• 제목/요약/키워드: xylanase fermentation

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Effect of Feeding Ficus infectoria Leaves on Rumen Microbial Profile and Nutrient Utilization in Goats

  • Singh, B.;Chaudhary, L.C.;Agarwal, N.;Kamra, D.N.
    • Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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    • 제24권6호
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    • pp.810-817
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    • 2011
  • A feeding trial was conducted to study the effect of tannin rich Pakar (Ficus infectoria) leaves on microbial profile, rumen fermentation and nutrient utilization in goats. Eight goats divided in two groups were fed pakar leaves (experimental group) and green oats (control group) as sole roughage source along with a fixed quantity of concentrate mixture for a period of 3 months. Two metabolic trials of six days duration were conducted after 30 and 90 days of experimental feeding. The dry matter intake was significantly higher (p<0.05) and digestibility's of DM, OM, CP, EE, NDF and ADF were reduced in experimental as compared with the control group. The TDN intake was similar (236.52 vs. 240.39 g/d) in both the groups. All the animals were in positive nitrogen balance. The concentration of ammonia nitrogen, TVFA, lactic acid and activities of xylanase and protease were reduced in pakar leaves fed goats. The rumen microbial profile as obtained by MPN technique showed no change in total bacterial population but total fungi and cellulolytic bacteria were reduced (p<0.05), whereas, tannin degrading/tolerant bacteria increased with the feeding of pakar leaves. Real time PCR data revealed a decrease in Ruminococcus flavefaciens, an increase in methanogens and no change in the Fibrobacter succinogenes population by feeding of pakar leaves.

Production performances and antioxidant activities of laying hens fed Aspergillus oryzae and phytase co-fermented wheat bran

  • Huang, Chung Ming;Chuang, Wen Yang;Lin, Wei Chih;Lin, Li Jen;Chang, Sheng Chang;Lee, Tzu Tai
    • Animal Bioscience
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    • 제34권3_spc호
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    • pp.371-384
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    • 2021
  • Objective: Wheat bran (WB) was co-fermented with Aspergillus oryzae and phytase (Phy) to determine whether co-fermentation improve WB phosphorus and fiber utilization in Isa-brown layers. Methods: A total of 112 Isa brown layer were randomly divided into 7 treatments with 8 replicates per a treatment and 2 hens per a replicate. The treatments included basal diet (control), basal diet supplemented with 250 unit/kg Phy (control+Phy), diet with 10% WB (10% WB), diet with 5% WB and 250 unit/kg Phy (5% WB+Phy) diet with 10% WB and 250 unit/kg Phy (10% WB+Phy), diet with 5% fermented WB supplemented with molasses and phy (PCFWH) and 125 unit/kg Phy (5% PCFWH), and diet with 10% PCFWH (10% PCFWH). The intestinal microbial population, intestinal morphology, serum antioxidant enzyme activities, and excreta phosphorus content were assessed. Results: In PCFWH, spore counts, protease activity, xylanase activity, and ferulic acid were 8.50 log/g dry matter (DM), 190 unit/g DM, 120 unit/g DM, and 127 ㎍/g, respectively. Xylobiose and xylotriose were released in PCFWH, while they were not detectable in WB. Antioxidant capacity was also enhanced in PCFWH compared to WB. The 10% WB+Phy and 10% PCFWH groups produced higher egg mass, but hens fed 5% WB+Phy had the lowest amount of feed intake. Eggs from 10% PCFWH had better eggshell weight, eggshell strength, and eggshell thickness. Birds fed with 10% PCFWH also had higher serum superoxide dismutase and catalase activities. Compare to control, 10% PCFWH significantly reduced excreta phosphorus content. Conclusion: Diet inclusion of 10% PCFWH improved egg quality, antioxidant status, and excreta phosphorus content of laying hens.

제주민속 좁쌀약주 발효를 위한 우수균주의 선발 (Screening of Brewing Yeasts and Saccharifying Molds for Foxtail Millet-Wine Making)

  • 김지용;고정삼
    • Applied Biological Chemistry
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    • 제47권1호
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    • pp.78-84
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    • 2004
  • 제주민속주인 좁쌀약주의 주질 개선을 위하여 전국에서 수집된 35종의 누룩으로부터 우수 곰팡이와 효모를 분리하였다. 수집된 누룩의 균수는 1 g당 곰팡이가 $6.4{\times}10^5{\sim}4.5{\times}10^7$개, 효모는 $1.4{\times}10^4{\sim}7.7{\times}10^7$개로 나타났다. 이 중에서 곰팡이 169균주, 효모 103균주를 분리하였으며 전분당화력이 좋은 곰팡이 16균주와 내당성 및 내알로올성이 강한 효모 1균주를 선발하였다. 분리된 곰팡이 균주들의 효소활성을 측정한 결과 A8-3이 glucoamylase활성, 액화력, xylanase 활성이 가장 높았고, B23-3은 당화력이 가장 우수하였다. 우수효모를 선발하기 위하여 pH,무게 감량, 내당성, 내알코올성 등을 측정한 결과, Saccharomyces속으로 추정된 A10-4가 가장 우수하였다. 같은 원료비율로 만든 누룩에 우수균주를 접종하였을 때, 단일 균주를 처리할 때보다 A8-3과 B23-3인 두 균주를 혼합하여 처리한 경우가 당화력이 높게 나타났다. 누룩을 원반형의 누룩과 팰릿(개량형) 형태로 만들어 혼합종균 배양액을 접종한 후 당화력을 측정한 결과, 비슷한 당화력을 나타내었다. 개량형 누룩을 사용하여 양조하는 경우, 좁쌀주 양조에 발효효율을 높일 수 있을 것으로 판단되었다. 수집된 누룩은 수분이 $10{\sim}13%$, 총당은 $55{\sim}70%$조 단백질은 $10{\sim}18%$조지방은 $0.2{\sim}1.0%$,회분은 $1.8{\sim}2.1%$이었다. 본 연구에서 제조한 누룩은 수분이 $12{\sim}15%$,총 당은 $61{\sim}71%$, 조단백질은 $15{\sim}20%$, 조지방은 $0.4{\sim}1.5%$, 회분은 $1.1{\sim}1.5%$이었다.

섬유소 분해균을 이용한 건조 청보리 발효사료가 돼지의 In vitro 발효 특성에 미치는 영향 (Effects of Dried Whole Crop Barley Treated with Cellulolytic Microorganisms on In Vitro Fermentation Characteristics in Swine)

  • 박도연;박중국;조성백;김창현
    • 한국초지조사료학회지
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    • 제30권2호
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    • pp.179-190
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    • 2010
  • 본 연구는 높은 섬유소 분해력을 검증 받은 Aspergillus niger (KCCM 60357)와 Bacillus licheniformis (KCCM 40934)를 단독 및 혼합 배양한 미생물제제로 양돈용 청보리 발효사료를 제조하였을 때 사료 성상변화, in vitro 대장발효 및 전장소화율에 미치는 영향을 평가하였다. 실험 설계는 건조 청보리 (control), A. niger (control + A. niger), B. licheniformis (control + B. licheniformis) 및 Mixture (control + Aspergillus niger + Bacillus licheniformis)구로, 균주를 첨가시킨 발효사료에 따라 네 처리군으로 나누었다. 사료 성분변화는 발효사료의 일반 성분분석을 통해 확인하였으며, 그 결과 A. niger 및 B. licheniformis구에서 조단백질과 조지방 함량이 유의하게 증가하였다 (p<0.05). In vitro 대장발효성상의 변화는 배양 후 24시간에 건물 분해율이 A. niger와 Mixture구에서 각각 55 및 57.42%로 대조구 및 B. licheniformis구와 비교하여 유의하게 높았다 (p<0.05). 가스 발생량은 대조구에서 유의적으로 가장 높았으며, 메탄가스 농도는 모든 처리구가 대조구에 비해 증가되었다. pH는 대조구를 비롯한 모든 처리구가 6.8 로 확인되었으며, 암모니아 질소는 모든 발효사료에서 유의하게 증가되었다. Xylanase 활력은 A. niger구가 유의적으로 높았으며 모든 처리구의 활력이 증가하였다 (p<0.05). 총 VFA 농도는 배양 후 24시간에 B. licheniformis구에서 높은 농도 (12.61mM)를 보여주며 VFA 개선효과를 나타냈다 (p<0.05). In vitro 전장 소화율은 B. licheniformis구에서 49.61%로 대조구의 45.65% 보다 소화율이 유의적으로 증진되었다(p<0.05). 따라서 본 실험에 사용된 미생물을 이용하여 청보리 발효사료를 제조하였을 때 전장 소화율 및 대장발효 환경 개선에 충분한 효과가 있을 것으로 기대된다.

담자균(擔子菌)을 이용(利用)한 발효(醱酵) 사료(飼料)에 관한 연구(硏究) (Conversion of Fermented Feed by Basidiomycetes)

  • 홍재식;김중만;정진철;이태규;김동한;김명곤;이극로
    • 한국균학회지
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    • 제13권3호
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    • pp.157-168
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    • 1985
  • 담자균(擔子菌)을 이용한 발효사료(醱酵飼料)를 제조(製造)할 목적(目的)으로 분리(分離)한 균주(菌株)의 균생육(菌生育) 속도(速度)와 섬유소분해능(纖維素分解能)((여과지(濾過紙) 붕괴법(崩壞法)과 CMC 액화법(液化法))을 비교(比較)하여 1차 5균주(菌株)를 선별(選別)하였고 1차 선별(選別)된 균주(菌株)를 볏짚배지(培地)에서 생육(生育) 속도(速度)와 CMCase, xylanase, protease 활성(活性)을 비교(比較)하여 Lyophyllum decastes를 선정(選定)하였다. Lyophyllum decastes의 균생육(菌生育)과 효소생산(酵素生産)을 위한 배양(培養) 최적(最適) 조건(條件)은 $25{\sim}30^{\circ}C,\;pH\;6.0{\sim}7.0$, 수분(水分) $70{\sim}75\;%$ 범위였으며 효소생산(酵素生産)은 15일 배양시(培養時) 좋았다. 부원료(副原料)로 미곡(米穀) $30{\sim}40\;%$, 들깨묵 $10{\sim}20\;%$의 첨가(添加)로 효소생산(酵素生産)은 증가(增加)되나 균생육(菌生育)은 늦었으며 무기염(無機鹽)으로 $0.36{\sim}0.72\;%$$(NH_4)_2HPO_4$ 첨가(添加)가 효과적(效果的)이었다. 볏짚을 40 mesh 이하로 분비(粉碑)하거나 $0.5\;kg/cm^2$의 증기압(蒸氣壓)으로 처리(處理)하면 균생육(菌生育)은 조금 늦으나 효소생산(酵素生産)에는 효과적(效果的)이었다. 알칼리 처리중(處理中) $Ca(OH)_2$ 처리(處理)가 균생육(菌生育)이나 효소생산(酵素生産)에 좋았고 NaOH의 농도(濃度)가 증가(增加)하면 균생육(菌生育)이나 효소생산(酵素生産)은 낮았다. 볏짚발효시(醱酵時) 발효(醱酵)가 진행됨에 따라 회분(灰分), 환원당(還元糖), 총실소(總室素)는 증가(增加)하였고 섬유소(纖維素), lignin, pentosan은 감소(減少)하였다. 알칼리 처리시(處理時) 회분(灰分), 총실소(總室素), lignin은 감소(減少)하였고 환원당(還元糖)과 섬유소(纖維素)는 증가(增加)하였으며 NaOH의 농도(濃度)가 증가(增加)할수록 변화(變化)는 심하였다. 발효(醱酵)가 진행됨에 따라 in vitro dry matter 소화율(消化率)은 증가(增加)하여 발효초기(醱酵初期) 55.03 %에서 45일 발효후(醱酵後)는 62.72 %로 증가(增加)하였다. 알칼리 처리시(處理時)는 KOH, NaOH의 처리(處理)가 효과적(效果的)이었으며 NaOH의 농도(濃度)가 증가(增加)하면 소화율(消化率)은 증가(增加)하였고 알칼리 전처리(前處理) 볏짚의 발효사료(醱酵飼料) 제조시(製造時)도 소화율(消化率)의 향상을 가져 왔다.

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Effects of Increasing Level of Dietary Rice Straw on Chewing Activity, Ruminal Fermentation and Fibrolytic Enzyme Activity in Growing Goats

  • Wanga, M.;Zhaoa, X.G.;Tan, Z.L.;Tang, S.X.;Zhou, C.S.;Sun, Z.H.;Han, X.F.;Wang, C.W.
    • Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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    • 제23권8호
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    • pp.1022-1027
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    • 2010
  • Effects of increasing dietary rice straw on chewing activity, ruminal fermentation, and fibrolytic enzyme activity in growing goats were investigated in a $4{\times}4$ Latin Square experiment. The goats were offered four diets with an increasing proportion of rice straw (i.e. 0.05, 0.10, 0.15 and 0.20, respectively, on dry matter basis). Increasing level of rice straw increased ($P_{linear\;effect}$ <0.05) the time spent on eating, ruminating, and chewing. The ruminal pH and acetate: propionate ratio were increased ($P_{linear\;effect}$ <0.05), while the $NH_3$-N concentration was decreased ($P_{linear\;effect}$ <0.01). Increasing level of rice straw in the diet increased ($P_{linear\;effect}{\leq}0.01$) molar proportion of acetate and isovalerate, and decreased ($P_{linear\;effect}$ <0.01) molar proportion of propionate. The CMCase, xylanase and cellobiase activities in the rumen were decreased ($P_{linear\;effect}$ <0.05) with increasing level of dietary rice straw, whereas the avicelase activity was increased ($P_{linear\;effect}$ <0.01). In summary, increased level of rice straw elevated the dietary neutral detergent fibre (NDF) content in the diet and had a great impact on chewing activity and ruminal fermentation.

Effects of Non-ionic Surfactants on Enzyme Distributions of Rumen Contents, Anaerobic Growth of Rumen Microbes, Rumen Fermentation Characteristics and Performances of Lactating Cows

  • Lee, S.S.;Ahn, B.H.;Kim, H.S.;Kim, C.H.;Cheng, K.-J.;Ha, J.K.
    • Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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    • 제16권1호
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    • pp.104-115
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    • 2003
  • A series of experiments was carried out to determine the possibility for the non-ionic surfactant (NIS) as a feed additive for ruminant animals. The effect of the NIS on (1) the enzyme distribution in the rumen fluids of Hereford bulls, (2) the growth of pure culture of rumen bacteria and (3) rumen anaerobic fungi, (4) the ruminal fermentation characteristics of Korean native cattle (Hanwoo), and (5) the performances of Holstein dairy cows were investigated. When NIS was added to rumen fluid at the level of 0.05 and 0.1% (v/v), the total and specific activities of cell-free enzymes were significantly (p<0.01) increased, but those of cell-bound enzymes were slightly decreased, but not statistically significant. The growth rates of ruminal noncellulolytic species (Ruminobacter amylophilus, Megasphaera elsdenii, Prevotella ruminicola and Selenomonas ruminantium) were significantly (p<0.01) increased by the addition of NIS at both concentrations tested. However, the growth rate of ruminal cellulolytic bacteria (Fibrobacter succinogenes, Ruminococcus albus, Ruminococcus flavefaciens and Butyrivibrio fibrisolvens) were slightly increased or not affected by the NIS. In general, NIS appears to effect Gram-negative bacteria more than Gram-positive bacteria; and non-cellulolytic bacteria more than cellulolytic bacteria. The growth rates of ruminal monocentric fungi (Neocallimastix patriciarum and Piromyces communis) and polycentric fungi (Orpinomyces joyonii and Anaeromyces mucronatus) were also significantly (p<0.01) increased by the addition of NIS at all concentrations tested. When NIS was administrated to the rumen of Hanwoo, Total VFA and ammonia-N concentrations, the microbial cell growth rate, CMCase and xylanase activities in the rumen increased with statistical difference (p<0.01), but NIS administration did not affect at the time of 0 and 9 h post-feeding. Addition of NIS to TMR resulted in increased TMR intake and increased milk production by Holstein cows and decreased body condition scores. The NEFA and corticoid concentrations in the blood were lowered by the addition of NIS. These results indicated that the addition of NIS may greatly stimulate the release of some kinds of enzymes from microbial cells, and stimulate the growth rates of a range of anaerobic ruminal microorganisms, and also stimulate the rumen fermentation characteristics and animal performances. Our data indicates potential uses of the NIS as a feed additive for ruminant animals.

Xanthan Gum Production from Hydrolyzed Rice Bran as a Carbon Source by Xanthomonas spp.

  • Demirci, Ahmet Sukru;Arici, Muhammet;Gumus, Tuncay
    • 한국미생물·생명공학회지
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    • 제40권4호
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    • pp.356-363
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    • 2012
  • The aim of this study was to utilize rice bran, the main waste product of paddy processing, in xanthan gum production by Xanthomonas campestris fermentation. Deffated rice bran was enzymatically hydrolyzed using cellulase, gluco-amylase, alpha-amylase and xylanase at various pHs and temperatures within 0-12 h. The highest sugar content reached at $35^{\circ}C$, pH 5.5 in 6 h with 41.66%. The enzymatic hydrolysate was used as the carbon source for xanthan gum production by X. campestris NRRL B-1459 and X. campestris pv. campestris. The highest productivities obtained were 21.87 and 17.10 g/L, respectively. Viscosity measurement for the obtained xanthan gums and commercial gum was carried out in gum solutions at various pHs and temperatures. The highest viscosity was reached with 1% gum solutions at $20^{\circ}C$ and pH 5.5 for all gums with viscosity values of 470, 131 and 138 mPa sec, respectively. This work has provided relevant scientific information about the use of rice bran, an abundant agroindustrial residue, to produce xanthan gum.

버섯부산물 퇴적발효 시 섬유소 분해균 접종이 섬유소 분해성 효소 활력과 면양의 영양소 이용성에 미치는 영향 (Effects of Cellulolytic Microbes Inoculation During Deep Stacking of Spent Mushroom Substrates on Cellulolytic Enzyme Activity and Nutrients Utilization by Sheep)

  • 김영일;정세형;양시용;허정원;곽완섭
    • Journal of Animal Science and Technology
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    • 제49권5호
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    • pp.667-676
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    • 2007
  • 본 연구는 톱밥주원료의 병재배 버섯폐배지의 퇴적발효 간 섬유소분해성 미생물 첨가가 발효물의 발효 성상, 균수 및 효소 활력에 미치는 영향을 평가하고, 미생물 처리한 버섯폐배지 급여시 면양의 영양소 이용성에 미치는 효과를 구명하고자 실시하였다. 면양 대사시험의 경우, 면양 6두를 공시하여 배합사료, 볏짚 그리고 버섯폐배지를 각각 70:15:15(건물기준)의 비율로 급여하였다. 처리구의 버섯폐배지는 퇴적발효 시 4종의 섬유소 분해균(201-3, 201-7, 206-3, 3)을 접종하였다. 1.2 M/T 규모의 버섯폐배지의 퇴적발효 온도는 발효 7일 이내에 50 ℃ 내외에 도달하였다. 고온의 발효열에 의해 발효 전과 비교해서 발효 후에는 대조구와 균처리구 모두 총균수가 현저히 감소하였고(P<0.05), 처리에 따른 차이는 없었다(P>0.05). 섬유소 분해효소의 활력에 있어서, CMCase와 xylanase의 활력은 퇴적발효 처리에 의해 공히 현저히 감소하였다(P<0.05). 발효 후에는 대조구와 비교해서 미생물 처리구에서 CMCase 활력은 2.5배 정도, xylanase 활력은 4배 정도 더 높았다(P<0.05). 리그닌 분해 효소인 laccase와 MnP의 활력은 미생물 처리에 따른 차이는 없었다. 면양대사시험 결과, 버섯폐배지를 볏짚 급여량의 50%(총사료의 15%)와 대체하였을 때(건물기준) 미생물 처리한 폐배지 발효물 급여 시에는 무처리 폐배지 발효물 급여시와 비교하여 면양체내에서의 ash(P=0.051), NFE(P=0.071), hemicellulose(P=0.087) 및 NDF(P=0.096)의 전장 소화율은 증가하는 경향이었으며, 체내 질소 균형은 차이가 없었다(P>0.05). 따라서 이러한 연구 결과는 톱밥주원료 버섯폐배지의 발효사료화 시 섬유소분해성 미생물 처리는 반추동물에 의한 폐배지 영양소의 체내 이용성을 향상시킬 수 있음을 시사해 주고 있다.

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.