농도를 구하였다. 그리고 중성지질의 농도를 자동생화학 분석기(HITACHI 747, Japan)를 이용하여 측정하였다.
난각 강도는 난각 강도계(Egg shell force gauge model II; Robotmation Co. Ltd., Japan)를 이용하였으며, 난각 두께는 dial pipe gauge (Ozaki MFG. Co. Ltd., Japan)를 이용하여 난각의 예단부, 중앙부 및 둔단부를 측정하였다. 난중, 난황색 및 Haugh unit은 계란 품질 검사기(Egg multi tester; Touhoku Rhythm Co.
, Japan)를 이용하여 난각의 예단부, 중앙부 및 둔단부를 측정하였다. 난중, 난황색 및 Haugh unit은 계란 품질 검사기(Egg multi tester; Touhoku Rhythm Co. Ltd., Japan)를 이용하여 측정하였다.
난황 내 ginsenoside 함량은 각 처리구별 5개의 계란 시료를 이용하여 측정하였다. 건물 기준의 시료 2 g을 20 mL의 메탄올에 3시간 간격으로 수욕상에서 60℃를 유지하며 3회 추출하였다.
채취한 혈액은 4℃에서 2,000×g로 30분간 원심 분리하여 얻은 혈청을 자동 생화학 분석기(HITACHI 747, Japan)로 총 단백질을 조사하였다. 또한, 혈액학적 검사는 자동 혈액 분석기(ADVID 120, Bayer, USA)를 이용하여 백혈구와 적혈구 함량을 조사하였다.
시험에 사용한 발효 산삼 배양액 분말은 Lupin과 (주)진바이오텍의 등록균주인 Bacillus subtilis GR101를 이용하여 발효시켜 제조하였고, 제조 시 일부 배양근이 혼입된 산삼 조직 배양액을 수분을 대신하여 수분 함량을 40%로 고정한 뒤 solid-state fermentation 방법으로 37℃에서 48시간 배양하였다. 발효 48시간 후 발효 산삼 배양액은 60℃에서 건조시켜 이용하였으며, 발효 산삼 배양액 분말 total ginsenoside 함량은 10 mg/kg(원물기준)으로 조사되었다. Lu-pin meal의 일반적 성분은 ME 3,305 kcal/kg, CP 30.
수층에 의해 용해된 ginsenoside 층을 수포화 n-부탄올을 이용하여 추출하고, 증발기에서 40℃를 준수하여 감압 조건하에 용매를 제거하였다. 이를 중량법으로 테스팅하여 총 ginsenoside 의 함량을 측정하였다.
채취한 혈액은 4℃에서 2,000×g로 30분간 원심 분리하여 얻은 혈청을 자동 생화학 분석기(HITACHI 747, Japan)로 총 단백질을 조사하였다.
혈중 콜레스테롤 함량은 개시시와 종료시에 처리당 임의로 6수씩을 선발하여 익정맥에서 진공 시험관(Becton Dickinson Vacutainer Systems, Franklin Lakes, NJ)를 이용하여 혈액을 5 mL 채취하였다. 채취한 혈액으로 4℃에서 2,000×g로 30분간 원심분리 후 얻은 혈청을 enzymatic colorimetric method (Allain et al.
대상 데이터
55주령 ISA Brown 216수를 공시하였으며, 사료에 대한 7일간 적응 기간 후 6주간 사양 시험을 실시하였다. 시험 설계는1) CON (basal diet + lupin 5.
시험 사료는 NRC(1994) 요구량에 따라 배합한 옥수수-대 두박 위주의 가루 형태 사료로서, CP 16%, ME 2,750 kcal/kg 수준으로 하였다(Table 1). 시험에 사용한 발효 산삼 배양액 분말은 Lupin과 (주)진바이오텍의 등록균주인 Bacillus subtilis GR101를 이용하여 발효시켜 제조하였고, 제조 시 일부 배양근이 혼입된 산삼 조직 배양액을 수분을 대신하여 수분 함량을 40%로 고정한 뒤 solid-state fermentation 방법으로 37℃에서 48시간 배양하였다.
시험 사료는 NRC(1994) 요구량에 따라 배합한 옥수수-대 두박 위주의 가루 형태 사료로서, CP 16%, ME 2,750 kcal/kg 수준으로 하였다(Table 1). 시험에 사용한 발효 산삼 배양액 분말은 Lupin과 (주)진바이오텍의 등록균주인 Bacillus subtilis GR101를 이용하여 발효시켜 제조하였고, 제조 시 일부 배양근이 혼입된 산삼 조직 배양액을 수분을 대신하여 수분 함량을 40%로 고정한 뒤 solid-state fermentation 방법으로 37℃에서 48시간 배양하였다. 발효 48시간 후 발효 산삼 배양액은 60℃에서 건조시켜 이용하였으며, 발효 산삼 배양액 분말 total ginsenoside 함량은 10 mg/kg(원물기준)으로 조사되었다.
혈액 채취는 사양 시험 개시시와 종료시에 처리당 임의로 6수씩을 선발하여 익정맥에서 진공 시험관 (Becton Dickinson Vacutainer Systems, Franklin Lakes, NJ)를 이용하여 채취하였다. 채취한 혈액은 4℃에서 2,000×g로 30분간 원심 분리하여 얻은 혈청을 자동 생화학 분석기(HITACHI 747, Japan)로 총 단백질을 조사하였다.
데이터처리
모든 자료는 SAS(1996)의 General Linear Model procedure 를 이용하여 Duncan's multiple range test(Duncan, 1955)로 처리하여 평균간의 유의성을 검정하였다.
이론/모형
채취한 혈액으로 4℃에서 2,000×g로 30분간 원심분리 후 얻은 혈청을 enzymatic colorimetric method (Allain et al., 1974)에 의하여, 총 콜레스테롤, HDL 콜레스테롤, LDL 콜레스테롤 농도를 구하였다.
성능/효과
4주에서 종료시까지 WG1와 WG2 처리구가 CON 처리구와 비교 하여 유의적으로 증가하였고(P<0.05), 전체 사양 시험기간 동안 WG1와 WG2 처리구가 CON 처리구와 비교하여 유의적으로 높은 결과를 보였다(P<0.05).
HDL 콜레스테롤과 중성지방 함량은 개시시, 종료시 및 변화량에서 처리구들 간에 유의적인 차이를 보이지 않았다(P>0.05).
Haugh unit는 개시시에 CON과 WG1 처리구가 WG2 처리구와 비교하여 유의적으로 증가하였고(P<0.05), 전체 사양 시험 기간에서도 WG1 처리구가 WG2 처리구와 비교하여 유의적으로 높은 결과를 보였다(P0.05).
발효 48시간 후 발효 산삼 배양액은 60℃에서 건조시켜 이용하였으며, 발효 산삼 배양액 분말 total ginsenoside 함량은 10 mg/kg(원물기준)으로 조사되었다. Lu-pin meal의 일반적 성분은 ME 3,305 kcal/kg, CP 30.66%, Calcium 0.21% 및 Phosphorus 0.43%으로 나타내었으며, 시험 사료내 대체한 발효 산삼 배양액 분말의 일반적 성분은 ME 3,500 kcal/kg, CP 31.54%, calcium 0.48% 및 phosphorus 0.72%으로 나타내었다. 사료와 물은 전체 기간 동안 자유로이 먹을 수 있도록 하였다.
결론적으로 산란계에 발효 산삼 배양액 부산물을 급여하였을 경우 혈액 내 면역적 지표와 혈액내 콜레스테롤에는 영향을 주지 않았지만, 산란율과 난중을 향상시키는 것으로 사료된다.
강방희 등(1986)은 고 콜레스테롤식이를 투여한 흰쥐와 콜레스테롤과 함께 ginsenoside를 15일간 병용 투여한 흰쥐에서 지질 농도를 측정하여 비교한 결과 ginsenoside의 병용 투여로 간 및 혈액에서 콜레스테롤 농도가 25%, 중성지방 농도가 20% 감소한다고 하였다. 그러나, 본 시험에서는 LDL 콜레스테롤과 총 단백질 함량이 발효 산삼 배양액 부산물을 급여한 처리구가 대조구에 비해 유의적으로 증가를 하여 이전 연구와 상이한 결과를 나타내었다. 따라서, 발효 산삼 배양액 부산물은 산란계의 혈중 콜레스테롤에 영향을 미치지 않는 것으로 사료된다.
난백고는 개시시 CON과 WG1 처리구가 WG2 처리구와 비교하여 유의적으로 높은 결과를 보였고(P<0.05), 전체 사양 시험기간에서도 WG1 처리구가 WG2 처리구와 비교하여 유의적으로 증가하였다(P0.05).
05). 난중은 종료시 WG2 처리구가 CON 처리구와 비교하여 유의적으로 높은 결과를 보였으나 (P<0.05), 개시시와 전체 사양 시험기간에서 처리구들간 유의적인 차이를 보이지 않았다(P>0.05).
05). 난황색은 종료시 CON과 WG1 처리구가 WG2 처리구와 비교하여 유의적으로 높은 결과를 보였으나(P<0.05), 개시시와 전체 사양 시험기간동안 처리구들 간에 유의적인 차이를 보이지 않았다(P>0.05).
이는 장해동 등(2007)에서는 비육돈에 발효 산삼 배양액 분말을 급여하였을 경우, 돈육에서 ginsenoside가 측정되었다고 보고하였다. 따라서, 본 시험에서도 발효 산삼 배양액 분말이 난황내 ginsenoside 함량을 증가시키는 것으로 사료된다.
혈액내 콜레스테롤 함량에서 HDL-콜레스테롤은 시험 종료시 유의적 차이는 없었지만 대조구에 비해 발효 산삼 배양액 부산물 처리구가 증가하는 경향을 나타내었다. 또한, 중성지방은 처리구에서 유의적 차이는 없었지만, 발효 산삼 배양액 부산물 급여의 증가에 따라 대조구에 비해 증가하는 경향을 나타내었다. 박준철 등(2006)은 돼지에 있어 발효 산삼 배양액 부산물을 급여한 처리구가 대조구에 비해 HDL 콜레스테롤과 중성지방이 유의하게 증가하였다고 하여 본 산란계 시험과는 다른 결과를 나타내었다.
Shibata 등(1966)은 인삼의 메탄올 추출물로부터 13종의 사포닌을 분리하여 ginsenoside로 명명하였다. 본 시험에서 난황내 ginsenoside 함량은 발효 산삼 배양액 분말 처리구가 대조구에 비해 유의적인 차이는 없었지만 증가하는 경향을 나타내었다. 이는 장해동 등(2007)에서는 비육돈에 발효 산삼 배양액 분말을 급여하였을 경우, 돈육에서 ginsenoside가 측정되었다고 보고하였다.
또한, 박재홍 등(2005)은 산삼 배양액의 첨가 수준이 높아지면서 산란율이 저하된다고 보고하였다. 본 시험에서는 산란율이 발효 산삼 배양액 부산물의 첨가 수준이 증가할수록 생산성이 증가하여 이전 연구 결과와 상반된 결과를 나타내었다. 이는 산삼 배양액을 이용한 발효 부산물의 처리 조건에 따라 달라질 수 있으리라 보인다.
적혈구 함량은 개시시에 WG1 처리구가 CON 처리구와 비교하여 유의적으로 증가하였고(P<0.05), 종료시 CON 처리구가 WG2 처리구와 비교하여 유의적으로 높은 결과를 보였으며(P<0.05), 변화량에서도 CON 처리구가 다른 처리구들과 비교하여 유의적으로 증가하였다(P<0.05).
적혈구와 백혈구는 종료시 대조구에 비해 WG2 처리구가 유의적으로 감소하였다(P<0.05).
산란계에 있어 발효 산삼 배양액 부산물의 급여가 혈액 내 면역적 지표에 미치는 영향은 Table 4에 나타내었다. 총 단백질 함량은 개시시에 WG1 처리구가 WG2 처리구와 비교하여 유의적으로 증가하였으나(P<0.05), 종료시와 변화량에서는 처리구들간 유의적인 차이를 보이지 않았다(P>0.05).
05). 총 콜레스테롤 함량은 종료시 WG2 처리구가 CON 처리구와 비교하여 유의적으로 증가하였으나(P<0.05), 개시시와 변화량에서 처리구들 간에 유의적인 차이를 보이지 않았다(P>0.05).
이러한 결과는 박재홍 등(2005)이 산삼 배양액을 급여하였을 경우, 난각 강도, 난백고 및 Haugh unit에서 유의적 차이가 없다는 보고와 같은 결과를 나타내었다. 하지만, 난각 두께에서는 산삼 배양액 급여구가 대조구에 비해 유의적으로 증가를 한다고 하여 본 시험과 상반된 결과를 나타내었다. 이러한 결과는 박재홍 등(2004)이 산삼 배양액을 육계에 급여하였을 때 육계 가슴육의 조회분 함량의 증가로 산란계에서 난각 두께의 증가를 추측할 수 있다는 보고가 있어 발효 산삼 배양액 부산물 급여에 따른 조회분 함량의 추가적인 연구가 필요할 것으로 사료된다.
또한, 세포 기능에 미치는 영향으로서 인삼은 자연 살해 세포(NK cell)의 활성을 증가시킨다고 하였다(Yong 등, 1990; Kenarova 등, 1990; Kim 등, 1990; Yun 등, 1993). 하지만, 본 시험에서는 상반된 결과를 나타낸 것으로 보아 발효 산삼 배양액 부산물의 영향을 미치지 않는 것으로 사료된다.
혈액내 콜레스테롤 함량에서 HDL-콜레스테롤은 시험 종료시 유의적 차이는 없었지만 대조구에 비해 발효 산삼 배양액 부산물 처리구가 증가하는 경향을 나타내었다. 또한, 중성지방은 처리구에서 유의적 차이는 없었지만, 발효 산삼 배양액 부산물 급여의 증가에 따라 대조구에 비해 증가하는 경향을 나타내었다.
후속연구
이는 산삼 배양액을 이용한 발효 부산물의 처리 조건에 따라 달라질 수 있으리라 보인다. 따라서, 본 연구에서 5.0% 발효 산삼 배양액 부산물의 적정 급여는 산란율에 유의적 영향을 미치는 것으로 사료되나, 추후 추가적인 적정 급여 수준의 연구가 필요할 것으로 사료된다.
하지만, 난각 두께에서는 산삼 배양액 급여구가 대조구에 비해 유의적으로 증가를 한다고 하여 본 시험과 상반된 결과를 나타내었다. 이러한 결과는 박재홍 등(2004)이 산삼 배양액을 육계에 급여하였을 때 육계 가슴육의 조회분 함량의 증가로 산란계에서 난각 두께의 증가를 추측할 수 있다는 보고가 있어 발효 산삼 배양액 부산물 급여에 따른 조회분 함량의 추가적인 연구가 필요할 것으로 사료된다. 난황색에서는 대조구에 비해 WG2처리구가 유의적으로 감소를 하여 발효 산삼 배양액 부산물 급여가 증가할수록 난황색은 감소하는 것으로 사료된다.
Oura 등(1975)은 인삼에 의하여 혈중 알부민, γ-글로불린 등의 단백질 합성이 증가한 다고 하였고, 박한우 등(1988)은 쥐에 인삼 사포닌 투여시 혈청 총 단백질이 16%에서 27%까지 증가한다고 보고하여 혈청 총 단백질의 증가는 항체의 증가에 의한 것이 아니고 인삼 사포닌이 생체반응에 작용을 한다고 하였다. 하지만, 본 시험에서는 발효 산삼 배양액 부산물 급여 수준에 따라 감소하는 결과를 나타내어 발효 산삼 배양액 부산물 급여량에 따른 추가적 연구가 필요할 것으로 사료된다. 적혈구와 백혈구는 종료시 대조구에 비해 WG2 처리구가 유의적으로 감소하였다(P<0.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
인삼의 사포닌은 어떤 기작으로 고지혈증을 개선하는가?
지질 대사에 관련된 연구에도 인삼의 ginsenoside가 혈중 콜레스테롤을 저하시키고, 콜레스테롤 식이 투여로 인한 저밀도지단백질 수용체의 합성 억제를 완화시켜 혈액으로부터 초저밀도 지방 단백질과 저밀도 지방 단백질를 제거함으로서, 고지혈증을 개선시킨다고 보고하였고(강방희 등, 1986), 이은정 등(2003)은 고지방 식이로 유도된 고지혈증 흰쥐에 조직 배양 산삼 부정근 메탄올 추출물 급여시 총 콜레스테롤과 LDL 콜레스테롤이 감소하였고, HDL 콜레스테롤 수치는 증가한다고 하였다. 하지만, 다양한 약리 효능을 가진 산삼은 그 희소성이 높아 대량으로 이용하는데 어려움이 따르기 때문에 최근에는 산삼을 조직 배양하는 기술이 개발되어 다양한 형태로 이용되고 있다.
산삼 배양액이란 무엇인가?
산삼 배양액이란 조직 배양을 통해 실험실에서 배양시킨 산삼을 분리하고, 남은 배양액을 의미한다. 산삼 배양액에는 산삼의 성분이 2% 정도 존재하며, 이중 사포닌의 함량이 10%이상인 것으로 보고되고 있다(Bae et al.
사포닌의 유효 성분은 무엇인가?
사포닌의 유효 성분에 대해서는 얇은막 크로마토그래피 패턴상에서 개별 사포닌의 이동거리 순서대로 ginsenoside-Ro, -Ra, -Rb1, -Rb2, -Rc, -Rd, -Re, -Rf, -Rg1, -Rg2, -Rg3 및 -Rh으로 알려져 있다(Shibata et al., 1966).
참고문헌 (29)
Allain CC, Poon LS, Chan CS, Richmond W, Fu PC 1974 Enzymatic determination of total serum cholesterol. Clin Chem. 20(4):470-5
Bae GS, Nam KP, Kim HS, Lee SG, Choi HS, Min WK, Joo W, Maeng, WJ, Chang MB 2003 Effects of the artificial culture medium of wild ginsengs on rumen fermentation characteristics in vitro. J Anim Sci ＆ Technol(Kor) 45:987-996
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NRC 1994 Nutrient requirements of poultry. 9th rev ed, National Academy Press, Washington DC
Oura H, Hiai S, Odaka Y, Yokozawa T 1975 Studies on the biochemical action of ginseng saponin. I. Purification from ginseng extract of the active component stimulating serum protein biosynthesis. J Biochem 77(5): 1057-1065
Yong G, Yu Y 1990 Proc Chin Acad Med Sci Oeking Union Med Coll 5: 188
Yun YS, Lee YS, Jo SK, Jung IS 1993 Inhibition of autochthonous tumor by ethanol insoluble fraction from Panax ginseng as an immunomodulator. Planta Med 59(6):521-524
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