• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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• 제31권1호
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• pp.71-79
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• 2018

Objective: Gelidium amansii (Lamouroux) is a red alga belonging to the family Gelidaceae and is commonly found in the shallow coasts of many East Asian countries, including Korea, China, and Japan. G. amansii has traditionally been utilized as an edible alga, and has various biological activities. The objective of this study was to determine whether dietary supplementation of G. amansii could be useful for improving ruminal fermentation. Methods: As assessed by in vitro fermentation parameters such as pH, total gas, volatile fatty acid (VFA) production, gas profile (methane, carbon dioxide, hydrogen, and ammonia), and microbial growth rate was compared to a basal diet with timothy hay. Cannulated Holstein cows were used as rumen fluid donors and 15 mL rumen fluid: buffer (1:2) was incubated for up to 72 h with four treatments with three replicates. The treatments were: control (timothy only), basal diet with 1% G. amansii extract, basal diet with 3% G. amansii extract, and basal diet with 5% G. amansii extract. Results: Overall, the results of our study indicate that G. amansii supplementation is potentially useful for improving ruminant growth performance, via increased total gas and VFA production, but does come with some undesirable effects, such as increasing pH, ammonia concentration, and methane production. In particular, real-time polymerase chain reaction indicated that the methanogenic archaea and Fibrobacter succinogenes populations were significantly reduced, while the Ruminococcus flavefaciens populations were significantly increased at 24 h, when supplemented with G. amansii extracts as compared with controls. Conclusion: More research is required to elucidate what G. amansii supplementation can do to improve growth performance, and its effect on methane production in ruminants.

• Journal of Animal Science and Technology
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• 제52권6호
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• pp.505-511
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• 2010

Thirty six Hanwoo steers (average BW, $564.5\;{\pm}\;25.7\;kg$; average age, approximately 23 months) were used to evaluate the effects of a mixture of eugenol (14%), thymol (1%) and malate (85%) on growth performance, beef quality and liver function in Hanwoo finishing steers fed a high-concentrate diet. A feeding trial was conducted for 7 months in National Agricultural Cooperative Federation farm located in Anseong, Korea. Steers were assigned randomly to one of three treatments: control (without additive supplementation), treatment 1 (0.05% additive of concentrate), treatment 2 (0.1% additive of concentrate). The results of this study showed that initial and final BW averaged 564 and 755 kg, respectively, and BW gain was significantly higher (P<0.05) for steers fed the additive mixture than for those fed no mixture (0.78 and 0.79 vs. 0.69 kg/d, respectively). Serum aspartate aminotransferase in the T2 treatment was decreased during the 24 to 31 months of age. Although supplementation of additives resulted in no substantial effect on carcass characteristics, it had a potential effect to improve feed efficiency and AST concentration in Hanwoo finishing steers fed a high-concentrate diet. In conclusion, a mixture of eugenol, thymol and malate has shown promise in improving feed efficiency and liver function in the finishing phase of Hanwoo steers.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제29권7호
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• pp.1083-1095
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• 2019

Butyrate is known to play a significant role in energy metabolism and regulating genomic activities that influence rumen nutrition utilization and function. Thus, this study investigated the effects of an isolated butyrate-producing bacteria, Clostridium saccharobutylicum, in rumen butyrate production, fermentation parameters and microbial population in Holstein-Friesian cow. An isolated butyrate-producing bacterium from the ruminal fluid of a Holstein-Friesian cow was identified and characterized as Clostridium saccharobutylicum RNAL841125 using 16S rRNA gene sequencing and phylogenetic analyses. The bacterium was evaluated on its effects as supplement on in vitro rumen fermentation and microbial population. Supplementation with $10^6CFU/ml$ Clostridium saccharobutylicum increased (p < 0.05) microbial crude protein, butyrate and total volatile fatty acids concentration but had no significant effect on $NH_3-N$ at 24 h incubation. Butyrate and total VFA concentrations were higher (p < 0.05) in supplementation with $10^6CFU/ml$ Clostridium saccharobutylicum compared with control, with no differences observed for total gas production, $NH_3-N$ and propionate concentration. However, as the inclusion rate (CFU/ml) of C. saccharobutylicum was increased, reduction of rumen fermentation values was observed. Furthermore, butyrate-producing bacteria and Fibrobacter succinogenes population in the rumen increased in response with supplementation of C. saccharobutylicum, while no differences in the population in total bacteria, protozoa and fungi were observed among treatments. Overall, our study suggests that supplementation with $10^6CFU/ml$ C. saccharobutylicum has the potential to improve ruminal fermentation through increased concentrations of butyrate and total volatile fatty acid, and enhanced population of butyrate-producing bacteria and cellulolytic bacteria F. succinogenes.

• Journal of Animal Science and Technology
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• 제65권1호
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• pp.132-148
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• 2023

Ruminants are the main contributors to methane (CH₄), a greenhouse gas emitted by livestock, which leads to global warming. In addition, animals experience heat stress (HS) when exposed to high ambient temperatures. Organic trace minerals are commonly used to prevent the adverse effects of HS in ruminants; however, little is known about the role of these minerals in reducing enteric methane emissions. Hence, this study aimed to investigate the influence of dietary organic trace minerals on rumen fermentation characteristics, enteric methane emissions, and the composition of rumen bacteria and methanogens in heat-stressed dairy steers. Holstein (n=3) and Jersey (n=3) steers were kept separately within a 3×3 Latin square design, and the animals were exposed to HS conditions (Temperature-Humidity Index [THI], 82.79 ± 1.10). For each experiment, the treatments included a Control (Con) consisting of only basal total mixed rations (TMR), National Research Council (NRC) recommended mineral supplementation group (NM; TMR + [Se 0.1 ppm + Zn 30 ppm + Cu 10 ppm]/kg dry matter), and higher concentration of mineral supplementation group (HM; basal TMR + [Se 3.5 ppm + Zn 350 ppm + Cu 28 ppm]/kg dry matter). Higher concentrations of trace mineral supplementation had no influence on methane emissions and rumen bacterial and methanogen communities regardless of breed (p > 0.05). Holstein steers had higher ruminal pH and lower total volatile fatty acid (VFA) concentrations than Jersey steers (p < 0.05). Methane production (g/d) and yield (g/kg dry matter intake) were higher in Jersey steers than in Holstein steers (p < 0.05). The relative abundances of Methanosarcina and Methanobrevibacter olleyae were significantly higher in Holstein steers than in Jersey steers (p < 0.05). Overall, dietary organic trace minerals have no influence on enteric methane emissions in heat-stressed dairy steers; however, breed can influence it through selective alteration of the rumen methanogen community.

• Journal of Animal Science and Technology
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• 제65권5호
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• pp.951-970
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• 2023

This study utilized Italian ryegrass silage (IRGS) - based total mixed ration (TMR) as feedstuff and evaluated its effects on rumen fermentation, growth performance, blood parameters, and bacterial community in growing Hanwoo heifers. Twenty-seven Hanwoo heifers (body weight [BW], 225.11 ± 10.57 kg) were randomly allocated to three experimental diets. Heifers were fed 1 of 3 treatments as follows: TMR with oat, timothy, and alfalfa hay (CON), TMR with 19% of IRGS (L-IRGS), and TMR with 36% of IRGS (H-IRGS). Feeding high levels of IRGS (H-IRGS) and CON TMR to heifers resulted in a greater molar proportion of propionate in the rumen. The impact of different TMR diets on the BW, average daily gain, dry matter intake, and feed conversion ratio of Hanwoo heifers during the growing period did not differ (p > 0.05). Furthermore, the blood metabolites, total protein, albumin, aspartate aminotransferase, glucose, and total cholesterol of the heifers were not affected by the different TMR diets (p > 0.05). In terms of rumen bacterial community composition, 264 operational taxonomic units (OTUs) were observed across the three TMR diets with 240, 239, and 220 OTUs in CON, L-IRGS, and H-IRGS, respectively. IRGS-based diets increased the relative abundances of genera belonging to phylum Bacteroidetes but decreased the abundances of genus belonging to phylum Firmicutes compared with the control. Data showed that Bacteroidetes was the most dominant phylum, while Prevotella ruminicola was the dominant species across the three TMR groups. The relative abundance of Ruminococcus bromii in the rumen increased in heifers fed with high inclusion of IRGS in the TMR (H-IRGS TMR). The relative abundance of R. bromii in the rumen significantly increased when heifers were fed H-IRGS TMR while P. ruminicola increased in both L-IRGS and H-IRGS TMR groups. Results from the current study demonstrate that the inclusion of IRGS in the TMR is comparable with the TMR containing high-quality forage (CON). Thus, a high level of IRGS can be used as a replacement forage ingredient in TMR feeding and had a beneficial effect of possibly modulating the rumen bacterial community toward mainly propionate-producing microorganisms.

• 생명과학회지
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• 제18권4호
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• pp.515-521
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• 2008

본 연구는 반추위 미생물 발효에 있어서 계면활성제의 이온성 여부가 발효시간별 in vitro 건물소화율, 미생물 성장량, pH 변화, Cas 발생량 및 SEM에 의한 미생물 부착 양상을 조사하기 위해 수행되었다. 1 mm 입자도의 볏짚을 기질로 하여 Holstein 젖소 위액을 이용한 Dehority's artificial medium에 대조구를 비롯하여 비이온성 계면활성제(NIS)로서 시판되고 있는 Tween 80과 SOLFA-850 2종류, 그리고 양쪽(+/-) 이온성 계면활성제(ZIS)로서 3-(Dodecyldimethylammonio) propanesulfanate (DDAP) 1 종류를 이용하여 각각 0.05% 및 0.1% 수준으로 첨가함으로써 총 7처리를 두었다. 발효시간은 6, 12, 24, 48 및 72시간으로 설정하여 각 처리 당 3반복으로 시험을 수행하였다. In vitro 건물 소화율은 NIS인 Tween 80 첨가구에서 48시간 및 72시간 발효 시, 타 처리구에 비해 유의적(P<0.05)으로 높았으나, ZIS인 DDAP 첨가구는 발효 24시간이후 부터 대조구보다도 건물소화율이 낮게 나타났다(P< 0.05). 가스 발생량은 NIS 두 처리구 모두, 대조구나 ZIS 처리구보다 유의적(P<0.05)으로 많았으며, 발효시간의 경과함에 따라 증가하였다. 미생물 성장량은 NIS인 Tween 80 첨가구에서 가장 많았고, 다음으로 SOLFA 850 첨가구 순이었으며, ZIS인 DDAP 첨가구는 대조구보다도 적었다(P<0.05). 전자현미경으로 관찰한 미생물 부착 양상에서 NIS 첨가구는 무처리구에 비해 미생물 군집이 현저히 많았으나 ZIS첨가구는 오히려 적은 것으로 나타났다. 따라서 양쪽(+/-) 이온성 계면활성제는 반추위 발효 작용과 미생물 성장에 긍정적인 효과가 없는 것으로 사료된다.

• 농업생명과학연구
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• 제51권5호
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• pp.91-101
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• 2017

본 연구는 팽이버섯 수확 후 배지를 첨가하여 호밀 사일리지 제조 시 팽이버섯 수확 후 배지를 에너지원으로서 사용하기 위하여 in vitro 반추위 발효실험이 수행되었다. 공시 사일리지는 출수기의 호밀에 팽이버섯 수확 후 배지 첨가비율(0%, 20%, 40%, 60%)에 따라 제조하여 6주일간 발효시켰다. In vitro 배양액 제조를 위한 반추위액은 농후사료와 볏짚을 40:60의 비율로 급여한 반추위 cannula가 시술된 Holstein 수소 2두로 부터 채취하였다. In vitro 실험은 발효시간대를 3, 6, 9, 12, 24 및 48시간으로 설정하고, 각 처리구별로 3반복으로 발효특성과 건물소화율을 측정하였다. In vitro 배양액의 pH는 발효시간이 길어짐에 따라 낮아지는 경향이었으며, 48시간 경과 시에는 버섯수확 후 배지 60% 첨가구가 타 처리구에 비해 유의적(p<0.05)으로 낮았다. 미생물 성장율은 배양시간이 경과함에 따라 증가하는 경향이었으며, 발효 48시간 경과 시에는 버섯수확 후 배지 20% 첨가구가 타 처리구에 비해 유의적으로(p<0.05) 높았다. Gas발생량은 48시간 발효 시에 대조구가 타 처리구에 비해 유의적(p<0.05)으로 높았다. 건물소화율은 버섯수확 후 배지의 첨가비율이 높을수록 높았는데, 발효 24시간 및 48시간에는 R-60구가 처리구 중에서 가장 높았으며(p<0.05), 대조구에서는 전 발효기간 동안 건물소화율이 현저히 낮은(p<0.05) 상태에 있었다. In vitro 반추위내 발효실험의 결과와 버섯수확 후 배지의 활용성을 고려할 때, 호밀사일리지 제조 시 팽이버섯 수확 후 배지 첨가비율을 원물기준으로 60%수준이 가장 긍정적인 것으로 나타났다. 향후 대사시험이나 사양시험을 통하여 가축사료로써의 최적 대체 비율을 규명해야 할 것으로 사료되는 바다.

• 생명과학회지
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• 제22권10호
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• pp.1324-1329
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• 2012

본 연구의 목적은 organic acids를 첨가하여 in vitro 상의 반추위 발효성상과 반추위 내 메탄 억제에 미치는 영향에 대한 효과를 알아보고자 하였다. 반추위액은 순천대학교 부속목장의 반추위 cannula가 시술된 Holstein에서 채취하였고, organic acids는 반추위액과 버퍼의 혼합액에 첨가하여 배양하였다. 그 결과 pH 값은 lactic acid, malic acid 및 succinic acid첨가구에서 6.69에서 6.16 정도로, 대조구와 다른 첨가구보다 낮았다. 총 가스 발생량은 배양 48시간에 aspartic acid, malic acid 및 succinic acid첨가구에서 유의적(p<0.05)으로 높았고, 메탄 발생량은 lactic acid 첨가구에서 대조구보다 낮았다. 총 VFA와 propionic acid의 농도는 배양 12시간에 모든 첨가구가 대조구에 비해 높았다. 반추위 미생물 측정 결과에서는 Fumaric acid와 malic acid의 bacteria수가 대조구에 비해 유의적으로 증가하였으며(p<0.05), protozoa수는 유의적(p<0.05)으로 감소되었다. 이상의 실험 결과를 종합해 보면, organic acids의 첨가는 반추위 내 pH를 감소시키고 가스 발생량, 반추위 미생물 성장량 및 propionic acid 모두 증가시켰으며, 특히 lactic acid는 메탄생성을 억제하였다. 앞으로 Organic acid와 다른 메탄억제 물질과 혼합하여 반추위 내 메탄생성 억제에 관한 구체적인 연구가 필요한 것으로 사료된다.

• 생명과학회지
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• 제22권10호
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• pp.1392-1398
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• 2012

본 연구는 한우 거세우의 비육시 급여 조사료의 종류가 발육 및 도체특성에 미치는 영향을 구명하고자 수행하였다. 한우 거세우 21두를 3처리(건초, 갈대 및 갈대+볏짚), 처리당 7두씩 완전 임의 배치하였다. 시험결과 개시체 중 및 종료체중은 처리구별(대조, T1 및 T2)로 각각 125.5, 128.3 및 128.3 kg과 697.4, 614.6 및 706.7 kg으로 나타났다. 일당증체량은 대조구(0.70 kg/d)와 T2 처리구(0.71 kg/d)가 T1 처리구(0.60 kg/d)보다 향상된 경향을 나타났지만 유의적인 차이는 없었다. 건물섭취량은 유의적인 차이는 없었지만 T1 처리구가 다른 처리구에 비해 비교적 낮았다. 육량특성에서 도체중은 대조구와 T2처리구간에는 차이가 없었지만, T2처리구는T1 처리구에 비해 높았다(p<0.05). 등지방두께와 등심단면적은 대조구와 T2처리구가 T1처리구 보다 높았고, 육량등급(A:B:C, %)은 T1처리구(43:57:0)가 다른 처리구(대조구 0:71:29, T2 29:42:29)에 비해 높았다. 육질특성에서는 지방색과 조직감은 처리구 간 유의적인 차이가 없었다. 그러나 육색과 성숙도는 T2 처리구에 비해 T1 처리구가 유의적으로 높았다(p<0.05). 근내지방도 및 육질1등급이상 출현율은 T1처리구에 비해 대조구와 T2처리구가 높았다. 본 연구의 결과를 종합해 볼 때 거세한우 비육시 조사료로서 갈대와 볏짚을 혼합급여할 때 발육, 사료 이용성 및 도체 성적이 향상되어 갈대가 한우의 조사료원으로서 활용가치가 있는 것으로 판단되었다.

• 농업생명과학연구
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• 제45권3호
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• pp.69-79
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• 2011

본 연구는 한약재 부산물을 조사료 대체 사료원으로서 사용하였을 때 발효기간에 따른 in vitro 발효 특성을 조사하고자 수행되었다. 처리구는 대조구 (control), 한약재 부산물 20%와 볏짚 80% (T1), 한약재 부산물 40%와 볏짚 60% (T2), 한약재 부산물 50%와 볏짚 50% (T3), 그리고 한약재 부산물 100%와 볏짚 0% (T4)이었으며 3, 6, 9, 12, 24, 36, 48, 및 72h 동안 처리당 3반복으로 in vitro 발효실험을 실시하였다. 가스 발생량과 건물소화율은 시간이 지남에 따라, 그리고 한약재 부산물의 양이 많아짐에 따라서 증가하는 경향이었으며, 특히 72시간에 T4가 가장 높았다 (P<0.05). 메탄 발생량 또한 비슷한 결과로서 시간이 경과하고 한약재 부산물의 양이 많아짐에 따라 지속적으로 증가하였다 (P<0.05). pH는 5.39~6.80의 범위로 첨가량이 높아질 수록 유의적으로 낮아졌다 (P<0.05). 미생물 성장량은 발효 후 시간이 경과함에 따라서 점차적으로 증가하였고, 첨가구가 control 보다 높았다 (P<0.05). CMCase, Xylanase 및 amylase 효소 활력은 처리구별 특정한 패턴이나 유의적인 차이가 없었다. 본 실험의 결과는 한약재 부산물이 가스발생량, 미생물성장량 및 건물소화율을 높이고 pH를 감소시키는 등의 효과를 주어 반추위 발효의 안정화 및 향상을 꾀할 수 있고, 효소 활력을 높임으로써 사료의 이용효율을 향상시킬 수 있다는 가능성을 보여 주었다.