I.서 론
최근 전 세계적으로 바이오매스 이용 증가에 따른 곡물 가 급등은 수입 사료가격을 상승시켜 우리 축우농가에게 많은 어려움을 주고 있다. 이러한 이유로 인하여 축우농가 는 조사료 확보를 위해 저장조사료를 제조하여 확보하고자 하는 노력을 기울이고 있는데 이들 방법 중의 하나가 겨울 철 답리작 사료작물 이용이 가장 합리적인 대안으로 알려 져 있다(Choi et al., 2012; Ha et al., 2012; Kim et al., 2011; Ji et al., 2011; Kim et al., 2007; Seo et al., 2007; Seo et al., 2004).
현재 이탈리안 라이그라스(Italian ryegrass, IRG)는 전국적 으로 약 10만 ha 정도 재배되고 있는 양질의 동계 답리작 사료작물(Kim et al., 2011; Kim et al., 2009; Kim et al., 2007; Lim et al., 2007; Seo et al., 2007)로서 많은 관심의 대상이 되고 있기 때문에 축산농가와 경종농가의 협력이 매우 중요하다. 특히 우리나라에서 육종된 IRG ‘코원어리, 코스피드, 코윈마스터’는 내한성과 내습성이 강하여 수량성 과 사료가치가 높고 가축의 기호성이 우수하여 답리작 재 배에 유리한 사료작물이다(Seo et al., 2011; Kim et al., 2009; Choi et al., 2008)
최근 조사료는 가축의 생체조절, 질병예방, 질병회복 등 에 밀접한 관련이 있는 것으로 보고(Valan Arasu et al., 2014; Choi et al., 2013a, b; Hwang et al., 2013)되고 있기 때문에 조사료의 효율적인 활용을 위해서 조사료의 영양성 분 강화 및 품질향상 기술 개발은 매우 중요하며, 또한 영 양 강화을 통한 사일리지의 품질 향상 등의 측면에서 다양 한 접근방법을 모색해야 한다. 그러므로 영양 강화 사일리 지의 제조 기술 개발은 국내산 사일리지의 품질 향상에 기 여할 뿐 아니라 조사료 유통 활성화 및 신뢰도를 향상시켜 국내산 조사료의 안정성에 기여하고 또한 조사료의 영양 강화 및 품질향상을 통하여 완전배합사료 원료로 수입되고 있는 수입 조사료의 대체가 가능할 것으로 생각된다.
일반적으로 두과목초의 단백질 함량은 수확시기에 따라 다양한 차이를 보이지만 약 20% 내외의 함량을 가지고 때 문에 단백질함량을 높이기 위한 방법으로서 두과목초의 활 용은 양질의 조사료 확보차원에서 매우 중요하다(Kim et al., 2007; Kim et al., 2005). 또한 녹조류인 클로렐라의 단 백질 함량은 약 60% 정도이고 다양한 기능성(Bae er al., 2013; Ramos et al., 2010; Kang et al., 2004)을 가지고 있 기 때문에 이러한 원료를 이용하여 조사료의 영양성분을 강화할 수 있는 방법 또한 양질의 조사료 이용성을 증진시 키는데 중요한 방법이 될 수 있다. 또한 최근 TMR 업체들 은 양질의 조사료 영양성분 강화 및 품질이 향상된 조사료 의 필요성을 역설하고 있는 실정이다.
따라서 본 연구에서는 이탈리안라이그라스－헤어리베치 (IRG-HV) 사일리지 제조시 젖산균과 클로렐라를 처리하여 사일리지의 사료가치, 품질 및 미생물상의 변화를 조사하 였다.
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 헤어리베치 ‘윈터’을 이용 하여 수행하였다. 모든 초종은 파종적기에 파종하여 관행 시비한 다음 재배하였다. 수확은 수확적기(IRG; 개화기, Hairy vetch; 개화전기)에 수확하여 사일리지를 제조하였으 며 이때 젖산균 첨가제(청미바이오, 한국)를 처리하여 각 처리당 3반복으로 하였다. 시험구는 대조구, 젖산균 첨가 구, 젖산균과 클로렐라 첨가구로 구성하였다. 젖산균의 첨 가제의 양은 첨가제 제조회사(청미바이오, 한국)에서 제시 한 권장량을 증류수에 희석하여 사용하였다. 즉, 젖산균은 L. plantarum으로 1.5 × 1010 cfu/g을 함유하고 있으며, 본 균 주를 증류수(1 g/100 ml)에 녹여 50 kg의 사일리지 제조에 이용하였다. 그리고 클로렐라(Chlorella vulgaris) 첨가는 0.25%로 첨가하여 젖산균 접종과 함께 사용하였다. 그리고 이탈리안라이그라스－헤어리베치의 비율을 8 : 2 수준으로 사일리지를 조제하여 사일리지의 특성을 조사하였다. 사일 리지는 플라스틱 시험용 사일로에 충진 시킨 후 완전 밀봉 하여 그늘에서 보관하였다. 이렇게 조제된 사일리지는 약 45일 동안 보관 한 후 개봉하여 사료가치, 품질 및 미생물 상을 조사하였다.
2.사료가치 분석
사일리지의 사료가치를 조사하기 위하여 각 시험구에서 저장 45일 후 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 냉동고에 보관하였다가 사일리지 특성조사에 사용하였다.
사일리지의 pH와 유기산 성분은 개봉한 사일리지 10 g을 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 낙산 분 석은 Gas chromatography(GC-450, Varian Co., USA)를 이 용하여 분석하였다. 추출액은 분석에 이용할 때까지 －70°C 에서 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 agar에 서 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-HV 사일리지의 사료가치 변화
Table 1은 IRG-HV 사일리지의 사료가치를 조사한 결과 로서, IRG-HV 사일리지 제조시 대조구와 젖산균 단독처리 구의 조단백질 함량은 비슷한 수준을 보였다. 그러나 젖산 균과 클로렐라 공용처리구에서는 현저하게 증가하였다 (p<0.05). 섬유소와 TDN 함량 그리고 in vitro 건물소화율 (IVDMD, in vitro dry matter digestibility의 처리구에서는 차이를 보이지 않았다. 이상의 결과에서 보는 바와 같이 젖산균 첨가 유무에 관계없이 사일리지의 사료가치는 변화 가 나타나지 않았는데 이는 Choi et al.(2011a,b) 등의 연 구결과와 유사하였다. 그러나 클로렐라에 의해 약간의 단 백질 함량의 증가가 나타났는데 이는 클로렐라 첨가에 의 한 영향으로 보여진다. 따라서 조사료에 영양성분을 강화 시키기 위한 클로렐라 이용을 위해서는 다양한 연구접근이 이루어져야 할 것으로 보여진다.
2.IRG-HV 사일리지의 pH 및 유기산 함량 변화
IRG-HV 사일리지의 pH와 유기산 함량은 Table 2에 나 타낸 바와 같다. IRG-HV 사일리지에서 대조구는 젖산균 단독처리구의 pH와 비슷하였으나 클로렐라와 젖산균 공용 처리구에서는 대조구에 비해 pH가 감소되었다(p<0.05). 젖 산함량은 대조구에 비해 젖산균 단독처리구에서 증가되었 으며(p<0.05), 클로렐라와 젖산균 공용처리구에서는 대조구 와 젖산균 단독처리구에 비해 젖산함량이 현저하게 증가하 였다(p<0.05). 초산함량은 대조구에 비해 젖산균 단독처리 구에서 증가되었으며(p<0.05), 클로렐라와 젖산균 공용처리 구에서는 비슷하였다. 낙산함량은 모든 처리구에서 차이는 나타나지 않았다. 사일리지 등급은 모든 처리구에서 비슷 한(우수) 등급으로 나타났다.
Choi et al. (2011a,b)은 옥수수 그리고 수수－수수 교잡종 의 원형곤포사일리지 제조시 젖산균 첨가 유무에 관계없이 pH은 비슷하다고 하였으며 젖산함량에서는 젖산균을 첨가 함으로써 증가한다고 보고하였는데 본 연구 결과와 비슷한 결과를 보였다. 그러나 본 연구에서 제시한 바와 같이 클 로렐라와 젖산균 공용처리함으로써 pH와 젖산균 함량이 현저하게 차이를 보이기 때문에 사일리지 제조시 클로렐라 의 활용에 대한 다양한 접근이 필요하다.
3.IRG-HV 사일리지의 미생물상 변화
IRG-HV 사일리지내 미생물상 변화를 조사하였는데 그 결과는 Table 3에서 보는바와 같다.
IRG-HV 사일리지의 대조구에서는 젖산균이 약 1.5 × 109 cfu/g의 정도를 보였으나 젖산균 단독 처리구에서는 2.6 × 109 cfu/g의 증가되었다(p<0.05). 그리고 클로렐라와 젖산균 공용처리구는 3.3 × 109 cfu/g으로 대조구와 젖산균 단독처리 구보다 증가되었다(p<0.05). 효모의 경우 모든 처리구에서 비슷한 수준을 보였으며 곰팡이 수는 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 영양 분이 활용여부와 관한 연구도 수행되어져야 할 것으로 보 여진다.
일반적으로 화본과 목초와 두과목초를 혼파 또는 혼합함 으로써 단백질 함량을 높이고 사료가치를 향상시킬 수 있 음이 많은 연구자들에 의해 보고되었다(Kim et al 2007; Kim et al 2005). 특히 본 실험에 사용된 클로렐라는 단백 질 함량이 약 60% 정도이기 때문에 사료가치가 낮고 질이 좋지 않은 조사료에 단백질 원료로서 첨가될 수 있음에도 불구하고 클로렐라를 이용한 조사료 이용 측면에서의 연구 는 이루어지지 않았다. 본 연구에서 제시한 바와 같이 클 로렐라는 조사료의 영양 강화를 유도할 수 있을 뿐 아니라 사일리지내 젖산함량을 증가시키고 젖산균의 증식을 유도 할 수 있는 장점이 있기 때문에 경제성을 근거로 한 타당 성 검토를 실시하여 클로렐라의 이용성에 관한 새로운 연 구의 접근이 이루어져야 할 것으로 생각된다.
이상의 IRG-HV 사일리지의 결과를 요약해 보면 IRG-HV 사일리지 제조시 클로렐라 처리에 의해 단백질 함량 및 젖 산량이 향상되는 경향을 보였으며 또한 클로렐라와 젖산균 처리시 pH가 감소되었다. 또한 젖산균 처리시 젖산균 수가 현저히 증가되었으며 사일리지 품질도 향상되었다.
IV.요 약
본 연구에서는 이탈리안 라이그라스와 헤어리 베치를 이 용하여 사일리지 제조시 젖산균과 클로렐라를 처리하여 사 일리지의 사료가치, 품질 및 미생물상의 변화를 조사하였 다. IRG-HV 사일리지 제조시 대조구와 젖산균 단독처리구 의 조단백질 함량은 비슷한 수준을 보였으나 클로렐라와 젖산균 공용처리구는 현저하게 증가하였다(p<0.05). 섬유소 와 TDN 함량 그리고 in vitro 건물소화율 처리구에서는 차 이를 나타나지 않았다. IRG-HV 사일리지에서 대조구는 젖 산균 처리구의 pH와 비슷하였으나 클로렐라와 젖산균 공 용처리구에서는 대조구에 비해 pH가 감소되었다(p<0.05). 젖 산함량은 대조구에 비해 젖산균 첨가구에서 증가되었으며 (p<0.05), 클로렐라와 젖산균 공용처리구에서는 대조구에 비해 젖산함량이 현저하게 증가하였다(p<0.05). IRG-HV 사 일리지 젖산균 단독 처리구의 젖산균 수는 대조구에 비해 현저하게 증가하였으며(p<0.05). 또한 클로렐라와 젖산균 공용처리구도 현저하게 증가하였다.
이상의 결과를 요약해 보면 IRG-HV 사일리지 제조시 젖산균과 클로렐라 처리에 의해 사일리지의 품질이 향상되 었다.
