[논문]암모니아 및 가성소다 처리가 Mycotoxin 오염 사료용 볏짚의 사일레지 저장 및 반추위 미생물의 섬유소 분해에 미치는 영향

성하균

doi:10.5333/kgfs.2020.40.2.80

[국내논문] 암모니아 및 가성소다 처리가 Mycotoxin 오염 사료용 볏짚의 사일레지 저장 및 반추위 미생물의 섬유소 분해에 미치는 영향
The Effect of Ammonia and Sodium Hydroxide Treatment on the Storage and Rumen Microbial Fiber Degradation in Silage of Rice Straw Contaminated Mycotoxin 원문보기

한국초지조사료학회지 = Journal of the Korean Society of Grassland and Forage Science, v.40 no.2, 2020년, pp.80 - 86

초록
AI-Helper

본 연구는 볏짚 사일리지의 곰팡이 독소 저감을 위한 효율적 방안으로 화학적 처리 방법에 따른 효능에 관한 진보적 연구 자료를 제공하고자 실시하였다. 화학적 처리 방법으로 암모니아 및 가성소다를 이용 곰팡이독소에 오염된 볏짚의 4% 수준으로 각각 처리하고 사일리지 저장에 따른 곰팡이독소 저감, 발효 품질 및 섬유소 소화에 미치는 영향을 평가 하였다. 모든 실험구에서 Aflatoxin B₁, B₂, G₁, G₂ 그리고 Fomonisin B₁, B₂ 뿐만 아니라 Dexynivalenol은 검출되지 않았으며, Ochratoxin A와 Zearalenone이 검출되었다. 그리고 Ochratoxin A은 대조구(41.23g/kg)보다 화학적 처리구에서 낮게 검출되었다(p<0.05). Zearalenone은 대조구(600.33㎍/kg) 및 암모니아 처리구(376.00㎍/kg)에 비하여 가성소다 처리구(297.44㎍/kg)가 더 낮은 결과를 나타내었다(p<0.05). 볏짚 사일리지의 pH는 암모니아 처리구(4.63)가 가장 낮았고, 가성소다 처리구가 가장(8.19) 높았다(p<0.05). lactic acid 함량은 대조구와 암모니아 처리구(10.85와 10.98mM)는 유사한 수준이었으나 가성소다 처리구(8.80mM)가 가장 낮았다(p,0.05). Propionic acid는 대조구(0.55mM)가 화학처리구에 비하여 높았으며(p<0.05), 암모니아와 가성소다 처리구간(0.09와 0.07mM)에는 유사한 함량을 나타내었다. 화학처리에 따른 볏짚 사일리지의 반추위 미생물의 NDF 및 ADF의 분해율 모두 가성소다 처리구가 가장 높은 분해율을 보였고 다음으로 암모니아 처리구이었으며, 대조구가 가장 낮은 수준을 나타내었다(p<0.05). 따라서 본 연구결과는 볏짚 사일리지 제조공정에서 암모니아 및 가성 소다 처리가 곰팡이 독소 저감 및 볏짚 사일리지의 반추위 미생물 분해율 증진에 좋은 영향을 주는 것으로 사료되며, 가성소다 처리는 암모니아 처리에 비하여 곰팡이 독소 저감 및 섬유소 분해율 증진에 더 효율적이었으나 사일리지 발효에는 비효율적 영향을 준 것으로 사료된다.

Abstract ▼ AI-Helper

This study was conducted to research on the efficacy of chemical treatment as an effective method for reducing mycotoxin in rice straw silage. As a chemical treatment method, ammonia and sodium hydroxid were treated at 4% level of rice straws contaminated with mycotoxin, and the effects of silage storage on fungal toxin reduction, fermentation quality, and fiber digestion were evaluated. Aflatoxin B1, B2, G1, G2 and fumonisin B1, B2 as well as deoxynivalenol were not detected in all experimental groups, and ochratoxin A and zearalenone were detected. Ochratoxin A was detected lower in the chemical treatment than control (41.23 g / kg) (p<0.05). Zearalenone showed lower results in sodium hydroxide treatment (297.44 ㎍ / kg) than control (600.33 ㎍ / kg) and ammonia treatment (376.00 ㎍ / kg) (p<0.05). The pH of rice straw silage was the lowest in ammonia treatment and the highest in sodium hydroxide treatment (p<0.05). The lactic acid contents of control and ammonia treatments were similar, but sodium hydroxide treatment was the lowest (p<0.05). Propionic acid was higher in the control than in the chemical treatments (p<0.05), and showed similar contents in the ammonia and sodium hydroxide treatment. Both the rumen microbial degradation rate of NDF and ADF showed the highest in sodium hydroxide treatment, followed by ammonia treatment, and the control showed the lowest level (p<0.05). Therefore, the results of this study are demonstrated to have a good effect on the treatment of ammonia and sodium hydroxide to reduce the mycotoxins and increase the rumen microbial degradation rate in the rice straw silage. Sodium hydroxide treatment was more effective in reducing mycotoxins and improving fiber degradation rate than ammonia treatment, but it is thought to have an inefficient effect on silage fermentation in rice straw silage.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

문제 정의

또한 이들 곰팡이 및 곰팡이독소의 오염을 줄이기 위한 노력이 절실히 필요하다. 본 연구는 대표적 국내 자급 조사료인 볏짚의 보관 과정에서 곰팡이 및 곰팡이 독소의 오염저감을 위한 효율적 방안을 찾기 위하여 화학적 처리 방법에 따른 효능을 조사하고자 곰팡이가 오염된 볏짚에 암모니아 및 가성소 다를 처리 후 사일리지 저장에 따른 mycotoxin 저감, 발효 품질및 섬유소 소화에 미치는 효과를 알아 보기 위하여 수행되었다.

제안 방법

본 실험은 조사료로서 볏짚의 곰팡이 독소 오염 저감을 위한 효율적 방안을 연구하기 위하여 볏짚 사일리지 제조과정 중 화학적 처리 방법을 도입 수행하였다. 화학적 처리로서 암모니아 및 가성소다를 이용 곰팡이독소에 오염된 볏짚의 4% 수준으로 각각 처리하고 사일리지 저장에 따른 곰팡이독소 함량을 측정한 결과 Table 1과 같다.

대상 데이터

볏짚 사일리지의 mycotoxin 오염조사는 냉장보관 시료를 HPLC(UltiMate^TM 3000 UHPLC System, Thermo Scientific^TM, USA)를 이용하여 9종의 mycotoxin 즉, aflatoxins(B₁, B₂, G₁, G₂),zearalenone, deoxynivalenol, fumonisin (B₁, B₂), ochratoxins A등을 분석하여 곰팡이 독소의 오염실태를 조사하였다.
추수직후 볏짚을 2.5-3.0cm로 세절하고 곰팡이독소 분비 곰팡이 배양물을 볏짚의 2% 수준으로 분주하여 실험용 볏짚을 준비하였다. 곰팡이독소 분비 곰팡이 배양물은 볏짚곤포 사일리지에서 분리한 Fusarium sp.

데이터처리

본 실험에서 얻어진 모든 자료에 대한 통계분석은 Statistical Package for the Social Sciences(SPSS, 2017)를 이용하였으며, 처리 평균치 간의 유의성 분석은 Duncan(1955)의 Multiple Range Test에 의거하여 5% 수준에서 검정하였다.

이론/모형

용출된 시료를 50℃에서 N² gas를 사용하여 건조하고 1ml의 methanol/ammonium acetate(10 mmol/L)(1:1, v/v)의 혼합용매로 다시 용해시킨 후 분석에 사용하였다. 시료의 aflatoxin, ochratoxin, zearalenone, fumonisin 분석은 HPLC를 이용한 선행연구(Hammond et al., 2004; Akiyama et al.,, 2001; Caloni et al.,, 2000; Li et al., 1997; Xiao et al., 1996; Visconti and Pascale, 1998)에서 사용한 방법을 기초로 fluorescence detector를 사용하여 측정하였다. DON은 Mateo et al.

성능/효과

따라서 사일리지 발효 지표인 pH 및 유기산관련 본 연구의 결과는 가성소다 처리구 비하여 무처리 및 암모니아 처리구가 다소 유기산 발효가 진행된 결과를 보여주었다. 그러나 더 좋은 효율적 발효를 위하여 암모니아 및 가성소다의 처리 농도 및 발효 증진 물질에 대한 복합적 연구가 지속적으로 이루어져야한다고 사료된다.
05). 이상의 실험 처리구별 pH 및 lactic acid 함량의 결과는 대조구 및 암모니아 처리구가 가성소다 처리구에 비하여 사일리지 발효가 다소 효과적으로 일어났음을 시사한다고 사료되며, 가성소다 처리구의 pH는 가성소다의 영향에 의하여 나타난 현상으로 사료된다.
이상의 연구 결과에서와 같이 본 실험에서 검출된 곰팡이독소 ochratoxin A와 zearalenone의 함량이 암모니아 및 가성소다 처리구에서 감소됨을 고찰할 때 암모니아 및 가성소다 처리가 볏짚 사일리지의 오염 곰팡이독소 저감에 도움이 되는 것으로 사료된다.
화학적 처리 없이 사일리지를 담근 대조구, 암모니아를 처리 후 사일리지를 담근 암모니아 처리구 및 가성소다 처리 후 사일리지를 담금 가성소다 처리구 모두에서 Aflatoxin B₁, B₂, G₁, G₂ 그리고 Fomonisin B₁, B₂ 뿐만 아니라 Dexynivalenol은 검출되지 않았다. 그러나 Ochratoxin A는 대조구의 41.

후속연구

따라서 사일리지 발효 지표인 pH 및 유기산관련 본 연구의 결과는 가성소다 처리구 비하여 무처리 및 암모니아 처리구가 다소 유기산 발효가 진행된 결과를 보여주었다. 그러나 더 좋은 효율적 발효를 위하여 암모니아 및 가성소다의 처리 농도 및 발효 증진 물질에 대한 복합적 연구가 지속적으로 이루어져야한다고 사료된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	곰팡이 오염이 초래하는 현상은 무엇인가?	, 2011; Sebunya and Yourtee, 1990; Nelson, 1993). 이러한 곰팡이 오염은 가축의 사료섭취량 및 효율 저하, 성장 및 생산성 저하, 질병 및 번식 장애 발생 증가를 초래한다. (Fink-Gremmels and Malekinejad, 2007; Morgavi and Riley, 2007; Pestka, 2007;Voss et al.
	Sung et al.(2011)연구 속 볏짚 곤포사일리지의 곰팡이 오염의 수치는 어떻게 되는가?	(2011)은 곰팡이 발생이 육안 식별이 안 되는 것부터 오염이 심한 것까지 다양한 볏짚을 수거하여 곰팡이를 배양하여 조사한 결과, 볏짚 곤포사일리지의 곰팡이 오염은 흰색, 재색, 푸른색 및 검은 갈색 등 다양한 곰팡이가 오염된 것을 발견하였다. 그리고 곰팡이 오염도는 평균 2.1x106 cfu g-1이었고 시료의 42%가 곰팡이독소에 오염되어 있었다. 특히, 외관상 곰팡이 오염 식별이 안 되는 정상적인 볏짚 곤포사일리지의 시료에서도 오염이 발견되었다는 것이다.
	사일리지의 특징은?	사일리지 생산은 고대 이집트(1,500-1,000 BC)에 동물 사료로 식물 원료를 저장하였다는 증거로 보아 오랜 전통의 역사를 가지고 있다(Alonso et al., 2013). 사일리지 제조는 온대 지역에서 조사료를 저장하는 대표적 방법으로 1960년대부터 전 세계적으로 급속히 증가하였다(Cheli et al., 2013). 사일리지는 농가에서 광범위하게 사용하고 있고, 축우생산 시스템에서 실질적 역할을 하고 있다. 현재, 사일리지의 품질은 화학적 발효 특성에 의하여 평가되고 있다. 그러나 박테리아, 곰팡이 및 이들의 대사산물(mycotoxins)은 가축의 생산과 건강에 영향을 주기 때문에 이들에 대한 고려가 반드시 이루어져야한다.

참고문헌 (40)

Akiyama, H., Goda, Y., Tanaka, T. and Toyoda, M. 2001. Determination of aflatoxins B1, B2, G1 and G2 in spices using a multifunctional column clean-up. Journal of Chromatography. 932:153-157.

상세보기
Alonso, V.A., Pereyra, C.M., Keller, L.A.M., Dalcero, A.M., Ros, C.A.R., Chiacchiera, S.M. and Cavaglieri, L.R. 2013. Fungi and mycrtoxin in silage: An overview. Journal of Applied Microbiology. 115:637-643.

상세보기
Atanda, S.A., Pessu, P.O., Aina, J.A., Agoda, S., Adekalu, O.A. and Ihionu, G.C. 2013. Mycotoxin management in agriculture. Greener Journal of Agricultural Sciences. 3:176-184.
Auerbach, H., Oldenburg E. and Weissbach F. 1998. Incidence of Penicillium roquiforti and Roquefortine C in silages. J. Sci Food Agric. 76:565-572.

상세보기
Brekke, O.L., Sinnhuder, R.O., Peplinski, A.J., Wales, J.H., Putnam, G.B., Lee, D.J. and Ciegler, A. 1977. Aflatoxin in corn, ammonia inactivation and bioassay with rainbow trout. Applied and Environmental Microbiology. 34:34-37.

상세보기
Caloni, F., Spotti, M.. Auerbach, H., Op den camp, H., Fonk G.J. and Pompa, G. 2000. In vitro metabolism of fumonisin B1 by ruminal microflora. Veterinary Research Communications. 24:379-387.

상세보기
Cheli, F., Campagnoli, A. and Dell'Orto, V. 2013. Fungal populations and mycotoxins in silages: From occurrence to analysis. Animal Feed and Technology. 183:1-16.

상세보기
Duncan, D.B. 1955. Multiple range and multiple F test. Biometrics. 11:1-42.

상세보기
Fink-Gremmels, J. and Malekinejad, H. 2007. Clinical effects and biochemical mechanisms associated with exposure to the mycoestrogen zearalenone. Animal Feed Science and Technology. 137:326-341.

상세보기
Fussel, R.J. and McCalley, D.V. 1987. Determination of volatile fatty acids(C2-C5) and lactic acid in silage by gas chromatography. Analyst. 112:1213-1216.

상세보기
Goering, H. and Van Soest, P.J. 1970. Forage Fiber Analysis. Agric. Handb. 379. US Department of Agriculture, Washington, DC.
Hammond, B.G., Campbell, K.W., Pilcher, C.D., Degooyer, T.A., Robinson, A.E., McMillen, B.I., Spangler, S.M., Riordan, S.G., Rice, L.G. and Richard, J.L. 2004. Lower fumonisin mycotoxin levels in the grain of Bt corn grown in the Unite State in 2000-2002. Journal of Agricultural and Food Chemistry. 52:1390-1397.

상세보기
Han, I.K. and Grrett, W.N. 1986. Improving the dry matter digestibility and voluntary intake of low quality by various treatment: A review. Korean Journal of Animal Sciences. 28:199-207.
Herrera-saldana, R., Church, D.C. and Kellem, R.D. 1982. The effect of ammonia treatment on intake and nutritive value of wheat straw. Journal of Animal Science. 54:603-608.

상세보기
Huwig, A., Freimund, S., Kappeli, O. and Dutler, H. 2001. Mycotoxin detoxication of animal feed by different adsorbents. Toxicology Letters. 122:179-188.

상세보기
Jo, I.K., Hwangbo, S., Lee, Y.K., Ahn, J.H., Kim, H.J. and Lee, J.S. 2000. The effect of addition of apple pomace on quality and in situ degradability of rice straw silage. Journal of the Korean Society of Grassland Science. 20:295-302.
Kim, J.G., Ham, J.S., Chung, E.S., Yoon, S.H., Kim, M.J., Park, H.S., Lim, Y.C. and Seo, S. 2008. Evaluation of fermentation ability of microbes for whole crop rice silage inoculant. Journal of the Korean Society of Grassland Science. 28(3):229-236.

원문보기 상세보기
Kim, S.R., Kim, G.S., Woo, J.H., Lee, J.W. and Sung, K.I. 2004. Chemical composition and fermentation characteristics of storage sections of the round bale silage of fresh rice straw at Yonchun of Gyeonggi-do. Journal of the Korean Society of Grassland Science. 24:253-260.

원문보기 상세보기
Lee, S.C. 2000. Effects of chemical treatments and ensiling on the chemical composition and degradation rate in the rumen. Journal of the Korean Society of Grassland Science. 20:177-184.
Li, S., Marquardt, R.R., Frohlich, A.A., Vitti, T.G. and Crow, G. 1997. Pharmacokinetics of ochratoxin A and its metabolites in rats. Toxicology and Applied Pharmacology. 145:82-90.

상세보기
Mamun, M.A., Akbar, M.M.A. and Shahjalal, M. 2002. Rice straw, It's quality and quantity as affected by storage system in Bangladesh. Pakistan Journal of Nutrition. 1:153-155.

상세보기
Mashaly, E.D., Ismall, A.A. and Youssef, A. 1983. Effect of some chemical treatments on detoxification of aflatoxins in cotton seed meal. Proc. Int. Symp. Mycotoxins, Sept. 6-8th, 1981, Cairo, Egypt, the General Organization for Govt. pp. 515-522.
Mateo, J.J., Liorens, A., Mateo, R. and Jimenez, M. 2001. Critical study of and improvements in chromatographic methods for the analysis of type B trichothecenes. Journal of Chromatography. 918:99-112.

상세보기
Mehrez, A.A. and Orskov, E.I. 1977. A study of the artificial bac technique for determining the digestibility of feeds in the rumen. The Journal of Agricultural Science. 88:645-652.

상세보기
Moerch, K.E., McElfresh, P., Wohlman, A. and Hilton, B. 1980. Aflatoxin destruction in corn using sodium bisulfite, sodium hydroxide and aqueous ammonia. Journal of Food Protection. 43:571-574.

상세보기
Morgavi, D. and Riley, R.T. 2007. An historical overview of field disease outbreaks known or suspected to be caused by consumption of feeds contaminated with fusarium toxins. Animal Feed Science and Technology. 137:201-212.

상세보기
Nelson, C.E. 1993. Strategies of mold control in dairy feeds. Journal of Dairy Sciences. 76:898-902.

상세보기
Pestka, J.J. 2007. Deoxynivalenol: Toxicity, mechanisms and health risks. Animal Feed Science and Technology. 137:283-298.

상세보기
Sebunya, T.K. and Yourtee, D.M. 1990. Aflatoxigenic aspergilli in foods and feeds in Uganda. Journal of Food Quality. 13:97-101.

상세보기
Shin, K.J., Lee, B.D., Cha, Y.H., Lee, G.S. and Kim, K.S. 1989. Nutritive value of ammoniated rice straw in ruminants. I. Effect of various levels of ammonia treatment on consumption, digestibilities and nitrogen retention of rice straw in sheep. Korean Journal of Animal Sciences. 31:434-442.
SPSS. 2017. Statistical package for the social sciences. IBM(R) SPSS(R) Statistics 25.0, IBM Now York USA.
Sung H.G. 2013. The studies on real condition of mycotoxin contamination in the fields before harvest and by the storage of rice straw using as roughage in Korea. Journal of The Korean Society of Grassland Science. 33:1-10.

원문보기 상세보기
Sung, H.G. 2014. Study on roughage degradation and adhesion of rumen fibrolytic bacteria by Real-Time PCR. Journal of the Korean Society of Grassland Science. 34:60-67.

원문보기 상세보기
Sung, H.G., Lee, J.K. and Seo, S. 2011. Studies on fungi contamination and mycotoxins of rice straw round bale silage. Journal of the Korean Society of Grassland Science. 31:451-462.

원문보기 상세보기
Van Soest, P.J., Robertson, J.B. and Lewis, B.A. 1991. Carbohydrate methodology, metabolism, and nutritional implications in dairy cattle: Methods for dietary fibre, neutral detergent fibre, and nonstarch polysaccharides in relation to animal nutrition. Journal of Dairy Science. 74:3583-3597.

상세보기
Visconti, A. and Pascales, M. 1998. Determination of zearalenone in corn by means of immunoaffinity clean-up and high-performance liquid chromatography with fluorescence detection. Journal of Chromatography A. 31:133-140.
Voss, K.A., Smith, G.W. and Haschek, W.M. 2007. Fumonisins: Toxicokinetics, mechanism of action and toxicity. Animal Feed Science and Technology. 137:299-325.

상세보기
Wu, F. 2004. Mycotoxins risk assesment for the purpose of setting international regulatory standard. Environmental Science & Technology. 38:4049-4055.

상세보기
Wu, F. 2006. Economic impact of fumonisin and aflatoxin regulations on global corn and peanut markets. In: D. Barug, D. Bhatnager, H.P. Van Egmond, J.W. Van der Kamp, W.A. Van Osenbruggen and A. Viscinti (Eds.), The mycotoxin factbook. Food & Feed Topics. Wageningen Academic Publishers, The Netherlands.
Xiao, H., Marquardt, R.R., Abramson, D. and Frohlich, A.A. 1996. Metabolites of ochratoxins in rat urine and a culture of Aspergillus ochraceus. Applied and Environmental Microbiology. 62:648-655.

상세보기

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].

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format