흰다리새우에서 기능성 사료 첨가제로서의 케피어 배양물 효능 탐색 = Discovery of the Effect of Kefir Culture as a Functional Feed Additive in Whiteleg Shrimp

국문 초록 (Abstract)

흰다리새우라고 불리우는 Litopenaeus vannamei는 아시아-태평양 지역에서 양식되는 대표적인 새우 양식 어종이다. 흰다리새우는 좋지 않은 양식 환경에서도 성장이 가능하지만, 바이러스와 병원성 세균에 의한 전염성 질병에는 매우 취약하여 생산성을 높이기 위해서는 병원체에 의한 감염을 막는 것이 매우 중요하다. 항생제를 사용한다면 효과적으로 감염을 막을 수 있지만, 항생제에 대한 규제로 인해 probiotics를 함유하는 사료 첨가제가 대체제로서 주목받고 있다.
본 연구에서는, 케피어를 기능성 사료 첨가제로 개발하기 위해 케피어의 대량 배양 조건과 동결건조 케피어 배양물의 흰다리새우에 대한 면역 강화 효과 및 증체 효과를 조사하였다. 그 결과, 케피어의 대량 배양 조건 및 동결건조 조건을 확립하였으며, 동결건조 케피어 배양물의 안정성이 우수한 것을 확인하였다. 동결건조 케피어 배양물의 처리로 인해 흰다리새우의 total haemocyte count는 변하지 않았지만, 선천성 면역에서 핵심적인 역할을 수행하는 9 가지의 면역 유전자 중 6 개 유전자의 발현량이 크게 증가하였다. 또한 WSSV에 감염된 징거미새우에 동결건조 케피어 배양물을 처리하여 크게 생존율이 증가하였는데, 대조군에 비해 5 배에 해당하는 생존율을 보여주었다. 마지막으로 동결건조 케피어 배양물이 흰다리새우의 체중을 효과적으로 증가시켜줄 수 있는지 확인하기 위해서, 충청남도 태안군에 위치한 세 곳의 새우 양식장에서 필드 테스트를 진행하였다. 동결건조 케피어 배양물이 처리된 흰다리새우의 무게는 대조군에 비해 평균적으로 120%까지 증가하였다. 이러한 결과는 동결건조 케피어 배양물이 새우 양식에서 흰다리새우의 선천성 면역 강화 및 체중 증가를 위한 기능성 사료 첨가제로 사용될 수 있음을 보여준다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Litopenaeus vannamei as known to whiteleg shrimp is one of representative species for shrimp farming in Asia-Pacific region. This shrimp can survive against bad farming conditions but is susceptible to infection of viruses and pathogenic bacteria. So, in order to increase the productivity of this shrimp, it is important to prevent from infections of viruses and pathogenic bacteria. If antibiotics are used, infections can be effectively prevented, but due to the regulation on antibiotics, feed additives containing probiotics are attracting attention as a substitute.
In this study, we investigated the conditions for mass production of kefir and the effect of lyophilized kefir culture as functional feed additive on the innate immunity and weight gain of L. vannamei. As a result, optimized conditions for mass production and lyophilization of kefir were established, and it was confirmed that the stability of lyophilized kefir culture was excellent. The number of total haemocyte was not changed but six genes of ten genes that play a key role in innate immunity of this shrimp were dramatically upregulated by treatment of lyophilized kefir culture. In addition, the survival rate of WSSV-infected Macrobrachium rosenbergii was significantly increased to 5 times compared to control group by treatment of lyophilized kefir culture. Finally, in order to identify whether lyophilized kefir culture can effectively increase the weight of L. vannamei, we carried out filed test at three different shrimp farms located in Taean-Gun, Chungcheongnam-do. These results demonstrate that lyophilized kefir culture can be utilized as a functional feed additive for enhancement of innate immunity and weight gain of L. vannamei in shrimp farming.

목차 (Table of Contents)

• 목 차
• 그림목차 ⅳ
• 표목차 ⅴ
• 국문초록 ⅵ
• 제 1 장 서론
• 제 1 절 사료 첨가제 1
• 1. 흰다리새우 양식 1
• 2. 사료 첨가제 산업 2
• 3. Probiotics 4
• 제 2 절 케피어 7
• 1. 사료첨가제로서 케피어 7
• 2. 구성 미생물 및 기능 7
• 제 3 절 흰다리새우의 면역체계 12
• 제 4 절 연구 목적 15
• 제 2 장 재료 및 방법
• 제 1 절 케피어의 배양 17
• 1. 종균 배양 17
• 2. 대량 배양 17
• 제 2 절 케피어 배양물의 동결건조 및 안정성 평가 19
• 1. 동결건조 19
• 2. 생균 수 측정 19
• 3. 안정성 평가 19
• 제 3 절 흰다리새우의 면역 지표 측정 22
• 1. 동결건조 케피어 배양물 급여 22
• 2. 세포성 면역 지표 측정 22
• 3. 체액성 면역 지표 측정 23
• 제 4 절 WSSV에 감염된 징거미새우의 생존율 측정 25
• 제 5 절 흰다리새우의 증체량 측정 26
• 제 3 장 결과
• 제 1 절 케피어의 최적 배양 조건 27
• 1. 케피어의 종균 배양 조건 27
• 2. 케피어의 대량 배양 조건 29
• 제 2 절 동결건조 케피어 배양물의 안정성 32
• 1. 동결건조에 의한 케피어 배양물의 균체 피해 32
• 2. 동결건조 케피어 배양물의 안정성 평가 34
• 제 3 절 동결건조 케피어 배양물의 면역 강화 효과 36
• 1. 동결건조에 케피어 배양물에 의한 흰다리새우의 선천성 면역 강화 36
• 2. 동결건조에 케피어 배양물에 의한 징거미새우의 WSSV에 대한 저항성 증가 38
• 제 4 절 동결건조 케피어 배양물의 흰다리새우에 대한 증체 효과 40
• 제 4 장 결론 43
• 참고문헌 46
• Abstract 51