• 제목/요약/키워드: anaerobic culture

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KURT 지하심부 지하수 내 토착 금속환원미생물의 종 다양성 및 철/망간의 환원과 생광물화작용 (Characterization of Microbial Diversity of Metal-Reducing Bacteria Enriched from Groundwater and Reduction/Biomineralization of Iron and Manganese)

  • 김유미;오종민;정혜연;이승엽;노열
    • 자원환경지질
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    • 제47권4호
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    • pp.431-439
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    • 2014
  • 이 연구의 목적은 KURT(KAERI underground research tunnel) 지하수 내에 금속이온을 환원시키는 미생물의 존재 여부를 확인하고 배양하여, 이들의 활동에 따른 철과 망간 환원의 관찰과 환원물의 광물학적 특성을 연구함으로써, 금속환원미생물에 의한 산화상태로 존재하는 철과 망간의 환원과 광물 상전이 가능성을 확인하는 것이다. KURT 지하수 내 금속을 환원하는 미생물은 전자공여체로 포도당, 초산, 젖산, 개미산, 피루브산을, 전자수용체로 Fe(III)-citrate를 사용하여 농화배양 하였으며, 16S rRNA 분석을 통해 종 다양성을 확인하였다. 농화배양된 금속환원미생물에 의한 철과 망간의 환원과 생광물화작용을 알아보기 위해 전자공여체로 포도당, 초산, 젖산, 개미산, 피루브산을, 전자수용체로 철수산화물인 아카가나이트(akaganeite, ${\beta}$-FeOOH)와 망간산화물(manganese oxide, ${\lambda}-MnO_2$)을 이용하여 금속환원 실험을 실시하였다. 미생물 활동에 의해 형성된 환원물의 광물학적 특성은 SEM, EDX, XRD 분석을 통해 확인되었다. 연구 결과 KURT 지하수에서 금속을 환원하는 혐기성 미생물로는 Fusibacter, Desulfuromonas, Actinobacteria, Pseudomonas sp. 등이 확인되었고, 이 미생물들은 체외에서 철과 망간을 환원하여 이들 광물의 상전이를 확인하였다. 철(Fe)은 $Fe^{3+}$을 포함한 아카가나이트(${\beta}$-FeOOH)에서 $Fe^{2+}/Fe^{3+}$를 포함한 자철석($Fe_3O_4$)으로 환원되었고, 망간(Mn)은 $Mn^{4+}$를 포함한 망간산화물(${\lambda}-MnO_2$)에서 $Mn^{2+}$을 포함한 능망간석($MnCO_3$)으로 환원되었다. 이러한 지하 140 m의 KURT 지하수에서 서식하는 미생물들에 의해 철과 망간이 환원됨은 다른 중금속과 핵종원소의 환원 가능한 환경이 조성되었을 뿐 만 아니라, 미생물에 의하여 환원된 철의 재산화에 의해서도 주변 핵종원소가 환원될 수 있음을 의미한다. 따라서 이러한 직 간접적인 산화-환원 반응에 의해 KURT 지하수 내에서는 금속환원미생물들이 유해금속물질을 침전시켜 이동성을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 고준위 폐기물에서 유해물질의 유출시 핵물질의 확산을 막는데 중요한 역할을 할 수 있을 것으로 사료된다.

황토첨가 해양퇴적물에서 적조생물 Cochiodinium polykrikoides 분해중 세균군집의 변동 (Changes of Bacterial Population during the Decomposition Process of Red Tide Dinoflagellate, Cochiodinium polykrikoides in the Marine Sediment Addition of Yellow Loess)

  • 박영태;이원재
    • 한국수산과학회지
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    • 제31권6호
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    • pp.920-926
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    • 1998
  • 본 연구는 C. polykrikoides 적조 구제로 살포한 황토가 저층에 퇴적된 후, 적조생물이 분해되는 동안 미생물군집과 호흡 전자전달계 활성에 미치는 영향을 알아보기 위하여 마산만과 진해만의 퇴적물로 배양실험을 행한 결과이다. 종속영양세균수는 두 개 정점의 실험구 모두 황토첨가와 무관하게 $10^7$ cells/dry g의 범위로 12시간만에 최고 치에 도달하였고 유사한 변동을 보여주었다. 종조성의 변동 또한 황토첨가로 인한 뚜렷한 영향을 보여주지 않았으며, Vibrio spp.는 배양기간 동안 계속 출현하였다. 그러나 황산염환원세균은 배양 8일째 마산만의 황토를 첨가하지 않은 퇴적물에서 $3.8\times10^7$cells/dry g로 1:1(1:2) 비율의 황토첨가 실험구에 비하여 120 (350)배 정도 높았고, 진해만의 퇴적물에서는 $5.5\times10^6$cells/dry g로 1:1 (1 : 2) 비율의 황토첨가 실험구보다 160(420)배 정도 높았다. 또한, ETA는 두 개의 정점 모두 호기적 조건에서는 각 실험구의 평균치가 6.8$\~$7.6 $\mu$g formazan $h^{-1}$ dry $g^{-1}$ 의 범위로서 황토의 첨가와 무관하게 비슷한 활성을 나타내었지만, 혐기적조건의 정점 A의 퇴적물에서 황토를 첨가하지 않은 실험구는 평균 10.4$\mu$g formazan $h^{-1}$ dry $g^{-1}$ 로 황토첨가 비율이 높을수록 7.3 (1:1), 3.4(1 : 2) $\mu$g formazan $h^{-1}$ dry $g^{-1}$으로 낮은 활성을 나타내었고, 정점 B의 퇴적물도 황토를 첨가한 비율이 높을수록 활성이 낮았다. 따라서 황토첨가가 해양환경에 나쁜 영향을 미치는 혐기적분해 및 황산염환원세균의 성장을 저지하는 효과가 있는 것으로 사료된다. 본 실험 결과는 모델실험에 의한 것으로 보다 자세한 황토의 영향을 알기 위해서는 현장에서 미생물군집의 변동과 활성의 조사가 필요할 것이다.

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Tetracycline 국소도포가 치은연하 세균분포에 미치는 영향 (Longitudinal Study of the Subgingival Microbial Change after Tetracycline Topical Application)

  • 최광춘;이영희;이진용;정종평;손성희
    • 대한미생물학회지
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    • 제21권4호
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    • pp.503-513
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    • 1986
  • 치주질환의 처치에 있어서 tetracycline의 전신적 투여는 치은연하 세균의 제거 및 감소에 매우 효과가 있는 것으로 알려져 있다. 본 연구는 전신적 투여시의 문제점 보완과 국소적 투여시 기할 수 있는 병소부위의 보다 높은 농도의 유지를 위하여 국소도포용 tetracycline gel을 제조하여 예비실험을 시행하였으며, 본 실험에서는 치주낭 깊이 $4{\sim}6mm$의 중등도 치주염 환자 13명에서 double-blind, split-mouth design으로 상악 또는 하악중 한악은 scaling 및 root planing을 시행하였고, 나머지 악은 그대로 두었으며, 좌측 또는 우측중 한측에는 예비실험결과 가장 효과가 있는 것으로 나타난 국소도포용 3% tetracycline gel을 치주낭내 깊숙히 주2회 2주간 투여하여, (1) tetracycline-scaled (2) tetracycline-unscaled (3) placebo-scaled (4) placebo-unscaled의 4군에서 0일, 14일, 49일에 임상적, 미생물학적 검사를 시행하여 각기 그 효과를 비교하였다. 또한 치주질환과 관련이 깊은, 그람 음성혐기성 세균, 특히 black-pigmented Bacteroides의 분포 변화를 관찰하기 위하여, 시험부위에서 치은연하 치태세균을 채취하여 pre-reduced Ringer액에 혐기성조건으로 보관 운반하여 $37^{\circ}C$혐기성 세균 배양기 내에서 혈액배지에 담아 7일간 배양하여 분리한 후, 생화학 검사를 통하여 Bacteroides균주를 검정하였으며, 이로써 tetracycline투여와 관련된 치주질환의 disease activity를 분석 검토하였다. 이상의 임상적, 미생물학적 검사결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 1. 예비실험 결과 국소도포시 가장 효과가 있었던 3% tetracycline gel은 본 실험사용시 치주질환치료 및 치은연하 세균분포변화에 매우 효과가 있으며, 임상적으로 scaling, root planing과 병행시에 가장 효과가 있는 것으로 나타났다. 2. Bacterial morphotype의 관찰결과 tetracycline투여군에서 coccal form의 증가와 spirochetes의 현저한 감소를 보였으며, non-motile rods와 motile rods의 비율에는 다소증감이 있었으나 의미있는 변화는 없었다. 3. Streptococcus균주간의 분포 비율은 tetracycline-scaled군에서 S. sanguis I은 14일에 현저히 증가하였고, 49일에는 다소 감소하였으며, S. mitis는 증가하는 경향을 보였다. 4. Tetracycline-scaled군에서는 black-pigmented Bacteroides의 비율이 현저히 감소하였으며, tetracycline 투여만으로도 black-pigmented Bacteroides 비율은 감소되었다. 그러나 scaling만으로는 black-pigmented Bacteroides 비율에는 변화를 주지못했다. 5. Black-pigmented Bacteroides 균주간의 분포를 보면 실험 및 대조군 모두에서 B. loeschii가 가장 많이 나타났으며, 시간의 경과에 따라 거의 변화가 얼었다. 또한 tetracycline 투여군에서는 B. intermedius와 B. gingivalis가 감소하였고, B. melaninogenicus는 증가하였다.

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Lactobacillus brevis BK11의 증식과 항균물질 생산을 위한 최적 배양조건 및 prebiotics의 영향 (Optimal conditions and effects of prebiotics for growth and antimicrobial substances production of Lactobacillus brevis BK11)

  • 임은서
    • 미생물학회지
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    • 제51권3호
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    • pp.288-299
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    • 2015
  • 숙성된 백김치로부터 얻은 Lactobacillus brevis BK11의 증식과 항균물질 생산에 대한 배양용 배지 종류, 공기 조성, 초기 pH, 배양온도 및 시간과 프리바이오틱스의 영향을 조사하였다. L. brevis BK11의 증식과 항균물질 활성은 BHI와 M17 배지 보다는 MRS 배지 상에서 더 높게 나타났으며, 배지의 초기 pH 6.0에서 생산량이 최대에 이르렀다. 혐기적 조건보다는 호기적 및 미호기적 조건에서 배양했을 때와 $25^{\circ}C$ 보다는 $30^{\circ}C$$37^{\circ}C$ 온도에서 배양했을 때 균 성장과 항균물질 생산에 유리하였다. BK11 균주는 배양 24시간 만에 정지기에 도달하였고, 36시간 후부터는 생균수가 감소되었고, 배양상등액과 박테리오신 용액의 항균 활성은 $37^{\circ}C$, 24-30시간 배양했을 때 가장 높았다. 세포수와 유산 및 박테리오신 생산은 프락토올리고당 1-2% 첨가한 경우에 가장 높았으나, 이뉼린과 라피노오스는 균 증식에 별다른 도움을 주지 못했다. 결과적으로 L. brevis BK11의 항균물질 생산은 세포수와 관계 있었으며, 이러한 최적 조건 하에서 배양한 경우 Helicobacter pylori ATCC 43504의 성장을 효과적으로 저해할 수 있다.

16S rDNA 염기서열 분석에 의한 옥돔(Branchiostegus japonicus)의 장내미생물 군집의 다양성 조사 (Research on the Diversity of Intestinal Microbial Communities of Red tilefish (Branchiostegus japonicus) by 16S rDNA Sequence Analysis)

  • 김민선;이승종;허문수
    • 생명과학회지
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    • 제28권3호
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    • pp.361-368
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    • 2018
  • 본 연구는 제주연안에서 채집한 옥돔(Branchiostegus japonicus)의 장내기관으로부터 장내미생물의 분리하여 다양성을 조사하였다. 1차로 1.5% BHIA, MA, TSA 및 R2A agar 배지상 순수분리한 결과, 1.5% BHIA에서 가장 많은 colony개수를 나타냈다. 호기성, 혐기배양은 평균 $1.7{\times}10^6CFU/g^{-1}$, $1.1{\times}10^5CFU/g^{-1}$로 나타났으며 총 147개의 순수 colony가 분리되었다. 16S rDNA염기서열 분석결과 58속 74종으로 나타났으며 기본균주와 95-100%의 유사도를 나타내었다. 크게 5문(Phylum)으로 나뉘었으며, 주요 계통군으로 Proteobacteria 문이 50%로 Moraxellaceae, Rhodobacteraceae, Shewanellae, Halomondaceae, Enterobacteriaceae, Vibrionaceae, Hahellaceae, Pseudomonadaceae, Erythrobacteraceae 총 9과 35속 35종으로 우점도가 제일 높게 나타났다. Actinobacteria문은 24%, Microbacteriaceae, Intrasporangiaceae, Dietziaceae, Dermabacteraceae, Dermacoccaceae, Nocardiodaceae, Brevibacteriaceae, Propionobacteriacea 총 8과 11속 17종, Frimicutes문은 16%, Bacillaceae, Staphylcoccaceae, Planococcaceae, Streptococcaceae, Paenibacillaceae, Clostridiaceae 총 6과 8속 17종, bacteroidetes문은 6%, Cyclobacteriaceae, Flavobacteriaceae 총 2과 3속 4종을, Deinococcus-thermus문은 4%로 Deinococcaceae 단일 1과 1속 1종으로 나타났다.

제주 연안에서 분리한 항산화물질을 생산하는 균주의 동정 및 배양학적 특성 (Identification and Cultural Characterization of Antioxidant Producing Bacteria Isolated from the Jeju Coasts)

  • 김만철;허문수
    • 생명과학회지
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    • 제15권5호
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    • pp.749-754
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    • 2005
  • 합성 항산화제에 대응할 수 있는 천연 항산화제의 개발에 대한 기초적인 자료를 제공하고자 해양 미생물을 이용한 연구를 하였으며, 전자공여능으로 항산화 물질 생산 능력이 우수한 해양 미생물을 분리하여 SC2-1라고 명명하였다. 분리 균주 SC2-1은 제주 연안 해수로부터 분리하였으며, 생화학적, 유전학적, 세포벽의 지방산 조성을 토대로 최종적으로 Exiguobacteriurm sp. SC2-1로 동정 하였다. 항산화물질을 생산을 위한 최적 배양조건 및 영양원을 조사한 결과는 다음과 같다. 항산화물질 생성 최적 온도는 $25^{\circ}C$이고, 최적 pH는 7.8이며 최적 배양시간은 24시간이었다. 항산화물질 생산 최적 배지조성은 기본배지로 Marine broth에 탄소원으로는 maltose 였으며, 적정농도는 $2.5\%(w/v)$ 였다 질소원에서는 유기태 질소원인 yeast extract이었고, yeast extract 최적농도는 $1.5\%(w/v)$였으며, 최적 무기염류는 $0.05\%(w/v)KH_{2}PO_{4} $를 첨가 했을때 가장 높은 항산화 활성을 나타내었다. 최적배지 조건에서의 Exiguobacterium sp. SC2-1 배양액의 항산화 활성과 합성 항산화제, 천연 항산화제와의 비교실험 결과는 균주의 전자 공여능은 $93\∼95\%$, 합성 항산화제인 BHT와 BHA는 $94\∼95\%$, 천연 항산화제 $\alpha-Tocopherol$$94\%$로 거의 유사한 항산화 활성을 확인 할 수 있었다.

감염된 당뇨병성 족부 병변의 균주 조사 및 항생제 선택 (Microbiology and Antibiotic Selection for Diabetic Foot Infections)

  • 박세진;정화재;신헌규;김유진;임종준;윤지웅
    • 대한족부족관절학회지
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    • 제13권2호
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    • pp.150-155
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    • 2009
  • Purpose: To help the empirical antibiotics selection in diabetic foot infection patients, we investigated prevalence of microorganisms and their antibiotics sensitivity results. Materials and Methods: Patients who came to our clinics to treat diabetic foot infections with deep ulceration and were followed up more than 6 months until complete recovery were adopted. From March 2006 to June 2009, there were 140 patients who corresponded with such a inclusion criteria. Wound cultures were done by deep tissue or bone debris at first visit to our clinics. Microorganisms which was documented by wound culture and most susceptible antibiotics by minimum inhibitory concentrations were surveyed retrospectively. Results: Microorganisms were confirmed in 113 cases (80.7%). In the other 27 cases (19.3%), there were no cultured microorganisms. In bacterial growth group, there were 72 cases (63.7%) of gram-positive bacteria and 41 cases (36.3%) of gram-negative bacteria. All of them were aerobic microorganisms and there were no anaerobic microorganisms. Methicillin-sensitive staphylococcus aureus was the most common pathogen and accounted for 35 cases (31.0%). As other common pathogens, there were Enterobacter cloacae (11 cases, 9.7%), pseudomonas aeruginosa (10 cases, 8.8%), Methicillin-resistant staphylococcus aureus (10 cases, 8.8%) and enterococcus faecalis (6 cases, 5.3%), and so on. Common susceptible antibiotics in gram positive microorganism were vancomycin (60 cases, 83.3%), teicoplanin (60 cases, 83.3%), nitrofurantoin (60 cases, 83.3%) and ciprofloxacin (53 cases, 73.6%). In gram negative ones, common susceptible antibiotics were imipenem (35 cases, 85.3%), piperacillin/tazobactam (33 cases, 80.5%) and gentamicin (31 cases, 75.6%). Conclusion: Methicillin-sensitive Staphylococcus aureus in gram positive and enterobacter cloacae in gram negative was the most common pathogen in each group. Ciprofloxacin and gentamicin might be adaptable as a first-line empirical antibiotics in infected diabetic foot patients.

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식종슬러지 종류에 따른 이산화탄소 이용 바이오메탄 생산 비교 (Evaluation of different types of mixed microbial culture for biomethanation of CO2)

  • 김태훈;임병서;이승주;윤광수;안병규;미치드마;윤여명
    • 유기물자원화
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    • 제28권1호
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    • pp.65-72
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    • 2020
  • 본 연구는 초기 식종슬러지 종류별 CO2의 생물학적 바이오메탄 생산 적용 가능성을 비교를 위해 국내 혐기성 소화조로부터 획득한 식종미생물을 종류에 따라 Specific methanogenic activity (SMA) test를 수행한 결과이다. 36일간의 실험 결과 CH4 yield는 2,434-2,051mL CH4/g COD의 범위를 얻었고 생산된 가스 내 CH4 분압은 맥주공장과 음식물류 폐기물 식종슬러지에서 가장 높은 89.3-91.9% CH4 분포를 보인 반면 하수슬러지 식종슬러지로부터 가장 낮은 효율을 나타냈다. 반응조의 CH4 production rate/CO2 consumption rate 비교를 통해 CH4전환 속도 및 CO2소비율의 간접적 물질 수지 비교가 가능했으며 SMA test 실험 기간 중 반응조 내 아세트산의 농도의 검출이 확인되었다. 이는 식종슬러지 내부의 잔류 유기물들의 분해, 식종미생물의 사멸 및 이들의 분해, Homoacetogenic bacteria의 활성에 의해 반응조 내 Metabolic pathway가 부분적으로 Hydrogenotrophic methanogenesis 단계에서 Acetoclasctic methanogenesis로의 변환됨에 따른 결과로 사료된다.

중합효소연쇄반응(Polymerase Chain Reaction)을 이용한 Porphyromonas endodontalis의 동정에 대한 연구 (IDENTIFICATION OF PORPHYROMONAS ENDODONTALIS USING POLYMERASE CHAIN REACTION(RCR))

  • 이상엽;윤수한
    • Restorative Dentistry and Endodontics
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    • 제23권1호
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    • pp.328-338
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    • 1998
  • Porphyromonas endodontalis, an anaerobic Gram negative cocobacillus which was known to be associated with the infected root canals and periapical lesions, is very difficult to culture and to detect by the traditional method in that it requires much time to induce the specific black pigmentation, and it is very sensitive to oxygen and the antibiotics added in the culture medium. In this study, the nucleotide sequences of the 'probe h' (0.73kb), one of the specific DNA probes top. endodontalis (ATCC 35406) which had been developed by our department, was determined and then a pair of primers for PCR amplification was fabricated to identify P. endodontalis. The plasmids containing 'probe h' were purified by $Wizard^{TM}$ Midipreps DNA Purification System (Promega Corp.), and the nucleotide sequences of the 'probe h' were determined by the dideoxy chain termination method using TaqTrack Sequencing System (Promega Corp.) and detected by fluorescent labelling method. The sense/antisense PCR primers were designed with computer software (Lasergene, DNASTAR Ind. PCR was done with a programmable GeneAmp PCR System 2400 (Perkin Elmer-Cetus Co.). Each sample containing the whole genomic DNA of P. endodontalis and other black-pigmented Bacteroides was itailly denatured at $94^{\circ}C$ for 5 min and then subjected to 30 cycles, each of them consisting of 60s at $94^{\circ}C$, 60s at $60^{\circ}C$, and 90s. at $72^{\circ}C$. The amplified DNA was resolved electrophoretically in a 1.0 % agarose gel in 1X TAE buffer, stained with EtBr, and photographed on a UV transilluminator. The results were as follows : 1. The nucleotide sequences of 'probe h' (743 base pairs) were obtained by dideoxy chain termination method, and from that results the specific primers to P. endodontalis (ATCC 35406), 'Primer H1/ Primer H2', were designed. 2. It has been found that 'Primer H1/H2' could detect P. endodontalis (ATCC 35406) using PCR. 3. The PCR system with this primers may be a powerful technique to amplify the specific sequences of 'probe h' of P. endodontalis (ATCC 35406) that produce distinct identification of it from other black-pigmented Bacteroides, and this could help us to determine the nature of periapical disease.

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반추위 섬유소분해 박테리아 배양액의 투여 수준에 따른 한우 반추위 발효에 미치는 영향 (Effects of Increasing Inclusion Levels of Rumen Cellulolytic Bacteria Culture on In vivo Ruminal Fermentation Patterns in Hanwoo Heifers)

  • 박중국;정찬성;박도연;김현철;이승철;김창현
    • Journal of Animal Science and Technology
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    • 제51권1호
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    • pp.45-52
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    • 2009
  • 본 연구는 홀스타인 젖소의 반추위에서 순수분리 및 동정된 섬유소 분해균인 Ruminococcus flavefaciens (H-20) 및 Fibrobactor succinogenes (H-23)의 혼합 배양액(DFM)을 수준별로 반추동물에 적용하였을 때 반추위발효와 섬유소분해효소 활성에 미치는 영향을 평가하였다. 대사시험은 반추위 fistula가 장착된 12개월령 한우 암소 4두를 이용하여 $4\times4$ Latin square 방법으로 실시되었다. 모든 처리구는 기초사료로, 농후사료 2 kg에 톨페스큐와 오차드그라스의 혼합건초 3 kg을 1일 2 회로 나누어 균등 급여하였으며, DFM을 사용하지 않은 처리구(control), 기초사료를 포함하여 1% (50 ml/day, H20 + H23), 3% (150 ml/day, H20 + H23) 및 5% (250 ml/day, H20 + H23) 수준의 네 처리군으로 나누어, 사료 급여시 DFM을 반추위 cannula 안으로 직접 주입하여 실시하였다. 본 실험 결과 급여 후 모든 시간에서, 처리구는 반추위액내 pH의 유의적 차이가 나타나지 않았으나, 반추위 암모니아 질소의 농도에서 DFM투여 후 1시간에 3% 처리구(19.47 mg/dl)는 5% 처리구(17.27 mg/dl)와 차이는 없었지만, 대조구 및 1% 처리구(14.5 및 14.9 mg/dl)와 비교하여 유의적으로 높은 농도를 보였다(p<0.05). 섬유소분해효소활력은 전체적으로 유의한 효과가 나타나지 않았으나, xylanase는 0시간에 5% 처리구($119.49\;{\mu}mol$/ml/min)가 3% 처리구($72.02\;{\mu}mol$/ml/min)와 비교하여 유의적으로 높은 농도를 보였다(p<0.05). VFA 농도는 butyric acid에서 급여후 1시간에 대조구(15.71 mM)와 비교하여 3% 처리구(24.48 mM)에서 유의적으로 높은 농도를 보였다(p<0.05). 이러한 결과로 미루어 보아 혐기성 섬유소분해 박테리아 배양액의 공급은 최소 3% 이상에서 반추위발효에 개선효과가 있는 것으로 나타났다.