This study was aimed to determine the effects of hybrid and inoculant on in vitro rumen digestibility and rumen fermentation indices of corn silage. Two corn hybrids(Kwangpyeongok (KW) vs. Pioneer 1543(PI)) were ensiled for 100 days with two inoculants(L. plantarum(LP) vs. L. buchneri(LB)) applied at 1.2 × 105 cfu/g of fresh forage. Silages were incubated in rumen fluid medium at 39℃ for 72 hours. Both of KW and PI had no difference(p>0.05) on in vitro digestibility of dry matter(IVDMD) and neutral detergent fiber(IVNDFD), while application of LB produced higher(p<0.05) IVDMD and IVNDFD than LP. Hybrid and inoculant applications did not affect(p>0.05) total gas volume, ammonia-N, total VFA, and acetate concentrations in the rumen. Applied LB was higher(p<0.05) propionate concentration than LP, while hybrids had no effect(p>0.05). Furthermore, the interaction effect(p<0.05) was occurred in propionate concentration. Butyrate concentration did not affected(p>0.05) by hybrid and inoculant applications, but there was an interaction effect between hybrid and inoculant(p<0.05). Applications of hybrid and inoculant had effects(p<0.05) on iso-butyrate and valerate, without any interaction effects(p>0.05). This study concluded that application of KW and PI has no effects on in vitro rumen digestibility and rumen fermentation indices of corn silage, while application of LB increase the rumen digestibility in both of corn hybrids.

본 시험은 항염에 효과가 있다고 알려진 식물 추출물의 첨가가 반추위 발효와 메탄 생성에 미치는 영 향을 알아보기 위해 in vitro 실험을 수행하였다. 항염과 항산화 효과가 있는 산뽕나무, 뽕나무, 예덕나 무, 오동나무, 방아풀과 은행나무 6종을 선발하였다. 반추위액과 McDougall buffer 혼합액 15mL과 티 모시 0.3g, 각각의 추출물을 기질의 5%로 넣고 39℃에서 3, 9, 12, 24, 48 그리고 72시간 배양하였다. 항염 효과가 있는 식물 추출물의 첨가는 반추위 발효 성상(pH, 건물소화율, Glucose 농도, 암모니아 농도, 단백질 농도, 미생물 성장량, 휘발성지방산)에는 영향을 미치지 않았다. 총 가스 발생량은 각기 다른 양상을 보였으며, 이산화탄소 발생량은 48시간대에서 예덕나무와 방아풀에서 대조구에 비해 유의 적(p<0.05)으로 높았다. 또한 메탄 발생량은 배양 초기에는 대조구보다 첨가구에서 유의적(p<0.05)으로 감소하였으나, 발효가 진행될수록 대조구에 비해 첨가구에서 더 많은 메탄이 발생하였다. Polyphenol과 flavonoid는 은행나무 추출물구에서 가장 높았다. 본 시험의 결과에서 항염에 효과가 있는 식물 추출물 을 in vitro 반추위 배양액에 첨가하였을 때, 반추위 발효에는 영향을 미치지 않았고, 메탄은 초기 발효 에 저감 효과가 있는 것으로 사료된다.

This research was conducted to investigate the effects of feeding high and low forage diets with different forage sources on rumen fermentation characteristics and blood parameters of Holstein cows during the dry period. Eight Holstein cows were completely randomized assigned to two groups and repeated measurement was utilized in the analysis. Cows in two treatments were fed with diets with high (F:C = 70:30, 70F; forage source: mixed-sowing whole crop barley and Italian ryegrass silage, BIRG) and low (F:C = 55:45, 55F; forage source: tall fescue hay, TF) forage level. Rumen fluid pH was higher in 70F group. Levels of acetic acid, propionic acid, and butyric acid showed a similar pattern: from the lowest value at 07:30 h to the highest at 10:30 h and then decreased in both groups. The ratio of acetic acid to propionic acid was significantly higher (p < 0.05) in 55F group at 09:30 and 10:30 h. Rumen fluid NH3-N concentrations were significantly higher (p < 0.05) in 70F group at 09:30 and 10:30 h. Blood urea nitrogen was significantly higher (p < 0.05) in 70F group. It was concluded that BIRG based diet with a high forage level had no adverse effects on rumen fermentation, some blood chemical parameters, and immune system in dry Holstein cows and could be used as a forage source instead of imported TF.

This study was to research the relationships between rice straw degradation and changes of fibrolytic bacteria population during the in vitro rumen fermentation. Dry matter(DM) digestion of rice straw and population of fibrolytic bacteria were measured at the 0. 4, 8, 12 and 48 hours during the incubation. The populations of F. succinogenes. R. albus and R. flavefaciens were defined as log copy number of 16S rDNA by technical method of Quantitative real-time PCR. Total population of F. succinogenes, R. flavefaciens and R. albus was sum of bactera attached on rice straw and suspended in medium. It's population was increased with incubation, reached top level of 29.0 Log copy No at the 24 hour and then decreased. In the meantime, DM digestion of rice straw showed the higher increasement from the 8 hour to the 24 hour than from the 0 hour to the 8 hour, and then a slowdown in increasing trend of digestibility. Attachments of F. succinogenes, R. flavefaciens and R. albus were detected immediately after start of in vitro rumen incubation. At the same time, the colonized bacterial share were respectively 34.5%, 84.4% and 67.9% in total population. All of them was reached the highest colonized bacterial share above 94.7% at the 4 hour incubation. However population of attached bacteria was shown the highest level at the 12 hour or the 24 hour incubation. Kinetics of colonization were formed area of top speed from the 12 hour to the 24 hour and respectively reached 10.33, 9.28 및 8.30 Log copy No/h/g DM at the 24 hour by F. succinogenes, R. flavefaciens and R. albus. The kinetics of rice straw degradation was formed top level of 0.95% DM/h at the 24 hour. The present results gave clear evidence that degradation of rice straw was increased with the development of total fibrolytic bacteria in process of rumen fermentation. Also, their attachment was largely occurred immediately after insertion of rice straw, the colonized bacteria was actively proliferated, and then degradation of rice straw was maximized.

본 연구는 약용실물 수피 추출물을 이용하여 in vitro 반추위 발효성상 및 반추위 메탄 발생에 미치 는 영향을 알아보기 위해 수행되었다. 공시재료는 무궁화, 음나무, 팽나무, 두충 및 후박나무 추출물을 사용하였다. McDougall’s buffer와 반추위액을 2:1 비율로 혼합한 발효액을 티모시 0.3g과 식물 추출 물이 담긴 50mL serum bottle에 혐기상태로 20mL 분주한 뒤, 39℃에서 3, 6, 9, 12, 24, 48 및 72시 간 동안 발효하였다. 약용식물 수피 추출물을 첨가하였을 때 반추위 발효 성상(pH, 건물소화율, 암모니 아태 질소, 미생물 성장량)에는 영향을 미치지 않았다. 배양 6시간대에 두충 추출물 첨가구에서 acetate의 농도가 대조구에 비해 유의적(p<0.05)으로 낮고, 메탄의 기질인 이산화탄소의 발생량이 대조 구에 비해 유의적(p<0.05)으로 낮아 메탄 저감 효과를 기대하였으나 메탄 저감효과는 없었다. 메탄생성 박테리아인 Methanogen archaea의 경우 무궁화 추출물 첨가구를 제외한 전 추출물 첨가구에서 대조구 에 비해 유의적(p<0.05)으로 높았으나 메탄발생량에는 유의적(p<0.05)인 차이가 없었다. 추후 첨가 농 도를 달리하거나 flavonoid 함량을 측정하는 실험이 필요한 것으로 사료되며, 메탄생성박테리아를 감소 시키는 연구도 추가적으로 필요할 것으로 생각된다

This study was conducted to investigate the effects of antiprotozoal plant extracts on in vitro ruminal fermentation and methane emission. Ruminal contents were collected from two ruminally-fistulated steers (Average BW: 450±30 kg) consuming 60% Timothy hay and 40% concentrate with free access to water and mineral block. Plant extracts, Lonicera japonica, Torreya nucifera, Zanthoxylum schinifolium, Poncirus trifoliate and Citrus junos, which have been known to have antiprotozoal and antiparasitic effects were added (5% of substrate) to the in vitro ruminal fermentation bottles containing the mixture of rumen fluid and McDougall’s buffer. The McDougall buffer (1000 ml) and ruminal inoculums (500 ml) were combined and 20 ml added to the 50 ml fermentation vessels containing 300 mg of substrate (DM basis). The fermentation vessels were placed in an incubator at 39°C for 3, 6, 9, 12, 24, 48 and 72 h with shaking. Plant extracts addition was decreased (p<0.05) acetate:propionate compared with control except with T. nucifera addition. Total gas production was increased (p<0.05), whereas methane emission was decreased (p<0.05) by all plant extracts compared with control at 12 h incubation. Methane emission at 24 h incubation was decreased for Lonicera japonica, Torreya nucifera, and Zanthoxylum schinifolium compared with control as well. In addition, methanogenic archaea was decreased (p<0.05) by all plant extracts at the 12 h incubation. These results indicate that the plant extracts may decrease methane emission by inhibiting methanogenesis without the decrease of total gas production in 12 h in vitro ruminal fermentation. Therefore, plant extracts which have the antiprotozoal effect may be promising feed additives for ruminants as a methane inhibitor

The present in vitro study was conducted to examine the effect of buffer solubility of eight protein feeds (coconut meal, distillers grain, sesame meal, perilla meal, soy source cake, rape seed meal, soybean meal and lupine) on the fermentation characteristics, degradability of dry matter (DM) and crude protein (CP), and methane (CH4) production by rumen microbes. Buffer extraction increased pH (P<0.05 ~ p<0.001) of the culture solution but tended to lower ammonia- N concentration for all protein feeds. Total volatile fatty acids(VFAs) and each VFAs concentrations in all incubation was decreased by buffer extraction (P<0.01 ~ P<0.001). Also, molar proportion of acetate in 1h (P<0.001), 3h (P<0.01) and 12h (P<0.05) incubations and molar proportion of propionate in 1h (P<0.001), 3h (P<0.01), 6h (P<0.05) and 12h (P<0.05) were decreased by buffer extraction. But molar proportion of butyrate in 1h (P<0.001), 3h (P<0.01) and 6h (P<0.05) were increased by buffer extraction. The in vitro effective degradability of dry matter (P<0.001) and CP (P<0.001) was decreased by buffer extraction. The methane production (P<0.01~P<0.001) in all incubation was decreased by buffer extraction. The results from in the current study might be useful for diet formulation to improve the feed efficiency of the ruminant animals without massive loss of major nutrients.

본 연구는 탄닌 함유 식물 추출물을 이용하여 in vitro 반추위 발효성상, 미생물 성장 및 메탄생성에 미치는 영향을 알아보고자 수행하였다. 반추위액은 농후사료와 조사료(timothy)를 40:60의 비율로 급 여한 반추위 cannula가 시술된 한우 암소에서 채취하였다. 본 실험에 사용한 식물 추출물은 상수리나 무(Quercus acutissima), 밤나무(Castanea crenata), 참가시나무(Quercus salicina), 졸참나무 (Quercus serrata) 그리고 떡갈나무(Quercus dentata)를 사용하였으며, 식물 추출물은 한국식물추출물 은행에서 분양받아 사용하였다. 반추위액과 McDougall buffer를 1:2의 비율로 혼합한 배양액을 0.3g timothy와 식물 추출물(기질의 5%)이 담긴 50mL serum bottle에 혐기상태로 15mL를 분주하였다. Serum bottle은 39℃, 120rpm으로 3, 6, 9, 12, 24, 48 및 72시간 동안 배양하였다. 본 실험 결과 배 양 시간이 지날수록 pH는 점점 감소하였으며, 정상범위에 포함되었다. 건물소화율은 대조구에 비해 첨 가구에서 유의적(p<0.05)으로 낮았다. 암모니아, 총 가스 생산량 및 이산화탄소 발생량은 대조구에 비 해 첨가구에서 유의적(p<0.05)으로 차이가 없었으나, 24시간 메탄 발생량은 대조구에 비해 전 첨가구에 서 유의적(p<0.05)으로 낮았다. 미생물 성장량은 첨가구에 따라 각각 다른 양상을 나타내었고, acetic acid 및 propionic acid는 대조구에 비해 첨가구에서 유의적(p<0.05)으로 낮았다. Real-Time PCR에서 섬유소 박테리아(R. albus, R. flavefaciens) 및 메탄 생성균(Ciliate associated methanogen)은 대조 군에 비해 유의적(p<0.05)으로 감소하였다. 결과적으로 본 실험에 사용한 탄닌 함유 식물 추출물 5종 모두 반추위 발효에 영향을 미치지 않으며, 메탄저감 효과를 나타내었다. 특히 상수리나무에서 반추위 발효성상에 악영향을 미치지 않으며 메탄 발생을 저감하는 식물 추출물로 적합하다고 생각된다.

This study was conducted to examine the effects of defaunation (removal of live protozoa) on fermentation characteristics, degradation of ryegrass hay and CH4 (methane) production by rumen microbes when incubated with plant oils (SO, sunflower oil and LO, linseed oil) in vitro. Sodium lauryl sulfate (0.000375 g/ml) as a defaunation reagent was added into the culture solution and incubated anaerobically up to 24 h at 39℃. pH from defaunation was increased for all treatments from 6 h incubation times (p<0.01-0.001) compared with those from fauantion. Concentration of ammonia-N from defaunation is higher than that from faunation at 3 h (p<0.001), 12 h (p<0.05) and 24 h (p<0.001) incubation times. Defaunation decreased (p<0.01-0.001) total volatile fatty acid concentration at all incubation times. Molar proportions of C2 (acetate, p<0.05-0.001) and butyrate (p<0.01-0.001) were also decreased by defaunation at all incubation times. Molar proportion of C3 (propionate), however, was increased by defaunation at all incubation times (p<0.001). Thus the rate of C2 to C3 was decreased by defaunation at all incubation times (p<0.001). Defaunation decreased ED (effective degradability) of dry matter (p<0.001) and ED of neutral detergent fiber (p<0.001) of ryegrass hay. Defaunation decreased total gas, CH4 production, CH4 % in total gas and CH4/CO2 at all incubation times (p<0.001). Oil supplementation decreased total gas (p<0.05-0.001), CH4 production (p<0.001) and CH4 % in total gas (p<0.001) compared with control at all incubation times. The result of this study showed that defaunation combined with oil supplementation may cause an alteration of microbial communities and further medicate the fermentation pattern, resulting in both reduction of degradation of ryegrass hay and CH4 production. No difference, however, was observed in all the examinations between SO and LO.

본 연구는 포화지방산과 불포화 지방산 첨가가 반추위 발효성상과 효소활력에 미치는 영향을 알아보기 위하여 Piromyces communis 곰팡이를 이용하여 in vitro 발효 시험을 실시하였다. 시험 Ⅰ과 Ⅱ의 대조구에는 지방산을 첨가하지 않았고, 처리구는 시험Ⅰ에서 palmitic acid, stearic acid, oleic acid를 첨가하였고, 실험 Ⅱ에서는 linoleic acid, linolenic acid, arachidonic acid를 첨가하였다. 두 실험 모두 39℃에서 7일간 (2, 3, 4, 6 및 7일) 실시되었다. 시험 Ⅰ의 가스발생량은 불포화 지방산인 oleic acid에서 가장 많이 생성되었고 H2가스의 비율은 가장 낮았다. 시험 Ⅱ의 linoleic acid 첨가구에서 2일에서 6일까지의 가스 발생량은 대조구에 비해 높았지만 이후에는 낮았다. 수소가스 생성비율은 linoleic acid 첨가구에서 가장 많았고 linolenic acid 첨가구에서 가장 낮았다. 또한 시험 Ⅰ의 pH는 6.63에서 5.85로, 시험 Ⅱ에서는 6.59에서 5.40으로 낮아졌다. Carboxymethylcellulase 활력은 발효시간(day) 경과에 따라 증가하는 경향이었고, 특히 arachidonic acid 첨가구의 증가폭이 컸다. 본 실험의 결과는 반추동물의 사료에 불포화지방산을 첨가하면 반추위곰팡이가 생성하는 수소를 불포화 지방산이 이용하여 메탄생성 억제에 도움이 될 것으로 기대된다.

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). NH3-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 FSCC처리구가 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 6~12시간대에는 FSC 처리구에 유의하게 높았고(p<0.05), 배양 24시간대에는 FSCS 처리구에서 가장 높았다(p<0.05). Acetate 농도는 배양 0~12시간대에 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). CH4 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 CH4 가스 생성량을 나타내었고(p<0.05), 사자발약쑥과 커피박 함량이 증가할수록 CH4 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 6~8시간대부터 반추위 내 미생물 작용이 높아지는 특징을 나타내었으나, 배양 시작 후 6~8시간대까지 gas 생성량 및 CH4 가스 발생량은 낮아지는 특징을 나타내었다. 이와 같은 결론은 FSC는 젖소용 TMR 사료원 대체 효과가 높으며, TMR사료원 중 FSCS와 FSCC 대체효과는 배양 초기 다소 낮은 반추위 내 미생물 발효 특성을 나타내었으나 CH4 저감효과를 나타내었다. 또한 배양 후기에는 SC와 FSC의 반추위 내 미생물 발효 특성과 비슷한 경향을 나타내어 TMR 사료원으로써 이용 가치가 높을 것으로 사료된다.

한약추출 부산물의 영양가치 및 사료 가치를 평가하기 위해 in vitro 반추위 분해 시험을 하였다. 시험에 사용한 10가지 한약추출 부산물은 인삼(Ginseng radix alba), 백복령(Hoelen), 감초(Glycyrrhizaeradix), 당귀(Angelicae gigantis radix), 천궁(Cnidii rhizoma), 작약 (Paeoniae radix), 황기 (Astragali radix), 생강(Zingiberis rhizoma crudus), 대추(Ziziphi fructus), 진피(Aurantii nobilis pericarpium)로 한약재 중 빈번하게 사용하는 약재이다. In vitro 시험을 위해 50 mL serum bottle에 혐기상태로 McDougall's buffer와 반추위액을 2:1비율로 15 mL을 넣었다. 한약추출 부산물은 timothy(300 mg)를 기질로 3%, 5% 수준으로 첨가하였다. Serum bottle은 배양 시간대별(6, 12, 24, 48, 및 72 h)로 39℃에서 120 rpm으로 진탕 배양하였다. 총 가스 발생량은 한약추출 부산물 3% 첨가구 에서는 발효 24시간대에서 대조구가 생강(Zingiberis rhizoma crudus)구에 비해 많았으며, 발효 72시간 대에서도 대조구가 가장 많았고, 진피(Aurantii nobilis pericarpium)구에서 적었다(P<0.05). 한약추출부산물 5% 첨가구에서는 48시간대 가스 발생량이 진피(Aurantii nobilis pericarpium)구보다 대조구에서 많았으며, 72시간 발효구에서는 황기(Astragali radix)구에서 가장 적었다(P<0.05). 미생물 성장률은 한약추출 부산물 5% 첨가구의 48시간대를 제외한 모든 배양에서 유의적으로 증가하였다(P<0.05). VFA 농도는 배양시간의 따라 증가되는 경향을 보였으며, 배양 초기(6 h)에서 한약추출 부산물의 총 VFA 농도는 일부 한약추출 부산물 처리(작약, 황기, 진피)를 제외하고 유의적으로 증가하였다(P<0.05). 위의 결과로 한약추출 부산물은 미생물 성장률 및 발효성상 개선을 증진시킬 수 있으며, 결론적으로 조사료에 대한 한약추출 부산물 5% 대체가 가능할 것으로 예상된다.

This study was conducted to investigate the effect of biological membrane transfer modifier, lysophospholipd (LPLs) on the parameters from in vitro rumen simulated fermentation. Commercially available LPLs product (LipidolTM) was supplemented into experimental diets which consisted of orchard grass and concentrate diet (60:40) in different levels (0.1%, 0.3% and 0.5%). Then in vitro rumen simulated fermentation was performed. Although, a declining trend of pH was found in treatments, all pH values were detected in a range relevant to normal rumen fermentation. Gas production, ammonia nitrogen and total VFA production were greatly influenced by the supplementation of LPLs. All parameters were increased along with increased levels of LPLs in diet. As a result, 0.1% of LipidolTM is recommended based on the determined in vitro rumen fermentative parameters in this study.