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문제 정의
- cerevisiae는 가장 일반적으로 사용되는 균주로써 이의 효과와 효능에 관한 연구는 비육우와 착유우를 대상으로 많이 이루어져 왔지만, 낙산균은 일부 국내 젖소 사육농가에서 사용되고 있음에도 불구하고 이에 대한 연구는 단위 동물 및 어린송아지의 경우(최 등, 1991)를 제외하고는 거의 이루어지지 않았다. 따라서 본 연구는 S. cerevisiae 및 C. butyricum을 단독으로 또는 혼합하여 급여할 때 면양에서의 반추위 내 발효성상과 소화율, 그리고 젖소를 이용한 사양시험을 통해 산유량과 유조성에 미치는 효과를 비교하기 위하여 실시되었다.
- 본 일련의 시험은 S. cerevisiase와 C. but- yricum을 단독 혹은 혼합하여 급여시 면양의 반추위 내의 발효성상 및 전장소화율과 젖소에서의 유생산성에 미치는 효과를 조사하고자 실시되었다. 면양을 이용한 대사시험은 반추위에캐눌라가 장착이 된 면양 4두를 이용하여 4×4 Latin square 방법으로 실시되었다.
가설 설정
- 1) Means in the same row with different superscripts differ.
제안 방법
- 1에서 보는 바와 같다. TMR 사료에 상업적으로 제조된 S. cerevisiae 또는 C. butyricum 을 첨가하였으며, 각각 trypticase peptone yeast extract 배지와 Clostridium acetobutyricum 배지에 배양하여 살아있는 균수를 확인하였다. 그 결과, 본 시험에 사용된 각각의 미생물제제의 수는 S.
- 면양을 이용한 대사시험은 반추위에캐눌라가 장착이 된 면양 4두를 이용하여 4×4 Latin square 방법으로 실시되었다. 각각의 처리 구는 모두 기본적으로 1.25kg의 TMR 사료를 급여하였고(대조구), S. cerevisiae 처리구는 두당 하루 2.5g을 급여하였고, C. butyricum 처리 구는 두당 하루 1.0g을 급여하였으며, 혼합 균주 처리 구는 1.75g의 S. cerevisiae와 0.5g의 C. butryricum을 급여하였다. 사양시험의 경우 처리구별 7두씩 총 28두의 비유중인 Holstein 젖소를 이용하여 대사실험에서와 같이 4개의 처리 구를 두었으며, TMR 사료는 대사실험과 동일한 사료를 사용하였다.
- 사양시험의 경우 처리구별 7두씩 총 28두의 비유중인 Holstein 젖소를 이용하여 대사실험에서와 같이 4개의 처리 구를 두었으며, TMR 사료는 대사실험과 동일한 사료를 사용하였다. 각각의 처리구는 TMR 사료만 급여하는 대조구, S. cerevisiae 50 g/day 급여구, C. butyricum 15g/day 급여구 및 이들 균주의 혼합 급여구(S. cerevisiae 25g/day +C. butyricum 7.5g/day)로 하여 시험을 12주에 걸쳐 실시하였다. 조사된 결과를 요약하면 다음과 같다.
- 그 후 전 시험기간 동안 시험농장의 관행에 따라 각 처리별 사료(24kg/두/일, 건물 기준)를 1일 5회(04:30, 08:00, 10:30, 17:00 and 20:00)에 걸쳐 동일한 양으로 나누어 급여하였으며, 미생물제제 역시 정해진 양을 5회로 나누어 top-feeding 방법으로 급여하였다. 물과 mineral blocke 자유로이 섭취토록 하였다.
- 급여한 사료는 일반성분 분석을 위해 각 period의 개시 첫날에 채취하였으며, 전장 소화율 측정을 위해 사료 잔량과 배설된 분은 각 period의 13일 되는 날로부터 연속 2일간 수거하였다. 채취된 시료의 일반 성분은 AOAC (1984) 방법에 따라 분석하였으며, NDF 함량은 Van Soest 등(1991)이 제시한 방법에 따라 분석하였다.
- 대사시험에서는 미생물제제를 급여하지 않은 처리 구(control)와 S. cerevisiae(2.5g/day, M-S.c) 또는 C. butyricum(1g/day, M-C.b)를 급여한 처리 구, 그리고 S. cerevisiae(1.25g/day)와 C. butyricum(0.5g/day, M-S.c+M-C.b)을 혼합하여 급여한 처리구 등 총 4처리를 두었다.
- 대사시험은 4종류의 시험사료 대하여 반추위에 fistula가 장착된 4두의 Corriedale 종 수 면양(평균 체중 62kg±3.7)을 이용하여 4×4 Latin square design으로 4 period에 걸쳐 실시되었다.
- 25kg(건물 기준)을 1일 2회 (09:00 및 18:00) 동일한 량으로 나누어 급여하였으며 물과 mineral blocke 자유로이 섭취토록 하였다. 대사시험은 각 period 당 14일간 실시하였는데, 그 중 10일간은 시험사료 적응 기간으로, 그리고 그 후 4일은 시료 채취 기간으로 하였다. 대시시험 기간의 실내 온도를 20~ 25 로 유지하였으며, 각각의 period가 종료된 후 다음 period 시험이 개시되기 전 3일간 면양이 자유로이 운동할 수 있도록 하였다.
- 대사시험은 각 period 당 14일간 실시하였는데, 그 중 10일간은 시험사료 적응 기간으로, 그리고 그 후 4일은 시료 채취 기간으로 하였다. 대시시험 기간의 실내 온도를 20~ 25 로 유지하였으며, 각각의 period가 종료된 후 다음 period 시험이 개시되기 전 3일간 면양이 자유로이 운동할 수 있도록 하였다.
- 여과된 반추 위액은 15,000×g에서 15분간 원심분리 시킨 다음상층액의 일부는 Fawcett과 Scott (1960)의 방법에 따라 발색반응을 시킨 후 spectrophoto- meter(DU-650) 이용하여 암모니아 농도를 분석하였다. 또한 원심분리된 반추위액과 25% 인산을 4:1의 비율로 혼합하여 gas chromatograph (HP 5890 Ⅱ, Hewlett Packard Co.)로 휘발성 지방산(volatile fatty acids, VFA)을 분석하였는데, 이때 0.1ml pivalic acid 용액(2%, w/v)을 internal standard로 첨가하였다.
- 면양 대사시험은 전 시험기간 동안 대사 틀을 이용하여 실시하였다. 미생물제제 첨가구의 경우 3일 간격으로 TMR과 미리 정해진 량을 혼합한 후 4 냉장고에 보관하면서 급여하였는데, 면양 두당 1.
- 사료 섭취량 조사를 위해 사료 잔량은 1주 간격으로 조사하였으며, 우유 생산량은 10일 간격으로 연속 2일간 전자 측정 장치(Analyst, AIC Co, USA)를 이용하여 조사하였다. 시험 사료의 일반 성분과 NDF 함량은 대사시험에서와 동일한 방법으로 분석하였으며, 우유의 조성은 한국종축개량협회에서 분석한 성적을 이용하였다.
- 산유 중기에 해당되는 28두의 평균 두당 1일 산유량이 31.5k인 Holstein 착유우(평균체중 628±21kg, 평균 2.8산차)를 산차 및 산유량을 고려하여 시험사료에 따른 4개군(처리 당 7두) 으로 grouping한 후 처리별로 군사시켜 사양시험을 실시하였다. 사양시험의 경우 대사시험에서와 동일한 사료를 급여하였지만 미생물제제의 급여량만을 달리하였다.
- 시험 개시 후 11일부터 연속 2일간 아침 사료(08:00) 급여 30분 전 및 급여 1, 3, 5h, 7h 및 9h 후에 반추위액을 채취하여 pH를 측정한 다음, 암모니아 농도 및 VFA 분석을 위해 4겹의 cheesecloth로 여과시켰다. 여과된 반추 위액은 15,000×g에서 15분간 원심분리 시킨 다음상층액의 일부는 Fawcett과 Scott (1960)의 방법에 따라 발색반응을 시킨 후 spectrophoto- meter(DU-650) 이용하여 암모니아 농도를 분석하였다.
- 시험 사료의 일반 성분과 NDF 함량은 대사시험에서와 동일한 방법으로 분석하였으며, 우유의 조성은 한국종축개량협회에서 분석한 성적을 이용하였다.
- 사양시험의 경우 대사시험에서와 동일한 사료를 급여하였지만 미생물제제의 급여량만을 달리하였다. 즉, 미생물제제를 급여하지 않은 구(control)와 젖소 사육 농가의 관행에 따라 기초사료에 S. cerevisiae를 1일 50g(F-S.c) 또는 C. butyricum을 15g(F-C.b)을 급여한 처리구, 그리고 S. cerevisiae(25g/day)와 C. butyricum(7.5g/day)를 혼합하여 급여한 처리 구(F-S.c+F-C.b) 등 총 4처리를 두었다.
대상 데이터
- 물과 mineral blocke 자유로이 섭취토록 하였다. 본 사양시험은 2005년 9월 22일부터 12주에 걸쳐 실시되었다.
- 본 시험에서 미생물제제로는 일반적으로 사료에 널리 첨가되고 있는 균주인 S. cerevisiae 와 단위가축에서 주로 사용되어 왔던 C. butyricum이 이용되었다. 살아있는 미생물을 직접 사료에 첨가하는 것은 반추위 내 발효환경 (Erasmus 등, 1992, 2005) 및 사료의 섭취량 (Piva 등, 1993)과 소화율(Higginbotham 등, 1994)을 개선시키거나 장내 유익균의 우점(김 등, 2001)을 유도 할 수 있다.
- butryricum을 급여하였다. 사양시험의 경우 처리구별 7두씩 총 28두의 비유중인 Holstein 젖소를 이용하여 대사실험에서와 같이 4개의 처리 구를 두었으며, TMR 사료는 대사실험과 동일한 사료를 사용하였다. 각각의 처리구는 TMR 사료만 급여하는 대조구, S.
데이터처리
- 조사된 일체의 성적은 SAS 통계 팩키지 (1985)의 GLM prosedure를 이용하여 분석하였으며, 처리간 성적은 S-N-K(Steel과 Torrie, 1980) 방법으로 비교하였다.
이론/모형
- but- yricum을 단독 혹은 혼합하여 급여시 면양의 반추위 내의 발효성상 및 전장소화율과 젖소에서의 유생산성에 미치는 효과를 조사하고자 실시되었다. 면양을 이용한 대사시험은 반추위에캐눌라가 장착이 된 면양 4두를 이용하여 4×4 Latin square 방법으로 실시되었다. 각각의 처리 구는 모두 기본적으로 1.
- cheesecloth로 여과시켰다. 여과된 반추 위액은 15,000×g에서 15분간 원심분리 시킨 다음상층액의 일부는 Fawcett과 Scott (1960)의 방법에 따라 발색반응을 시킨 후 spectrophoto- meter(DU-650) 이용하여 암모니아 농도를 분석하였다. 또한 원심분리된 반추위액과 25% 인산을 4:1의 비율로 혼합하여 gas chromatograph (HP 5890 Ⅱ, Hewlett Packard Co.
- 채취된 시료의 일반 성분은 AOAC (1984) 방법에 따라 분석하였으며, NDF 함량은 Van Soest 등(1991)이 제시한 방법에 따라 분석하였다.
성능/효과
- butyricum를 혼합하여 급여한 처리구에서 비교적 높은 경향을 보였다(Table 2). Acetic acid의 조성 비율은 급여한 미생물제제의 종류 및 급여량에 의한 큰 차이는 없었지만 전체 처리구에 걸쳐 사료 급여 후의 시간이 경과함에 따라 다소 증가되는 경향을 보였으며, 미생물 첨가제를 단독으로 또는 혼합하여 급여한 처리구에서 다소 높은 경향을 보였다(Table 2). 그러나 propionic acid 조성 비율의 경우 사료 급여 후 1시간(P<0.
- 실제 착유우를 이용한 사양실험의 결과 일부 기대와 부합하는 결과를 얻을 수 있었다. C. butyricum을 급여한 처리구는 대조구와 S. cerevisiae를 단독으로 급여한 처리구 보다 12주간의 평균 유생산량이 현저히 높았다(P<0.031, Table 4). 또한 각 급여구간 사료 섭취량이 거의 비슷함에 따라 사료 효율에 있어서도 C.
- butyricum 을 첨가하였으며, 각각 trypticase peptone yeast extract 배지와 Clostridium acetobutyricum 배지에 배양하여 살아있는 균수를 확인하였다. 그 결과, 본 시험에 사용된 각각의 미생물제제의 수는 S. cerevisiae의 경우 2.04×107cfu/g이었고 C. butyricum는 2.01×107cfu/g이었다.
- 다소 증가시킨 경향이었다. 그러나 S. cerevisiae 급여구에서 사료 급여 후 1시간 (P<0.039)과 3시간(P<0.022)이 경과하였을 때 반추 위액 내의 propionic acid의 조성 비율이 다른 처리구에 비하여 현저히 낮은 반면 acetic acid 비율은 다소 높은 경향을 보였다. 사양실험 결과 미생물 첨가제의 급여가 건물 섭취량에는 영향하지 않았으나 유 생산량(P<0.
- cerevisiae 급여 실험에서 효모균의 급여는 반추위 박테리아의 성장을 촉진한다고 하였으며, 반추위 내에서의 유기물 및 조단백질의 소화를 촉진하여 결과적으로 하부 장기로 이동되는 영양소의 양이 감소하였다고 하였다. 그러나 본 실험의 결과 급여한 사료의 건물을 비롯한 각성분의 전장소화율은 혼합균주를 급여하였을 때 다른 급여구에 비하여 다소 개선된 효과만을 보였을 뿐이었다(Table 3).
- 031, Table 4). 또한 각 급여구간 사료 섭취량이 거의 비슷함에 따라 사료 효율에 있어서도 C. butyricum과 혼합균주를 급여한 처리구가 S. cerevisiae 급여구와 대조구 보다 유의적으로 높았다(P<0.043, Table.4). 유지방 함량에 있어서는 큰 차이가 없었지만 S.
- 면양의 대사실험 결과 각각의 미생물 균주 또는 혼합 균주는 반추위액의 pH 및 ammonia- N의 농도에 영향하지 않았으나 총 VFA 농도는 다소 증가시킨 경향이었다. 그러나 S.
- Butyric acid 비율은 급여한 미생물제제의 종류 및 급여량에 의한 영향을 받지 않았다. 미생물 급여가 TMR 내 주요 성분의 전장 소화율에 크게 영향하지는 않았으나 고형물을 비롯한 모든 성분의 소화율은 S. cerevisiae와 C. butyricum를 혼합하여 급여한 처리구에서 다소 높은 경향을 보였다(Table 3).
- 그러나 pH의 경우와 같이 미생물 첨가제의 종류 또는 첨가량에 따른 암모니아 농도의 차이는 없는 것으로 나타났다. 반추위 내에서 생성된 VFA 농도를 보면, 전체 처리구에 걸쳐 사료 급여 1시간 후에 농도가 가장 높게 증가한 후 점차 감소되는 경향을 보였으며, 반추위액의 전 채취 시간에 걸쳐 S. cerevisiae와 C. butyricum를 혼합하여 급여한 처리구에서 비교적 높은 경향을 보였다(Table 2). Acetic acid의 조성 비율은 급여한 미생물제제의 종류 및 급여량에 의한 큰 차이는 없었지만 전체 처리구에 걸쳐 사료 급여 후의 시간이 경과함에 따라 다소 증가되는 경향을 보였으며, 미생물 첨가제를 단독으로 또는 혼합하여 급여한 처리구에서 다소 높은 경향을 보였다(Table 2).
- 반추위액 내 총 VFA의 농도는 처리간 유의적인 차이를 보이지 않았지만 S. cerevisiae와 C. butyricum을 혼합하여 급여한 처리구의 경우 대조구 및 단일 급여구에 비하여 다소 높은 경향이었다. 이러한 결과는 두 균주가 상보적으로 작용한 것으로 사료된다.
- 본 대사실험으로부터 도출된 VFA 농도 및 조성 그리고 전장소화율 등의 결과로 유추할 때, 착유우에서 S. cerevisiae로 인하여 유지율이 개선되고, C. butyricum으로 인해서는 산유량과 사료 효율이 다소 개선 될 수 있을 것으로 보인다. 실제 착유우를 이용한 사양실험의 결과 일부 기대와 부합하는 결과를 얻을 수 있었다.
- 022)이 경과하였을 때 반추 위액 내의 propionic acid의 조성 비율이 다른 처리구에 비하여 현저히 낮은 반면 acetic acid 비율은 다소 높은 경향을 보였다. 사양실험 결과 미생물 첨가제의 급여가 건물 섭취량에는 영향하지 않았으나 유 생산량(P<0.031)과사료효율(P<0.031)에 있어서는 다른 급여 구에 비하여 C. butyricum을 급여구에서 현저히 높았다. 유지방 함량에 있어서는 대체적으로 S.
- 3에서 보는 바와 같다. 시험을 실시한 기간(9월 22일부터 12주)이 비교적 사료 섭취량에 영향을 적게 받을 수 있는 환경 온도였고, 사료 역시 5회에 걸쳐 급여했으나 우유 생산량은 처리구에 따라 주기적인 변동이 있는 것으로 보였다. 특히, 대조구의 경우 시험 개시 4주 및 8주에서 일시적으로 감소 추세를 보였으며 미생물제제 첨가구는 4주에 일시적인 증가 경향을 보였다.
- 043) 것으로 나타났다(Table 4). 유단백과 유지방 그리고 우유의 고형물 함량은 C. butyricum 를 급여한 처리구에서 다소 낮은 경향이 있었으나 미생물제제 급여로 인한 영향은 크지 않았으며, MUN 농도 역시 처리구간에 차이가 없는 것으로 나타났다(Table 4).
- butyricum을 급여구에서 현저히 높았다. 유지방 함량에 있어서는 대체적으로 S. cerevisiae 급여구(4.11%)에서 대조구(4.08%), C. butyricum(3.85%) 및 혼합균주 급여 구(3.95%)에 비하여 다소 높은 경향이었다(P<0.085). 이러한 결과로 미루어 보아 사용된 2 종류의 미생물첨가제 중 C.
- 4). 유지방 함량에 있어서는 큰 차이가 없었지만 S. cerevisiae 급여구가 C. butyricum 급여구에 비하여 유지방 함량이 높은 경향이었다(P<0.085). 본 실험에서 얻어진 결과와 유사한 결과들이 보고된 바 있다.
- 이상의 결과를 종합하면, 산유량을 높이기 위해서는 C. butyricum을 단독 급여하는 것이 유리한 것으로 보이며, 유지방 함량을 높이기 위해서는 S. cerevisiae를 단독으로 급여하는 것이 유리할 수 있는 것으로 판단된다. 또한 이 둘 균주를 혼합하여 급여하였을 때 산유량, 사료 효율 및 유지방 함량에 있어 상호 보완 할 수 있을 것으로 기대된다.
- cerevisiae 급여로 섬유소 분해 환경이 개선됨으로서(Harrison 등 1988; Martin과 Nisbet, 1990; Erasmus 등, 2005) 다소증가된 acetic acid 비율에 대한 propionic acid 비율의 상대적인 감소 때문인 것으로 여겨진다. 이와는 달리, C. butyricum을 단독으로 또는 S. cerevisiae와 혼합하여 급여한 처리구의 경우 동 시간대에서 propionic acid 의 함량이 S. cerevisiae 급여구에 비하여 현저히(P<0.05) 높았으며 총 VFA의 농도 또한 혼합균주 급여 구에서 다른 급여구에 비하여 다소 높은 경향이었는데, 이러한 결과는 C. butyricum을 급여한 처리 구에서 propionate의 조성 비율이 높은 점과 관련이 있는 것으로 유추할 수 있다.
- 시험을 실시한 기간(9월 22일부터 12주)이 비교적 사료 섭취량에 영향을 적게 받을 수 있는 환경 온도였고, 사료 역시 5회에 걸쳐 급여했으나 우유 생산량은 처리구에 따라 주기적인 변동이 있는 것으로 보였다. 특히, 대조구의 경우 시험 개시 4주 및 8주에서 일시적으로 감소 추세를 보였으며 미생물제제 첨가구는 4주에 일시적인 증가 경향을 보였다. 평균 1일 우유생산량은 대조 구와 S.
- 특히, 대조구의 경우 시험 개시 4주 및 8주에서 일시적으로 감소 추세를 보였으며 미생물제제 첨가구는 4주에 일시적인 증가 경향을 보였다. 평균 1일 우유생산량은 대조 구와 S. cerevisiae를 급여한 처리구에 비하여 C. butyricum를 단독으로 또는 S. cerevisiae와 혼합하여 급여한 처리구에서 높았으며 (P< 0.026), 우유 생산량에서의 결과 및 비슷한 사료 섭취량으로 인하여 사료 효율 역시 C. butyricum를 급여한 처리구에서 개선된(P< 0.043) 것으로 나타났다(Table 4). 유단백과 유지방 그리고 우유의 고형물 함량은 C.
후속연구
- 또한 이 둘 균주를 혼합하여 급여하였을 때 산유량, 사료 효율 및 유지방 함량에 있어 상호 보완 할 수 있을 것으로 기대된다. 그러나 C. butyricum 의 경우 반추가축 특히 젖소에 있어 미생물제제가 반추 미생물의 활동과 하부 장기에서 작용하는 효과에 대해서는 보완 연구가 필요할 것으로 사료된다.
- cerevisiae를 단독으로 급여하는 것이 유리할 수 있는 것으로 판단된다. 또한 이 둘 균주를 혼합하여 급여하였을 때 산유량, 사료 효율 및 유지방 함량에 있어 상호 보완 할 수 있을 것으로 기대된다. 그러나 C.
- 085). 이러한 결과로 미루어 보아 사용된 2 종류의 미생물첨가제 중 C. butyricum이 보다 유생산량에는영향하는 것으로 사료되며, S. cerevisiae와 혼합 균주를 사용함으로 유지방 함량을 다소 높일 수 있을 것으로 기대된다.
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