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○ 연구결과
Ⅰ. 미역폐기물의 첨가가 반추위 발효 성상 및 홀스타인 육성우의 성장, 번식 및 내분비생리에 미치는 영향
본 연구는 미역부산물이 반추위 발효성상에 미치는 영향과 Holstein 육성우의 성장ㆍ번식ㆍ내분비생리 및 혈중 대사산물에 미치는 영향을 2개의 실험으로 나누어 조사하였다.
실험1에서는 기초사료에 미역부산물을 0, 2, 4%수준으로 첨가하여 in vitro 배양장치에서 3, 6, 9, 12, 24시간동안 배양한 후 반추위 pH, 암모니아태 질소, 휘발성지방산을 조사하였다. 미역부산물의 첨가 비율의 증가

○ 연구결과
Ⅰ. 미역폐기물의 첨가가 반추위 발효 성상 및 홀스타인 육성우의 성장, 번식 및 내분비생리에 미치는 영향
본 연구는 미역부산물이 반추위 발효성상에 미치는 영향과 Holstein 육성우의 성장ㆍ번식ㆍ내분비생리 및 혈중 대사산물에 미치는 영향을 2개의 실험으로 나누어 조사하였다.
실험1에서는 기초사료에 미역부산물을 0, 2, 4%수준으로 첨가하여 in vitro 배양장치에서 3, 6, 9, 12, 24시간동안 배양한 후 반추위 pH, 암모니아태 질소, 휘발성지방산을 조사하였다. 미역부산물의 첨가 비율의 증가는 배양시간이 지속됨에 따라 pH가 대조군에 비하여 다소 높아지는 경향을 나타내었으며, 특히 배양 12시간에서는 대조구의 6.26에 비하여 유의하게 증가하였다(p〈0.05). 암모니아태 질소의 경우 발효 3시간과 24시간에서는 미역부산물 첨가구가 대조구에 비해 낮은(p〈0.05) 암모니아태 질소 농도를 나타냈고 기타 시간대에도 낮은 경향을 나타내었다. 미역부산물의 첨가는 휘발성지방산의 생성에 있어서 발효 3∼12시간에서는 유의한 영향을 미치지 않았으나 발효 24시간에서는 측정한 acetate, propionate, butyrate, iso-butyrate, valerate, iso-valerate 전체 항목에서 2% 미역부산물 첨가구는 대조구와 유사한 결과를 나타낸 반면 4% 미역부산물 첨가구는 유의성 있게 낮게 나타났다(p〈0.05).
실험2에서는 미역부산물의 첨가가 Holstein 육성우의 성장.번식. 내분비생리 및 혈중 대사산물에 미치는 영향을 조사한 것으로 1일 두당 180g와 360g 수준으로 급여하여 대조군과 비교하였다. 사료건물섭취량은 처리구에 의해 영향을 받지 않았고 일당증체와 사료효율도 처리의 영향을 받지 않았다. 수태당 수정회수와 어린송아지 생시체중의 경우도 시험처리의 영향을 받지 않은 것으로 나타났다. 혈중 호르몬과 대사산물의 경우 임신 120에서 혈중 estrogen의 농도를 보면 2%BSW이 94.14pg/ml, 4%BSW는 72.32pg/ml로 대조구 55.71pg/ml보다 각각 77.96%와 29.82%가 높았다. 임신 240일이 경우 2%BSW은 189.57pg/ml, 4%BSW는 165.22pg/ml로 대조구의 121.57pg/ml보다 각각 55.93%와 35.91% 높게 나타났다. Progesterone의 경우 처리사이는 단계별로 별 다른 차이를 나타내지 않았으나 4%BSW의 경우 미역 첨가전의 1.94ng/ml에서 5.00ng/ml로 무려 157.73%의 증가를 보였으나 대조구와 2% BSW은 각각 69.63%와 59.20%의 증가를 보였다.
혈중 T3과 T4의 경우 단계별로 횡적으로 볼 때 갑상선 호르몬 합성의 증가양상은 나타나지 않았다. 다만 T3의 경우 임신 120일과 240일에서 시험개시전보다 3.83%와 5.87% 증가하는 양상을 나타내었다. 혈중 면연단백질인 IgG는 임신 240일에서 2% BSW와 4% BSW 처리구가 각각 15.78%, 9.95%증가하였다. 혈중 대사산물인 glucose의 경우 임신기간의 증가에 따른 gluconeogenesis의 활성화에 따른 증가양상을 나타냈을 뿐 처리의 영향을 받지 않은 것으로 나타났으며 NEFA와 BUN도 시험
처리의 영향을 받지 않은 것으로 나타났다. 그리고 시험축이 분만 후 1개월간의 산 유량과 유성분을 조사한 결과 육성ㆍ임신기의 미역폐기물의 첨가가 영향을 미치지않은 것으로 나타났다.
이상의 결과를 종합하여 보면 미역부산물의 첨가는 반추위내 pH를 안정시키고 반 추위 발효 동조화를 유발시키며, 분만후 1개월까지의 유량에는 변화를 보이지 않았으나 유선관계의 발달에 관여하는 estrogen에 영향을 줌이 확인되었다.
Ⅱ. 홀스타인 비유우에 있어서 미역폐기물의 첨가가 비유성적 및 내분비 생리에 미치는 영향
본 시험은 폐미역 분말의 첨가가 Holstein 젖소의 유생산과 내분비계에 미치는 영향을 규명하기 위하여 실시하였다. 실험1에서는 폐미역 분말의 첨가수준을 결정하기 위하여 1%, 2%, 4% BSW첨가수준으로 3개월간 시험한 결과 4%수준에서 가장 유량 증가가 뚜렷한 결과를 보였다. 이와 같은 결과를 기초로 실험2에서는 기초사료에 폐미역분말을 1일 두당 4% BSW(800g)의 수준으로 급여하여 비유성적, 면역반응 및 비유관련 호르몬을 무처리구(대조구)와 비교하였다. 사료건물섭취량은 미역분말처리에 의해 영향을 받지 않았고 비유말기 산유량은 대조구에 비해 일일 6.25kg이나 높게 증가하였다(p〈0.05). 하지만 유성분은 처리구간에 유의한 차이를 나타내지 않았다. 대조구의 체세포수는 유동적이었지만 처리구의 체세포수는 시험 종료 시 10만개/ml로 시험개시에 비해 무려 53.77%의 감소효과를 보여 탁월한 체세포감소효과를 나타내었다. 미역분말의 첨가가 혈중 면역글로부린의 함량에는 영향을 주지 않은 것으로 나타났다. 비유에 직접적인 영향을 미치는 IGF-Ⅰ의 혈장농도는 미역처리구에서 유의성 있게 증가하였으며 비유와 직접적인 관련이 있는 또 다른 호르몬인 T3와 T4의 농도도 유의적으로 증가하는 양상을 나타내었다. 지질대사산물인 TC, HDL-C와 LDL-C의 농도는 모두 처리구에서 증가하는 양상을 나타냈다.
이와 같이 미역부산물의 사료 중 첨가는 유생산량의 증가를 보였는데 이는 혈중 비유관련 호르몬의 분비에 영향을 준 결과로 확인된바 젖소사료자원으로서의 응용가치가 클 것으로 사료된다.
Ⅲ. DS-01균주를 이용한 폐미역의 저장성 확보 및 사료화에 관한 연구
DS-01균주 접종에 의한 미역폐기물의 발효산물이 분해정도, 영양소 변화 및 미생물오염정도에 관한 관찰과 반추위 발효성상에 미치는 영향을 관찰하여 폐미역의 저장성확보와 반추동물의 사료로서의 이용가능성을 발효단계에 따라 조사하였다.
DS-01균주와 함께 배양된 폐미역은 발효 1개월부터 현저한 분해 율을 보이기 시작했다. 폐미역중의 영양성분함량은 발효와 함께 커다란 변화를 나타내지 않았으며 모든 처리에서 반추동물에 병원성을 가지는 미생물들도 검출되지 않았다.
반추위 pH에 미치는 영향을 보면 발효1개월 제품의 경우 9시간에서 6% 미역분말 첨가구가 타 처리구에 비하여 높은 pH를 나타내는 경향이 있었으며 발효 24시간에서 모든 발효미역 첨가구가 대조구의 6.33보다 높은 pH를 나타냈다(p〈0.05). 발효 2개월의 경우 발효 3시간에서 6%BSW첨가구가 6.92로 대조구와 2%, 4%BSW 첨가구 보다 높은 경향(p=0.0540)을 나타냈으며 발효9시간에서는 대체로 비슷한 결과를 나타내었으며, 발효 6, 12, 24시간에서는 미역부산물 첨가구가 대조구보다 높게 나타났다.
발효 3개월의 미역의 경우 발효 3시간에서 대조구와 6%BSW가 같은 수준의 pH값을 나타냈고 2%BSW와 4%BSW가 타 처리구에 비해 약간 높게 나타났다. 발효 6시간에는 같은 수준의 pH값을 나타냈으나 발효 12시간과 24시간에서는 미역부산물 첨가군의 pH가 오히려 대조구보다 유의적인 감소(p〈0.05)결과를 보였다. 발효 6개월과 발효 1년 된 미역부산을 이용한 시험에서도 발효 3시간과 6시간에는 처리간 대체로 유사한 결과를 나타내고 통계적인 유의차는 없지만 발효 9시간과 12시간 및 24시간에서는 오히려 발효미역 첨가구들이 대조구보다 낮은 pH값을 나타내었다.
반추위내 암모니아태 질소의 생성에 미치는 영향을 보면 발효 1개월 미역부산물의 경우 3시간에서는 발효미역첨가구가 대조구에 비해 높은 농도를 나타내었다. 발효 2개월 미역부산물 첨가의 경우 발효3시간, 6시간, 9시간, 12시간에서는 처리구들이 오히려 대조구보다 낮은 암모니아태 질소 농도를 나타내었으며 발효 24시간에서도 4%BSW를 제외한 기타 처리에서 대조구 보다 낮은 암모니아태 질소 농도를 나타냈고 특히 전 발효기간동안 6%BSW처리구가 발효 3시간과 24시간에서 타 처리구에 비하여 낮게 나타나는 경향이 있었다. 발효 3개월과 6개월 미역부산물 첨가의 경우 발효3시간에서 24시간까지 전기간 동안 처리간에 유사한 암모니아태 질소 생성을 보여 통계적인 유의차를 나타내지 않았다. 발효 1년의 경우 9시간과 12시간에서 모든 발효미역첨가구가 대조구에 비해 유의적으로 높은(p〈0.05) 암모니아태 질소 농도를 나타내었다.
반추위내 휘발성지방산의 생성에 미치는 영향을 보면 발효 1개월 미역부산물의 경우 4, 6%BSW 첨가구가 6시간에서 iso-butyrate와 valerate의 농도가 현저하게 증가(p〈0.05)하는 양상을 나타내었고 iso-valerate가 증가하는 양상을 보인 기타 시간대에서는 측정한 acetate, propionate, buryrate의 농도는 처리간에 유사한 결과를 나타냈다. 발효 2개월 미역부산물의 경우 2, 4%BSW 첨가구가 9시간에서 acetate와 butyrate의 농도가 6% BSW 첨가구에 비해 현저하게 증가(p〈0.05)하는 양상을 보였고 valerate가 증가하는 양상을 보인 기타 시간대에서는 측정한 propionate, iso-buryrate, iso-valerate의 농도는 처리간에 유사한 결과를 나타냈다. 특히 6%BSW 첨가구 각 항목의 측정결과가 타 처리구에 비해 유의적으로 적게 나타나는 경향을 보였는데 같은 시간대의 암모니아태 질소의 농도가 타 처리구보다 낮게 나타난 결과와 결부시켜 볼 때 발효 동조화에 의해 휘발성 지방산과 암모니아태 질소의 감소를 가져온 것으로 사료된다. 이 결과 9시간에서 total volatile fatty acid의 농도도 통계적인 유의차(p〈0.05)를 나타냈다. 발효 3개월 미역부산물의 경우 2, 4%BSW 첨가구가 9시간에서 acetate와 butyrate의 농도가 6% BSW 첨가구에 비해 현저하게 증가(p〈0.05)하는 양상을 나타내었고 valerate가 증가하는 양상을 보인 기타 시간대에서 측정한 propionate, iso-buryrate, iso-valerate의 농도는 처리간에 유사한 결과를 나타냈다. 특히 6%BSW 첨가구 각 항목의 측정결과가 타 처리구에 비해 유의적으로 적게(p〈0.05) 나타나는 경향을 보였다. 이것은 9시간에서 total volatile fatty acid의 농도의(p〈0.05) 증가를 유도했다. 발효 6개월 미역부산물의 경우 4, 6%BSW 첨가구가 9시간에서 iso-butyrate, iso-valerate가 현저하게 감소하고 butyrate, valerate는 감소하는 경향을 보이는 의외의 결과를 나타냈다. 발효 12개월 미역부산물의 경우 iso-butyrate 항목에서 모든 발효미역부산물 첨가구가 3시간에서는 증가하는 경향을 보이다 6시간에서는 통계적인 유의차가 있게(p〈0.05) 모든 미역 발효제품 첨가구가 증가하였다. Butyrate는 6시간과 9시간에서 증가하는 경향을 나타냈으며 iso-valerate는 모든 발효미역부산물 첨가구가 3시간과 6시간에서 대조구보다 유의적으로 증가(p〈0.05)하고 9시간에서는 증가하는 경향을 나타냈다. Valerate는 발효 6시간에서 모든 미역발효부산물처리구가 증가하는 경향을 나타냈다. 이상의 결과를 종합해 볼 때 발효미역중 단백질은 발효초기에 빠르게 분해되는 것이 관찰되었으며, 발효미역은 반추위 완충작용에 효과적이며 VFA생성량을 증가시키는 등 반추위 발효환경을 개선시킴이 확인되었다. 아울러 12개월 발효된 폐미역의 in vitro발효 성상의 결과가 초기 발효미역과 크게 다르지 않은 것을 볼 때 1년까지의 발효미역제품은 사료적 가치에 문제가 없음이 확인되었다.
Ⅳ. 발효미역의 첨가가 홀스타인 비유우의 비유성적, 혈액성상 및 비유생리에 미치는 영향
본시험은 발효미역의 수준별 첨가가 Holstein 비유우의 산유량과 유성분, 혈중 호르몬과 대사산물 및 IgG와 IgA의 농도등을 조사하여 발효미역의 사료적 가치를 평가하기 위하여 실시하였다. 산유량을 보면 시험60일에서 대조구와 1%FBSW, 2%FBSW가 각각 28.99kg/d, 31.00kg/d, 30.39kg/d로 1%FBSW구에서 대조구에 비하여 2kg/d의 유량증가를 보였으며, D0에 대한 유량 증가 또한 대조구 -1.84kg/d에 비하여 1%FBSW는 0.23kg/d로 유의성있는 증가를 보였다 (P<0.05). 유지방, 유단백, SNF, MUN 등 유성분에서는 처리간에 유사한 결과를 나타냈다. 우유중의 칼슘농도는 시험 40일에서 대조구가 13.73mg/dl, 1%BSW이 18.02mg/dl, 16.64mg/dl로 통계적인 유의차를 나타냈다 (p,0.05). 우유중 total cholesterol은 시험개시와 시험종료시 대조구와 유사한 결과를 나타냈다. 우유중의 체세포는 시험 60일에서 13.86-15.66만개/ml범위내(체세포 1등급기준 〈20만개/ml)에 있음이 관찰되어 발효미역첨가의 효과가 관찰되지 않았다. 혈중 IgG는 시험 종료 시 처리구간 유사하게 나타났으며 IgA의 농도는 대조구, 1%FBSW, 2%FBSW가 각각 181.23, 207.83, 242.39μg/ml로 발효미역 첨가구에서 대조구에 비해 높게 나타났으나 통계적인 유의차는 없었다. 혈중 GH의 농도를 보면 1%BSW이 0.073ng/ml로 가장 높게 나타났으나 혈중 IGF-Ⅰ의 농도는 처리사이 통계적인 유의차는 없었다. 갑상선호르몬인 T4는 발효미역 첨가에 의해 뚜렷한 증가를 보였고, 비유촉진 호르몬인 prolactin은 1%BSW이 0.76ng/ml로 가장 높게 나타났다.
혈중 대사산물인 glucose는 처리간의 유의차는 나타나지 않았으며 NEFA의 경우도 0.30-0.32mEq/dl로 처리간에 거의 같은 수준으로 나타냈다. BUN의 경우 처리 40d에서 대조구, 1%BSW, 2%BSW가 각각 19.22, 17.81, 16.58mg/dl로 2%BSW가 유의적으로 낮게 나타났으나, 다른 비유기 에는 유의성 있는 차이를 보이지 않았다.
혈중 WBC, RBC, Hb, Hct, T-B, ALP, GOT, GPT등 항목의 측정결과 시험 20일에서는 각항목에서 처리별 차이가 나타나지 않았으며 시험 40일의 경우 혈중 GOT가 1%BSW이 107.71IU/L로 가장 낮게 나타났고 2%BSW가 146.71IU/L, 대조구가 163.57IU/L로 통계적인 유의차를 나타냈으나(p<0.05), 다른 비유기 에는 유의차를 보이지 않았다. 결과를 종합해 보면 1%수준의 발효미역을 젖소사료에 첨가는 젖소의 산유량증가에 효과적이며, 이는 비유관련 호르몬의 발현을 증가시킴으로 기인된 것으로 판단되어진다. 아울러 우유중 Ca의 함량이 현저히 증가되는 결과를 볼 때 발효 미역을 보다 효율적으로 이용한다면 고능력 및 고기능성 젖소사료로의 이용가능성이 클 것으로 사료된다.
Ⅴ. 급성기 반응을 활성화한 육계 병아리에서 사료중 미역 제품 수준이 단백질과 에너지대사에 미치는 영향
급성기 반응중인 육계 병아리 사료의 미역제품 수준이 생산성과 단백질 및 에너지 대사에 미치는 영향이 조사 되었다. 막 부화한 숫 병아리 (Ross)에 기초사료 중의 밀기울 대신 0.0%(기초사료),1.0, 2.0 및 4.0 %의 미역제품을 각각 대치한 실험사료를 3주간 급여하였다. 급성기 반응은 2주 령 인 8, 10 및 12 일령에 복강 내 주입한 Salmonella typhymurium lipopolysaccharide (LPS)로 활성화 하고, 이때 생산성(사료 섭취량, 증체량, 사료효율), 단백질 이용성 (질소밸런스: NB ; 요산태 질소 배설량: UAN) 및 에너지 이용성(ME)을 조사 하였다.
급성기 반응중인 병아리에서, 미역제품사료는 대사체중(kg^0.75)당 NB를 낮추나 사료 g당 ME값을 높였다. 미역제품수준이 높아짐에 따라 급성기 반응은 일당 증체 그리고 kg^0.75 당 NB 와 UAN 및 ME 이용성을 점차 감소 시켰다. 육계 병아리 3주 령에는 급성 기 반응의 경험과 미역제품 수준에 따른 증체량 저하가 없었다. 미역 제품 1.0% 와 2.0%사료는 육계병아리의 급성기 반응에 의한 사료섭취량 감소를 완화하였다. 정상병아리에서 미역제품 2.0% 사료는 사료 g 및 kg^0.75당 NB를 높이고 UAN 배설량을 감소시켰다. 본 성적은 미역 제품에는 급성기 반응과 상호 작용하는 물질이 있고 대조병아리에서 미역제품 2.0%사료는 체 단백질 분해량을 감소시켜 단백질 축적량을 높인다는 것을 나타내었다.
Ⅵ. 미역제품 급여 수준이 타고난 면역반응이 활성화한 육계병아리의 혈액 항산화균형에 미치는 영향
사료중 미역제품 수준이 타고난 면역 반응이 활성화한 육계병아리의 혈액내 항산화 효소계에 미치는 영향을 조사하였다. 부화한 숫 병아리(Ross)에 미역제품이 0.0%(기초사료),1.0, 2.0 및 4.0 % 함유한 실험사료를 3주간 급여하였다. 타고난 면역반응은 Salmonella typhymurium lipopolysaccharide(LPS)를 8, 10 및 12일령에 복강내에 주입하여 활성화 하고 혈액중의 과산화물, 과산화물 분해효소, 적혈구중의 MnSOD 및 CuZnSOD 활성을 측정하였다. 타고난 면역반응의 활성화는 적혈구 세포액의 SOD 활성을 유의하게(p<0.01) 높였고, 미역제품 1.0 및 2.0%사료는 SOD활성을 유의하게(p<0.05) 낮추었다. 타고난 면역반응이나 미역제품사료는 혈장 과산화물 농도와 과산화물 분해효소의 활성을 높였고(p<0.01), 과산화물 농도는 미역제품의 농도(p=0.009)에 따라 증가하였다. 사료 중 미역제품 수준이 높아지면, 4 주령 육계병아리의 혈장 과산화물 함량은 점차 타고난 면역반응 활성화경험은 낮추고 정상 병아리는 높였다. 한편 미역제품사료는 혈장 과산화물 분해효소 활성을 기초사료보다 타고 난 면역반응 활성화 경험이 있는 것에서는 높이고(p<0.05) 정상 병아리에서는 낮추었다(p<0.05).
본성적은 미역제품 사료와 타고난 면역 활성화는 항산화계 와 항산화 효소활성에 영향을 미치며, 미역제품 2.0% 사료를 급여한 병아리의 혈액 항산화계의 변화는 다른 사료와 다르게 나타났다.
Ⅶ. 미역과 콩추출물의 상호작용이 육계병아리의 생산성과 타고난 면역반응성(친염증성 사이토카인 분비)에 미치는 영향
타고난 면역반응이 활성화한 육계병아리에서 콩추출물함유 미역제품 2.0% 사료는 타고난 면역반응활성화로 감소된 사료섭취량을 높이고, 뇨산태 질소의 배설량(체단백질분해량)을 감소시켜 단백질 축적량을 높였다. 특히 콩추출물함유 미역제품 2.0% 사료는 4주령 체중을 회복시켰다. 타고난 면역반응 시에 콩추출물함유 미역제품 2.0% 사료는 혈장 과산화물 농도를 높이나 혈장 적혈구세포액의 과산화물 분해효소의 활성을 감소시켰고, 오보트랜스훼린과 TNF-α농도는 감소시켰다. 사료중 콩추출물함유 미역은 항산화계와 친 염증성 사이토카인 생산에 영향을 미쳐서 육계병아리의 단백질 분해량을 감소시켜 생산성을 증가시킴을 알 수 있었다.
Ⅷ. 산란계의 영양소 이용성, 계란 생산성, 난질 및 항산화계에 미치는 산란계 사료 중 미역과 발효미역의 영향
본 연구는 육계병아리에서의 연구 성적을 기초로 산란계에서의 미역 과 발효미역의 항산화 및 질병저항기능성을 평가하기 위하여 산란계의 에너지와 단백질 대사, 생산성, 계란 품질 및 혈액 항산화계에 미치는 영향을 뱅코마이신 함유사료와 비교하였다. 산란계 168수를 사료당 각각 42수씩 배분하여 기초사료, 기초사료의 밀기울 대신 2.0%의 미역 또는 발효미역 대치사료 및 10ppm의 방코마이신(Vancomycin) 함유 기초사료의 네 가지 실험사료를 급여하여 실험 전 3주(1회), 실험 사료급여 3주씩 4회 그리고 실험후 3주(1회)를 급여하였다.
1). 영양소 이용성: 미역 또는 발효미역 사료를 급여한 산란계의 체중 또는 대사체중 당(kg^0.75) 질소 균형(NB)은 뱅코마이신 함유사료를 급여한 것보다 유의하게 (p<0.05) 높았다. 발효미역 사료를 급여한 산란계의 요산 태 질소 배설은 미역 또는 뱅코마이신 사료를 급여한 것보다 낮아지는 경향을 보였다. 발효미역사료의 g당 대사에너지(ME) 값은 미역사료의 값보다 유의하게 높아지나, 체중 당 또는 대사 체중(kg^0.75) 당 ME 이용성은 유사하였다.
2). 생산성 : 산란계의 사료섭취량은 실험사육 기간(p<.0001)의 경과에 따라 점차 감소하였고, 산란계는 미역 또는 발효미역 함유사료를 기초사료 또는 뱅코마이 신 함유사료보다 더 많이 섭취하였다. 산란율은 실험사육기간(p<.0001)의 경과에 따라 점차 낮아졌으며, 기초사료와 뱅코마이신사료를 급여한것에서 산란율이 높았다 (p=0.006). 난중에 미치는 실험사육기간과 실험사료의 상호작용은 유의(p=0.004)하여, 실험사육기간의 경과에 따라 미역이나 발효미역 함유사료는 난중을 점차 높이나 기초사료와 뱅코마이신 사료는 난중을 점차 낮추었다(p<.0001). 산란일량(p <.0001)과 사료효율(p <.0001) 은 실험 사육기간이 경과에 따라 유의하게 감소하였고, 실험 사료는 산란일량(p=0.002) 과 사료효율(p <.0001)의 변화에 유의한 영향을 미쳤다. 미역, 발효미역 및 뱅코마이신이 함유 사료 급여한 산란계의 사료효율은 기초사료보다 유의하게(p<0.05) 낮았다.
3). 난질 : 미역사료를 급여한 산란계가 낳은 계란의 호우 유닛(HU)은 실험사육 전 기간에 걸쳐서 발효미역과 뱅코마이신 함유사료를 급여한 것에 비해서 유의하게(p<.0001) 높았다. 발효미역사료를 급여한 산란계의 계란의 HU는 실험 두 번 째 3주 및 3번째 3주 동안은 기초사료를 급여한 것에 비해서 유의하게 낮았다. 실험사육기간(p<.0001)과 사료(p<.0001)는 난각 두께 와 난황색상에 유의한 영향을 미쳤다. 난각두께는 발효미역을 급여한 산란계가 산란한 계란에서 가장 엷었으며, 미역사료와 뱅코마이신 사료에서는 실험사육기간의 경과에 따라 점점 엷어졌다. 난황색상은 실험사육기간의 경과에 따라(p<.0001)는 유의하게 진하였으며, 발효미역을 급여한 산란계가 낳은 계란의 난황색상은 미역이나 뱅코마이신 사료 보다 유의하게 농후하였다.
4) 혈장과 난백의 항산화계와 난황의 콜레스테롤 함량
가) 난백 CuZnSOD 활성과 난황 콜레스테롤 함량 : 난백 CuZnSOD활성과 HU는 미역사료를 급여한 산란계의 계란에서 가장 높고, 발효미역사료를 급여한 것에 가장 낮았다. HU값과 난백 CuZnSOD활성의 상관관계는 유의하여(r=0.53, n=27, p<0.01) HU값과 난백 CuZnSOD활성은 상호작용하였다. 난황의 콜레스테롤 함량은 실험사료 사이에 유의차가 없었으나, 뱅코마이신을 급여했을 때 가장 높은 값을 나타내었다.
나) 적혈구세포액의 SOD와 과산화물분해효소의 활성 : 미역사료를 급여한 산란계 적혈구의 MnSOD활성은 실험사료중에서 가장 높았으며, 발효미역, 및 뱅코마이신 함유삭료 순으로 점차 낮아졌다. 한편 CuZnSOD활성은 미역사료를 급여한 것에 가장 높고 발효미역사료를 급여한 산란계의 계란 난백에서 유의하게 낮았다. 그리고 미역사료는 산란계의 적혈구의 과산화물 분해효소의 활성을 CuZnSOD활성과 반대로 발효미역사료와 뱅코마이신사료를 급여한 산란계보다 유의하게 낮추었다.
다) 혈장의 과산화물 농도와 과산화물 분해효소 활성 : 혈장의 과산화물 농도는 발효미역사료를 급여한 산란계에서 가장 낮고 기초사료와 뱅코마이신사료를 급여한 것에 유의하게 높았다. 한편 혈장 과산화물 분해효소의 활성은 과산화물 농도와 반대로 발효미역사료를 급여한 산란계에서 가장 높고 기초사료와 뱅코마이신사료를 급여한 것에서 유의하게 낮았다.

Abstract ▼

This study was conducted to determine the effects of supplementation of brown seaweed waste (BSW) on the performance, immune and physiological responses in dairy cattle and poultry. In addition, we evaluated the feeding value of fermented brown sea waste (FBSW) by DS-01 and determined the effect of

This study was conducted to determine the effects of supplementation of brown seaweed waste (BSW) on the performance, immune and physiological responses in dairy cattle and poultry. In addition, we evaluated the feeding value of fermented brown sea waste (FBSW) by DS-01 and determined the effect of FBSW on rumen fermentation, milk and egg production, immune and physiological responses as functional feed.
In our study, we found that the supplementation of BSW did not affect to rumen fermentation, but affected to development of mammary duct system and increased significantly the milk yield with supplementation of 4% BSW. Futhermore the increased milk yield was related to lactogenic hormones as
IGF-1, T₃ and T₄. In study on fermentation of BSW by DS-01 microbes, the chemical composition (CP, EE, CF, Ash) between BSW and fermented BSW(FBSW) was not different and the contamination of pathogenic microbes was not detected in FBSW. The FBSW supplementation in basal diet increased the milk yield and lactogenic hormones in Holstein lactation cows. In study of poultry, the BSW was able to interact with the acute phase response and increased protein retention via decreased breakdown of protein in birds fed brown seaweed 2.0% diet. Dietary BSW affected SOD and peroxidase activity in blood of broiler chicks during activation of innate immune response. The interaction of BSW with bean extracts increased performance of broiler chicks due to reduced protein breakdown which affected by antioxidants system and pro-inflammatory cytokine production. In addition, the BSW improved the metabolism of energy and protein performance, egg quality and blood antioxidant system in layer.
A summary about the results is as follow;
Ⅰ. Effects of supplementation of brown sea waste (BSW) on ruminal fermentation, growth performance, reproduction and physiological responses in Holstein heifers
This study was conducted to determine the effects of supplementation of brown seaweed waste (BSW) on ruminal fermentation, growth performance, and reproduction and endocrine physiology in Holstein heifers. In experiment 1, the effects of different levels (0, 2, 4% of basal diet) of BSW were evaluated in a 3, 6, 9, 12 and 24 hr in vitro batch culture rumen microbial fermentation. The pH tended to be higher with level of BSW supplementation , the pH at 12hr was significantly higher than that of treatments without BSW (p〈0.05). The concentration of NH3-N was lower at 3hr and 24hr incubation(p〈0.05) than control (p〈0.05), also tended to be low at other incubation time. VFA values tended to be higher at 3-12 hr incubation while higher the values were observed in 4% BSW treatment at 24 hr(p〈0.05). In experiment 2, the effects of levels (0%, 2%, 4%) of brown sea waste (BSW) on ruminal fermentation, growth performance, reproduction and endocrine physiology were studied in Holstein heifers. DMI, AVG and FE (feed efficiency) were not affected by BSW supplementation. In addition, differences in artificial insemination times per pregnancy and live weight of calves between BSW treatments and control were not significant, however the concentrations of plasma estrogen control, 2% BSW and 4% BSW in three months pregnant were 55.71pg/ml, 94.14pg/ml and 72.32pg/ml, respectively. Furthermore 2% BSW and 4% BSW treatment in eight months pregnant were increased about 55.93% and 35.91% compared with without BSW. Although differences of progesterone levels between BSW treatment and control was not significant, that concentration in 4% BSW treatment was increased to 157.73% compared with initial level of experiment. Triiodothyronine (T3) and thyroxine (T4) levels were also higher in both three months and eight months pregnant than initial level of experiment(p<0.05). The plasma total IgG levels in eight months pregnant cows fed 2% BSW was increased to 15.78% compared with control group (p〈0.05), but plasma metabolites (NEFA and BUN) and IgA levels were not significantly different between groups. In addition since BSW treatments for one month did not affect daily milk yield and composition.
In conclusion, the present results could be summarized that the supplementation of BSW doesnot improve effect on rumen fermentation, but may affect to development of mammary duct system.
Ⅱ. Effect of brown seaweed waste supplementation on lactational performance and endocrine physiology in Holstein lactation cows
This study was conducted to investigate effects of the BSW supplementation on milk production and related endocrine response in serum in Holstein dairy cows. A total of 14 Holstein dairy cows(initial mean live weighs 625kg, average lactation days 225, Reproduction, 2.4) were randomly allocated into control and treatment groups with 7 replications for 90 days. Dry matter intake was not affected by BSW supplementation, but daily milk yield(kg) significantly increased 6.25kg in treatment group compared with control group(p<0.05) at the last experiment. The plasma insulin-like growth factor(IGF) -1, triiodothyronine(T₃) and thyroxine(T4) levels were significantly increased in treatment group compared with control group(p<0.05), although the concentration of plasma growth hormone(GH) was not significantly different. Milk composition was not significantly different between groups. The somatic cell count(SCC) in milk were significantly reduced in treatment group compared with control group(p<0.05), but antibodies(total IgG, G1, G2) were not significantly different between groups.
Therefore we strongly believe that the increased milk yield is related to metabolic hormones as IGF-1, T₃ and T₄ and the mechanism of reducing SCC in milk must do more study related nonspecific immunsystem in the future.
Ⅲ. Feed evaluation of brown sea waste (FBSW) fermented by DS-01 microbe and effect of FBSW on in vitro fermentation
This study was conducted to determine the feed evaluation of FBSW and effect of FBSW on rumen fermentation. The chemical composition (CP, EE, CF, Ash)between BSW and FBSW was not different. The contamination of pathogenic microbes was not detected in FBSW.
The pH value tended to be higher with level of 6% supplementation of fermented BSW for one month supplementation than other treatments, the pH at 24hr was significantly higher than that of treatments without FBSW (p〈0.05). In fermented BSW for two months, the pH value in 6% FBSW at 3 hr in vitro fermentation tend to be higher than 2% or 4% BSW treatments (p=0.0540).
However in other fermentation times were not show difference. In fermented BSW for three months, the pH values in 2%, 4% and 6% FBSW at 3 hr in vitro fermentation were 6.55, 6.59, 6.58 and 6.55, and those at 6hr were 6.45, 6.44, 6.44 and 6.44 respectively. The change in pH value in vitro fermentation of BSW fermented for six months and one year tend to be similar between treatments. In vitro trial, although the concentration of NH3-N of BSW fermented for one year was higher than control at 9 hr and 12 hr (p〈0.05).
Iso-butyrate and valerate values were significantly increased in 4 and 6% BSW fermented for one year at 6 hr incubation (p〈0.05). In BSW fermented for two months, the concentration of acetate and butyrate were significantly increased in 6% treatment at 9 hr(p〈0.05), tended to be higher at 3~12 hr incubation while higher the values were observed in 4% BSW treatment at 24 hr(p〈0.05).
Ⅳ. Effectsof fermented brown sea waste (FBSW) on milk production, composition and physiological response as functional feed for 40 days in Holstein lactation cows.
This study was conducted to determine effects of FBSW on milk production, composition and physiological response as functional feed for 40 days in Holstein lactation cows. Daily milk yield and composition (fat, protein, SNF, MUN) were not affected by FBSW supplementation, but Ca level (mg/dl) significantly increased 4.29mg/dl and 2.91 mg/d in 1% 2% groups compared with control group (p<0.05) at the last experiment, respectively. Although the somatic cell count (SCC) in milk was not significant, it was reduced in treatment group compared with control group at the day 20 and day 40, but plasma total IgG level tended to be higher for 1% FBSW group than other groups. The plasma growth hormone (GH), insulin-like growth factor (IGF)-1 and prolactin were increased in 1% FBSW compared with control and 4% FBSW group at the last experiment, but triiodothyronine (T3) and thyroxin (T4) levels were not significant. Concentrations of plasma glucose in control, 1% FBSW and 2% FBSW groups were 64.37mg/dl, 66.15mg/dl and 73.02mg/dl and plasma NEFA level was 0.30~0.32mEq/dl. Concentrations of BUN tended to be higher for FBSW groups than for control group. Although WBC, RBC, Hb, Hct, T-B, ALP, and GPT levels were not affected by FBSW supplementation, GOT level was significantly decreased in cows fed 1% FBSW diet compared with control group (P<0.05).
Therefore we strongly believe that the 1% FBSW supplementation in basal diet increased calcium(Ca) level and the lactogenic hormones as GH and prolactin in Holstein lactation cows. We suggest that it can be contributed to improve the animal production and health.
Ⅴ. Effect of dietary brown seaweed levels on the protein and energy metabolism in broiler chicks activated acute phase response
Effects of dietary brown seaweed product levels on performance and metabolism of protein and energy were investigated in broiler chicks that were activated the acute phase response. One-day old chicks were fed diets containing either 0.0 (basal), 1.0, 2.0 or 4.0 % brown seaweed products for 3 weeks. The acute phase response was activated by injecting i.p. the Salmonella typhimurium lipopolysacharide (LPS) at 2nd week of age. The acute phase response lowered nitrogen balance(NB)/kg^0.75(metabolic body size) and highered dietary ME values in birds fed diets containing brown seaweed product. Increase in dietary brown seaweed products levels lowered daily gain, and NB, uric acid nitrogen(UAN) excretion and ME utilization per kg^0.75 in chicks with the acute phase response.
But the dietary brown seaweed product level did not affect the performance of 3 week old broiler chicks that experienced the acute phase response. And the brown seaweed products 1.0 and 2.0% diets lessened the feed intake reduction caused by the acute phase response in broiler chicks. The brown seaweed 2.0% diet increased NB/g diet or kg^0.75 and decreased the excretion of UAN/g diet or kg^0.75. This result indicated that the brown seaweed was able to interact with the acute phase response and increased protein retention via decreased breakdown of protein in birds fed brown seaweed 2.0% diet.
Ⅵ. Effect of dietary brown seaweed product levels on the antioxidant system in broiler chicks activated innate immune response
Effect of dietary brown seaweed(Undaria pinnatifida) levels on the anti-oxidant enzyme system was evaluated in blood of broiler chicks activated innate immune response. Day-old broiler chicks were fed diets containing 0.0(basal), 1.0, 2.0 and 4.0 % of brown seaweed product for 4 weeks. The innate immune response was activated by injecting Salmonella typhymurium lipopolysaccharide (LPS) i.p. at 8, 10 and 12 day of age. The activation of innate immune response enhanced(p<0.01) and the brown seaweed product 1.0 and 2.0% diets reduced(P<0.05) significantly the superoxide dismutase(SOD) activity in erythrocyte cytosol. The innate immune response elevated significantly the levels of peroxide and the activity of peroxidase in plasma, while the levels of dietary brown seaweed product resulted in a significant linear increase in peroxidase activity. Experience of the innate immune response reduced linearly the plasma level of peroxide with the level of dietary brown seaweed product and enhanced the plasma peroxidase activity. And the plasma of normal birds fed the brown seaweed gave higher level of peroxide and lower activity of peroxidase than those of basal diet. The results indicated that dietary brown seaweed affected SOD and peroxidase activity in blood of broiler chicks during activation of innate immune response.
Ⅶ. Interaction of brown seaweed with bean extracts on performance and innate immune response (proinflamatory cytokine secretion) of broiler chicks
In broiler chicks activated the innate immune response, diet containing 2.0% of brown seaweed with bean extracts increased diet intake and protein retention by lowering protein decomposition(uric acid nitrogen excretion). And brown seaweed with bean extract recovered body weight of 4 week broiler chicks. Brown seaweed with bean extracts diets increased peroxide levels and reduced peroxidase activity or levels of ovotransferrin and TNF-α in plasma. The results indicated the interaction of brown seaweed with bean extracts increased performance of broiler chicks due to reduced protein breakdown which affected by antioxidants system and pro-inflammatory cytokine production.
Ⅷ. Effect of dietary brown seaweed and fermented brown seaweed on the metabolism of energy and protein performance, egg quality and blood antioxidant system in layer
In order to evaluate nutrients metabolism, performance, egg quality and antioxidant system in egg white and blood, layer fed on basal diet, diets containing 2.0% of brown seaweed(BSW), or fermented brown seaweed (FBSW) and basal diet containing 10 ppm of vancomycin.
Nutrient metabolism : Bird fed on BSW or FBSW diets showed higher nitrogen balance(NB) per body weight or metabolic body weight(kg0.75) than those fed on vancomycin diet. FBSW diet tended to lower excretion of uric acid nitrogen(UAN) of layers than that on BSW or vancomycin diets. FBSW diet contained higher(p<0.05) ME compared with that of BSW diet, while layer fed FBSW diet utilized similar ME with those fed BSW diet.
Performance : Feed intake of layer was reduced(p<0.001) gradually according to the passage of experimental feeding period, while layer fed on brown seaweed and fermented brown sea weed consumed more diet than those fed on basal diet and diet containing vancomycin. Egg production of layer was lowered(p<0.001) linearly with the passage of the experimental periods and layer fed on the basal diet and diet containing vancomycin had higher(p=0.006) egg production than those on brown seaweed and fermented brown sea weed. Experimental diets interacted with the periods significantly(p=0.004). Birds fed on basal and vancomycin diet layed down lower weight of egg compared with those on diets brown seaweed and fermented brown seas weed depending on the passage of experimental feeding period, Daily egg mass(p <0.001) and feed efficiency(p <0.001) was lowered depending on the passage of experimental feeding period, while daily egg mass(p=0.002) and feed efficiency(p <0.001) affected experimental diets. Feed efficiency of layer fed on diets containing brown seaweed, fermented brown seaweed and vancomycin was lower than that fed basal diet.
Egg quality : Birds fed on the brown seaweed diet layed eggs of higher(p<0.001) Haugh unit than those fed on diets containing fermented brown seaweed and vancomycin during whole experimental feeding period. During 2nd and 3rd 3 weeks HU of eggs from layers fed diet containing fermented brown seaweed lower than those fed on basal diet. Both experimental feeding period(p<0.001) and diet(p<0.001) affected thickness of eggshell and yolk color significantly. Birds fed on the fermented brown seaweed laid eggs of the lowest eggshell thickness among experimental diets. As passage of experimental feeding period eggshell thickness of eggs from layers fed on diets containing brown sea weed and vancomycin was reduced. Yolk color was more saturated depending on the experimental feeding period passed, eggs from birds fed fermented brown seaweed have more thick yolk color than those fed diet containing brown seaweed and vancomycin.
Antioxidant system of plasma and eggwhite and cholesterol content in eggyolk : The CuZnSOD activity in egg white and Haugh unit of egg showed the highest value in bird fed BSW diet and the lowest value in bird fed FBSW diet among experimental diets. And the CuZnSOD activity in egg white interacted linearly with Haugh unit of egg significantly(r=0.53, n=27, p<0.01), while experimental diets did not affect cholesterol content of egg yolk.
Activity of MnSOD and peroxidase in erythrocyte cytosol : The MnSOD and CuZnSOD activity in birds fed BSW diet was shown the highest value among birds fed experimental diets. While MnSOD was decreased in order of FBSW and vancomycin diets and the CuZnSOD activity in birds fed on FBSW diet was shown the lowest value among birds fed experimental diet. The BSW diet decreased significantly the peroxidase activity in erythrocyte cytosol on the contrary with the CuZnSOD activity compared with those in FBSW and vancomycin diets.
Peroxide levels and peroxidase activity in plasma : FBSW diet lowered significantly peroxidase activity in plasma compared with those in basal and vancomycin diets. Although on the contrary with the level of peroxide, FBSW diet increased significantly peroxidase activity in plasma compared with those in basal and vancomycin diets.

목차 Contents

• 제출문 ... 1
• 요약문 ... 3
• SUMMARY ... 17
• CONTENTS ... 27
• 목차 ... 29
• 제1장 연구개발과제의 개요 ... 31
• 제1절 연구개발의 필요성 ... 31
• 제2절 연구개발의 목적 ... 34
• 제3절 연구개발의 내용과 범위 ... 35
• 제2장 국내외 기술개발현황 ... 37
• 제1절 국내외 관련기술의 현황과 문제점 ... 37
• 제2절 앞으로의 전망 ... 38
• 제3장 연구개발 수행내용 및 결과 ... 40
• 제1절 미역폐기물의 첨가가 반추위 발효 성상 및 홀스타인 육성우의 성장, 번식 및 내분비생리에 미치는 영향 ... 40
• 제2절 홀스타인 비유우에 있어서 미역폐기물의 첨가가 비유성적 및 내분비 생리에 미치는 영향 ... 60
• 제3절 DS-01균주를 이용한 폐미역의 저장성 확보 및 사료화에 관한 연구 ... 76
• 제4절 발효미역의 첨가가 홀스타인 비유우의 비유성적?혈액성상 및 비유생리에 미치는 영향 ... 101
• 제5절 급성기 반응이 활성화한 육계 병아리에서 사료 중 미역제품 수준이 단백질과 에너지대사에 미치는 영향 ... 116
• 제6절 미역제품 급여 수준이 타고난 면역반응이 활성화한 육계 병아리의 혈액 항산화균 형에 미치는 영향 ... 129
• 제7절 미역과 콩추출물의 상호작용이 육계병아리의 생산성과 타고난 면역반응성 (친염증성 사이토카인 분비)에 미치는 영향 ... 140
• 제8절 산란계의 영양소 이용성, 계란 생산성, 난질 및 항산화계에 미치는 산란계 사료중 미역과 발효미역의 영향 ... 149
• 제4장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 164
• 1. 폐미역을 이용한 젖소용 사료 개발 (계획 대비 100%달성) ... 164
• 2. 미역 분해 미생물을 이용한 폐미역의 저장성 확보 및 젖소용 기능성 사료 개발(계획 대비 100%달성) ... 164
• 3. 브로일러의 생산성과 면역반응성에 미치는 미역제품의 영향 (계획 대비 100%달성) ... 165
• 4. 산란계의 생산성과 계란의 품질과 기능성계란생산가능성(계획 대비 100%달성) ... 165
• 제5장 연구개발결과의 활용계획 ... 166
• 1. 연구성과 활용실적 -국내 저명학술지 4편 게재 ... 166
• 2. 연구성과 활용계획 ... 166
• 3. 과제를 통해 얻어진 연구결과를 토대로 추가연구 실시 ... 166
• 제6장 참고문헌 ... 168
• 끝페이지 ... 184