본 연구에서 인도산 옥수수보다는 미국산 옥수수의 반추위내 소화율이 유의적으로 높아 (P<0.05) ,옥수수의 품종이나 생산지에 따라서 소화율과 품질 차이가 있음을 알 수 있다. 옥수수로 대표되는 곡류는 \(70 \sim 80\%\)이상이 전분으로 구성되어 있고, 전분의 소화율에 있어서 전분 자체의 구조와 아주 밀접한 관련을 가지고 있으므로 사료의 종류에 따른 반추위 내 소실율은 상당한 차이를 나타낼 수밖에 없다. 그리고 전분의 구조와 전분을 둘러싸고 있는 단백질의 양과 구성에 따라 소화율이 달라질 수 있고, 곡류의 표피에 cellulose와 hemicellulose의 중합도와 wax cuticle 층의 차이에 의해서도 마찬가지다. 수입 원산지에 따른 옥수수의 발효시간별 in situ 건물 소실율은 무처리 알곡은 미국산이 인도산보다 약 \(3.0 \sim 44.1\%\)높았으나, steam flaking 처리를 하면 이 차이는 거의 없어진다.
<h1>결과 및 고찰</h1> <h2>In situ 건물 소실율</h2> <p>각 처리에 따른 옥수수의 반추위내 발효시간별 in situ 건물 소실율은 Table 3에서 보는 바와 같다. 반추위 발효 24 시간을 기준으로 USCW, USCF, IDCW 및 IDCF 처리구의 건물 소화율은 미국산(USCW구와 USCF구) 옥수수가 인도산 (IDCW 및 IDCF) 옥수수보다 건물 소화율이 유의적(P<0.05)으로 높았으며, steam flaking 처리(USCF 및 IDCF구)에 의해 건물소화율이 크게 향상되었다 (P<0.05). Phillippeau 등은 옥수수 품종(dent type과 flint type)에 따른 반추위 내 전분 소화율을 측정한 결과, dent종이 flint종보다 \( 50 \% \) 이상 높았다고 하였으며, 조 등은 수입국별로 옥수수의 품질을 평가한 연구에서 풍건물 기준으로 미국산 옥수수의 TME(True metabolizable energy) 값이 \( 3,745 \mathrm{kcal} / \mathrm{kg} \) 으로 가장 높게 나타났고, 그 다음이 중국산 옥수수 3,671, 아르헨티나 옥수수 3,555 그리고 중국산-Premium 옥수수 \( 3,518 \mathrm{kcal} / \mathrm{kg} \) 순이라고 하였다. 남궁 등도 이와 유사한 결과를 보고하였는데, 본 연구에서도 인도산 옥수수보다는 미국산 옥수수의 반추위내 소화율이 유의적으로 높아 (P<0.05) , 옥수수의 품종이나 생산지에 따라서 소화율과 품질 차이가 있다는 것을 알 수 있다. 옥수수로 대표되는 곡류는 \( 70 \sim 80 \% \) 이상이 전분으로 구성되어 있고, 전분의 소화율에 있어서 전분 자체의 구조와 아주 밀접한 관련을 가지고 있으므로 사료의 종류에 따른 반추위 내 소실율은 상당한 차이를 나타낸다. 그리고 전분의 구조와 전분을 둘러싸고 있는 단백질의 양과 구성에 따라 소화율이 달라질 수 있고, 곡류의 표피에 cellulose와 hemicellulose의 중합도와 wax cuticle 층의 차이에 의해서도 달라진다. 예를 들어 보리는 전분 구조가 치밀하지 못하여 반추위 미생물의 공격이 용이하고, amy-lose와 환원당의 함량이 옥수수보다 상대적으로 높으므로 반추위내 소실율이 옥수수보다 높다.</p> <p>수입 원산지에 따른 옥수수의 발효시간별 in situ 건물 소실율은 무처리 알곡은 미국산이 인도산보다 약 \( 3.0 \sim 44.1 \% \) 높았으나, steam flaking 처리를 함으로써 건물소실율의 차이는 없어졌다.</p> <p>Steam flaking 처리에 따른 in situ 건물 소실율 향상 효과는 전 발효 시간대에서 미국산 옥수수는 알곡에 비해 \( 1.5 \sim 15.7 \% \) 정도 증가되었으나, 인도산 옥수수는 \( 13.7 \sim 34.3 \% \)까지 증가되어 인도산 옥수수의 steam flaking 처리 효과가 훨씬 큰 것으로 나타났다. 이러한 결과는 steam flake 처리한 옥수수 전분입자의 gelatin화 되는 정도는 30 50%로서 조건에 따라 차이가 있기 때문인 것으로 사료된다. 발효시간대별로는 미국산 옥수수는 24 시간대, 인도산 옥수수는 9시간대에서 steam flak-ing 처리에 의한 건물소실율 증가폭이 가장 컸다. 하 등은 반추위 12 시간 배양 시 무처리가 51.19, 박편처리가 \( 67.39 \), 수침 처리가 \( 54.14 \% \) 로 박편처리가 \( 32 \% \) 정도 소실율을 개선하였다고 보고하였고, Lee 등 또한 무처리 옥수수와 박편처리 옥수수를 육성우에게 약 \( 80 \% \) 급여하였을 때, 반추위 건물 소화율이 각각 55.6, \( 71.1 \% \) 라고 하였다. 하지만 본 실험의 결과는 그에 미치지 못하는 결과를 나타내었다.</p> <p>동물을 이용한 in vivo 실험에서 steam flaked corn이 whole corn에 비하여 starch 함량의 증가로 인하여 초기 발효시간 대에 반추위 내 소화율이 높다는 보고와 옥수수를 stem flaking 처리를 하면, 옥수수 전분입자의 \( 30 \sim 50 \% \) 가 gelatin화 되어 입자도와 구조가 변화되어 반추위 내 영양소 이용성 및 발효특성을 변화시키게 되는데, 반추위 내 propionic acid 생산이 증가되어 acetate/propionate의 비율이 감소하며 영양소의 이용효율을 증가시켜 준다는 연구보고가 있다.</p> <p>반추위 내 발효시간별 건물 소실율을 기초로 유도된 분해도 공식, 비선형회귀방정식은 Table 4 와 Fig. 1에 나타내었다.</p> <p>분해상수 "a"값은 공식의 Y 축 절편으로 반추위 발효 0시간대 분해율을 의미하고 이론적으로는 \( 0 \% \) 이지만 수용성이거나 입자도가 너무 작아 물리적으로 nylon bag (45 um)을 빠져나가는 등 반추위 미생물발효에 의하지 않고 nylon bag을 빠져나가는 건물량을 나타낸다. 따라서 "a" 값에 영향을 미치는 요인으로는 화학적으로는 시험사료의 수용성 함량 차이와 물리적으로는 nylon bag의 pore size를 고려한 사료입자도 등이다. 본 시험에서는 물리적 영향을 줄이기 위해 미세입자를 제거하였기 때문에 "a" 값이 수용성 물질을 대표한다고 볼 수있다. 본 시험에서 옥수수 건물의 초기 분해율을 나타내는 "a" 값은 \( 15.62 \sim 19.83 \% \) 수준으로서 인도산 옥수수의 초기 분해율이 미국산 옥수수보다 낮았으나, steam flake 처리를 함으로써 전 처리 간에 비슷한 수준으로 증가되었다. 미국산 옥수수 건물의 초기 분해율은 steam flake 처리에 의해 거의 영향을 받 지 않았으나 인도산 옥수수는 약 \( 27 \% \) 나 증가되었다. 하 등은 옥수수의 가공처리별 시험에서 알곡, flake 및 거친 분쇄처리 시, "a" 값이 각각 \( 12.8,21.7 \) 및 \( 21.4 \% \) 라고 하여 알곡을 flake 처리함으로써 약 \( 70 \% \) 까지 증가되었다고 하여, 처리효과가 본 시험의 결과보다 훨씬 컸다.</p> <p>반추위 내에서 미생물에 의해 분해되는 건물부분을 나타내는 "b"값은 \( 62.06 \sim 95.25 \% \)로서 "a"값이 가장 낮았던 인도산 알곡 옥수수가 가장 높았는데, 인도산 옥수수는 steam flake 처리를 함으로써 "b"값이 약 \( 20 \% \) 낮아졌다. "b"값은 주어진 시간동안 반추위에서 잠재적으로 분해되는 부분으로서 소화율 추정을 위해서는 시간당 분해속도를 나타내는 "c"값이 반드시 고려되어야 한다. 즉, 사료가 반추위 내에서 완전히 분해될 때까지 체류하는 것이 아니기 때문에 아무리 분해 가능한 부분인 "b" 부분이 많더라도 시간당 분해율이 낮으면 실제로 분해되는 부분은 적게 된다. 따라서 본 시험에서 반추위 내에서 시간당 건물의 분해율을 나타내는 "c"값은 \( 0.0178 \sim 0.0326 \) 이었는데, 이는 시간당 \( 1.78 \sim 3.26 \% \) 의 건물이 분해 된다는 것을 의미한다. 건물의 시간당 분해율은 미국산 옥수수에서 높은 편이며, 잠재적으로 분해가능한 부분인 "b"값이 크게 높았던 인도산 알곡 옥수수에서 가장 낮았다. Tamminga 등이 분쇄 옥수수의 시간당 분해율은 \( 3.56 \sim 4.0 \% \) 라고 한 것과 비교 하면, 낮은 편이지만, Thomas가 발표한 분쇄 옥수수의 "c"값 \( 0.026 \) 과는 유사한 수준이었다. 사료입자도 감소 등과 같은 물리적 요인에 의한 건물의 분해상수 "c"값이 커지면 반추위내 정체시간(retention time)이 감소하므로 영양소의 소화율이 감소될 수 있으므로 이러한 요인을 곡류의 가공 처리 시에 고려하여야 할 것으로 사료된다.</p>