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ISSN : 1598-5504(Print)
ISSN : 2383-8272(Online)
Journal of Agriculture & Life Science Vol.54 No.1 pp.71-81
DOI : https://doi.org/10.14397/jals.2020.54.1.71

Effects of Heterofermentative Lactic Acid Bacteria on the Ruminal Fermentation of Italian Ryegrass and Whole Crop Barley Silage

Seon-Ho Kim, Sang-Suk Lee*
Ruminant Nutrition and Anaerobic Laboratory, Department of Animal Sciencr and Technology, Sunchon National University, Suncheon 540-742, Korea
Corresponding author: Sang-Suk Lee Tel: 82-61-750-3237 Fax: 82-61-750-3237 E-mail: rumen@scnu.ac.kr
February 4, 2020 February 18, 2020 February 20, 2020

Abstract


The aim of this study was to investigate the effects of heterofermentative lactic acid bacteria(HLAB) on the quality of silage during fermentation period using Italian ryegrass(IRG) and Whole crop barley(WCB) silage. The Lactobacillus casei KACC 12416(LC) and Lactobacillus reuteri KCTC 3594(LR) was inoculated into the IRG and WCB silages. This study investigated the in vitro and in situ rumen fermentation effects. The control group were lower total gas production than all Lactobacilli group(p<0.05). The control group were higher ammonia nitrogen concentration than all Lactobacilli group, and the silage fermented for 60 days lower ammonia nitrogen concentration than that for 30 days. LC was high production of total VFA(p<0.05). In situ experiments, LCR was high dry matter digestibility when it was fermented for 48 hours, and the control group was the lowest. IRG were from 8 to 10% higher difference between crops than WCB. Based on the results of this study, it is shown that the silage with inoculation of the HLAB that produces propionic acid improves rumen fermentation conditions and increases the digestibility of silage for livestock. The Lactobacillus was very effective in protecting the IRG and WCB silage exposed to air under laboratory condition.



이형발효 유산균주가 이탈리안 라이그라스 및 총체보리 사일리지의 반추위 발효성상에 미치는 영향

김 선호, 이 상석*
순천대학교 동물자원과학과

초록


본 연구는 이형발효 유산균을 첨가한 이탈리안 라이그라스 및 총체보리 사일리지의 저장 기간 동안의 변화에 따른 반추위 발효 효과를 규명하고자 수행하였다. 사일리지의 접종 균주는 이형발효 유산균으로 Lactobacillus casei KACC 12413 및 Lactobacillus reuteri KCTC 3594 및 Lactobacillus casei + Lactobacillus reuteri로 하였다. In vitro 실험의 pH 변화는 LCR 처리구가 높은 경향이었 으며, 작물 간의 차이는 WCB사일리지 보다 IRG 사일리지의 pH가 높았다. 총 가스 생산량은 대조구에 비해 유산균 첨가구가 낮았고, WCB 보다 IRG 사일리지가 높은 수준이었다. 암모니아태 질소 농도는 유산균 첨가구 보다 대조구가 높은 경향이었고, 30일 보다 60일 사일리지가 낮았다. 총 휘발성지방산 생성량은 30일 및 60일 WCB 사일리지의 LC 처리구가 높았다. In situ 실험에서 건물 소화율은 48시간 발효 했을 때 LCR 처리구가 높았고 대조구가 가장 낮았다. 작물 간에 차이는 WCB에 비해 IRG가 8~10% 더 높았다. NDF 소화율은 LC 처리구 및 LCR 처리구가 높은 경향이었고(p<0.05), ADF 소화율은 LC 처리구 및 LCR처리구가 높았다. 본 연구의 결과로 미루어 보아 propionate를 생성하는 이형 발효 유산균이 접종된 사일리지는 반추위 내 발효조건을 개선하고 가축의 사일리지 소화율을 증진 시킬 것으로 보이며, 가축의 생산성 및 사료가치를 이 향상 될 것으로 여겨진다.



    National Research Foundation of Korea
    2018R1A6A3A01012191

    서론

    온난화 지역과 추운 지역에서 사일리지는 건초와 함께 반추동물의 주요 사료이다(Wilkinson, 1999). 국내에서 재 배되는 대표적인 월동 사료작물의 초종은 이탈리안 라이그 라스, 총체 보리, 호밀 및 귀리이다. 이중 이탈리안 라이그 라스는 다른 초종에 비해 월동 기간 동안 내습성이 강하고 건물 수량을 확보할 수 있을 뿐 아니라 엽 비율이 높아서 기호성이 좋고, 당분 함량도 높아 품질이 우수한 사일리지 를 제조할 수 있어(Kim et al., 2011; Lee, 2013), 지속적으로 증가하여 2017년 5,428톤으로 2005년 종자 공급량(약 500 톤)보다 10배 증가하였다(MAFRA, 2017; Choi et al., 2018). 또한 식량 자급률이 감소하면서 곡실과 줄기, 잎을 함께 수 확하여 사일리지를 만들 수 있으며, 농후사료의 기능도 일 부 가지고 있어 배합사료 대체 효과가 있는 청보리의 조사 료적 가치에 주목하고 있다(Kim et al., 2007; Park et al., 2011). 그러나 국내 여건상 사료작물을 수확 후 장기간 보존 시켜야 하는 실정으로 사료 가치의 저하로 영양소 함량이 감소되며 기호성이 떨어지는 문제점을 안고 있다. 그로 인 해 국내산 조사료의 증산과 이용 확대를 위해 정부는 매년 생산기반 확충사업을 추진하고 있으며, 특히 동계 사료작물 의 품질 개선을 위해 품질검사와 등급화 사업을 통해 품질 에 따라 조사료 수확 제조비를 차등 있게 지원하고 있으며 (MAFRA, 2019), 사일리지 제조에 많은 관심을 가지고 있 다. 국내에서 Lactic acid bacteria(LAB)는 사일리지 발효 및 호기 안정성을 향상 시키기 위해 사일리지 제조시 접종 균 주로 많이 사용되어 왔다(Daniel et al., 2017; Choi et al., 2019). 장기간 보존 효과 외에도 급여를 통해 반추위내에 존재하며 장내 발효개선에 도움을 주는 것으로 보고되었다 (Weinberg et al., 2003; Han et al., 2014). 또한 유기산의 일종인 단쇄지방산 중 항균작용이 가장 강한 프로피온산은 곰팡이나 효모의 성장을 억제시켜 사일리지의 품질을 개선 하는 효과가 있다(Wemmenhove et al., 2016). 그러나 Umana et al.(1991)은 LAB 접종 균주 및 사일리지 작물에 따라 사 일리지의 품질이 차이가 있으며, 이에 Parvin et al.(2010)은 사일리지 제조 시 수용성 탄수화물이 높은 사일리지 작물은 접종 균주 LAB 이외의 다른 유산균 및 균주들이 증식할 수 있어 접종 균주의 이점이 떨어질 수 있다. 이는 LAB의 신진대사는 사일리지 작물의 수용성 탄수화물 함량에 영향 을 받을 수 있다. 예를 들어, L. plantarum은 당결핍 조건에 서 젖산을 초산 및 포름산으로 대사하는 것으로 알려져 있 다(Lindgren et al., 1990). 현재까지 국내에서는 동형발효 유 산균에 대한 사일리지 제조에 대한 평가를 하였으나, 이형 균주에 대한 사일리지 작물과 접종 균주의 역할에 대한 연 구가 부족하다. 본 연구에서 이형발효 유산균인 Lactobacillus casei KACC 12416(LC) 과 Lactobacillus reuteri KCTC 3594(LR)와 이탈리안 라이그라스(Italian ryegrass, IRG) 및 총체 보리(Whole crop barley, WCB) 접종한 사일리지를 이 용하여 발효 기간에 따른 in vitroin situ 반추위 발효 성상을 조사하기 위하여 수행되었다.

    재료 및 방법

    1. 시험동물 관리

    순천대학교 동물자원과학과 반추영양 혐기미생물 연구 실과 대학교 부속 동물농장에서 수행되었다. 이 실험에 사 용된 동물 및 모든 실험 방법은 순천대학교 동물 연구 윤리 위원회 검토 및 승인되었다(SCNU IACUC 승인번호: SCNU IACUC-2017-03).

    2. 공시재료 및 시험설계

    본 연구에 이용된 사료작물은 4월 하순에 수확한 개화기 의 이탈리안 라이그라스(IRG)와 호숙기의 총체 보리(WCB) 를 약 24시간 예건 한 후 5∼10cm로 세절하였다. 사일리지 접종 균주는 이형발효 유산균인 Lactobacillus casei KACC 12413(LC) 및 Lactobacillus reuteri KCTC 3594(LR)를 한국 생물자원 KCTC에서 분양을 받아 이용하였다. 처리구별 사 일리지 제조를 위해 유산균을 접종 후 사료작물 1kg을 진공 비닐팩을 이용하여 압축을 통한 공기를 제거 후 5L 플라스 틱 사일로에 포장하였으며 각 처리구별 6반복을 하였다. 사 일리지 저장기간은 30 및 60일 동안 실온(∼22℃)에서 발효를 진행하였다. 시험구는 Control(CON), Lactobacillus casei 단 독 처리구(LC), Lactobacillus reuteri 단독 처리구(LR) 및 Lactobacillus casei + Lactobacillus reuteri 혼합 처리구(LCR) 로 3반복으로 하였으며, 처리구별 균체 농도가 1.0×108CFU/ml 이 되도록 하였다. 사일리지 시료는 균등하게 나누어 5구획 에서 균등하게 채취하였다. 시료는 55℃의 열풍건조기에서 72시간 동안 건조한 후 분쇄기를 이용하여 1mm 이하의 입 자도를 가진 시료로 in vitroin situ 시험에 사용하였다.

    3. In vitro 반추위 발효 패턴 분석

    순천대학교 부속농장에서 반추위에 cannula가 장착된 Holstein-friesian cows 3두(체중 650 ±10kg)에서 각각 위액 을 채취한 후 혼합하여 in vitro 시험에 사용하였다. 급여 사료는 농후사료 3kg을 급여하였으며, 이탈리안 라이그라 스 건초를 자유급여하였다. 반추위액 채취는 농후사료 급여 전 반추위액을 채취하였다. 반추위액은 4겹의 cheese cloth 로 여과한 후 CO2 가스로 충진 한 보온이 되는 유리병에 담아 39℃를 유지하여 실험실로 운반하였다. 완충용액의 구 성은 0.45g K2HPO4, 0.45g K2HPO4, 0.9g (NH4)2SO4, 0.12g CaCl22H2O, 0.19g MgSO47H2O, 1.0g trypticase peptone, 1.0g yeast extract and 0.6g cysteine으로 pH 6.9였다(Asanuma et al, 1999). 1mm 이하의 입자도 가진 시료를 DM 기준 1g 을 serum bottle에 담은 후 반추위액과 완충액을 1:2 비율로 혼합하여 60ml씩 분주하는 전 과정 동안 CO2 가스로 충진 하여 혐기 상태를 유지하였다. 각 처리구별 bottle은 39℃의 shaking incubator(100rpm)에서 48시간 동안 시험을 진행하 였다. 총 가스 생산량은 EA-6(Sun Bee instruments, Korea) 압력센서 측정기를 사용하여 측정하였다. pH 측정은 pH meter(Pinnacle series, 530P; Nova analytics Corp., Woburn, MA, USA)로 측정하였다. 암모니아 농도는 Chaney & Marbach (1962)의 방법에 준하여 spectrophotometer(Manufactured by Biochrom Ltd, CB40FJ, England)를 이용하여 630nm에 서 흡광도를 측정하여 계산하였다. 휘발성지방산(VFA) 분 석은 HPLC(Agilent Technologies 1200series, Germany)를 사용하였다. 검출기는 UV detector(Agilent Technologies 1200, Germany)를 사용하였으며, 210nm와 220nm에서 분석하였 다. 이동상은 0.0085N H2SO4을 사용하였으며, 유속은 0.6ml/min 이었다. 컬럼은 METACARB87H(Varian, Germany)를 사용 하였으며, 컬럼의 사용온도는 35℃. 정량분석은 Integrator (Agilent Technologies 1200, Germany)를 이용하여 피크의 면적을 측정하여 분석하였다.

    4. In situ 반추위 소화율 분석

    시료는 1.5 g(DM)씩 나일론 백(5×10 cm; 45 ㎛ pore size) 에 넣었다. 입구는 나일론 끈으로 봉하여 39℃의 온수에 담 근 후 오전 사료 급여 직후에 공시축의 반추위 케뉼라 안쪽 으로 깊게 넣었으며, 처리구당 3반복하여 48시간 동안 배양 하였다. 배양이 끝난 나일론 백은 반추위 케뉼라을 통해 꺼 낸 후 조섬유 분석기(Ankom 220, USA)를 이용하여 heating 없이 5분간 3반복으로 세척하였다. 각 시간대별 시료는 세척 즉시 80℃ dry oven에서 24시간 동안 건조하였다. NDF 및 ADF 분석은 Van Soest & Wine(1967)의 방법을 기초로 한 ANKOM 220 Fiber Analyzer(AnkomTechnology, USA)를 사용하였고, buffer 조성은 Ankom Technology 방법에 따라 실시하였다.

    5. 통계 분석

    본 연구에서 얻어진 결과는 SAS package program의 GLM(General Linear Model)를 이용하여 분산 분석을 실시 하였으며(SAS, 2003), 처리평균간 차이는 Ducan 다중 검정 법(1955)에 의해 처리구간 유의성(p<0.05)을 검증하였다.

    결과 및 고찰

    1. IRG 및 WCB 사일리지 화학적 성분

    이형발효 유산균 접종 처리구와 무처리한 IRG 및 WCB 사일리지 대조구의 pH, DM 및 NDF는 Table 1과 같다. IRG 의 pH는 30일 4.13∼4.74, 60일 4.11∼4.66이며 WCB의 pH 는 30일 4.24∼4.44, 60일 4.37∼4.52로 모든 처리구에서 pH 약 4수준으로 측정되었다. Parvin et al.(2010)은 수용성 탄 수화물이 높은 사일리지 작물은 접종 균주 LAB 이외의 다 른 유산균 및 균주들이 증식할 수 있다. 유산균은 혐기성 조건에서 수용성 탄수화물을 젖산으로 전환하여 pH를 약 4수준으로 낮춘다. 이는 클로스트리움 등 다른 부패균들의 성장을 억제하며 영양분 손실 감소와 장기보존을 가능하게 한다(Dunièreet al., 2013). 건물함량은 30일에서 IRG의 모 든 유산균 처리구에서 26.15∼27.20%로 34.50%인 대조구 보다 낮았으며, WCB의 모든 유산균 처리구에서 30.15∼ 32.00%로 35.30%인 대조구 보다 낮았다. 또한 60일에서 IRG의 모든 유산균 처리구에서 26.10∼27.30%로 34.65% 인 대조구 보다 낮았으며, WCB의 모든 유산균 처리구에서 30.05∼31.90%로 35.85%인 대조구 보다 낮았다. NDF 함량 의 IRG는 30일 62.36∼66.43%, 60일 60.67∼65.88%였다. LC 처리구를 제외한 유산균 처리구에서 대조구보다 함량이 낮았다. WCB는 30일 60.06∼63.00%, 60일 60.72∼67.22% 였다. 모든 처리구에 대조구 보다 함량이 낮았다(Table 1). 또한 WCB 처리구가 IRG 처리구보다 함량이 낮았다. ADF 함량의 IRG는 30일 38.56∼39.99%, 60일 35.31∼38.21%였 다. LC 처리구를 제외한 유산균 처리구에서 대조구보다 함 량이 낮았다. WCB는 30일 34.12∼39.38%, 60일 33.58∼ 37.85%였다. WCB의 모든 처리구에 대조구 보다 함량이 낮 았다(Table 1). 사일리지 제조과정 동안 원료의 건물함량이 감소하는데 이는 수용성 탄수화물이 감소하고 유기산이 생 성되는 등의 다양한 변화가 일어난다(Contreras-Govea et al., 2011; Henderson, 1993). 또한, Keady et al.(1996)은 젖 산균의 의해 ADF 및 NDF 함량이 감소 하였으며 이는 본 연구와 유사한 결과를 얻었다. 사일리지 저장기간 동안 이산 화탄소 발생으로 인한 손실은 2∼4% 범위이지만(Zimmer, 1980), Borreani et al.(2018)은 유산생성균의 동형발효와 이 형발효에 따라 최대 32.8%까지 건물손실이 발생하였으며 이는 pH, ADF 및 NDF 함량에 영향을 미쳤다고 하였다.

    2. 반추위 발효특성

    In vitro 반추위 발효 48시간 동안 pH 변화는 Table 2와 같다. 30일 발효 사일리지의 0시간 때 pH는 IRG 5.81∼ 6.05, WCB 6.00∼6.10로 낮았다. 0시간 때 낮은 pH는 사일 리지의 유산균에 의한 발효로 인해 원물의 pH가 낮아진 것 으로 사료된다. 배양시간이 경과함에 따라 pH는 감소하였 고 48시간 이후 IRG는 대조구에서 가장 낮은 pH 5.14, WCB는 LC 처리구에서 pH 5.53로 측정되었다. 60일 발효 사일리지의 0시간때 pH는 IRG 5.84∼5.94, WCB 6.04∼ 6.09로 낮았다. 배양시간이 경과함에 따라 pH는 감소하였 고 48시간 이후 IRG는 대조구에서 가장 낮은 pH 5.59, WCB는 LCR에서 pH 5.46로 측정되었다. IRG에서는 대조 구에서 이형발효 유산균주의 처리구보다 30일 및 60일 원 물의 48시간 in vitro 발효 동안 pH가 낮았으며, 반면에 WCB에서는 이형발효 유균주인 LC와 LR의 처리구가 대조 구보다 60일 원물에서 pH가 낮았다. In vitro 반추위 발효에 따른 총 가스 발생량은 대조구에서 IRG 30일 67.50ml, 60일 112.30ml로 모든 유산균 처리구 보다 가장 높았으며, WCB 30일 59.97ml, 60일 107.37ml로 가장 높았다(Table 3). 배양 시간이 경과함에 따라 가스발생량은 증가하였고, WCB 사 일리지보다 IRG 사일리지의 가스 발생량이 높았다. 30일 사일리지 보다 60일 사일리지의 총 가스 발생량이 높았으며 대부분의 유산균 처리구가 대조구보다 총 가스 발생량이 낮 았고, 유산균 처리구 중에서는 LCR 처리구의 가스 발생량 이 낮았다. Borreani et al.(2018)은 사일리지 저장기간 동안 유산균 접종으로 건물함량이 감소한다고 보고하였으며, 이 와 유사하게 in vitro 발효성상에 영향을 미쳐 대조구보다 유산균 처리구에서 pH 및 총가스 발생량이 감소하였다. pH 변화는 섬유소 분해율에 영향을 미치는데 pH가 6.0까지 감 소하더라도 섬유소 분해율의 감소 폭은 높지 않았지만 pH 5.5 이하에서는 섬유소의 분해율이 매우 낮게 나타난 것으 로 보고되었다(Hoover, 1986). Choi et al.(2017)Lactic acid bacteria 접종으로 사일리지의 pH가 감소하여 유사한 결과를 얻었다. Muck & Kung(1997)은 대조구 보다 유산균 을 사일리지에 접종한 처리구가 가스 발생량이 낮았다고 보 고하였으며, 본 연구와 유사한 결과를 나타내었다. 또한 이 형발효 유산균주는 주로 lactate, acetate 및 propionate이 생 산되며(Sharp et al., 1994), 이로 인해 propionate가 가스 발 생을 감소시킬 수 있다(Wolin, 1960). 따라서, 유산균을 접 종한 사일리지는 propionate의 생산으로 총 가스 생산량이 줄어들었을 것으로 예상된다. pH의 감소는 최종 발효산물 과 가스생산에 영향을 미치며(Peters et al., 1989) 발효 에너 지를 미생물에너지로 바꾸는 과정에서 pH를 6.7에서 6.0으 로 낮추었을 경우 박테리아 단백질 합성이 34∼69%까지 감 소하였다고 보고하였다(Strobel & Russell, 1986). 따라서 반 추위내에서 유산균을 접종한 사일리지의 섬유소 분해율과 미생물 단백질 합성이 높을 것으로 사료된다. 암모니아태 질 소 농도는 Table 4와 같다. 모든 처리구에서 발효 12시간 이 후 암모니아태 질소 농도가 크게 증가하였다. 발효 0시간의 높은 암모니아태 질소 농도는 사일리지 발효과정 중 미생물 에 의해 기인한 것으로 사료되며 대조구가 높았다. 사일리지 의 저장 기간에 따른 암모니아태 질소 농도는 대조구 보다 유산균 처리구에 낮았으며, 발효 30일 보다 60일 사일리지가 낮았다. LAB 접종으로 모든 사일리지에서 클로스트리듐과 곰팡이 성장 억제시키며 낙산과 암모지아성 질소를 감소시 켰다(Oliveira et al., 2016). 그러나 30일 보다 60일 사일리지 의 분해율이 높고 휘발성지방산의 생산량이 많아 더 많은 암 모니아태 질소가 반추위 미생물의 성장에 이용되었기 때문 인 것으로 보인다. 또한, 사일리지 급여 시 미생물체단백질 합성을 최대로 유지시키기 위해서는 암모니아태 질소 농도 가 50mg/L(1.61mM/L) 이상이어야 한다고 하였으며(Satter & Slyter, 1974), 200mg/L(6.44mM/L)로 높은 수준을 유지할 경우 건물 섭취량과 소화율이 최대가 된다고 하였다(Mehrez et al., 1977; Leng, 1989). 본 시험에서는 암모니아태 질소 농도가 6.44mM/L 이상으로 접종 균주 및 미생물체 단백질 합성에 충분한 질소 공급량을 나타내었을 것으로 사료된다.

    사일리지의 휘발성 지방산의 생성량은(Table 5) 저장 기 간에 따른 차이는 30일 보다 60일 사일리지의 총 휘발성지 방산 생성량이 높은 수준이었으며, 작물간에는 WCB 사일 리지보다 IRG 사일리지가 높았다. Acetate 생성량은 30일 IRG 사일리지의 대조구에서 높았으나, 다른 사일리지 처리 구에서는 유의적인 차이를 보이지 않았다. Propionate 생성 량은 30일 IRG 사일리지의 LCR 처리구에서 높았으나, 다 른 사일리지 처리구에서는 유의적 차이가 없었다. Butyrate 생성량은 30일 IRG 사일리지 LR 처리구와 WCB 사일리지 의 LC 처리구에서 높았다. A/P ratio는 30일 및 60일 IRG 사일리지의 LC 처리구가 낮았으며, 30일 및 60일 WCB 사 일리지는 유의적 차이는 없었으나 LCR가 낮은 경향이었다. 총 휘발성지방산 생성량은 30일 및 60일 WCB 사일리지의 LC 처리구가 높았다. Choi et al.(2016)은 유산균 접종으로 아세트산, 낙산과 젖산이 증가하여 본 연구에서 유사한 결 과를 얻었다. 이탈리안 라이그라스에 유산균을 접종한 사일 리지의 연구결과 acetate 및 propionate를 생성하는 이형발 효 유산균은 호기상태의 안정성을 개선하고 가축의 사일리 지 소화율을 증가시킬 수 있으며(Nsereko et al., 2008), 단일 균주 보다는 co-culture로 접종한 사일리지의 저장품질이 보 다 효과적이였다(Lee et al., 2014;Kim et al. 2019).

    3. 반추위내 건물 및 섬유소 소화율 조사

    In situ 반추위 발효 시험을 통하여 NDF, ADF 및 건물 소화율을 평가하여 처리구 및 기간별 결과를 얻었다(Table 6). 사일리지의 저장 기간에 따른 in situ 건물소화율의 차이 는 IRG는 30일 66.02∼67.54%, 60일 69.13∼70.72%로 유의 적 차이는 없었으며, WCB는 30일 54.79∼57.72%, 60일 58.35∼62.61%로 유의적 차이가 있었다(p<0.05). 모든 처리 구에서 사일리지의 저장 기간이 긴 60일에서 반추위 내 건 물 소화율은 증가하였다. In situ NDF 소화율은 처리구간의 유의적 차이는 없었으나 유산균 처리구가 대조구에 비해 모 든 처리구에서 높았다. ADF 소화율은 30일 IRG 사일리지의 LC와 LCR가 높았고, 60일 IRG 사일리지의 LCR가 높았다 (p<0.05). 사일리지의 저장 기간에 따른 차이는 30일에 비해 60일 사일리지가 NDF(3.82∼5.22%) 및 ADF(1.43∼3.24%) 소화율이 높았고, 작물간의 차이 또한 IRG 사일리지가 높았 다. 본 연구에서는 이형발효 유산균의 처리가 IRG 사일리지 의 ADF 소화율을 증가시키는 것으로 사료된다. 유산균 접 종으로 이형 및 동형발효에서 온대와 열대 목초의 사일리지 를 개선 시키지만 옥수수와 사탕수수는 증가하지 못했다 (Muck et al., 1988). WCB 사일리지가 IRG 사일리지에 비해 낮은 것은 사료 작물의 물리적 특성 및 수확시기 및 수용성 탄수화물의 차이의 의한 영향으로 사료된다. 사일리지 발효 로 인한 소화율의 변화는 연구자에 따라 다양한 의견을 제시 하고 있는데, 유산균 첨가가 소화율에 미치는 연구에서는 건 물 소화율을 증가시켰다는 보고(Keady et al., 1994)와 효과 가 없었다는 보고(Smith et al., 1993)가 상반되게 나타나고 있다. 또한 Higgins & Green(2011)는 유산균 접종이 사일리 지 품질에 대한 다양한 연구 결과에서 상당한 이질성을 보였 다. 사일리지 발효는 역동적이고 복잡한 여러 단계의 생물학 적 과정으로 저장 중 발효의 범위와 속도는 사일로의 혐기적 조건, 수용성 탄수화물 농도, 기생균 및 건물함량 등을 포함 하는 다양한 요소에 의해 결정된다(Muck, 1988). 본 연구에 서는 이형발효 유산균을 접종한 사일리지가 대조구에 비해 소화율이 개선되는 효과를 보였으나, 많은 효과는 기대하기 어려운 것으로 보여진다. 그러나 일부 이형발효 유산균주는 특정 유기산들을 생산하여 수분함량이 높은 온대지역과 작 물에 초산발효를 통하여 빠른 산성화와 기타 미생물의 억제 하고 저장 기간 중 건물손실 및 단백질 분해를 감소시킬 수 있다(McDonald et al., 1991; Nishino et al., 2012). 현재 이형 발효 유산균주를 활용한 국내 사일리지 생산의 연구가 미비 한 실정이다. 양질 사일리지 생산을 위해 사일리지 작물 및 수확시기 등의 맞는 이형발효 유산균주의 첨가의 다양한 연 구가 더욱 필요한 실정이다.

    감사의 글

    이 논문은 2018년도 정부(교육부)의 재원으로 한국연구 재단의 지원을 받아 수행된 기초연구사업임(No.2018R1A6 A3A01012191).

    Figure

    Table

    Chemical composition of IRG(Italian ryegrass) and WCB(whole crop barely) silage

    The change of pH values on the in vitro fermentation of IRG(Italian ryegrass) and WCB(whole crop barely) silage

    Total gas production on the in vitro fermentation of IRG(Italian ryegrass) and WCB(whole crop barely) silage

    NH3-N content on the in vitro fermentation of IRG(Italian ryegrass) and WCB(whole crop barely) silage

    Total VFA on the in vitro fermentation of IRG(Italian ryegrass) and WCB(whole crop barely) silage

    Dry matter digestibility, NDF and ADF content on the in situ fermentation of IRG(Italian ryegrass) and WCB(whole crop barely) silage 또는 Dry matter digestibility and fiber content on the in situ fermentation of IRG(Italian ryegrass) and WCB(whole crop barely) silage

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