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.

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 한약추출 부산물을 반추가축용 사료로 이용하기 위하여 섬유질배합사료 (TMR)에 첨가하였을 때, 사료영양소의 In situ 반추위내 분해율에 미치는 영향을 구명하고자 수행되었다. 처리구는 대조구로서 한우 비육용 TMR과 TMR에 한약추출 부산물을 5% 첨가한 처리구(Herbal-TMR)로 나누었다. 공시동물은 반추위 캐뉼라가 장착된 Holstein 젖소(체중 650 kg)를 이용하였으며, in situ시험은 5 g의 공시사료를 넣은 nylon bag을 발효시간(0, 3, 6, 9, 12, 24, 48 및 72시간)에 따라 3반복으로 반추위 내에서 발효시켰다. 한약추출 부산물의 수분함량은 67%, 조단백질은 9.19%, NDF는 55.4%, ADF는 28.47% 수준이었다. Aflatoxtin과 ochratoxin은 허용범위 이내에 있었고, tannin이 약 0.33% 함유되어 있었다. 건물 소실율은 반추위내 발효 9시간대에서 한약추출 부산물 첨가구가 대조구에 비해 유의적(P<0.05)으로 높았고, 발효 48시간 이후에는 거의 소실되지 않았으며, 건물의 반추위내 유효분해도는 한약추출 부산물 첨가구(Herbal-TMR)가 대조구에 비해 높은 편이었다. 공시사료의 NDF는 한약추출 부산물 첨가구가 대조구에 비해 서서히 분해되는 부분(b)의 시간당 분해속도(c)가 빨라졌으며, ADF는 한약추출 부산물 첨가구에서‘b’ 부분이 크게 증가하였지만 시간당 분해속도는 대조구에 비해 크게(1/10) 떨어졌다. 이상의 결과로 볼 때, 본 시험에 사용된 한약추출 부산물은 영양적으로 사료적 가치가 있고 반추가축용 TMR의 원료로서 적합할 것으로 사료된다.

This study was conducted to evaluate Raphanus sativus extracts to methane reduction in rumen. Five different levels of R. sativus extracts were used to investigate the most effective dosing level for the decrease of methane production in the rumen. The rumen fluid was collected from a cannulated one Hanwoo cow (BW=450±30 kg) consuming 600 g/kg timothy and 400 g/kg concentrate. On fermentation day, rumen fluid was collected at 2 hr postfeeding R. sativus extracts was dosed to achieve final concentration of 0, 1, 3, 5, 7, and 9% respectively, to fermentation bottles containing the mixture of rumen fluid and McDougall’s buffer and 300 mg of timothy was added as a substrate. The fermentation was conducted for 3, 6, 9, 12, 24, 48 and 72 hr incubation time at 39℃ with shaking. In vitro ruminal pH values were measured normal range for ruminal fermentation. Dry matter disappearance was significantly higher (p<0.05) at 3 hr incubation time 1, 3 and 5% doses than that of control. The highest methane reduction was observed in 12 hr incubation time 5, 7 and 9%. The carbon dioxide emission was also significantly (p<0.05) lower than that of control at 12 hr incubation time 5, 7 and 9%. The total volatile fatty acid was no significant difference between control and all doses level at 12 and 24 hr incubation time. At 24 hr incubation time, the result of real-time PCR were indicated that M. archea was significantly lower (p<0.05) at all doses level comparing to that of control. In conclusion, R. sativus extracts were significantly decreased methane emission. R. sativus extracts were significantly lower (p<0.05) than that of control at 12 hr incubation time 5, 7 and 9% and no adversely effect in rumen pH, dry matter disappearance and total VFA.

This study was conducted to evaluate natural plant extracts for methane gas reduction in ruminants. Rumen fluid was collected from cannulated Hanwoo cow (450±30 kg) consuming 400 g/kg concentrate and 600 g/kg timothy. The 15 ml of mixture comparing McDougall’s buffer and rumen fluid in the ratio 2 to 1, was dispensed anaerobically into 50 ml serum bottles. Rumen fluid contents were collected and in vitro fermentation prepared control (timothy, 300 mg), ginseng, balloon flower, yucca plant, camellia, tea plant and ogapi extracts were added at the level of 5% against 300 mg of timothy as a substrate (v/w) and incubated for 3, 6, 9, 12, 24, 48, and 72 h. In vitro pH values range 6.55~7.41, this range include rumen titration. The dry matter digestibility was not differ between all treatments and control. Total gas emission was significantly higher (p<0.05) in ginseng and balloon flower treatments on 24 h than in control. Carbon dioxide emission was not differ all treatments on 9 h than in control and significantly higher (p<0.05) yucca plant, camellia and tea plant treatments on 12 h than control. Methane emission was not differ all treatments on 6 h than in control. The rumen microbial growth rate was significantly higher (p<0.05) in ginseng, balloon flower on 12 h and significantly higher (p<0.05) in ginseng, yucca plant, tea plant and ogapi treatments on 24 h than in control. Total VFA was significantly higher (p<0.05) in tea plant and ogapi treatments on 12 h than in control and significantly higher (p<0.05) in ginseng, balloon flower treatments on 48 h than in control. Acetic acid was significantly lower (p<0.05) in ginseng and balloon flower treatments on 24 h than in control. Propionic acid was significantly higher (p<0.05) in ginseng and balloon flower treatments on 48 h than in control. As a results, sixth natural plant extracts had no significant effect dry matter digestibility and negative on rumen fermentation, but not effect methane reduction.

본 연구는 Terpenoid 함유 식물 추출물을 이용하여 in vitro 반추위 발효성상 및 메탄생성에 미치는 영향을 알아보고자 수행하였다. 반추위액은 티머시(timothy)와 농후사료를 6:4의 비율로 급여한 반추위 cannula가 시술된 한우 암소에서 채취하였다. 본 실험에 사용한 식물 추출물은 박하(Mint), 소나무(Pine), 삼나무(Japan cedar), 초피나무(Sichuan pepper), 편백(Hinoki cypress) 그리고 해송(Japanese black pine)을 사용하였으며, 반추위액과 McDougall buffer를 1:2의 비율로 혼합한 배양액을 0.3g 티머시와 식물 추출물(기질의 5%)이 담긴 50ml serum bottle에 혐기상태로 15ml를 분주하였다. Serum bottle은 39℃, 150rpm으로 3, 6, 9, 12, 24, 48 및 72시간 동안 배양하였다. 실험 결과 pH 값은 점점 감소하였으며, 전 배양시간에 걸쳐 대조구보다 유의적(p<0.05)으로 높았다. 건물 소화율은 배양 3시간대는 Mint 처리구만 유의적(p<0.05)으로 높았으나, 이후 24시간까지 모든 처리구에서 유의성이 없었다. 총 가스 발생량은 전 처리구에서 유의적(p<0.05)으로 낮았으며, 이산화탄소 발생량은 배양 12시간대까지 감소하였으나, 그 이후는 유의적 차이가 없었다. 메탄 발생량의 경우 24시간대에 대조구에 비해 모든 첨가구에서 유의적(p<0.05)으로 감소하였다. 미생물 성장량은 첨가구에 따라 각각 다른 양상을 나타냈으나 24시간대는 모든 처리구에서 유의적(p<0.05)으로 성장량이 감소하였다. 암모니아 측정량은 배양 12시간부터 첨가구에서 증가하는 경향을 보였으나 72시간대는 감소하였다. acetic acid 및 propionic acid도 대조구보다 유의적(p<0.05)으로 높은 것을 확인할 수 있었다. 결과적으로 본 실험에 사용한 Terpenoid 함유 식물 추출물 6종 모두 소화율에 영향을 미치지 않으며 메탄저감 효과를 나타내었다. 특히 Mint 및 Pine 추출물은 총 VFA, acetic acid 및 propionic acid의 생성을 증가시켰으며 상기의 결과를 종합하였을 때, 반추위 발효성상에 악영향을 미치지 않으며 메탄 발생을 저감하는 식물 추출물로는 Mint 및 Pine이 적합하다고 생각된다.