본 연구는 고체발효 주스박에 대하여 사료적 가치를 평가하고 말용 TMR(Total mixed ration)의 원료로 사용하고자 수행하였다. 사과박, 당근박, 포도박, 감귤박을 각각 대두박과 4:6의 비율로 혼합하였으며 수분은 60%로 하여 발효초기에 바실러스, 12시간에 효모 그리고 24시간에 유산균을 단계적으로 접종하여 35℃에서 총 48시간 동안 발효를 시켰다. 고체 발효용 균주로는 주스박에서 분리한 Lactobacillus plantarum, Weissella cibaria 및 Bacillus subtilis를 이용하였다. 주스박의 발효가 진행되는 동안 pH는 감소하였으며, 생균수는 107 CFU/g으로 접종하여 12, 24, 48시간 발효 후는 모든 처리구에서 108∼109 CFU/g으로 증식되어 단계적 접종 발효가 적합한 것으로 판단되었다. 발효 시간에 따른 건물함량은 초기 60%에서 12, 24시간 발효 후 당근박은 각각 54.84%, 56.66%로 다른 처리구들보다 유의적으로 높은 값을 보였으며(p<0.05), 포도박은 45.3%, 44.15%로 낮은 함량을 보였다(p<0.05). 발효시킨 사과박, 포도박, 당근박, 감귤박 그리고 이들 혼합박에 대한 in vitro 발효 특성을 조사하였다. 48시간 발효에서 미생물이 약 109 CFU/㎖ 정도로 증식함에 따라 장내 미생물에 의한 소화작용에서 주스박이 유용하게 이용될 것으로 판단되었다. 가스 발생량은 혼합박이 가장 낮았으며, 배양 12시간 이후부터 급격히 증가하였다. 총 휘발성 지방산(volatile fatty acids, VFA)은 배양 24시간부터 증가하여 48시간에 가장 높았다(p<0.05). DPPH 라디컬 소거능은 사과박, 당근박 그리고 감귤박 모두에서 모두 크게 증가하였다. 주정박(대조군), 사과박, 당근박, 감귤박, 당근박을 각각 10%로 첨가한 TMR 사료를평균체중 380±4.24 kg인 4두의 한라마에 4×4 Latin square 설계로 급여하면서 사양실험을 수행하였다. 각 처리구별 일일 사료섭취량은 대조구가 10.62 kg, 사과박 처리구가 10.87 kg, 감귤박 처리구가 10.75 kg, 당근박 처리구가 10.77 kg이었으며 대조구보다 주스박을 첨가한 처리구가 보다 높았으며 사과박이 가장 높았다(p<0.05). 혈중 LDL-콜레스테롤은 당근박, 대조구, 사과박, 감귤박 순으로 높았다(p<0.10). 총 콜레스테롤 중 HDL-콜레스테롤 비율은 감귤박(57.84%), 사과박(57.66%), 대조구(51.38%) 그리고 당근박(49.85%) 순으로 나타났다(p<0.10). 사과박과 감귤박이 LDL은 낮추고 HDL은 향상되었는데, 그 이유는 풍부한 펙틴의 기능으로 판단된다. 말의 직장에서 채취한 분변은 모든 처리구에서 장내 균총이 107 CFU/g 이상 있었으며, LB, MRS, YM배지에 도말하여 성장한 우점균으로는 Lactobacillus lactis와 Lactobacillus plantarum을 비롯한 12개의 장내세균들이 동정되었다. NGS 방법으로 말 분변의 미생물군집을 분석한 결과 처리구간 유의적인 차이를 보이지 않았으나, 문(phyla) 수준에서 모든 처리구에서 Firmicutes와 Bacteroidetes가 가장 많은 경향을 보였으며 전체의 약 70%로 나타났다.
식품부산물인 주스박의 발효물을 말 사료로 이용하면 생균제의 급여효과로 장내에서 유익한 균총 유지, 항산화 활성, 혈중 콜레스테롤 조절 기능을 통하여 말의 성장에 도움이 되는 것으로 판단된다. 따라서 발효주스박은 말에게 유용한 생리활성 물질을 제공할 수 있는 TMR 사료자원으로 이용할 수 있을 것으로 판단된다.

The present study aimed to evaluate the value of solid state fermented juice pomace as the raw ingredients of TMR (total mixed ration) for horse. Each apple, carrot, grape, and citrus juice pomace was mixed with soybean meal (SBM) at a ratio of 4:6 and adjusted with 60% of moisture content. A three-step fermentation was conducted at 35°C for 48 h by inoculation of Bacillus subtilis at initial stage (0 h), following inoculation of Saccharomyces cerevisiae at 12 h and inoculation of lactic acid bacteria (Lactobacillus plantarum, Weissella cibaria)　at 24 h. The strains used in the study were isolated from the juice pomace. The pH in all the pomace mixtures were decreased and the total viable bacterial cells were detected at the level of 108∼109 CFU/g after 12, 24, and 48 h of fermentation since the initial inoculation of 107 CFU/g. Dry matter content in the carrot pomace reduced from 60% to 54.84 and 56.66% after 12 and 24 h of incubation, respectively (p<0.05), which showed higher values as compared with other treatments. The lowest dry matter contents of 45.3% and 44.15% in the 12 and 24 h fermented grape juice pomace were observed (p<0.05). The in vitro fermentation parameters of the apple, grape, carrot, citrus, and the combined pomace were further investigated using horse feces. The fecal microbes were remained viable to 109 CFU/㎖ after 48 h of fermentation, implying that the juice pomace could be effectively used by the horse. The gas production in the combined juice pomace was the lowest. Total production of volatile fatty acid (VFA) was continuously increased since 24 h and achieved the highest at 48 h of fermentation. The DPPH radical scavenging activity of fermented apple pomace, carrot pomace and citrus pomace were significantly increased as compared with that of the non-fermented pomace. 4×4 Latin square design with 4 horses (initial body weight, 380±4.24 kg) administered with TMR comprising each 10% of distillers grains and solubles (DDGS) (Control) and fermented juice pomaces (apple, citrus, and carrot) were conducted. The daily feed intake of the control, apple, citrus, and carrot fermented juice pomace were 10.62, 10.87, 10.75, and 10.77, respectively. Higher values were observed in the fermented juice pomace, especially feeding with the apple juice pomace as compared with the control (p<0.05). The blood LDL was determined as the order of citrus (57.84%), apple (57.66%), control (51.38%), and carrot (49.85%) treatments (p<0.10). The microbes in the rectum were detected more than 107 CFU/g in all treatments, twelve bacteria including L. lactis and L. plantarum were isolated and identified from these samples using LB, MRS, and YM media. The fecal microbiota of horse was also analyzed by NGS method and no significant difference was found among dietary treatments. At the phylum level, the most dominant phyla were Firmicutes and Bacteroidetes in the presence of all the treatments with a total of more than 70% relative abundance.
The application of the fermented agriculture by-products like juice pomace is expected to have probiotic benefits with enrichment of beneficial gut microbes, improvement of antioxidant activities, modulatory effect on serum cholesterol, which in turn might enhance the growth and well-being of horse.