[논문]복합생균제가 산란계의 생산성, 계란품질 및 악취저감에 미치는 영향

신종서; 엄경환; 이정윤; 최윤서; 박희진; 이혜선; 박병성

doi:10.12925/jkocs.2019.36.3.748

복합생균제가 산란계의 생산성, 계란품질 및 악취저감에 미치는 영향
Effect of a probiotic mixture on egg quality and egg production in laying hens 원문보기

Journal of the Korean Applied Science and Technology = 한국응용과학기술학회지, v.36 no.3, 2019년, pp.748 - 757

신종서 (강원대학교 동물생명과학대학) , 엄경환 (강원대학교 동물생명과학대학) , 이정윤 (강원대학교 동물생명과학대학) , 최윤서 (강원대학교 동물생명과학대학) , 박희진 (강원대학교 동물생명과학대학) , 이혜선 (강원대학교 동물생명과학대학) , 박병성 (강원대학교 동물생명과학대학)

초록
AI-Helper

본 연구는 계란 생산성, 계란품질 및 악취저감에 관한 Bacillus subtillus, Streptomyces galilaeus 및 Sphingobacteriaceae로 구성된 복합생균제(PM, probiotic mixture)의 효과를 조사하였다. 산란계 Hy-Line Brown 240수를 4처리구로 구분하여 6주 동안 사육하였다. 처리구는 복합생균제를 함유하지 않은 대조구(CON, control), 일반생균제(CP3, commercial probiotics 0.3%), 복합생균제 3(PM3, 복합생균제 0.3%), 복합생균제 5(PM5, 복합생균제 0.5%)로 구분하였다. 산란율, 계란 호우유니트, 난각두께, 난각강도, 난황색 및 농후난백 높이는 PM3, PM5가 CON 및 CP3에 비해서 높았다. 계분으로부터 암모니아, E. coli, 총호기성균, Coliform, Salmonella 균수는 CON>CP3>PM3>PM5 순서로 증가하였다. 본 결과는 B. subtillus, S. galilaeus 및 Sphingobacteriaceae로 구성된 복합생균제 0.3%가 산란율, 계란품질 개선 및 분에서 암모니아 발생을 낮추어 양계장 악취저감 효과를 갖는다는 점을 보여준다.

Abstract ▼ AI-Helper

The objective of the present study was to evaluate effects of probiotic mixture (PM) including Bacillus subtillus, Streptomyces galilaeus and Sphingobacteriaceae on egg production, egg quality, and eliminating odor in laying hens. A total of 240 Hy-Line Brown laying hens (50 wks of age) were divided into four treatment groups (60 replicates of birds, each) in completely randomized design. Groups were assigned to four experimental diets: CON (a basal diet of no PM additive as control), basal diet supplemented with either CP3 (0.3% commercial probiotics), PM3 (0.3% PM), or PM5 (0.5% PM 0.5). Data of egg production and egg quality were obtained during 6 weeks of experimental period. Egg production, Haugh unit, shell thickness, breaking strength, yolk color, and albumin high were significantly increased in CP3 and PM3 compared to those in CON and CP3. Ammonia levels and numbers of E. coli, total aerobic bacteria, Coliform, and Salmonella in feces were significantly increased in order of CON>CP3>PM3>PM5. The present study indicates that addition of 0.3% probiotic mixture including B. subtillus, S. galilaeus and Sphingobacteriaceae to diets may improve egg production, egg quality, and eliminate fecal ammonia of laying hens.

주제어

표/그림 (6)

표 Table 1. Ingredient and chemical composition of experimental diets
표 Table 2. Laying performance of hens fed dietary probiotic mixture during 51 to 56 weeks
표 Table 3. Egg quality in hens fed dietary probiotic mixture during 51 to 56 weeks
표 Table 4. Fecal ammonia emission from hens dietary probiotic mixture during 51 to 56 weeks
표 Table 5. Fecal bacteria counts from hens fed dietary probiotic mixture during 51 to 56 weeks
그림 Fig. 1. Action mechanism of a probiotic mixture on improving of egg quality, egg production and reduction of malodor in laying hens.

AI 본문요약
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문제 정의

galilaeus 및 Sphingobacteriaceae을 포함하는 복합생균제(PM, probiotic mixture)의 효과는 알려지지 않았다. 본 연구는 B. subtillus, S. galilaeus 및 Sphingobacteriaceae로 구성된 복합생균제의 급여가 산란율, 계란 품질, 양계장 악취 저감효과 및 그 작용 메카니즘을 조사하였다.

제안 방법

50주령의 갈색계열 산란계(Hy-Lline Brown) 240마리를 은관농장(경기도 안성 소재)으로부터 구입하여 강원대학교 동물사육장 철제 3단 산란케이지에서 1주일의 적응기를 거친 후 6주 동안 사육하였다. 4개의 처리구로 구분하여 각 처리구 당 60마리씩 완전 임의 배치 후 케이지 당 한 마리씩 사용하였다. 처리구는 복합생균제를 함유하지 않은 대조구(CON, control), 일반생균제(CP3, commercial probiotics 0.
계분에서 유해 세균수의 변화를 조사하기 위하여 암모니아를 측정하기 전과 측정 후 계분 1 g 을 멸균 된 생리식염수(phosphorus buffered saline; PBS 0.1 M, pH 7.0)와 혼합해서 10배 희석(1:9, wt/vol) 하였다. Anaerobic chamber (5% hydrogen, 5% CO ₂ , balanced nitrogen)에서 혐기상태로써 10^-2-10^-7까지 희석하였다.
난황색은 로슈의 난황색 부채(Roche egg color fan, 독일)를 이용하여 측정하였다. 난각두께 및 파란강도는 계란품질 측정기계(FHK, Co., Japan) 를 이용하였다. 난각두께는 호우유니트와 난황색 측정에 사용한 계란에서 난각의 둔단부, 중간부, 첨단부를 각각 4회씩 측정하여 평균값으로 나타내었다[15].
난황색은 로슈의 난황색 부채(Roche egg color fan, 독일)를 이용하여 측정하였다. 난각두께 및 파란강도는 계란품질 측정기계(FHK, Co.
3x10¹⁰ cfu/g)을 사용하였다. 물과 실험사료는 자유 급여 하였으며 18시간 (08:30-24:30) 점등을 실시하였다.
실험사료를 섭취 후 배설된 신선한 계분 1,000 g을 polycarbonate 상자(폭 20*직경 20*높이 15 cm)에 담아서 비닐로 뚜껑을 하여 25℃ 실온에서 0(개시), 1, 3, 5일 동안 보관하였다. 발생하는 암모니아 농도를 계분이 담긴 상자로부터 5 cm 높이에서 Gas sampling pump GV-100S (Gastec, Japan)를 이용하여 측정하였다.
실험사료를 공급한 후 30일째부터 생산한 계란을 매일 오전 12시에 수집하여 생산성을 평가하였다. 사료섭취량은 2주마다 조사하여 사료요구율을 계산하였다.
galilaeus 및 Sphingobacteriaceae 를 포함하는 복합생균제(PM, probiotic mixture)가 산란능력, 계란품질 및 악취저감에 미치는 효과 및 그 작용 메커니즘을 조사하였다. 산란계는 복합생균제를 함유하지 않은 대조구(CON, control), 일반생균제(CP3, commercial probiotics 0.3%), 복합생균제 3(PM3, 복합생균제 0.3%), 복합생균제 5(PM5, 복합생균제 0.5%)로 구분하여 6 주간 사육하였다. 산란율은 PM3, PM5>CP3>CON 순서대로 높았다.
산란계에서 B. subtillus, S. galilaeus 및 Sphingobacteriaceae 를 포함하는 복합생균제(PM, probiotic mixture)가 산란능력, 계란품질 및 악취저감에 미치는 효과 및 그 작용 메커니즘을 조사하였다. 산란계는 복합생균제를 함유하지 않은 대조구(CON, control), 일반생균제(CP3, commercial probiotics 0.
실험사료는 NRC[14]에 의해서 권장된 영양소 요구량을 충족할 수 있도록 조단백질과 대사에너지 함량을 각각 17.00%와 2,750 kcal/kg로써 조절하여 배합하였다(Table 1).
실험사료를 공급한 후 30일째부터 생산한 계란을 매일 오전 12시에 수집하여 생산성을 평가하였다. 사료섭취량은 2주마다 조사하여 사료요구율을 계산하였다.
실험사료를 공급한 후 30일째부터 생산한 계란을 수집하여 10일에 1회씩 계란품질평가를 측정후 평균값으로 나타냈다. 호우유니트(Haugh unit, HU)는 난백의 높이와 난중을 측정하여 아래의 공식을 이용하여 계산하였다.
실험사료를 섭취 후 배설된 신선한 계분 1,000 g을 polycarbonate 상자(폭 20*직경 20*높이 15 cm)에 담아서 비닐로 뚜껑을 하여 25℃ 실온에서 0(개시), 1, 3, 5일 동안 보관하였다. 발생하는 암모니아 농도를 계분이 담긴 상자로부터 5 cm 높이에서 Gas sampling pump GV-100S (Gastec, Japan)를 이용하여 측정하였다.
4개의 처리구로 구분하여 각 처리구 당 60마리씩 완전 임의 배치 후 케이지 당 한 마리씩 사용하였다. 처리구는 복합생균제를 함유하지 않은 대조구(CON, control), 일반생균제(CP3, commercial probiotics 0.3%), 복합생균제 3(PM3, 복합생균제 0.3%), 복합생균제 5(PM5, 복합생균제 0.5%) 로 구분하였다. 일반 생균제는 PRIMALAC (L.

대상 데이터

실험동물에 대한 과학적인 절차는 NRC[13]에서 제시된 과학적이고 윤리적인 절차에 의해 진행했으며 강원대학교 동물실험위원회(IACUC, Institutional Animal Care and Use Committee of Kangwon National University)의 승인(승인번 호: KW-151117-1)을 받았다. 50주령의 갈색계열 산란계(Hy-Lline Brown) 240마리를 은관농장(경기도 안성 소재)으로부터 구입하여 강원대학교 동물사육장 철제 3단 산란케이지에서 1주일의 적응기를 거친 후 6주 동안 사육하였다. 4개의 처리구로 구분하여 각 처리구 당 60마리씩 완전 임의 배치 후 케이지 당 한 마리씩 사용하였다.
멸균된 평판 선택배지에 희석 시료를 각각 100 µL씩 분주하였다. 균주(배지)는 Salmonella (SS agar, Difco); E. coli (McConkey purple agar, Difco); Coliform (Violet red bile agar, Difco);총호기성균 (Nutrient agar, Difco)을 37℃에서 24-48시간 배양하였다. 미생물 집락수는 분 g 당균수(cfu, colony forming unit/계분 g)로써 상용 로그를 취하여 제시하였다[16].
일반 생균제는 PRIMALAC (L.acidophilus 3.3×10 10 , L. casei 3.3x10 10 , Bifidobacterim bifidum 3.3x1010 cfu/g)을 사용하였다.
지렁이 분변토로부터 분리된 B. subtillus, S.galilaeus 및 Sphingobacteriaceae를 2%, 그리고 지렁이 분변토 98%를 혼합하여 복합생균제를 제조하였다(대한민국 특허출원번호 0092670). 각각의 균주는 제품 1 g당 최소 3.

데이터처리

각 처리구에서 나타난 평균값에 대하여 일원배치 분산분석(one-way ANOVA)을 실시한 후 던칸의 다중검정법으로 95% 신뢰수준에서 자료의 통계적인 유의차(p<0.05)를 검증하였다.

성능/효과

) 처리 효과를 비교한 결과, 대조군, EM1, 2 처리군에 비하여 EM3 처리군에서 난중, 난각두께, 난황 지수 및 호우유닛의 값이 증가하였다[18]. 결과는 계란품질을 개선하기 위한 영양전략으로서 복합생균제 0.3%의 급여가 우수한 것으로 볼 수있다. 이는 상기 제시한 문헌적 근거[17,18] 및생균제가 난중에 영향을 주지 않았다는 결과와 맥락을 같이한다[24].
생균 제는 urease를 분비하는 유해 미생물의 성장과 증식을 억제함으로써 계분 중의 질소화합물 분해를 차단하여 암모니아 발생을 줄이는 것으로 보고되었다[25]. 결과는 복합생균제 급여가 계분으로부터 발생하는 암모니아를 현저하게 낮출 수있다는 사실을 관찰하였다. 이는 상기 제시한 문헌적 근거[25] 및 Table 5의 생균제를 급여한 계분에서 유해세균 증식이 낮았던 점은 암모니아 발생량을 낮추는데 기여하였을 것으로 볼 수 있다.
이러한 모든 기질은 장관 내 유해세균의 증식을 억제할 수 있다[26,27]. 결과는 복합생균제를 급여한 계분에서 양계장 악취의 주 원인으로 알려진 암모니아를 발생시키는 유해세균 수의 증식이 억제된다는 사실을 관찰하였다. 복합생균제를 급여한 조류의 분에서 유해 세균수가 낮았던 점은 생균제가 맹장에서 짧은 사슬지방산의 생성으로 맹장 내 미생물 균형을 유지해줌과 동시에 유해 세균의 장 점막에 대한 부착 방지 메커니즘으로 볼 수 있다[26-28].
) 처리 효과를 비교한 결과, 대조군, EM1, 2 처리군에 비하여 EM3 처리군에서 계란 생산성이 증가 하였다[23]. 결과는 산란계에게 복합생균제를 0.3% 수준으로 공급해주면 산란율을 크게 높일수 있다는 점을 나타낸다. 이는 상기 제시한 문헌적 근거[17,18]와 비슷하며 복합생균제가 지닌 맹장 내 유익한 미생물의 성장촉진 및 유해한 미생물의 성장억제를 통한 미생물 균형, 면역능력 개선 및 영양소의 소화흡수 촉진 메커니즘으로 볼 수 있다[17-23].
coli, 총호기성균, Coliform, Salmonella 균수는 CON>CP3>PM3>PM5 순서로 높았다. 결론적으로, 본 연구를 통해 B. subtillus, S. galilaeus 및 Sphingobacteriaceae 로 구성된 복합생균제 0.3% 가 산란계의 생산성, 계란품질 개선 및 악취저감에 효과적이며 이는 소장 융모의 활성화, 맹장내 유익한 미생물의 성장 자극 및 유해세균의 증식 억제를 경유하는 메커니즘을 새롭게 밝혀냈다.
계분내 암모니아 가스 발생량은 개시 일 CON, CP3>PM3, PM5, 1일차 CON>CP3, PM3, PM5, 3일차 CON>CP3, PM3>PM5, 5일차 CON>CP3>PM3>PM5 순서로 유의하게 감소하였다(p<0.05).
계분으로부터 암모니아 발생은 CON>CP3>PM3>PM5 순서로 감소하였고 E.coli, 총호기성균, Coliform, Salmonella 균수는 CON>CP3>PM3>PM5 순서로 높았다.
신선한 계분으로부터 암모니아 측정 전 E. coli, 총호기성균, Coliform, Salmonella 균수는 CON>CP3>PM3>PM5 순서로 유의하게 낮았다(pCP3>PM3>PM5 순서로 유의하게 낮았다(p<0.05).
05). 신선한 계분을 5일간 방치했을 때 암모니아는 CON과 비교할 때 CP3, PM3, PM5에서 각각 26.56, 40.55, 68.56% 낮아졌다. 생균 제는 urease를 분비하는 유해 미생물의 성장과 증식을 억제함으로써 계분 중의 질소화합물 분해를 차단하여 암모니아 발생을 줄이는 것으로 보고되었다[25].
호우 유니트, 난각두께, 파란강도 및 농후난백 높이는 PM3, PM5가 CON, CP3에 비해서 유의하게 증가하였으나(pCP3>CON 순서로 유의하게 높았으나 (p<0.05) PM3, PM5 사이의 차이는 나타나지 않았다.
산란율은 PM3, PM5>CP3>CON 순서대로 높았다. 호우유니트, 난각두께, 파란강도 및 농후난백 높이는 PM3, PM5 가 CON, CP3 에 비해서 증가하였다. 계분으로부터 암모니아 발생은 CON>CP3>PM3>PM5 순서로 감소하였고 E.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	생균제는 어떻게 양계장 악취를 저감하는가?	양계장으로부터 발생하는 암모니아 등의 악취 문제가 심각한 민원을 일으켜서 사회적 문제로 대두되었다. 생균제는 조류의 소화관에서 질소 이용률을 증가시킴으로써 분을 통한 암모니아 발생 량을 감소시켜 양계장 악취를 저감하는 효과가 있다[1,3,8,12]. 산란계 생산성, 계란품질 개선 및 악취저감을 위한 단일 생균제의 사용은 일반화되었으나 B subtillus, S.
	복합생균제의 계란품질 개선은 어떻게 이루어지는가?	1과 같이 요약할수 있다. 동물이 복합생균제를 섭취하면 소장 융모의 기능 활성화를 경유하여 단백질의 생체 내 흡수이용률을 높여주고[12, 32], 미생물의 작용이 활성화되면서 칼슘의 흡수이용률이 증가되고 산란율, 계란품질 및 난각두께를 개선한다[4, 21, 33]. 소장에서 가수분해 효소에 의하여 분해되지 않은 미분해 단백질의 계분을 통하여 배설되는 양을 줄여줌으로써 악취의 근원인 암모니아 발생을 원천적으로 차단해준다[25, 34, 35].
	생균제는 무엇인가?	가축사료용 항생제 사용이 금지되면서 생균제가 널리 사용되고 있다. 생균제는 동물의 소화관 특히, 산란계의 맹장 내 미생물의 균형을 개선시키고 숙주동물에게 유익한 효과를 제공하는 살아 있는 미생물 사료첨가제이다[1,2]. 생균제로 사용 되는 미생물은 에너지원으로 탄수화물을 이용하여 젖산을 생성하기 때문에 맹장 내 pH를 낮추고 Lactobacillus에 의한 영양대사를 자극함과 동시에 E.

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H. H. Giang, T. Q. Viet, B. Ogle, J. E. Lindberg, "Effects of supplementation of probiotics on the performance, nutrient digestibility and faecal microflora in growing-finishing pigs". AAJAS, Vol.24, No.5 pp. 655-661, (2011).
P. A. Adhikari, W. K. Kim, "Overview of prebiotics and probiotics: focus on performance, gut health and immunity-a review", Annals Anim. Sci, Vol.17, No.4 pp. 949.966, (2017).

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J. J. Mallo, J. Rioperez, P. Honrubia, "The addition of Enterococcus faecium to diet improves piglet's intestinal microbiota and performance", Livestock Sci, Vol.133, No.1-3 pp. 176-178, (2010).

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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