초지 또는 농경지에 살포되는 퇴비와 액비에 의해 발생될 수 있는 악취민원에 대처하기 위하여, 돼지의 분과 뇨에 존재하는 악취물질 농도를 비교 분석하였다. 1. 비육돈의 분과 뇨에 함유된 휘발성유기물의 농도 비교 페놀, p-크레졸 및 페놀류 농도는 분 보다 뇨에서 높았으며 (p<0.05), 분 보다 뇨에 축적된 비율이 페놀은 138배, p-크레졸은 545배 높았다. 인돌 농도는 분 보다 뇨에서 높았으며, 스카톨은 뇨 보다 분에서 높았다 (p<0.05). 휘발성유기물은 대부분 뇨로 배설되었으며, 이 중 농도 및 악취강도가 가장 높은 물질인 p-크레졸이 뇨에 많이 함유되어 있다. 돼지 분뇨를 고액분리 하였을 때 퇴비로 이용되는 고체보다 액비로 이용되는 액상물질에서 악취가 훨씬 강할 것으로 예측된다. 2. 비육돈의 분과 뇨에 함유된 휘발성지방산의 농도 비교 아세트산과 단쇄지방산 농도는 분 보다 뇨에서 높았으며 (p<0.05), 부티르산과 프로피온산은 차이가 없었다 (p>0.05). 이성체지방산 중 I-부티르산의 농도는 뇨 보다 분에서 높았지만 (p<0.05), I-발레르산과 이성체지방산은 차이가 없었다 (p>0.05). 휘발성지방산 중에서 아세트산과 프로피온산은 분에서 각각 65와 20%, 뇨에서는 각각 93과 4%로 휘발성지방산의 대부분을 차지하였지만 아세트산과 프로피온산을 포함하는 단쇄지방산은 악취강도가 낮다. 반면에 악취강도가 상대적으로 높은 이성체지방산은 분과 뇨 간에 차이가 없기 때문에 휘발성지방산이 악취강도에 미치는 영향은 크지 않을 것으로 판단된다. 이상의 연구결과를 종합하면, 돼지 분뇨의 악취물질 중 악취강도가 높은 p-크레졸은 뇨에 많이 함유되어 있기 때문에 퇴비와 액비 생산과정 중 액상처리 시 악취강도가 매우 높을 것으로 추정된다. 다만, 악취강도는 휘발성지방산의 농도 변화에 따라 차이가 있을 것으로 생각된다.
비육돈사의 슬러리에 함유된 악취물질의 농도를 계절별로 비교하여 초지 및 농경지에 살포되는 분뇨의 악취강도를 예측하고자 수행되었다. 1. 비육돈사의 슬러리에 함유된 휘발성유기물의 계절별 농도 비교 페놀류 중 p-크레졸 농도는 봄, 여름 및 가을에 차이가 없었지만, 페놀, 인돌 및 스카톨 농도는 여름과 가을에 비해 봄에 높았다 (p<0.05). 돼지 슬러리의 경우 p-크레졸과 스카톨이 악취강도에 큰 영향을 주기 때문에 계절에 따른 휘발성유기물의 악취강도 차이는 크지 않을 것으로 판단된다. 2. 비육돈사의 슬러리에 함유된 휘발성지방산의 계절별 농도 비교 휘발성지방산의 경우 악취강도가 높지 않은 단쇄지방산의 농도는 봄철이 여름과 가을보다 높았으나 (p<0.05), 악취강도가 상대적으로 높은 이성체지방산의 농도는 계절별로 숫자적인 차이는 보였지만 통계적인 차이는 없었다 (p>0.05). 계절에 따라 휘발성지방산이 악취강도에 미치는 영향은 높지 않을 것으로 판단된다. 결과적으로 봄철에 악취물질의 농도가 더 높은 것은 온도, 환기 및 돈사내부로 유입되는 물의 양에 의한 것으로 추정되며, 여름철은 슬러리에서 생성되는 악취농도 보다 환기에 의해 휘산되는 양이 많아서 슬러리의 악취농도가 감소되거나 증가되지 않았을 가능성이 있는 것으로 판단된다. 이상의 연구결과를 종합하면 비육돈사의 슬러리를 초지 또는 농경지에 살포하였을 때 계절에 의한 악취강도의 차이는 크지 않을 것으로 기대된다.
거세한우 3두를 $3{\times}3$ Latin square design 시험방법에 적용하여 사료 적응 기간 10일 후 사료 급여 방식에 따른 반추위액 내 휘발성지방산과 단당류 비교 분석 및 대사산물 분석에 대한 연구를 수행하였다. 연구 결과 HPLC와 HPAEC에서 측정되지 않은 휘발성지방산과 단당류들은 $^1H-NMR$에서는 측정이 가능 한 것을 알 수 있었다. $^1H-NMR$에서 측정된 대사산물 중, carbohydrate 계열 대사산물 pyruvate는 사료 급여 전 반추위액에서만 측정 되었으며, succinate는 사료 급여 전 후에서 모두 측정 되었다. Amino acid 계열 대사산물은 총 9가지가 측정 되었다. Lipid 계열 대사산물 ethylene glycol는 사료 급여 전 Con구에서 유의적(P<0.05)으로 높게 측정 되었다. Aiphatic acylic compounds 계열 대사산물 trimethylamine N-oxide는 유의적인 차이는 보이지 않았다. 이번 연구를 통해 $^1H-NMR$를 이용하여 반추위액 내 많은 대사산물 측정이 가능한 것을 알 수 있었으며 사료 급여 전 후 급여 방식에 따라 대사산물의 변화가 나타나는 것을 확인 할 수 있었다.
본 연구는 수분함량에 따른 보리와 호밀 silage의 발효특성을 평가하기 위하여 수행하였다. 보리와 호밀의 수분함량은 수분첨가 또는 예건을 통해 50%, 65% 및 80%로 조절하였다. 보리 silage의 pH와 Lactate:Acetate 비율은 저수분 처리구 (4.54와 6.23), 호밀 silage에서는 중수분 처리구 (4.33과 9.24)가 가장 높았다. 보리 silage의 propionate 함량은 저수분 처리구가 고수분 처리구에 비해 높았으나, 보리와 호밀 silage의 lactate, 총휘발성지방산 및 acetate 함량은 고수분 처리구가 저수분 처리구에 비해 높았다. 보리 silage의 total-N 함량은 중수분 처리구가 저수분 처리구에 비해 높게 나타났으며, 호밀 silage는 저수분 처리구가 타 처리구에 비해 높았다. 보리 silage의 $NH_3-N$ 함량과 total-N:$NH_3-N$ 비율은 고수분 처리구가 높게 나타났다. 보리와 호밀 silage의 buffering capacity는 수분함량이 높을수록 증가하였으나, pH가 높을수록 감소하였다. 보리와 호밀 silage의 수분 함량은 pH와는 부(-)의 상관관계를 나타내었으나, 휘발성지방산과 $NH_3-N$ 함량 및 total-N중 $NH_3-N$ 비율과는 정 (+)의 상관관계를 나타내었다. 이상의 결과에서 보리와 호밀 silage 제조를 위한 적정 수분함량은 70~80%로 확인되었으며, 사료작물의 수분을 60%까지로 예건하는 것은 silage 품질 저하를 초래할 수 있는 것으로 사료된다.
본 연구는 호기성 연속회분식반응기(SBR)에서 낙농폐수의 생물학적처리 과정에서 발생되는 휘발성 유기물질 발생량을 분석한 것이다. 호기성처리 상태에서 악취성분인 휘발성 지방산(VFAs) 및 휘발성 유기물질(VOCs)은 원래 상태보다도 크게 감소하였다 호기성 연속회분식반응기에서 휘발성지방산은 1,450 mg/L 이하를 나타내고 있었다. 축산폐수처리과정에서 악취처리는 호기성연속회분식반응기(SBR) 처리 기술이 효과적인 방법이라고 확인되었다. 호기성 연속회분식반응기 시스템은 고액분리된 액상물의 악취물질 제거에 사용될 수 있었다.
연속형 혐기성처리 반응조에서 배양된 수소발생 슬러지를 이용하여 증온 조건에서 회분식 혐기성 처리방법으로 유기성 폐수로부터 전환되는 수소가스 및 대사산물들에 대한 연구를 수행하였다. 수소발생에 대한 기질로는 sucrose를 이용하였다. 처리과정에서 발생된 누적수소가스, 휘발성지방산(VFAs) 및 solvents는 Gompertz equation을 이용한 비선형회귀분석을 통하여 계산하였다. 처리과정 중 수소가스는 반응초기에 발생하였고, 발생된 가스내 수소가스가 차지하는 비율은 약 20%이었다. 반응 전과정에서 메탄가스는 발생하지 않았다. 비수소가스발생율은 sucrose 농도가 40 g/l일 때 0.956 ml/g VSs/h이었으며, sucrose 농도가 300g/l의 경우는 0.011 ml/g VSS/h이었다. 수소가 발생하는 기간 동안 VFAs의 생성은 acetate, butyrate의 순으로 높게 생성되었으나, propionate로의 전환은 발견되지 않았다. solvents의 경우 butanol이 가장 높게 발생하였다.
본 연구는 유산균과 효모로 구성된 혼합 생균제를 양돈 사료에 첨가하여 양돈용 발효사료를 제조하기 위한 최적 발효조건 구명 및 발효사료 급여에 의한 돼지 장내 환경변화를 평가하고, 원료사료별 발효능을 측정하기 위해 수행되었다. 1. 양돈 발효사료의 유산균과 효모 수를 측정하였을 때 사료 내 혼합 생균제 첨가수준은 0.25%, 수분 함량은 40~50% 정도가 적정하였다. 2. 비육돈에 발효사료를 급여하였을 때가 발효되지 않은 사료를 급여하였을 때보다 소화율은 유의적인 차이가 없었지만 분 중 휘발성지방산의 농도가 높게 나타났다. 3. 양돈용 단미사료의 발효특성을 확인하기 위하여 휘발성지방산의 농도를 측정한 결과, 비트펄프와 타피오카가 우수한 발효기질로 확인되었다.
본 연구는 목재부후균 유래 $\beta$-글루코시다제, 엑소글루카나제 및 엔도글루카나제 유전자를 함유한 형질전환체 효모를 배양한 액상섬유소분해효소에 대하여 인공반추위 배양시험을 통해 완전혼합사료에 대한 적용 수준 조사와 더불어 한우 비육 거세우의 사양시험을 통해 2 종류의 액상섬유소분해효소를 완전혼합사료에 1.0% 수준으로 첨가 급여하여 가축의 성장, 영양소소화율에 미치는 영향을 알아보고자 실시하였다. 1. 인공반추위 배양시험을 통해 완전혼합사료에 대한 액상 섬유소분해효소 첨가에 의해 pH가 약간 증가하는 경향이었다. 휘발성지방산에서 acetate 비율이 배양 12와 24시간에 유의적으로(p<0.05) 높게 나타났으며 총휘발성지방산 농도 역시 배양 12와 24시간에 유의적으로(p<0.05) 증가시켰으며 1.0% 첨가구에서 효과적이었다. 건물소화율은 배양 24시간에 액상 섬유소분해효소 첨가구에서 유의적으로(p<0.05) 증가하였다. 2. 한우 거세우 사양시험에서는 액상 섬유소분해효소 급여에 의해 일당증체량과 사료효율이 개선되는 경향이었다. 영양소 소화율에서는 DM, 조섬유, NDF 및 ADF 소화율이 액상 섬유소분해효소 첨가에 의해 유의적으로(p<0.05) 증가하였다. 따라서 인공반추위 배양시험을 통해 액상 섬유소분해효소 1.0% 첨가가 비교적 반추위발효 양상을 개선시키었으며, 한우 사양시험에서도 2종류의 액상 섬유소분해효소 1.0% 급여가 일당증체량 및 사료효율 개선효과가 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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