젖산균과 효소제 처리에 의한 동계사료작물 발효성상, In vitro 반추위 발효 및 소화율에 미치는 영향 연구 Effect of Lactic acid bacteria and Enzyme Supplementation on Fermentative Patterns of Ensiling Silages, Their In vitro Ruminal Fermentation, and Digestibility원문보기
본 연구는 청보리와 트리티케일에 L. plantarum, L. plantarum과 L. buchneri가 혼합된 접종원을 각각 첨가한 사일리지에 섬유소 분해효소를 첨가하여 사일리지 품질, 반추위 발효 패턴 및 소화율을 조사하였다. 두 초종의 사일리지 건물함량과 조단백질 함량은 전반적으로 청보리 사일리지가 높게 조사 되었으며(p<0.01), 트리티케일 사일리지 처리구에서는 섬유소 분해효소의 첨가가 유의적으로 낮은 NDF 함량을 나타내었다(p<0.01). 청보리와 트리티케일 사일리지에서 유기산 (젖산 및 초산)의 함량은 대조구에 비해 타 처리구들이 유의적으로 높았으며(p<0.01), L. plantarum을 접종균주로 사용한 처리구에서 유의적으로 높은 젖산 함량을 나타내었다(p<0.01). 사일리지 내 lactic acid bacteria는 두 초종 모두 섬유소 분해효소를 첨가한 처리구에서 높게 나타났으며, mold 생성량은 무첨가 대조구에 비해 처리구에서 낮게 조사되었다. 반추위 발효 패턴 및 소화율의 결과에서, 반추위 내 암모니아태 질소생성량은 청보리 사일리지에 L. plantarum과 L. buchneri를 혼합하여 접종한 처리구가 유의적으로 가장 높은 생성량을 나타냈다(p<0.01). 총 가스 생성량은 처리구별 유의적 차이는 없었으나, 효소첨가에 의해 증가하였다(p=0.003). 반추위 내 건물소화율은 청보리 사일리지 처리구에서 유의적으로 높게 조사되었으며(p<0.01), 트리티케일 사일리지는 혼합균주 L. plantarum과 L. buchneri에 섬유소 분해효소의 첨가한 처리구가 타 처리구 대비 유의적으로 높은 소화율을 보였다(p<0.01). 반추위 내 초산 생성량은 L. plantarum과 L. buchneri 를 접종한 처리구와 섬유소 분해효소를 첨가한 트리티케일 처리구에서 유의적으로 높게 조사되었다(p<0.01). 또한 총 휘발성 지방산은 청보리 사일리지 처리구의 균주 및 효소를 혼합 첨가한 처리구가 유의적으로 높았다(p<0.01). 본 연구를 통해 homofermentative LAB 보다 heterofermentative LAB가 안정적인 사일리지 발효에 기여하는 것을 확인 할 수 있었다. 그러나 반추동물의 사료효율 증대를 위한 대안으로 사용된 섬유소 분해효소를 이용한 효과는 초종에 따라 다양한 결과를 가지며, 효소의 적용에 대한 연구 및 균주와 효소의 상관관계에 관한 추가적인 연구가 필요할 것으로 사료된다.
본 연구는 청보리와 트리티케일에 L. plantarum, L. plantarum과 L. buchneri가 혼합된 접종원을 각각 첨가한 사일리지에 섬유소 분해효소를 첨가하여 사일리지 품질, 반추위 발효 패턴 및 소화율을 조사하였다. 두 초종의 사일리지 건물함량과 조단백질 함량은 전반적으로 청보리 사일리지가 높게 조사 되었으며(p<0.01), 트리티케일 사일리지 처리구에서는 섬유소 분해효소의 첨가가 유의적으로 낮은 NDF 함량을 나타내었다(p<0.01). 청보리와 트리티케일 사일리지에서 유기산 (젖산 및 초산)의 함량은 대조구에 비해 타 처리구들이 유의적으로 높았으며(p<0.01), L. plantarum을 접종균주로 사용한 처리구에서 유의적으로 높은 젖산 함량을 나타내었다(p<0.01). 사일리지 내 lactic acid bacteria는 두 초종 모두 섬유소 분해효소를 첨가한 처리구에서 높게 나타났으며, mold 생성량은 무첨가 대조구에 비해 처리구에서 낮게 조사되었다. 반추위 발효 패턴 및 소화율의 결과에서, 반추위 내 암모니아태 질소생성량은 청보리 사일리지에 L. plantarum과 L. buchneri를 혼합하여 접종한 처리구가 유의적으로 가장 높은 생성량을 나타냈다(p<0.01). 총 가스 생성량은 처리구별 유의적 차이는 없었으나, 효소첨가에 의해 증가하였다(p=0.003). 반추위 내 건물소화율은 청보리 사일리지 처리구에서 유의적으로 높게 조사되었으며(p<0.01), 트리티케일 사일리지는 혼합균주 L. plantarum과 L. buchneri에 섬유소 분해효소의 첨가한 처리구가 타 처리구 대비 유의적으로 높은 소화율을 보였다(p<0.01). 반추위 내 초산 생성량은 L. plantarum과 L. buchneri 를 접종한 처리구와 섬유소 분해효소를 첨가한 트리티케일 처리구에서 유의적으로 높게 조사되었다(p<0.01). 또한 총 휘발성 지방산은 청보리 사일리지 처리구의 균주 및 효소를 혼합 첨가한 처리구가 유의적으로 높았다(p<0.01). 본 연구를 통해 homofermentative LAB 보다 heterofermentative LAB가 안정적인 사일리지 발효에 기여하는 것을 확인 할 수 있었다. 그러나 반추동물의 사료효율 증대를 위한 대안으로 사용된 섬유소 분해효소를 이용한 효과는 초종에 따라 다양한 결과를 가지며, 효소의 적용에 대한 연구 및 균주와 효소의 상관관계에 관한 추가적인 연구가 필요할 것으로 사료된다.
The objective of this study was to determine the effect of bacterial inoculation (Lactobacillus plantarum or combo inoculant mixed with Lactobacillus plantarum and Lactobacillus buchneri) and addition of fibrolytic enzyme on chemical compositions and fermentation characteristics of whole crop barley...
The objective of this study was to determine the effect of bacterial inoculation (Lactobacillus plantarum or combo inoculant mixed with Lactobacillus plantarum and Lactobacillus buchneri) and addition of fibrolytic enzyme on chemical compositions and fermentation characteristics of whole crop barley (WCB) and triticale (TRT) silage, their ruminal in vitro fermentation, and digestibility. In TRT silage, enzyme addition significantly (p<0.01) decreased NDF content compared to no enzyme addition treatment. Organic acids such as lactate and acetate contents in WCB and TRT silages were significantly (p<0.01) higher compared to those in the control. Particularly, lactate content was the highest in L. plantarum treatment. Fibrolytic enzyme treatment on both silages had relatively higher lactic acid bacteria content, while mold content was lower in both treatments compared to that in the control. In vitro dry matter digestibility was generally improved in WCB silages. It was higher (p<0.01) in TRT with mixed treatment of L. plantarum, L. buchneri, and enzyme compared to others. In vitro ruminal acetate production was relatively higher in treatments with both enzyme and inoculant additions compared to that in the control. Therefore, the quality of silage and rumen fermentation could be improved by inoculants (L. plantarum and L. buchneri) regardless whether whole crop barley (WCB) or triticale (TRT) silage was used. Although it was found that fibrolytic enzyme addition to both silages had various quality and rumen fermentation values, further study is needed.
The objective of this study was to determine the effect of bacterial inoculation (Lactobacillus plantarum or combo inoculant mixed with Lactobacillus plantarum and Lactobacillus buchneri) and addition of fibrolytic enzyme on chemical compositions and fermentation characteristics of whole crop barley (WCB) and triticale (TRT) silage, their ruminal in vitro fermentation, and digestibility. In TRT silage, enzyme addition significantly (p<0.01) decreased NDF content compared to no enzyme addition treatment. Organic acids such as lactate and acetate contents in WCB and TRT silages were significantly (p<0.01) higher compared to those in the control. Particularly, lactate content was the highest in L. plantarum treatment. Fibrolytic enzyme treatment on both silages had relatively higher lactic acid bacteria content, while mold content was lower in both treatments compared to that in the control. In vitro dry matter digestibility was generally improved in WCB silages. It was higher (p<0.01) in TRT with mixed treatment of L. plantarum, L. buchneri, and enzyme compared to others. In vitro ruminal acetate production was relatively higher in treatments with both enzyme and inoculant additions compared to that in the control. Therefore, the quality of silage and rumen fermentation could be improved by inoculants (L. plantarum and L. buchneri) regardless whether whole crop barley (WCB) or triticale (TRT) silage was used. Although it was found that fibrolytic enzyme addition to both silages had various quality and rumen fermentation values, further study is needed.
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문제 정의
, 2008). 따라서 본 연구는 청보리와 트리티케일을 이용한 사일리지 제작에 있어 섬유소 분해효소와 젖산균의 효과 및 젖산균 균주별 효과를 비교 조사하기 위하여 수행되었다.
본 실험은 facultative homofermentative 균주인 L. plantarum 과 strictly heterofermentative 균주인 L. buchenri 혼합 사용 그리고 섬유소 분해 효소와의 혼합사용 등의 효과를 알아보기 위한 목적으로 초종별 총 5개의 시험구를 구성하였다. 아무런 첨가제를 혼합하지 않은 대조구 (CON), 젖산균 L.
buchneri와 같은 heterofermentative LAB를 사용하면 사일리지 내 초산, 프로피온산 및 뷰틸산의 생성비율을 향상시킬 수 있는 것으로 알려져 있다 . 이는 L. plantarum과 L. buchneri가 혼합된 TLB 처리구가 대체적으로 높은 초산 함량을 나타낸 본 연구의 결과를 뒷받침 하였다.
가설 설정
4) ND, not detected.
제안 방법
LAB는 MRS (Difco, USA)를 이용하여 37±1°C 조건의 인큐베이터에서 48시간 동안 배양하였고, Yeast와 mold는 malt chloramphenicol 배지를 이용하여 48시간 동안 배양하였다.
각 발효가 완료된 사일리지 10 g을 90 mL 펩톤수 (Difco, USA)와 혼합하여, stomacher (Wisemix® , Daihan, Korea)를 이용해 2분간 균질한 후에 유기산 분석에사용하였다.
반추위 발효 가스 생성량은 실험용 유리주사기를 이용하여 배양병 내 가스 생성량을 측정하였고, 반추위 발효 pH는 pH meter (Seven easy, Mettler Toledo®)를 이용 하여 측정하였다.
541)에 여과 후 60°C에서 48시간 건조하여 건물소화율을 계산하였다. 반추위 발효실험에 사용된 사일 리지 건물과 발효 후 잔류하는 사일리지 건물의 차이를 이 용하여 반추위 건물소화율을 측정하였다.
반추위 발효조건으로는 시험사료 0.5 g과 rumen inoculum 50 mL를 혼합하여 125 mL 용량의 유리병에 담고, aluminum cap seal를 이용 하여 밀봉한 후에 39°C 조건으로서 24시간동안 발효를 진행하였다.
발효가 완료된 사일리지 10 g과 증류수 90 mL를 혼합하여 stomacher (Wisemix® , Daihan, Korea)에서 2분간 균질하였고, 원심분리 (2,300 × g, 4°C, 20 min)를 통하여 상층액을 취한 후 pH 및 암모니아태 질소 함량 조사에 이용하였다.
LAB는 MRS (Difco, USA)를 이용하여 37±1°C 조건의 인큐베이터에서 48시간 동안 배양하였고, Yeast와 mold는 malt chloramphenicol 배지를 이용하여 48시간 동안 배양하였다. 배양 완료 후 평판배지에 형성된 colony를 계수하여 생균수를 측정하였다.
본 연구는 청보리와 트리티케일에 L. plantarum, L. plantarum과 L. buchneri가 혼합된 접종원을 각각 첨가한 사일리지에 섬유소 분해효소를 첨가하여 사일리지 품질, 반추위 발효 패턴 및 소화율을 조사하였다. 두 초종의 사일리지 건물함량과 조단백질 함량은 전반적으로 청보리 사일리지가 높게 조사 되었으며 (p<0.
사료입자가 제거된 상등액 1 mL에 200 uL의 25% meta- phosphoric acid를 첨가 후, 30 분 동안 정치하여 13,000 rpm에서 원심 분리 하는 전처리 과정을 거친 시료를 NukolTM , fused silica capillary column (0.25 mm i.d. × 0.25 um film × 30 m length, SUPELCO, USA)이 장착된 Gas Chromatography (HP7890, Agilant, CA, USA)로 분석하였다.
사료작물의 1 kg을 진공압축 팩에 넣어 처리구별 3 반복으로 사일리지를 제조하였고, 40 일 동안 실온 (24~28°C)에서 발효를 진행하였다.
, Daihan, Korea)를 이용해 2분간 균질한 후에 유기산 분석에사용하였다. 사일리지의 유기산 함량은 C18 column과 UV/VIS detector가장착된 HPLC (High Performance Liquid Chromatography, Prostar, Varian, USA)를 이용하여 분석하였다.
사일리지의 화학적 성분을 조사하기 위해 발효 40일 후각 처리구 당 약 500 g을 취하여 60°C 열풍건조기에서 48시간 동안 건조 후 건물함량을 조사하였고, 2 mm sieve가장착된 실험실용 분쇄기 (Cutter mill, IKA MF10.1, Staufen, Germany)로 분쇄하여 사용하였다.
buchenri 혼합 사용 그리고 섬유소 분해 효소와의 혼합사용 등의 효과를 알아보기 위한 목적으로 초종별 총 5개의 시험구를 구성하였다. 아무런 첨가제를 혼합하지 않은 대조구 (CON), 젖산균 L. plantarum 단독 처리구 (TL), L. plantarum과 L. buchneri를 혼합한 복합처리구 (TLB), L. plantarum과 효소제를 혼합한 처리구 (TLE) 그리고 복합젖산균과 효소제를 혼합한 처리구 (TLBE)로 실험을 설계하였다. 젖산균의 처리 수준은 혼합 후 최종 균체 농도가 1.
이때 oven, injector 및 detector 온도는 각 180°C, 220°C 및 200°C로 설정하였다.
젖산균의 처리 수준은 혼합 후 최종 균체 농도가 1.0×1010 CFU/g (fresh weight) 이 되도록 하였다.
대상 데이터
사일리지 제조에 사용된 젖산균들로 Lactobacillus plantarum (CMbio, Korea), Lactobacillus plantarum KCCM 11322과 Lactobacillus buchneri KCCM 40982 균주를 사용하였다. 또한 효소제로서는 cellulase와 xylanase로 구성된 섬유소 분해효소 복합제 (CMZYME, CMbio, Korea)을 사용하였다. 사료작물의 1 kg을 진공압축 팩에 넣어 처리구별 3 반복으로 사일리지를 제조하였고, 40 일 동안 실온 (24~28°C)에서 발효를 진행하였다.
본 실험의 공시시료로 사용된 청보리(영양)와 트리티케일(신영)은 2014년 봄철 (2014년 6월 6일)에 수확되었으며, 농촌진흥청 국립식량과학원에서 제공받아 실시하였다. 시료의 건물, 유기물, 조단백질, 조지방, NDF 및 ADF의 함량은 청보리 (g/kg DM)가 329.
1으로 조사되었다. 사일리지 제조에 사용된 젖산균들로 Lactobacillus plantarum (CMbio, Korea), Lactobacillus plantarum KCCM 11322과 Lactobacillus buchneri KCCM 40982 균주를 사용하였다. 또한 효소제로서는 cellulase와 xylanase로 구성된 섬유소 분해효소 복합제 (CMZYME, CMbio, Korea)을 사용하였다.
전라북도 진안 소재의 전라북도 축산위생연구소 한우시험장에서 반추위 캐뉼라가 장착된 거세 한우 (체중 450±30 kg) 2두를 공시하였으며, 반추위 발효 시험을 위한 위액을 채취하였다.
데이터처리
본 실험에서 얻어낸 결과는 처리구 (n=10) 및 반복수 (n= 3)를 이용하여 분산분석하였다. 그리고 대조구 데이터를 제외한 섬유소 분해효소 (n=2), 접종원 (n=2), 상호작용 및 반복수 (n=6)를 순차적 배열하여 분산분석을 실시하였다. 시험구들 간의 유의성 검정은 Duncan’s multiple comparison 방법을 통하여 5% 유의수준으로 검정하였다.
시험구들 간의 유의성 검정은 Duncan’s multiple comparison 방법을 통하여 5% 유의수준으로 검정하였다. 모든 통계분석은 SAS statistical program (SAS, 2002)의 PROC MIXED 를 이용하여 수행하였다.
본 실험에서 얻어낸 결과는 처리구 (n=10) 및 반복수 (n= 3)를 이용하여 분산분석하였다. 그리고 대조구 데이터를 제외한 섬유소 분해효소 (n=2), 접종원 (n=2), 상호작용 및 반복수 (n=6)를 순차적 배열하여 분산분석을 실시하였다.
시험구들 간의 유의성 검정은 Duncan’s multiple comparison 방법을 통하여 5% 유의수준으로 검정하였다.
이론/모형
In vitro 건물소화율은 Moore (1970)의 방법에 따라 수행하였으며, 배양이 완료된 샘플을 filter paper (Whatman, No. 541)에 여과 후 60°C에서 48시간 건조하여 건물소화율을 계산하였다.
사일리지 pH는 pH meter (Seven easy, Mettler Toledo®)를 이용하여 분석하였고, 암모니아태 질소 함량은 Chaney와 Marbach (1962)에 따라 상등액 20 uL에 phenol color reagent 1 mL와 alkali hypochlorite reagent 1 mL을 혼합하여 37℃에서 15분간 반응 후 분광광도계 (Optizen UV2120, Mecasis, Korea)를 이용하여 630 nm에서 흡광도를 측정하였다.
생균수 측정은 Miller와 Wolin (1974) 방법에 따라 조사 하였다. LAB는 MRS (Difco, USA)를 이용하여 37±1°C 조건의 인큐베이터에서 48시간 동안 배양하였고, Yeast와 mold는 malt chloramphenicol 배지를 이용하여 48시간 동안 배양하였다.
5로 보정하고 McDougall’s buffer solution 과 반추위액을 4:1로 혼합하여 rumen inoculum으로 사용하였다. 실험은 Tilley와 Terry (1963)의 방법에 따라 3 반복하여 실시하였다. 반추위 발효조건으로는 시험사료 0.
1, Staufen, Germany)로 분쇄하여 사용하였다. 조단백질, 조지방 및 조회분 함량은 AOAC (1995) 방법에 따라 분석하였으며, NDF와 ADF는 Van Soest 등 (1991)법으로 분석하였다.
암모니아태 질소 함량은 사일리지 품질 평가에서 제시한 방법과 동일하게 진행하였다. 휘발성지방 산은 Erwin 등 (1961)의 방법에 따라 분석하였다. 사료입자가 제거된 상등액 1 mL에 200 uL의 25% meta- phosphoric acid를 첨가 후, 30 분 동안 정치하여 13,000 rpm에서 원심 분리 하는 전처리 과정을 거친 시료를 NukolTM , fused silica capillary column (0.
성능/효과
NDF 및 ADF의 함량은 청보리 사일리지에 비해 트리티케일 사일리지에서 유의적으로 높게 조사되었는데 (p<0.01), 특히 트리티케일 사일리지에서는 효소제가 첨가된 모든 처리구들에서 대조 구에 비해 NDF 함량이 유의적으로 낮게 조사되었다 (p<0.01).
반면에 트리티케일 사일리지가 대조구 에서 가장 낮은 건물함량을 나타내었다. TL 및 TLBE의 청보리 사일리지가 트리티케일 사일리지의 건물함량과 유사하게 조사된 것으로 미루어 볼 때, 균주 및 효소의 첨가가 트리티케일 사일리지의 품질에 긍정적인 영향을 준 것으로 판단된다. 유기물 함량은 청보리 사일리지에서 916.
건물소화율은 트리티케일 사일리지보다 청보리 사일리지에서 유의적으로 높은 건물소화율을 나타냈다 (p<0.01).
01). 결과적으로 청보리 사일리지의 경우 L. plantarum의 단독 첨가보다 L. plantarum 및 L. buchneri를 혼합하여 사용할 경우총 휘발성 지방산 생성량을 증가시킬 수 있었으며, 트리티 케일 사일리지의 경우 균주 및 효소의 개별적 차이가 없는 것으로 확인되었다. 총 휘발성 지방산 결과로 미루어 볼때, 두 초종 모두에서 섬유소 분해효소의 첨가는 총 휘발성 지방산 생성량에 큰 영향을 주지 않는 것으로 판단된다.
그러나 초산의 함량은 젖산과 달리 복합균주와 효소제를 사용한 TLBE 처리구에서 유의적으로 높았다 (p<0.01).
그리고 청보리 사일리지 TL 처리구의 pH가 4.79로 대조구 5.79에 비해 유의적으로 낮게 조사되었다 (p<0.01).
그리고 트리티케일 사일리지에서 L. plantarum, L. buchneri 및 효소제를 첨가한 TLBE 처리구가 다른 시험구들에 비해 유의적으로 높은 건물 소화율을 나타냈다 (p<0.01).
두 초종의 사일리지 건물함량과 조단백질 함량은 전반적으로 청보리 사일리지가 높게 조사 되었으며 (p<0.01), 트리티케일 사일리지 처리구에서는 섬유소 분해효소의 첨가가 유의적으로 낮은 NDF 함량을 나타내었다 (p<0.01).
또한 두 초종 모두 대조구에 비해 전체 균주와 효소를 첨가한 TLBE 처리구가 유의적으로 높았다 (p<0.01).
또한 청보리 사일리지와 트리티케일 사일리지 모두 L. plantarum을 단독으로 이용한 TL 처리구 들에 비해 L. plantarum과 L. buchneri가 혼합된 균주를 접종한 TLB 처리구에서 mold를 유의적으로 낮추었고, 청보리 사일리지와 같은 경우 효소제가 첨가된 처리구에서 유의적으로 낮게 조사되었다 (p<0.01).
또한 총 휘발성 지방산은 청보리 사일리지 처리구의 균주 및 효소를 혼합 첨가한 처리구가 유의적으로 높았다(p<0.01).
또한, 트리티케일 사일리지 TLE 처리구가 대조구에 비해 유의적으로 낮은 pH를 나타냈다 (p<0.01).
반추위 내 초산 생성량은 L. plantarum과 L. buchneri 를 접종한 처리구와 섬유소 분해효소를 첨가한 트리티케일 처리구에서 유의적으로 높게 조사되었다 (p<0.01).
반추위 내 초산 생성량은 트리티케일 사일리지에 L. plantarum, L. buchneri 및 효소제를 첨가한 TLBE 처리구가 타 처리구들에 비해 유의적으로 높게 조사되었는데(p<0.01), 이는 반추위 내 건물소화율과 유사한 패턴을 나타냈다.
반추위 발효 패턴및 소화율의 결과에서, 반추위 내 암모니아태 질소생성량은 청보리 사일리지에 L. plantarum과 L. buchneri를 혼합 하여 접종한 처리구가 유의적으로 가장 높은 생성량을 나타냈다(p<0.01).
또한 Stiles 등(1970)의 보고에 의하면, 반추위 내 암모니아태 질소는 최소 5~8 mg/dL에서 최대 29 mg/dL이 생성되어야 한다고 하였는데, 본 연구에서 조사된 모든 처리구들은 암모니아태 질소의 농도가 적정수준에 있는 것으로 나타났다. 반추위 발효를 표면적으로 판단할 수 있는 척도인 가스 생성량은 유의적 차이는 없었지만, 효소제의 첨가가 이를 첨가하지 않은 다른 시험구들에 비해 높은 가스 생성량을 나타내었다 (p=0.003).
반추위 암모니아태 질소 생성량은 청보리 사일리지에 L. plantarum과 L. buchneri를 접종한 TLB 처리구가 유의적으로 높은 생성량을 보였으며 (p<0.01), 트리티케일 사일리지의 대조구가 유의적으로 낮았다 (p<0.01).
반추위내 건물소화율은 청보리 사일리지 처리구에서 유의적으로 높게 조사되었으며 (p<0.01), 트리티케일 사일리지는 혼합균주 L. plantarum과 L. buchneri에 섬유소 분해효소의 첨가한 처리구가 타 처리구 대비 유의적으로 높은 소화율을 보였다(p<0.01).
01). 본 실험에 사용된 섬유소 분해효소인 효소제를 청보리에 첨가할시 건물 소화율에 큰 변화는 없다고 판단되었다. 트리티케 일의 경우 사일리지 발효에 L.
본 연구를 통해 homofermentative LAB 보다 heterofermentative LAB가 안정적인 사일리지 발효에 기여하는 것을 확인 할 수 있었다. 그러나 반추동물의 사료효율 증대를 위한 대안으로 사용된 섬유소 분해효소를 이용한 효과는 초종에 따라 다양한 결과를 가지며, 효소의 적용에 대한 연구 및 균주와 효소의 상관관계에 관한 추가적인 연구가 필요할 것으로 사료된다.
01). 사일리지 내 lactic acid bacteria는 두 초종 모두 섬유소 분해효소를 첨가한 처리구에서 높게 나타났으며, mold 생성량은 무첨가 대조구에 비해 처리구에서 낮게 조사되었다. 반추위 발효 패턴및 소화율의 결과에서, 반추위 내 암모니아태 질소생성량은 청보리 사일리지에 L.
01). 사일리지 화학적 성분 분석 결과를 통해 청보리 사일리지가 트리티케일 사일리지에 비해 높은 조단백질을 함유하여 반추위 미생물에 의한 단백질 분해가 더욱 활발하게 이루어 질 수 있었을 것으로 판단된다. 또한 Stiles 등(1970)의 보고에 의하면, 반추위 내 암모니아태 질소는 최소 5~8 mg/dL에서 최대 29 mg/dL이 생성되어야 한다고 하였는데, 본 연구에서 조사된 모든 처리구들은 암모니아태 질소의 농도가 적정수준에 있는 것으로 나타났다.
본 실험의 공시시료로 사용된 청보리(영양)와 트리티케일(신영)은 2014년 봄철 (2014년 6월 6일)에 수확되었으며, 농촌진흥청 국립식량과학원에서 제공받아 실시하였다. 시료의 건물, 유기물, 조단백질, 조지방, NDF 및 ADF의 함량은 청보리 (g/kg DM)가 329.2, 933.1, 112.7, 34.2, 503.4 및 264.7, 트리티케일 (g/kg DM)이 336.0, 947.2, 87.3, 31.3, 506.6 및 284.1으로 조사되었다. 사일리지 제조에 사용된 젖산균들로 Lactobacillus plantarum (CMbio, Korea), Lactobacillus plantarum KCCM 11322과 Lactobacillus buchneri KCCM 40982 균주를 사용하였다.
암모니아태 질소는 청보리 사일리지 TLE 처리 구에서 유의적으로 높게 나타내었다 (p<0.01).
조단백질 함량은 청보리 사일리지가 트리티케일 사일리지에 비해 유의적으로 높게 조사되었으며 (p< 0.01), 청보리 사일리지의 경우 TLB 처리구가 가장 높게 나타났다.
청보리 사일리지 TLBE 처리구에서 다른 시험구들에 비해 유의적으로 높은 젖산균밀도를 나타내었다 (p0.05), mold는 대조구에 비해 처리구들에서 비교적 낮게 조사되었다.
청보리 사일리지와 트리티케일 사일리지의 유기산의 함량은 두 초종 모두 대조구에서 유의적으로 낮은 함량을 나타내었으며 (p<0.01), L. plantarum을 접종한 청보리 사일리지 TL 처리구에서 젖산의 함량이 유의적으로 높게 나타났다 (p<0.01).
청보리 사일리지의 뷰틸산의 생성량은 TLBE 및 TLB 처리구에서 다른 시험구들에 비해 높았다 (p<0.01).
청보리와 트리티케일 사일리지에서 유기산 (젖산 및 초산)의 함량은 대조구에 비해 타 처리구들이 유의적으로 높았으며 (p<0.01), L. plantarum을 접종균주로 사용한 처리구에서 유의적으로 높은 젖산 함량을 나타내었다 (p<0.01).
청보리와 트리티케일 사일리지의 건물함량은 전반적으로 청보리 사일리지가 높게 조사 되었으며, 특히 청보리 사일리지 대조구, TLE 및 TLB가 유의적으로 높게 조사되었다 (p<0.01).
01). 총 가스 생성량은 처리구별 유의적 차이는 없었으나, 효소첨가에 의해 증가하였다 (p=0.003). 반추위내 건물소화율은 청보리 사일리지 처리구에서 유의적으로 높게 조사되었으며 (p<0.
buchneri를 혼합하여 사용할 경우총 휘발성 지방산 생성량을 증가시킬 수 있었으며, 트리티 케일 사일리지의 경우 균주 및 효소의 개별적 차이가 없는 것으로 확인되었다. 총 휘발성 지방산 결과로 미루어 볼때, 두 초종 모두에서 섬유소 분해효소의 첨가는 총 휘발성 지방산 생성량에 큰 영향을 주지 않는 것으로 판단된다.
사일리지의 pH, 암모니아태 질소, 유기산 및 생균수 측정 결과는 Table 2와 같다. 트리티케일 사일리지의 pH가청보리 사일리지에 비해 비교적 낮게 나타났다. 그리고 청보리 사일리지 TL 처리구의 pH가 4.
후속연구
본 연구를 통해 homofermentative LAB 보다 heterofermentative LAB가 안정적인 사일리지 발효에 기여하는 것을 확인 할 수 있었다. 그러나 반추동물의 사료효율 증대를 위한 대안으로 사용된 섬유소 분해효소를 이용한 효과는 초종에 따라 다양한 결과를 가지며, 효소의 적용에 대한 연구 및 균주와 효소의 상관관계에 관한 추가적인 연구가 필요할 것으로 사료된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
조사료 공급의 역할은?
청보리와 트리티케일과 같은 양질의 조사료 공급은 반추 가축의 생산성 향상 및 반추위 기능 유지에 중요한 역할을 담당한다 (Shinekhuu et al., 2009).
사일리지 발효에 사용되는 젖산균은 어떻게 분류되는가?
, 2009). 사일리지 발효에 사용되는 젖산균 (LAB, lactic acid bacteria)은 발효 산물로 생성되는 유기산들의 종류에 따라 homofermentative LAB와 heterofermentative LAB로 구분된다. Homofermentative LAB는 주로 젖산을 그 발효 대사산물로 생성하고 빠른 pH 하강을 유도하여 사일리지 숙성과정의 발효 안정에 도움을 준다.
사일리지 발효과정에서 발효 조건과 같은 다양한 요인들에 의해 그 품질향상 효율성에 대한 차이를 나타낼 수 있는 이유는?
사일리지 발효과정에서 효소제및 젖산균의 적용은 사일리지 품질향상에 큰 도움이 되며, 반추위 소화율에도 그 영향을 미칠 수 있다. 그러나 이러한 모든 작용들이 생물학적 특성에 기초하기 때문에 발효 조건과 같은 다양한 요인들에 의해 그 품질향상 효율성에 대한 차이를 나타낼 수 있다 (Feng et al., 1996; Colombatto et al.
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