반추동물의 급여 단백질 효율성은 반추위 내 미생물 발효에 따른 우회단백질, 미생물체단백질, 사료 및 미생물체의 아미노산 구성 등에 의해 결정된다. 실험 1은 주요 단백질 사료원료 중 국내 한우 사육에 주로 이용되는 사료원료 15종[옥수수(남미), 옥수수(우크라이나), 단백피(국내), 단백피(중국1), 단백피(중국2), 대두박(국내), 대두박(미국), 대두박(브라질), DDGS(미국), 팜박(인도네시아), 채종박(캐나다), 루핀(미국), 미강(국 내), 주정박(국내), 타피오카(인도네시아)]의 반추위 내 단백질과 아미노산의 우회 수준을 측정하였다. 캐뉼라 장착 한우 암소를 이용하여 in situ 실험을 진행하였다. 우회 단백질 함량은 타피오카(인도네시아)에서 59.98%로 가장 높았다. 타피오카(인도네시아)는 총 우회 아미노산 함량이 73.73% 로 가장 높았으며, glutamic acid (Glu)와 alanine (Ala)이 72.17%, 75.23%로 가장 높았다. 실험 2에서는 실험 1과 같은 원료를 사용해 반추위 내 미생물 발효 특성에 따른 미생물체 아미노산 조성분석을 실시하였다. 실험 결과 채종박(캐나다)의 pH는 6.99 (p<0.05), 미생물 단백질 합성량은 326.53mg/100mL (p<0.05), NH3-N의 농도는 단백피(중국 1)가 48.20mg/100mL (p<0.05)로 높았다. 옥수수(우크라이나)의 총 VFA 농도는 97.92mM (p<0.05)이었다. 미생물의 총 아미노산 함량은 대두박(미국) 52.07%로 높았으며 아미노산 조성은 모든 시험 사료에서 Glu가 높았다. 따라서, 본 연구는 한우의 급여 단백질 사료원에 대한 반추위 내 우회단백질, 우회아미노산함량과 반추위 내 미생물 아미노산 조성에 대한 연구를 실시하였으며, 향후 한우 단백질 급여사료원에 대한 대사단백질(MP) 공급체계의 기초자료로 활용될 수 있을 것이다.

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.

This study was conducted to investigate the antibacterial, antioxidant, and in vitro greenhouse gas mitigation activities of fermented Scutellaria baicalensis Georgi extract. Seven starter cultures were used, comprising four of lactic acid bacteria and three of Saccharomyces cerevisiae. Ten grams of S. baicalensis Georgi powder was diluted in 90 mL autoclaved MRS broth. Each seed culture was inoculated with 3-10% (v/v) S. baicalensis Georgi MRS broth and incubated at 30℃ for 48 h. Among the starter cultures used, only Lactobacillus plantarum EJ43 could withstand the fermentation conditions. This fermentation broth was dried and extracted with ethanol to assess its antibacterial, antioxidant, and in vitro methane mitigation activities. The extract of S. baicalensis Georgi fermented by L. plantarum EJ43 (SBLp) showed higher antibacterial activity (bigger clear zone) compared to the unfermented S. baicalensis Georgi extract (SB0). SBLp also presented 1.2 folds higher antioxidant activity than SB0. During in vitro rumen fermentation, SBLp showed reduction in methane production compared to SB0 or the control. In conclusion, fermentation by L. plantarum EJ43 may enhance antibacterial and antioxidant activities of S. baicalensis Georgi and decrease enteric methane production.

본 연구는 천연물질에서 유래한 반추위 메탄저감용 친환경 첨가제 개발을 위해 각기 다른 종균을 이용하여 발효한 세신 추출물의 항균활성, 항산화활성 및 in vitro 반추위 발효시험을 체계적으로 실시하였다. 접종된 균주들의 성장효율을 알아보기 위해 실시한 생균수측정 결과 L. curvatus NJ40 균주에서 유의적으로 높은 균주성장을 나타냈다(p<0.05). 항균활성측정 결과는 대조구 대비 L. curvatus NJ40 및 L. plantarum NJ45 균주와 발효된 세신 추출물이 병원균에 대한 항균효과를 나타내는 것으로 조사되었다. In vitro 반추위 발효실험에 세신 및 발효 세신 추출물을 적용한 결과, 휘발성 지방산 생성량 대비 반추위 메탄 저감효과가 나타났다. 특히 반추위 미생물 활력 및 사료이용 효율을 대표할 수 있는 휘발성 지방산 생성효율에 대한 부정적 효과 없이, 오히려 휘발성지방산 생성효율을 향상시키면서 반추위 메탄 저감효과를 가져올 수 있는 것으로 나타났다.