KR101449144B1 - Rumen Simulation Continuous Culture System - Google Patents

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Abstract

본 발명은 배출구가 형성된 발효조; 상기 발효조를 개폐하는 뚜껑; 및 상기 배출구에 결합되는 연결관, 상기 연결관으로부터 상측으로 연장 형성되는 상관 및 상기 상관으로부터 하측으로 연장 형성되는 하관을 포함하는 배출관; 을 포함하는 반추위 모형 연속배양 시스템에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 정확하게 원료 사료의 반추위 소화율 및 영양적 가치를 평가할 수 있으며, 또한 메탄 가스 발생량을 평가할 수 있는 반추위 모형 연속배양 시스템을 제공할 수 있다.The present invention relates to a fermenter comprising an outlet; A lid for opening and closing the fermentation tank; And a discharge pipe including a connection pipe coupled to the discharge port, a downwardly extending lower pipe extending from the connection pipe and a correlation extending upward from the connection pipe; To a ruminal model continuous culture system. According to the present invention, it is possible to provide a rumen model continuous culture system capable of accurately evaluating the rumen digestibility and nutritional value of raw material feed, and also capable of evaluating methane gas generation amount.

Description

반추위 모형 연속배양 시스템{Rumen Simulation Continuous Culture System}{Rumen Simulation Continuous Culture System}

본 발명은 반추위 모형 연속배양 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 종래의 반추위 모형 연속배양 시스템의 단점을 보완하고, 반추위에서 발생하는 메탄 발생량을 측정할 수 있는 반추위 모형 연속배양 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a ruminal model continuous culture system, and more particularly, to a ruminal model continuous culture system capable of compensating for the disadvantages of the conventional ruminal model continuous culture system and measuring the amount of methane generated in the rumen.

반추동물에서 원료사료의 소화율 및 영양적 가치를 평가하기 위해 다양한 방법들이 사용되고 있다. 먼저, in vivo 방법은 직접 동물에서 사료의 영양소 소화를 측정하기 때문에 비교적 정확하다고 할 수 있지만, 시간과 비용 등이 많이 소요된다(Van Straalen and Tamminga, 1990). 이에 반해 in situ 방법은 기질을 담은 나일론백을 반추위에 일정시간 배양한 후, 나일론백에서 빠져나간 기질의 양을 측정하는 방법이기 때문에 비교적 간편하고, 반추위에 케뉼라(cannula)가 장착된 실험동물만이 필요하기 때문에 적은 비용으로 수행 가능하다(Varvikko and Lindberg, 1985). 그리고 in vitro 방법은 동물 생체실험의 한계를 극복할 수 있고, 시간에 대한 제약과 비용이 적어 널리 쓰이고 있다. Various methods have been used to evaluate the digestibility and nutritional value of feedstuffs in ruminants. First, the in vivo method is relatively accurate because it directly measures the nutrient digestion of feed in animals, but it takes time and money (Van Straalen and Tamminga, 1990). On the other hand, the in situ method is a relatively simple method in which the nylon bag containing the substrate is cultured in the rumen for a certain period of time and then the amount of the substrate that has escaped from the nylon bag is measured. (Varvikko and Lindberg, 1985). And the in vitro method can overcome limitations of animal biology experiments and is widely used because of its limited time and cost.

in vitro 상에서 원료사료 분해율을 측정하는 방법으로는 반추위액에 일정시간 배양후 남은 기질량을 측정하는 법(Tilley and Terry, 1963)과 배양 중에 발생하는 가스발생량을 측정하여 평가하는 방법(Menke and Steingass, 1988) 등이 있다. 하지만, 반추위에서의 원료사료의 소화율 및 영양적 가치를 in vitro 상에서 평가하기 위해서는 실제 반추위 조건에 맞는 발효 시스템이 구축되어야 한다. Methods for measuring the rate of raw feed degradation in vitro include Tilley and Terry (1963), which measures the amount of gas remaining after a certain period of incubation in ruminal fluid, and the method of measuring and evaluating the amount of gas generated during culture (Menke and Steingass , 1988). However, in order to evaluate in vitro the digestibility and nutritional value of feedstuffs in rumen, a fermentation system should be constructed that meets the actual rumen conditions.

일반적으로 in vitro 배양을 할 때 회분 배양(batch culture)를 많이 수행한다. 이 방법은 제한된 조건에서 기질 소화율이나 첨가제의 효과를 평가할 수는 있지만, in vitro batch culture를 통해 나온 효과가 실제 동물에서 나타나지 않기도 하고, 메탄발생량의 경우 in vivo와는 다른 결과를 보이기도 한다. 예를 들어, 조농비율(forage to concentrate ratio)에서 농후사료(concentrated feed stuff) 비율이 증가할수록 실제 반추위에서는 메탄 발생량이 감소하지만 in vitro batch culture에서는 증가한다. 이러한 문제점을 극복할 수 있는 실제 반추위의 조건을 구현하여 실제적인 영양소 가치 평가를 할 수 있는 in vitro 반추위 발효 시스템을 구축할 필요가 있다. Generally, many batch cultures are performed when culturing in vitro. Although this method can assess the substrate digestibility or the effect of additive under limited conditions, the effect from the in vitro batch culture may not appear in real animals, and the methane production may be different from in vivo. For example, as the proportion of concentrated feed stuff increases in forage to concentrate ratio, methane production decreases in actual rumen but increases in in vitro batch culture. It is necessary to construct an in vitro rumen fermentation system that can realize actual rumen conditions to overcome these problems and to evaluate actual nutrient value.

연속 배양(continuous culture) 방법은 in vitro batch culture와 달리 기질이나 버퍼를 지속적으로 주입하고, 배양액이나 소화된 기질 또한 일정속도로 배출시킴으로써 반추위처럼 배양기 환경을 일정하게 유지시킬 수 있는 배양방법이다.Unlike in vitro batch culture, the continuous culture method is a culture method in which the substrate or buffer is continuously injected and the culture medium or the digested substrate is also discharged at a constant rate to maintain the incubator environment constant like a rumen.

기존에 개발된 연속배양 방법으로는 Czerkawski와 Breckenridge에 의해 제안된 Rumen simulation technique(RUSITEC, 1977)이 존재한다. The Rumen simulation technique (RUSITEC, 1977) proposed by Czerkawski and Breckenridge exists as a conventional continuous culture method.

그러나, RUSITEC 시스템에는 나일론백을 통해 기질 교체시마다 발효조를 개봉해야 한다는 문제점과, 기질의 턴오버(turnover) 시간이 고정되어 있어 각기 다른 원료를 실험할 때 생기는 변수를 예측하지 못한다는 문제점이 존재하였다.However, the RUSITEC system has the problem that the fermenter must be opened every time the substrate is replaced through the nylon bag, and the turnover time of the substrate is fixed, so that there is a problem in that it is not possible to predict the parameters that are generated when testing different raw materials .

추후, RUSITEC 시스템으로부터 개선된 Rumen Simulation Continuous Culture System(RSCC, 1988)이 Teather와 Sauer에 의해 제안되었다. (도 1 참조)Later, an improved Rumen Simulation Continuous Culture System (RSCC, 1988) from the RUSITEC system was proposed by Teather and Sauer. (See Fig. 1)

도 1을 참조하면, 종래의 RSCC 시스템은 발효조(10) 내에 'T'자 형태의 배출관(20)을 넣어 배양액 및 사료가 배출되도록 하였다. 이 때, 배출관(20) 중 배양액에 잠기게 되는 부분에 구멍(30)을 형성함으로써, 구멍(30)을 통해 배양액 및 사료가 배출관(20) 내부로 유입될 수 있게 하였다. Referring to FIG. 1, a conventional RSCC system includes a T-shaped discharge pipe 20 in a fermentation tank 10 to discharge a culture liquid and feed. At this time, by forming the hole 30 in the portion of the discharge tube 20 which is submerged in the culture liquid, the culture liquid and the feed can be introduced into the discharge tube 20 through the hole 30.

그러나, 종래의 RSCC 시스템은 실험 기간이 진행될수록 발효조(10) 내 건물함량(dry matter content)이 증가되어 실제 동물의 실험결과와 많은 차이가 나고, 배출관(20)이 자주 막혀 발효조(10)에 영향을 주는 문제점을 가지고 있었다. However, in the conventional RSCC system, the dry matter content in the fermentation tank 10 is increased as the experiment period progresses, so that the result is much different from the experimental result of the actual animal, and the discharge tube 20 is frequently clogged to the fermentation tank 10 Had a problem that affected them.

상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명의 목적은 정확하게 원료 사료의 반추위 소화율 및 영양적 가치를 평가할 수 있으며, 또한 메탄 가스 발생량을 평가할 수 있는 반추위 모형 연속배양 시스템을 제공하기 위한 것이다.It is an object of the present invention, which has been devised to solve the above-mentioned problems, to provide a rumen model continuous culture system capable of accurately evaluating rumen digestibility and nutritive value of a raw material feed, and also capable of evaluating methane gas generation amount.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 배출구가 형성된 발효조, 상기 발효조를 개폐하는 뚜껑 및 상기 배출구에 결합되는 연결관, 상기 연결관으로부터 상측으로 연장 형성되는 상관 및 상기 상관으로부터 하측으로 연장 형성되는 하관을 포함하는 배출관을 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a fermenter comprising: a fermenter having a discharge port; a lid for opening and closing the fermenter; a connection pipe connected to the discharge port; And a discharge pipe including a lower pipe extending downward from the correlation.

또한, 상기 상관은, 상측 대각 방향으로 연장 형성되고, 상기 하관은 하측 대각 방향으로 연장 형성되는 것을 특징으로 한다.Further, the correlation is formed so as to extend in the upper diagonal direction, and the lower tube extends in the lower diagonal direction.

또한, 상기 상관에 삽입되는 마개를 더 포함한다.The apparatus further includes a cap inserted into the correlation.

또한, 상기 뚜껑에는, 교반봉 투입구, 사료 투입구, 버퍼 투입구가 형성된 것을 특징으로 한다.Further, the lid is provided with a stirring rod input port, a feed port, and a buffer input port.

또한, 상기 교반봉 투입구를 통해 발효조 내로 삽입되는 교반봉 및 상기 교반봉의 회전을 제어하는 교반기를 더 포함한다.The stirring rod may be inserted into the fermenter through the stirring rod inlet and an agitator for controlling the rotation of the stirring rod.

또한, 상기 교반기는, 상기 교반봉의 회전 속도를 10 ~ 20 rpm으로 제어하는 것을 특징으로 한다.Further, the stirrer is characterized in that the rotation speed of the stirring rod is controlled to 10 to 20 rpm.

또한, 상기 사료 투입구를 통해 발효조 내로 삽입되는 사료 투입관 및 상기 사료 투입관에 삽입되는 사료 투입봉을 더 포함한다.The apparatus further includes a feed inlet pipe inserted into the fermentation tank through the feed inlet and a feed inlet rod inserted into the feed inlet pipe.

또한, 버퍼를 수용하는 버퍼 용기 및 상기 버퍼 용기에 수용된 버퍼를 상기 버퍼 투입구를 통하여 발효조 내로 공급하는 연동 펌프를 더 포함한다.The apparatus also includes a peristaltic pump for supplying a buffer container for receiving the buffer and a buffer accommodated in the buffer container to the fermenter through the buffer inlet.

또한, 상기 연동 펌프는, 1000 ~ 1200mL/일의 양으로 상기 버퍼를 공급하는 것을 특징으로 한다.The peristaltic pump is characterized in that the buffer is supplied in an amount of 1000 to 1200 mL / day.

또한, 가스가 충진되어 있으며, 상기 버퍼 용기와 연결되는 테들러 백을 더 포함한다.The apparatus also includes a Tedlar bag filled with gas and connected to the buffer container.

또한, 상기 테들러 백에 충진된 가스는, 이산화탄소인 것을 특징으로 한다.Further, the gas filled in the Tedlar bag is carbon dioxide.

또한, 상기 뚜껑에는, 전극 투입구가 더 형성된 것을 특징으로 한다.Further, the lid is further provided with an electrode input port.

또한, 상기 전극 투입구를 통해 발효조 내로 투입되는 전극 및 상기 전극을 통해 발효조 내의 pH를 측정하는 pH 측정기를 더 포함한다.The apparatus further includes an electrode that is injected into the fermentation tank through the electrode inlet, and a pH meter that measures pH in the fermentation tank through the electrode.

또한, 상기 뚜껑에는, 가스 배출구가 더 형성된 것을 특징으로 한다.Further, the lid is further provided with a gas outlet.

또한, 상기 가스 배출구와 연결되는 가스 포집관 및 상기 가스 포집관을 통해 배출되는 가스를 포집하는 가스 포집 백을 더 포함한다.The apparatus may further include a gas collecting pipe connected to the gas discharging port and a gas collecting bag collecting gas discharged through the gas collecting pipe.

또한, 상기 가스 포집 백에 포집된 메탄 가스의 양을 측정하는 메탄 가스 측정기를 더 포함한다.The apparatus further includes a methane gas meter for measuring the amount of methane gas captured in the gas collection bag.

또한, 상기 발효조를 감싸는 순환 수조 및 상기 순환 수조의 온도를 일정하게 유지시켜 주는 온수 순환기를 더 포함한다.The apparatus further includes a circulation water tank for surrounding the fermentation tank, and a hot water circulator for keeping the temperature of the circulation water tank constant.

또한, 상기 온수 순환기는, 상기 순환 수조의 온도를 37 ~ 40℃로 유지하는 것을 특징으로 한다.The hot water circulator is characterized in that the temperature of the circulating water tank is maintained at 37 to 40 캜.

이상 살펴본 바와 같은 본 발명에 따르면, 실험실에서 실험 동물 없이 간편하게 발효 가스 등을 측정할 수 있는 반추위 모형 연속배양 시스템을 제공할 수 있다.As described above, according to the present invention, it is possible to provide a continuous rumen model continuous culture system capable of easily measuring the fermentation gas and the like without an experimental animal in a laboratory.

또한, 본 발명에 따르면 막힘이 발생하지 않는 배출관을 구비한 반추위 모형 연속배양 시스템을 제공할 수 있다.Further, according to the present invention, it is possible to provide a rumen model continuous culture system having a discharge tube without clogging.

도 1은 종래의 RSCC 시스템을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 발효조 및 배출관을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 뚜껑을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 의한 교반봉 및 교반기를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 의한 사료 투입관과 사료 투입봉을 나타낸 도면이다.
도 6은 도 5에 도시된 사료 투입관과 사료 투입봉의 결합 상태를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 의한 버퍼 용기 및 연동 펌프를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 의한 전극 및 pH 측정기를 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 의한 가스 포집관 및 가스 포집 백을 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 의한 순환 수조 및 온수 순환기를 나타낸 도면이다.
1 is a diagram illustrating a conventional RSCC system.
2 is a view showing a fermenter and a discharge pipe according to an embodiment of the present invention.
3 is a view illustrating a lid according to an embodiment of the present invention.
4 is a view showing a stirring rod and a stirrer according to an embodiment of the present invention.
5 is a view showing a feed inlet pipe and a feed rod according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a view showing the state where the feed inlet pipe and the feed input rod shown in FIG. 5 are engaged.
7 is a view showing a buffer container and a peristaltic pump according to an embodiment of the present invention.
8 is a view showing an electrode and a pH meter according to an embodiment of the present invention.
9 is a view showing a gas collecting tube and a gas collecting bag according to an embodiment of the present invention.
10 is a view showing a circulating water tank and a hot water circulator according to an embodiment of the present invention.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.The details of other embodiments are included in the detailed description and drawings.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention, and the manner of achieving them, will be apparent from and elucidated with reference to the embodiments described hereinafter in conjunction with the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. To fully disclose the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.

이하, 본 발명의 실시예들 및 이를 설명하기 위한 도면들을 참고하여 본 발명의 실시예에 의한 반추위 모형 연속배양 시스템에 대해 설명하도록 한다.
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a ruminal model continuous culture system according to an embodiment of the present invention will be described with reference to embodiments of the present invention and drawings for explaining the same.

도 2는 본 발명의 실시예에 의한 발효조 및 배출관을 나타낸 도면이다. 2 is a view showing a fermenter and a discharge pipe according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 반추위 모형 연속배양 시스템은 발효조(100) 및 배출관(200)을 포함할 수 있다. Referring to FIG. 2, the rumen model continuous culture system according to an embodiment of the present invention may include a fermenter 100 and a discharge tube 200.

발효조(100)는 내부에 배양액과 기질 등이 수용될 수 있도록 소정의 수용 공간(130)을 구비한다. The fermenter (100) has a predetermined receiving space (130) for receiving a culture liquid and a substrate therein.

또한, 발효조(100)는 배양 중 배양액 등이 외부로 배출될 수 있도록 배출구(110)를 구비할 수 있다. In addition, the fermentation tank 100 may include a discharge port 110 so that the culture liquid or the like can be discharged to the outside during the culturing.

이 때, 배출구(110)는 발효조(100)의 외주면에 형성될 수 있으며, 배출관(200)과 결합될 수 있다. At this time, the discharge port 110 may be formed on the outer peripheral surface of the fermentation tank 100 and may be combined with the discharge pipe 200.

발효조(100)는 유리 재질로 형성되는 것이 바람직하며, 예를 들어 파이렉스 글라스(pyrex glass)로 형성될 수 있다. The fermentation tank 100 is preferably formed of a glass material, and may be formed of, for example, pyrex glass.

또한, 발효조(100)의 용량은 다양하게 변화될 수 있다. 추후 실험에서는 2L의 발효조(100)를 사용하였으며, 발효조(100) 내에 수용되는 배양액은 1L로 설정하였다. In addition, the capacity of the fermentation tank 100 can be variously changed. In a subsequent experiment, a 2 L fermenter (100) was used, and the culture liquid contained in the fermenter (100) was set to 1 L.

발효조(100)의 온도는 워터 재킷(water jacket) 방식에 의하여 일정하게 유지될 수 있다. The temperature of the fermentation tank 100 may be kept constant by a water jacket method.

배출관(200)은 배출구(110)와 결합되어, 발효조(100)에 수용된 배양액 등을 외부로 배출시키는 역할을 수행한다. The discharge tube 200 is coupled with the discharge port 110 to discharge the culture liquid and the like contained in the fermentation tank 100 to the outside.

또한, 배출관(200)은 배출구(110)와 결합되는 연결관(210), 연결관(210)으로부터 상측으로 연장 형성되는 상관(220) 및 상관(220으로부터 하측으로 연장 형성되는 하관(230)으로 이루어질 수 있다. The discharge pipe 200 includes a connection pipe 210 coupled to the discharge port 110, a correlation 220 extending upward from the connection pipe 210 and a lower pipe 230 extending downward from the correlation pipe 220 Lt; / RTI >

연결관(210)은 배출관(200) 중 배출구(110)와 연결되는 부분으로서, 별도의 연결 부재(150)를 통해 배출구(110)와 결합될 수 있다. The connection pipe 210 is connected to the discharge port 110 of the discharge pipe 200 and may be coupled to the discharge port 110 through a separate connection member 150.

상관(220)은 연결관(210)으로부터 상측 방향을 향하여 연장 형성될 수 있다. 구체적으로, 상관(220)은 배출관(200)의 막힘을 최소화하기 위하여 도 2에 도시된 바와 같이 상측 대각 방향을 향하여 연장 형성되는 것이 바람직하다. The correlation 220 may extend upward from the coupling pipe 210. Specifically, the correlation 220 is preferably extended toward the upper diagonal direction as shown in FIG. 2 in order to minimize clogging of the discharge tube 200.

이 때, 상관(220)의 각도(θ)는 다양하게 설정될 수 있으나, 지면 대비 30 ~ 60도 정도로 설정되는 것이 바람직하다. 추후, 실험에서는 상관(220)의 각도(θ)를 45도로 설정하였다. At this time, the angle [theta] of the correlation 220 may be variously set, but it is preferably set to about 30 to 60 degrees with respect to the ground. Then, in the experiment, the angle? Of the correlation 220 was set to 45 degrees.

하관(230)은 상관(220)으로부터 하측 방향을 향하여 연장 형성될 수 있다. 구체적으로, 하관(230)은 도 2에 도시된 바와 같이 하측 대각 방향을 향하여 연장 형성될 수 있다. The lower tube 230 may extend from the correlation 220 toward the lower side. Specifically, the lower pipe 230 may be extended toward the lower diagonal direction as shown in FIG.

따라서, 발효조(100) 내 배양액 등이 배출구(110), 연결관(210) 및 하관(230)을 통해 외부로 배출될 수 있다. Therefore, a culture solution or the like in the fermentation tank 100 can be discharged to the outside through the discharge port 110, the connection pipe 210, and the lower pipe 230.

그러므로, 기존의 'T'자 형태의 배출관(20)을 사용하지 않고, 상기와 같은 'V'자 형태의 배출관(200)을 사용함으로써, 배양액 배출시 배출관(200)의 막힘이 최소화될 수 있다. Therefore, by using the above-described 'V' shaped discharge tube 200 without using the conventional 'T' shaped discharge tube 20, clogging of the discharge tube 200 can be minimized during the discharge of the culture liquid .

이 때, 상관(220)에 삽입되는 마개(250)를 추가적으로 구비할 수 있다. 또한, 마개(250)는 상관(220) 내부에서 이동 가능할 수 있다. At this time, a cap 250 to be inserted into the correlation 220 may be additionally provided. The stopper 250 may also be movable within the correlation 220.

마개(250)가 하관(230)을 넘어 연결관(210) 측으로 깊숙히 삽입되는 경우에는 마개(250)가 하관(230)을 막게 되므로, 배양액 등의 배출이 차단될 수 있다. 또한, 배출관(200)에 막힘이 발생한 경우, 마개(250)를 통하여 막힘을 해소할 수도 있다.
When the stopper 250 is inserted deeply into the connection pipe 210 beyond the lower pipe 230, the stopper 250 closes the lower pipe 230, so that the discharge of the culture liquid or the like can be blocked. In addition, when the discharge tube 200 is clogged, clogging may be eliminated through the clog 250.

도 3은 본 발명의 실시예에 의한 뚜껑을 나타낸 도면이다. 3 is a view illustrating a lid according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 뚜껑(300)은 교반봉 투입구(310), 사료 투입구(320), 버퍼 투입구(330)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 3, the lid 300 according to an embodiment of the present invention may include a stir rod inlet 310, a feed inlet 320, and a buffer inlet 330.

뚜껑(300)은 발효조(100)를 개폐하는 역할을 수행하는 것으로, 발효조(100)의 상측으로 결합될 수 있다. The lid 300 serves to open and close the fermentation tank 100 and can be coupled to the upper side of the fermentation tank 100.

또한, 뚜껑(300)에는 추가적으로 전극 투입구(340) 및/또는 가스 배출구(350)가 더 형성되어 있을 수 있다. In addition, the lid 300 may further include an electrode inlet port 340 and / or a gas outlet port 350.

교반봉 투입구(310)는 뚜껑(300)의 중앙부에 형성되는 것이 바람직하며, 그 외 사료 투입구(320), 버퍼 투입구(330) 등은 교반봉 투입구(310)의 주위에 형성될 수 있다. The stirring rod input port 310 is preferably formed at the center of the lid 300 and other feed inlet port 320 and buffer inlet port 330 may be formed around the stirring rod inlet port 310.

뚜껑(300)은 발효조(100)와 동일한 재질로 형성되는 것이 바람직하다.
The lid 300 is preferably formed of the same material as the fermentation tank 100.

도 4는 본 발명의 실시예에 의한 교반봉 및 교반기를 나타낸 도면이다. 특히, 도 4에서는 설명의 편의를 위해 교반봉(410)과 교반기(420)를 위주로 도시하였다. 4 is a view showing a stirring rod and a stirrer according to an embodiment of the present invention. 4, the stirring rod 410 and the stirrer 420 are mainly shown for convenience of explanation.

도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 반추위 모형 연속배양 시스템에서는 교반봉(410)과 교반기(420)를 더 포함할 수 있다. Referring to FIG. 4, the rumen model continuous culture system according to an embodiment of the present invention may further include a stirring rod 410 and a stirrer 420.

교반봉(410)은 뚜껑(300)에 형성된 교반봉 투입구(310)를 통해 발효조(100) 내로 삽입될 수 있다. 이 때, 교반봉(410)은 교반기(420)에 의해 제어될 수 있다. The stir rod 410 may be inserted into the fermenter 100 through the stirring rod inlet 310 formed in the lid 300. At this time, the stirring rod 410 can be controlled by the stirrer 420.

교반봉(410)은 다양한 재질로 형성될 수 있는데, 예를 들어 스테인리스강(stainless steel)으로 형성될 수 있다. The stirring rod 410 may be formed of various materials, for example, stainless steel.

또한, 교반력 향상을 위하여 교반봉(410)의 하측 일단에는 바 형상의 패들(411)이 형성될 수 있고, 상기 패들(411)의 상측으로 소정 거리 이격된 부분에는 나선형의 판(412)이 형성될 수 있다. A bar-shaped paddle 411 may be formed at a lower end of the stirring rod 410 to improve the agitating force, and a spiral plate 412 may be provided at a predetermined distance from the upper side of the paddle 411 .

교반봉(410)에 존재하는 패들(411)은 발효조(100)의 바닥과 이격되도록 위치할 수 있다. The paddle 411 existing in the stirring rod 410 may be positioned to be spaced apart from the bottom of the fermenter 100.

추후 실험에서는 패들(411)을 발효조(100) 바닥과 5mm 정도 이격되도록 위치시켰고, 나선형의 판(412)을 배출구(110)와 유사한 높이로 위치시켰다. In a later experiment, the paddle 411 was positioned at a distance of about 5 mm from the bottom of the fermentation tank 100, and the spiral plate 412 was positioned at a height similar to the discharge port 110.

교반기(420)는 교반봉(410)과 연결되어, 상기 교반봉(410)의 회전 여부, 회전 속도 등을 제어할 수 있다. The stirrer 420 is connected to the stirring rod 410 to control the rotation of the stirring rod 410, the rotation speed, and the like.

이 때, 교반기(420)는 배양시 교반봉(410)의 회전 속도를 10 ~ 20 rpm으로 제어할 수 있다.
At this time, the stirrer 420 can control the rotation speed of the stirring rod 410 to 10 to 20 rpm when culturing.

도 5는 본 발명의 실시예에 의한 사료 투입관과 사료 투입봉을 나타낸 도면이고, 도 6은 도 5에 도시된 사료 투입관과 사료 투입봉의 결합 상태를 나타낸 도면이다. 특히, 도 6에서는 설명의 편의를 위해 사료 투입관(510)과 사료 투입봉(520)을 위주로 도시하였다. FIG. 5 is a view showing a feed inlet tube and a feed rod according to an embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a view showing a state of engagement between the feed rod and the feed rod shown in FIG. 6, the feed inlet pipe 510 and the feed inlet rod 520 are mainly shown for convenience of explanation.

도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 반추위 모형 연속배양 시스템에서는 추가적으로 사료 투입관(510)과 사료 투입봉(520)을 포함할 수 있다. Referring to FIG. 5, the rumen model continuous culture system according to an embodiment of the present invention may further include a feed inlet pipe 510 and a feed inlet rod 520.

사료 투입관(510)은 수직 방향으로 길게 형성된 관으로서, 뚜껑(300)에 형성된 사료 투입구(320)를 통해 발효조(100) 내로 삽입될 수 있다. The feed inlet pipe 510 is vertically elongated and can be inserted into the fermenter 100 through a feed inlet 320 formed in the lid 300.

이 때, 사료 투입관(510)은 그 하단부가 위액에 잠길 정도로 위치하는 것이 바람직하다. At this time, it is preferable that the feed inlet pipe 510 is positioned so that its lower end portion is submerged in gastric juice.

또한, 사료 투입관(510)이 교반봉(410)에 닿지 않도록 주의하여야 한다. Also, care should be taken that the feed inlet pipe 510 does not contact the stirring rod 410.

사료 투입봉(520)은 사료 투입관(510)으로 삽입되어, 사료 투입관(510)을 폐쇄하는 역할을 수행할 수 있다. 또한, 사료 투입관(510)을 통해 투입되는 사료를 밀어넣는 역할을 수행할 수도 있다. The feed input rod 520 may be inserted into the feed inlet pipe 510 to close the feed inlet pipe 510. In addition, the feed input pipe 510 may be used to push the fed feed.

배양시 발효조(100) 내부의 공기 차단을 위하여 사료 투입관(510)과 사료 투입구(320) 사이의 연결 부분을 테프론 테이프 등을 이용하여 실링하는 것이 바람직하다. 또한, 사료 투입관(510)과 사료 투입봉(520) 사이의 연결 부분도 실링하는 것이 바람직하다. It is preferable to seal the connection portion between the feed inlet pipe 510 and the feed inlet port 320 using Teflon tape or the like in order to block the air inside the fermentation tank 100 during the culturing. It is also desirable to seal the connecting portion between the feed inlet pipe 510 and the feed inlet rod 520.

따라서, 실험을 위한 기질은 사료 투입관(510)을 통해 공급될 수 있다. 추후 실험에서는 기질 공급량을 10g/day(일)로 설정하였고, 기질의 턴오버 레이트(turn rate)를 0.017h-1로 설정하였다.
Thus, the substrate for the experiment can be fed through the feed inlet tube 510. In later experiments, the substrate feed was set at 10 g / day (day) and the turn rate of the substrate was set at 0.017 h -1 .

도 7은 본 발명의 실시예에 의한 버퍼 용기 및 연동 펌프를 나타낸 도면이다. 특히, 도 7에서는 설명의 편의를 위해 버퍼 용기(620)와 연동 펌프(630)를 위주로 도시하였다. 7 is a view showing a buffer container and a peristaltic pump according to an embodiment of the present invention. In particular, in FIG. 7, the buffer container 620 and the peristaltic pump 630 are mainly shown for convenience of explanation.

도 7을 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 반추위 모형 연속배양 시스템에서는 버퍼 용기(620)와 연동 펌프(630)를 추가적으로 더 포함할 수 있다. Referring to FIG. 7, the ruminal model continuous culture system according to the embodiment of the present invention may further include a buffer container 620 and a peristaltic pump 630.

버퍼 용기(620)는 내부에 버퍼(610)를 수용하는 용기로서, 예를 들어 삼각 플라스크 등이 사용될 수 있다. The buffer container 620 is a container for receiving the buffer 610 therein, for example, a triangular flask or the like can be used.

연동 펌프(630)는 버퍼 용기(620)에 수용된 버퍼(610)를 버퍼 투입구(330)를 통하여 발효조(100) 내로 공급하는 역할을 수행한다. The peristaltic pump 630 serves to supply the buffer 610 accommodated in the buffer container 620 into the fermenter 100 through the buffer inlet 330.

이를 위하여, 연동 펌프(630)는 버퍼 용기(620)와 연결되는 제1 튜브(661)와, 버퍼 투입구(330)와 연결되는 제2 튜브(662)를 구비할 수 있다. The peristaltic pump 630 may include a first tube 661 connected to the buffer vessel 620 and a second tube 662 connected to the buffer inlet 330. [

따라서, 버퍼 용기(620) 내의 버퍼(610)가 제1 튜브(661)를 통해 연동 펌프(630)로 유입될 수 있으며, 연동 펌프(630)는 기설정된 공급량에 대응되는 버퍼(610)를 제2 튜브(662) 및 버퍼 투입구(330)를 통해 발효조(100) 내로 공급할 수 있다. The buffer 610 in the buffer vessel 620 may be introduced into the peristaltic pump 630 through the first tube 661 and the peristaltic pump 630 may be supplied with the buffer 610 corresponding to the pre- 2 tube 662 and the buffer inlet 330 to the fermenter 100.

연동 펌프(630)는 1000 ~ 1200mL/day(일)의 양으로 버퍼 공급량을 제어하는 것이 바람직하다. The peristaltic pump 630 preferably controls the buffer supply amount in an amount of 1000 to 1200 mL / day (day).

이 때, 버퍼(610)가 들어있는 버퍼 용기(620)의 내부 압력을 유지시킬 수 있도록, 가스가 충진된 테들러 백(tedlar bag, 650)을 버퍼 용기(620)에 연결시켜 놓는 것이 바람직하다. At this time, it is preferable to connect a tedlar bag 650 filled with the gas to the buffer container 620 so that the internal pressure of the buffer container 620 containing the buffer 610 can be maintained .

이 때, 테들러 백(650)은 별도의 튜브(663)을 통해 버퍼 용기(620)와 연결될 수 있다. At this time, the Teddler bag 650 may be connected to the buffer container 620 through a separate tube 663.

테들러 백(650)에 충진되는 가스로는 이산화탄소(CO2) 등이 사용될 수 있다.
Carbon dioxide (CO 2 ) or the like may be used as the gas to be filled in the Tedlar bag 650.

도 8은 본 발명의 실시예에 의한 전극 및 pH 측정기를 나타낸 도면이다. 특히, 도 8에서는 설명의 편의를 위해 전극(710)과 pH 측정기(720)를 위주로 도시하였다. 8 is a view showing an electrode and a pH meter according to an embodiment of the present invention. In particular, the electrode 710 and the pH meter 720 are mainly shown in FIG. 8 for convenience of explanation.

도 8을 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 반추위 모형 연속배양 시스템은 발효조(100) 내의 수소 이온 지수를 측정하기 위한 전극(710)과 pH 측정기(720)을 더 포함할 수 있다. 8, the ruminal model continuous culture system according to the embodiment of the present invention may further include an electrode 710 and a pH meter 720 for measuring the hydrogen ion index in the fermentation tank 100.

전극(710)은 뚜껑(300)에 형성된 전극 투입구(340)를 통해 발효조(100) 내로 삽입될 수 있다. The electrode 710 may be inserted into the fermenter 100 through the electrode inlet 340 formed in the lid 300.

이 때, 전극(710)은 발효조(100)의 배양액에 잠길 정도로 충분한 길이를 갖는 것이 바람직하다. 또한, 전극(710)은 발효조(100) 내에 위치하는 교반봉(410)에 닿지 않도록 주의하여야 한다. At this time, it is preferable that the electrode 710 has a sufficient length to be submerged in the culture liquid of the fermentation tank 100. Care should be taken that the electrode 710 does not touch the stirring rod 410 located in the fermenter 100.

pH 측정기(720)는 전극(710)과 연결되어, 상기 전극(710)을 통해 발효조(100) 내의 pH를 측정할 수 있다.The pH meter 720 may be connected to the electrode 710 to measure the pH of the fermentation tank 100 through the electrode 710.

또한, pH 측정기(720)는 전극(710)을 통해 발효조(100) 내의 pH 수치와 함께 온도도 측정할 수 있다.
The pH meter 720 can measure the temperature as well as the pH value in the fermentation tank 100 via the electrode 710.

도 9는 본 발명의 실시예에 의한 가스 포집관 및 가스 포집 백을 나타낸 도면이다. 특히, 도 9에서는 설명의 편의를 위해 가스 포집관(810), 가스 포집 백(820) 및 메탄 가스 측정기(830)을 위주로 도시하였다. 9 is a view showing a gas collecting tube and a gas collecting bag according to an embodiment of the present invention. 9, the gas collecting pipe 810, the gas collecting bag 820 and the methane gas analyzer 830 are mainly shown for convenience of explanation.

도 9를 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 반추위 모형 연속배양 시스템은 가스 포집관(810) 및 가스 포집 백(820)을 더 포함할 수 있다. Referring to FIG. 9, the rumen model continuous culture system according to the embodiment of the present invention may further include a gas collection pipe 810 and a gas collection bag 820.

가스 포집관(810)은 뚜껑(300)에 형성된 가스 배출구(350)와 가스 포집 백(820) 사이를 연결할 수 있다. The gas collecting pipe 810 can connect between the gas discharging port 350 formed in the lid 300 and the gas collecting bag 820.

이에 따라, 발효조(100)에서 발생되는 가스를 가스 포집관(810)을 통하여 가스 포집 백(820)에 포집할 수 있다. Accordingly, the gas generated in the fermentation tank 100 can be collected in the gas collection bag 820 through the gas collection pipe 810.

이 때, 가스 포집 백(820)으로는 테들러 백(tedlar bag)이 사용될 수 있다. At this time, as the gas collection bag 820, a tedlar bag can be used.

또한, 가스 포집 백(820)에 포집된 가스 중 메탄 가스량을 측정하기 위한 메탄 가스 측정기(830)가 구비될 수 있다. Also, a methane gas measuring instrument 830 for measuring the methane gas amount in the gas collected in the gas collecting bag 820 may be provided.

그러므로, 본 발명의 실시예에 의한 반추위 모형 연속배양 시스템은 반추위 내 발생되는 메탄 가스를 측정할 수 있다.
Therefore, the ruminal model continuous culture system according to the embodiment of the present invention can measure the methane gas generated in the rumen.

도 10은 본 발명의 실시예에 의한 순환 수조 및 온수 순환기를 나타낸 도면이다. 특히, 도 10에서는 설명의 편의를 위해 순환 수조(910)와 온수 순환기(920)를 위주로 도시하였다. 10 is a view showing a circulating water tank and a hot water circulator according to an embodiment of the present invention. In particular, in FIG. 10, circulation water tank 910 and hot water circulator 920 are mainly shown for convenience of explanation.

도 10에 도시된 바와 같이, 발효조(100)는 순환 수조(910) 내에 위치할 수 있다. As shown in FIG. 10, the fermenter 100 may be located in the circulation water tank 910.

따라서, 발효조(100)는 발효조(100)를 감싸고 있는 순환 수조(910)에 의해 온도가 일정하게 유지될 수 있다. Therefore, the temperature of the fermentation tank 100 can be kept constant by the circulation water tank 910 surrounding the fermentation tank 100.

온수 순환기(920)는 순환 수조(910)에 형성된 제1 연결구(931) 및 제2 연결구(932)를 통하여 온수를 순환시킬 수 있다. 이를 위하여, 각 연결구(931, 932)와 온수 순환기(920)는 튜브(940)로 연결될 수 있다. The hot water circulator 920 circulates hot water through the first connection port 931 and the second connection port 932 formed in the circulation water tank 910. To this end, each of the connectors 931 and 932 and the hot water circulator 920 may be connected to the tube 940.

이 때, 온수 순환기(920)는 순환 수조(910)의 온도를 37 ~ 40℃로 유지하는 것이 바람직하다. At this time, it is preferable that the temperature of the circulating water tank 910 is maintained at 37 to 40 ° C.

이하에서는 참고적으로 본 발명의 실시예에 의한 반추위 모형 연속배양 시스템을 이용한 실험 방법 및 실험 결과를 기재하도록 한다. Hereinafter, an experimental method and an experimental result using the rumen model continuous culture system according to an embodiment of the present invention will be described.

먼저, 실험에 사용될 버퍼(buffer)의 제조 방법을 설명하도록 한다. (1L 기준)First, a method of manufacturing a buffer to be used in an experiment will be described. (1L standard)

2L의 삼각 플라스크에 증류수 250mL를 첨가한다. 미량 광물질 용액(Micromineral solution) 0.12mL을 넣고 교반한다. 삼각 플라스크에 증류수 250mL를 첨가하고, 20분 동안 교반한다. Add 250 mL of distilled water to a 2 L Erlenmeyer flask. Add 0.12 mL of micromineral solution and stir. Add 250 mL of distilled water to the Erlenmeyer flask and stir for 20 minutes.

In vitro buffer solution 250mL를 첨가하고, 10분 동안 교반한다. 대량 광물질 용액(Macromineral solution) 250 mL를 첨가하고, 15분 동안 교반한다.Add 250 mL of in vitro buffer solution and stir for 10 minutes. Add 250 mL of a macromineral solution and stir for 15 minutes.

Resazurin 용액 1.25mL을 넣고 교반한다. 삼각플라스크의 입구를 알루미늄 호일로 막고 훈게이트 혐기장치에서 이산화탄소(CO2) 가스로 혐기 상태를 유지(bubbling)하면서 가열한다. 용액이 끓기 시작하면, 약 10분간 더 가열하고 중지한다. 식힌 용액에 정치 용액(reduction solution) 50 mL를 첨가한다. 용액의 색깔이 무색으로 변하면 버퍼 제조가 완료된다.1.25 mL of resazurin solution is added and stirred. The inlet of the Erlenmeyer flask is covered with aluminum foil and heated by bubbling the carbon dioxide (CO 2) gas from the anaerobic digester. When the solution starts to boil, heat it for about 10 minutes and stop. Add 50 mL of the reduction solution to the cooled solution. When the color of the solution changes to colorless, the buffer preparation is completed.

이하, 실험 방법을 설명하도록 한다. Hereinafter, an experimental method will be described.

배양액은 다음과 같은 과정을 거쳐 얻어진다. 먼저, 채취한 위액을 8겹의 가제로 거른 후 유리솜으로 거른다. 걸러진 위액은 이산화탄소(CO2) 가스로 유지(bubbling)하면서 혐기 상태를 유지시킨다. 미리 제조한 버퍼를 이산화탄소 가스로 유지 하면서 위액과 섞는다(위액 250mL, 버퍼 600mL).The culture medium is obtained by the following procedure. First, the collected gastric juice is filtered with 8 layers of gauze and then filtered with glass wool. The stomach fluid is kept anaerobic by bubbling with CO2 gas. Pre-prepared buffer is mixed with gastric juice (250 mL of gastric juice, 600 mL of buffer) while maintaining the carbon dioxide gas.

발효조(100)에는 10g의 기질을 투입한다. 또한, 혐기 상태를 유지하면서 버퍼 용기(620)에 버퍼(610)를 투입한다. 이산화탄소 가스를 충진시킨 테들러 백(650)을 버퍼 용기(620)와 연결하고, 버퍼 용기(620)와 연결된 튜브는 뚜껑(300)의 버퍼 투입구(330)에 연결한다.The fermenter 100 is charged with 10 g of a substrate. Further, the buffer 610 is put into the buffer vessel 620 while maintaining the anaerobic state. The Teddler bag 650 filled with the carbon dioxide gas is connected to the buffer vessel 620 and the tube connected to the buffer vessel 620 is connected to the buffer inlet 330 of the lid 300.

가스 포집 백(820)을 가스 포집관(810)을 이용하여 뚜껑(300)의 가스 배출구(350)에 연결한다. 가스 포집관(810)으로는 가스용 튜브를 사용할 수 있다. The gas collecting bag 820 is connected to the gas outlet 350 of the lid 300 using the gas collecting pipe 810. As the gas collecting tube 810, a gas tube may be used.

전극(710)을 뚜껑(300)의 전극 투입구(340)를 통해 배양액에 충분히 닿을 정도로 넣는다. 이 때, 전극(710)이 교반봉(410)에 닿지 않도록 주의한다. The electrode 710 is inserted through the electrode input port 340 of the lid 300 so as to sufficiently contact the culture liquid. At this time, care is taken that the electrode 710 does not contact the stirring rod 410.

사료 투입관(510)을 뚜껑(300)의 사료 투입구(320)를 통해 배양액에 충분히 잠길 정도로 삽입한다. The feed inlet pipe 510 is inserted through the feed inlet 320 of the lid 300 so as to be sufficiently immersed in the culture liquid.

뚜껑(300)을 발효조(100)와 결합하고, 진공용 구리스와 테프론 테입을 이용하여 혐기 상태를 유지한다. The lid 300 is coupled with the fermentation tank 100, and the anaerobic state is maintained by using a vacuum grease and a Teflon tape.

뚜껑(300)의 가스 배출구(350)를 통해 발효조(100) 내부에 이산화탄소 가스를 약 10분간 투입한다. (발효조(100) 내부를 혐기 상태로 변화, 이산화탄소 가스는 배양이 시작되기 전까지 계속 흘려보냄)Carbon dioxide gas is introduced into the fermentation tank 100 through the gas outlet 350 of the lid 300 for about 10 minutes. (The inside of the fermenter 100 is changed to the anaerobic state, and the carbon dioxide gas is continuously flowed until the start of cultivation)

모든 기기의 연결부위는 진공용 구리스와 테프론 테입으로 씰링한다. Seal all connection points with vacuum grease and Teflon tape.

연동 펌프(630)를 작동시켜, 발효조(100) 내부로 버퍼(610)를 투입한다. The peristaltic pump 630 is operated to input the buffer 610 into the fermenter 100.

혐기 상태의 배양액을 사료 투입구(320)를 통해 발효조(100)로 투입한다. (배양액이 배출구(110)를 통해 넘칠 때까지 배양약을 투입)The culture medium in the anaerobic state is introduced into the fermentation tank 100 through the feed inlet 320. (The culture solution is poured until the culture liquid overflows through the discharge port 110)

그 후, 이산화탄소 가스 투입을 중지하고, 모든 입구를 막는다. 또한, 순환 수조(910)와 발효조(100)를 연결하고 온도를 설정한다(39℃). 교반봉(410)의 rpm을 설정하고, 배양을 시작한다. After that, stop the injection of carbon dioxide gas and block all the inlets. Further, the circulation water tank 910 and the fermentation tank 100 are connected and the temperature is set (39 DEG C). The rpm of the stirring rod 410 is set, and the culture is started.

이에 따른 실험 결과는 다음과 같이 정리할 수 있다. The experimental results are summarized as follows.

(가) pH: 전 실험기간동안 발효조 배양액의 pH는 6.8~7.1로 일정하게 유지되었으며, 사료 투입 후 감소하는 경향을 보임.(A) pH: The pH of fermentation broth was constantly maintained at 6.8 ~ 7.1 during the whole experimental period and decreased after feeding.

(나) 온도: 전 실험기간 동안 발효조 배양액의 온도는 39~40℃로 일정하게 유지되었으며, 사료 투입 후 증가하는 경향을 보임. (B) Temperature: The temperature of the fermenter was kept constant at 39 ~ 40 ℃ during the whole experimental period, and it tended to increase after feeding.

(다) 배양액 및 배출시료(overflow)의 건물함량: 반추위 모형 연속배양 시스템의 시험가동 기간 중 발효조의 배양액과 배출관(200)을 통해 채취한 배출시료의 건물함량(%AF)을 분석한 결과, 발효조 배양액의 건물함량은 1.77(±0.437)%, 배출시료의 건물함량은 1.77(±0.423)% 이었음. 비교적 교반(10~20 rpm)을 통해 배양액의 혼합이 잘 이루어지며, 고체상과 액체상의 배출속도가 유사하게 유지됨을 알 수 있음. 배출시료의 건물함량은 사료 급여 후 상승하는 경향을 보인 반면, 발효조 배양액의 건물함량은 사료의 투입에 상대적으로 영향을 받지 않았음. 또한, 발효조 배양액의 건물함량은 배양이 지속됨에 따라 감소하면서 일정한 수준으로 유지되는 경향을 보임. 배양액 건물함량의 감소는 건물함량이 측정된 기간동안 버퍼의 투입속도를 빠르게 유지함에 따른 것으로 생각됨. (C) Dry matter content of the culture and overflow: During the test run of the rumen model continuous culture system, the content (% AF) of the discharged samples collected through the fermenter and the discharge pipe (200) The dry matter content of the fermenter was 1.77 (± 0.437)% and the dry matter content of the discharged sample was 1.77 (± 0.423)%. It can be seen that the mixing of the culture medium is performed well by relatively stirring (10 to 20 rpm), and the ejection speed of the solid phase and the liquid phase is maintained to be similar. The dry matter content of the discharged samples tended to increase after feeding, while the dry matter content of the fermenter was not influenced by feed input. In addition, the dry matter content of the fermenter tended to be maintained at a constant level as culture continued. The decrease in the dry matter content of the culture medium is believed to be due to the fast keeping of the buffering rate during the measured period of the dry matter content.

(라) 가스 발생량: 시간당 가스발생량은 전 시험가동 기간 중 평균 29.07(±25.52)mL였으며, 상대적으로 큰 변이를 보임. 사료 투여에 따른 영향은 발견되지 않음. (D) Gas production rate: The amount of gas production per hour was 29.07 (± 25.52) mL on average during the whole test operation period, showing a relatively large variation. No effect on feeding was found.

(마) 메탄가스 발생량: 반추위 연속배양장치의 시험가동 기간 동안 총 4회에 걸쳐 포집된 가스 중 메탄의 비율을 측정하였는데, 발생된 가스 중 평균 7.08(±0.796)%를 차지하는 것으로 나타남. 사료 투입에 따른 특별한 경향은 발견되지 않음. (E) Methane emission: The ratio of methane in the collected gas over a total of four times during the test period of the rumen continuous culture system was measured and it was found that it occupied an average of 7.08 (± 0.796)% of the generated gases. No particular trends were observed with feed input.

(바) 발효결과(F) Results of fermentation

ⓛ 발효성상: pH는 연속적으로 측정기록되어 pH의 변화를 확인할 수 있는데, 기질을 공급한 후 pH가 빠르게 떨어졌다가 점점 증가되는 경향을 보임. 기질의 외관상소화율(apparent digestibility)과 진정소화율(true digestibility)은 각각 42.8%, 61.6%이었으며, 총 휘발성지방산(VFA)의 평균 발생량은 51.4 mmol/d이었음. 휘발성지방산의 농도는 발효시스템에서 희석되어 나타났는데 실제 반추위에서의 농도와 비교했을 때 약 1/3 수준이었음. 휘발성지방산의 조성에서는 적응기간에 butyrate의 비율이 증가하였지만, 적응기간 후 휘발성지방산의 조성은 실제 반추위액과 차이가 없었음. Cellulase activity는 반추위액과 비슷하였지만, xylanase activity는 배양시스템이 반추위액보다 높았음.Ⓛ Fermentation characteristics: The pH can be continuously measured and recorded to confirm the change of pH. The pH tends to increase rapidly after the substrate is supplied. The apparent digestibility and true digestibility of the substrate were 42.8% and 61.6%, respectively, and the average amount of total volatile fatty acids (VFA) was 51.4 mmol / d. The concentration of volatile fatty acids was diluted in the fermentation system and was about 1/3 of that in the rumen. In the composition of volatile fatty acids, the proportion of butyrate increased during the adaptation period, but the composition of volatile fatty acids after the adaptation period did not differ from that of the actual ruminant. Cellulase activity was similar to that of ruminant juice, but xylanase activity was higher in the culture system than in ruminant.

② 미생물 군집: 프로토조아는 반추위액보다 감소하였는데, 프로토조아 중 Holotrich가 감소함. Total rRNA 또한 반추위액보다 감소하였지만, rRNA에서 박테리아나 진핵생물(프로토조아와 곰팡이)이 차지하는 비율은 차이가 없었고, archaea의 비율은 반추위액보다 2배 증가함. 섬유소분해미생물(cellulolytic microorganisms, CMO)의 rRNA 농도는 반추위액보다 낮지만, total rRNA에서 CMO가 차지하는 비율은 차이가 없었음. 섬유소분해미생물에서 Fibrobacter의 비율은 유지되었는데, Chytridiomycetes나 R. albus의 비율은 반추위액보다 증가하였고, R. flavefaciens의 비율은 감소하였음.② Microbial community: Protozoa decreased more than ruminant, but Holotrich decreased in protozoa. Total rRNA was also reduced compared to ruminal juice, but there was no difference in the proportion of bacteria or eukaryotes (protozoa and fungi) in rRNA, and the ratio of archaea was two times higher than that of ruminant juice. The rRNA concentration of cellulolytic microorganisms (CMO) was lower than the ruminal fluid, but the ratio of CMO to total rRNA was not different. The proportion of Fibrobacter was maintained in the fibrinolytic microorganism. The proportion of Chytridiomycetes and R. albus was increased more than that of ruminants and the ratio of R. flavefaciens was decreased.

정리하자면, 본 실험에서 사용된 반추위 모형 연속배양 시스템은 기존 시스템과 다음과 같은 차이점을 갖는다. To summarize, the ruminal model continuous culture system used in this experiment has the following differences from the existing system.

먼저, 뚜껑(300)에 가스 배출구(350)를 설치하여 시스템의 발효를 통한 발효 가스를 포집할 수 있고, 특히 반추위 내 발생되는 메탄가스를 측정할 수 있다.First, a gas outlet 350 is installed in the lid 300 to collect fermentation gas through fermentation of the system, and in particular, methane gas generated in the rumen can be measured.

또한, 발효조(100)의 배출구(110)에 'V'자 형태의 배출관(200) 및 마개(250)의 설치로 주기적인 회전을 통해 기존 시스템에 비하여 배출구 쪽 막힘이 적어 실험동물과 같은 발효조 환경을 만들 수 있다. 또한, 컴퓨터 프로그램의 이용으로 실험환경을 정확히 제어할 수 있다. In addition, since a discharge vessel 200 and a cap 250 are installed at the discharge port 110 of the fermentation tank 100, it is possible to prevent clogging at the discharge port compared with the conventional system by periodic rotation, . In addition, the use of a computer program enables precise control of the experimental environment.

본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.It will be understood by those skilled in the art that the present invention may be embodied in other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than the foregoing detailed description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and the equivalents thereof are included in the scope of the present invention Should be interpreted.

100: 발효조 110: 배출구
200: 배출관 210: 연결관
220: 상관 230: 하관
250: 마개 300: 뚜껑
310: 교반봉 투입구 320: 사료 투입구
330: 버퍼 투입구 340: 전극 투입구
350: 가스 배출구 410: 교반봉
420: 교반기 510: 사료 투입관
520: 사료 투입봉 610: 버퍼
620: 버퍼 용기 630: 연동 펌프
650: 제1 테들러 백 710: 전극
720: pH 측정기 810: 가스 포집관
820: 가스 포집 백 830: 메탄 가스 측정기
910: 순환 수조 920: 온수 순환기
100: fermenter 110: outlet
200: discharge pipe 210: connection pipe
220: correlation 230:
250: cap 300: cap
310: Stirring rod inlet port 320: Feed inlet port
330: buffer input port 340: electrode input port
350: gas outlet 410: stir bar
420: Stirrer 510: feed feed pipe
520 Feed feed rod 610 Buffer
620: buffer vessel 630: peristaltic pump
650: First Teddler bag 710: Electrode
720: pH meter 810: Gas collecting tube
820: Gas collection bag 830: Methane gas measuring instrument
910: Circulating water tank 920: Hot water circulator

Claims (18)

상측이 개구되고, 외주면에 배출구가 형성된 발효조;
상기 발효조의 상측에 결합되는 뚜껑; 및
상기 배출구에 결합되는 연결관, 상기 연결관으로부터 상측으로 연장 형성되는 상관 및 상기 상관으로부터 하측으로 연장 형성되는 하관을 포함하는 배출관; 을 포함하는 반추위 모형 연속배양 시스템.
A fermentation tank having an upper opening and an outlet at an outer periphery;
A lid coupled to the upper side of the fermentation tank; And
A discharge pipe including a connection pipe connected to the discharge port, a correlation pipe extending upward from the connection pipe, and a lower pipe extending downward from the correlation pipe; Lt; RTI ID = 0.0 > ruminal < / RTI > continuous culture system.
제1항에 있어서,
상기 상관은, 상측 대각 방향으로 연장 형성되고,
상기 하관은 하측 대각 방향으로 연장 형성되는 것을 특징으로 하는 반추위 모형 연속배양 시스템.
The method according to claim 1,
The correlation is formed in the upper diagonal direction,
Wherein the lower tube extends in a lower diagonal direction.
제1항에 있어서,
상기 상관에 삽입되는 마개; 를 더 포함하는 반추위 모형 연속배양 시스템.
The method according to claim 1,
A plug inserted into the correlation; A ruminal model continuous culture system.
제1항에 있어서, 상기 뚜껑에는,
교반봉 투입구, 사료 투입구, 버퍼 투입구가 형성된 것을 특징으로 하는 반추위 모형 연속배양 시스템.
The lid according to claim 1,
A stirring rod inlet, a feed inlet, and a buffer inlet.
제4항에 있어서,
상기 교반봉 투입구를 통해 발효조 내로 삽입되는 교반봉; 및
상기 교반봉의 회전을 제어하는 교반기; 를 더 포함하는 반추위 모형 연속배양 시스템.
5. The method of claim 4,
A stirring rod inserted into the fermenter through the stirring rod inlet; And
An agitator for controlling the rotation of the stirring rod; A ruminal model continuous culture system.
제5항에 있어서, 상기 교반기는,
상기 교반봉의 회전 속도를 10 ~ 20 rpm으로 제어하는 것을 특징으로 하는 반추위 모형 연속배양 시스템.
6. The agitator according to claim 5,
Wherein the stirring speed of the stirring rod is controlled at 10 to 20 rpm.
제4항에 있어서,
상기 사료 투입구를 통해 발효조 내로 삽입되는 사료 투입관; 및
상기 사료 투입관에 삽입되는 사료 투입봉; 을 더 포함하는 반추위 모형 연속배양 시스템.
5. The method of claim 4,
A feed inlet pipe inserted into the fermenter through the feed inlet; And
A feed inlet rod inserted into the feed inlet pipe; A ruminal model continuous culture system.
제4항에 있어서,
버퍼를 수용하는 버퍼 용기; 및
상기 버퍼 용기에 수용된 버퍼를 상기 버퍼 투입구를 통하여 발효조 내로 공급하는 연동 펌프; 를 더 포함하는 반추위 모형 연속배양 시스템.
5. The method of claim 4,
A buffer container for receiving a buffer; And
A peristaltic pump for feeding the buffer contained in the buffer vessel into the fermenter through the buffer inlet; A ruminal model continuous culture system.
제8항에 있어서, 상기 연동 펌프는,
1000 ~ 1200mL/일의 양으로 상기 버퍼를 공급하는 것을 특징으로 하는 반추위 모형 연속배양 시스템.
9. The peristaltic pump according to claim 8,
Wherein the buffer is supplied in an amount of 1000 to 1200 mL / day.
제8항에 있어서,
가스가 충진되어 있으며, 상기 버퍼 용기와 연결되는 테들러 백; 을 더 포함하는 반추위 모형 연속배양 시스템.
9. The method of claim 8,
A Tedlar bag filled with a gas and connected to the buffer container; A ruminal model continuous culture system.
제10항에 있어서, 상기 테들러 백에 충진된 가스는,
이산화탄소인 것을 특징으로 하는 반추위 모형 연속배양 시스템.
11. The method of claim 10, wherein the gas filled in the Tedlar bag
Wherein the ruminal model continuous culture system is carbon dioxide.
제4항에 있어서, 상기 뚜껑에는,
전극 투입구가 더 형성된 것을 특징으로 하는 반추위 모형 연속배양 시스템.
5. The lid according to claim 4,
And a further electrode inlet is formed in the rumen model continuous culture system.
제12항에 있어서,
상기 전극 투입구를 통해 발효조 내로 투입되는 전극; 및
상기 전극을 통해 발효조 내의 pH를 측정하는 pH 측정기; 를 더 포함하는 반추위 모형 연속배양 시스템.
13. The method of claim 12,
An electrode charged into the fermenter through the electrode inlet; And
A pH meter for measuring pH in the fermentation tank through the electrode; A ruminal model continuous culture system.
제4항에 있어서, 상기 뚜껑에는,
가스 배출구가 더 형성된 것을 특징으로 하는 반추위 모형 연속배양 시스템.
5. The lid according to claim 4,
Wherein the gas outlet is further formed.
제14항에 있어서,
상기 가스 배출구와 연결되는 가스 포집관; 및
상기 가스 포집관을 통해 배출되는 가스를 포집하는 가스 포집 백; 을 더 포함하는 반추위 모형 연속배양 시스템.
15. The method of claim 14,
A gas collection pipe connected to the gas discharge port; And
A gas collecting bag collecting the gas discharged through the gas collecting pipe; A ruminal model continuous culture system.
제15항에 있어서,
상기 가스 포집 백에 포집된 메탄 가스의 양을 측정하는 메탄 가스 측정기; 를 더 포함하는 반추위 모형 연속배양 시스템.
16. The method of claim 15,
A methane gas measuring device for measuring an amount of methane gas captured in the gas collecting bag; A ruminal model continuous culture system.
제1항에 있어서,
상기 발효조를 감싸는 순환 수조; 및
상기 순환 수조의 온도를 일정하게 유지시켜 주는 온수 순환기; 를 더 포함하는 반추위 모형 연속배양 시스템.
The method according to claim 1,
A circulation water tank for surrounding the fermentation tank; And
A hot water circulator for keeping the temperature of the circulation water tank constant; A ruminal model continuous culture system.
제17항에 있어서, 상기 온수 순환기는,
상기 순환 수조의 온도를 37 ~ 40℃로 유지하는 것을 특징으로 하는 반추위 모형 연속배양 시스템.
18. The hot water circulating system according to claim 17,
Wherein the temperature of the circulation water bath is maintained at 37 to 40 캜.
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