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문제 정의
- 따라서 본 연구는 각각의 국내 농산부산물을 이용하여 in vitro 반추위 발효 특성을 조사하고 에너지 사료인 옥수수와 단백질 사료인 대두박과 유사한 반추위 발효특성을 나타내는 농산부산물을 선정하여 배합수준을 통한 적정 농후사료 대체 효과를 규명하기 위하여 수행하였다.
- 본 연구는 국내 농산부산물을 이용하여 in vitro 반추위 발효 특성을 조사하고 에너지 사료인 농후사료와 유사한 반추위 발효특성을 나타내는 농산부산물을 선정하여 최적배합수준을 통한 농후사료 대체 효과를 규명하기 위하여 수행하였다. 본 연구를 수행하기 위하여 국내에서 다량 생산되는 9점의 부산물(소맥피, 단백피, 제빵 부산물, 비지, 미강, 청치, 대두피, 주정박, 버섯배지)을 선발하였다.
제안 방법
- 1차 실험에서는 in vitro 배양을 통해 각각 원료사료의 시간대별 반추위 발효특성을 평가하였으며, 옥수수 및 대두박과 유사한 발효 특성을 나타내는 원료사료 2종류를 선발하였다. 원료사료의 샘플 수, 에너지 및 단백질 함량을 고려하여 2회에 걸쳐 in vitro 배양 실험을 실시하였으며, 최종적으로 선발된 2종류의 원료사료는 다른 원료사료와 혼합한 조합구를 만들어 in vitro 배양을 통한 옥수수와 대두박의 대체효과를 조사하였다(Table 2).
- 본 연구를 수행하기 위하여 국내에서 다량 생산되는 9점의 부산물(소맥피, 단백피, 제빵 부산물, 비지, 미강, 청치, 대두피, 주정박, 버섯배지)을 선발하였다. 1차 실험에서는 in vitro 배양을 통해 각각 원료사료의 시간대별(0, 3, 6, 12, 24, 48 h) 반추위 발효특성을 평가하였으며, 옥수수 및 대두박과 유사한 발효특성을 나타내는 원료사료 2종류를 선발하였다. 최종적으로 선발된 2종류의 원료사료는 다른 원료사료와 혼합한 조합구를 만들어 in vitro 배양을 통한 옥수수와 대두박의 대체효과를 평가하였다.
- 실험에 사용된 원료사료는 Wiley mill에서 1 mm 분쇄 후 각각 사용하였다. 1차 실험에서는 원료사료를 35 ml serum bottle에 0.2 g씩 3반복으로 하였으며, 2차 실험에서는 각 원료사료를 조합하여 시간대 별 0.4 g씩 3반복으로 사용하였다. 각 시간대 별 blank를 포함한 serum bottle을 준비 후, 배양개시 30분전 반추위액을 CO2로 bubbling하여 pH를 6.
- Serum bottle에 buffer와 혼합된 위액을 20 ml 주입하고, 39 ±0.5℃로 설정된 항온 배양기(DS-10, Dasol Scientific Co., Korea)에서 3, 6, 12, 24 및 48시간 배양 하였다.
- 2차 실험에서 옥수수와 대두박을 기본배합으로 하여, 알팔파, 티머시 건초 및 옥수수 사일리지를 조사료로 사용하였다(T1). T2구는 대두박을 비지로 2.5% 대체, T3구는 옥수수를 청치로 15% 대체하였으며, T4구는 옥수수와 대두박을 청치와 비지로 각각 10 및 5% 대체하여 in vitro 반추위 발효특성을 평가하였다.
- 가스발생량 측정이 종료된 serum bottle을 개봉하여 원심분리용 micro tube에 상층액을 회수하였으며 회수된 상층액은 원심분리기(3000 × g)에서 15분간 원심분리한 후 pH meter (Gmbh8603, Mettler-Toledo, Switzerland)를 이용하여 pH를 측정하였다.
- 반추위액 채취는 반추위 캐뉼라가 장착된 Holstein 경산우(평균 체중 650 kg) 1두를 공시하였다. 공시축은 하루에 2회, 오전(08:00)과 오후(17:30)에 시판중인 농협사료 5 kg과 옥수수사일리지 5 kg를 급여하였으며 오차드그라스(Dactylis glommerata L.)를 무제한 급여하였다. 위액 채취는 실험당일 오전에 농후사료 급여 30분 전 채취하였으며, 채취된 위액은 4겹의 거즈로 여과 후 2ℓ 보온병(39℃)에 head space가 없도록 하여 bottle내 산소의 침입을 차단하였다.
- 2 ml를 첨가하여 혼합 후 실온에서 30분간 정치시켰다. 실온에서 정치시킨 배양액은 －20℃의 냉동고에 보관 하였다가 분석 시 13,000 rpm에서 10분간 4℃의 원심분리 튜브를 이용하여 원심분리 한 후 상층액을 채취하였으며, gas chromatography (GC-14A, Shimadzu, Japan)를 이용하여 측정하였다.
- 1차 실험에서는 in vitro 배양을 통해 각각 원료사료의 시간대별 반추위 발효특성을 평가하였으며, 옥수수 및 대두박과 유사한 발효 특성을 나타내는 원료사료 2종류를 선발하였다. 원료사료의 샘플 수, 에너지 및 단백질 함량을 고려하여 2회에 걸쳐 in vitro 배양 실험을 실시하였으며, 최종적으로 선발된 2종류의 원료사료는 다른 원료사료와 혼합한 조합구를 만들어 in vitro 배양을 통한 옥수수와 대두박의 대체효과를 조사하였다(Table 2). 2차 실험에서 옥수수와 대두박을 기본배합으로 하여, 알팔파, 티머시 건초 및 옥수수 사일리지를 조사료로 사용하였다(T1).
- 첨가 후 37℃ 항온 수조에서 15분간 배양하여 발색 시킨 후 증류수를 8 ml씩을 넣어 희석하였다. 이후 spectrophotometer를 이용하여 640 nm에서 흡광도(optical density)를 측정하였다.
- 1차 실험에서는 in vitro 배양을 통해 각각 원료사료의 시간대별(0, 3, 6, 12, 24, 48 h) 반추위 발효특성을 평가하였으며, 옥수수 및 대두박과 유사한 발효특성을 나타내는 원료사료 2종류를 선발하였다. 최종적으로 선발된 2종류의 원료사료는 다른 원료사료와 혼합한 조합구를 만들어 in vitro 배양을 통한 옥수수와 대두박의 대체효과를 평가하였다. 실험설계는 옥수수와 대두박을 기본배합으로 하여, 알팔파, 티머시 건초 및 옥수수사일리지를 조사료로 사용하였다(T1).
- 배양이 완료된 serum bottle의 가스측정을 완료한 후 개봉하여 상층액을 회수하였다. 회수된 상층액의 남아있는 잔유물을 glass microanalysis filter holder assembly (No. 097531C, Fisher Scientific, USA)에 filter paper (Whatman No. 1, Whatman, UK)로 여과한 후 80℃의 drying oven에서 48시간 건조 및 칭량하여 건물 분해율을 측정하였다.
대상 데이터
- 원료사료의 샘플 수, 에너지 및 단백질 함량을 고려하여 2회에 걸쳐 in vitro 배양 실험을 실시하였으며, 최종적으로 선발된 2종류의 원료사료는 다른 원료사료와 혼합한 조합구를 만들어 in vitro 배양을 통한 옥수수와 대두박의 대체효과를 조사하였다(Table 2). 2차 실험에서 옥수수와 대두박을 기본배합으로 하여, 알팔파, 티머시 건초 및 옥수수 사일리지를 조사료로 사용하였다(T1). T2구는 대두박을 비지로 2.
- 5% 대체, T3구는 옥수수를 청치로 15% 대체하였으며, T4구는 옥수수와 대두박을 청치와 비지로 각각 10 및 5% 대체하여 in vitro 반추위 발효특성을 평가하였다. 각 원료사료와 농산부산물의 in vitro 반추위 발효 특성을 조사한 결과, 옥수수 및 대두박과 유사한 발효특성을 나타내는 농산부산물로 청치와 비지를 선정하였다. 2차 실험에서는 pH의 경우, T4구에서 T1구와 비교하여 유의하게 낮았으며, 가스발생량은 T3구에서 T1구와 비교하여 유의하게 높았다(p<0.
- 본 연구를 수행하기 위하여 에너지원의 옥수수, 단백질원인 대두박과 비교하여 영양적 가치가 높다고 인정되는 9점의 원료사료(소맥피, 단백피, 제빵부산물, 비지, 미강, 청치, 대두피, 주정박 및 버섯부산물)를 선발하였으며, 성분은 Table 1과 같다. 각각의 원료사료는 전국 TMR 생산공장 편람(National Institute of Animal Science, 2009)을 참고하여 천안에 위치한 TMR 공장 및 아산의 푸른들 영농조합법인으로부터 구입하여 사용하였다.
- 그 밖에도 영양적 변이가 큰 부산물 또한 사료배합에 문제가 될 수 있다. 따라서 본 실험에 사용한 농산부산물은 사료이용의 편의를 위해 지역적 고른 생산, 생산량 및 영양소 함량을 고려하여 곡물사료를 일부 대체할 수 있는 부산물을 선발하였다.
- 반추위액 채취는 반추위 캐뉼라가 장착된 Holstein 경산우(평균 체중 650 kg) 1두를 공시하였다. 공시축은 하루에 2회, 오전(08:00)과 오후(17:30)에 시판중인 농협사료 5 kg과 옥수수사일리지 5 kg를 급여하였으며 오차드그라스(Dactylis glommerata L.
- 본 연구는 국내 농산부산물을 이용하여 in vitro 반추위 발효 특성을 조사하고 에너지 사료인 농후사료와 유사한 반추위 발효특성을 나타내는 농산부산물을 선정하여 최적배합수준을 통한 농후사료 대체 효과를 규명하기 위하여 수행하였다. 본 연구를 수행하기 위하여 국내에서 다량 생산되는 9점의 부산물(소맥피, 단백피, 제빵 부산물, 비지, 미강, 청치, 대두피, 주정박, 버섯배지)을 선발하였다. 1차 실험에서는 in vitro 배양을 통해 각각 원료사료의 시간대별(0, 3, 6, 12, 24, 48 h) 반추위 발효특성을 평가하였으며, 옥수수 및 대두박과 유사한 발효특성을 나타내는 원료사료 2종류를 선발하였다.
- 본 연구를 수행하기 위하여 에너지원의 옥수수, 단백질원인 대두박과 비교하여 영양적 가치가 높다고 인정되는 9점의 원료사료(소맥피, 단백피, 제빵부산물, 비지, 미강, 청치, 대두피, 주정박 및 버섯부산물)를 선발하였으며, 성분은 Table 1과 같다. 각각의 원료사료는 전국 TMR 생산공장 편람(National Institute of Animal Science, 2009)을 참고하여 천안에 위치한 TMR 공장 및 아산의 푸른들 영농조합법인으로부터 구입하여 사용하였다.
- 최종적으로 선발된 2종류의 원료사료는 다른 원료사료와 혼합한 조합구를 만들어 in vitro 배양을 통한 옥수수와 대두박의 대체효과를 평가하였다. 실험설계는 옥수수와 대두박을 기본배합으로 하여, 알팔파, 티머시 건초 및 옥수수사일리지를 조사료로 사용하였다(T1). T2구는 대두박을 비지로 2.
- 실험에 사용된 원료사료는 Wiley mill에서 1 mm 분쇄 후 각각 사용하였다. 1차 실험에서는 원료사료를 35 ml serum bottle에 0.
데이터처리
- 시간대별(0, 3, 6, 12, 24 및 48시간) 배양액을 이용한 처리간 3반복을 통해 얻어진 모든 결과들은 SAS package (SAS Institute, Cary, NC)의 GLM (General Linear Model)을 이용하여 분석하였으며, Duncan’s multiple range test에 의해 처리 평균간 유의성(p<0.05)을 검증하였다.
이론/모형
- 발효가스 발생량 측정은 Williams 등(1996)과 Beuvink 등(1992)의 방법을 이용하여 각 시간대별 모든 serum bottle을 항온 배양기에서 제거하여 약 5분 동안 실온에서 냉각시킨 후 발생된 가스의 압력에 의해 발생되는 뷰렛(burette)내 증류수의 이동부피를 눈금으로 측정하였다. 기질이 분해되면서 발생된 가스발생량은 ml/g substrate DM 단위로 환산하였다.
- 배양액 내 암모니아 측정은 Chaney와 Mabach (1962)의 방법으로 3, 6, 12, 24 및 48시간 동안 배양한 serum bottle에서 상층액을 각각 채취하였다. 채취한 배양액을 원심분리기(13,000 rpm)에서 5분 동안 원심분리 하여 얻어진 상층액과 NH3 standard를 각각 0.
- 배양액내 VFA는 Erwin 등(1961)의 방법에 의해 수행 되었다. pH 측정 후 VFA를 측정할 배양액은 microtubes (MCT-175-C, Axygen, USA)에 1 ml씩 회수한 후 미생물의 작용을 정지하기 위해 0.
성능/효과
- 1차 실험의 첫 번째 실험에서 가스발생량은 배양 후 12시간까지 비지, 옥수수, 청치 순으로 높았으며, 24시간 후 청치, 비지 및 옥수수에서 미강 및 대두피와 비교하여 유의하게 증가하였다(p<0.05).
- 05). 건물분해율 또한 가스발생량과 동일한 결과로 1차 첫 번째 실험에서 비지가 12시간에서 48시간까지 가장 높았으며(Table 5), 두 번째 실험에서는 대두박이 전체 배양시간 동안 건물분해율이 가장 높았다. 따라서 본 실험에서도 가스발생량과 건물분해율의 상관관계가 높은 것으로 나타났다(Table 6).
- 두 번째 실험에서는 배양 후 3시간에 버섯배지의 암모니아태 질소 농도가 가장 높았으나, 6시간 이후 대두박의 암모니아태 질소 농도가 크게 증가하였다(p<0.05).
- 두 번째 실험에서는 소맥피가 전체 배양시간 동안 다른 원료와 비교하여 가장 증가하였으며, 주정박과 버섯배지는 가스발생량이 가장 낮았다(p<0.05).
- 05). 따라서 본 실험에서 각 원료사료와 농산부산물의 in vitro 반추위 발효 특성을 조사한 결과, 옥수수 및 대두박과 비교하여 반추위 pH, 가스발생량, 건물분해율에서 청치와 비지가 유사한 발효특성을 나타냈다.
- 건물분해율 또한 가스발생량과 동일한 결과로 1차 첫 번째 실험에서 비지가 12시간에서 48시간까지 가장 높았으며(Table 5), 두 번째 실험에서는 대두박이 전체 배양시간 동안 건물분해율이 가장 높았다. 따라서 본 실험에서도 가스발생량과 건물분해율의 상관관계가 높은 것으로 나타났다(Table 6).
- 또한 12시간 까지 모든 처리구에서 유의한 차이를 나타내지 않았지만, 24시간과 48시간에 T4구(5.80∼5.70)에서 T1구(5.90∼5.76)와 비교하여 유의하게 낮은 pH를 보였다(p<0.05).
- 95%로 높은 함량을 나타냈다. 또한 조단백질 함량은 단백질원인 대두박(45.30%)과 비교하여 주정박(24.55%), 비지(22.30%), 단백피(19.33%) 및 소맥피(15.14%) 순으로 조단백질 함량이 15% 이상을 나타냈다.
- 또한, 대두박과 비교하여 버섯배지를 제외하고 단백피, 소맥피, 주정박 및 제빵부산물에서 유의하게 낮은 pH를 나타내었다(p<0.05).
- 배양 후 48시간에 대두피, 미강, 비지 순으로 pH가 높았으며, 옥수수와 청치는 다른 원료사료와 비교하여 유의하게 낮은 pH를 나타내었다(p<0.05).
- 또한 단백질 함량이 높은 비지를 혼합한 사료를 급여하면 주정박 또는 대두박 함유사료에 비하여 산유량 및 비유효율이 더 우수하며, 사료의 대체수준은 최대 15∼20% 까지 가능하다고 하였다(Chiou 등, 1998). 본 연구에서 NFC 함량은 대표적 에너지원인 옥수수(77.22%)와 비교하여 청치(80.76%)는 오히려 높았으며, 제빵부산물이 70.95%로 높은 함량을 나타냈다. 또한 조단백질 함량은 단백질원인 대두박(45.
- 암모니아태 질소 농도는 첫 번째 실험에서 배양 후 6시간을 제외하고 비지에서 가장 높았으며(p<0.05), 그 다음으로 미강, 대두피 순으로 높게 나타났다.
- 전체적으로 버섯배지와 제빵 부산물이 가장 낮은 반면, 대두박이 가장 높았다(p<0.05).
- 실험에 사용한 원료사료의 화학적 성분 분석결과는 Table 1과 같다. 조단백질 함량은 대두박(45.30%), 주정박(24.55%), 비지(22.30) 순으로 높았으며, 비섬유성 탄수화물 함량은 청치(80.76%), 옥수수(77.22%), 제빵부산물(70.95%) 순으로 높은 함량을 나타냈다. 특히, 제빵부산물은 조지방 함량이 17.
- 한편, 암모니아 질소 농도는 12시간 이후 모든 처리구에서 급격히 증가하였으며 12 및 24시간까지 T2구(2.62∼18.80)에서 T1구(4.91∼21.09)와 비교하여 유의하게 감소하였다(p<0.05).
후속연구
- 결과적으로 농산부산물인 청치와 비지의 사용은 옥수수와 대두박을 일부 대체하기 위해 사용가능할 것으로 판단되며, 앞으로 사양 실험을 통해 추가적인 연구가 필요할 것으로 생각된다.
- 05). 결과적으로 농산부산물인 청치와 비지의 사용은 옥수수와 대두박을 일부 대체하기 위해 사용가능할 것으로 판단된다. (주제어: 반추위, 부산물, 농후사료, 청치, 비지)
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