표제지

목차

Abstract 11

I. 서론 16

II. 연구사 18

1. 국내 자생 주요 쑥 속(Artemisia Linne) 식물 19

1) 사철쑥(인진쑥; Artemisia capillaris Thunberg) 19

2) 황해쑥(Artemisia argyi Lev. et Vnt.) 21

3) 산쑥(Artemisia montana Pampan) 21

4) 실제비쑥(Artemisia angustissirna Nakai) 22

2. 쑥 속(Artemisia Linne) 식물내 정유성분(essential oil)의 생리활성 23

1) 생체내 지방대사 촉진 효과 23

2) 항균활성 효과 25

3) 기타 생리활성 효과 27

3. 쑥(Artemisia Linne)의 반추가축에 대한 급여효과 28

4. 사일이지가 반추가축의 영양대사에 미치는 효과 29

1) 영양소 소화율, 기호성 및 반추위내 미생물체단백질 합성량 29

2) pH 변화 30

3) 총 휘발성 지방산(total volatile fatty acid: Total VFA)과 암모니아태 질소(ruminal ammonia nitrogen: RAN) 함량 31

4) 개별 휘발성 지방산과 non glucogenic ratio(NGR) 32

5. Conjugated linoleic acid(CLA)와 ω3 계열 지방산의 생체내 생·합성과 기능성 33

III-1. 산쑥(Artemisia montana Pampan)의 수확시기 결정과 기능성물질 검출에 관한 연구 35

1. 재료 및 방법 35

1) 시험기간 및 장소 35

2) 시험 설계 36

3) 기상조건 36

4) 공시재료 및 시험포장 관리 37

5) 시료채취 및 분석방법 37

6) 통계처리 40

2. 결과 및 고찰 41

1) 단위면적당 수량 41

2) 영양소함량 변화 44

3) In vitro 건물소화율과 에너지 함량 48

4) essential oil 검출 51

III-2. 면양에 의한 산쑥(Artemisia montana Pampan) 사일리지의 사료가치 59

1. 재료 및 방법 59

1) 시험기간 및 장소 59

2) 시험설계 59

3) 시험사료 60

4) 공시동물 및 사양관리 61

5) 시료채취 및 분석방법 62

6) 통계처리 68

2. 결과 및 고찰 69

1) 영양소 소화율 69

2) 기호성 72

3) 유기물 소화율, 질소 축적율 및 반추위내 미생물체단백질 74

4) 반추위내 발효특성 78

III-3. 산쑥(Artemisia montana Pampan) 사일리지 급여가 거세 한우의 성장과 육질에 미치는 영향 87

1. 재료 및 방법 87

1) 사양시험 기간과 장소 87

2) 공시동물 87

3) 시험설계 88

4) 시험사료 88

5) 사양관리 91

6) 조사항목 및 분석 방법 91

7) 통계처리 95

2. 결과 및 고찰 96

1) 종료시 체중, 증체량, 사료섭취량 및 사료요구율 96

2) 육량 및 육질 등급 100

3) 육색 104

4) 지방산 조정 106

5) 수익성 분석 110

IV. 적요 112

시험 I : 산쑥(Artemisia montana Pampan)의 수확시기 결정과 기능성 물질 검출에 관한 연구 112

시험 II : 면양에 의한 산쑥(Artemisia montana Pampan) 사일리지의 사료가치 113

시험 III : 산쑥(Artemisia montana Pampan) 사일리지 급여가 거세 한우의 성장과 육질에 미치는 영향 115

V. 인용문헌 117

List of Tables

Table 1. Chemical properties of experimental soil 35

Table 2. Experimental design 36

Table 3. Meteorological data during the experimental periods 37

Table 4. The conditions of GC/MS for essential oil analysis 40

Table 5. Effects of plant height and cutting date on fresh and dry matter yield of wormwood (Artemisia montana) (kg/10a) 41

Table 6. The chemical composition (%) of the leaves and stalk of wormwood (Artemisia montana) at the different heights 45

Table 7. In vitro dry matter digestibility and energy value of the leaves and stalk of wormwood (Artemisia montana) at the different heights (DM basis) 49

Table 8. The concentrations of essential oil in dried wormwood (Artemisia montana) and wormwood (Artemisia montana) silage 51

Table 9. The constituents of essential oil extracted in dried wormwood (Artemisia monatana) and wormwood (Artemisia montana) silage 54

Table 10. Experimental design 60

Table 11. The chemical composition of concentrate, rice straw and wormwood (Artemisia montana) silage used in the experiment (%, DM basis) 60

Table 12. Formula of experimental concentrate 61

Table 13. The conditions of GC for individual volatile fatty acid composition analysis 64

Table 14. The chemical composition of wormwood (Artemisia montana) silage used in the experiment (DM basis) 65

Table 15. Effects of dietary inclusion of wormwood (Artemisia montana) silage on the nutrient digestbility of sheep fed the diet containing rice straw and concentrate (%, DM... 69

Table 16. Effects of dietary inclusion of wormwood (Artemisia montana) silage on the palatability of sheep fed the diet containing rice straw and concentrate (DM basis) 72

Table 17. Effects of dietary inclusion of wormwood (Artemisia montana) silage on the nitrogen retention, organic matter digestibility and amount of microbial nitrogen synthesis of... 74

Table 18. Experimental design 88

Table 19. The chemical composition of rice straw and wormwood (Artemisia montana) silage used in the experiment (%, DM basis) 89

Table 20. The composition of early and late fattening Hanwoo steer diets 90

Table 21. Feeding system (DM basis) 91

Table 22. The conditions of GC for fatty acid analysis 94

Table 23. Effects of dietary inclusion of wormwood (Artemisia montana) silage on the growth performance, feed intake and feed conversion rate of Hanwoo steers fed the diet... 97

Table 24. Effects of dietary inclusion of wormwood (Artemisia montana) silage on the meat yeild and quality of Hanwoo steers fed the diet containing rice straw and concentrate 101

Table 25. Effects of dietary inclusion of wormwood (Artemisia montana) silage on the meat color of loin eye and top round of Hanwoo steers fed the diet containing rice straw... 104

Table 26. Effects of dietary inclusion of wormwood (Artemisia montana) silage on the fatty aicd of loin-eye and top round of Hanwoo steers fed the diet containing rice straw... 107

Table 27. Effects of dietary inclusion of wormwood (Artemisia montana) silage on the feed cost and economic analysis of Hanwoo steers fed the diet containing rice straw and... 111

List of Figures

Fig. 1. Schematic diagram of simultaneous steam distillation extraction (SDE) apparatus. 39

Fig. 2. GC/MS chromatogram of essential oil in dried wormwood (Artemisia montana) and wormwood (Artemisia montana) silage. 53

Fig. 3. The MS spectrums and structure of the cineole, caryophyllene and camphor from dried wormwood (Artemisia montana) and wormwood silage (Artemisia montana). 58

Fig. 4. The pattern of variation in ruminal pH and the ruminal concentrations of total VFA and RAN of sheep given diets containing different levels of substituted wormwood... 79

Fig. 5. The pattern of variation in the concentrations of acetic acid and propionic acid and the nonglucogenic ratio in sheep given diets containing different levels of substituted wormwood... 84

 쑥은 번식력이 강한 다년생식물로서 alkaloid, essential oil, 비타민 및 각종 무기물(P, Ca 및 Fe) 등 다양한 생리활성 물질이 함유되어 있다.

예로부터 우리나라에서 쑥은 식용으로도 이용되었으며, 민간과 한방에서 약재로 널리 이용되었으며, 항암효과, 항말라리아 효과 등이 있는 것으로 보고되었다. 최근 고 등(2001)은 건조 쑥을 한우에 급여하였을 때 증체량과 육질이 개선되었으며, 육내 DHA 함량이 증가하였다고 보고하였다. 이에 본 연구에서는 다양한 생리활성물질이 함유된 산쑥을 사일리지로 제조하여 수행한 최초의 연구로써 기능성 조사료로의 개발을 위해 수행하였으며, 그 결과를 요약하면 다음과 같다.

시험 I : 산쑥(Artemisia montana Pampan)의 수확시기 결정과 기능성 물질 검출에 관한 연구

시험 I 은 산쑥의 성장특성, 적정 수확시기 및 essential oil을 조사하고, 기능성 사료로서의 개발 가능성을 제시하기 위해 수행되었다. 산쑥의 초장 변화에 따라 20, 40, 60, 80 및 100cm 일 때 각각 수확하였다.

1. 신선물 기준 산쑥의 잎 수량은 초장 100 cm일 때, 줄기 수량은 초장 60 cm일 때가 가장 많았으며(p〈0.05), 전작물 수량은 초장 60 cm와 100 cm 일 때 가장 많았다(p〈0.05). 줄기에 대한 잎의 비율은 초장 20 cm 일 때 1.80으로 가장 높았다(p〈0.05). 건물기준 단위면적당 잎, 줄기 및 전작물 수량은 성장이 진행됨에 따라 증가하였고, 잎보다는 줄기와 전작물의 증가율이 높았다(p〈0.05).

2. 잎의 건물함량은 초장 80 cm와 100 cm일 때 가장 높았으며 (p〈0.05), 조단백질 함량은 초장 20 cm일 때 25%로 가장 높았다(p〈0.05). 줄기의 건물함량은 초장 80 cm와 100 cm일 때 가장 높았으며(p〈0.05), 조단백질 함량은 초장 20 cm일 때 9.41%로 가장 높았으며(p〈0.05), 조지방 함량은 초장 20 cm와 40 cm일 때 1.99%와 2.09%로 가장 높았다(p〈0.05). NDF와 ADF 함량은 초장 60, 80 및 100 cm일 때 가장 높았다(p〈0.05). 전작물의 건물, NDF 및 ADF 함량은 성장이 진행됨에 따라 증가하였으나, 조단백질과 조지방 함량은 감소하였다.

3. 산쑥 잎의 성장에 따른 in vitro 건물소화율, TDN, DE 및 ME는 차이가 없었지만, 줄기와 전작물은 초장 20 cm 일 때가 가장 높았으며(p〈0.05), 성장이 진행됨에 따라 감소하는 경향을 나타내었다(p〈0.05).

4. 산쑥 사일리지의 essential oil 함량은 4.9 mg/g으로 건조 산쑥의 3.2 mg/g에 비해 높았으며, 종류도 산쑥 사일리지는 38종으로 건조 산쑥의 28종에 비해 다양한 essential oil이 검출되었다.

시험 II : 면양에 의한 산쑥(Artemisia montana Pampan) 사일리지의 사료가치

시험 II는 산쑥 사일리지를 수준을 달리하여 면양에 급여하였을 때 영양소 소화율과 반추위내 발효특성에 미치는 영향을 구명하기 위해 실시하였다. 기초사료로 배합사료와 볏짚을 3:7의 비율로 조절하여 급여하였으며, 평균체중 50.24kg의 면양 4두를 공시하여 4X4 latine square 법에 준하여 수행하였다. 시험구는 조사료인 볏짚의 건물량을 기준으로 산쑥 사일리지를 각각 5, 10 및 15% 대체한 처리구를 두었다.

1. 산쑥 사일리지를 10%와 15% 대체한 시험구가 대조구에 비해 조단백질(9%), 조지방(12%) 및 조회분(19%) 소화율이 크게 개선되었으며 (p〈0.05), NFE 소화율과 TDN도 크게 증가하였다(p〈0.05).

2. 산쑥 사일리지를 5, 10 및 15% 대체한 시험구의 건물 섭취량이 904.3-919.8 g으로 대조구의 780.2 g에 비해 크게 개선되었으며, 생체중당 섭취량과 대사체중당 섭취량도 대조구에 비해 높게 개선되었다.

3. 산쑥 사일리지를 대체 급여한 모든 시험구의 유기물 소화율, 질소축적율 및 반추위내 미생물체단백질 합성량이 대조구에 비해 크게 개선되었다(p〈0.05).

4. 반추위내 pH는 사료 급여 후 0.5 시간에 산쑥 사일리지를 대체한 모든 시험구, 1 시간에는 10% 대체구가 대조구에 비해 낮았다(p〈0.05). total VFA 함량은 사료 급여 후 0.5 시간에는 10% 대체구, 1 시간과 2 시간에는 산쑥 사일리지를 대체한 모든 시험구, 4 시간에는 15% 대체구가 대조구에 비해 현저히 높았다(p〈0.05). RAN 함량은 사료 급여 후 0.5, 1 및 2 시간에는 산쑥 사일리지를 대체한 모든 시험구, 4 시간에는 10%와 15% 대체구가 대조구에 비해 높았다(p〈0.05).

5. Acetic acid 함량은 사료 급여 후 4 시간에 산쑥 사일리지를 15% 대체구한 시험구가 대조구에 비해 높았다(p〈0.05). Propionic acid 함량은 사료 급여 후 0.5, 1 및 2 시간에 산쑥 사일리지를 대체한 모든 시험구, 4시간에는 15% 대체구가 대조구에 비해 매우 높게 나타났다(p〈0.05). NGR은 사료 급여 후 0.5 시간에는 산쑥 사일리지를 대체한 모든 시험구, 1, 2 및 4 시간에는 10%와 15% 대체구, 8 시간에는 10% 대체구가 대조구에 비해 낮았다(p〈0.05).

시험 III : 산쑥(Artemisia montana Pampan) 사일리지 급여가 거세 한우의 성장과 육질에 미치는 영향

시험 III은 산쑥 사일리지가 거세한우의 성장과 육질에 미치는 영향을 구명하기 위해 실시하였다. 시험구는 볏짚의 건물을 기준으로 산쑥 사일리지를 5, 10 및 15% 대체한 처리구를 두었으며, 평균 체중 326kg의 거세한우 20두를 공시하였다.

1. 종료시 체중, 총 증체량 및 일당증체량은 산쑥 사일리지를 대체한 모든 시험구가 대조구에 비해 크게 개선되었으며(p〈0.05), 10% 대체구는 대조구에 비해 각각 12, 29 및 30%로 가장 많이 개선되었다(p〈0.05). 조사료 섭취량은 시험구간 차이가 없었으나, 배합사료의 총 섭취량과 일당 섭취량은 산쑥 사일리지를 대체한 모든 시험구가 대조구에 비해 높았다(p〈0.05). 사료요구율은 산쑥 사일리지를 대체한 모든 시험구가 대조구에 비해 개선되었으며(p〈0.05), 10% 대체구는 대조구에 비해 약 22%로 매우 높게 개선되었다(p〈0.05).

2. 도체중량과 등지방 두께는 산쑥 사일리지를 대체한 모든 시험구가 대 조구에 비해 각각 13%와 41%로 매우 높게 개선되었으며(p〈0.05), 도체율은 5% 대체구가 대조구에 비해 높게 나타났다(p〈0.05). 배최장근 면적은 5%와 10% 대체구가 대조구에 비해 매우 높게 나타났으며 (p〈0.05), 육량 A 등급 출현율은 5% 대체구가 100%로 가장 높았다. 근내지방도는 산쑥 사일리지를 대체한 모든 시험구가 대조구에 비해 약 49%로 매우 높게 개선되었으며(p〈0.05), 육질 1 등급 출현율은 5% 대체구가 80%로 가장 높았다.

5. 등심과 우둔의 지방산 조성은 산쑥 사일리지를 5% 대체한 시험구에서 CLA와 DHA, 10% 대체구는 EPA, 15% 대체구는 DHA 함량이 증가하였으며(p〈0.05), 산쑥 사일리지를 대체한 모든 시험구에서 계열의 지방산 함량이 증가하였다.

6. 도체 kg당 가격은 산쑥 사일리지를 5%와 10% 대체한 시험구가 대조구와 15% 대체구에 비해 약 1,000원 높았으며, 이때 총 수익은 산쑥 사일리지를 10% 대체한 시험구가 대조구에 비해 약 23% 높았다. 사료비를 제외한 순수익은 산쑥 사일리지를 5%와 10% 대체한 시험구가 대조구에 비해 약 24% 증가하였다.

이상의 결과를 종합하면, 산쑥은 초장이 약 60~80 cm일 때 수확하는 것이 가장 적합하며, 다양한 기능성을 가지는 essential oil이 상당량 함유되어 기능성 사료로의 개발 가능성이 매우 높다. 또한 산쑥을 사일리지로 제조하여 반추가축에 급여하였을 때 영양소 소화율, 기호성 및 반추위내 발효조건 개선에 유리할 뿐만 아니라, 반추위내 propionic acid 함량을 증가시켜 비육우에 적합한 사료로 인정되며, 거세 한우에 급여하였을 때 성장, 육질 개선 및 CLA, EPA, DHA 등을 함유한 고급육 생산에 효과가 있다. 따라서 산쑥 사일리지를 거세한우에 급여할 경우 조사료의 5~10%를 대체하는 것이 가장 유리할 것으로 사료된다.