The Effects of the Fermentation Broth of Fruits and Vegetables on Antimicrobial Activity and Egg Quality with its Supplementation in Feed

과채발효액의 항균 및 탈취력 효과와 사료 첨가시 계란 품질에 미치는 영향

This study was conducted to investigate the effect of the fermentation broth of fruits and vegetables and various kinds of lactobacillus containing in the broth on anti-microbial activity, anti-acidity, its organic acid concentrations and deorderization. In addition, the quality of eggs laid from the hens supplemented with the fermentation broth was determined. The fermentation broth contained over 8 kinds of lactobacillus and other microbes. Lactobacillus (L.) hilgardii, L. reuteri, L. nagelii, L. plantarum, and Zygosaccharomyces bisporus were survived especially in pH 2.0 among them. The concentrations of acetic acid and lactic acid in the broth were higher than minimum inhibitory concentration values (MIC) to Escherichia (E.) coli and Salmonella sp. Overall the broth contained sufficient organic acid to inhibit the growth of E. coli and Salmonella sp. In addition, L. nagelii and L. plantarum had the greatest anti-microbial activity against E. coli, Salmonella (S.) typhimurium, Staphylococcus aureus and S. gallinarium among lactobacillus in the broth. The broth had greater anti-microbial activity than individual lactobacillus. The fermentation broth had deodorization capacity of ammonia and hydrogen sulfate and the 50% of their concentrations were removed after 30 min treatment. Egg production rates, egg weight, and feed efficiency were increased in eggs laid from hens that supplemented with 0.1 % fermented broth compared to the control. The supplementation also increased the thickness and strength of egg shell to reduce broken eggs and decreased cholesterol levels in egg yolk. In conclusion, the fermentation broth of fruits and vegetables can be a natural alternative supplementation of feed in laying hens.

본 연구에서는 과채 발효시 생성되는 유산균의 종류를 확인하고 유기산 농도, 내산성과 항균 효과를 확인하고 산란계의 사료에 첨가하여 공급하였을 때 계란의 품질에 미치는 영향을 조사하였다. 과채류의 유산균 발효액에는 8종 이상의 Lactobacillus균들이 있었으며 이들은 pH가 2.9${\pm}$0.4인 과채발효액에 존재하므로 대부분 내산성을 띄고 있었다. 과채발효액에 존재하는 유산균들 중에서도 L. hilgardii, L. reuteri, L. nagelii, L. plantarum, Zygosaccharomyces bisporus들은 pH 2.0에서도 생존하였다. 과채발효액이 산성을 나타내는 것은 유기산인 초산, 사과산, 젖산, 푸마릭산, 시트르산이 함유되어 있는 것과 관련이 있다. 과채발효액애는 초산과 젖산이 E. coli와 Salmonella sp.의 MIC보다 높게 함유되어 있었고, 사과산, 푸마릭산, 시트르산등은 MIC 보다 낮게 함유되어 있었지만 전체적으로 보았을 때 유기산의 함량은 두 위해균의 성장을 억제하기에 충분한 것으로 사료된다. 이렇게 과채발효액에 함유된 유기산이 위해균의 성장을 억제할 뿐 아니라 유산균들 중에서 위해균인 E. coli, S. typhimurium, Staphylococcus aureus, S. gallinarium에 대해 L. nagelii과 L. plantarum이 가장 항균 효과가 높았고, 그다음으로 Staphylococcus aureus, S. gallinarium에 대해서 효과적인 항균 효과를 나타내였다. 유기산과 유산균이 모두 함유된 과채 발효액은 산의 농도가 높아질수록 위해균에 대한 항균 효과가 향상되었다. 희석한 과채발효액을 암모니아와 황화수소의 제거 능력이 탁월하여 과채발효액을 처리한 후 초기 30분 동안 50% 이상이 제거되었다. 사료의 0.1% 수준으로 과채발효액(산함량 3.0%)을 혼합하여 산란계에게 공급하였을 때 대조군에 비해 산란율, 계란 질량, 사료 효율이 현저하게 증가하였다. 또한 과채 발효액 첨가군에서 계란의 신선도가 향상되었고, 난각 두께와 난각 강도가 높아져서 파각율이 낮을 것으로 사료되며 난황의 콜레스테롤 농도도 낮아졌다. 결론적으로 과채발효액은 양계의 항생제 대체 사료첨가제로의 가능성이 충분한 것으로 사료된다.