• 한국미생물·생명공학회지
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• 제45권1호
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• pp.63-70
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• 2017

독도 해저 2,000 미터 퇴적토를 이용한 메타게놈 유전자 은행의 60,672 클론을 기름 성분 tributyrin이 첨가된 배지에서 스크리닝 하였다. 활성을 가진 클론에서 EstES1 유전자를 선발하였다. EstES1은 553개 아미노산으로 구성된 분자량 59.4 kDa 단백질로, 가장 높은 유사성은 Haliangium ochraceum의 carboxylesterase와 44%이었다. EstES1 서열 내부에는 carboxylesterase의 전형적인 penta-peptide motif, catalytic triad 및 N-terminal 부위 37개의 leader sequence가 존재했다. 서열기반 계통분석 결과, EstES1은 신규한 esterase 임을 보여주었다. EstES1 효소의 leader 서열을 제거한 재조합 수용성 RLES1 효소는 탄소 2-12까지 포함된 long acyl ethyl ester 기질을 모두 이용할 수 있지만, p-Nitrophenyl butyrate (C4)에 가장 높은 활성과 turn-over 값을 보였다. 최적 활성은 $45^{\circ}C$, pH 9.0이다(specific activity 255.4 U/mg). 또한 강알칼리 상태인 pH 10.5까지 80% 이상의 활성이 유지되었다. EstES1의 활성은 $60^{\circ}C$에서 내열성을 보여, 1시간 동안 활성을 100% 유지할 수 있다. 효소 활성은 여러 종류의 유기용매 하에서도 안정하게 유지되었다. 따라서, EstES1은 배양이 불가능한 난배양 미생물로부터 유래된 신종 효소 유전자로서, 고온의 지방산 가수분해, 알칼리 상태나유기용매가 존재하는 여러 공정분야에 활용될 수 있다.

• 한국초지조사료학회지
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• 제41권2호
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• pp.102-109
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• 2021

본 연구는 TMR에 사용된 조사료원의 종류가 염소 반추위 발효 특성에 미치는 영향을 조사하였다. 시험에 사용된 조사료원은 볏짚(RS), 이탈리안 라이그라스(IRG), 티모시(TIM) 및 알팔파(ALF)을 이용하여 시험용 TMR을 제조하였다. In vitro 반추위 발효 실험은 24, 48 및 72시간 동안 진행하였고, 각 시간별 발효성상(발효가스, 휘발성지방산, 암모니아태 질소)을 조사하였다. 시험사료의 조단백질 및 비섬유성 탄수화물 함량은 RS, IRG, TIM 그리고 ALF 순으로 높았다. 발효 24시간에서는 valerate와 암모니아태 질소에서 유의적인 차이가 관찰되었고, ALF 시험구가 가장 높았고, RS가 가장 낮았다. 발효 48시간에서는 총 가스 발생량에서 유의적 차이가 관찰되었고(p<0.05), RS 시험구에서 가장 높은 가스발생량이 관찰되었다. 그러나 발효 72시간대에서는 RS 시험구에서 유의적으로 가장 낮은 가스발생량이 관찰되었다. 휘발성 지방산의 유의적인 차이는 발효 72시간에 관찰되었다. ALF 시험구에서 유의적으로 높은 총 휘발성지방산, butyrate 및 valerate 생성량이 관찰되었다(p<0.05). 메탄가스 발생량은 모든 발효시간동안 처리구간 유의적 차이가 관찰되지 않았다(p>0.05). 본 연구결과 염소에서 사료 내 조사료의 종류가 발효성상 변화에 영향을 줄 수 있는 것으로 나타났으며, 이는 염소에서 양질조사료의 활용성을 향상시키기 위한 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 사료된다. 그러나 실제 가축에서의 생산성 변화 등의 효과를 확인하기 위하여 in vivo 상에서 추가적인 연구가 필요하다고 생각된다.

• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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• 제22권5호
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• pp.651-658
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• 2009

Four multiparous lactating Holstein cows fitted with rumen cannulae were fed diets varying in the amount and source of rumen-degradable carbohydrates (starch vs. sucrose) to examine their effects on rumen fermentation, nitrogen metabolism and lactation performance. A $4{\times}4$ Latin square with four diets and four periods of 28 days each was employed. Corn starch and sucrose were added to diets and corn starch was replaced with sucrose at 0 (0 S), 2.5 (2.5 S), 5.0 (5.0 S) 7.5% (7.5 S) of diet dry matter in a total mixed ration (TMR) containing 60% concentrate and 40% forage (DM basis). Replacing corn starch with sucrose did not affect (p>0.05) ruminal pH which averaged 6.41, but the ruminal pH for 7.5 S decreased more rapidly at 2 h after morning feeding compared with other treatments. Sucrose reduced ($p{\leq}0.05$) ruminal $NH_3-N$ concentration (13.90 vs. 17.09 mg/dl) but did not affect peptide-N concentration. There was no dietary effect on total volatile fatty acids (110.53 mmol/L) or the acetate to propionate ratio (2.72). No differences (p>0.05) in molar proportion of most of the individual VFA were found among diets, except for the molar proportion of butyrate that was increased ($p{\leq}0.05$) with the inclusion of sucrose. Total branched chain volatile fatty acids tended to increase ($p{\geq}0.051$) for the control treatment (0 S) compared with the 7.5 S treatment. Dry matter intake, body weight changes and digestibility of DM, OM, CP, NDF and ADF were not affected by treatments. Sucrose inclusion in the total mixed ration did not affect milk yield, but increased milk fat and total solid percentage ($p{\leq}0.05$). Sucrose tended ($p{\geq}0.063$) to increase milk protein percentage (3.28 vs. 3.05) and reduced ($p{\leq}0.05$) milk urea nitrogen concentration (12.75 vs. 15.48 mg/dl), suggesting a more efficient utilization of the rapidly available nitrogen components in the diet and hence improving nitrogen metabolism in the rumen.

• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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• 제28권12호
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• pp.1736-1741
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• 2015

The objective of this study was to determine the effect of forage: concentrate ratio (F:C) on growth performance, ruminal fermentation and blood metabolites of housing-feeding yaks. Thirty-two Maiwa male yaks (initial body weight = $207.99{\pm}3.31kg$) were randomly assigned to four dietary treatments (8 yaks per treatment). Experimental diets were: A, B, C, D which contained 70:30, 60:40, 50:50 and 40:60 F:C ratios, respectively. Dry matter intake and average daily gain in yaks fed the C and D diets were greater (p<0.05) than yaks fed the A and B diets. No differences were found in ruminal $NH_3-N$, total volatile fatty acids, acetate, butyrate, valerate, and isovalerate concentrations. The propionate concentration was increased (p<0.05) in the C and D groups compared with the A and B diets. In contrast, the acetate to propionate ratio was decreased and was lowest (p<0.05) in the C group relative to the A and B diets, but was similar with the D group. For blood metabolites, no differences were found in serum concentrations of urea-N, albumin, triglyceride, cholesterol, low density lipoprotein, alanine aminotransferase, and aspartate aminotransferase (p>0.05) among treatments. Treatment C had a higher concentration of total protein and high density lipoprotein (p<0.05) than A and B groups. In addition, there was a trend that the globulin concentration of A group was lower than other treatments (p = 0.079). Results from this study suggest that increasing the level of concentrate from 30% to 50% exerted a positive effect on growth performance, rumen fermentation and blood metabolites in yaks.

• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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• 제29권2호
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• pp.211-218
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• 2016

This study evaluated the effect of Candida norvegensis (C. norvegensis) viable yeast culture on in vitro ruminal fermentation of oat straw. Ruminal fluid was mixed with buffer solution (1:2) and anaerobically incubated with or without yeast at $39^{\circ}C$ for 0, 4, 8, 16, and 24 h. A fully randomized design was used. There was a decrease in lactic acid (quadratic, p = 0.01), pH, (quadratic, p = 0.02), and yeasts counts (linear, p<0.01) across fermentation times. However, in vitro dry matter disappearance (IVDMD) and ammonia-N increased across fermentation times (quadratic; p<0.01 and p<0.02, respectively). Addition of yeast cells caused a decrease in pH values compared over all fermentation times (p<0.01), and lactic acid decreased at 12 h (p = 0.05). Meanwhile, yeast counts increased (p = 0.01) at 12 h. C. norvegensis increased ammonia-N at 4, 8, 12, and 24 h (p<0.01), and IVDMD of oat straw increased at 8, 12, and 24 h (p<0.01) of fermentation. Yeast cells increased acetate (p<0.01), propionate (p<0.03), and butyrate (p<0.03) at 8 h, while valeriate and isovaleriate increased at 8, 12, and 24 h (p<0.01). The yeast did not affect cellulolytic bacteria (p = 0.05), but cellulolytic fungi increased at 4 and 8 h (p<0.01), whereas production of methane decreased (p<0.01) at 8 h. It is concluded that addition of C. norvegensis to in vitro oat straw fermentation increased ruminal fermentation parameters as well as microbial growth with reduction of methane production. Additionally, yeast inoculum also improved IVDMD.

• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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• 제30권3호
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• pp.379-385
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• 2017

Objective: This study was to examine in vivo digestibility, nitrogen balance and ruminal fermentation of tamarind (Tamarind indica) kernel powder extract residue (TKPER) compared to soybean products and by-products in wethers. Methods: Four wethers with initial body weight (BW) of $51.6{\pm}5.5kg$ were assigned in a $4{\times}4$ Latin square design to investigate nutritional characteristics of TKPER, dry heat soybean (SB), dry soybean curd residue (SBCR) and soybean meal (SBM) feeding with ryegrass straw (R) at a ratio of 1:1 at 2% of BW in dry matter (DM) on a daily basis. Results: The digestibility of DM, crude protein, and ether extract (EE) of TKPER-R diet were 57.0%, 87.0%, and 86.0%, respectively. Higher non-fiber carbohydrates digestibility was observed in TKPER-R diet (83.2%) than in SB-R diet (73.9%, p<0.05). Wethers fed the TKPER-R diet had lower retention of nitrogen (N) and ruminal ammonia nitrogen ($NH_3-N$) contents at 4 h after feeding than those fed the SBM-R diet (p<0.05), which had values similar to the SB-R or SBCR-R diet. The TKPER feeding had higher propionate (C3) and lower butyrate content, as well as lower acetate to propionate ratio (C2:C3) in rumen fluid than SBM feeding at 4 h after feeding (p<0.05). Conclusion: TKPER did not bring any side effect to the wethers although it was lack of fiber, and could be used as a high protein and energy ingredient in concentrate with appropriate roughage to meet the fiber requirement for ruminants.

• 자연과학논문집
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• 제6권1호
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• pp.5-39
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• 1993

한국 해산 남조류(Cyanophyta) 의 목록을 작성하고 분류학적 위치를 확인하기 위하여 우리나라 전해역에서 채집된 남조류를 대상으로 형태분류학적 연구를 시도하였다. 그 결과 동정된 한국 해산 남조류는 총 3목 6과 20속 36종이며, 이 중 14종이 우리나라에서 그 생육이 처음으로 확인된 미기록종 (Chroococcus minutus ($K\"{u}$tzing) $N\"{a}$geli, Merismopedia punctata Meyen, Microcystis ichtyoblabe $K\"u$zing, Dermocarpa leibleiniae (Reinsch) Born. et Thur., Hydrocoleum confluens (Setchell et Gardner) Drouet, Lyngbya sordida (Zanard.) Gomont, Phormidium forveolarum (Mont.) Gomont, Phormidium hansgieri Schmidle, Skujaella hildebrandtii (Gomont.) de Toni, Sphaeronema lithophila (Ercegovic) Umezaki, Spirulina tenerrima $K\"u$tzing, Hormothamnion enteromorphoides Grunow, Michrochaete aeruginea Batters, Michrochaete grisea Thuret ex Born. et flah.)이었다. 본 연구에서는 간섭현미경과 위상차현미경을 이용하여 체형이 미소한 남조류의 현미사진을 작성하였다. 형태학적으로 분류된 각 종을 대상으로 세포내 함유물을 관찰하여 그 중 PHB ($poly-\SS$-hydroxybutyrate) granule의 존재 유무를 조사하였으며, Lyngbya confervoides, Lyngbya semiplena, Phormidium corium, Sirocoleum kurzii, Hormothanmnion enteromorphoides, Calothrix crustacea들은 PHB를 함유하고 있음이 확인되었다. 이 결과는 생리생화학적 특성을 기초로한 남조류의 분류체계를 정립하기 위한 자료로 활용될 수 있을 것이다.

• 유기물자원화
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• 제12권1호
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• pp.49-57
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• 2004

기체 sparging이 수소 발효에 미치는 영향을 알아보기 위하여 기체의 종류($N_2$, $CO_2$) 및 sparging 유량의 변화(100, 200, 300, 400 ml/min)를 달리하여 연속 실험을 수행하였다. Sparging을 한 모든 경우, 하지 않는 경우에 비하여 더 높은 수소 전환율이 관찰되었는데, 이는 sparging을 통한 수소 분압 감소가 수소 발효에 좋은 영향을 끼쳤음을 말해준다. 특히, $CO_2$로 sparging을 하는 경우가 $N_2$에 비하여 더 좋은 결과를 보였으며, Clostridium sp.의 주요 부산물인 뷰틸산의 농도 및 조성비도 $CO_2$ sparging의 경우 훨씬 높았다. $CO_2$로 sparging 하는 경우, sparging 유량의 증가에 따라 수소 전환율이 상승하였지만, $N_2$의 경우는 유량 변동과는 무관하였다. 최적의 조건은 $CO_2$, 300 ml/min로 sparging 하는 경우였고, 이 때, 1.65 mol $H_2/mol$ hexoseconsumed의 높은 수소 전환율과 6.77 L $H_2/g$ VSS/day 의 높은 수소 발생율을 보였다. 전체적으로 $CO_2$로 sparging을 하는 경우가 N2에 비하여 더 좋은 결과를 보였는데, 이는 $CO_2$로 sparging을 하는 경우, 수소 분압 감소에 따른 수소 발효 효율 향상 이외에 높은 $CO_2$분압이 수소 발효에 우호적인 영향을 끼쳤을 것으로 사료된다. 높은 $CO_2$ 분압의 환경이 수소 생성균과 경쟁 관계에 있는 lactic acid bacteria나 acetogen과 같은 미생물에게 저해 작용을 주어 높은 수소 생산이 가능하였다고 판단된다.

• 한국초지조사료학회지
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• 제36권4호
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• pp.309-317
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• 2016

본 연구는 국내산 조사료인 IRG 사일리지의 이용성을 증진하기 위해 다양한 미생물제의 첨가 시 IRG 사일리지의 in vitro 반추위 발효특성 및 소화율에 미치는 영향을 조사하였으며, 미생물제의 접종 후 배양시간이 경과함에 따라 IRG 사일리지의 품질 및 in situ 반추위 소화율에 미치는 영향을 분석하였다. 미생물제로는 LC, BS 및 SC ($2.7{\times}10^7CFU/m{\ell}$)를 사용하였으며, IRG 사일리지에 $0.5{\times}10^4CFU/g$가 되도록 첨가하여 수행하였다. In vitro 실험 결과, 암모니아태 질소 함량은 12시간 배양 시 대조구보다 미생물제 처리구에서 높았고(p<0.05), 총 VFA 농도와 건물 분해율의 경우에도 유의적 차이는 없었지만, 대조구보다 미생물제 처리구에서 증가하였으며, 특히 L. casei에서 높게 나타났다. 미생물제를 접종한 후 5일간 배양한 결과, IRG 사일리지의 pH는 대조구보다 미생물제 처리구에서 낮았으며(p<0.05), 젖산 농도는 배양 1~5일 동안 대조구보다 미생물제 처리구에서 높았으며(p<0.05), 다른 처리구보다 LC-IRGS에서 접종 직후 가장 높았다(p<0.05). In situ 건물 분해율은 대조구보다 모든 처리구에서 증가하는 경향을 나타내었으며, 접종 직후에는 SC-IRGS에서 높았으나 이후 LC-IRGS에서 증가하였다. 본 연구결과를 보면, IRG 사일리지의 이용성을 제고하기 위해 LC, BS 및 SC을 활용한다면 IRG 사일리지의 반추위 내 소화율이 개선될 수 있으며, 특히 IRG 사일리지에 L. casei를 첨가하여 단시간 추가 발효하여 젖소에 급여한다면 IRG 사일리지 내 초산 및 낙산의 감소로 품질 및 소화율 개선에 효과가 있을 것으로 사료된다.

• Journal of Animal Science and Technology
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• 제51권3호
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• pp.241-248
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• 2009

본 연구는 팽이버섯 재배 후 폐기물로 방치되어온 팽이 버섯 폐 배지를 거세한우 사육용 조사료로의 사료적 가치를 규명하기 위해 반추위 누관이 장착된 면양 3두를 이용한 대사시험과 12개월령의 거세한우 24두를 이용하여 20개월령까지 8개월간 사양 실험을 실시하였다. 대사시험의 경우 시판 한우 비육 전기용 배합사료(70%)와 볏짚(30%, 건물 기준)을 급여하였으며(대조구, CON) 시험구의 경우 발효 팽이버섯 폐 배지(fermented spent mushroom compost, FSMC)를 대조구 볏짚 급여량의 30% (FSMC-30) 또는 60% (FSMC-60, 건물 기준) 수준으로 대치하여 급여하였다. 거세한우를 대상으로 한 사양시험 사료 역시 대사시험과 동일한 방법으로 제조된 발효 팽이버섯 폐 배지를 동일한 비율로 볏짚을 대치하여 급여하였다. 면양 반추위액의 pH는 발효팽이버섯 폐 배지가 포함된 시험사료(FSMC-30 및 FSMC-60)에 의한 영향을 받지 않았다. 반추위액의 암모니아의 농도는 사료 급여 후 3시간에서 볏짚의 60%를 FSMC로 대치하여 급여한 처리구(FSMC-60)에서 암모니아 농도가 가장 높았다(P<0.045). Acetate 조성비율은 사료 급여 후 1시간 및 3시간에서 볏짚대신 발효팽이버섯 폐 배지를 60% 대치 급여한 처리구(FSMC-60)에 비하여 볏짚을 급여한 대조구에서 더 높았다(P<0.001). 이와는 반대로 propionate 조성 비율은 모든 반추위액 채취 시간에 걸쳐 FSMC-60 처리구에서 가장 높은 것으로 나타났다(P<0.027~P<0.002). Butyrate의 경우 타 처리구에 비하여 볏짚대신 발효팽이버섯 폐 배지를 30% 대치 급여한 처리구(FSMC-30)에서 사료 급여 30분 전(P<0.031)과 급여 후 1시간(P<0.011) 및 6시간(P<0.039)에 높은 조성 비율을 보였다. Propionate에 대한 acetate의 비율($C_2/C_3$)은 FSMC-60 처리구에서 가장 낮은 것으로 나타났다. 시험사료의 건물(EDDM), 조단백질(EDCP), 조지방(EDEE) 및 NDF(EDNDF) 유효 분해율은 볏짚에 대한 발효팽이버섯 폐 배지 대치에 의한 영향을 받지 않은 것으로 조사되었다. 조단백질(P<0.031)과 NDF (P<0.006)의 전장 소화율은 조사료로서 볏짚만을 급여한 처리구에서 높았지만 발효팽이버섯 폐 배지를 볏짚의 60% 수준으로 대치 급여한 처리구(FSMC-60)에서 가장 낮은 것으로 나타났다. 거세한우의 총 증체량 및 평균 일당증체량은 시험사료에 의한 영향을 받지 않았다.