• 제목/요약/키워드: Fecal fermentation

검색결과 51건 처리시간 0.026초

국내에서 사육되는 Holstein 젖소과 Jersey 젖소의 대변 미생물 분석 : 비교연구 (Fecal Microbiota Profiling of Holstein and Jersey, in South Korea : A Comparative Study)

  • 하광수;서지원;양희건;박세원;이수영;박영경;이란희;정도연;양희종
    • 생명과학회지
    • /
    • 제33권7호
    • /
    • pp.565-573
    • /
    • 2023
  • 숙주 동물과 동물의 장내 미생물의 건강 또는 생산성에 대한 연구결과를 미루어 볼 때, 가축 동물의 장내 미생물에 대한 연구는 매우 중요하다. 본 연구는 국내에서 사육되는 젖소 중 홀스타인 종과 저지종 젖소의 장내 미생물을 분석하고 차세대 염기서열 분석을 통해 젖소 종에 따른 장내 미생물 군집 구조의 차이를 규명하고자 하였다. 젖소의 원유 생산과 관련있는 것으로 알려진 종 풍부도와 종 다양성 지수 분석 결과 대부분의 풍부도 및 다양성 지수가 홀스타인 종 보다 저지 종에서 유의한 수준으로 높은 것으로 나타났으나, 종 간의 계통학적 거리를 합산하여 산출되는 phylogenetic diversity 지수는 낮은 것으로 나타났다. 미생물 분포 분석 결과 홀스타인과 저지 종의 두 집단 장내 미생물 군집 구조가 다른 것으로 나타났다. 두 종의 젖소에서 과(family) 수준의 다양한 장내 미생물간의 분포에 상관관계가 있는 것으로 나타났으며, 특히 저지 종의 장내 미생물은 다양한 미생물 분포 사이에 매우 유의한 수준의 상관관계가 있는 것으로 나타났다. 두 종의 젖소 장내 미생물 구조에 차이가 있는지 확인하기 위해 beta-diversity 분석을 수행하였으며, PCoA 분석과 UPGMA clustering 분석 결과 두 그룹의 cluster가 명확히 분리되는 것을 시각적으로 확인하였으며, PERMANOVA 분석 결과 두 종의 장내 미생물 군집 구조가 통계적으로 매우 유의한 수준의 차이가 있는 것으로 나타났다. 두 젖소 종의 장내 미생물 군집 구조 차이에 기여하는 미생물을 확인하기 위해 LEfSe 분석을 수행하였으며, 그 결과 Firmicutes, Bacilli, Moraxellaceae, Pseudomonadales 등의 상대적인 미생물 분포 차이가 두 그룹간 장내 미생물 군집 구조 차이에 가장 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다.

Effects of Dietary Pectin, Tangerine Pulp Meal, Propionate, Lactate or Fumarate on Serum and Liver Cholesterol Levels, and Dietary Pectin on Cholesterol Absorption in Bats

  • Yang, Yong-Ho;Park, Hak-Moon;Kim, Kyu-Il
    • Journal of Nutrition and Health
    • /
    • 제31권5호
    • /
    • pp.914-920
    • /
    • 1998
  • The effect of dietary pectin, tangerine pulp meal, propionate, lactate or fumarate on cholesterol (C) and triacylglycerol(TG) levels in the serum and liver, and the effect of pectin on dietary C absorption were studied in a series of three experiments. Mature female Sprague Dawley rats were fed a control diet or diets containing 5% pectin, 5% tangerine pulp meal, 3% propionate, 3% lactate 3% fumarate, or 10% pectin. Serum total C levels were lower(p<0.05) in rats fed the diet containing 5% pectin than in control rats after a 4-week feeding period(93.8 vs 119.2mg/100mL). Serum HDL, LDL+VLDL C levels were not different among diet groups. Liver total C level was also lower(p<0.05) in rats fed the diet containing 5% pectin than in control rats, but liver TG level was not influenced by diet. Dietary propionate, lactate or fumarate did not reduce serum C, indicating that propionate is not a regulator of serum C. However, dietary pectin(10%) increased fecal excretion of dietary C(or its metabolites) more than 70% over a control value. Our data indicate that dietary pectin reduces serum and liver C levels by increased fecal secretion of dietary C, but not by its fermentation product propionate or other gluconeogenic substrates. (Korean J Nutrition 31(5) : 914∼920, 1998)

  • PDF

Physiology of Small and Large Intestine of Swine - Review -

  • Mosenthin, R.
    • Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
    • /
    • 제11권5호
    • /
    • pp.608-619
    • /
    • 1998
  • The small and the large intestine of swine represent the organs that extract nutrients from feedstuffs through digestion and fermentation and that allow their absorption and incorporation into the blood circulation. Special attention is directed towards the small intestine of young pigs since the transition to a solid diet at weaning exerts major impacts on the structural and functional integrity of the small intestine. Dietary factors involved in postweaning changes of gut morphology and biochemistry such as removal of bioactive compounds in sows milk at weaning, anti-nutritional factors in weaner diets, dietary fiber and the role of voluntary feed intake will be elucidated. The microbial function of the large intestine which is carried out by a diverse population of microorganisms is dependent on substrate availability. Short chain fatty acids as main fermentation products contribute to the energy supply of the host but they are also important for the maintenance of the morphological and functional integrity of the epithelium in the colon. As a result of bacterial nitrogen assimilation in the large intestine, nitrogen is shifted from the urinary to the fecal excretion route thus saving metabolic energy to the pig because less ammonia would become available for conversion to urea.

A Review of Interactions between Dietary Fiber and the Gastrointestinal Microbiota and Their Consequences on Intestinal Phosphorus Metabolism in Growing Pigs

  • Metzler, B.U.;Mosenthin, R.
    • Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
    • /
    • 제21권4호
    • /
    • pp.603-615
    • /
    • 2008
  • Dietary fiber is an inevitable component in pig diets. In non-ruminants, it may influence many physiological processes in the gastrointestinal tract (GIT) such as transit time as well as nutrient digestion and absorption. Moreover, dietary fiber is also the main substrate of intestinal bacteria. The bacterial community structure is largely susceptible to changes in the fiber content of a pig's diet. Indeed, bacterial composition in the lower GIT will adapt to the supply of high levels of dietary fiber by increased growth of bacteria with cellulolytic, pectinolytic and hemicellulolytic activities such as Ruminococcus spp., Bacteroides spp. and Clostridium spp. Furthermore, there is growing evidence for growth promotion of beneficial bacteria, such as lactobacilli and bifidobacteria, by certain types of dietary fiber in the small intestine of pigs. Studies in rats have shown that both phosphorus (P) and calcium (Ca) play an important role in the fermentative activity and growth of the intestinal microbiota. This can be attributed to the significance of P for the bacterial cell metabolism and to the buffering functions of Ca-phosphate in intestinal digesta. Moreover, under P deficient conditions, ruminal NDF degradation as well as VFA and bacterial ATP production are reduced. Similar studies in pigs are scarce but there is some evidence that dietary fiber may influence the ileal and fecal P digestibility as well as P disappearance in the large intestine, probably due to microbial P requirement for fermentation. On the other hand, fermentation of dietary fiber may improve the availability of minerals such as P and Ca which can be subsequently absorbed and/or utilized by the microbiota of the pig's large intestine.

In vitro 상에서 식품이 장내미생물에 미치는 영향 (In vitro investigation of food effects on human gut microbiota)

  • 전다빈;싱그 비니트;운노 타쯔야
    • Journal of Applied Biological Chemistry
    • /
    • 제64권1호
    • /
    • pp.75-81
    • /
    • 2021
  • 최근의 장내 미생물 연구에 따르면 우리의 건강에 대한 장내 미생물의 중요한 역할이 밝혀졌다. 이에 매년 다양한 건강 기능 식품이 개발되고 있다. 기능성 식품의 개발에는 기능성 식품의 유익한 효과를 확인하기위한 in-vivo 실험이 포함되는 경우가 많다. 그 이유로 기능성 식품이 장내 미생물에 미치는 영향을 조사하기 위해서 동물 실험을 자주 수행하고 있는 실정이다. 식품의 유익한 효과는 장내 미생물 생태가 식품에 의해 이동되어 유익한 박테리아의 증가, 잠재적인 병원성 박테리아의 감소 또는 둘 다에 따라 평가 될 수 있다. 동물 실험은 일반적으로 시간이 많이 걸리고 까다롭기 때문에 본 연구팀은 분변 미생물에 대한 in-vitro 연구로 식이 건강상의 이점을 얼마나 잘 반영하는지 조사했다. 본 연구에서는 두 사람의 배설물을 사용하여 15가지 음식이 장내미생물에 주는 영향을 조사했다. 결과는 식단에 따라 다양한 장내 미생물 이동을 보여 주었으며, 이는 일반적으로 알려진 유익한 식단(즉, 김치, 청국장)이 유산균과 비피도 박테리움을 증가 시켰음을 확인했다. 따라서, 우리는 식이 요법의 유익한 효과를 평가하기 위해 체외 분변 미생물균총 분석을 사용할 수 있다고 제안한다. 또한, 이 방법은 더 나아가 개인 맞춤형 식단을 설정하는 데 도움이 될 수 있다고 사료된다.

Effect of Yam Yogurt on Colon Mucosal Tissue of Rats with Loperamide-induced Constipation

  • Jeon, Jeong-Ryae;Kim, Joo-Young;Choi, Joon-Hyuk
    • Food Science and Biotechnology
    • /
    • 제16권4호
    • /
    • pp.605-609
    • /
    • 2007
  • The effects of lactic acid fermented yam yogurt (Yam/YG) on colon mucosal tissue were investigated in a loperamide-induced constipation rat models. Sprague-Dawley rats were fed for 6 weeks with 3 types of diets (normal, supplemented with lactic acid bacteria, and supplemented with Yam/YG), and were then administered loperamide intraperitoneally twice daily for 5 days. Administration of loperamide decreased fecal excretion and the moisture content of feces with increasing of numbers of pellets in the colon. On the histopathologic findings from hematoxylin and eosin (H& E) and alcian blue stainings, supplementation with Yam/YG resulted in the recovery of depleted goblet cells and mucin, and increased the numbers of Ki-67 positive cells, indicating restoration of colonic mucosa through cell proliferation and crypt regeneration against damages observed in crypt epithelial cells of loperamide-induced rats. These results indicate that Yam/YG improves evacuation and mucus production in the gastrointestinal tracts of constipated-induced rats.

한국인으로부터 분리한 비피더스균의 특성과 Bifidobacterium longum A-2의 임상실험에 관한 연구

  • 김영찬
    • 한국축산식품학회:학술대회논문집
    • /
    • 한국축산식품학회 1998년도 추계학술발표회
    • /
    • pp.83-106
    • /
    • 1998
  • 본 실험은 건강한 한국인의 분변으로부터 분리한 20종과 상업종균 3종을 대조군으로 하여 비피더스균의 특성을 내산성, 내담즙성, 발효특성, 생존성, 콜레스테롤 분석, 항미생물 분석, 항돌연변이 분석, Phagocytosis 분석, $TNF-{\alpha}$ 및 IL-6 분석치를 균주간 비교 분석하였다. 또한 비피더스균의 균주간 비교 분석 결과 최종 선정한 Bifidobacterium longum A-2의 임상실험에 의한 장내 변화를 분석하고자 건강한 한국인 성인 7명(남성, 평균 연령 36세)를 대상으로 Bif. longum A-2를 냉동건조한 분말($5.0{\times}10^9/g$/회)로 매일 식후 2회 7일간 섭취후 분변을 검색하였다. 분변검사 횟수는 총 4회로 비피더스균 섭취 7일전, 1일전, 섭취 7일중, 절식 14일후에 실시하였다. 비피더스 균주간 특성 비교 결과와 Bif. longum A-2의 임상실험 결과는 다음과 같다. 1. 내산성에서는 2균주(A-2, A-9가, 내담즙성에서 6균주(A-2, A-5, A-13, A-14, A-18, A-22) 균주가 높게 나타났다. 2. pH, TA, 비피더스균수를 비교한 발효특성에서는 6균주가 pH 4.5이하, TA 0.90이상으로 나타났으며 , A-23 균주는 젖산에 대한 초산의 생성이 가장 낮았다. 특히 A-2의 탄수화물 이용성에서 젖산에 대한 초산의 비율이 가장 낮은 것은 Mannitol로 분석되었다. 3. 생존성에서는 A-2가 상업종균 A-22에 비하여 $4^{\circ}C$, $20^{\circ}C$ 보관중에서도 감소 경향이 적어 안정성이 있는 것으로 나타났다. 4. 콜레스테롤 분석에서는 5균주(A-8, A-10, A-11, A-12, A-20)가 30% 이상 감소시켜 콜레스테롤 저하 효과가 매우 높게 나타났다. 5. E. coli, Sta. aureus, Pseudo. flores에 대한 항미생물 분석에서 Sta. aureus에 대하여 A-1, A-2가 높게 나타났다. 특히 pH를 조정하여도 Sta. aureus에 대하여 항미생물 작용이 높게 나타난 A-20균주는 추가실험의 가치가 있을 것으로 판단되었다. 6. 항돌연변이 분석에서는 돌연변이원인 NQO와 IQ에 대하여 공히 70%이상 항돌연변이작용을 나타낸 A-2, A-12 및 A-23균주가 높게 나타났다. 7. 면역능 분석은 phagocytosis, $TNF-{\alpha}$ 생성, IL-6 생성에 있어서 균주 4종(A-1, A-5, A-9,A-20)이 높게 나타났으며 그중에서도 A-5균주는 매우 높은 수치를 보였다. 8. Bif. longum A-2 식이에 따른 장내 비피더스균의 변화는 섭취 7일전 $1.0{\times}10^8$, 섭취 1일전 $1.1{\times}10^8$, 섭취 7일중 $2.5{\times}10^8$, 절식 14일후 $1.8{\times}10^8$으로 검출되어 섭취전에 비해 섭취중과 절식후에 비피더스균수는 유의성(P<0.05)이 있게 증가하였고 피험자에 따라서도 비피더스균수는 고도로 유의성(P<0.01)이 있게 증가하였다. 9. Bif. longum A-2의 섭취후 장내세균에 의해 생성되는 대장암 유발성 효소인 ${\beta}-gucuronidase$의 변화는 섭취 7일전 $14.148\;{\mu}g/hr/g$, 섭취 1일전 $13.447\;{\mu}g/hr/g$, 섭취 7일중 $8.123\;{\mu}g/hr/g$, 절식 14일후 $10.612\;{\mu}g/hr/g$으로 검출되어 섭취전에 비해 섭취중과 절식후 고도로 유의성(P<0.01)있게 감소하였고 피험자에 따라서도 유의성(P<0.05)이 있게 감소하였다. 10. 한편 lactobacilli, Enterobacteriaceae, Clostridium pefringens, pH, 암모니아의 변화는 유의 성이 없었다. 11. 임상실험에서 BS 배지에서 성장한 colony의 당발효성을 검색한 결과 식이로 섭취한 Bif. longum A-2의 당발효성과 동일하게 나타난 점으로 보아 경구 섭취한 Bif. longum A-2는 살아서 장까지 도달하며 장내에 정착할 수도 있을 것으로 추정되었다. 상기 결과와 같이 비피더스균주간 특성을 비교한 결과 많은 특성에서 좋은 결과를 나타낸 Bif. longum A-2 균주를 최종적으로 선발하게 되었고 이 균주가 외국의 상업종균과 특성의 비교에의의가 있었다. 또한 본 연구는 한국인으로부터 분리한 Bif. longum A-2에 대하여 한국인을 대상으로 임상실험에서 장내의 변화를 검증한 점에서 의의가 있었다.

  • PDF

Effects of Inclusion Levels of Wheat Bran and Body Weight on Ileal and Fecal Digestibility in Growing Pigs

  • Huang, Q.;Su, Y.B.;Li, D.F.;Liu, L.;Huang, C.F.;Zhu, Z.P.;Lai, C.H.
    • Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
    • /
    • 제28권6호
    • /
    • pp.847-854
    • /
    • 2015
  • The objective of this study was to determine the effects of graded inclusions of wheat bran (0%, 9.65%, 48.25% wheat bran) and two growth stages (from 32.5 to 47.2 kg and 59.4 to 78.7 kg, respectively) on the apparent ileal digestibility (AID), apparent total tract digestibility (ATTD) and hindgut fermentation of nutrients and energy in growing pigs. Six light pigs (initial body weight [BW] $32.5{\pm}2.1kg$) and six heavy pigs (initial BW $59.4{\pm}3.2kg$) were surgically prepared with a T-cannula in the distal ileum. A difference method was used to calculate the nutrient and energy digestibility of wheat bran by means of comparison with a basal diet consisting of corn-soybean meal (0% wheat bran). Two additional diets were formulated by replacing 9.65% and 48.25% wheat bran by the basal diet, respectively. Each group of pigs was allotted to a $6{\times}3$ Youden square design, and pigs were fed to three experimental diets during three 11-d periods. Hindgut fermentation values were calculated as the differences between ATTD and AID values. For the wheat bran diets, the AID and ATTD of dry matter (DM), ash, organic matter (OM), carbohydrates (CHO), gross energy (GE), and digestible energy (DE) decreased with increasing inclusion levels of wheat bran (p<0.05). While only AID of CHO and ATTD of DM, ash, OM, CHO, GE, and DE content differed (p<0.05) when considering the BW effect. For the wheat bran ingredient, there was a wider variation effect (p<0.01) on the nutrient and energy digestibility of wheat bran in 9.65% inclusion level due to the coefficient of variation (CV) of the nutrient and energy digestibility being higher at 9.65% compared to 48.25% inclusion level of wheat bran. Digestible energy content of wheat bran at 48.25% inclusion level (4.8 and 6.7 MJ/kg of DM, respectively) fermented by hindgut was significantly higher (p<0.05) than that in 9.65% wheat bran inclusion level (2.56 and 2.12 MJ/kg of DM, respectively), which was also affected (p<0.05) by two growth stages. This increase in hindgut fermentation caused the difference in ileal DE (p<0.05) to disappear at total tract level. All in all, increasing wheat bran levels in diets negatively influences the digestibility of some nutrients in pigs, while it positively affects the DE fermentation in the hindgut.

말 분변을 이용한 주스박의 in vitro 발효 특성 (In vitro Fermentation Characteristics of Juice Pomaces Using Equine Fecal Inoculum)

  • 황원욱;김겸헌;임정호;우제훈;박남건;김수기
    • 한국초지조사료학회지
    • /
    • 제37권4호
    • /
    • pp.322-331
    • /
    • 2017
  • 본 연구는 바실러스, 효모 그리고 유산균으로 발효한 다양한 주스박들과 말 분변을 첨가한 in vitro 발효 시험을 통해 pH, 건물 분해율, 암모니아성 질소, 가스 발생량, 휘발성 지방산의 변화를 조사하였다. 주스박 첨가에 따른 발효액의 pH의 범위는 6.4~7.1로 미생물 발효에 의한 소화가 정상적으로 나타났다. 48시간 후 발효액에서 $10^9CFU/m{\ell}$ 정도 미생물이 증식함에 따라 사용한 주스박들이 장내 미생물에 의한 소화작용에 유용하게 이용될 것으로 판단되었다. 건물 분해율은 배양 12시간 이후부터 증가하여 48시간째에 사과박 39.19%, 포도박 38.22%, 당근박 37.02%, 감귤박 36.2% 그리고 혼합박 34.35%로 나타났다. 암모니아성 질소의 농도는 배양 12시간까지는 전 처리구에서 $1.5mg/100m{\ell}$의 수준이었으며 배양 24시간 이후부터 급격히 증가하였다. 가스 발생량은 혼합박이 가장 낮았으며, 배양 12시간 이후부터 급격히 증가하였다. 총 VFA는 배양 24시간부터 증가하여 48시간에 가장 높았다. 본 연구결과로부터 발효 주스박은 말 in vitro 소화과정에서 적정 pH를 유지하면서 건물 분해가 진행되었고 말의 맹장과 대장에서 섬유소 분해 미생물의 작용이 활발히 이루어질 수 있음을 제시하였다.

Substituting oat hay or maize silage for portion of alfalfa hay affects growth performance, ruminal fermentation, and nutrient digestibility of weaned calves

  • Zou, Yang;Zou, XinPing;Li, XiZhi;Guo, Gang;Ji, Peng;Wang, Yan;Li, ShengLi;Wang, YaJing;Cao, ZhiJun
    • Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
    • /
    • 제31권3호
    • /
    • pp.369-378
    • /
    • 2018
  • Objective: The impact of forage feeding strategy on growth performance, ruminal fermentation and nutrient digestibility in post-weaning calves was investigated. Methods: Forty-five female Holstein calves (body weight [BW] = $79.79{\pm}0.38kg$) were enrolled in the 35-d study at one week after weaning and randomly assigned to one of three dietary treatments. All diets were fed as total mixed ration containing 60% (dry matter [DM] basis) of basal starter feed and 40% (DM basis) of forage, but varied in composition of forage source including i) alfalfa (40% DM, AH); ii) alfalfa hay (26.7% DM)+oat hay (13.3% DM; OH); iii) alfalfa hay (26.7% DM)+corn silage (13.3% DM; WS). Results: Dry matter intake was not different among treatment groups (p>0.05). However, BW (p<0.05) and average daily gain (p<0.05) of calves fed AH and OH were greater than WS-fed calves, whereas heart girth was greater in OH-fed calves than those fed AH and WS (p<0.05). Ruminal fermentation parameters including proportion of butyric acid, acetated-to-propionate ratio, concentration of total volatile fatty acid, protozoal protein, bacterial protein, and microbial protein in rumen were the highest in OH (p<0.05) and the lowest in WS. Compared with the AH and WS, feeding oat hay to postweaning calves increased crude protein digestibility (p<0.05), and decreased duration of diarrhea (p<0.05) and fecal index (p<0.05). Conclusion: Our results suggested that partially replacing alfalfa hay with oat hay improved ruminal fermentation, nitrogen utilization, and reduced incidence of diarrhea in post-weaning dairy calves.