본 연구는 국내 생산 사료용 볏짚 곤포사일리지의 수확 후 저장기간 동안 생성된 곰팡이 오염도 및 곰팡이 종류를 조사하고 mycotoxin 노출 유해성을 구명하고자 실시하였다. 곰팡이 및 mycotoxin 오염을 조사하기 위하여 곰팡이 발생이 육안 식별이 안 되는 정상적인 것부터 오염이 심한 것까지 다양한 상태의 농가에서 급여하고 있는 33점의 볏짚 곤포사일리지 시료를 수거하여 조사하였다. 오염된 곰팡이는 흰색, 회색, 푸른색 및 검은 갈색 등 다양한 색의 콜로니가 오염된 것을 발견할 수 있었다. 곰팡이 오염도는 평균 $2.1{\times}10^6\;cfu\;g^{-1}$ 가장 높은 오염도는 $9.2{\times}10^8\;cfu\;g^{-1}$까지 발견되었으며, 외관상 곰팡이 오염 식별이 안 되는 정상적인 볏짚 곤포사일리지의 모든 시료에서도 곰팡이 오염이 발견되었다. 본 연구에 사용된 볏짚 곤포사일리지에서 발견된 곰팡이의 종류만도 28가지로 매우 다양하였고, 이들 중 유해 독소를 분비하는 8종의 곰팡이 즉, Aspergillus flavus, Aspergillus fumigatus, Fusarium culmorum, Fusarium verticillioides, Penicillium carneum, Penicillium paneum, Penicillium roqueforti, Penicillium viridicatum이 발견되었다. 특히, 가장 많이 분리된 곰팡이는 Penicillium sp.로 이중에서도 P. paneum이 시료의 42%에서, 다음으로 Aspergillus sp. (A. flavus, A. fumigatus)는 시료의 21%에서 발견되었다. 볏짚 곤포사일리지 시료의 42%가 mycotoxin에 오염되어 있었고, 2개 이상의 mycotoxin에 오염된 것은 12%, 그리고 3개 이상 mycotoxin에 오염된 것은 3%였다. Mycotoxin 중 aflatoxin ($B_1$, $B_1$, $G_1$, $G_2$)과 fumonisin ($B_1$, $B_2$)은 발견되지 않았지만, ochratoxin A (1.0~5.8 ug/kg), deoxynivalenol (DON, 156.0~776.7 ug/kg) 및 zearalenone (ZON, 38.0~750.0 ug/kg)이 오염되어 있었다. 따라서 본 연구결과는 볏짚 곤포사일리지가 곰팡이 및 mycotoxin의 유해성에 노출되어 있음을 시사하는 바 앞으로 폭넓은 연구와 함께 mycotoxin으로 인한 가축의 피해를 줄여주기 위한 다각적인 노력이 필요하였다.
본 연구는 국내 생산 사료용 볏짚 곤포사일리지의 수확 후 저장기간 동안 생성된 곰팡이 오염도 및 곰팡이 종류를 조사하고 mycotoxin 노출 유해성을 구명하고자 실시하였다. 곰팡이 및 mycotoxin 오염을 조사하기 위하여 곰팡이 발생이 육안 식별이 안 되는 정상적인 것부터 오염이 심한 것까지 다양한 상태의 농가에서 급여하고 있는 33점의 볏짚 곤포사일리지 시료를 수거하여 조사하였다. 오염된 곰팡이는 흰색, 회색, 푸른색 및 검은 갈색 등 다양한 색의 콜로니가 오염된 것을 발견할 수 있었다. 곰팡이 오염도는 평균 $2.1{\times}10^6\;cfu\;g^{-1}$ 가장 높은 오염도는 $9.2{\times}10^8\;cfu\;g^{-1}$까지 발견되었으며, 외관상 곰팡이 오염 식별이 안 되는 정상적인 볏짚 곤포사일리지의 모든 시료에서도 곰팡이 오염이 발견되었다. 본 연구에 사용된 볏짚 곤포사일리지에서 발견된 곰팡이의 종류만도 28가지로 매우 다양하였고, 이들 중 유해 독소를 분비하는 8종의 곰팡이 즉, Aspergillus flavus, Aspergillus fumigatus, Fusarium culmorum, Fusarium verticillioides, Penicillium carneum, Penicillium paneum, Penicillium roqueforti, Penicillium viridicatum이 발견되었다. 특히, 가장 많이 분리된 곰팡이는 Penicillium sp.로 이중에서도 P. paneum이 시료의 42%에서, 다음으로 Aspergillus sp. (A. flavus, A. fumigatus)는 시료의 21%에서 발견되었다. 볏짚 곤포사일리지 시료의 42%가 mycotoxin에 오염되어 있었고, 2개 이상의 mycotoxin에 오염된 것은 12%, 그리고 3개 이상 mycotoxin에 오염된 것은 3%였다. Mycotoxin 중 aflatoxin ($B_1$, $B_1$, $G_1$, $G_2$)과 fumonisin ($B_1$, $B_2$)은 발견되지 않았지만, ochratoxin A (1.0~5.8 ug/kg), deoxynivalenol (DON, 156.0~776.7 ug/kg) 및 zearalenone (ZON, 38.0~750.0 ug/kg)이 오염되어 있었다. 따라서 본 연구결과는 볏짚 곤포사일리지가 곰팡이 및 mycotoxin의 유해성에 노출되어 있음을 시사하는 바 앞으로 폭넓은 연구와 함께 mycotoxin으로 인한 가축의 피해를 줄여주기 위한 다각적인 노력이 필요하였다.
The purpose of this study was to investigate fungi and mycotoxin contamination of the rice straw bale silage in Korean. It was tested the 33 samples of rice straw round bale silage with various condition which fed cattle in the farm. The level of fungal contamination was $2.1{\times}10^6\;cfu\;...
The purpose of this study was to investigate fungi and mycotoxin contamination of the rice straw bale silage in Korean. It was tested the 33 samples of rice straw round bale silage with various condition which fed cattle in the farm. The level of fungal contamination was $2.1{\times}10^6\;cfu\;g^{-1}$ in the average and $9.2{\times}10^8\;cfu\;g^{-1}$ in the maximum. The fungal contamination was detected in the all of normal samples which good condition of rice straw bale silage. When the fungi was isolate and identify, it was found 28 species and mycotoxin producing fungi were 8 species as following as Aspergillus flavus, Aspergillus fumigatus, Fusarium culmorum, Fusarium verticillioides, Penicillium carneum, Penicillium paneum, Penicillium roqueforti, Penicillium viridicatum. Specially, Penicillium paneum was found 42% of samples and Aspergillus sp. (A. flavus, A. fumigatus) are 21% of samples. In case of mycotoxin contamination, the 42% of samples are detected more than one kind of mycotoxin. Some samples are contaminated three kinds of mycotoxin. This study was not found aflatoxin ($B_1$, $B_2$, $G_1$, $G_2$) and fumonisin ($B_1$, $B_2$), but were detected the contamination of ochratoxin A (1.0~5.8 ug/kg), deoxynivalenol (DON, 156.0~776.7 ug/kg) and zearalenone (ZON, 38.0~750.0 ug/kg). Therefore, the above results show that rice straw round bale silage expose on hazard factors as mycotoxigenic fungi and mycotoxin contamination, and than need more research about mycotoxin in animal feed to protect animal and human healthy.
The purpose of this study was to investigate fungi and mycotoxin contamination of the rice straw bale silage in Korean. It was tested the 33 samples of rice straw round bale silage with various condition which fed cattle in the farm. The level of fungal contamination was $2.1{\times}10^6\;cfu\;g^{-1}$ in the average and $9.2{\times}10^8\;cfu\;g^{-1}$ in the maximum. The fungal contamination was detected in the all of normal samples which good condition of rice straw bale silage. When the fungi was isolate and identify, it was found 28 species and mycotoxin producing fungi were 8 species as following as Aspergillus flavus, Aspergillus fumigatus, Fusarium culmorum, Fusarium verticillioides, Penicillium carneum, Penicillium paneum, Penicillium roqueforti, Penicillium viridicatum. Specially, Penicillium paneum was found 42% of samples and Aspergillus sp. (A. flavus, A. fumigatus) are 21% of samples. In case of mycotoxin contamination, the 42% of samples are detected more than one kind of mycotoxin. Some samples are contaminated three kinds of mycotoxin. This study was not found aflatoxin ($B_1$, $B_2$, $G_1$, $G_2$) and fumonisin ($B_1$, $B_2$), but were detected the contamination of ochratoxin A (1.0~5.8 ug/kg), deoxynivalenol (DON, 156.0~776.7 ug/kg) and zearalenone (ZON, 38.0~750.0 ug/kg). Therefore, the above results show that rice straw round bale silage expose on hazard factors as mycotoxigenic fungi and mycotoxin contamination, and than need more research about mycotoxin in animal feed to protect animal and human healthy.
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문제 정의
0 ug/kg)이 오염되어 있었다. 따라서 본 연구결과는 볏짚 곤포사일리지가 곰팡이 및 mycotoxin의 유해성에 노출되어 있음을 시사하는 바 앞으로 폭넓은 연구와 함께 mycotoxin으로 인한 가축의 피해를 줄여주기 위한 다각적인 노력이 필요하였다.
따라서 본 연구는 국내 조사료의 오염 곰팡이 및 곰팡이 독소에 대한 실태를 파악하고 기초 연구 자료를 제공하고자 하였으며, 국내 생산되어 농가에서 실제로 급여되고 있는 사료용 볏짚 곤포사일리지의 곰팡이 오염도 및 곰팡이 종류를 조사하고 mycotoxin 노출 유해성을 구명하고자 실시하였다.
본 연구는 국내 생산 사료용 볏짚 곤포사일리지의 수확 후 저장기간 동안 생성된 곰팡이 오염도 및 곰팡이 종류를 조사하고 mycotoxin 노출 유해성을 구명하고자 실시하였다. 곰팡이 및 mycotoxin 오염을 조사하기 위하여 곰팡이 발생이 육안 식별이 안 되는 정상적인 것부터 오염이 심한 것까지 다양한 상태의 농가에서 급여하고 있는 33점의 볏짚 곤포사일리지 시료를 수거하여 조사하였다.
제안 방법
본 연구는 국내 생산 사료용 볏짚 곤포사일리지의 수확 후 저장기간 동안 생성된 곰팡이 오염도 및 곰팡이 종류를 조사하고 mycotoxin 노출 유해성을 구명하고자 실시하였다. 곰팡이 및 mycotoxin 오염을 조사하기 위하여 곰팡이 발생이 육안 식별이 안 되는 정상적인 것부터 오염이 심한 것까지 다양한 상태의 농가에서 급여하고 있는 33점의 볏짚 곤포사일리지 시료를 수거하여 조사하였다. 오염된 곰팡이는 흰색, 회색, 푸른색 및 검은 갈색 등 다양한 색의 콜로니가 오염된 것을 발견할 수 있었다.
그리고 삼각플라스크 상등액을 채취하여 102~106이 되도록 멸균 식염수에 희석하고 곰팡이 선별배지(MEA와 PDA)로 만든 agar plate에 도말하여 25℃에서 2~5일 동안 배양하며 매일 형성된 단일 콜로니를 관찰 및 계수하여 기록하였다. 그리고 곰팡이 오염도는 계수가 가능한 최대 단일 콜로니가 형성된 시기의 측정치로 평가하였다.
85% 식염수가 들어 있는 500 ml 삼각플라스크에 10 g을 넣고 250 rpm에서 10분간 흔들어 곰팡이 포자들이 식염수에 부유하도록 하였다. 그리고 삼각플라스크 상등액을 채취하여 102~106이 되도록 멸균 식염수에 희석하고 곰팡이 선별배지(MEA와 PDA)로 만든 agar plate에 도말하여 25℃에서 2~5일 동안 배양하며 매일 형성된 단일 콜로니를 관찰 및 계수하여 기록하였다. 그리고 곰팡이 오염도는 계수가 가능한 최대 단일 콜로니가 형성된 시기의 측정치로 평가하였다.
볏짚 곤포 사일리지의 mycotoxin 오염조사는 냉장보관 시료를 HPLC를 이용하여 9종의 mycotoxin 즉, aflatoxins (B1, B2, G1, G2), zearalenone, deoxynivalenol, fumonisin (B1, B2), ochratoxins A 등을 분석하여 곰팡이 독소의 오염실태를 조사하였다.
볏짚 곤포사일리지의 곰팡이 독소오염 수준 및 유해성 조사를 위하여 축우농가에서 급여하고 있는 곰팡이에 오염된 볏짚 곤포사일리지 및 오염 곰팡이가 육안으로 관찰이 안 되는 볏짚 곤포사일리지 등 다양한 상태의 시료를 9가지 mycotoxin 즉, aflatoxin (B1, B2, G1, G2), zearalenone, deoxynivalenol, fumonisin (B1, B2), ochratoxin A를 분석하였다.
볏짚 곤포사일리지의 곰팡이 오염도 분석을 위하여 세절된 시료를 190 ml의 0.85% 식염수가 들어 있는 500 ml 삼각플라스크에 10 g을 넣고 250 rpm에서 10분간 흔들어 곰팡이 포자들이 식염수에 부유하도록 하였다. 그리고 삼각플라스크 상등액을 채취하여 102~106이 되도록 멸균 식염수에 희석하고 곰팡이 선별배지(MEA와 PDA)로 만든 agar plate에 도말하여 25℃에서 2~5일 동안 배양하며 매일 형성된 단일 콜로니를 관찰 및 계수하여 기록하였다.
즉, 순수배양된 콜로니로부터 DNA를 추출하여 primer ITS1F(5'-CCTGGTCATTTAGAGGAAGTAA-3')과 ITS4(5'-TCCTCCGCTTATTGATATGC-3')을 이용하여 18S rRNA 부위를 Brookman 등 (2000)이 서술한 PCR 방법에 의하여 genomic DNA로부터 증폭하고, 증폭된 DNA 단편은 pGEM®-T Easy vector system (Promega, USA)에 클로닝 하였으며, inset DNA를 dideoxy chaintermination method (Sanger 등, 1977)에 의하여 염기서열을 결정하고 얻어진 염기서열은 NCBI BLAST search를 이용하여 18S rRNA 염기서열의 특성에 의거하여 동정하였다.
대상 데이터
볏짚 곤포사일리지의 곰팡이 및 mycotoxin 오염을 조사하기 위하여 중부지방 소재 농가에서 시료를 채취하였다. 시료채취는 볏짚 곤포사일리지를 급여 또는 사용하기 위하여 펼쳐놓은 상태에서 곰팡이 발생이 육안 식별이 안 되는 것부터 오염이 심한 것까지 다양한 상태의 33개 볏짚 곤포사일리지로부터 시료를 수거 사용하였다.
볏짚 곤포사일리지의 곰팡이 및 mycotoxin 오염을 조사하기 위하여 중부지방 소재 농가에서 시료를 채취하였다. 시료채취는 볏짚 곤포사일리지를 급여 또는 사용하기 위하여 펼쳐놓은 상태에서 곰팡이 발생이 육안 식별이 안 되는 것부터 오염이 심한 것까지 다양한 상태의 33개 볏짚 곤포사일리지로부터 시료를 수거 사용하였다. 그리고 각 목적에 맞게 분석하기 위하여 멸균된 커터기를 이용 1cm 길이로 세절하고 4℃에 냉장 보관하여 사용하였다.
이론/모형
시료의 aflatoxin, ochratoxin, zearalenone, fumonisin 분석은 HPLC를 이용한 선행연구 (Hammond 등, 2004; Akiyama 등, 2001; Caloni 등, 2000; Li 등, 1997; Xiao 등, 1996; Lerch와 Muller, 1990; Vicam, 1988; Visconti와 Pascale, 1998)에서 사용한 방법을 기초로 fluorescence detector를 사용하여 측정하였다. DON은 Mateo 등 (2001), Visconti와 Battalico (1983)이 사용한 HPLC 방법을 기초로 UV detector를 사용하였다.
용출된 시료를 50℃에서 N2 gas를 사용하여 건조하고 1ml의 methanol/ammonium acetate (10 mmol/L) (1:1, v/v)의 혼합용매로 재용해시킨 후 분석에 사용하였다. 시료의 aflatoxin, ochratoxin, zearalenone, fumonisin 분석은 HPLC를 이용한 선행연구 (Hammond 등, 2004; Akiyama 등, 2001; Caloni 등, 2000; Li 등, 1997; Xiao 등, 1996; Lerch와 Muller, 1990; Vicam, 1988; Visconti와 Pascale, 1998)에서 사용한 방법을 기초로 fluorescence detector를 사용하여 측정하였다. DON은 Mateo 등 (2001), Visconti와 Battalico (1983)이 사용한 HPLC 방법을 기초로 UV detector를 사용하였다.
성능/효과
8 ug/kg으로 오염 정도는 심각하였다. DON의 오염수준은 평균 776.7 ug/kg으로 최저 156.0 ug/kg, 최고 1914.0 ug/kg이었으며, ZON의 오염수준은 평균 342.2 ug/kg으로 최저 38.0 ug/kg, 최고 750.0 ug/kg으로 오염정도는 심각하였다.
Table 2에서 보는 바와 같이 조사된 33점의 볏짚 곤포사일리지 시료의 42%가 mycotoxin에 오염되어 있었고, 2개 이상의 mycotoxin에 오염된 것은 12%, 그리고 3개 이상 mycotoxin에 오염된 것은 3%였다. 이들은 조사된 9가지 mycotoxin 중 aflatoxin (B1, B2, G1, G2)과 fumonisin (B1, B2)은 발견되지 않았지만, ochratoxin A는 5점의 시료, deoxynivalenol (DON)은 3점의 시료, 그리고 zearalenone (ZON)은 11점의 시료에서 발견되었다 (Table 3).
곰팡이 발생이 육안 식별이 안 되는 것부터 오염이 심한 것까지 다양한 상태의 33점의 시료를 수거하여 조사한 결과, 볏짚 곤포사일리지의 곰팡이 오염은 Fig. 1에서와 같이 흰색, 재색, 푸른색 및 검은 갈색 계열의 다양한 형태의 곰팡이가 오염된 것을 발견할 수 있었다.
곰팡이 오염도는 평균 2.1×106 cfu g-1으로 가장 높은 오염도는 9.2×108 cfu g-1까지 발견되었으며, 외관상 곰팡이 오염 식별이 안 되는 정상적인 볏짚 곤포사일리지의 모든 시료에서도 곰팡이 오염이 발견되었다.
그리고 가장 높은 오염도는 9.2×108 cfu g-1으로 나타났으며 (Fig. 1), 가장 낮은 오염도는 2.0×102 cfu g-1으로 외관상 곰팡이 오염 식별이 안 되는 정상적인 볏짚 곤포사일리지의 모든 시료에서도 곰팡이 오염이 발견되었다 (Fig. 2).
Table 2에서 보는 바와 같이 조사된 33점의 볏짚 곤포사일리지 시료의 42%가 mycotoxin에 오염되어 있었고, 2개 이상의 mycotoxin에 오염된 것은 12%, 그리고 3개 이상 mycotoxin에 오염된 것은 3%였다. 이들은 조사된 9가지 mycotoxin 중 aflatoxin (B1, B2, G1, G2)과 fumonisin (B1, B2)은 발견되지 않았지만, ochratoxin A는 5점의 시료, deoxynivalenol (DON)은 3점의 시료, 그리고 zearalenone (ZON)은 11점의 시료에서 발견되었다 (Table 3).
2×108 cfu g-1까지 발견되었으며, 외관상 곰팡이 오염 식별이 안 되는 정상적인 볏짚 곤포사일리지의 모든 시료에서도 곰팡이 오염이 발견되었다. 본 연구에 사용된 볏짚 곤포사일리지에서 발견된 곰팡이의 종류만도 28가지로 매우 다양하였고, 이들 중 유해 독소를 분비하는 8종의 곰팡이 즉, Aspergillus flavus, Aspergillus fumigatus, Fusarium culmorum, Fusarium verticillioides, Penicillium carneum, Penicillium paneum, Penicillium roqueforti, Penicillium viridicatum이 발견되었다. 특히, 가장 많이 분리된 곰팡이는 Penicillium sp.
사료용 볏짚 곤포사일리지를 오염시키는 곰팡이의 종류를 조사하고 이들 곰팡이들의 유해성을 구명하기 위하여 서로 다른 모양의 콜로니를 순수 배양하여 18SrRNA 염기서열을 이용 균주를 동정하였을 때 본 연구에 사용된 볏짚 곤포사일리지에서 발견된 곰팡이의 종류만도 28가지로 매우 다양하였다.
곰팡이 및 mycotoxin 오염을 조사하기 위하여 곰팡이 발생이 육안 식별이 안 되는 정상적인 것부터 오염이 심한 것까지 다양한 상태의 농가에서 급여하고 있는 33점의 볏짚 곤포사일리지 시료를 수거하여 조사하였다. 오염된 곰팡이는 흰색, 회색, 푸른색 및 검은 갈색 등 다양한 색의 콜로니가 오염된 것을 발견할 수 있었다. 곰팡이 오염도는 평균 2.
조사료의 곰팡이 오염은 곰팡이의 종류에 상관없이 기호성이 떨어지고 영양적 손실을 초래할 뿐만 아니라 축우의 영양소 섭취량 감소로 증체량 및 산유량 저하가 수반된다. Schatzmayr (2005)는 곰팡이 독소가 발견되지 않는 상황에서도 곰팡이가 오염된 사료 급여는 일반적으로 5~10%의 생산성 저하를 일으킨다고 보고한바 있다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
곰팡이에 오염된 볏짚 사일리지 같은 조사료의 급여 시 어떤 문제가 발생하는가?
곰팡이에 오염된 볏짚 사일리지 같은 조사료는 기호성이 떨어지고 섭취량도 감소되며, 심한 오염은 영양적으로도 큰 손실이 발생한다. 따라서 축우는 영양소 섭취량 감소로 증체량 및 산유량 저하가 수반되며, mycotoxin (곰팡이 독소)이 발견되지 않는 상태에서도 곰팡이가 오염된 사료급여는 5~10%의 생산성 저하를 일으킨다 (Schatzmayr, 2005).
사료용 볏짚의 저장 기간 동안 어떤 문제가 발생할 수 있는가?
사료용 볏짚은 대부분 곤포사일리지 형태로 제조 및 저장되어 가축에게 급여되며, 저장기간 동안 수확한 볏짚, 환경과 미생물 사이의 복잡한 관계 속에 품질에 영향을 미친다. 그리고 저장기간 동안 영상온도에서 공기와 수분이 존재하는 자연생태환경은 조사료에 Aspergillus sp.를 비롯한 여러 종류의 곰팡이 오염과 성장을 일으킨다 (성 등, 2010; Smith와 Lynch, 1973; Cole 등, 1977; Sebunya와 Yourtee, 1990; Nelson, 1993).
mycotoxin이란 무엇인가?
곰팡이는 자연환경 속에서 자신들의 생존 경쟁력을 증가시키기 위해 다양한 이차대사산물을 분비하고, 이들 중 많은 대사산물이 항곰팡이성 및 항균성 활성을 갖는다. 특히, mycotoxin 은 곰팡이가 성장하면서 생성한 2차 대사산물로 극소량만으로도 동물, 사람뿐만 아니라 식물에게도 독성을 나타내는 물질이다 (Undi와 Wittenberg, 1996; Santin, 2005). 수종의 곰팡이가 작물이 성장, 수확 및 저장기간 동안 수천가지 곰팡이 독소를 생성하지만 400여종의 mycotoxin만이 화학적으로 확인되었으며, 생물학적 및 수의학적 영향은 단지 수종에 한하여 밝혀졌다 (Kore, 1996).
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