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문제 정의
- 따라서 본 연구는 환경변화에 대한 적응력이 우수하여 양식어종으로 부각되고 있는 숭어, Mugil cephalus를 대상으로 사료 내에 유산균 배양액 (cultured broths of lactic acid bacteria, LAB) 첨가에 따른 성장, 생리 및 비특이적 면역반응에 미치는 영향을 검토하였다.
제안 방법
- 이 균질액을 4℃에서 30분간 15,000 g로 원심분리한 후 상층액을 분리하여 분석에 사용하였다. DPPH (0.1 mM) 1 ㎖에 위 상층액을 100 ㎕를 넣고 혼합한 후 0분과 60분 째에 spectrophotometer를 이용하여 519 nm에서 측정한 후 다음과 같은 공식에 의거 항산화능을 계산하였다.
- LAB 급이에 따른 숭어 간에 있어 항산화 능을 검토하기 위하여 1,1-diphenyl-2-picrydrazyl(DPPH)를 이용하여 분석하였다. 숭어의 항산화 능은 2달 및 3달째 LAB의 첨가에 의해 대조구에 비해 증가하는 경향을 보였으나, LAB 1.
- 5% 및 5% 되도록 흡착하여 어유로 처리하였다. LAB가 첨가된 사료는 밀봉상태로 -20℃에 냉동 보관하면서 1일 2회 (오전 9시, 오후 5시) 어체중의 2%를 공급하였고, 대조구의 사료는 유산균 배양액 (LAB)을 첨가하지 않은 사료를 공급하였다.
- 실험기간 동안 사육환경의 악화를 방지하기 위하여 사육해수는 3일마다 교환하였고, 실험사료는 1일 2회 (오전 9시, 오후 5시) 어체중의 2%를 공급하였다. 모든 실험사육은 3반복으로 3개월 동안 실시하였다.
- 실험어는 실험수조에 수용하기 전에 체장 및 체중을 측정하였고, 실험사료는 실험어를 실험수조에 수용한 다음 날부터 공급하였다. 모든 실험에서 1일 전 절식시킨 후 MS-222 (100ppm)로 마취시킨 후 체장과 체중을 측정하였고, 실험 2달 및 3달째에 전장 및 체중을 측정하여 각각의 성장률을 계산하였다.
- 이때 용존산소는 에어스톤으로 계속적으로 공급하였고, 광주기는 자연 상태에 의존하였으며, 사육기간 동안 해수수질은 Table 1과 같다. 실험기간 동안 사육환경의 악화를 방지하기 위하여 사육해수는 3일마다 교환하였고, 실험사료는 1일 2회 (오전 9시, 오후 5시) 어체중의 2%를 공급하였다. 모든 실험사육은 3반복으로 3개월 동안 실시하였다.
- 실험사료는 Table 2와 같이 시판용 숭어치어사료, 즉 protein 38%, lipid 5.5%, fiber 3.0%, ash 17.0%, calcium 1.0% 및 phosphorus 2.7%가 포함된 사료에 유산균 배양액 (LAB)을 사료 당 각각 1%, 2.5% 및 5% 되도록 흡착하여 어유로 처리하였다. LAB가 첨가된 사료는 밀봉상태로 -20℃에 냉동 보관하면서 1일 2회 (오전 9시, 오후 5시) 어체중의 2%를 공급하였고, 대조구의 사료는 유산균 배양액 (LAB)을 첨가하지 않은 사료를 공급하였다.
- 적혈구수(Red blood cell count)는 Hendrick’s diluting solution으로 혈액을 희석한 후, Hemo cytometer (Improved Neubauer, Germany)을 이용하여 광학 현미경으로 계수하였다. 적혈구 용적 (Hematocrit)치는 모세관으로 혈액을 수집한 후 Microhematocrit centrifuge (Hawksley and sons Ltd., England)에서 12,000 rpm으로 5분간 원심 분리하여 판독판으로 측정하였으며, 혈색소 농도 (Hemoglobin)는 Clinic kit (Asan Pharm. Co., Ltd)를 이용하여 Cyan-methemoglobin법으로 측정하였다. 채취한 혈액은 1시간 동안 냉장 보관 후 4℃에서 2시간 동안 방치시킨 다음 6,000 rpm에서 5분간 원심분리하여 혈청을 분리하였다.
- 적혈구수(Red blood cell count)는 Hendrick’s diluting solution으로 혈액을 희석한 후, Hemo cytometer (Improved Neubauer, Germany)을 이용하여 광학 현미경으로 계수하였다.
- 혈액은 미부정맥 (caudal vein)에서 heparin-Na (25,000 I.U., 중외제약)을 처리한 1회용 주사기를 사용하여 채혈하였다. 적혈구수(Red blood cell count)는 Hendrick’s diluting solution으로 혈액을 희석한 후, Hemo cytometer (Improved Neubauer, Germany)을 이용하여 광학 현미경으로 계수하였다.
대상 데이터
- 순치가 완료된 숭어는 외관상 질병 증세가 나타나지 않은 건강한 개체 (체장, 62.8±1.0 ㎜; 체중, 3±0.1 ㎎)를 무작위로 선별하여 250 L의 원형수조에 각각 50마리씩 수용하였다.
- 숭어, Mugil cephalus는 충남 보령 소재 양어장에서 분양받아 실험사육실로 운반한 후, 0.5톤 수조에서 배합사료를 공급하면서 4주 동안 순치시켰으며, 수온, 염분 및 용존산소는 각각 19.2∼20.4℃, 29.6∼30.2‰ 및 6.7∼6.9 ㎎/L 이였다.
데이터처리
- 대조구와 각 실험구 사이의 통계학적 유의성은 SPSS 통계프로그램 (SPSS Inc.)을 이용하여 ANOVA test를 실시한 후 P 값이 0.05 미만일 때 유의성이 있는 것으로 간주하였다.
이론/모형
- LAB를 급이한 숭어의 비특이적 면역 기능은 세포성 면역지표인 식세포 활성산소의 활성은 Won et al., (2004)의 방법에 의해 측정하였고, 체액성 면역 지표인 lysozyme 활성은 Parry et al. (1995)의 방법을 이용하여 측정하였다. 즉 숭어의 lysozyme 활성은 측정용 시료 0.
- DPPH (1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl) radical 측정은 활성 라디칼에 전자를 공여하여 식품의 지방질 산화를 억제하는 목적으로 사용되며, 동물체 내에서는 활성 라디칼에 의한 노화를 억제시키는데 이용되고 있으며, 라디칼 소거작용은 동물의 질병과 노화를 방지하는데 대단히 중요한 작용을 한다. 따라서 전자 공여능의 측정은 DPPH 라디칼 소거법으로 측정하며, DPPH는 비교적 안정한 라디칼을 갖는 물질로 항산화 효과가 있는 물질과 만나면 라디칼이 소거 및 탈색되는 점을 이용하여 항산화 효과를 검정할 수 있다 (Singh et al., 2002; Takamatsu et a., 2003). 숭어의 항산화 능은 2달 및 3달째 LAB의 첨가에 의해 대조구에 비해 증가하는 경향을 보였으나, LAB 1.
- 분리된 혈청은 냉장보관하면서 8시간 이내에 생화학적 분석을 완료하였다. 혈청 무기성분은 칼슘 (Calcium), 마그네슘 (Magnesium)에 대하여 Calcium은 o-cresolphthalein-complexon법, Magnesium은 Xylidyl blue법에 의하여 임상용 kit (Asan Pharm. Co., Ltd.)를 사용하여 측정하였다. 혈청 유기성분은 혈당(Glucose) 및 총단백질 (Total protein)에 대하여 Glucose는 GOD/POD법, Total protein은 biuret법으로 시판되고 있는 임상용 kit (Aan Pharm.
- )를 사용하여 측정하였다. 혈청 유기성분은 혈당(Glucose) 및 총단백질 (Total protein)에 대하여 Glucose는 GOD/POD법, Total protein은 biuret법으로 시판되고 있는 임상용 kit (Aan Pharm. Co., Ltd.)를 사용하여 측정하였다. 혈청 효소활성은 GOT (Glutamic oxalate transminase)와 GPT (Glutamic pyruvate transminase)에 대하여 Reitman-Frankel법으로 임상용 kit (Iatron Pharm.
- )를 사용하여 측정하였다. 혈청 효소활성은 GOT (Glutamic oxalate transminase)와 GPT (Glutamic pyruvate transminase)에 대하여 Reitman-Frankel법으로 임상용 kit (Iatron Pharm. Co. Ltd., Japan)로 측정하였다.
성능/효과
- , 2008). 3개월 동안 LAB 첨가 사료를 공급한 숭어의 혈액성상은 대조구와 유사한 값을 보였고, 혈청 무기성분 (calcium, magnesium), 유기성분 (protein, glucose) 및 효소활성 (GOT, GPT)의 유의한 변동도 관찰되지 않았다. Aly et al.
- LAB 첨가 사료를 투여한 숭어의 비특이적 면역기능, 즉 세포성 면역지표인 식세포 O2- 생성능과 체액성 면역 지표인 lysozyme 활성은 전반적으로 증가하는 경향을 보였으며, 특히 유산균 배양액 2.5 % 첨가에서 대조구에 비해 유의한 증가를 나타냈다. LAB를 급이한 숭어의 비특이적 면역 기능인 식세포 활성산소의 활성은 3개월 동안 대조구에 비해 LAB 첨가구에서 비교적 높은 활성을 유지하였고, 특히 LAB 5.
- 5 % 첨가에서 대조구에 비해 유의한 증가를 나타냈다. LAB를 급이한 숭어의 비특이적 면역 기능인 식세포 활성산소의 활성은 3개월 동안 대조구에 비해 LAB 첨가구에서 비교적 높은 활성을 유지하였고, 특히 LAB 5.0 % 첨가에 의해 2달째, LAB 2.5 % 첨가에 의해 3달째에 대조구에 비해 유의한 증가를 나타냈다. 또한 lysozyme 활성은 모든 LAB 농도에서 대체적으로 증가하는 경향을 보였으며, 유의한 증가는 LAB급이 2달 및 3달째 LAB 2.
- LAB를 첨가한 사료로 3개월 동안 숭어를 사육하여 체장, 체중 및 사료효율을 측정한 결과, 이들 값은 2개월까지는 대조구와 유사하게 나타냈으나, 3개월째에 LAB 2.5 %에서 체장 성장률이 대조구보다 유의하게 높게 나타났다. 어류에 있어 각종 사료첨가물은 그들의 생산성에 긍정적인 효과를 미치며, 이들 중에 어보산은 어류의 성장과 육질 개선에 긍정적인 효과를 미치고 (Kim et al.
- LAB의 첨가 사료에 의한 숭어의 혈액 성상, 즉 적혈구 수 (RBC count), 적혈구 용적 (Ht) 및 혈색소 농도 (Hb)는 약간의 변동이 있었으나, 대조구에 비해 유의한 변동은 관찰되지 않았다 (Table 3). 혈청 무기성분인 칼슘 (Ca), 마그네슘 (Mg) 및 유기성분인 글루코오즈 (glucose), 총 단백질 (total protein)도 LAB 첨가 사료 급이 및 급이 농도에 따라 유의한 변동이 없었다.
- , 2008). 따라서 본 연구의 LAB 첨가 사료, 특히 2.5 % 첨가는 숭어의 성장에 있어서도 긍정적인 효과를 미쳤을 것으로 생각된다.
- (2005)은 마카 사료 (maca meal)의 첨가에 의해 무지개 송어, Oncorhynchus mykiss의 DPPH radical 소거 효과가 증가된다는 것을 보고하였다. 따라서 본 연구의 LAB 첨가 사료, 특히 5.0 %의 첨가는 숭어에 있어 높은 항산화 능을 나타낼 것으로 생각된다. 일반적으로 소낭과 회장에서 채취된 유산균은 소낭에 부착하는 능력을 가지며, 이것을 투여한 계군에서는 연변이 방지되고 총배설강의 폐쇄가 일어나지 않았다는 결과가 보고되었으며 (Adler and DaMassa, 1980), 또한 가축의 사료에 유산균제를 급여함으로써 가축의 장내에서 Escherichia coli를 억제 (Fuller, 1973; Bada et al, 1991), Salmonella와 Campyrobacter의 증식을 조절하는 기능을 가지며 (Weinack et al, 1985; Dunham et al, 1993) 장내 유익한 미생물의 수를 증가시켜(Fuller, 1989) 성장, 항산화 활성 및 면역반응을 증대시킨다(Tortuero, 1973; Dilworth and Day, 1978; Watkin et al, 1982; Jin et al, 1996, 1998; Mohan, 1996; Yeo and Kim, 1997).
- 5 % 첨가에 의해 3달째에 대조구에 비해 유의한 증가를 나타냈다. 또한 lysozyme 활성은 모든 LAB 농도에서 대체적으로 증가하는 경향을 보였으며, 유의한 증가는 LAB급이 2달 및 3달째 LAB 2.5 %에서 나타났다. 한편 유산균 배양액 첨가 사료를 투여한 숭어의 lysozyme 활성은 대조구에 비해 전 반적으로 증가하였고, 특히 유산균 배양액 2.
- 숭어의 체장 성장은 LAB를 첨가한 모든 실험구에서 2달째 대조구와 유사한 값을 나타냈으나, 3달째부터는 대조구보다 증가하는 경향을 보였으며, 특히 LAB 2.5 % 첨가구에서는 유의한 증가를 나타냈다 (P<0.05, Fig. 1).
- 1). 숭어의 체중 성장 및 사료효율은 LAB 첨가구에서 대체적으로 증가하는 경향을 보였으나, 급이 2달 및 3달째 대조구에 비해 유의한 증가는 관찰되지 않았다.
- LAB 급이에 따른 숭어 간에 있어 항산화 능을 검토하기 위하여 1,1-diphenyl-2-picrydrazyl(DPPH)를 이용하여 분석하였다. 숭어의 항산화 능은 2달 및 3달째 LAB의 첨가에 의해 대조구에 비해 증가하는 경향을 보였으나, LAB 1.0, 2.5% 첨가구에서 유의한 차이는 관찰되지 않았다. LAB첨가에 따른 항산화능의 유의한 증가는 2달 및 3달째 LAB 5.
- , 2003). 숭어의 항산화 능은 2달 및 3달째 LAB의 첨가에 의해 대조구에 비해 증가하는 경향을 보였으나, LAB 1.0, 2.5% 첨가구에서 유의한 차이는 관찰되지 않았으며, 유의한 증가는 2달 및 3달째 LAB 5.0% 첨가구에서 나타냈다. Lee et al.
- 식세포 활성산소의 활성은 3개월 동안 대조구에 비해 LAB 첨가구에서 비교적 높은 활성을 유지하였고, 특히 LAB 5.0 % 첨가에 의해 2달째, LAB 2.5% 첨가에 의해 3달째에 대조구에 비해 유의한 증가를 나타냈다 (Fig. 5). 혈청 lysozyme 활성은 LAB 모든 LAB 농도에서 대체적으로 증가하는 경향을 보였으나, LAB 1.
- 유산균 배양액 (lactic acid bacteria, LAB) 첨가사료에 의해 3개월 동안 숭어를 사육한 결과, 숭어는 대조구를 비롯하여 모든 LAB 첨가구에서 100% 생존하였다. 숭어의 체장 성장은 LAB를 첨가한 모든 실험구에서 2달째 대조구와 유사한 값을 나타냈으나, 3달째부터는 대조구보다 증가하는 경향을 보였으며, 특히 LAB 2.
- 이상과 같이 LAB 사료 첨가에 의해 숭어를 3개월 동안 사육한 결과, 숭어의 혈액학적 변동은 관찰되지 않았으나, 3개월부터 성장에는 긍정적인 효과를 보였다. 특히 유산균 배양에 첨가사료에 의해 숭어의 항산화능이 증가하였으며, 비특이적 면역 기능, 즉 세포성 면역지표인 식세포 O2- 생성능과 체액성 면역지표인 lysozyme 활성이 증가하여 숭어의 면역증강 물질로의 가능성을 보였다.
- 이상과 같이 LAB 사료 첨가에 의해 숭어를 3개월 동안 사육한 결과, 숭어의 혈액학적 변동은 관찰되지 않았으나, 3개월부터 성장에는 긍정적인 효과를 보였다. 특히 유산균 배양에 첨가사료에 의해 숭어의 항산화능이 증가하였으며, 비특이적 면역 기능, 즉 세포성 면역지표인 식세포 O2- 생성능과 체액성 면역지표인 lysozyme 활성이 증가하여 숭어의 면역증강 물질로의 가능성을 보였다. 따라서 숭어양식 과정에 있어 여러 가지 스트레스로 등으로 인하여 면역능이 감소하는 시기에 대비하여 유산균 배양액 첨가사료를 투여하는 방법을 긍정적으로 검토해 볼 필요가 있을 것으로 생각되나, 성장, 항산화능 및 비특이적 면역반응에서 각각 다른 첨가농도에서 그 영향이 나타나는 점을 감안하여 적정 첨가 농도를 고려할 필요가 있다.
- 5 %에서 나타났다. 한편 유산균 배양액 첨가 사료를 투여한 숭어의 lysozyme 활성은 대조구에 비해 전 반적으로 증가하였고, 특히 유산균 배양액 2.5 % 첨가는 대조구에 비해 유의하게 증가하였으나, 시간이 경과함에 따라 그 활성차이는 인정되지 않았다. 이는 유산균 첨가 사료에 의한 무지개 송어, Oncorhynchus mykiss 및 틸라피아, Sarotherodon niloticus의 기존의 연구결과와 일치하고 있다(Panigrahi et al.
- 혈청 무기성분인 칼슘 (Ca), 마그네슘 (Mg) 및 유기성분인 글루코오즈 (glucose), 총 단백질 (total protein)도 LAB 첨가 사료 급이 및 급이 농도에 따라 유의한 변동이 없었다. 혈청 GOT와 GPT 활성은 LAB 첨가구에서 대체적으로 증가하는 경향을 보였으나, 대조구에 비해 모든 LAB 첨가 농도에 따른 유의한 차이는 관찰되지 않았다 (Table 4).
- 5). 혈청 lysozyme 활성은 LAB 모든 LAB 농도에서 대체적으로 증가하는 경향을 보였으나, LAB 1.0 % 첨가구에서는 대조구에 비해 유의한 증가가 관찰되지 않았다. 혈청 lysozyme 활성의 유의한 증가는 LAB 급이 2달 및 3달째 LAB 2.
후속연구
- 특히 유산균 배양에 첨가사료에 의해 숭어의 항산화능이 증가하였으며, 비특이적 면역 기능, 즉 세포성 면역지표인 식세포 O2- 생성능과 체액성 면역지표인 lysozyme 활성이 증가하여 숭어의 면역증강 물질로의 가능성을 보였다. 따라서 숭어양식 과정에 있어 여러 가지 스트레스로 등으로 인하여 면역능이 감소하는 시기에 대비하여 유산균 배양액 첨가사료를 투여하는 방법을 긍정적으로 검토해 볼 필요가 있을 것으로 생각되나, 성장, 항산화능 및 비특이적 면역반응에서 각각 다른 첨가농도에서 그 영향이 나타나는 점을 감안하여 적정 첨가 농도를 고려할 필요가 있다.
- 또한 권 등 (2004)은 지방간 현상이 나타나는 흰쥐에 유산균 분말을 공급한 결과, 흰쥐의 GOT와 GPT 활성이 정상 수준으로 개선됨을 보고하였다. 따라서 유산균 배양액 첨가사료는 숭어의 혈액학적 변동에 특별한 영향을 미치지 않았을 것으로 생각되나, 지방간 등이 나타나는 비정상적인 숭어에 있어서는 긍정적인 효과를 기대 할 수도 있을 것으로 생각된다.
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