반추위 동물의 in vitro 소화 실험

반추위 동물의 반추위와 비슷한 환경을 만들어 소화율을 알아보자!!

 

 

1. 서론

 

반추동물의 제1 위체서 채취한 미생물로 반추위와 같은 환경을 인공적으로 만들어 시료를 발효시키고, 위에서 분비되는 pepsin용액으로 배양해 시료의 변화를 측정하는 것이 in vitro실험이다. 하지만 이번 실험에서는 반추위 내의 pH를 중점에 두어 실험을 실시하였다. 실제 소의 위에서는 사료를 섭취하면 침이 나오는데 이 침에는 다량의 탄산수소 나트륨(NaHCO3)이 포함되어 있어 buffer 역할을 한다. 반추위 내의 위액과 미생물의 발효 산물로 생산된 지방산, 유기산은 반추위 내의 pH를 떨어뜨린다. 이때 소의 침이 반추위 내에서 작동하는데 침의 pH는 약 8.3으로 제1위 내의 산도(pH)를 조절하는 역할을 한다. 만약 이러한 system이 발동되지 않는다면 소의 반추위는 계속해서 pH가 떨어지고 더 이상 사료를 섭취하려 하지 않고 소화율도 떨어진다. 따라서 반추위 내 buffer는 없어서는 안 되는 중요한 물질이다.

 

 

 

2. 재료 및 방법

 

1) 재료

 

Water bath(39℃로 고정.), Centrifuge, Ph meter, Co2 cylinder fitted with a flow regulator , Artificial rumen(50ml centrifuge tube와 rubber stopper with gas releasing system), Thermos bottle 2l, Syringe, Drying oven, Falcon tube, Incubator, 두산 비육 전기 농후 사료, 볏짚, 소 위액, buffer-(NaHCO3, Na2HPO4, KCl, NaCl, MgSO4, CaCl2)

 

2) 방법

 

1. 50ml centrifuge tube를 깨끗이 씻은 후 105℃의 drying oven에서 3시간 건조한 후, desiccator에서 30분간 냉각한 후 무게를 측정한다.

 

2. 1mm screen으로 분쇄한 시료 250mg을 50ml centrifuge tube에 담는다

 

3. 여기에 25ml rumen buffer를 넣고, gas releasing system을 부착한 rubber stopper를 닫은 후 39℃의 water bath에 넣는다.

 

4. 다음 5ml rumen inoculum을 syringe로 빨리 centrifuge tube에 넣고 즉시 co2 gas를 가한 후 stopper를 다시 꼭 닫고 흔들어 준다.

 

5. 39℃로 유지한 water bath에서 8시간마다 흔들어 주면 48시간 동안 배양한다.

 

6. 농후 사료 : 조사료를 6:4 비율로 사료 2.5mg을 준비한다.

 

7. 1~3조는 위액 5ml와 buffer 45ml를 centrifuge tube에 사료와 함께 넣는다. 4~6조는 위액 5ml와 buffer 5ml를 centrifuge tube에 사료와 함께 넣는다.

 

8. incubator에서 각 조마다 1시간 간격으로 총 3번 반복한다.

 

9. centrifuge tube를 꺼내 ph meter로 ph를 측정한다.

 

 

 

 

3. 결과

 

 

 

figure 1. buffer의 양에 따른 pH변화

 

 

 

 

4. 고찰

 

buffer의 양에 따른 pH의 변화가 얼마나 다른가를 알아보기 위해 5ml와 45ml를 넣고 실험한 결과 45ml를 넣은 1-3조는 조금씩이지만 3개의 조 모두 pH가 감소하였고 4~6조는 전조들에 비해 큰 폭으로 pH가 감소하였지만 시간이 지날수록 pH가 오르는 조도 보였다. 확실히 buffer의 양이 많을수록 pH의 감소가 적은 것으로 나타났고 5,6조의 pH가 다시 오른 이유는 실험에 사용된 소의 위액이 바로 채취한 것이 아닌 2주 전에 채취한 위액이었기 때문에 따라서 위액 내의 미생물의 수가 감소하여 정상적인 발효가 일어나는데 지장이 있었을 것이라 판단했다.