I.서 론
최근 전 세계적으로 이상기후의 빈발로 인한 곡류생산의 안정성 상실, 바이오매스 이용 증가, 그리고 수입조사료 가 격 상승으로 인하여 국내 양축농가의 사료비 부담이 크게 증가됨에 따라 조사료 생산 및 이용기술 측면에서 많은 정 성을 기울이고 있다(Choi et al., 2012; Ha et al., 2012; Ji et al., 2011; Kim et al., 2011b). 이제까지 대부분 진행된 조사료에 대한 연구는 주로 증체량 및 기호성 증진을 위한 영양학적 측면에서의 접근(Kim et al, 2011a; Hwangbo et al. 2010; Jung et al., 2009) 이었으나 최근 연구결과에 따 르면 조사료는 가축의 생리활성을 촉진하는 다양한 기능성 물질을 함유하고 있는 것으로 보고(Mariadhas et al., 2014; Choi et al., 2013a; Choi et al., 2013b; Hwang et al., 2013) 되고 있기 때문에 조사료의 효율적인 활용을 위해서는 조 사료의 영양강화 및 품질향상 기술 개발은 매우 중요하다.
영양 강화 조사료의 제조 기술 개발은 국내산 조사료의 품질 향상에 기여할 뿐 아니라 조사료 유통 활성화 및 신 뢰도를 향상시켜 국내산 조사료의 안정성에 기여하고 또한 조사료의 영양 강화 및 품질향상을 통하여 수입 조사료의 대체가 가능할 것으로 생각된다.
현재 우리나라에서 많이 재배되고 있는 이탈리안 라이그 라스(Italian ryegrass, IRG) ‘코원어리, 코스피드, 코윈마스 터’는 월동성과 습해에 강하고 초기생육이 우수하여 수량 성이 높은 사료작물로서 알려져 있다(Seo et al., 2011; Kim et al., 2009; Choi et al., 2008). 또한 두과목초의 단백질 함량은 수확시기에 따라 다양한 차이를 보이지만 약 20% 내외의 함량을 가지고 있기 때문에 두과목초의 활용은 양 질의 조사료 확보차원에서 매우 중요하다(Kim et al., 2007, Kim et al., 2005). 또한 녹조류인 클로렐라의 단백질 함량 은 약 60% 정도이고 다양한 기능성(Bae et al., 2013; Ramos et al., 2010; Kang et al., 2004)을 가지고 있기 때문 에 클로렐라의 이용은 조사료의 영양을 강화하고 양질의 조사료 이용성을 증진시키는데 중요한 방법이 될 수 있다.
따라서 본 연구에서는 이탈리안 라이그라스－알팔파 (IRG-Alfalfa)를 이용하여 사일리지 제조시 젖산균과 클로 렐라를 처리하여 사일리지의 사료가치, 품질 및 미생물상 의 변화를 조사하였다.
II.재료 및 방법
1.포장시험 및 사일리지 제조
본 연구는 충남 천안 국립축산과학원 사료작물 재배지에 서 2012년 부터 2013년까지 수행되었다. 공시초종으로 이 탈리안 라이그라스 ‘코윈어리’와 알팔파 ‘버널’을 이용하여 수행하였다.
모든 초종은 파종적기에 파종하여 관행 시비한 다음 재 배하였다. 수확은 수확적기(IRG; 개화기, Alfalfa; 개화기)에 수확하여 사일리지를 제조하였으며 이때 젖산균 첨가제(청 미바이오, 한국)를 처리하여 각 처리당 3반복으로 하였다. 시험구는 대조구, 젖산균 첨가구, 젖산균과 클로렐라 첨가 구로 구성하였다. 젖산균의 첨가제의 양은 첨가제 제조회 사(청미바이오, 한국)에서 제시한 권장량을 증류수에 희석 하여 사용하였다. 즉, 젖산균은 L. plantarum으로 1.5 × 1010 cfu/g을 함유하고 있으며, 본 균주를 증류수(1 g/100 ml)에 녹여 50 kg의 사일리지 제조에 이용하였다. 그리고 클로렐 라(Chlorella vulgaris) 첨가는 0.25%로 첨가하여 젖산균 접 종과 함께 사용하였다. 그리고 이탈리안 라이구라스(IRG) 와 알팔파(alfalfa)의 비율을 8 : 2 수준으로 사일리지를 조 제하여 사일리지의 특성을 조사하였다. 사일리지는 플라스 틱 시험용 사일로에 충진 시킨 후 완전 밀봉하여 그늘에서 보관하였다. 이렇게 조제된 사일리지는 약 45일 동안 보관 한 후 개봉하여 사료가치, 품질 및 미생물상을 조사하였다.
2.사료가치 분석
사일리지의 사료가치를 조사하기 위하여 각 시험구에서 저장 45일후 사일리지 각 처리구당 약 500 g을 취하여 일 부는 65°C 순환식 송풍건조기에서 3일 이상 건조 후 분쇄 하여 시료의 Crude protein (CP)은 AOAC법 (1990)에 의해 분석하였고, Neutral detergent fiber (NDF) 및 Acid detergent fiber (ADF) 함량은 Goering 및 Van soest법 (1970)으로 분 석하였다. In vitro 건물소화율은 Tilley 및 Terry법(1963)을 Moore(1970)가 수정한 방법을 이용하였으며, 가소화영양소 총량(total digestible nutrients, TDN)은 88.9-(ADF% × 0.79) 에 의해서 산출하였다. 그리고 나머지 일부는 －20°C 냉동 고에 보관하였다가 사일리지 특성조사에 사용하였다.
사일리지의 pH와 유기산 성분은 개봉한 사일리지 10g을 증류수 100 ml에 넣고 냉장고에서 주기적으로 흔들어 주면 서 24시간 보관 후 4중 거즈로 1차 거른 뒤 여과지 (Whatman No. 6)를 통과한 추출액을 조제하여 pH는 pH meter(HI 9024; HANNA Instrument Inc. UK)로, 그리고 젖 산은 0.22 μm 실린지 필터를 사용하여 여과시킨 다음 HPLC(HP1100. Agilent Co. USA)로 분석하였다. 초산과 낙 산 분석은 Gas chromatography(GC-450, Varian Co., USA) 를 이용하여 분석하였다. 추출액은 분석에 이용할 때까지 －70°C에서 냉동보관 하였다.
미생물상 조사를 위해서 사일리지 시료 10 g을 멸균된 250 mL의 플라스크에 넣고 멸균수 90 mL를 넣고 1시간동 안 shaker(150 rpm)에서 shaking 시킨 후 미생물 희석법에 의해 희석하여 젖산균은 28°C에서 4일 동안 MRS agar 에서 배양하였으며, 효모는 3M petrifilm(3M Microbiology Products, St. Paul, USA)에서, 곰팡이는 Potato Dextrose agar(PDA)를 이용하여 28°C에서 4일 동안 배양한 후 계수 화 하였다
III.결과 및 고찰
1.IRG-Alfalfa 사일리지의 사료가치 변화
IRG-Alfalfa 사일리지의 사료가치는 Table 1에 나타낸바 와 같다. IRG-Alfalfa 사일리지의 대조구, 젖산균 단독처리 구 및 클로렐라와 젖산균 공용 처리구의 조단백질 함량은 차이가 나지 않았다. 그러나 클로렐라와 젖산균 공용 처리 구는 경미한 증가가 나타났다. 그리고 섬유소와 TDN 함량 그리고 in vitro 건물소화율(IVDMD, in vitro dry matter digestibility) 처리구에서는 차이를 나타나지 않았다.
Choi et al.(2011a,b)은 옥수수 및 수단－수단그라스 곤포 사일리지 제조시 젖산균 첨가구와 무첨가구 사이에 사료가 치는 변화는 나타나지 않았는데, 본 연구의 결과와 유사한 결과를 나타냈다. 그러나 클로렐라에 의해 약간의 단백질 함량의 증가를 보였는데 이는 클로렐라 첨가에 의한 영향 으로 생각된다. 따라서 클로렐라를 이용하여 조사료내 영 양을 강화하기 위해서는 다양한 측면에서 많은 연구가 이 루어져야 할 것으로 생각된다.
2.IRG-Alfalfa 사일리지의 pH 및 유기산 함량 변화
IRG-Alfalfa 사일리지의 pH와 유기산 함량은 Table 2에 나타낸 바와 같다.
IRG-Alfalfa 사일리지에서 대조구는 젖산균 단독처리구의 pH와 비슷하였으나 클로렐라와 젖산균 공용 처리구에서는 대조구에 비해 pH가 감소되었다(p<0.05). 젖산함량은 대조 구에 비해 젖산균 단독처리구에서 증가되었으며(p<0.05), 클로렐라와 젖산균 공용 처리구에서는 대조구에 비해 젖산 함량이 현저하게 증가하였다(p<0.05). 초산함량은 대조구에 비해 젖산균 단독처리구에서 감소되었으며(p<0.05), 클로렐 라와 젖산균 공용 처리구에서는 대조구에 비해 현저하게 감소하였다(p<0.05). 낙산함량은 처리구간에 차이는 나타나 지 않았으며 사일리지 등급은 모든 처리구에서 비슷한(우 수) 등급으로 나타났다.
Choi et al. (2011a,b)은 하계사료작물 원형곤포사일리지 제조 연구에서 젖산균에 의한 pH의 영향은 없었다고 하였 으며 또한 젖산함량은 젖산균을 첨가함으로써 증가한다고 보고하였는데 본 연구 결과와 비슷한 결과를 보였다. 그러 나 본 연구에서 제시한 바와 같이 클로렐라와 젖산균 공용 처리함으로써 pH와 젖산균 함량이 현저하게 차이를 보였 는데 이는 젖산균이 클로렐라를 영양원으로 활용하여 젖산 균의 생장이 증가하여 나타난 결과로 보여진다. 그러나 사 일리지 제조시 클로렐라의 활용에 대한 연구는 다양한 측 면에서 이루어짐으로써 조사료의 영양강화물로서의 클로렐 라의 사용가능여부가 결정될 것으로 보여진다.
3.IRG-Alfalfa 사일리지의 미생물상 변화
IRG-Alfalfa 사일리지내 미생물상 변화를 조사하였는데 그 결과는 Table 3에서 보는바와 같다. IRG-Alfalfa 사일리 지의 대조구에서는 젖산균이 약 1.5 × 109 cfu/g의 정도를 보였으나 젖산균 단독처리구에서는 2.8 × 109 cfu/g의 증가되 었다(p<0.05). 그리고 클로렐라와 젖산균 공용처리구는 2.6 × 109 cfu/g으로 대조구보다 증가되었다(p<0.05). 효모의 경 우 모든 처리구에서 비슷한 수준을 보였으며 곰팡이는 103 cfu/g 이하였다.
이상의 결과에서 제시한 바와 같이 젖산균을 첨가에 의 해 사일리지내 젖산균 수가 현저하게 증가하였으며 특히 클로렐라와 젖산균 공용처리함으로써 젖산균 단독 처리구 보다 현저하게 증가하는 것을 알 수 있었다. 이는 젖산균 이 클로렐라의 단백질원을 이용하여 증식하는 것으로 해석 되는데, 혐기상태에서의 젖산균의 증식에 클로렐라의 활용 여부와 관한 연구도 수행되어져야만이 사일리지내 미생물 과의 연관관계가 해석될 수 있을 것으로 보여진다.
일반적으로 수확시기에 따라 두과목초의 단백질 함량은 차이는 보이지만 약 20% 내외의 함량을 가지고 있기 때문 에 단백질함량을 높이기 위한 방법으로써 두과목초의 활용 은 매우 중요하다. 본 시험의 결과에서 보는 바와 같이 화 본과 목초와 두과목초를 혼파 또는 혼합함으로써 단백질 함량을 높이고 사료가치를 향상시킬 수 있다. 특히 본 실 험에 사용된 클로렐라는 단백질 함량이 약 60% 정도이기 때문에 이러한 단백질 원료를 이용함으로써 조사료의 영향 을 강화할 뿐 아니라 사일리지내 젖산함량을 증가시키고 젖산균의 증식을 유도할 수 있는 장점이 있기 때문에 경제 성을 근거로 하여 클로렐라의 이용성에 관한 새로운 연구 와 접근이 이루어져야 할 것으로 생각된다.
이상의 IRG-Alfalfa 사일리지의 결과를 요약해 보면 IRG-Alfalfa 사일리지 제조시 클로렐라 처리에 의해 단백질 함 량 및 젖산량이 향상되는 경향을 보였으며 또한 클로렐라 와 젖산균 처리시 pH가 감소되었다. 또한 젖산균 처리시 젖산균 수가 현저히 증가되었으며 사일리지 품질도 향상되 었다.
IV.요 약
본 연구에서는 IRG-Alfalfa 사일리지 제조시 젖산균과 클 로렐라를 처리하여 사일리지의 사료가치, 품질 및 미생물 상의 변화를 조사하였다.
IRG-Alfalfa 사일리지 제조시 대조구와 클로렐라와 젖산 균 공용 처리구의 조단백질 함량은 비슷한 수준을 보였으 며 섬유소와 TDN 함량 그리고 in vitro 건물소화율 처리구 에서는 차이를 나타나지 않았다. IRG-Alfalfa 사일리지 제 조시 클로렐라와 젖산균 공용 처리시 pH가 감소되었다. 젖 산함량은 대조구에 비해 젖산균 단독처리구에서 증가되었 으며(p<0.05), 클로렐라와 젖산균 공용 처리구에서는 젖산 함량이 현저하게 증가하였다(p<0.05). 그리고 젖산균 단독 처리구의 젖산균 수는 대조구에 비해 현저하게 증가하였으 며(p<0.05). 또한 클로렐라와 젖산균 공용처리구도 현저하 게 증가하였다(p<0.05).
이상의 결과를 요약해 보면 IRG-Alfalfa 사일리지 제조시 젖산균과 클로렐라 처리에 의해 사일리지의 품질이 향상되 었다.
