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문제 정의
- 따라서 본 연구에서는 밤의 가공 부산물인 1, 2차 율피의 반추동물용 사료로서의 영양적 가치와 반추위 발효 특성을 분석하기 하기 위해 1, 2차 율피의 영양소를 분석하고, in vitro 반추위 발효 실험을 실시하여 율피의 첨가 수준에 따른 in vitro 반추위 건물 소화율 및 가스 발생량을 측정하였다.
- 밤의 가공과정에서 임업 부산물로 생산되는 율피(밤껍질)는 밤 생산량의 50%를 차지하며, 사료비 저감을 위한 반추동물의 사료원으로서 이용 가능성이 있으나 이에 대한 연구는 미비한 실정이다. 본 연구에서는 밤의 가공 부산물인 1, 2차 율피의 반추동물용 사료로서의 영양적 가치와 반추위 발효 특성을 분석하기 하기 위해 1, 2차 율피의 영양소를 분석하고, 48시간 동안 in vitro 반추위 발효 실험을 실시하여 율피의 첨가 수준에 따른 in vitro 반추위 건물 소화율 및 가스 발생량을 측정하였다. In vitro 실험의 기본 사료로는 시중에서 판매되는 유산양 TMR을 이용했으며, 기본 사료와 1차 율피 및 2차 율피의 비율을 달리하여 13개의 처리구로 실험을 실시하였다.
제안 방법
- In vitro 48시간 배양 동안에 각 배양시간별(6, 12, 24, 48시간)로 serum bottle을 배양기에서꺼내어 serum bottle내의 head space에 축적된 가스는 pressure sensor(Sun Bee Instrument, Inc., Seoul, Korea)와 pressure meter(Laurel Electronics, Inc., Costa Mesa, CA, USA)를 이용해 가스압력의 변화를 측정하고, 이를 부피로 환산하여 분석하였다.
- 본 연구에서는 부여 밤 영농조합에서 밤 가공 작업 중에 발생한 1, 2차 율피를 공시시료로 이용하였다. In vitro 실험의 기본 사료로는 시중에서 판매되는 유산양용 반추동물용 섬유질배합사료(Total Mixed Ration, TMR)을 사용하였으며(Table 1), 기본 사료와 1차 율피 및 2차 율피의 비율을 달리하여 처리구를 나누었다. 처리구는 총 13개로 처리구 마다 총 3 반복을 실시하였다.
- , Clifton, NJ, USA)를 이용해 여과하였다. 여과물과 여과지는 105℃에서 12시간 건조시켜 각 처리구별 기질의 배양 전후의 무게 차이로 in vitro 반추위 건물 소화율을 계산하였다.
- 율피가 반추동물용 부존사료자원으로써 적합한 사료가치를 지니고 있는지를 확인하기 위하여 1, 2차 율피의 화학성분을 분석하였다(Table 2). 건물 함량은 1차 율피가 49.
- 처리구는 총 13개로 처리구 마다 총 3 반복을 실시하였다. 처리구는 1차율피 100%(T1), 2차 율피 100%(T2), 1차 율피와 2차 율피의 1:1혼합구(T3), TMR 100%(T4), TMR을 1차 율피로 각각 5%(T5), 10%(T6), 15%(T7) 대체한 처리구, 2차 율피로 각각 5%(T8), 10%(T9), 15%(T10) 대체한 처리구와 1차 율피와 2차 율피의 혼합 처리구(T3)로 TMR을 각각 5%(T11), 10%(T12), 15%(T13) 대체한 처리구이다.
- In vitro 실험의 기본 사료로는 시중에서 판매되는 유산양 TMR을 이용했으며, 기본 사료와 1차 율피 및 2차 율피의 비율을 달리하여 13개의 처리구로 실험을 실시하였다. 처리구는 2차 율피 100%, 1차 율피 100%, 2차 율피와 1차 율피의 1:1 혼합구, TMR 100% 및 TMR을 2차 율피, 1차 율피 또는 1, 2차 율피 혼합으로 각각 5%, 10%, 15% 대체한 처리구이다. 율피의 일반 성분 분석에서 1차 율피는 2차 율피에 비해 섬유소(NDF, ADF, 리그닌) 함량이 전체적으로 높고 이에 따라 비섬유소탄수화물의 함량은 낮으나, 그 외의 영양소에서는 차이를 보이지 않았다.
- In vitro 실험의 기본 사료로는 시중에서 판매되는 유산양용 반추동물용 섬유질배합사료(Total Mixed Ration, TMR)을 사용하였으며(Table 1), 기본 사료와 1차 율피 및 2차 율피의 비율을 달리하여 처리구를 나누었다. 처리구는 총 13개로 처리구 마다 총 3 반복을 실시하였다. 처리구는 1차율피 100%(T1), 2차 율피 100%(T2), 1차 율피와 2차 율피의 1:1혼합구(T3), TMR 100%(T4), TMR을 1차 율피로 각각 5%(T5), 10%(T6), 15%(T7) 대체한 처리구, 2차 율피로 각각 5%(T8), 10%(T9), 15%(T10) 대체한 처리구와 1차 율피와 2차 율피의 혼합 처리구(T3)로 TMR을 각각 5%(T11), 10%(T12), 15%(T13) 대체한 처리구이다.
- 39)을 분석하고, Van Soest 등(1991)의 방법에 따라 NDF(aNDF), ADF와 ADL을 분석하였다. 총 에너지 함량은 Parr oxygen bomb calorimeter(PARR 1261; Parr Instrument Co., Moline, IL, USA)를 이용해 분석하였다.
대상 데이터
- 5 g씩의 처리구에 따른 시료와 50 mL의 혐기 배양액(buffer:strained ruminal fluid=4:1)을 125 mL serum bottle에 넣고 in vitro 배양을 실시하였다. In vitro 배양에 이용될 위액은 국립 축산 과학원(수원)에서 볏짚과 일반 배합사료(건물 중 조단백질 20.70%, 조지방 3.71%, 조회분 13.29%, 중성세제섬유소(aNDF) 39.71%, 산성세제 섬유소 47.19%)를 50:50으로 섭취한 누관(cannual)이 설치된 300 kg의 비육 전기 한우 거세우로부터 채취하여 얼음이 담긴 보온통에 담아 실험실까지 운반하였다. 위액은 혐기상태(CO2 flushing)를 유지하면서 8겹의 가제와 유리섬유로 거르고, 여과된 위액은 39℃ 배양기에서 2시간 정치시켜 안정화 시켰다.
- 본 연구에서는 밤의 가공 부산물인 1, 2차 율피의 반추동물용 사료로서의 영양적 가치와 반추위 발효 특성을 분석하기 하기 위해 1, 2차 율피의 영양소를 분석하고, 48시간 동안 in vitro 반추위 발효 실험을 실시하여 율피의 첨가 수준에 따른 in vitro 반추위 건물 소화율 및 가스 발생량을 측정하였다. In vitro 실험의 기본 사료로는 시중에서 판매되는 유산양 TMR을 이용했으며, 기본 사료와 1차 율피 및 2차 율피의 비율을 달리하여 13개의 처리구로 실험을 실시하였다. 처리구는 2차 율피 100%, 1차 율피 100%, 2차 율피와 1차 율피의 1:1 혼합구, TMR 100% 및 TMR을 2차 율피, 1차 율피 또는 1, 2차 율피 혼합으로 각각 5%, 10%, 15% 대체한 처리구이다.
- 본 연구에서는 부여 밤 영농조합에서 밤 가공 작업 중에 발생한 1, 2차 율피를 공시시료로 이용하였다. In vitro 실험의 기본 사료로는 시중에서 판매되는 유산양용 반추동물용 섬유질배합사료(Total Mixed Ration, TMR)을 사용하였으며(Table 1), 기본 사료와 1차 율피 및 2차 율피의 비율을 달리하여 처리구를 나누었다.
데이터처리
- SAS package(SAS Institute, Cary, NC)의 General Linear Model(GLM) procedure에 따라 분석하였으며, Tukey 방법을 이용하여 각 처리간 평균을 비교하였다. 통계적 유의 수준은 5%로 설정하였다(p<0.
이론/모형
-
2. In vitro 배양
배지 조성은 Goering과 Van Soest(1970)를 따르고 in vitro 배양은 Pell과 Schofield(1993)와 Goering과 Van Soest(1970)의 방법에 따라 실시하되, 처리구 마다 총 3 반복으로 각각 0.5 g씩의 처리구에 따른 시료와 50 mL의 혐기 배양액(buffer:strained ruminal fluid=4:1)을 125 mL serum bottle에 넣고 in vitro 배양을 실시하였다. In vitro 배양에 이용될 위액은 국립 축산 과학원(수원)에서 볏짚과 일반 배합사료(건물 중 조단백질 20.
- 화학 성분 분석은 AOAC(2011)의 방법에 따라 일반성분 중 건물(934.01), 조회분(942.95), 조단백(2001.11), 조지방(920.39)을 분석하고, Van Soest 등(1991)의 방법에 따라 NDF(aNDF), ADF와 ADL을 분석하였다. 총 에너지 함량은 Parr oxygen bomb calorimeter(PARR 1261; Parr Instrument Co.
성능/효과
- 1)T1 is 100% chestnut shell (CS), T2 is 100% chestnut hull(CH), T3 is a mix with 50% CS and 50% CH (MIX), T4 is TMR, T5 is 5% CS and 95% TMR, T6 is 10% CS and 90% TMR, T7 is 15% CS and 85% TMR, T8 is 5% CH and 95% TMR, T9 is 10% CH and 90% TMR, T10 is 15% CH and 85% TMR, T11 is 5% MIX and 95% TMR, T12 is 10% MIX and 90% TMR, T13 is 15% MIX and 85% TMR.
- 05). 1, 2차 율피를 첨가한 TMR 처리구를 TMR 처리구와 비교 했을 때 in vitro 반추위 배양에 따른 시간별 누적 가스 발생량은 유의적인 차이가 나타나지 않았다. In vitro 반추위 건물 소화율 결과와 마찬가지로 소화율이 낮은 1차 율피는 누적 가스 발생량이 유의적으로 낮았고(p<0.
- 05). 1차 율피의 첨가 수준이 증가됨에 따라 건물 소화율이 감소하는 경향을 보였으나, 2차 율피의 경우 첨가 수준이 증가됨에 따라 건물 소화율에 변화는 없었다. Roth 등(2001)은 밤에 있는 탄닌을 이용한 in vitro 건물 소화율 측정에서 율피의 탄닌은 소화율에 영향을 주지 않는 것으로 보고하였다.
- 80%)가 가장 낮았다. 2차 율피의 첨가 수준이 증가됨에 따라 건물 소화율은 변화가 없었으며, 1차 율피의 첨가에 따라서는 소화율이 감소하는 경향을 보였다. 가스 발생량은 2차 율피 처리구에서 48시간 가스 발생량 및 발생 속도가 가장 높았고, 1차 율피 처리구에서 가장 낮았으며, TMR을 율피로 15%까지 대체하였을 때 가스 발생량의 차이는 유의하지 않았다.
- In vitro 반추위 건물 소화율 결과와 마찬가지로 소화율이 낮은 1차 율피는 누적 가스 발생량이 유의적으로 낮았고(p<0.05), 소화 속도도 낮은 것으로 나타났다(Fig. 1).
- In vitro 반추위 건물소화율의 결과와 마찬가지로 48시간 배양이 끝난 후 배양액의 pH는 1차 율피 처리구에서 6.50으로 가장 높았고(p<0.05), 2차 율피 처리구에서 6.33으로 가장 낮았으며(p<0.05), 그 밖의 처리구에서는 유의적인 차이를 나타내지 않았다.
- 조단백질 함량은 단백질 공급원으로서 이용되는 대두박, 채종박 등 다른 단백질 원료 사료에 비해 낮기 때문에 단백질 공급원으로 율피를 이용하기에는 적절치 못한 것으로 나타났다. NDF 함량은 1, 2차 율피에서 각각 건물 중 75%, 56%로 반추동물에 있어 섬유질 공급원으로 이용이 가능하나, 1차 율피의 경우 ADF 함량이 건물 중 59%, Lignin 함량은 건물 중 19% 정도로 높아서 이용 가능한 NDF 함량이 낮기 때문에 섬유소의 이용성이 떨어지는 것으로 판단된다.
- 2차 율피의 첨가 수준이 증가됨에 따라 건물 소화율은 변화가 없었으며, 1차 율피의 첨가에 따라서는 소화율이 감소하는 경향을 보였다. 가스 발생량은 2차 율피 처리구에서 48시간 가스 발생량 및 발생 속도가 가장 높았고, 1차 율피 처리구에서 가장 낮았으며, TMR을 율피로 15%까지 대체하였을 때 가스 발생량의 차이는 유의하지 않았다. pH 또한 유의적으로(p<0.
- 율피가 반추동물용 부존사료자원으로써 적합한 사료가치를 지니고 있는지를 확인하기 위하여 1, 2차 율피의 화학성분을 분석하였다(Table 2). 건물 함량은 1차 율피가 49.63%, 2차 율피는 39.10%였고, 1, 2차 율피 모두에서 조회분 함량은 건물 중 약 2%로 유기물 함량이 높은 편이었다. 조단백질 함량은 1, 2차 율피에서 각각 건물 중 10%와 11%였고, 조지방은 1, 2차 율피 모두에서 거의 존재하지 않은 것으로 나타났다.
- 50)에서 가장 높았다. 결론적으로 2차 율피는 반추동물의 사료 자원으로서 이용가치가 충분히 있으며, 1차 율피의 경우 상대적으로 사료가치가 떨어지나 조사료를 일부 대체하는 것은 가능할 것으로 판단된다. 하지만, 율피의 사료 가치를 보다 올바로 평가하기 위해서는 동물을 이용한 in vivo 대사, 소화, 성장 및 기호성 실험이 필요한 것으로 사료된다.
- 그러나 1차 율피와 2차 율피만 처리한 처리구에서는 1차 율피는 in vitro 반추위 건물 소화율(48시간)이 약 43%로 다른 처리구에 비해 유의적으로 낮았으며(p<0.05), 2차 율피의 경우에는 약 72%로 다른 처리구에 비해 유의적으로 높게 나타났다(p<0.05).
- 1). 그와 반대로 2차 율피는 in vitro 반추위 건물 소화율이 높았고, 가스 발생량 또한 유의적으로 높았으며 소화 속도 또한 높은 것으로 나타났다. 1차 율피와 2차 율피를 혼합한 처리구에서는 이들의 중간 정도의 소화율과 가스 발생량 및 소화 속도를 보여주고 있다.
- 또한 1차 율피와 2차 율피를 50:50으로 혼합한 처리구는 1차 율피보다는 높고 다른 처리구보다는 낮은 건물소화율을 보였다(p<0.05).
- 10%였고, 1, 2차 율피 모두에서 조회분 함량은 건물 중 약 2%로 유기물 함량이 높은 편이었다. 조단백질 함량은 1, 2차 율피에서 각각 건물 중 10%와 11%였고, 조지방은 1, 2차 율피 모두에서 거의 존재하지 않은 것으로 나타났다. 조단백질 함량은 단백질 공급원으로서 이용되는 대두박, 채종박 등 다른 단백질 원료 사료에 비해 낮기 때문에 단백질 공급원으로 율피를 이용하기에는 적절치 못한 것으로 나타났다.
- 조단백질 함량은 1, 2차 율피에서 각각 건물 중 10%와 11%였고, 조지방은 1, 2차 율피 모두에서 거의 존재하지 않은 것으로 나타났다. 조단백질 함량은 단백질 공급원으로서 이용되는 대두박, 채종박 등 다른 단백질 원료 사료에 비해 낮기 때문에 단백질 공급원으로 율피를 이용하기에는 적절치 못한 것으로 나타났다. NDF 함량은 1, 2차 율피에서 각각 건물 중 75%, 56%로 반추동물에 있어 섬유질 공급원으로 이용이 가능하나, 1차 율피의 경우 ADF 함량이 건물 중 59%, Lignin 함량은 건물 중 19% 정도로 높아서 이용 가능한 NDF 함량이 낮기 때문에 섬유소의 이용성이 떨어지는 것으로 판단된다.
후속연구
- 현재 사료자원으로서 많이 이용되는 농산업 부산물로는 볏짚, 왕겨 등과 같은 곡류 부산물이 주를 이루고 있으며, 이외에도 야초류 등의 입업 부산물과 비지 등의 가공 부산물 등이 있다. 농산업 부산물을 동물사료로 이용함에 있어 고려해야 할 사항은1) 부산물 자체의 영양적 가치, 2) 수분 함량 등에 따른 저장성 및 유통성, 3) 생산량 등이 있는데, 많은 부산물 사료자원이 영양적 가치가 낮거나 추가의 저장, 가공 및 유통 비용으로 인해 생산비 절감에 큰 영향을 주지 못해 이용성이 낮기 때문에 이를 보완하기 위한 추가적인 연구와 함께 새로운 사료자원을 찾는 노력이 필요하다.
- Doane 등(1997)에서 조사료(알팔파, 브롬그라스, 옥수수 대, 밀짚)의 48시간 in vitro 반추위 발효 가스 발생량은 각각 약 97 mL, 128 mL, 105 mL, 87 mL로서 본 연구 결과와 비교해보면 1차 율피는 밀짚보다 낮은 소화속도를 나타내며, 2차 율피는 알팔파나 브롬그라스보다 총 가스 발생량이 높았다. 이를 통해 반추동물용 사료자원으로써 1차 율피는 단독 이용은 어려우나 저질 조사료를 일부 대체할 수 있을 것으로 보이며, 2차 율피는 이용가치가 매우 높은 것으로 판단된다.
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