ANNALS OF ANIMAL RESOURCE SCIENCES (동물자원연구)

INSTITUTE OF ANIMAL RESOURCES (강원대학교 동물자원공동연구소)
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Rumen Fermentation was Changed by Feed Inoculation Method in In Vitro

사료 접종 방법에 의한 in vitro 반추위 발효 상성 변화

  • Yoo, Dae-Kyum (Life and Industry Convergence Research Institute, Department of Animal Science, Pusan National University) ;
  • Moon, Joon-Beom (Life and Industry Convergence Research Institute, Department of Animal Science, Pusan National University) ;
  • Kim, Han-Been (Life and Industry Convergence Research Institute, Department of Animal Science, Pusan National University) ;
  • Yang, Sung-Jae (Life and Industry Convergence Research Institute, Department of Animal Science, Pusan National University) ;
  • Park, Joong-Kook (Nonghyupfeed Co., Ltd) ;
  • Lee, Se-Young (Department of Animal Science, Yonam College) ;
  • Seo, Ja-Kyeom (Life and Industry Convergence Research Institute, Department of Animal Science, Pusan National University)
  • 유대겸 (부산대학교 생명자원과학대학 동물생명자원과학과) ;
  • 문준범 (부산대학교 생명자원과학대학 동물생명자원과학과) ;
  • 김한빈 (부산대학교 생명자원과학대학 동물생명자원과학과) ;
  • 양성재 (부산대학교 생명자원과학대학 동물생명자원과학과) ;
  • 박중국 (농협사료) ;
  • 이세영 (천안연암대학교 축산계열) ;
  • 서자겸 (부산대학교 생명자원과학대학 동물생명자원과학과)
  • Received : 2019.08.16
  • Accepted : 2019.09.26
  • Published : 2019.09.30
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Abstract

The objective of this study was to investigate the effect of different feed inoculation method on rumen fermentation in an in vitro. Three experimental treatments were used: control (CON, direct dispersion of feed (2 g) in rumen fluid), combinations of direct dispersion (1 g) and nylon bag (DNB, pore size: 50 ㎛, 1 g), and nylon bag (NB, 2 g). An in vitro fermentation experiment was carried out using strained rumen fluid for 48 h incubation time and timothy was used as a substrate. At the end of the incubation, in vitro dry matter digestibility (IVDMD), in vitro neutral detergent fiber digestibility (IVNDFD), pH, volatile fatty acids (VFA), ammonia nitrogen (NH3-N), and microbial community were evaluated and gas production was estimated at 3, 6, 12, 24, 48 h incubation periods. Gas production was higher in CON than DNB and NB at 6 and 12 h incubation time (p<0.01). There were no differences in final gas production, pH, NH3-N concentration, total VFA production, and VFA profiles among treatments. The IVDMD was lowest in CON (p<0.01) but the IVNDFD was not differed by feed distribution methods. There were no significant differences in general bacteria and fungi. Protozoa count was highest in NB treatment among treatments (p<0.01). The abundance of cellulolytic bacteria, Ruminococcus flavefaciens and Fibrobacter succinogenes, was highest in the CON among treatments (p<0.01).

생물학적 평가 방법 중 in situ와 in vitro 평가 방법은 비용 및 시간을 절약할 수 있으며 동물 복지 측면에서 제약이 적어 주목되고 있는 방법이다. In vitro 실험에서 사용되는 사료 접종법으로 배양병에 직접 사료를 담는 dispersion 방법은 실제 반추위 발효 상황에 근접한 조건에서 실험할 수 있는 장점이 있지만, 시간과 노동력이 많이 소모된다. 반대로 사료 주머니를 이용한 방법은 실험 수행의 편이성이 있지만 첨가제 실험 수행의 제약이 있으며, 미생물 활성과 섬유소 소화율이 저하되는 단점이 있다. 본 실험은 dispersion 방법과 사료 주머니 방법을 조합하여 보다 편리한 방법으로 dispersion 에 가까운 높은 재현성의 발효 성상과 소화율 평가 가능할 것이라고 생각하여 in vitro 발효 성상과 미생물 조성을 비교하였다. Dispersion 방법과 nylon bag 을 조합한 실험에서 건물 소화율은 세척 과정에서 미생물 및 사료 입자의 유실로 과대평가될 수 있지만 이론적 최대 가스 발생량 Vmax, 가스 발생량에 대한 분해 속도 상수 Kg 에서 유의적 차이가 나타나지 않으며, IVNDFD, pH, NH3-N, total VFA 발생량 그리고 VFA 조성에서도 유의적 차이가 나지 않았다. Real-time PCR 을 이용한 미생물 조성 분석에서는 general bacteria의 절대량에서 유의적 차이가 나지 않았다. 상기의 결과를 종합해 볼 때, in vitro 실험에서 사료 주머니의 사용은 충분히 적용가능하며 일반적인 방법인 dispersion과 비교해 볼 때, 영양소 이용에 있어 반추미생물의 사료 접촉을 방해하지 않을 것으로 생각된다. 하지만 in vitro bach culture 방법은 배양조건에서 제약이 있어, 향후 연속 배양 방법과 in situ의 실험을 통해 본 실험의 실험결과에 대한 추가적인 규명이 필요할 것으로 사료된다.

Keywords

Acknowledgement

본 논문은 농촌진흥청 차세대 바이오그린21사업(세부과제번호: PJ01329201)의 지원에 의해 이루어진 것임.