• 제목/요약/키워드: Mixed fermentation

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Comprehensive Characterization of Mutant Pichia stipitis Co-Fermenting Cellobiose and Xylose through Genomic and Transcriptomic Analyses

  • Dae-Hwan Kim;Hyo-Jin Choi;Yu Rim Lee;Soo-Jung Kim;Sangmin Lee;Won-Heong Lee
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제32권11호
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    • pp.1485-1495
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    • 2022
  • The development of a yeast strain capable of fermenting mixed sugars efficiently is crucial for producing biofuels and value-added materials from cellulosic biomass. Previously, a mutant Pichia stipitis YN14 strain capable of co-fermenting xylose and cellobiose was developed through evolutionary engineering of the wild-type P. stipitis CBS6054 strain, which was incapable of co-fermenting xylose and cellobiose. In this study, through genomic and transcriptomic analyses, we sought to investigate the reasons for the improved sugar metabolic performance of the mutant YN14 strain in comparison with the parental CBS6054 strain. Unfortunately, comparative whole-genome sequencing (WGS) showed no mutation in any of the genes involved in the cellobiose metabolism between the two strains. However, comparative RNA sequencing (RNA-seq) revealed that the YN14 strain had 101.2 times and 5.9 times higher expression levels of HXT2.3 and BGL2 genes involved in cellobiose metabolism, and 6.9 times and 75.9 times lower expression levels of COX17 and SOD2.2 genes involved in respiration, respectively, compared with the CBS6054 strain. This may explain how the YN14 strain enhanced cellobiose metabolic performance and shifted the direction of cellobiose metabolic flux from respiration to fermentation in the presence of cellobiose compared with the CBS6054 strain.

Comparison of Treatment Effect of Domestically Distributed Major Silage Inoculant

  • Young Sang Yu;Yan Fen Li;Xaysana Panyavong;Li Zhunang Wu;Jeong Ung Hwang;Li Li Wang;Hak Jin Kim;Won Jin Lee;Jong Geun Kim
    • 한국초지조사료학회지
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    • 제44권1호
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    • pp.50-57
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    • 2024
  • Silage inoculants, crucial in modern silage production, comprise beneficial microorganisms, primarily lactic acid bacteria (LAB), strategically applied to forage material during ensiling. This study aimed to compare the effectiveness of various inoculants produced by different companies. Five treatments were evaluated, including a control group: T1 (Lactobacillus plantarum), T2 (Lactobacillus plantarum + Pediococcus pentosaceus), T3 (Lactobacillus plantarum + Pediococcus pentosaceus + Lactobacillus buchneri), T4 (Lactobacillus plantarum + Lactobacillus acidophilus + Lactobacillus bulgaricus), and T5 (Lactobacillus plantarum + Pediococcus pentosaceus + Enterococcus faecium). Italian ryegrass was harvested at the heading stage and treated with these silage inoculants. Samples were collected over a 60-day ensiling period. Co-inoculation with L. plantarum and P. pentosaceus (T2) resulted in significantly higher CP compared to the control group co-inoculation exhibited with resulted in Lactobacillus plantarum and Pediococcus pentosaceus in the T2 treatment exhibited higher CP content of 106.35 g/kg dry matter (DM). The T3 treatment, which included heterofermentative bacterial strains such as Lactobacillus buchneri, exhibited an increase in acetic acid concentration (11.15 g/kg DM). In the T4 treatment group, which utilized a mixed culture of Lactobacillus acidophilus and Lactobacillus bulgaricus, the NH3-N/TN content was observed to be the lowest (20.52 g/kg DM). The T5 containing Enterococcus faecium had the highest RFV (123) after 60 days. Expanding upon these findings, the study underscores not only the beneficial effects of particular inoculant treatments on silage quality but also underscores the potential of customized inoculation strategies in maximizing nutrient retention and overall silage preservation.

발효 청미래덩굴잎 추출물이 사염화탄소에 의한 마우스의 간 손상 보호 효과 (Hepatoprotective Effects of Fermented Smilax china Leaf Extract on Carbon Tetrachloride-induced Liver Injury in Mice)

  • 김미정
    • 동아시아식생활학회지
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    • 제24권2호
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    • pp.166-175
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    • 2014
  • 발효 청미래덩굴잎의 해독효과를 조사하기 위하여 정상식이군(NC), 기본식이를 급여한 후 $CCl_4$ 처리군(CB), 비발효 청미래덩굴잎 ethylacetate 추출 분획물을 기본 식이에 0.5% 혼합한 식이로 4주간 사육하였다. $CCl_4$를 처리한 군(NS), Aspergillus oryzae로 발효시킨 청미래덩굴잎 ethylacetate 추출 분획물을 기본 식이에 0.5% 혼합한 식이로 4주간 사육한 후, $CCl_4$를 처리한 군(FS)의 4개군(5마리/군)으로 구분하여 체중, 식이섭취량, 식이효율, ALT 및 AST 활성, GSH 및 LPO 함량, 혈청 지질 함량, XO 및 AO 활성도를 조사하였다. $CCl_4$를 처리한 군(CB, NS, FS)의 체중증가량은 NC군에 비하여 현저하게 감소하였으나, NS군과 FS군에서는 그 감소율이 낮았으며, FS군에서 더욱 낮았다. 이와 반대로 간의 중량은 $CCl_4$ 처리군들에서 높았으나, FS군에 NS군에 비하여 낮았다. ALT 및 AST 활성은 CB군이 NC군에 비하여 32.34~3.80배가 높았으며, NS군 및 FS군은 CB군에 비하여 각각 16.34~37.35% 및 34.97~45.66%가 낮았다. 혈청 중성 지질의 함량은 NC군에 비하여 CB군이 81.71%가 높았으며, NS군과 FS군은 CB군에 비하여 각각 15.61% 및 28.22%가 낮았다. Total cholesterol 함량은 CB군이 NC군에 비하여 54.07%가 높았으나, NS군 및 FS군은 CB군에 비하여 각각 10.59% 및 17.99%가 낮았으며, LDL-cholesterol의 함량도 유사한 경향이었다. 반면에, HDL-cholesterol의 함량은 CB군이 NC군에 비하여 55.08%가 낮았으나, NS군 및 FS군은 CB군에 비하여 각각 26.96% 및 72.12%가 높았다. GSH의 함량(${\mu}mole/g$ of tissue)은 CB군(4.42)이 NC군(5.09)에 비하여 13.16%가 낮았으나, NS군과 FS군은 각각 4.84 및 4.93으로 NC군과의 유의적인 차이를 보이지 않았으며, NS군과 FS군 간에도 뚜렷한 차이를 보이지 않았다. 그러나 LPO의 함량(MDA nmole/g of tissue)은 CB군이 NC군에 비하여 36.71%가 높았으나, 특히 FS군에서는 NC군 수준으로 회복되었다. XO(xanthine oxidase) 활성(% against control)은 NC군이 98.45, CB군 128.97, NS군 119.70, FS군 90.65로 NS군은 CB군과, FS군은 NS군과의 유의적인 차이를 보이지 않았다. AO(aldehyde oxidase)의 활성(% against control)은 CB군이 NC군에 비하여 22.48%가 높았으나, NS군 및 FS군은 NC군에 비하여 각각 14.88% 및 7.56%가 높았으며, CB군에 비하여는 각각 8.94% 및 16.15%가 감소하였다. 이상의 결과, Aspergillus oryzae로 발효시킨 청미래덩굴잎 ethylacetate 추출물은 비발효 경우에 비하여 $CCl_4$를 처리한 mouse에서 간 조직의 손상을 회복시키는 효과가 높으며, 이는 FS군에서 XO 및 AO의 저해활성이 높은 것으로 미루어, 청미래덩굴잎에 존재하는 flavonoid 배당체가 발효에 의하여 분해되어 aglycone화함으로써 나타난 결과라 사료된다.

청예사료작물과 볏짚 위주의 완전배합발효사료 급여가 Holstein 착유우의 생산성에 미치는 영향 (Effects of Total Mixed Fermentation Feeds Based on Rice-straw and Six Forage Crops on the Productivity of Holstein Cows)

  • 이현준;김현섭;기광석;정하연;백광수;김준식;조광근;조재순;이홍구;우정희;최윤재
    • Journal of Animal Science and Technology
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    • 제45권1호
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    • pp.69-78
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    • 2003
  • 본 연구는 6종류의 완전배합발효사료(Total mixed fermentation feed; TMFF)의 착유우에 대한 영양적 가치를 구명하고자 수행되었다. 옥수수, 혼합목초, 호맥, 유채, 알팔파 및 연맥의 6종의 사료작물 청예가 수확되었고, 볏짚과 밀기울이 배합되었으며, 옥수수와 콩알곡을 배합하였다. 그리고 각각의 배합물들은 40톤 규모의 트렌치 사일로에 진압 저장하였으며, 성분분석과 젖소 급여시험을 위해 최소 60일 이상 경과 후에 개봉하였다. TMFF의 평균 건물 함량은 23.98${\sim}$28.42% 범위였으며, 조단백질 함량은 16.2${\sim}$19.2%이었고, 가소화영양소총량(TDN)은 58.3${\sim}$65.1% 수준이었다. ADF 함량은 34.4${\sim}$39.6% 범위에서, NDF 함량은 46.9${\sim}$49.9% 범위를 나타내어 상대적사료가치(RFV)는 유채-, 알팔파-, 혼합목초-, 연맥-, 옥수수-. 호맥-TMFF에서 각각 138.6, 133.9, 116.5, 111.8, 111.4, 108.1으로 나타나, 호맥-TMFF의 것이 유의하게 낮은 것으로 나타내었다(P<0.05). 건물손실율은 0.8${\sim}$1.9% 범위로서 모든 TMFF에서 양호한 발효와 보관상태를 나타내었으며, pH는 전체적으로 3.89${\sim}$4.87이었으며, 암모니아태질소($NH_3$-N) 함량은 6.93-8.66 mg/㎗이었다. 그리고 TMFF 원물내의 휘발성지방산 함량 중 초산 함량은 0.19${\sim}$0.57% 낮은 함량을 나타내었고, 젖산 함량은 1.17${\sim}$3.21%으로 매우 높게 나타내었으며, 부틸산 함량은 0.03${\sim}$0.32%로서 매우 낮게 나타나 TMFF의 품질이 양호한 것으로 나타내었다. 그리고 발효가 완료된 TMFF를 평균 착유일수 240일, 2.4산차, 44.3개월령, 일일산유량 21.2 kg, 체중 574.6 kg, 체충실지수(BCS) 3.2인 42두에 무제한으로 급여하여 총 60일간의 섭취량 조사와 월별 체중 및 BCS를 조사한 결과, 초종별 TMFF의 평균 일일 총 섭취량은 알팔파-, 혼합목초-, 유채-, 옥수수-, 연맥-, 호맥-TMFF구에서 62.85, 60.48, 58.04, 57.11, 54.61, 45.74 kg의 순서로 각각 높게 나타내어 전체적으로 기호성이 우수한 것으로 나타내었으며, 호맥-TMFF구의 기호성이 가장 낮게 나타내었다(P<0.05). 이때 젖소의 체중에 대한 TMFF의 건물섭취율은 1.95${\sim}$2.90%로서 모든 TMFF의 기호성이 매우 우수한 것을 알 수 있었다. TMFF의 급여시험기간 중의 체중변화와 체충실지수(BCS)에 있어서 시험기간 60일 동안 모든 공시축에서 체중증가가 있었으며, 기간의 평균 두당 일당증체량은 140.0${\sim}$326.7g으로서 기호성이 가장 좋았던 알팔파-TMFF구에서 역시 가장 높은 증체를 보였으며, 기호성이 가장 낮았던 호맥-TMFF구에서 가장 낮은 증체를 나타내었다(P<0.05). 신체충실지수의 변화에 있어서는 혼합목초-TMFF구가 개시시의 3.07에서 3.34로 가장 크게 증가하였고, 호맥-TMFF구에서 3.34에서 3.30으로 약간 감소하여 나타냄으로서 증체량과 신체충실지수와는 비슷한 경향을 보였으나 일치하지는 않은 것으로 나타내었다(P<0.05). 그리고 평균 두당 우유생산성은 알팔파-, 연맥-, 혼합목초-, 옥수수-, 유채-, 호맥-TMFF구의 순서로 일일평균 16.16-18.95 kg 범위에서 시험구간에 유의한 차이를 나타내었으며(P<0.05), 일일 산유량의 변화에 있어서는 시험개시시의 평균 21.2kg에서 60일 후 시험 종료시에 모든 시험구에서 5kg 정도 감소하여 나타내었는데, 이는 시험종료시는 대부분의 시험축의 착유일수가 300일 이상의 비유말기에 이르렀기 때문으로 사료된다. 우유의 성분 함량에 있어서 시험기간 중 평균지방 함량은 전체적으로 4.06${\sim}$4.79% 범위에서 매우 높은 유지방 함량을 나타내어 유채-, 혼합목초-, 옥수수-, 알팔파-, 호맥-, 연맥- TMFF구의 순서로 높았으며, 단백질 함량은 3.15${\sim}$3.54% 범위에서 혼합목초-, 옥수수-, 유채-, 호맥-, 연맥-, 알팔파-TMFF구의 순서로 높게 나타내었다. 또한, 유당 함량에 있어서는 전체 평균이 4.56% 내외로서 서로 비슷한 함량을 나타내었으며, 무지고형분량과 총 고형분 함량에 있어서도 전체 평균이 8.75%와 12.8% 내외로 시험구간에 차이가 없는 것으로 나타내었는데, TMFF 급여에 의해 우유중 성분 함량에 있어서 어떠한 경향을 찾을 수 없었다.

청초와 볏짚을 이용한 완전배합발효사료의 저장기간에 따른 화학조성분의 변화 (Changes of chemical Composition According to the Ensiling Periods of Total Mixed Fermentation Feeds using Rice Straw and Green Forages)

  • 이현준;김원호;김현섭;임근발;안병석;조광근;강승하;강상기;이홍구;우정희;최윤재
    • Journal of Animal Science and Technology
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    • 제44권6호
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    • pp.769-782
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    • 2002
  • 호맥, 연맥 및 혼합목초의 3가지 사료작물 청예를 수확시기를 일반적인 수확적기와 7일 조기수확으로 수확시기를 달리하고 볏짚과 밀기울과 곡류로서 옥수수와 콩을 체중 550Kg, 일일산유량 15Kg인 젖소착유우의 체중유지와 우유생산량을 유지하기 위한 완전사료로서 배합한 후 각각 7개의 60리터 밀폐용기에 충분히 진압하여 담근 후 제조 당일과 5, 10, 25, 35, 60 및 100일에 각각 개봉하여 각각의 TMFF의 영양적 가치변화를 조사하였다. 각 TMFF의 평균 수분, 조단백질(CP), ADF, NDF, Ca 및 P 함량은 각각 72${\sim}$75%, 14.75${\sim}$18.24%, 12.47${\sim}$19.07%, 39.82${\sim}$47.01%, 0.99${\sim}$1.07% 및 0.38${\sim}$0.41% 범위를 나타내었으며, TMFF의 초종간 비교에 있어서는 조단백질 함량은 혼합목초-TMFF가 가장 높게 나타내었으며, ADF, NDF함량에 있어서는 호맥-TMFF의 것이 가장 높은 것으로 나타내었다(P<0.05). 수확시기에 따라서는 뚜렷한 차이를 나타내지 않은 반면, 제조 후 경과일수에 따라서는 전체적으로 영양성분 함량이 감소하는 경향을 나타내었다(P< 0.05). TMFF의 내부온도는 외기의 영향을 받으며 평균적으로 1${\sim}$5 정도 낮게 나타내었는데, 겨울철에 제조된 연맥-TMFF에 있어서는 제조 후 10일까지는 오히려 6${\sim}$9 정도 더 높게 나타내었다가 이후 감소하여 초기발효열로 인한 TMFF의 내부온도 상승 양상을 나타내었다(P<0.05). TMFF의 산도(pH)는 전체적으로 4.0${\sim}$4.2범위로서 초종의 차이나 수확시기에 의한 차이를 나타내지 않았다. 그리고 TMFF의 암모니아태질소($NH_3$-N) 함량에 있어서는 전체적으로 7.79${\sim}$8.23mg/$d{\ell}$의 범위에서 수확시기와 제조 후 경과일수에 따른 뚜렷한 차이를 보이지 않았다. TMFF의 휘발성지방산 함량은 호맥-TMFF의 acetic acid와 butyric acid 함량이 높게 나타내었으며 제조일수의 경과에 따라서는 lactic acid와 butyric acid 함량이 각각 증가하여 나타내었다(P<0.05). 그리고 제조가 완료된 TMFF에서 채취한 볏짚들의 시험관내 건물소화율 시험결과에 있어서 무처리볏짚에 비하여 15${\sim}$20% 이상의 소화율 향상을 나타내었다(P<0.05).

비파(Eriobotrya japonica Lindley) 착즙액 첨가가 요구르트 균주의 산 생성 및 증식에 미치는 영향 (Effect of Loquat(Eriobotrya japonica Lindley) Extract on Acid Production and Growth of Lactic Culture)

  • 고진경;남은숙;박신인
    • 한국축산식품학회지
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    • 제24권4호
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    • pp.416-423
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    • 2004
  • 한국산 비파 과실의 활용도를 높이기 위하여 비파 착즙액을 첨가한 기능성 yoghurt를 개발하기 위한 기초 연구로 비파 착즙액의 농도별(10, 15, 20%) 첨가가 요구르트 균주의 산 생성 및 증식에 미치는 영향을 조사하였다. Str. thermophilus, Lac. acidophilus, Lao. casei를 단독균주 및 혼합군주로 접종하여 배양하면서 생균수와 pH 및 적정산도를 측정하였다. 비파 착즙액의 성분 특성은 수분 91.5%, 조회분 0.2%, 당 8.6$^{\circ}$Brix, 총산 0.34%, pH 4.11이었다. 단독균주의 경우 비파 착즙액의 첨가 농도(10, 15, 20%)를 달리하였을 때 Str. thermophilus는 착즙액 10% 첨가시 배양 12시간에 2.10${\times}$$10^{9}$ CFU/mL로, Lac. acidophilus는 착즙액 10-15% 첨가시 배양 15시간에 1.09${\times}$$10^{9}$-1.14${\times}$$10^{9}$ CFU/mL로 그리고 Lac. casei는 착즙액 10-15% 첨가시 배양 24시간에 1.47${\times}$$10^{9}$-1.54${\times}$$10^{9}$ CFU/mL로 가장 높은 균수를 보였다. 또한 이들 유산균의 산 생성도 비파 착즙액을 10% 첨가하였을 때 가장 많이 증가하였다. 혼합균주의 경우 Str. thermophilus와 Lac. acidophilus, Str. thermophilus와 Lac. casei는 모두 착즙액 10% 첨가구에서 배양 15시간에 각각 1.33${\times}$$10^{5}$ CFU/mL, 1.13${\times}$$10^{5}$ CFU/mL이 증가하면서 최대 균수를 나타내었으며, pH 저하와 적정산도 상승이 뚜렷하였다. 따라서 비파 착즙액 첨가 기능성 yoghurt 제조시 비파 착즙액을 10% 첨가하여 혼합 starter로 Str. thermophilus와 Lac. acidophilus 혼합균주를 사용하는 것이 이들 유산균의 증식에 가장 적합한 것으로 나타났다.타났다.

항균성 물질을 생산하는 Lactobacillus amylovorus IMC-1의 배양학적 특성 (Cultural Characteristics of Lactobacillus amylovorus IMC-1 Producing Antibacterial Substance)

  • 목종수;송기철;김영목;장동석
    • 한국식품과학회지
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    • 제34권2호
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    • pp.249-254
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    • 2002
  • 발효식품의 제조에 유용한 starter 개발 및 probiotics로서 이용 가능성을 타진하기 위하여 항균성 물질을 생산하는 Lactobacillus amylovorus IMC-1 균주를 이용한 skim milk medium에서의 산생성, 단백질 분해활성, lactose 분해활성 및 유사구균과 혼합발효 그리고 병원성 세균에 대한 살균력 등을 검토하였다. L. amylovorus IMC-1은 10% skim milk에 yeast extract를 첨가하여 12시간 배양하였을 때 산도 0.8%이었고, 72시간째에는 2.7%로 우수한 산 생성력을 보였다. IMC-1 균주의 ${\beta}-galactosidase$ 활성은 균체 1 mg당 약 $39{\mu}M/minute$로 매우 강한 반면, $phospho-{\beta}-galactosidase$의 활성은 매우 낮았다. 또한 이 균주는 10% skim milk에서 배양 12시간째 $6\;{\mu}g/mL$, 72시간째에 $69\;{\mu}g/mL$의 유리 tyrosine을 생산하여 단백질 분해활성이 낮았다. 전기영동상의 band pattern으로부터 casein중 ${\alpha}-casein$을 주로 이용하며, ${\beta}-casein$은 거의 이용하지 못함을 알 수 있었다. 10% skim milk에서 IMC-1 균주 및 St. thermophilus NIAI 510의 단독 또는 혼합배양을 실시한 결과, 혼합배양, IMC-1 균주 및 St. thermophilus 순으로 산 생성력이 높았으며, 유산구균 단독배양 및 혼합배양에서는 시간이 경과함에 따라 치즈 향기가 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 또한 10% skim milk medium에서 혼합배양에 의한 최적의 유산발효 시간은 산 생성력 및 공존 균수 등을 고려할 때, yeast extract 0.1% 첨가시에는 16시간, 0.5% 첨가시에는 12시간 배양하는 것이었다. IMC-1이 생산한 항균성 물질은 Escherichia coli O157을 배양 24시간째 2 log정도 감소시켰고, 48시간 배양 후에는 피검균이 검출되지 않았다. 또한 Shigella flexneri는 배양 4시간째 2 log이상 감소하였고, 6시간 배양 후에는 검출되지 않아 항균성 물질은 강한 살균작용을 나타냄을 알 수 있었다.

대두박 대체 부산물 위주의 TMR 사료가 반추위 내 미생물의 In Vitro 발효특성에 미치는 영향 (Effect of Byproducts Supplementation by Partically Replacing Soybean Meal to a Total Mixed Ration on Rumen Fermentation Characteristics In Vitro)

  • 배귀석;김은중;송태호;송태화;박태일;최낙진;권찬호;장문백
    • 한국초지조사료학회지
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    • 제34권2호
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    • pp.129-140
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    • 2014
  • 본 연구는 농 식품부산물 중 비지박, 사자발약쑥 그리고 커피박의 유효미생물 (L. acidophilus ATCC 496, L. fermentum ATCC 1493, L. plantarum KCTC 1048, L. casei IFO 3533) 발효 사료원이 젖소 급여용 TMR (대조구) 중 대두박을 주로 대체한 각 비지박 (SC), 발효 비지박 (FSC), 발효 비지박+발효 사자발약쑥 부산물 (1:1, DM basis, FSCS) 3, 5, 10% 그리고 발효 비지박 + 발효 커피박 (1:1, DM basis, FSCC) 3, 5, 10%의 반추위 내 미생물 발효특성을 알아보기 위해 9처리구를 이용하여 3반복으로 in vitro 시험이 실시되었다. 배양 6~8시간대에 FSCS와 FSCC 처리구는 SC와 FSC 처리구에 비해 높은 pH 수준을 유지하였고, 대조구에 비해 낮은 pH 수준을 유지하였다 (p<0.05). 또한 배양 24시간대 FSC와 FSCC 3% 처리구는 가장 높은 pH를 유지하였다 (p<0.05). Gas 생성량은 배양 4~10시간대까지 FSCS와 FSCC 처리구가 대조구 보다 유의적으로 높았으나 SC와 FSC 처리구 보다 낮은 결과를 나타내었다 (p<0.05). 건물소화율은 배양 12시간대까지 FSC 처리구에서 유의적으로 높았고 (p<0.05), 24시간대에는 FSCS 10% 처리구가 가장 높은 결과를 나타내었다 (p<0.05). $NH_3-N$ 함량은 배양 4시간대까지 대조구에서 가장 낮았고 (p<0.05), 24시간에서는 FSC 처리구가 가장 높은 결과를 나타내었다 (p<0.05). 미생물단백질 합성량은 배양 시작 시 FSC, FSCS 그리고 FSCC 처리구가 4종의 Lactobacillus spp.에 의한 발효 때문에 대조구와 SC 처리구에 비해 높았으며 (p<0.05), 배양 10시간대 FSC 처리구 보다 SC, FSCS 그리고 FSCC 처리구에서 유의하게 높은 결과를 나타내었다 (p<0.05). Total VFA 농도는 배양 6~12 시간대에는 FSC 처리구에 유의하게 높았고(p<0.05), 배양 24시간대에는 FSCS 처리구에서 가장 높았다 (p<0.05). Acetate 농도는 배양 0~12 시간대에 FSC 처리구에서 가장 높았으며 (p<0.05), 24시간대에는 FSCS 5, 10% 처리구에서 가장 높은 결과를 나타내었다 (p<0.05). Propionate 농도는 FSC 처리구가 배양 0~10시간대까지 가장 높았으며 (p<0.05), 전체 배양기간 동안 FSCS 5, 10% 처리구와 FSCC 처리구에 비해 높은 경향을 나타내었다. Acetate/Propionate 비율은 배양 12시간대에 SC 처리구에서 가장 높았으며, 배양 24시간대에는 FSCS 3% 처리구가 가장 낮은 결과를 나타내었다 (p<0.05). $CH_4$ 가스 생성량은 FSC 처리구에서 배양 0~10시간대까지 가장 높았으며 (p<0.05), 24시간대에는 가장 낮은 결과를 나타내었다 (p<0.05). 배양 4~10시간대까지 FSCS와 FSCC 처리구는 SC와 FSC 처리구에 비해 유의하게 낮은 $CH_4$ 가스 생성량을 나타내었고 (p<0.05), 사자발약쑥과 커피박 함량이 증가할수록 $CH_4$ 가스 생성량은 배양 종료 시까지 낮은 경향을 나타내었다. 따라서, 본 in vitro 시험에서 젖소 급여용 TMR에 SC, FSC, FSCS 그리고 FSCC의 대체효과는 FSC 처리구에서 배양 초기부터 12시간대까지 반추위 내 미생물 발효 특성이 가장 높았다. FSCS와 FSCC 처리구는 배양 6~8시간대 부터 반추위 내 미생물 작용이 높아지는 특징을 나타내었으나, 배양 시작 후 6~8시간대까지 gas 생성량 및 $CH_4$ 가스 발생량은 낮아지는 특징을 나타내었다. 이와 같은 결론은 FSC는 젖소용 TMR 사료원 대체 효과가 높으며, TMR 사료원 중 FSCS와 FSCC 대체효과는 배양 초기 다소 낮은 반추위 내 미생물 발효 특성을 나타내었으나 $CH_4$ 저감효과를 나타내었다. 또한 배양 후기에는 SC와 FSC의 반추위 내 미생물 발효 특성과 비슷한 경향을 나타내어 TMR 사료원으로써 이용 가치가 높을 것으로 사료된다.

혼합발효 유기질비료의 발효과정 중 이화학성 및 미생물밀도 변화 (Changes in Physicochemical Properties and Microbial Population during Fermenting Process of Organic Fertilizer)

  • 이종태;이찬중;김희대
    • 한국토양비료학회지
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    • 제37권2호
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    • pp.116-123
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    • 2004
  • 유기재배를 위한 화학비료 대체 혼합발효 유기질비료를 개발하기 위하여 깻묵, 어박, 쌀겨, 골분 등의 유기질 자재와 일라이트, 패화석 등을 배합하여 제조하였으며 70일간의 제조과정 중 이화학적 특성 및 미생물 밀도 변화를 조사하였다. 유기질비료의 주요 성분인 깻묵과 쌀겨는 각각 7.6%와 2.6%의 질소와 3.6%와 4.6%의 인산, 1.4%와 2.2%의 칼륨을 함유하였다. 골분은 29.2%의 인산을 함유하였으며 일라이트의 칼륨 농도는 3.8%이였다. 유기질비료의 온도는 혼합 2일후 $50^{\circ}C$ 이상으로 상승하였으며 발효 40일 경과 후 상온과 비슷한 온도로 내려갔다. 발효 초기 수분 함량은 36.3%였으며 1개월 후 16.0%로 감소하였고 그 후 변화가 거의 없었다. 발효 초기에 유기물 함량에 비해 질소의 손실이 커서 탄질비가 증가하였다가 발효 10일 경과 후 서서히 감소하였다. 암모니아태 질소 함량은 혼합 시 $1,504mg\;kg^{-1}$이었으며 10일 후 최고 농도인 $5,530mg\;kg^{-1}$까지 증가하였다가 서서히 감소하였다. 그 반면에 질산태질소 함량은 발효 전 기간 동안 저농도로 유지되었는데 이러한 경향은 높은 pH와 관련이 있다고 판단되었다. 약 2개월간의 발효 후 유기질비료의 질소, 인산, 칼리 및 유기물 함량은 각각 2.7%, 2.8%, 1.8% 및 35.9%이었다. 발효과정 중 유기질비료내 생존하는 호기성세균, Bacillus sp. 및 방선균의 총균수는 각각 $12.5{\times}10^{10}$, $45.5{\times}10^5$$13.6{\times}10^5cfu\;g^{-1}$이었다. Pseudomoaas sp.는 발효초기에 $71.9{\times}10^7cfu\;g^{-1}$이었으나 발효 20일 후에는 온도 상승으로 급격히 감소하여 거의 나타나지 않았다. 균류 중 효모는 발효 초기에 많이 검출되었으며 사상균수은 발효 후기에 많았다.