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천연 과일 추출물의 양돈장 악취 저감 및 돼지 면역증진 효과에 관한 연구 KCI 등재

Effects of a Natural Fruit Extract on Odor Mitigation and Immune Enhancement in Pig Farms

  • 언어KOR
  • URLhttps://db.koreascholar.com/Article/Detail/447663
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한국식품위생안전성학회지 (Journal of Food Hygiene and Safety)
한국식품위생안전성학회 (Korean Society of Food Hygiene and Safety)
초록

국내 양돈 산업의 대형화와 산업화에 따라 축산 악취에 대한 민원 발생이 지속적으로 증가하고 있다. 돼지 분뇨 에서 주로 발생하는 악취는 후각적 불쾌감을 유발할 뿐 아니라, 돼지의 폐사율 증가, 생산성 저하, 농장 근로자의 작업 환경 악화 등 다양한 부정적 영향을 미친다. 따라서 전국적인 양돈장 환경 개선과 효과적인 악취 저감 대책의 마련이 필요하다. 본 연구에서는 천연 추출물 복합체인 바 이오매직®의 양돈장 악취 저감 효과와 그에 따른 부수적 인 생리학적 개선 효과를 평가하였다. 본 실험에 사용된 바이오매직®은 오렌지, 파파야, 라임을 발효하여 제조한 것으로, 우선 돼지 농장에서 분리된 메티실린 내성 황색 포도상구균(MRSA)을 대상으로 항균 활성을 평가하였다. CLSI 기준에 따른 최소억제농도(MIC) 및 최소살균농도 (MBC) 시험 결과, 바이오매직®은 15개 MRSA 균주에 대 해 낮은 MIC와 MBC 값을 나타내어 우수한 항균 활성을 보였다. 양돈장 내 주요 악취 유발 물질인 암모니아(NH3), 황화수소(H2S), 이산화탄소(CO2)에 대한 저감 효과를 조사 한 결과, 바이오매직®을 살포한 후 NH3와 C O2 농도가 유 의적으로 감소하였으나(P<0.05), H2S는 연구 전기간에 걸 쳐 측정되지 않았다. 또한, 돼지의 스트레스 수준은 혈중 코르티솔 농도를 효소면역측정법(ELISA)으로 측정하여 평 가하였다. 그 결과, 실험군의 코르티솔 농도 감소율이 대조 군에 비해 유의적으로 높게 나타났다(P<0.05). 스트레스 감 소에 따른 면역력 향상 여부를 평가하기 위해 유세포 분석 (flow cytometry)을 실시한 결과, 항원제시세포의 비율이 다 소 증가하였고, CD4-T cell 비율이 유의적으로 증가하였다 (P<0.05). 이상의 결과를 종합하면, 본 실험에서 사용한 바 이오매직®은 양돈장에서 악취 저감뿐만 아니라 돼지의 스 트레스 완화 및 면역 기능 향상에도 긍정적인 효과를 나타 내었다. 이러한 개선 효과는 폐사율 감소 및 생산성 향상, 나아가 동물 복지 증진에 기여할 수 있을 것으로 판단된다.

Civil complaints regarding livestock odors have steadily increased in Korea driven by industrialization and the expansion of large-scale swine farming facilities. Livestock odors, primarily originating from swine manure, contribute to olfactory discomfort, increased pig mortality, decreased productivity, and diminished welfare among farm workers. Therefore, enhancing swine farm environments and implementing effective odor-mitigating measures are essential. This study aimed to evaluate the odor-mitigating effects and additional physiological benefits of natural fruit extracts in pigs. This study utilized fermented fruit juice extracts derived from oranges, papaya, and lime. The antibacterial activity of the extracts against methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA) isolated from domestic pig carcasses and retail pork was assessed using minimum inhibitory concentration (MIC) and minimum bactericidal concentration (MBC) tests, according to the Clinical and Laboratory Standards Institute (CLSI) guidelines. The extracts exhibited strong antibacterial activity, as evidenced by low MIC and MBC values against 15 MRSA strains. The odor reducing effects on the major odor-causing gases, such as ammonia (NH3), hydrogen sulfide (H2S), and carbon dioxide (CO2), were measured before and after spraying the natural fruit extract product on swine farms. The concentrations of NH3 and CO2 decreased significantly after the treatment (P<0.05), while H2S was not detected throughout the experimental period. Stress reduction in pigs was assessed by quantifying serum cortisol concentrations using enzyme-linked immunosorbent assay. The rate of cortisol concentration reduction in the experimental group was significantly higher than that in the control group (P<0.05). Immune enhancement following stress reduction was evaluated using flow cytometry, which showed a modest increase in antigen-presenting cells and a significant rise in CD4-T cells (P<0.05). Collectively, the results indicate that natural fruit extracts effectively reduce odor and stress while enhancing immune responses in pigs. These improvements may help reduce mortality, enhance productivity, and promote animal welfare in swine farming operations.

목차
ABSTRACT
Materials and Methods
    실험 물질
    바이오매직®의 항균 능력 시험
    악취 저감 효과 확인 실험
    폐사율 비교
    Cortisol 농도 및 면역세포 아집단 분석을 통한 사육환경개선 효과 비교
    통계분석
Results and Discussion
    항균능 시험
    악취저감 효과
    폐사율 비교
    혈 중 cortisol 농도 비교
    유세포 분석
국문 요약
Acknowledgement
Conflict of interests
ORCID
References
저자
  • 이종훈(인제대학교 일반대학원 생명과학과) | Jong Hoon Lee (Department of Biological Sciences, Inje University, Gimhae, Korea)
  • 조현우(인제대학교 일반대학원 생명과학과) | Hyeonwoo Cho (Department of Biological Sciences, Inje University, Gimhae, Korea)
  • 장범순(인제대학교 일반대학원 생명과학과) | Beomsoon Jang (Department of Biological Sciences, Inje University, Gimhae, Korea)
  • 박건택(인제대학교 일반대학원 생명과학과, 인제대학교 일반대학원 디지털항노화헬스케어학과) | Kun Taek Park (Department of Biological Sciences, Inje University, Gimhae, Korea, Department of Digital Anti-Aging and Healthcare, Inje University, Gimhae, Korea) Corresponding author
  • 김연아(인제대학교 일반대학원 디지털항노화헬스케어학과) | Yeona Kim (Department of Digital Anti-Aging and Healthcare, Inje University, Gimhae, Korea)