• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
• /
• 제18권11호
• /
• pp.1582-1588
• /
• 2005

This study aimed to evaluate the effects of silage additives on the fermentation qualities and residual mono- and disaccharides composition of silages. Forage Oats (Avena sativa L.) and Italian Ryegrass (Lolium multiflorum Lam.) were ensiled with glucose, sorbic acid and pre-fermented juice of epiphytic lactic acid bacteria (FJLB) treatments for 30 days. In both species grass silages, although the respective controls had higher contents of butyric acid (20.86, 33.45g $kg^{-1}$ DM) and ammonia-N/total nitrogen (100.07, 114.91 g $kg^{-1}$) as compared with other treated silages in forage oats and Italian ryegrass, the fermentation was clearly dominated by lactic acid bacteria. This was well indicated by the low pH value (4.27, 4.38), and high lactic acid/acetic acid (6.53, 5.58) and lactic acid content (61.67, 46.85 g $kg^{-1}$ DM). Glucose addition increased significantly (p<0.05) lactic acid/acetic acid, and significantly (p<0.05) decreased the values of pH and ammonia-N/total nitrogen, and the contents of butyric acid and volatile fatty acids as compared with control, however, there was a slightly but significantly (p<0.05) higher butyric acid and lower residual mono- and di-saccharides as compared with sorbic acid and FJLB additions. Sorbic acid addition showed the lowest ethanol, acetic acid and ammonia-N/total nitrogen, and highest contents of residual fructose, total mono- and di-saccharides and dry matter as well as high lactic acid/acetic acid and lactic acid content. FJLB addition had the lowest pH value and the highest lactic acid content, the most intensive lactic acid fermentation occurring in FJLB treated silages. This resulted in the faster accumulation of lactic acid and faster pH reduction. Sorbic acid and FJLB additions depressed clostridia or other undesirable bacterial fermentation, thus this decreased the water-soluble carbohydrates loss and saved the fermentable substrate for lactic acid fermentation.

• Korean Chemical Engineering Research
• /
• 제51권2호
• /
• pp.226-232
• /
• 2013

부탄올을 생산하는 발효반응기에서는 아세톤, 부탄올 그리고 에탄올을 주로 생산하는 Clostridium acetobutylicum이 사용된다. 본 연구에서는 이 미생물을 이용한 발효공정의 개발을 위하여, Clostridium acetobutylicum ATCC824의 대사망의 동적 모델이 제안되었다. 많은 효소기반의 대사반응들로 구성된 대사망의 복잡성과 대사반응속도식의 비선형적 특성 때문에, 유전 알고리듬과 Levenberg-Marquardt 알고리듬이 결합된 효율적인 최적화 기법을 이용하여 회분식 발효반응기의 실험 결과값으로 58개의 반응속도상수들을 결정하였다. 그리고 이 반응속도상수 결정의 정확도를 제고하기 위하여, 유전자 조작을 통해 특정 대사경로를 차단한 미생물을 이용했을 때의 실험과 초기 글루코스의 농도를 다르게 한 실험들을 수행하여 개발된 대사망의 동적모델을 분석하였다. 결과적으로, 본 연구를 통해서 개발된 대사망 모델의 정확도를 확인하였고, 이를 활용하여 발효반응공정의 생산성 향상을 위한 적절한 클로스트리듐의 개발과 발효반응기의 최적화를 위한 연구에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
• /
• 제20권11호
• /
• pp.1699-1704
• /
• 2007

This experiment was carried out to evaluate the effects of adding encapsulated-glucose, glucose, sorbic acid or prefermented juice of epiphytic lactic acid bacteria (FJLB) on the fermentation quality and residual mono- and disaccharide composition of Italian ryegrass (Lolium multiflorum Lam) silages. The additive treatments were as follows: (1) control (no addition), (2) encapsulated-glucose addition at 0.5% for glucose, (3) glucose addition at 1%, (4) sorbic acid addition at 0.1%, (5) FJLB addition at a theoretical application rate of $2.67{\times}10^5$ CFU (colony forming unit) $g^{-1}$, on a fresh weight basis of Italian ryegrass. Although control and encapsulated-glucose treatments had higher contents of butyric acid (33.45, 21.50 g $kg^{-1}$ DM) and ammonia-N/Total nitrogen (114.91, 87.01 g $kg^{-1}$) as compared with the other treated silages, the fermentation in all silages was clearly dominated by lactic acid. This was well indicated by the low pH (4.38-3.59), and high lactic acid/acetic acid (4.39-22.97) and lactic acid content (46.85-121.76 g $kg^{-1}$ DM). Encapsulated-0.5% glucose and glucose addition increased lactic acid/acetic acid, and significantly (p<0.05) decreased ammonia-N/total nitrogen, and the contents of butyric acid and total volatile fatty acids (VFAs) as compared with the control. However, there were higher butyric acid and lower residual mono-and di-saccharides on the two treatments as compared with sorbic acid and FJLB addition, and their utilization efficiency of water soluble carbohydrates (WSC) was lower than that of both sorbic acid and FJLB additions. Sorbic acid addition showed the lowest content of ethanol and ammonia-N/total nitrogen, and the highest content of residual fructose and total mono-and disaccharides as well as the higher lactic acid/acetic acid value. Sorbic acid addition decreased the loss of mono-and disaccharides, and inhibited the activity of clostridial and other undesirable bacteria, and greatly increased the utilization efficiency of fermentable substrates by epiphytic LAB. FJLB addition had the lowest pH value and the highest lactic acid content among all additive treatments, with the most intensive lactic acid fermentation occurring in FJLB treated silage. This resulted in the faster accumulation of lactic acid and faster pH reduction. Sorbic acid and FJLB addition depressed clostridia or other undesirable bacterial fermentation which decreased the WSC loss and saved the fermentable substrate for lactic acid fermentation.

• 미생물학회지
• /
• 제52권4호
• /
• pp.444-454
• /
• 2016

전국에서 채취한 사일리지 및 우분 시료로부터 사일리지 첨가제로 사용하기 위한 유산균을 순수 분리하고 그 특성을 조사하였다. MRS 배지에서 성장 속도를 기반으로 16개의 유산균 균주를 순수 분리하였으며 이들은 16S rRNA, RNA polymerase alpha subunit, 60-kDa heat shock protein, phenylalanyl-tRNA synthase alpha subunit 유전자 염기서열에 기반하여 Lactobacillus, Enterococcus, Weissella 속으로 동정되었다. 16균주 중 L. plantarum과 유전적으로 높은 유사도를 보인 균주들은 MRS 배지와 쌀보리 추출배지에서 가장 빠른 성장 및 pH 저하를 나타냈으며 이용 가능한 당 종류 및 생장 가능한 pH, 온도, 염분범위가 상대적으로 넓었다. 또한 이 균주들은 PCR 검사 결과 바이오제닉 아민 생성을 위한 유전자가 없었으며 그 MRS 배지 배양액은 사일리지 부패균에 대한 저해 효과가 상대적으로 큰 것으로 나타나 이 균주들이 우수한 사일리지 첨가제로 사용될 수 있을 것으로 판단된다. 그러나 분리된 모든 유산균들의 쌀보리 추출배지 배양액은 사일리지 부패균의 성장에 큰 영향을 미치지 않거나 오히려 촉진시켰으며 선발된 유산균들을 사일리지 제조에 사용하기 위하여 그 원인 구명과 대책마련이 필요할 것으로 판단된다.

• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
• /
• 제30권7호
• /
• pp.957-966
• /
• 2017

Objective: To understand the dynamic structure, function, and influence on nutrient metabolism in hosts, it was crucial to assess the genetic potential of gut microbial community in yaks of different ages. Methods: The denaturing gradient gel electrophoresis (DGGE) profiles and Illumina-based metagenomic sequencing on colon contents of 15 semi-domestic yaks were investigated. Unweighted pairwise grouping method with mathematical averages (UPGMA) clustering and principal component analysis (PCA) were used to analyze the DGGE fingerprint. The Illumina sequences were assembled, predicted to genes and functionally annotated, and then classified by querying protein sequences of the genes against the Kyoto encyclopedia of genes and genomes (KEGG) database. Results: Metagenomic sequencing showed that more than 85% of ribosomal RNA (rRNA) gene sequences belonged to the phylum Firmicutes and Bacteroidetes, indicating that the family Ruminococcaceae (46.5%), Rikenellaceae (11.3%), Lachnospiraceae (10.0%), and Bacteroidaceae (6.3%) were dominant gut microbes. Over 50% of non-rRNA gene sequences represented the metabolic pathways of amino acids (14.4%), proteins (12.3%), sugars (11.9%), nucleotides (6.8%), lipids (1.7%), xenobiotics (1.4%), coenzymes, and vitamins (3.6%). Gene functional classification showed that most of enzyme-coding genes were related to cellulose digestion and amino acids metabolic pathways. Conclusion: Yaks' age had a substantial effect on gut microbial composition. Comparative metagenomics of gut microbiota in 0.5-, 1.5-, and 2.5-year-old yaks revealed that the abundance of the class Clostridia, Bacteroidia, and Lentisphaeria, as well as the phylum Firmicutes, Bacteroidetes, Lentisphaerae, Tenericutes, and Cyanobacteria, varied more greatly during yaks' growth, especially in young animals (0.5 and 1.5 years old). Gut microbes, including Bacteroides, Clostridium, and Lentisphaeria, make a contribution to the energy metabolism and synthesis of amino acid, which are essential to the normal growth of yaks.

• 생명과학회지
• /
• 제31권5호
• /
• pp.520-526
• /
• 2021

반추가축의 반추위내 미생물단백질은 단백질의 공급원중 일부이며 글루타메이트 생산을 위한 공급원이기도 하다. 글루탐산은 신체의 대사반응, 근육 및 기타 세포구성에 필요한 단백질 합성물질로 이용되며 면역기능항진에도 매우 필수적으로 이용된다. 또한 계면활성제, 완충제, 킬레이트제제, 향미 증강제, 배양배지 및 농업 분야에서 성장촉진제로 이용된다. 글루탐산은 감마-아미노부티르산(GABA)생산을 위한 기질로서 본 연구는 글루탐산의 기능과 글루탐산 탈 탄산효소 유전자를 포함하는 미생물에 대한 정보를 제공하는데 있다. GABA는 체온 조절, 건물섭취량, 유생산량 및 유성분을 개선시키는 것으로 알려져 있다. 대부분의 글루탐산과 GABA 생성 미생물은 대부분 Lactococcus, Lactobacillus, Enterococcus 및 Streptococcus 종과 같은 젖산생성 미생물로 이루어져 있다. 반추위내 대사기전을 보면 GABA 합성을 통해 succinate 생산과정을 거치고, succinate는 탈수소효소반응을 통해 프로피온산과 기타 대사산물을 생산할 수 있다. 또한 Clostridium tetanomorphum과 혐기성 Micrococci는 글루타메이트 발효과정에서 아세트산과 낙산을 생성한다. 프로피온산과 기타 대사산물은 간에서의 혈당으로 전변되어 반추가축의 유선세포에서 유당 및 체중증가를 위한 에너지를 제공한다. 이를 통해 반추가축의 건강상태 개선 및 성장촉진을 위한 중요한 미생물로 이용가능하다.

• 한국초지조사료학회지
• /
• 제39권2호
• /
• pp.97-104
• /
• 2019

본 시험은 사료용 벼 위주 TMR 사료의 급여가 가축 생산성과 도체 특성에 미치는 영향을 규명하기 위하여 수행하였다. 국립식량과학원에서 육성한 "영우" 품종을 황숙기에 수확하고 60일동안 저장하면서 사일리지 발효를 시켰다. 조단백질, ADF, NDF, IVDMD, TDN 및 RFV 함량은 각각 8.4 %, 28.0 %, 53.8 %, 72.4 %, 66.8 % 및 116이었다. 사일리지 품질에서 pH는 4.37이었고 젖산 함량은 DM에서 2.84 % 이었으며, 낙산함량(0.04 %)이 낮아 Clostridia에 의한 불량발효가 억제되었다. 총 16두의 거세한우(평균 8개월령)를 대조군(시중 판매 TMR 사료 급여군)과 WCR-TMR 급여군(사료용 벼 위주 TMR 사료 급여군)으로 나누고 30개월까지 사양시험을 수행하였다. WCR-TMR 급여군의 성장단계별 사료에는 사료용 벼 사일리지가 13~15% 정도 배합되었다. TMR 사료의 급여는 육성기(개시 ~ 14 개월), 비육 전기(15 개월 ~ 21 개월) 및 비육 후기(22 개월 ~ 30 개월)로 나누어 급여하였다. 체중에 있어서 대조군은 비육전기까지 높았지만 비육 후기 이후에는 WCR-TMR 급여군에서 유의적으로 높게 나타났다(P<0.05). 일당증체량은 WCR-TMR 급여군이 비육 후기를 제외하고 매 생육단계에서 대조군에 비해 유의적으로 높게 나타났다(0.66 vs 0.78 kg/두/일). 고기 특성에 있어서 출하체중과 도체중은 WCR-TMR 급여구에서 높게 나타났으나 등지방두께(11.75 vs 13.00 mm), 등심단면적(88.00 vs $89.88cm^2$) 및 육량지수(65.87 vs 64.30)에서는 두 그룹 간에 유의적인 차이는 없었다. 육량등급도 차이가 나타나지 않았다(A : B : C = 2 : 4 : 2). 한편 육질의 특성에서 근내 지방도(4.00 vs 4.13), 육색(4.75 vs 4.75), 지방색(3.13 vs 2.88), 조직감(1.25 vs 1.50) 및 성숙도(2.00 vs 2.00)는 두 그룹간에 유의적인 차이는 없었다(P>0.05). 육질등급에서도 두 그룹 모두 $1^{{+}{+}}:1^+:1:2:3=0:2:4:2:0$로 나타났다. 평균 출하가격은 WCR-TMR 급여군에서 높게 나타났으며 평균 두당 353,550원이 더 높았다. 이상의 결과를 종합하여 볼 때 사료용 벼 위주 TMR의 급여는 가축 생산성 측면에서 도체중과 일당증체에서 기존의 TMR 보다 우수하였다. 따라서 사료용 벼의 이용은 수입 조사료 대체와 정부의 쌀 생산 조정정책에 꼭 필요한 선택이라고 판단된다.