활성탄 첨가가 고농후사료의 소화율 및 반추위 발효성상에 미치는 영향 = Effects of Activated Carbon on Digestibility and Ruminal Fermentation Characteristics in High-Concentrate Feed

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Two experiments were conducted to investigate the effects of activated carbon(AC) and oak charcoal as additives for high concentrate diets on in vitro and in vivo nutrient digestibility and ruminal fermentation characteristics. In experiment one, AC and oak charcoal were added at the levels of 0, 0.5, and 1.0 % to experimental diet (roughage/concentrate ratio ; 2/8) in in vitro trial, with five replicates per treatment.
Nine 1.5-yr-old Korean native goats were employed in experiment two, additives were added at the levels of 1.0% of activated carbon, 1.0% of charcoal to experimental diet (roughage/concentrate ratio ; 2/8), with three replicates per treatment.
Results obtained from experiment one, and two were summarized as follows.
Experiment one, Ruminal degradation of dry matter, crude protein, crude fat, NDF, and ADF in AC diets tended to increase than in non-AC diet. But charcoal did not affect dry matter and nutrient disappearance. The AC and charcoal did not affect the ruminal pH. Ammonia-N tended to increase by adding AC(P<0.05). But charcoal did not affect the ammonia-N. Total VFA tended to decrease by adding AC(P<0.05). Although it was not significant, propionate concentration tended to increase in AC diets. but molar percentage of acetate, butyrate and, valerate and were not affected by adding AC. Acetate/propionate ratio tended to decrease in AC diets. Ruminal gas production tended to be increased in the AC and charcoal diets(P 〈0.05).
Experiment two, ruminal degradation of dry matter, and crude protein in AC and charcoal diets tended to increase compared to reference diet. However, no tendency in ruminal degradation of crude fat was observed. Ruminal degradation of NDF in AC diets tended to be increased than in non-AC diet. Although it was not significant, ADF tended to be increased in AC and charcoal diets. AC and charcoal did not affect the ruminal pH and Ammonia-N. Concentration of total VFA and butyrate tended to be decreased by adding AC and charcoal(P<0.05). Although it was not significant, acetate/propionate rayio tended to decrease in AC and charcoal diets.
Although there appeared some beneficial effects in adding AC and charcoal to ruminant diets in this study, more works could be needed with AC before we can make clear conclusion on the use of AC and charcoal in the ruminant diets.

국문 초록 (Abstract)

본 시험은 목탄 및 활성탄의 첨가가 소화율과 반추위내 발효성상에 미치는 영향을 조사하기 위하여 두 가지 실험을 실시하였다. 실험Ⅰ은 in vitro 실험으로서 활성탄과 목탄의 첨가수준은 0, 0.50 및 1.0%의 수준(5처리)이었으며, 5반복으로 실시하였다. 사료의 조사료/농후사료 비율은 오차드그래스 건초와 농후사료 비율을 2:8로 하였다. 실험Ⅱ에서는 한국 재래산양을 공시하여 소화율과 반추위내 발효성상을 조사하였다. 처리는 무첨가구, 활성탄 1.0% 첨가구 및 목탄 1.0% 첨가구의 3처리로 하였고, 3반복으로 실시하였다.
시험결과를 요약하면, 실험Ⅰ에서는 영양소 소실율에 있어 활성탄 0.5% 및 1.0% 첨가구가 무첨가구에 비하여 건물ㆍ조단백질ㆍ조지방ㆍNDFㆍADF의 소실율에 있어 유의하게 높은 결과를 나타내었다(P>0.05). 또한 활성탄 첨가구와 목탄 첨가구의 성적을 비교해 보면 건물·NDF 및 ADF 소실율에 있어서 목탄 0.5%구보다 유의하게 높은 결과를 나타내었다. 그리고, 활성탄 처리구간에도 유의한 차이를 나타내지 않았다.
목탄 첨가구의 성적은 0.5% 첨가구에서 건물·NDF 및 ADF 소실율이 활성탄 첨가구에 비하여 유의하게 낮은 결과를 나타내었고, 목탄 1.0% 첨가구에 비해서는 낮은 경향을 나타내었지만 유의성은 인정되지 않았다. 그리고 조단백질 및 조지방 소실율은 활성탄구와 목탄 1.0%첨가구에 비하여 다소 낮은 성적을 나타냈지만 유의한 결과는 아니었다. 목탄 1% 첨가구는 활성탄 첨가구 및 목탄 0.5% 첨가구와는 유의한 차이가 없었으나 무첨가구에 비해서는 유의하게 높은 결과를 보였다.
pH는 활성탄 첨가구가 대조구와 목탄구에 비하여 증가하는 경향을 나타냈으나 유의한 결과는 아니었다. 그리고 목탄구와 무첨가구 사이에도 유의한 차이가 인정되지 않았다.
위액중의 암모니아태 질소는 활성탄 첨가구가 무첨가구와 목탄 0.5 % 첨가구에 비하여 유의하게 높은 결과를 나타내었으나, 목탄 1.0% 첨가구와는 유의한 차이가 인정되지 않았다. 그리고 목탄 첨가구와 무첨가구 사이에는 유의한 차이를 보이지 않았다.
총 VFA 량은 활성탄 첨가구가 유의하게 감소하는 결과를 보였다. VFA molar ratio는 각 처리구간에 유의한 차이가 인정되지 않았다. 또한 C₂/C₃ 비율은 유의한 차이는 아니지만 활성탄구가 다소 낮아지는 경향을 나타내었다. 한편 목탄 첨가구에서도 대조구와 차이가 인정되지 않았다.
활성탄 및 목탄 첨가구가 무첨가구에 비하여 유의하게 많은 양을 나타내었으며, 활성탄 첨가구와 목탄 첨가구를 비교하면 유의한 차이는 아니지만 활성탄 첨가구가 높은 경향을 나타내었다.
실험 Ⅱ에서는 건물 및 조단백질 소화율은 활성탄 및 목탄 첨가구가 무첨가구에 비하여 유의하게 높은 경향을 보였다. 그러나 활성탄첨가구와 목탄 첨가구 사이에는 유의한 차이가 인정되지 않았다. 조지방및 ADF 의 소화율은 유의한 차이를 나타내지 않았다. 그러나 NDF의 소화율은 활성탄구가 목탄구 및 무첨가구에 비하여 유의하게 높은 결과를 나타냈다. 목탄 첨가구는 무첨가구에 비하여 높은 수치를 나타내었으나 유의한 차이를 인정할 수 없었다.
pH와 반추위내 암모니아의 농도는 유의한 결과는 아니지만 활성탄구와 목탄구가 무첨가구보다 다소 높은 경향을 보였으며, 총VFA 농도는 무첨가구에서 유의하게 높게 나타났다. 그리고 활성탄 첨가구와 목탄 첨가구간에는 유의한 차이가 인정되지 않았다. 또한 VFA의 mole 퍼센트에서 보면 C₂ 및 i-C₄는 처리구간에 유의성이나 경향치를 나타내지 않았으나 C₃는 첨가구가 무첨가구에 비하여 증가하는 경향이었다. n-C₄의 경우는 무첨가구가 활성탄 첨가구나 목탄 첨가구보다 유의하게 높은 결과를 보였다.
위 결과들을 종합하여 볼 때 활성탄 및 목탄의 급여로 반추가축의 생산성을 향상시킬 수 있는 가능성은 확인되었다고 본다. 그러나 이미 보고된 바와 같이 시험 조건에 따라 상반되는 결과를 보이기도 한다. 이것이 외부 환경요인이 사료처리 영향을 압도하는 것인지, 또는 어느 제한된 조건하에서만 활성탄의 영향이 발현되는가에 대하여 추가연구가 요구된다고 하겠다. 그리고 여기에 대한 경제성 여부도 검토되어져야 할 것으로 사료된다.

목차 (Table of Contents)

• 목차
• 서론 = 1
• 연구사 = 3
• 1. 활성탄의 구조와 성질 = 3
• 2. 활성탄의 산업적 이용 = 4
• 3. 활성탄의 사료첨가제로서의 이용 = 5
• 실험 Ⅰ : 고농후사료에 대한 활성탄 및 목탄의 첨가가 in vitro 소화율 및 발효성상에 미치는 영향 = 8
• 1. 재료 및 방법 = 8
• 가. 공시재료 및 실험설계 = 8
• 나. 배양액의 준비 = 10
• 다. 조사항목 및 방법 = 10
• 라. 통계처리 = 11
• 2. 결과 및 고찰 = 12
• 실험 Ⅱ : 고농후사료에 대한 활성탄 및 목탄의 첨가가 한국재래산양에서의 소화율 = 및 발효성상에 미치는 영향 18
• 1. 재료 및 방법 = 18
• 가. 공시재료 및 실험 설계 = 18
• 나. 실험동물의 관리 = 18
• 다. 조사항목 및 방법 = 19
• 라. 통계처리 = 20
• 2. 결과 및 고찰 = 20
• 적요 = 24
• 참고문헌 = 27
• ABSTRACT = 32