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문제 정의
- 따라서 본 시험에서는 양질의 옥수수 사일리지에서 분리된 미생물을 선발, 동정하여 옥수수 사일리지 첨가제로의 개발 가능성을 검토하기 위하여 수행되었다.
- 대부분 사일리지 형태로 이용이 되고 있으며 많은 비율의 곡실을 함유하고 있어 반추가축의 우수한 사료로 이용된다. 본 시험은 옥수수 사일리지용 미생물 첨가제 개발을 위해 수집된 균주의 발효능력을 평가하기 위해 수행되었다. 양질의 옥수수 사일리지에서 선발한 젖산균을 0.
제안 방법
- 1차 및 2차에 걸친 균주 수집을 통하여 시료는 많이 확보를 하였지만 미생물을 분리시켰을 경우 생장상태가 불량한 균주를 1차적으로 선발에서 제외시켜 1차에서 35종, 2차 수집에서 50종의 균주를 대상으로 산 생성 능력을 조사하였다. 김 등 (2008)은 pH와 생존능력간에 상관계수가 －0.
- 분리된 colony를 취하여 MRS broth (DIFCO, USA)에 접종하고 37℃에서 24시간 배양 후 pH 값을 측정하였다. 1차 선발된 균주는 온도에 따른 생장반응을 보기 위해 15, 25, 및 35℃에서 배양하면서 spectrophotometer (JASCO)를 이용하여 OD (Optical density) 값과 pH를 측정하여 생장 및 산 생성능력이 우수한 균주를 선발하였다. 2차 수집 균주는 25℃에서 배양하여 OD값과 pH를 근거로 선발하였다.
- 3; bioMerieux, France)을 이용하여 미생물을 동정하였다. 각각의 우량 균주는 MRS broth에서 배양시킨 후 사일리지 조제 시 첨가하였다.
- 냉동시킨 시료를 처리별로 10 g을 취하여 100 ml 증류수에 넣고 냉장고에서 가끔씩 흔들어주면서 24 시간동안 보관한 후 4 중 gauze로 1차 거른 후 여과지 (No. 6, AVANTEC)를 통하여 걸러서 추출액을 제조하여 젖산 및 유기산 분석에 이용하였다. 추출액은 분석에 이용할 때까지 －20℃에서 냉동보관 하였다.
- 본 시험은 사일리지용 옥수수를 황숙기에 수확하여 20ℓ 플라스틱 시험용 사일로를 이용하여 처리별로 3개의 사일리지를 조제하였다. 첨가제의 처리는 사일리지 조제 당일에 골고루 뿌려 주었으며 선발된 미생물을 옥수수 1g 당 106 cfu가 처리되도록 조절하였다.
- 02% Sodium azide가 함유된 MRS 배지에 도말하여 37℃에서 24시간 배양 후 colony를 취하였다. 분리된 colony를 취하여 MRS broth (DIFCO, USA)에 접종하고 37℃에서 24시간 배양 후 pH 값을 측정하였다. 1차 선발된 균주는 온도에 따른 생장반응을 보기 위해 15, 25, 및 35℃에서 배양하면서 spectrophotometer (JASCO)를 이용하여 OD (Optical density) 값과 pH를 측정하여 생장 및 산 생성능력이 우수한 균주를 선발하였다.
- 분석을 위한 시료는 개봉당일 300~500g의 시료를 취하여 65℃ 순환식 송풍 건조기 내에서 72시간 이상 건조시킨 후 건물함량을 구하였고 얻어진 시료는 전기믹서로 1차 분쇄 후 20 mesh mill로 다시 분쇄한 후 이중마개가 있는 플라스틱 시료통에 넣고 직사광선이 들지 않는 곳에 보관하여 분석에 이용하였다. 조단백질함량은 AOAC (1995)법에 의거하여 분석하였고 NDF 및 ADF는 Goering 및 Van Soest법 (1970)에 따랐다.
- 사일리지 조제는 각 처리별로 3개의 반복을 두고 난괴법으로 수행하였다. 본 시험의 결과는 SAS package program (Version 8.
- 총 6종의 균주를 선발하여 온도에 따른 생장능력을 비교하여 최종적으로 5개의 균주를 선발하였다. 선발된 균주의 생화학적 특성은 API kit를 이용하여 당 이용성을 평가하였으며 이를 근거로 프로그램 (APILAB Plus Ver. 3.3.3; bioMerieux, France)을 이용하여 미생물을 동정하였다. 각각의 우량 균주는 MRS broth에서 배양시킨 후 사일리지 조제 시 첨가하였다.
- 본 시험은 옥수수 사일리지용 미생물 첨가제 개발을 위해 수집된 균주의 발효능력을 평가하기 위해 수행되었다. 양질의 옥수수 사일리지에서 선발한 젖산균을 0.02%의 Sodium azide가 들어있는 MRS 배지에 접종을 한 후 균을 분리하여 MRS broth에 접종하여 산 생성 능력을 조사하였다. 총 6종의 젖산균을 선발하였고 동정결과 C3-2, B13-1 및 CC9-1은 Lactobacillus plantarum으로 판명되었고 C11-4는 Lactobacillus fermentum, B14-1은 Lactobacillus paracasei, 그리고 A3-1은 Leuconostoc lactis로 동정되었다.
- , Japan) 을 이용하였다. 유기산의 분석은 Gas chromatography (V3800. Varian Co., USA) 를 이용하여 분석하였다 (김, 1999). 분석된 자료를 이용하여 Flieg's score를 산출하고 그 점수에 따라 등급을 산정하였다 (Zimmer, 1973).
- 젖산균의 수집을 위해서 전국에서 수집된 옥수수 사일리지 중에서 품질이 양호한 샘플을 취한 후 시료 10g에 추출액 (0.2% pepton solution) 90 ml을 넣어 stomacher로 추출한 후 0.02% Sodium azide가 함유된 MRS 배지에 도말하여 37℃에서 24시간 배양 후 colony를 취하였다. 분리된 colony를 취하여 MRS broth (DIFCO, USA)에 접종하고 37℃에서 24시간 배양 후 pH 값을 측정하였다.
- 본 시험은 사일리지용 옥수수를 황숙기에 수확하여 20ℓ 플라스틱 시험용 사일로를 이용하여 처리별로 3개의 사일리지를 조제하였다. 첨가제의 처리는 사일리지 조제 당일에 골고루 뿌려 주었으며 선발된 미생물을 옥수수 1g 당 106 cfu가 처리되도록 조절하였다. 시중에 판매되는 첨가제는 C사 (A) 및 P사 (B) 제품을 이용하였으며 선발된 미생물과 동일한 양을 처리하였다.
대상 데이터
- 1차 선발된 균주의 온도에 따른 생장능력은 Table 2에서 보는 바와 같다. C2-2, C3-2, C10-3, C11-4 균주에서 생장능력이 우수하여 4종에 대하여 선발하였다. 특히 C3-3의 경우는 생장능력이 우수하였으나 C3-2 균주와 큰 차이가 없어 동일균주로 판단하여 선발에서 제외되었다.
- 첨가제의 처리는 사일리지 조제 당일에 골고루 뿌려 주었으며 선발된 미생물을 옥수수 1g 당 106 cfu가 처리되도록 조절하였다. 시중에 판매되는 첨가제는 C사 (A) 및 P사 (B) 제품을 이용하였으며 선발된 미생물과 동일한 양을 처리하였다. 조제된 사일리지는 그늘에서 약 60일간 보관 한 후 개봉하였다.
- 2차 수집 균주는 25℃에서 배양하여 OD값과 pH를 근거로 선발하였다. 총 6종의 균주를 선발하여 온도에 따른 생장능력을 비교하여 최종적으로 5개의 균주를 선발하였다. 선발된 균주의 생화학적 특성은 API kit를 이용하여 당 이용성을 평가하였으며 이를 근거로 프로그램 (APILAB Plus Ver.
데이터처리
- 사일리지 조제는 각 처리별로 3개의 반복을 두고 난괴법으로 수행하였다. 본 시험의 결과는 SAS package program (Version 8.01, USA, 2005)을 이용하여 유의성 검정을 하였고, 처리 평균간의 비교는 5% 수준의 최소유의차 검정 (Least significant difference test)으로 하였다.
- 분석된 자료를 이용하여 Flieg's score를 산출하고 그 점수에 따라 등급을 산정하였다 (Zimmer, 1973).
이론/모형
- 추출액은 분석에 이용할 때까지 －20℃에서 냉동보관 하였다. 젖산은 Barker 및 Summerson 법 (한 등, 1983)을 이용하여 분석하였으며 흡광도 측정은 Spectrophotometer (UVIDEC-610, JASCO Co., Japan) 을 이용하였다. 유기산의 분석은 Gas chromatography (V3800.
- 분석을 위한 시료는 개봉당일 300~500g의 시료를 취하여 65℃ 순환식 송풍 건조기 내에서 72시간 이상 건조시킨 후 건물함량을 구하였고 얻어진 시료는 전기믹서로 1차 분쇄 후 20 mesh mill로 다시 분쇄한 후 이중마개가 있는 플라스틱 시료통에 넣고 직사광선이 들지 않는 곳에 보관하여 분석에 이용하였다. 조단백질함량은 AOAC (1995)법에 의거하여 분석하였고 NDF 및 ADF는 Goering 및 Van Soest법 (1970)에 따랐다.
성능/효과
- 57로 가장 낮은 수치를 보여 산 생성 능력이 뛰어난 균주로 판단되었다. 1차 수집에서는 C1, C2, C3, C6, C10, C11 수집지역의 균주에서 산 생성 능력이 우수한 균주가 선발되었고 2차 수집 균주에서는 1차로 수집하였을 때 보다는 pH가 높은 균주가 많아 산 생성 능력이 떨어지는 것으로 나타났다. 또한 pH 3～4 사이의 균주도 많이 나타났지만 생장능력까지 고려하여 A3, B13, B14 및 CC9 지역에서 수집된 사일리지로부터 분리된 균주가 선발되었다.
- 1차에서 동정된 균주의 온도에 따른 생장능력을 볼 때 C3-2는 25℃에서는 2일까지도 그 활력이 떨어지지 않았으나 35℃에서는 2일차에 약간 떨어지는 것을 볼 수 있었으며 45℃에서는 초기부터 활력이 상당히 떨어지는 결과를 나타내어 사일리지 발효의 적온인 25～35℃에서는 생장이 양호한 것으로 판단되었다.
- 2차에서 수집된 된 균주에 대한 생장시험에서 15 및 25℃에서 B13-1, B14-1, CC9-1은 시간이 경과함에 따라 생장이 증가되어 1~2일후에 최고의 생장을 보여주었으나 A3-1은 초기부터 생장활력이 떨어져 25℃에서는 6시간 이후에 미생물이 사멸되는 것으로 나타났다. 35 및 45℃에 대한 조사에서는 A3-1 균주가 다른 균주에 비해 비슷하거나 오히려 높아지는 결과를 보여 A3-1 균주는 고온에서 생장이 잘 되는 균주로 판단되어 사일리지 적온에서 생장이 부진한 것을 고려하여 최종 선발에서 제외되었다.
- 2차에서 수집된 된 균주에 대한 생장시험에서 15 및 25℃에서 B13-1, B14-1, CC9-1은 시간이 경과함에 따라 생장이 증가되어 1~2일후에 최고의 생장을 보여주었으나 A3-1은 초기부터 생장활력이 떨어져 25℃에서는 6시간 이후에 미생물이 사멸되는 것으로 나타났다. 35 및 45℃에 대한 조사에서는 A3-1 균주가 다른 균주에 비해 비슷하거나 오히려 높아지는 결과를 보여 A3-1 균주는 고온에서 생장이 잘 되는 균주로 판단되어 사일리지 적온에서 생장이 부진한 것을 고려하여 최종 선발에서 제외되었다. 나머지 3개의 균주는 45℃에서는 6시간 이후에 사멸되어 고온에서는 잘 자라지 못하는 중온성 균주로 판단되었다.
- ADF 및 NDF 함량은 일부 처리구 간에 유의적 차이를 보였으며 (p<0.05) 기존에 시판되는 A 첨가제와 C11-4에 특히 우수하였다.
- 사일리지의 조단백질 함량은 평균 7.5%로 대조구의 6.8%에 비해 높았다. 첨가제 처리구에 있어서는 B14-1 및 CC9-1에서 7.
- 산도는 평균 pH 3.68로 품질이 양호한 옥수수 사일리지의 산도를 보였으며 B14-1이 3.62로 가장 낮았으며 C11-4가 3.74로 가장 높았으나 유의성은 없었다 (p<0.05).
- 총 6종의 젖산균을 선발하였고 동정결과 C3-2, B13-1 및 CC9-1은 Lactobacillus plantarum으로 판명되었고 C11-4는 Lactobacillus fermentum, B14-1은 Lactobacillus paracasei, 그리고 A3-1은 Leuconostoc lactis로 동정되었다. 선발된 5종의 균주와 시판되는 2종 첨가제 그리고 무처리구를 두고 황숙기에 수확된 옥수수에 접종하여 사일리지를 제조하고 2개월 후에 개봉하여 분석한 결과 B13-1 및 CC9-1 처리구의 사일리지가 pH가 낮았고 젖산함량도 높았다. 프리그 점수와 품질등급에 있어서도 B13-1 및 CC9-1 처리구에서 가장 높게 나타났다.
- 옥수수 사일리지에서 분리된 균주의 산 생성 능력은 pH 3~4로 맥류 사일리지보다는 우수한 것으로 판단되었다. 특히 C11-2는 pH가 3.
- 이상의 결과를 종합하여 볼 때 B13-1 및 CC9-1 균주를 우수 옥수수 사일리지 발효 균주로 활용할 경우 사일리지 품질 향상에 유리한 것으로 판단되었다.
- 프리그 점수와 품질등급에 있어서도 B13-1 및 CC9-1 처리구에서 가장 높게 나타났다. 이상의 결과를 종합하여 볼 때 Lactobacillus plantarum B13-1 및 CC9-1는 사일리지 접종제로 사용이 권장되었다.
- 이상의 결과에 따라서 최종적으로 선발된 균주는 C3-2, C11-4, B13-1, B14-1 및 CC9-1 등 총 5종으로 확정하였다.
- 02%의 Sodium azide가 들어있는 MRS 배지에 접종을 한 후 균을 분리하여 MRS broth에 접종하여 산 생성 능력을 조사하였다. 총 6종의 젖산균을 선발하였고 동정결과 C3-2, B13-1 및 CC9-1은 Lactobacillus plantarum으로 판명되었고 C11-4는 Lactobacillus fermentum, B14-1은 Lactobacillus paracasei, 그리고 A3-1은 Leuconostoc lactis로 동정되었다. 선발된 5종의 균주와 시판되는 2종 첨가제 그리고 무처리구를 두고 황숙기에 수확된 옥수수에 접종하여 사일리지를 제조하고 2개월 후에 개봉하여 분석한 결과 B13-1 및 CC9-1 처리구의 사일리지가 pH가 낮았고 젖산함량도 높았다.
후속연구
- 농림수산식품부에서는 2011년도 논 소득기반 다양화 사업의 일환으로 논에 벼를 대신하여 사료작물을 재배하는 시책을 수행할 예정이다 (농식품부, 2010). 본 시책에는 전국에 약 20,000 ha의 논을 조사료 생산 기지로 활용할 계획으로 되어 있어 내년도에는 논에서의 옥수수 재배가 많이 늘어날 것으로 기대되고 있다. 이에 따라 양질의 옥수수 사일리지 조제를 위한 첨가제의 이용도 늘어날 것으로 전망된다.
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