기능성 복합 소재의 in vitro 반추위 발효에서 메탄 저감 효과 = Effect of a functional complex material on methane reduction during in vitro rumen fermentation

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

This study was conducted to evaluate the effects of garlic, oregano, and monolaurin applied individually or as a functional blend on in vitro rumen fermentation and methane production. Three levels (0.2%, 0.5%, and 1.0%) of each material were supplemented during 24 h batch culture fermentation to determine their dose dependent effects. The results indicated that all three materials showed methane mitigating activity, while monolaurin exhibited the strongest inhibitory effect, with methane production decreasing markedly as the supplementation level increased (P<0.05). Garlic and oregano also contributed to methane reduction by shifting fermentation patterns toward propionate production, thereby redirecting metabolic hydrogen from methanogenesis.
In the blend ratio experiment, the 8:1:1 combination of monolaurin:garlic:oregano (MGO3) demonstrated the most stable rumen fermentation with the greatest methane inhibition. Further evaluation of supplementation levels revealed that 0.5% and 1.0% of the MGO 3 blend reduced methane production by approximately 97% and 99%, respectively, compared with the control (P<0.05). Propionate concentration increased while the acetic acid to propionic acid ratio decreased across treatments, suggesting enhanced alternative hydrogen utilization. Rumen pH and total volatile fatty acids (TVFAs) concentrations remained within the normal physiological range, indicating that fermentation activity was not adversely affected.
Overall, the results suggest that the garlic, oregano, monolaurin blend is an effective methane-reducing feed additive under in vitro conditions.

목차 (Table of Contents)

• Ⅰ. 서 론 1
• Ⅱ. 연구사 3
• 2.1 반추위 메탄 생성 3
• 2.1.1 반추위 발효 과정 3
• 2.1.2 메탄 생성의 원리 및 영향 4
• 2.2 중쇄지방산 6
• 2.2.1 중쇄지방산의 특성 및 반추위 발효 영향 6
• 2.2.2 모노라우린의 메탄 저감 효과 7
• 2.3 천연 기능성 소재 9
• 2.3.1 식물 유래 기능성 소재의 생리활성 9
• 2.3.2 마늘오레가노 소재의 메탄 저감 효과 10
• 2.4 복합 기능성 소재 12
• 2.4.1 복합 기능성 소재의 필요성 12
• 2.4.2 식물성 및 지질계 소재의 복합 적용 연구 12
• Ⅲ. 재료 및 방법 14
• 3.1 공시재료 14
• 3.1.1 반추위액 및 공시사료 14
• 3.1.2 기능성 단일 소재 16
• 3.1.3 기능성 복합 소재 16
• 3.2 실험 설계 17
• 3.2.1 단일 소재 평가 17
• 3.2.2 혼합 소재 시너지 평가 17
• 3.2.3 복합 배합비 평가 18
• 3.2.4 최적 혼합비 농도 평가 18
• 3.3 In vitro 반추위 발효 19
• 3.3.1 발효조건 및 배양 19
• 3.4 시료 분석 20
• 3.4.1 반추위액 pH 측정 20
• 3.4.2 총 가스 발생량 20
• 3.4.3 메탄 발생량 20
• 3.4.4 휘발성 지방산 생성량 21
• 3.5 통계분석 22
• 3.5.1 통계분석 22
• Ⅳ. 결과 및 고찰 23
• 4.1 단일 소재의 농도별 발효 특성 23
• 4.1.1 마늘(Garlic)의 농도별 효과 23
• 4.1.2 오레가노(Oregano)의 농도별 효과 29
• 4.1.3 모노라우린(Monolaurin)의 농도별 효과 35
• 4.2 혼합 소재의 시너지 발효 특성 41
• 4.2.1 혼합 소재의 시너지 효과 41
• 4.3 복합 배합비의 발효 특성 45
• 4.3.1 복합 배합비별 발효 효과 45
• 4.3.2 최적 혼합비 발효 효과 51
• Ⅴ. 결 론 57
• Ⅵ. 참 고 문 헌 59