보고서 정보
주관연구기관 |
중앙바이오텍 |
보고서유형 | 최종보고서 |
발행국가 | 대한민국 |
언어 |
한국어
|
발행년월 | 2002-11 |
주관부처 |
농림부 Ministry of Agriculture and Forestry |
등록번호 |
TRKO201400024077 |
DB 구축일자 |
2014-11-10
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초록
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Ⅳ. 연구개발 결과 및 활용에 대한 건의
■ 연구 개발 결과
1. 각 지방의 축산 폐수로부터 분리된 균의 분포도 조사
경기도, 경상도, 전라도, 충청도, 강원도 지방의 31개의 양돈농가의 축산분뇨로부터 총 706개의 균울 분리하였고 이중 281개가 Bacillus spp.이었다. 파리발생이 적고 악취가 적은 잘 관리된 농장일수록 Bacillus spp.의 균수가 높았다.
각 지역의 균 분리 상황과 분포도를 정리하였고 이외에도 다양환 환경 샘플로부터 균을 분리하였다.
2. 생균제로 사용할 미생물의 선발 및
Ⅳ. 연구개발 결과 및 활용에 대한 건의
■ 연구 개발 결과
1. 각 지방의 축산 폐수로부터 분리된 균의 분포도 조사
경기도, 경상도, 전라도, 충청도, 강원도 지방의 31개의 양돈농가의 축산분뇨로부터 총 706개의 균울 분리하였고 이중 281개가 Bacillus spp.이었다. 파리발생이 적고 악취가 적은 잘 관리된 농장일수록 Bacillus spp.의 균수가 높았다.
각 지역의 균 분리 상황과 분포도를 정리하였고 이외에도 다양환 환경 샘플로부터 균을 분리하였다.
2. 생균제로 사용할 미생물의 선발 및 생산 공정 개발
가. 미생물의 선발
1) 파리 살충성 미생물의 선발
Bacillus spp. 4개를 살충성 미생물로 최종 선발하였으며, 각각 B.sphaericus Gu 1-2, B. thuringiensis F 2, B. licheniformis M 10과 B.thuringiensis Wang 4로 동정되었다.
2) 악취 제거 미생물의 선발
각각의 선발배지에서 잘 성장한 균을 동정한 결과 B. licheniformis KJ 12와 B. subtilis SUN 2와 Al. feacalis JTJ 18로 동정되었으며, 이 균주들을 Gas Chromatography(GC) 기기를 이용하여 휘발성 지방산 제거 율을 조사한 결과 휘발성 지방산의 감소율이 대조구 보다 훨씬 높았다.
3) 가금 티푸스 원인균에 항균성을 갖는 균의 선발
야외에서 분리한 Bacillus spp.균 203개를 대상으로 실시한 결과 2개의 균에서 Sal. gallinarum에 억제 활성이 강한 것으로 나타났으며, Bacillus sp. Gu 88과 Bacillus subtilis Gu 31로 동정되었다. 야외 분리 유산균에서 Sal. gallinarum에 길항 작용을 가지고 있는 균 1개를 분리하였으며 이 균은 L. plantarum Hans 1-19로 동정되었다.
3. ICR 마우스를 이용한 간이 독성 검사
선발된 균 10개 각각을 ICR 마우스에 급여한 결과 일당 증체량이나 사료 효율이나 사료 요구율 면에서 대조구와 비교해서 차이점이 없거나, 백혈구 수나 적혈구 수등이나 사료 효율면에서 외형상 어떤 증상도 발견되지 않았다.
4. 산업용 배지 최적화 및 건조 후 생존율
최종 선발된 균 10개를 산업화에 적합한 배지를 선정하기 위해 질소 원과 탄소 원을 달리한 몇 가지 산업용 배지를 사용하여 생균 수와 건조 후 생존 율을 조사하였을 때 탄소 원으로 당밀과 질소 원으로 CSL을 사용한 경우가 대체로 가장 우수하였다. 이를 바탕으로 각 균의 최적 질소 원과 탄소 원을 선정하기 위하여 CSL과 당밀의 농도를 달리하여 배양 성적을 조사하여 최적의 산업용 생산 배지를 선정하였다. 선발된 배지를 이용하여 30ℓ발효기를 이용하여 발효 공정을 확립하고 캐비넷 건조기에서 건조 조건을 설정하여 시제품을 제조하여 사양 실험에 공시하였다. 개발된 제품 공정은 포자 형성을 하는 Bacillus spp. 8종을 건조 시80%이상의 생존율을 보여 산업 현장에서 경제적으로 제품 생산하는데 적합하였지만 포자 형성을 하지 않는 Al. faecalis JTJ 18과 L. plantarum Hans 1-19의 경우 건조 시 생존율이 낮아 현재 개선된 공정을 개발 중에 있다.
5. 시제품 내 미생물의 특성 조사
가. 내 산성 조사
제조된 시제품을 pH 2.0 완충 용액으로 희석 후 30분간 방치하여 생존율을 조사한 결과 49%를 보인 Bacillus sp. Gu 88을 제외한 Bacillus spp.들은 90%이상의 생존율을 보였고 유산균인 L. plantarum Hans 1-19만 30%로 내 산성이 가장 낮았다.
나. 내 담즙성 조사
공시한 10종의 생균제들을 0.03% oxgall 용액에서 30분간 방치하여 내 담즙성을 조사한 결과 57%의 생존 율을 보인 Bacillus sp Gu 88를 제외한 나머지 균주들은 77%이상의 생존 율을 보여 내 담즙성이 강하였다.
다. 내열성 조사
물로 희석한 시제품을 75℃ 항온 수조에서 30분간 방치 후 생존율을 조사한 결과 Bacillus spp. 들은 64%가 생존한 B. subtilis Gu 31을 제외한 전 종이 89%이상 생존하였고 Al. faecalis JTJ 18는 35%, L. plantarum Hans 1-19는 31%의 생존율을 보여 Pellet사료 제조와 같은 고온에서도 생존 가능성을 보였다.
6. 생균제 급여 효능
가. 축사 파리와 암모니아 감소용 생균 제제의 급여 효과
1) 사료 효능 조사
돼지에 축사 파리와 암모니아 감소용 미생물 제제를 사료내에 0.2% 혼합하여 급여한 결과 처리구에 비하여 3.3%의 사료 효율과 증체효율일 개선되었다.
2) 암모니아 감소 효능
돼지에 축사 파리와 암모니아 감소용 미생물 제제를 0.2%급여한 결과, Control기간에는 14~16ppm정도이든 것이 급여 1주일 후 약 7~8ppm으로 감소하였고, 투여 8주시까지 약 4~6ppm으로 유지하여 약 70%~80%의 악취 제거 효과를 나타내었다.
3) 파리 살충성 효과
각각의 미생물 제제를 파리 사료에 혼합한 후 파리 암수 각각 20마리씩을 파리 사육 망사에 방사한 후 최종적으로 발생된 파리 수를 3차에 걸쳐서 조사한 결과 각각의 균들을 혼합 처리한 실험 구에서는 평균 3.3마리의 파리가 발생되었지만 아무 것도 첨가하지 않은 대조구에서 평균 281.7마리의 파리가 발생되어 직접 살포시 파리 발생을 근본적으로 차단할 것으로 생각된다.
파리 살충성 미생물을 돼지에게 직접 급여한 돈분에 파리 암수 각각 10마리씩을 파리 망사에 방사한 후 24시간 동안 산란을 유도한 후 파리의 발생 율을 조사하는데, 파리 살충성 미생물을 급여한 실험 구에서의 평균 파리 발생 수는 38.5마리로 급여하지 않은 실험 구에서의 파리 발생 수 231마리에 비해 83.3%의 파리발생 억제 율을 가지고 있었다. 또한 돈분의 파리 유인효과를 비교하기 위해서 70마리의 파리를 살포해 급여구와 비 급여구의 돈방에 앉아 있는 정도를 비교한 결과 급여구와 50%파리가 덜 앉아서 파리 유인 효과가 낮아져 축사 환경을 크게 개선할 수 있는 것으로 나타났다.
나. 가금 티푸스 억제용 생균제의 급여 효능
투여 전 이 농장의 산란 율은 표준 산란 곡선 대비 4%정도 낮았고 폐사율은 주 평균 0.33% 정도의 53주령 산란계 9400수 였는데 시제품 0.2%를 급여 후 표준 산란 곡선을 2 ~ 3% 상회하도록 개선되어 평균 6% 정도의 산란 율 개선 효과를 보였고, 폐사율도 0.28%로 떨어져 15%정도 개선되었다. 난각과 난중 개선 효과가 뚜렷하였고 총 4, 5개월 동안 항생제를 사용하지 않고 우수한 생산성을 얻을수 있어 항생제 대체체로서 이용될 수 있을 것으로 기대된다. 또한 이 기간 중 분변의 균 분포를 조사한 결과 총 균 수와 유산균 수는 큰 변화가 없었으나, coliform 균의 수가 102정도 감소 유지되었다.
티푸스균에 대한 억제 효과를 검정하기 위하여 시제품을 초생추에 급여하며 108cfu의 티푸스균을 공격 접종하여 방어 효과를 조사하였는데 대조 군은 36마리 중 22마리가 급여 구는 10마리가 폐사하여 66%의 방어 효과를 보여 티푸스균에 대한 방어 효과가 높은 것으로 나타났다.
Abstract
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The purpose of this project was developing the animal-specific direct-fed microbials (DFM) which could kill the farm flies, reduce ammoniacal odor from animal farm environs, and are bacteriocidal to a economically important chicken pathogen, Samonella gallinarum, a causative agent of chicken typhus.
The purpose of this project was developing the animal-specific direct-fed microbials (DFM) which could kill the farm flies, reduce ammoniacal odor from animal farm environs, and are bacteriocidal to a economically important chicken pathogen, Samonella gallinarum, a causative agent of chicken typhus. In summary of this projects:
1. Four species of Bacillus was selected for their strong fly-killing activities. These include two new Bacillus thuringiensis (BT) strains, B. licheniformis M 10 and B. sphericus Gu 1-2. B. licheniformis KJ 12, B. subtilis SUN 2 and Alcaligenus faecalis JTJ 18 were selected for their fair growth on pig slurry and highly effective odor-removing activity. Finally Bacillus sp. Gu 88, B. subtilis Gu 31 and Lactobacillus plantarum Hans 1-19 were selected based on their high antibacterial activity against S. gallinarum.
2. Economical production media, fermentation and drying processes were developed for each ten strains and test products were prepared for the field test for their effectiveness verification.
3. Microorganisms included in the test products showed high resistance to the harsh test conditions such as pH 2.0 acidity, 0.03% oxgall, and 75℃ for 30 min incubation to simulate the animal intestinal and pelleting conditions.
4. Two complex DFM products for pig and chicken were prepared by appropriately mixing above test products and used for the field test. Test pig group supplemented with 0.2% DFM showed 3.3% improvement over the control in weight gain and feed efficiency, and 70% reduction of the ammonia gas production. Pig feces from test group showed 83% reduction of fly development and ca. 50% reduced fly attraction compared to the control one.
When three strains of fly-killing isolates were mixed with fly culture medium at 0.2% concentration each, fly development was reduced by 95% compared to the control, suggesting that it will be effective on direct spray to the animal farm environs. DFM for chicken was prepared by appropriately mixing three anti-Salmonella microorganisms with yeast culture and supplemented to the broiler at 0.2% concentration. Aㅁfter supplementation, egg production and death rate were improved 6% and 15%, respectively, egg shell thickened and egg quality was upgraded. Total bacterial and lactic acid bacterial counts were maintained evenly, but coliform bacterial number was reduced by two orders of magnitude. DFM-fed broilers performed very well in production and produce quality without any disease occurrence for 4.5 months without using any antibiotic treatment. This result suggests that developed DFM could greatly reduce antibiotic usage in broiler farming. When this product was fed to young chickens and tested the protective effects after oral injection of S. gallinarum (108cfu/chick), 22 chicks out of 36 were died in control group compared to 10 in test one, recording 66% of protection effect.
5. In conclusion, we isolated 10 strains of useful microorganisms with specific function, developed the production processes for them, formulated to two animal-specific DFMs for chicken and pig, and verified their effectiveness through in vitro and in vivo tests. Specifically, DFM for pig could reduce fly development and ammonia gas production and improves pig production. DFM for chicken gives protective effect against chicken typhus, improves production and produce quality, and works as an antibiotic alternative when they are supplemented to the feed.
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