Effects of Dietary Supplementation with Dried Culture of Bacillus subtilis Transformed with the Ferritin Gene on Laying Performance and Egg Quality of Laying Hens After 50 Weeks of Age = 사료 내 Ferritin 유전자 전이 고초균(Bacillus subtilis) 배양건조물 급여가 50주령 이후 산란계의 생산성과 계란 품질에 미치는 영향

국문 초록 (Abstract)

본 연구는 철분 저장 단백질인 페리틴(ferritin) 유전자가 삽입된 재조합 Bacillus subtilis 배양건조물(FBSC)의 사료 첨가 급여가 산란 중기 단계의 TETRA-Brown 산란계(50주령)의 생산 지표 및 계란 품질에 미치는 영향을 평가하기 위해 수행되었다. 총 30,000수의 산란계를 대상으로 10주간 기초 사료에 BSC를 0.1% 수준으로 첨가 급여하는 시험을 진행하였으며, 2주 간격으로 계란의 외형 및 내형 품질 지표를 분석하였다.

연구 기간 동안 일일 난중(Egg Weight)은 안정적인 수준을 유지하여, 산란 후기에 접어드는 산란계의 생산성 안정화에 기여하는 것으로 판단되었다. 계란 품질 평가 결과, 난각 강도와 난각 두께는 실험 후반부(8주차 및 10주차)에 유의적인 향상을 나타냈으며 (p<0.05), 이는 재조합 고초균을 통한 철분 대사 및 기타 무기질 이용 효율 증진에 기인하여 난각 형성 능력이 강화된 결과로 해석된다. 난각 색도 역시 급여 초기 이후 점진적으로 개선되는 경향을 보였다.

난황 품질 지표 중 난황 색도는 급여 2주차부터 유의적으로 증가하여 (p<0.05) 전반적인 색상 개선 효과를 나타냈다. 가장 주목할 만한 결과는 난황 내 철분 함량으로, 실험이 진행됨에 따라 꾸준히 증가하여 10주차에 대조군 대비 유의하게 높은 수치를 기록하였다 (p<0.05). 이는 페리틴 유래 철분의 높은 생체이용률이 산란계의 난황 전이 효율을 극대화함을 명확히 입증하는 생리적 근거가 된다. 또한, 난백 품질 지표인 Haugh Unit(HU)은 급여 초기 대비 유의한 상승을 보여 (p<0.05), 난백 단백질 구조의 안정성 유지 및 계란 신선도 향상에 긍정적인 영향을 미쳤음을 시사한다.

결론적으로, Ferritin 유전자가 도입된 Bacillus subtilis 배양건조물(FBSC) 0.1%의 첨가 급여는 산란 중기 산란계의 계란 품질 전반(난각, 난황, 난백)에 걸쳐 개선 효과를 나타냈으며, 특히 난황 철분 함량 증진과 계란 신선도 유지 측면에서 뚜렷한 기능성이 확인되었다. 본 연구 결과는 이 첨가 기술이 기능성 강화 계란의 안정적 생산을 가능하게 하여 축산식품 산업의 부가가치 증대에 기여할 수 있음을 시사한다. 향후 산란 후기 단계로의 적용 확대 연구를 통해 산업적 활용 가치를 더욱 향상 시킬 필요가 있다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

This study was conducted to evaluate the effects of dietary supplementation with 0.1% dried culture of recombinant Bacillus subtilis harboring the ferritin gene (FBSC) on production performance and egg quality in TETRA-Brown laying hens during the mid-laying period at 50 weeks of age. A total of 30,000 laying hens were fed a basal diet supplemented with 0.1% FBSC for 10 weeks, and external and internal egg quality parameters were analyzed at 2-week intervals throughout the experimental period.
During the feeding trial, daily egg weight remained at a stable level, suggesting a contributory effect of 0.1% FBSC supplementation on maintaining productive stability in hens entering the later phase of lay. With respect to eggshell quality, both eggshell strength and eggshell thickness were significantly improved during the latter part of the experiment (weeks 8 and 10; p < 0.05). These improvements are presumed to be associated with enhanced iron metabolism and increased utilization efficiency of minerals mediated by the recombinant Bacillus subtilis, leading to improved eggshell formation. Eggshell color also exhibited a gradual improvement following the initial feeding period.
Among egg yolk quality parameters, yolk color showed a significant increase from week 2 onward (p < 0.05), indicating an overall enhancement in yolk pigmentation. The most notable finding of this study was the iron content of the egg yolk, which increased progressively throughout the experimental period and reached a significantly higher level than that of the control group at week 10 (p < 0.05). This result provides clear physiological evidence that ferritin-derived iron possesses high bioavailability and effectively enhances iron transfer efficiency into the egg yolk. In addition, the Haugh unit (HU), an indicator of albumen quality, showed a significant increase compared with the initial values (p < 0.05), suggesting improved stability of albumen protein structure and enhanced egg freshness.
In conclusion, dietary supplementation with 0.1% ferritin gene–expressing Bacillus subtilis dried culture (FBSC) produced broad improvements in egg quality across shell, yolk, and albumen components in laying hens during the mid-laying period. In particular, 0.1% FBSC supplementation exhibited distinct functional advantages by increasing yolk iron concentration and preserving egg freshness.
These results suggest that this dietary approach may support the stable production of functionally enhanced eggs and contribute to added value in the livestock-derived food sector. Further investigations focusing on its application during the late laying stage are required to fully establish its industrial potential.

목차 (Table of Contents)

• Ⅰ. INTRODUCTION 1
• Ⅱ. MATERIALS AND METHOD 5
• 1. Experimental Design 5
• 2. Experimental Animals and Management 5
• 3. Experimental Period and Location 6
• 4. Experimental Diets 6
• 5. Feeding and Management 8
• 6. Measurements 8
• 1) Egg weight 9
• 2) Eggshell Quality 9
• 3) Egg Yolk Quality 9
• 4) Egg Freshness (Haugh Unit) 10
• 7. Statistical Analysis 10
• Ⅲ. RESULTS 11
• 1. Evaluation of Egg Production Performance 11
• 1) Egg weight 11
• 2. Evaluation of Egg Quality 13
• 1) Eggshell Quality 13
• (1) Eggshell strength 13
• (2) Eggshell thickness 15
• (3) Eggshell color 17
• 2) Egg Yolk Quality 19
• (1) Egg Yolk Color 19
• (2) Egg Yolk Index 21
• (3) Iron Content of Egg Yolk 24
• 3. Evaluation of Egg Freshness 26
• 1) Haugh unit 26
• Ⅳ. DISCUSSION 28
• V. CONCLUSION 33
• REFERENCES 35