• Journal of Animal Science and Technology
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• 제45권6호
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• pp.1019-1030
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• 2003

본 연구는 국내의 재래 반추동물인 재래산양과 한우의 장내에 서식하며 강력한 섬유소를 분해하는 혐기 곰팡이를 탐색하고 분리하여 섬유소 분해 특성을 구명하고자 실시되었다. 산양의 반추위로부터 16종과 한우의 십이지장 소화물로부터 5종의 혐기 곰팡이를 분리하여 총 21종의 혐기성 곰팡이가 분리되었다. 섬유소 분해효소의 활력을 측정하여 그 중 섬유소 분해력이 높은 4종의 곰팡이에 대하여 광학현미경에 의한 형태학적 관찰을 기초로 동정 작업을 수행하였다. NLRI-M003은 monocentric 성장형태, 구형의 포자낭, filamentous rhizoid 및 유주자의 flagella가 다수인 Neocallimastix sp., NLRI-M014는 monocentric 성장형태, 방추형의 포자낭, filamentous rhizoid 및 유주자의 flagella가 단수인 Piromyces sp.로, NLRI-T004는 monocentric 성장형태, 난형의 포자낭, filamentous rhizoid 및 유주자의 fagella 수가 다수인 Neocallimastix sp.로 각각 확인되었다. NLRI-M001은 Orpinomyces sp. 와 유사한 것으로 추측되나 지금까지 밝혀진 곰팡이 이외에 다른 밝혀지지 않은 곰팡이가 존재할 가능성이 있을 것으로 평가되어 더욱 더 세부적인 조사가 필요하다고 사료되었다. 혐기 곰팡이의 섬유소 분해 특성을 조사하기 위해 산양의 반추위로부터 분리된 NLRI-M003 혐기 곰팡이 배양액을 2% 첨가하여 혼합 반추위 미생물의 in vitro 건물 분해율을 볏짚과 filter paper를 기질로 하여 조사하였다. 모든 처리구에서 혐기 곰팡이 배양액을 첨가한 첨가구가 무첨가구에 비하여 볏짚의 경우 약 4%이상(p〈0.05) 그리고 filtre paper를 기질로 사용시 11% 이상(p〈0.001)의 분해율이 증가하였다. 또한 CMCase와 xylanase 효소의 활력도 첨가구에서 증가하였으며 특히 반추위 곰팡이는 강력한 xylanase 효소활력이 높음을 보여주었다.

• 한국초지조사료학회지
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• 제25권4호
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• pp.307-318
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• 2005

본 연구는 Aspergillus oryzae(AO) 혹은 Saccharomyces cerevisiae(SC)를 첨가하여 제조한 맥주박 위주 발효사료의 급여가 한우의 반추위내 미생물에 미치는 영향을 조사하기 위해 실시하였다. 공시동물은 반추위 cannula가 장착된 한우 암소 2두를 이용하였다. 시험은 시판 배합사료 $715\%$ 및 corn silage $28.5\%$ 급여구(대조구), 시판 배합사료 $45.0\%$, AO 첨가 발효사료 $26.5\%$ 및 com silage $28.5\%$ 급여구(TAO)와 시판 배합사료 $45.0\%$, SC 첨가 발효사료 $26.5\%$ 및 corn silage $28.5\%$ 급여구(TSC)의 3처리구로 구분하여 수행하였다. Total viable bacteria(p<0.05), 혐기성 곰팡이 및 protozoa(p<0.05)의 수는 대조구에 비해 TAO 및 TSC에서 높았다. 단백질 분해 박테리아(p<0.05), 섬유소 분해 박테리아 및 xylan 이용 박테리아 수는 대조구에 비해 TAO 및 TSC구에서 높은 경향이었다 Protozoa의 건물회수율은 대조구에 비해 TAO 및 TSC구에서 높았다(p<0.05). 총 미생물 및 protozoa의 조단백질 함량은 대조구 및 TAO구에 비해 TSC구에서 높았다(p<0.05). 박테리아의 조단백질 함량은 대조구에 비해 TAO 및 TSC구에서 높았다(p<0.05). 총 미생물의 조지방 함량은 대조구 및 TSC구에 비해 TAO구에서 높았으며 (p<0.05), protozoa 및 박테리아의 조지방 함량은 대조구 및 TAO구에 비해 TSC구에서 높았다(p<0.05). 총 미생물의 필수아미노산 비율은 TAO 및 TSC구에 비해 대조구에서 높았다. 박테리아의 methionin 및 alanine 비율은 대조구에 비해 TAO 및 TSC구에서 높았다(p<0.05). 이상의 결과에서 AO 혹은 SC를 첨가하여 제조한 발효사료의 급여는 반추위내 미생물 수 및 균체 조성 변화에 영향을 미치는 것으로 판단된다.

• Applied Biological Chemistry
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• 제45권1호
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• pp.1-10
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• 2002

식품과 사료에서 곰팡이독소 오염은 세계적으로 중요한 문제이다. 곰팡이독소는 곰팡이의 이차대사산물로서 인축중독증을 야기하며 경제적인 손실을 초래한다. Aflatoxin, ergot alkaloid, fumonisin, ochratoxin, tremorgenic toxin, trichothecene 및 zearalenone 등이 식품과 사료에서 흘러 발생하는 곰팡이독소이다. 어떤 곰팡이는 하나 이상의 곰팡이독소를 생산하고, 또 어떤 곰팡이독소는 여러 종의 곰팡이에서 생성되기 때문에 여러 곰팡이독소가 함께 발견된다. 곰팡이독소의 발생에 영향을 끼치는 요인으로는 인위적으로 조절할 수 있는 보관과 환경적 조건도 포함된다. 기후와 같은 비본질적인 요인, 진균류의 계통 특이성 및 계통 변이와 같은 본질적인 요인 및 독소발생의 불안정성은 조절하기 어렵다. 곰팡이독소는 한 종의 동물에 있어서의 감수성과 종에 의존하며 인간에게 갖가지의 만성적 또는 급성적인 영향을 미친다. 그러나 반추동물은 곰팡이독소에 저항력을 가지고 있으며, 이는 반추동물의 위에 존재하는 미생물들이 곰팡이독소의 활성을 억제할 수 있기 때문이다. 곰팡이독소 피해의 경제적인 파급효과는 인축의 수명 단축, 축산물 생산감소, 오염된 식량과 사료의 처리 및 곰팡이독소의 문제점 해결을 위한 연구비용 등을 포함한다. 곰팡이독소 피해감소를 위한 국제적인 노력이 계속 진행되고 있지만 최근에 World Trade Organization이 발효되면서 동 식물이 지역간 자유로운 이동으로 곰팡이독소 피해 경감대책뿐만 아니라 피해측정이 어려워지고 있다.

• 생명과학회지
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• 제22권11호
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• pp.1571-1586
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• 2012

지구상에는 약 5,400여 종의 포유동물이 있고 그 중 약 1,000여 종은 풀을 뜯어 먹고 사는 초식동물이다. 초식동물 중에서 약 250여 종이 반추동물로 알려져 있다. 반추동물인 소와 양은 반추위에서 주로 발효가 일어나지만 비반추동물인 돼지와 사람은 맹장과 결장, 직장에서 주로 발효가 일어난다. 반추위 미생물의 종류와 우점도 Bacteroidetes 51%, Firmicutes 43% 존재하며, 사람의 대장미생물의 우점도Firmicutes 65%, Bacteroidetes 25%로 존재한다. 풀의 세포벽 구성성분은 미생물에 의해 분해, 발효에 의해 SCFA (short chain fatty acid)를 생성하게 되고 acetate, propionate, butyrate 생성비율은 60:25:15이다. 장내 primary butyrate transporter인 MCT1(monocarboxylatetransports-1)에 의해서 흡수된 butyrate는 SCFA receptor GPR43과 GPR41을 활성화시킨다. Butyrate는 강력한 anti-tumorigenic 기능을 가지고 있다. Butyrate는 다양한 cancer cell에 효과를 나타내며 세포내의 기능 조절에 기여하고, 암세포사멸을 유도하는 특성이 있다. Butyrate는 caspase의 활성화, HDAC (histone deacetylase) 활성을 억제하여apoptosis를 유도하고, p53 발현증가로 cell cycle arrest와 apoptosis를 유도한다. SCFA의 항 염증작용으로는 장 상피세포에서 IL-8 발현 감소, NO합성과 NF-${\kappa}B$ (nuclear factor ${\kappa}B$)의 활성을 억제하여 염증으로 인한 암 발생을 억제한다. Butyrate는 장 점막의 생리적 기능을 유지하는데 중요한 역할을 하며 IBD (inflammatory bowel disease) 치료법으로 이용되고 있다.

• 생명과학회지
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• 제15권6호
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• pp.1013-1021
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• 2005

미생물 메타게놈은 특이한 생체촉매의 다양한 원료로 제공된다. 한우의 반추위에서 게놈 DNA를 분리한 후 메타게놈 은행을 구축하고 $\alpha$-amlylase를 암호화하는 유전자를 클로닝하여 DNA 및 아미노산 서열을 밝히고 생화적 특징을 조사하였다. amyA유전자는 1,893 bp로 631개의 아미노산 잔기를 가진 단백질을 암호화였으며 효소의 분자량은 단백질 전기영동 결과 약 71,000 Da으로 확인되었다. 이 효소를 다른 아밀라제와 비교한 결과 $21-59\%$의 상동성을 보였다. AnyA는 pH $6.40\%$에서 최적 활성을 나타내었고, pl값은 5.87이었다. E. coliDH5$\alpha$에서 발현된 AmyA의 활성은 $\Mg^{2+}$(20mM), $Ca^{2+}$ (30 mM) 존재 시 그 활성이 증가하였고, $Fe^{2+}$, $Cu^{2+}$ 존재 시 저해되었다. amyA 유전자의 internal primer를 사용하여 인공적으로 배양할 수 있는 49종의 반추세균에서 분리한 게놈 DNA을 주형으로 PCR분석한 결과 해당하는 벤드를 확인할 수 없었다. AmyA는 현재로 배양할 수 없는 반추 미생물에서 온 것으로 추정된다.

• Journal of Animal Science and Technology
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• 제50권2호
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• pp.199-208
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• 2008

본 연구는 보호아미노산 추가 공급이 비유중기 착유우의 반추위 발효 성상 및 유생산량과 유성분 등의 생산성 변화를 알아보기 위하여 in vitro 시험과 in vivo 시험을 각각 실시하였다. In vitro 시험은 각각 4g의 공시사료를 이용하였으며, 처리구에는 보호라이신(PRLys, 2.71 %)과 보호메치오닌(PRMet, 0.90%)을 3:1로 혼합하여 첨가한 후 48시간동안 배양한 후 처리구와 대조구의 pH와 건물소화율을 확인하였다. 또한 In vivo 시험은 3:1로 혼합한 보호라이신 (PRLys, 2.71%)과 보호메치오닌(PRMet, 0.90%) 100g을 1일 2회로 나누어 비유 중기 착유우에 오전과 오후 착유 시 정량급여 한 후 생산되는 우유의 양 그리고 유성분의 변화를 조사하였다. 아미노산의 추가 급여로 인한 in vitro 반추위 pH와 건물소화율은 배양시간이 경과함에 따라 감소하는 경향을 나타냈으나 대조구에 비하여 유의성은 나타나지 않았다. 따라서 본 연구에서 사용된 보호아미노산은 반추위 미생물의 건물분해 능력 등 반추위 발효성상에 악 영향을 미치지 않은 것으로 판단된다. 비유중기 착유우에 보호아미노산 급여기간에 따른 유생산량은 시간이 지남에 따라 대조구와 처리구에서 모두 감소하는 경향을 보였으나, 이는 시험기간이 경과함에 따른 착유일수 증가로 인한 자연감소로 보여지며, 대조구에서 보다 처리구에서의 유량감소율이 적었다. 4% FCM과 유단백생성량은 대조구에서 각각 11.25%, 11.09% 그리고 처리구에서 6.16%, 5.47%의 감소를 나타내어 대조구보다 처리구에서 감소 비율이 낮았다. 보호아미노산 첨가 시 우유중 지방생성량은 대조구(0.79kg)에 비하여 처리구(1.10kg)에서 유의한 차이를 나타내었다(P<0.05). 이상의 결과를 종합해 볼 때 in vitro의 경우 보호아미노산 첨가시 반추위 내 발효성상에 문제가 없었고, 비유중기 착유우를 대상으로 한 in vivo 시험에서는 처리구에서 산유량 및 유성분의 감소가 대조구보다 적었으며 이는 고능력우의 비유중기 시기에 보호아미노산을 급여할 경우 산유량 및 유성분의 감소비율을 효과적으로 개선시킬 수 있는 것으로 판단된다.

• 생명과학회지
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• 제18권4호
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• pp.515-521
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• 2008

본 연구는 반추위 미생물 발효에 있어서 계면활성제의 이온성 여부가 발효시간별 in vitro 건물소화율, 미생물 성장량, pH 변화, Cas 발생량 및 SEM에 의한 미생물 부착 양상을 조사하기 위해 수행되었다. 1 mm 입자도의 볏짚을 기질로 하여 Holstein 젖소 위액을 이용한 Dehority's artificial medium에 대조구를 비롯하여 비이온성 계면활성제(NIS)로서 시판되고 있는 Tween 80과 SOLFA-850 2종류, 그리고 양쪽(+/-) 이온성 계면활성제(ZIS)로서 3-(Dodecyldimethylammonio) propanesulfanate (DDAP) 1 종류를 이용하여 각각 0.05% 및 0.1% 수준으로 첨가함으로써 총 7처리를 두었다. 발효시간은 6, 12, 24, 48 및 72시간으로 설정하여 각 처리 당 3반복으로 시험을 수행하였다. In vitro 건물 소화율은 NIS인 Tween 80 첨가구에서 48시간 및 72시간 발효 시, 타 처리구에 비해 유의적(P<0.05)으로 높았으나, ZIS인 DDAP 첨가구는 발효 24시간이후 부터 대조구보다도 건물소화율이 낮게 나타났다(P< 0.05). 가스 발생량은 NIS 두 처리구 모두, 대조구나 ZIS 처리구보다 유의적(P<0.05)으로 많았으며, 발효시간의 경과함에 따라 증가하였다. 미생물 성장량은 NIS인 Tween 80 첨가구에서 가장 많았고, 다음으로 SOLFA 850 첨가구 순이었으며, ZIS인 DDAP 첨가구는 대조구보다도 적었다(P<0.05). 전자현미경으로 관찰한 미생물 부착 양상에서 NIS 첨가구는 무처리구에 비해 미생물 군집이 현저히 많았으나 ZIS첨가구는 오히려 적은 것으로 나타났다. 따라서 양쪽(+/-) 이온성 계면활성제는 반추위 발효 작용과 미생물 성장에 긍정적인 효과가 없는 것으로 사료된다.

• 농업생명과학연구
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• 제51권5호
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• pp.91-101
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• 2017

본 연구는 팽이버섯 수확 후 배지를 첨가하여 호밀 사일리지 제조 시 팽이버섯 수확 후 배지를 에너지원으로서 사용하기 위하여 in vitro 반추위 발효실험이 수행되었다. 공시 사일리지는 출수기의 호밀에 팽이버섯 수확 후 배지 첨가비율(0%, 20%, 40%, 60%)에 따라 제조하여 6주일간 발효시켰다. In vitro 배양액 제조를 위한 반추위액은 농후사료와 볏짚을 40:60의 비율로 급여한 반추위 cannula가 시술된 Holstein 수소 2두로 부터 채취하였다. In vitro 실험은 발효시간대를 3, 6, 9, 12, 24 및 48시간으로 설정하고, 각 처리구별로 3반복으로 발효특성과 건물소화율을 측정하였다. In vitro 배양액의 pH는 발효시간이 길어짐에 따라 낮아지는 경향이었으며, 48시간 경과 시에는 버섯수확 후 배지 60% 첨가구가 타 처리구에 비해 유의적(p<0.05)으로 낮았다. 미생물 성장율은 배양시간이 경과함에 따라 증가하는 경향이었으며, 발효 48시간 경과 시에는 버섯수확 후 배지 20% 첨가구가 타 처리구에 비해 유의적으로(p<0.05) 높았다. Gas발생량은 48시간 발효 시에 대조구가 타 처리구에 비해 유의적(p<0.05)으로 높았다. 건물소화율은 버섯수확 후 배지의 첨가비율이 높을수록 높았는데, 발효 24시간 및 48시간에는 R-60구가 처리구 중에서 가장 높았으며(p<0.05), 대조구에서는 전 발효기간 동안 건물소화율이 현저히 낮은(p<0.05) 상태에 있었다. In vitro 반추위내 발효실험의 결과와 버섯수확 후 배지의 활용성을 고려할 때, 호밀사일리지 제조 시 팽이버섯 수확 후 배지 첨가비율을 원물기준으로 60%수준이 가장 긍정적인 것으로 나타났다. 향후 대사시험이나 사양시험을 통하여 가축사료로써의 최적 대체 비율을 규명해야 할 것으로 사료되는 바다.

• 생명과학회지
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• 제22권4호
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• pp.437-446
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• 2012

한우의 반추위에서 게놈 DNA를 분리하여 메타게놈 은행을 구축한 다음 섬유소분해효소를 암호화하는 유전자를 클로닝 및 유전자를 선별하였다. 선별된 유전자의 DNA 염기서열 및 아미노산 서열을 분석하고 유전산물의 생화학적인 특성을 조사하였다. $cel$5C 유전자는 1,125 bp로 374개의 아미노산 잔기를 가진 단백질을 암호화하였으며 이 단백질 분자량은 42 kDa이었다. 이 효소의 최적 pH는 4 근방이었으며 최적 온도는 $50^{\circ}C$ 부근이었다. $cel$5C 유전자의 internal primer를 사용하여 인공적으로 배양할 수 있는 49종의 반추세균에서 분리한 게놈 DNA을 주형으로 PCR 분석한 결과 해당하는 밴드를 확인할 수 없었다. Cel5C는 현재로서는 배양할 수 없는 반추 미생물로 추정된다.

• 한국유기농업학회지
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• 제26권4호
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• pp.775-787
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• 2018

본 연구는 반추동물의 메탄 감소에 효과가 있는 합성첨가제를 대체 할 수 있는 천연첨가제를 찾고자 연구를 실시하였다. 첨가제인 MRA-1(파), MRA-2 (SLS), MRA-3 (SDS), MRA-4(파+탄닌산)를 만들어 발효시간대별(3, 6, 9, 12, 24 및 48 h) in vitro 시험을 실시하였다. pH는 발효시간동안 적정범위였으며, 건물소화율은 모든 발효시간대별 모든 처리구에서 대조구와 유의적(P>0.05)인 차이를 보이지 않았고, 미생물성장량에도 부정적인 영향을 미치지 않았다. 메탄 발생량은 발효 24시간대 MRA-1구를 제외한 나머지 처리구에서 대조구에 비해 유의적(P<0.05)으로 낮게 측정되었으며, 특히 이산화탄소 발생량은 MRA-4 첨가구에서 발효 9, 24, 48시간대에서 유의적(P<0.05)으로 낮았다. 메탄생성량 감소에 영향이 있는 프로피온산 함량은 발효 24시간대 MRA-4구에서 대조구에 비해 유의적(P<0.05)으로 높았다. Ciliate-associated methanogens은 발효 24시간대 MRA-1, MRA-3 및 MRA-4구에서 대조구에 비해 유의적(P<0.05)으로 낮게 측정되었다. 따라서 파와 탄닌산은 반추위 내 메탄 저감 효과가 있는 합성첨가제를 대체 할 수 있어 반추동물용 천연 메탄 저감제로서의 활용 가능성이 있을 것으로 사료된다.