This study was conducted to know effects of forage cutting height and inoculants application on chemical composition, fermentation characteristics and fatty acid profile of barley silage. Barley forage(Yuyeon hybrid) was harvested at two different cutting heights(5 vs. 15cm) and applied with or without Lactobacillus plantarum, and ensiled for 0, 2, 7, 28, 49 and 100days. On 0 to 49-d of ensiling, higher cutting height resulted rapid drop (p<0.05) in pH caused by higher lactate content. Crude protein (p<0.01) content of 100-d silage was decreased by inoculation, but increased by higher cutting height. However, neutral detergent fiber and acid detergent fiber contents were decreased (p<0.05) by both inoculation and cutting height. In vitro dry matter digestibility was improved by higher cutting height (p=0.01), while yeast and mold counts were reduced (p<0.0001). The C18:3n-3 content in barley silage was decreased (p=0.001) by inoculation, but increased (p=0.034) by higher cutting height. The DNA analysis indicated L. plantarum dominating fermentation in inoculated silages. The results showed that higher cutting height can improve silage quality in terms of increasing crude protein content and digestibility as well as reducing yeast and mold counts in barley silage.

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 assess the potential of using NIRS to accurately determine the chemical composition and fermentation parameters in fresh coarse sorghum and sudangrass silage. Near Infrared Spectroscopy (NIRS) has been increasingly used as a rapid and accurate method to analyze the quality of cereals and dried animal forage. However, silage analysis by NIRS has a limitation in analyzing dried and ground samples in farm-scale applications because the fermentative products are lost during the drying process. Fresh coarse silage samples were scanned at 1 nm intervals over the wavelength range of 680~2500 nm, and the optical data were obtained as log 1/Reflectance (log 1/R). The spectral data were regressed, using partial least squares (PLS) multivariate analysis in conjunction with first and second order derivatization, with a scatter correction procedure (standard normal variate and detrend (SNV&D)) to reduce the effect of extraneous noise. The optimum calibrations were selected on the basis of minimizing the standard error of cross validation (SECV). The results of this study showed that NIRS predicted the chemical constituents with a high degree of accuracy (i.e. the correlation coefficient of cross validation (R²cv) ranged from 0.86~0.96), except for crude ash which had an R² cv of 0.68. Comparison of the mathematical treatments for raw spectra showed that the second-order derivatization procedure produced the best result for all the treatments, except for neutral detergent fiber (NDF). The best mathematical treatment for moisture, acid detergent fiber (ADF), crude protein (CP) and pH was 2,16,16 respectively while the best mathematical treatment for crude ash, lactic acid and total acid was 2,8,8 respectively. The calibrations of fermentation products produced poorer calibrations (RPD < 2.5) with acetic and butyric acid. The pH, lactic acid and total acids were predicted with considerable accuracy at R²cv 0.72~0.77. This study indicated that NIRS calibrations based on fresh coarse sorghum and sudangrass silage spectra have the capability of assessing the forage quality control

An experiment was carried out to determine the homofermentative activity of Lactobacillus plantarum KCC-10 and KCC-19 on the ensiling of whole crop barley (WCB). The crude protein in the silages was slightly higher in the KCC-10 and KCC-19 treatments compared to the control, but there was no significant difference between the two inoculant-treated silages. Nutrient parameters such as acid detergent fiber, neutral detergent fiber and in vitro dry matter digestibility in L. plantarum KCC-10 and KCC-19 treated silages did not differ from those in the control silage. The lactic acid content increased in KCC-10 and KCC-19 treated silage when compared with the control silage but the contents of acetic acid and butyric acid produced in KCC-10 and KCC-19 treated silages were similar with the control silage. Further, the number of lactic acid bacteria (LAB) in KCC-10 treated silage demonstrated a significant increase when compared to the control. Especially, KCC-19 treated silage showed greater lactic acid bacterial growth potential. Other microbes such as yeast and fungi were not detected in KCC-10 and KCC-19 treated WCB silages. Hence, this study suggests that the addition of L. Plantarum KCC-10 and KCC-19 to the WCB silage can improve fermentation quality for the production of high-quality silage.

An investigation was carried out to evaluate the potential role of Lactobacillus Plantarum KCC-10 and KCC-19 on the quality and fermentation characterization of Italian ryegrass (IRG) silages. The physiochemical properties of IRG silage such as crude protein content, neutral detergent fiber, acid detergent fiber, total digestible nutrient and in vitro dry matter digestibility were not affected by KCC-10 and KCC-19. The pH of IRG silage in KCC-10 and KCC-19 treatments decreased compared to the control (p<0.05), while the lactic acid content in KCC-10 and KCC-19 treatments increased compared to the control (p<0.05). In addition, the number of lactic acid bacteria (LAB) in the KCC-10 treatment increased compared to the control (p<0.05). The number of lactic acid bacteria in KCC-19 increased, but there was no significant difference in all treatments. Therefore, we recommend L. plantarum KCC-10 and KCC-19 as potential additive candidates in IRG silage with lots of advantages.

피부의 피부 노화, 질환, 훼손은 내부적인 요인으로서 활성산소라는 사실이 밝혀진 이래로 합 성 항산화제를 대체할 수 있는 천연물 항산화제에 대하여 많은 연구가 진행 중이다. 이들 중에 지실은 오래전부터 만성적인 염증, 알리지 완화, 황산화 기능을 하는 것으로 알려져 왔다. 미생물을 이용한 발 효는 조직에 결합 되어 있는 생리활성 물질의 유리로 생체이용율(bioavailability) 훨씬 높아지는 것으로 알려 졌다. 따라서 본 연구는 지실 열수 추출물을 기질로 GRAS 알려진 균주를 이용하여 발효를 수행하 고 발효가 항산화 능력에 미치는 영향에 대하여 알아보고자하였다. 지실 열수 추출물은 항산화 기능을 가지고 있는 hesperidine, naringine, luteoilin, imperatorin등의 플라보노이드 및 furocoumarin등이 동정 이 되었고 함유량은 hesperidine naringine, imperatorin, luteolin 순이었다. 열수 추출물을 기질로 하여 분리된 Leuconostocs sp. strain JYK로 발효를 수행한 결과 지실 열수 추출물을 사용한 경우에는 71.2±4.58 (mg/g)의 총 페놀 함량이 있는 것으로 측정이 되었고 반면에 발효 추출물에는 89.2±13.47 (mg/g)으로 약 25.3% 증가된 것으로 나타났다. 총 플라보노이드 화합물은 지실 열수 추출물에는 25.1±4.12 (mg/g)의 총 플라보노이드 함량이 있는 것으로 측정이 되었고 반면에 발효 추출물에는 31.0±4.06 (mg/g)으로 약 23.5% 증가된 것으로 나타났다. DPPH 소거능은 지실 열수 추출물에는 70.9% 반면에 발효 추출물은 86.2% 측정이 되었다. 총 항산화 능력은 18.7% 발효추출은 26.6%로 발 효를 통하여 약 40% 증가하였다. 따라서 미생물 발효를 통하여 천연물에 포함이 되어있는 기능성 물질 에 대한 생체 이용률을 높인다면 산화적 스트레스에 의한 피부 노화 완화 및 개선 작용으로 기능성 화 장품 및 식품의 소재로 활용 가치를 높여 줄 것으로 기대를 한다.

During the aerobic composting of livestock excrement, or leachate, which is generated in the composting process, is distributed through a bulking agent. In this research, a specific microorganism expected to reduce the emission of odor was activated in livestock excrement supernatant, which is similar to the leachate used for water control. While the microorganism was being diffused, odor properties were examined. The bulking agent, in which the specific microorganism was activated, was produced by applying a bioreactor filled with pumice and pellets to the treatment process of livestock excrement activation sludge method. The dominant microorganisms were Pseudomonas genera. Experiment results showed ammonia content was lowered as to 0.27 ppm 1n 15 days; however, it remained at levels of 3.15 ppm in the control reactor. After the composting time was completed, the ammonia concentrations were 0.07 ppm and 3.43 ppm, respectively. The complex odor in the test reactor was 28~30 times greater than of dilution, but was 42~45 times greater in the control reactor. Hydrogen sulfide and methyl mercaptan were not detected in either reactors. Ammonia was thought to be the major odor-producing source during the aerobic composting process of livestock excrement, and it was expected that the odor could be reduced by spraying a microorganism -activated solution as a bulking agent.

The in vitro experiment was conducted to ensure the supplemental level of spent Flammulina velutipes mushroomsubstrates (SMS) as an energy source in manufacturing of whole crop sorghum silage. Sorghum harvested at heading stage wasensiled with spent mushroom substrates of 20% (S-20), 40% (S-40) and 60% (S-60) as fresh matter basis for 6 week. Theexperiment was conducted by 3, 6, 9, 12, 24, 48 hrs of incubation time with 3 replications. The silages were evaluatedfermentation characteristics and dry matter digestibility (DMD) in vitro. The pH of in vitro solution was inclined to decrease withelapsing the incubation time, and that of the S-20 was significantly (P<0.05) lower than the other treatment at 48 hr ofincubation. Gas production was greater (P<0.05) in the S-20 than the other treatments at 6 and 12 hrs of incubation. Themicrobial growth in vitro was inclined to decrease following 24 hr of incubation, and thereafter sustained the similar levels. Invitro dry matter digestibility (IVDMD) was lowered by increasing the supplemental level of spent mushroom substrate, and was alow level in the S-60 throughout whole incubation time. Althoughthe IVDMD for S-40 was steadily increased from 9 hr ofincubation and reached to similar level with the S-20 at 48 hourof incubation, however SMS for whole crop sorghum silagefermentation might as well add about 20 to 30% in fresh matterbasis when considering DMD.

본 연구에서는 알팔파를 이용하여 사일리지 제조시 L. plantarum KCC-10 및 KCC-19를 접종하여 사일리지의 사료가치, 품질 및 미생물상의 변화를 조사하였다. 알팔파 사일리지 제조시 조단백질, ADF, NDF, TDN 함량 그리고 in vitro 건물소화율은 무접종구와 비슷하였다. L. plantarum KCC-10 및 KCC-19 접종구는 무접종구에 비해 알팔파 사일리지의 pH는 감소 되었으나 (p>0.05), 젖산함량은 L. plantarum KCC-10 및 KCC-19 접종구에서 증가하였다(p<0.05). 그러나 초산 및 낙산 함량은 젖산균 접종구에서는 증가하였으나 통계적인 차이는 보이지 않았다 (p>0.05). 알팔파 사일리지 젖산균 단독 처리구의 젖산균 수는 무접종구에 비해 현저하게 증가하였다 (p<0.05). 이상의 결과를 요약해 보면 알팔파 사일리지 제조시 L. plantarum KCC-10 및 KCC-19 접종에 의해 사일리지의 젖산함량과 젖산균수가 증가되었다.

본 연구는 충남 천안 국립축산과학원 식용벼 재배지에서 2012년부터 2013년까지 정상적으로 벼 재배가 이루어지고 수확이 완료된 볏짚을 이용하여 수행하였다. 젖산균 접종 유무에 따라 볏짚사일리지의 사료가치 변화는 나타나지 않았으나 클로렐라 처리구는 대조구에 비해 현저하게 조단백질 함량이 증가하였다(p<0.05). 그리고 클로렐라 농도의 증가에 따라 조단백질 함량이 증가하는 경향을 보였다(p<0.05). 모든 처리구에서 섬유소와 TDN 함량 및 in vitro 소화율은 차이를 나타내지 않았다. 그리고 젖산균 접종 유무에 따라 볏짚사일리지의 pH 및 유기산 함량 변화는 나타나지 않았으며 클로렐라 처리구도 무처리구에 비해 pH 변화는 나타나지 않았다. 그러나 클로렐라 처리구에서 젖산함량은 무처리구에 비해 유의적으로 증가하였으며 클로렐라 농도의 증가에 따라 젖산함량이 증가하는 경향을 보였다(p<0.05). 젖산균 단독접종구의 젖산균 수는 무처리구에 비해 현저하게 증가하였으며(p<0.05), 클로렐라 농도의 증가에 따라 증가하는 경향을 보였다(p<0.05). 그러나 효모와 곰팡이 수는 비슷한 수준을 나타냈다. 그러므로 볏짚사일리지의 사료가치와 품질은 클로렐라 첨가에 의해서 향상될 수 있다.

본 연구는 국내에서 헤일리지의 생산 및 이용 확대를 위해 수분함량에 따른 헤일리지의 사료가치 및 발효품질의 변화를 구명하고 양질의 헤일리지 생산 확대를 위한 기초 자료를 확보하기위하여 2011년 9월부터 2012년 12월까지 충남 천안시 소재 국립축산과학원 초지사료과 시험포장에서 수행되었다. 수분함량이 다양한 헤일리지의 조제를 위해 이탈리안 라이그라스의 ‘코윈어리’ 품종을 이용하여 수분함량 60~30%까지 5% 차이로 총 7처리로 헤일리지를 조제하였다. 수분함량이 다른 이탈리안 라이그라스 헤일리지의 사료가치는 수분함량에 따라 유의적인 차이를 나타내지 않았다. 수분함량에 따른 발효품질의 변화는 수분함량의 차이에 따라 유의적인 차이를 보였으며 상대적으로 수분함량이 높은 조건(>40%)에서 발효품질이 우수하였으며 수분함량이 낮은 조건에서는 발효품질도 낮은 것으로 나타났다. 수분함량별 헤일리지의 유기산 구성비율은 수분함량이 상대적으로 높은 조건(>40%)에서 젖산비율이 높게 나타났으며 수분함량이 낮은 조건(<40%)에서는 젖산비율이 감소하고 초산과 낙산비율이 높아지는 것으로 나타났다. 이상의 결과를 종합해 보면 안정적인 헤일리지 생산을 위해 발효품질을 고려해보면 수분함량이 40%가 헤일리지 조제의 한계점으로 사료되며 추후 헤일리지의 장기 저장성 검토 및 저 수분 조건에서 발효품질 개선을 위한 추가적인 연구가 진행되어야 할 것으로 생각된다.

본 연구에서는 꽃송이버섯 건물과 powder를 각각 Yeast Extract broth와 MRS broth에서 Lactoballius 4종(L. plantarum, L. acidophilus, L. helveticus, and L. delbrueckii)과 함께 발효시켰다. 발효액의 final pH는 pH 3.9±0.02로 유산균의 일반적인 final pH 값과 일치함을 통해 유산균의 발효를 확인하였고, 유산균에 의한 꽃송이버섯 발효의 효과를 β-glucan 함량을 통하여 확인하였다. Yeast Extract broth 발효액은 YSB-2LP 1.65 g/100 g으로 β-glucan을 거의 함유하고 있지 않았지만 MRS broth 발효액은 Yeast Extract broth 발효액의 10배에 달하는 MPB-1LP 10.84 g/100 g을 함유하고 있었다. MPB-1LP는 꽃송이버섯 powder와 L.actobacillus plantarum으로 발효한 발효액으로 pH stress로 인해 만들어진 L. plantarum의 β-D-glucosidase에 의해 분해된 고분자량의 수용성 β-glucan이라 사료된다. 꽃송이버섯을 powder 상태로 L. plantarum과 함께 발효시켰을 때 꽃송이버섯의 수용성 β-glucan 추출 효율을 높일 수 있으며, 본 연구의 결과는 꽃송이버섯 유산균 발효물의 면역촉진 작용 연구를 위한 기초연구자료로 활용될 수 있을 것이다.

이 연구는 비닐겹수 및 저장기간 따른 청보리 사일리지 의 사료가치 및 사일리지 품질특성을 구명하고자 수행하였 다. 조단백질 함량은 저장기간 모두 사일리지 제조 전에 비해 높아지는 경향을 보였고, 저장기간이 길어질수록 약 간 높은 값을 보였지만 통계적인 유의성은 없었다. 비닐겹 수에 따라서는 6겹 처리한 처리구가 4겹보다 높은 경향이 었다. NDF와 ADF 함량은 저장기간 모두 사일리지 제조 전보다 높은 경향을 보였고(p<0.05), 저장기간에 따라서는 비슷한 값을 나타냈다. 비닐 겹수에 따라서는 6겹 처리한 처리구가 4겹보다 더 높은 값을 나타냈다. TDN 함량은 저 장기간 모두 사일리지 제조 전보다 낮은 경향을 보였고, 저장기간에 따라서는 비슷한 값을 보였다. 비닐겹수에 따 라서는 6겹에서 다소 낮은 값을 보였다. pH는 저장기간이 길어짐에 따라 낮아지는 경향을 보였고, 비닐겹수에 따라 서는 6겹에서 4겹보다 낮은 값을 보였다. 유기산 함량에서 는 저장기간이 길어짐에 따라 젖산함량은 약간 증가하는 경향을 보였고, 초산함량은 낮아지는 경향을 보였으며 낙 산함량은 유의적으로 증가하는 경향을 보였다(p<0.05). 비 닐겹수에 따라서는 6겹에서 4겹보다 높은 젖산함량과 낮은 낙산함량을 보였다(p<0.05). 따라서 청보리 사일리지는 장 기저장을 할 경우에는 6겹으로 하는 것이 유리하고, 4겹으 로 처리했을 경우 6개월 안에 사용하는 것이 유리하다고 판단된다.

이 연구는 비닐겹수 및 저장기간 따른 청보리 사일리지의 사료가치 및 사일리지 품질특성을 구명하고자 수행하였다. 조단백질 함량은 저장기간 모두 사일리지 제조 전에 비해 높아지는 경향을 보였고, 저장기간이 길어질수록 약간 높은 값을 보였지만 통계적인 유의성은 없었다. 비닐겹수에 따라서는 6겹 처리한 처리구가 4겹보다 높은 경향이었다. NDF와 ADF 함량은 저장기간 모두 사일리지 제조 전보다 높은 경향을 보였고(p<0.05), 저장기간에 따라서는 비슷한 값을 나타냈다. 비닐 겹수에 따라서는 6겹 처리한 처리구가 4겹보다 더 높은 값을 나타냈다. TDN 함량은 저장기간 모두 사일리지 제조 전보다 낮은 경향을 보였고, 저장기간에 따라서는 비슷한 값을 보였다. 비닐겹수에 따라서는 6겹에서 다소 낮은 값을 보였다. pH는 저장기간이 길어짐에 따라 낮아지는 경향을 보였고, 비닐겹수에 따라서는 6겹에서 4겹보다 낮은 값을 보였다. 유기산 함량에서는 저장기간이 길어짐에 따라 젖산함량은 약간 증가하는 경향을 보였고, 초산함량은 낮아지는 경향을 보였으며 낙산함량은 유의적으로 증가하는 경향을 보였다(p<0.05). 비닐겹수에 따라서는 6겹에서 4겹보다 높은 젖산함량과 낮은 낙산함량을 보였다(p<0.05). 따라서 청보리 사일리지는 장기저장을 할 경우에는 6겹으로 하는 것이 유리하고, 4겹으로 처리했을 경우 6개월 안에 사용하는 것이 유리하다고 판단된다.

The bioconversion of cellulosic biomass hydrolyzates consisting mainly of glucose and xylose requires the use of engineered Saccharomyces cerevisiae expressing a heterologous xylose pathway. However, there is concern that a fungal xylose pathway consisting of NADPH-specific xylose reductase (XR) and NAD+-specific xylitol dehydrogenase (XDH) may result in a cellular redox imbalance. However, the glycerol biosynthesis and glycerol degradation pathways of S. cerevisiae, termed here as the glycerol cycle, has the potential to balance the cofactor requirements for xylose metabolism, as it produces NADPH by consuming NADH at the expense of one mole of ATP. Therefore, this study tested if the glycerol cycle could improve the xylose metabolism of engineered S. cerevisiae by cofactor balancing, as predicted by an in-silico analysis using elementary flux mode (EFM). When the GPD1 gene, the first step of the glycerol cycle, was overexpressed in the XR/XDH-expressing S. cerevisiae, the glycerol production significantly increased, while the xylitol and ethanol yields became negligible. The reduced xylitol yield suggests that enough NAD+ was supplied for XDH by the glycerol cycle. However, the GPD1 overexpression completely shifted the carbon flux from ethanol to glycerol. Thus, moderate expression of GPD1 may be necessary to achieve improved ethanol production through the cofactor balancing.