Development of Broccoli By-product Silage by MHA (Methionine Hydroxy Analogue) Treatment and Its Evaluation on Substitutional Effect for Hanwoo Feed

Abstract

현대사회에 있어 환경오염을 줄이고 지속 가능한 농업 발전의 증진을 위한 농업부산물의 종합적 이용 및 재활용은 매우 중요하다. 브로콜리는 화뢰(꽃)부분을 채취해 식용하는 십자화과의 채소로 우리나라에서는 주로 제주도(전체 생산량의 약 70%)와 강원도(전체 생산량의 약 15%)가 주산지로 연간 25,000여톤을 생산하고 있는데, 이 때 잎, 줄기 등 화뢰 생산량의 약 2.5배(연간 약 60,000톤)의 비식용 부위가 부산물로써 그대로 노지에 폐기되는 것으로 추정되고 있다. 본 연구에서는 기존의 발효 공정 대신 메티오닌 수산화 유도체(Methionin Hydroxy Analogue)를 처리한 브로콜리 부산물 사일리지에 대해 적합한 배합비를 선정한 후 대량생산하여 한우 번식우에 대해 급여시험을 진행하였으며, 한우시험축의 건강지표(체중, 체형 측정, 대사 판정 시험, 총 혈구 분석결과) 및 혈장 내 기능성 성분 분석 결과를 토대로 상용 사료 대비 한우 번식우의 유지사료로써의 가치를 평가하였다. 우선 MHA를 0.2, 0.4, 0.8% 수준별로 처리한 사일리지를 제조하여 MHA 처리구와 MHA 미처리구의 일반 성분, 유기산 함량, pH, 미생물 성장 정도와 함께 설포라판(sulforaphan)과 베타카로틴(beta-carotene) 등의 기능성 물질의 함량 변화와 항산화능을 비교하였다. 그 결과 MHA 처리 브로콜리 부산물 사일리지와 락토바실러스 플란타룸(Lactobacillus plantatum)을 5×107cfu/kg 수준으로 접종 한 대조구에서 TDN과 RFV는 유의적인 차이가 없는 것으로 보아 MHA 처리가 사료 가치에 유해한 영향를 미치지 않는 것으로 판단할 수 있었다. 미생물 분석 결과와 유기산 함량으로 보아, MHA (최고 농도 0.8%)를 첨가하여 발효 과정을 완전히 대체 할 수는 없으나 MHA 처리구에서 젖산 함량이 높고 초산(acetic acid) 함량이 적으며, 낙산(butyric acid) 함량은 매우 적거나 없는 것으로 나타났다. 이로 미루어 볼 때 MHA는 사일리지 재료 (브로콜리 부산물)의 pH를 직접적으로 낮추어 유산균의 발효 과정에 있어 유리한 환경을 조성하며, 유해균의 활성을 억제하는 것으로 추정할 수 있었다. 설포라판의 경우 모든 실험구에서 시간이 지남에 따라 급격히 감소하는 경향을 나타내었고, 베타카로틴에 대해서는 발효 후 베타카로틴 함량이 60 ~ 80% 증가하며, 발효 10일 이후 MHA 농도가 높은(0.4%, 0.8%) 처리구에서 베타카로틴이 20% 이내의 함량이 손실되는 결과를 보였다. 항산화 활성도 역시 발효 후 향상되는 경향을 보였다. 한우 번식우를 대상으로 한 사양시험을 통하여 MHA 처리 브로콜리 사일리지 기반의 TMR(BB-TMR)을 급여한 실험구와 농가에서 자가배합하여 사용하는 기존 TMR(Con-TMR)을 급여한 대조구의 건강 상태 및 혈장 내 기능성 성분을 비교하여 MHA 처리 브로콜리 부산물의 사료대체 효과를 검정하였다. 그 결과 실험구과 대조구는 체중, MPT, CBC등 각종 건강 평가 지표에서 차이를 보이지 않았다. 그러나 혈장 내 지방산 조성의 경우, 단일 불포화지방산인 올레인산(oleic acid)의 경우 실험구가 대조구에 비해 유의적으로 높은 결과를 보였으나, 포화지방산인 스테아르산(stearic acid)의 경우에는 실험구에서 대조구보다 낮은 결과를 나타냈다. 혈장 내 비타민A와 항산화 물질의 함량은 실험구와 대조구에서 유의적 차이를 보이지 않았다. 이러한 결과를 종합적으로 고려해 볼 때, MHA 처리 브로콜리 부산물 사일리지는 한우 번식우의 유지를 위한 농가 자가배합 TMR을 제조함에 있어서 경제적인 대체자원으로 활용할 수 있을 것으로 판단되었다.

주요어: 농림 부산물, 자원 재활용, 브로콜리 부산물 사일리지, MHA(메티오닌 수산화 유도체), 한우 번식우

Nowadays, the comprehensive utilization and recycling of agricultural by-products are important, which could reduce environmental pollution and promote the sustainable development of agriculture. Every year in Pyeong - chang area, South Korea, a large amount of broccoli by-products are abandoned. In this study, broccoli by-product silage with 0.4 % MHA (Methionine hydroxy analogue) to replace the fermented process was used to evaluate the substitutional effect to the conventional feed for Hanwoo. MHA pH is lower than 2. When used as a feed additive, it can be used as methionine nutrition supplement to promote the growth and development of animals. In this experiment, MHA treated groups and MHA untreated groups were compared to test (chemical composition, organic acids, pH, microbial, sulforaphane, beta-carotene and antioxidants). Then select the most appropriate formula for mass production, the mass broccoli by-product silage was fed to pregnant Hanwoo cattle, and their substitutability for conventional feed was evaluated by the health states (body weight, body shape measurements, metabolic profile test, complete blood count) of Hanwoo. The results showed that there was no significant difference in TDN and RFV between MHA broccoli by-product silage and control silage (inoculated with L.plantarum 5 × 107 cfu / kg of the silage), that means MHA has no adverse effect to the feed value. It can be seen from the microbial growth and organic acid content that the addition of MHA (the highest concentration of 0.8 % in this study) can not completely replace the fermentation process, but MHA treated group content more lactic acid and less acetic acid, and there was no or very little butyric acid, it can be calculated MHA was beneficial to the fermentation process for environmental lactic acid bacteria and inhibited the activity of undesirable bacteria. For the beta-carotene, the content of beta-carotene increased nearly 60 % - 80 % after fermentation, and high concentrate MHA group (0.4 % and 0.8 % treated group) losses less then 20 % beta-carotene after 10 days fermented. The ability of antioxidation also increased after fermentation. Through the in vivo test, the health status of the two groups (BB-TMR group and Con-TMR group) was compared to evaluate the desirability of the feed. After comparison, there was no difference between the two groups in terms of weight, MPT, CBC, and various health assessment indicators. But as for fatty acid composition, BB-TMR group contains more oleic acid and less stearic acid, which is very valuable for health. In terms of the content of functional substances, there was also no difference in the content of vitamin A, and antioxidants levels in plasma. Finally, it can be concluded the MHA broccoli by-product silage can substantiate the conventional feed as the Hanwoo feed.