[논문]치어기 황복(Takifugu obscurus) 사료 내 에너지에 대한 적정 단백질 비 평가

유광열; 배승철

doi:10.13000/jfmse.2014.26.4.868

치어기 황복(Takifugu obscurus) 사료 내 에너지에 대한 적정 단백질 비 평가
Evaluation of the Optimum Dietary Protein to Energy Ratio in Juvenile River Puffer Takifugu obscurus 원문보기

水産海洋敎育硏究 = Journal of fisheries and marine sciences education, v.26 no.4 = no.70, 2014년, pp.868 - 876

Abstract ▼ AI-Helper

This study was conducted to estimate the optimum dietary protein to energy (P/E) ratio in juvenile river puffer. Nine experimental diets were formulated with three energy levels and three protein levels at each energy levels. Three energy levels of 3000, 3750 and 4500 kcal diets were included at 45, 50 and 55% crude protein (CP) levels, respectively (45P3000, 45P3750, 45P4500, 50P3000, 50P3750, 50P4500, 55P3000, 55P3750 and 55P4500). Fish averaging $3.43{\pm}0.02$ g randomly were fed the experimental diets in triplicate groups for 8 weeks. Weight gain of fish fed the 50P4500 diet were significantly higher than that of fish fed the 45P3000, 45P3750, 45P4500, 50P3000 and 50P3750 diets (P<0.05), but there was not significantly different from that of fish fed the 50P4500, 55P3750 and 55P4500 diets. Feed efficiency of fish fed the 50P4500 diet were significantly higher than that of fish fed the 45P3000, 45P3750, 45P4500, 50P3000 and 50P3750 diets (P<0.05), but there was not significantly different from that of fish fed the 50P4500, 55P3000, 55P3750 and 55P4500 diets. Protein efficiency ratio of fish fed the 45P3000 and 45P3750 diets was higher than that of fish fed 50P4500 and 55P4500, but there was not significantly different from that of fish fed the 45P3000, 45P3750, 45P4500, 50P3000, 50P3750, 55P3000 and 55P3750 diets. Based on weight gain, feed efficiency and specific growth rate, diets containing energy levels 4500 kcal/kg diet had an optimum P/E ratio of approximately 111 mg protein/kcal (50% crude protein) in juvenile river puffer.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

따라서 본 연구는 치어기 황복을 대상으로 영양학적이고 생화학적인 평가를 통해 사료내 에너지에 대한 적정 단백질 비를 평가함으로써 경제성 있는 실용배합사료 개발의 기초를 마련하고자 수행하였다.

제안 방법

실험종료 후, 증체율(percent weight gain, %), 일간성장률(specific growth rate, %/day), 단백질전환효율(protein efficiency ratio), 사료효율(feed efficiency, %), 비만도(condition factor), 간중량지수(hepatosomatic index), 내장중량지수(visceralsomatic index) 및 생존율(survival rate, %)을 조사하였다. 간중량지수 및 내장중량지수 평가를 위해 각 수조별로 5마리씩 간 및 내장의 무게를 측정하였다.
실험사료의 단백질원으로는 갈색어분, 카제인을 사용하여 에너지에 대해 조단백질 함량을 45%, 50% 및 55%로 설계하였으며, 지질원으로 대두유를 탄수화물원으로 밀가루를 사용하였다. 그리고 조단백질함량과 에너지가를 맞추기 위하여 셀룰로오스를 이용하여 실험사료를 제조하였다. 실험사료는 조단백질 함량 각각 45%, 50% 및 55%에 대해 단백질/에너지비(P/E ratio) 45/3000, 45/3750, 45/4500, 50/3000, 50/3750, 50/4500, 55/3000, 55/3750 및 55/4500으로 총 9가지로 제작하여(45P3000, 45P3750, 45P4500, 50P3000, 50P3750, 50P4500, 55P3000, 55P3750 및 55P4500) 실험구당 3반복으로 실험을 수행하였다.
실험사료는 조단백질 함량 각각 45%, 50% 및 55%에 대해 단백질/에너지비(P/E ratio) 45/3000, 45/3750, 45/4500, 50/3000, 50/3750, 50/4500, 55/3000, 55/3750 및 55/4500으로 총 9가지로 제작하여(45P3000, 45P3750, 45P4500, 50P3000, 50P3750, 50P4500, 55P3000, 55P3750 및 55P4500) 실험구당 3반복으로 실험을 수행하였다. 사료내 가용성에너지(available energy)는 사료의 단백질, 지질 및 탄수화물을 각각 4, 9 및 4 kcal/g로 계산하였다(NRC, 2011). 모든 실험사료는 원료를 혼합 후 펠렛제조기로 압출·성형하였으며, 표준체(sieve)로 고르게 친 후 밀봉하여 –20℃에 냉동 보관하면서 사용하였다.
1. 실험어 사육관리

사육실험에 앞서 황복 치어를 유사한 크기로 선별하여 3,000 L 수조에 입식한 후 실험환경에 적응할 수 있도록 기초사료를 2주간 동일하게 공급하면서 예비사육을 하였다. 예비사육 후, 평균 무게 3.
그리고 조단백질함량과 에너지가를 맞추기 위하여 셀룰로오스를 이용하여 실험사료를 제조하였다. 실험사료는 조단백질 함량 각각 45%, 50% 및 55%에 대해 단백질/에너지비(P/E ratio) 45/3000, 45/3750, 45/4500, 50/3000, 50/3750, 50/4500, 55/3000, 55/3750 및 55/4500으로 총 9가지로 제작하여(45P3000, 45P3750, 45P4500, 50P3000, 50P3750, 50P4500, 55P3000, 55P3750 및 55P4500) 실험구당 3반복으로 실험을 수행하였다. 사료내 가용성에너지(available energy)는 사료의 단백질, 지질 및 탄수화물을 각각 4, 9 및 4 kcal/g로 계산하였다(NRC, 2011).
실험사료의 조성은 [Table 1]과 같다. 실험사료의 단백질원으로는 갈색어분, 카제인을 사용하여 에너지에 대해 조단백질 함량을 45%, 50% 및 55%로 설계하였으며, 지질원으로 대두유를 탄수화물원으로 밀가루를 사용하였다. 그리고 조단백질함량과 에너지가를 맞추기 위하여 셀룰로오스를 이용하여 실험사료를 제조하였다.
조지질은 샘플을 12시간 동결 건조한 후, soxtec system 1046 (Tacator AB, Sweden)을 사용하여 soxhlet 추출법으로 분석하였다. 실험종료 후, 증체율 조사와 함께 혈액성분 분석을 위하여 실험어를 채혈하기 전까지 약 24시간 동안 절식시켰다. 실험어를 각 수조당 5마리씩 무작위로 추출한 후 일회용 주사기를 이용하여 실험어의 미부정맥에서 혈액을 채혈하여 micro-hematocrit 방법에 의해 헤마토크리트(hematocrit, PCV)를 측정하였으며, 동시에 Drabkin’s 용액을 사용하여 cyan-methemoglobin 방법(Sigma Chemical, St.
어체 측정은 2주 간격으로 실시하였으며, 성장률을 측정하기 위하여 24시간 절식시킨 후 MS-222 (100 ppm)로 마취시켜 전체무게를 측정하였다. 실험종료 후, 증체율(percent weight gain, %), 일간성장률(specific growth rate, %/day), 단백질전환효율(protein efficiency ratio), 사료효율(feed efficiency, %), 비만도(condition factor), 간중량지수(hepatosomatic index), 내장중량지수(visceralsomatic index) 및 생존율(survival rate, %)을 조사하였다. 간중량지수 및 내장중량지수 평가를 위해 각 수조별로 5마리씩 간 및 내장의 무게를 측정하였다.
어체 측정은 2주 간격으로 실시하였으며, 성장률을 측정하기 위하여 24시간 절식시킨 후 MS-222 (100 ppm)로 마취시켜 전체무게를 측정하였다. 실험종료 후, 증체율(percent weight gain, %), 일간성장률(specific growth rate, %/day), 단백질전환효율(protein efficiency ratio), 사료효율(feed efficiency, %), 비만도(condition factor), 간중량지수(hepatosomatic index), 내장중량지수(visceralsomatic index) 및 생존율(survival rate, %)을 조사하였다.
예비사육 후, 평균 무게 3.43±0.02 g인 황복 치어를 40 L 사각수조에 각각 20마리씩 수용하여 각 실험구당 3반복으로 무작위 배치하였으며, 사육수는 모래여과기에 의해 여과된 해수를 사용하였다.
1 mg/L의 범위였다. 일일 사료 공급량은 어체중의 5% (DM)로 1일 2회(09:00, 16:00) 공급하였으며 주 사육실험기간은 8주간 실시하였다.
치어기 황복을 대상으로 사료내 적정 단백질/에너지 비를 평가하기 위하여 단백질 함량 45%, 50% 및 55%의 각각의 단백질 함량에 대하여 에너지 수준을 3000 kcal, 3750 kcal 및 4500 kcal로 설정하여 총 9가지 실험사료를 제작하였으며 실험사료의 에너지 수준에 대한 사료내 단백질 비는 100 ~ 183 mg protein/kcal였다. 8주간의 사육 실험 결과, 황복 치어의 증체율, 사료효율, 일간 성장률 및 단백질전환효율을 고려하였을때 사료 내 단백질 함량 50%, 에너지 4500 kcal 실험구에서 가장 좋은 성장결과가 나타났으며, 에너지 수준에 대한 사료내 적정 단백질 비는 111 mg protein/kcal로 나타났다.
525)으로 헤모글로빈(hemoglobin, Hb)을 측정하였다. 혈청성분의 분석을 위하여 채혈한 혈액을 항응고제가 처리되지 않은 원심분리관에 넣고 실온에 30분간 방치한 후 3,000 rpm에서 10분간 원심분리하여 냉장보관하면서 16시간 이내에 분석하였다. 혈청성분은 혈액분석기 CH 100 (대광메디텍, 한국)을 이용하여 GOT (glutamic oxaloacetic transaminase), GPT (glutamic pyruvic transaminase)는 Kinetic 방법으로, T-P (total protein), Glucose, Cholesterol, Triglyceride는 End-Point 방법을 이용하여 분석하였다.

데이터처리

모든 자료의 통계처리는 Computer Program Statistix 3.1 (Analytical Software, St. Paul MN. USA)로 분산분석(ANOVA test)을 실시하여 최소 유의차검정(LSD: Least Significant Difference)으로 평균간의 유의성(P<0.05)을 검정하였다.

이론/모형

실험사료와 각 수조별로 5마리씩 무작위로 추출한 어체를 분쇄한 후 전어체의 일반성분을 분석하였다 전어체 일반성분은 AOAC (Association of Official Analytical Chemists, 2000)방법에 따라 수분은 상압가열건조법(135℃, 2시간), 조단백질은 kjeldahl 질소정량법(N×6.25), 조회분은 회화로(Yj-8500D, Korea)를 이용하여 직접회화법으로 분석하였다.
실험어를 각 수조당 5마리씩 무작위로 추출한 후 일회용 주사기를 이용하여 실험어의 미부정맥에서 혈액을 채혈하여 micro-hematocrit 방법에 의해 헤마토크리트(hematocrit, PCV)를 측정하였으며, 동시에 Drabkin’s 용액을 사용하여 cyan-methemoglobin 방법(Sigma Chemical, St. Louis MO, total hemoglobin procedure No. 525)으로 헤모글로빈(hemoglobin, Hb)을 측정하였다.
25), 조회분은 회화로(Yj-8500D, Korea)를 이용하여 직접회화법으로 분석하였다. 조지질은 샘플을 12시간 동결 건조한 후, soxtec system 1046 (Tacator AB, Sweden)을 사용하여 soxhlet 추출법으로 분석하였다. 실험종료 후, 증체율 조사와 함께 혈액성분 분석을 위하여 실험어를 채혈하기 전까지 약 24시간 동안 절식시켰다.
혈청성분의 분석을 위하여 채혈한 혈액을 항응고제가 처리되지 않은 원심분리관에 넣고 실온에 30분간 방치한 후 3,000 rpm에서 10분간 원심분리하여 냉장보관하면서 16시간 이내에 분석하였다. 혈청성분은 혈액분석기 CH 100 (대광메디텍, 한국)을 이용하여 GOT (glutamic oxaloacetic transaminase), GPT (glutamic pyruvic transaminase)는 Kinetic 방법으로, T-P (total protein), Glucose, Cholesterol, Triglyceride는 End-Point 방법을 이용하여 분석하였다.

성능/효과

치어기 황복을 대상으로 사료내 적정 단백질/에너지 비를 평가하기 위하여 단백질 함량 45%, 50% 및 55%의 각각의 단백질 함량에 대하여 에너지 수준을 3000 kcal, 3750 kcal 및 4500 kcal로 설정하여 총 9가지 실험사료를 제작하였으며 실험사료의 에너지 수준에 대한 사료내 단백질 비는 100 ~ 183 mg protein/kcal였다. 8주간의 사육 실험 결과, 황복 치어의 증체율, 사료효율, 일간 성장률 및 단백질전환효율을 고려하였을때 사료 내 단백질 함량 50%, 에너지 4500 kcal 실험구에서 가장 좋은 성장결과가 나타났으며, 에너지 수준에 대한 사료내 적정 단백질 비는 111 mg protein/kcal로 나타났다.
간중량지수와 내장중량지수는 45P4500 및 55P4500 실험구가 50P4500을 제외한 모든 실험구(45P3000, 50P3000, 50P3750, 55P3000, 55P3750 및 55P4500)에 비하여 유의한 차이로 높게 나타났다(P<0.05).
단백질전환효율은 45P3000 및 45P3750 실험구가 50P4500 및 55P4500 실험구에 비하여 유의한 차이로 높게 나타났으며(P<0.05), 45P3000, 45P3750, 45P4500, 50P3000, 50P3750, 55P3000 및 55P3750 실험구 사이에는 유의한 차이가 나타나지 않았다.
단백질축적효율은 45P4500 및 50P4500 실험구가 다른 모든 실험구에 비하여 유의한 차이로 높게 나타났으며, 에너지축적효율에 있어서는 55P3000 실험구가 다른 모든 실험구에 비하여 유의한 차이로 높게 나타났다(P<0.05).
본 연구결과 사료내 에너지 수준과 단백질 함량이 증가함에 따라 증체율, 사료효율 및 단백질 축적율이 각각 증가하였는데, 이는 사료내 지질에 의한 단백질 절약 효과가 나타난 것으로 추정할 수 있다. 이와 같이 지질 또는 탄수화물 첨가에 의한 사료내 단백질 절약효과에 대해서는 yellowtail kingfish (Booth et al.
본 연구결과를 통하여 치어기 황복의 사료내 적정 단백질/에너지 비(P/E ratio)를 살펴보면, 성장률과 사료효율 등을 고려한 에너지 수준에 대한 사료내 적정 단백질 비는 111 mg protein/kcal인 것으로 추정된다.
, 2010). 본 연구결과에서도 단백질 및 에너지 수준이 증가함에 따라 전어체 단백질 및 지질 함량이 증가하는 경향을 보였다. 사료내 단백질을 에너지원으로 소비시키지 않고 조직합성에 최대한 이용되도록 함으로써 단백질 효율을 증대시키는 것이 영양학적, 환경적 및 경제적인 관점에서 배합사료 개발에 있어 중요하므로 본 연구결과를 기초자료로 활용할 수 있을 것으로 기대된다.
비만도는 55P4500 실험구가 45P3750, 50P3000, 50P3750, 55P3000 및 55P3750 실험구에 비하여 유의한 차이로 높게 나타났으며(P<0.05), 45P3000, 45P4500, 50P4500 및 55P4500 실험구 사이에는 유의한 차이가 나타나지 않았다.
전어체 단백질 함량은 55P4500 실험구가 다른 모든 실험구에 비하여 유의한 차이로 높게 나타났으며(P<0.05), 45P4500, 50P3000, 50P3750, 50P4500, 55P3000 및 55P3750 실험구의 전어체 단백질 함량은 45P3000 및 45P3750 실험구에 비하여 유의한 차이로 높게 나타났다(P<0.05).
전어체 지질 함량은 55P3000, 55P3750 및 55P4500 실험구가 45P3000 및 50P3000 실험구에 비하여 유의한 차이로 높게 나타났으며(P<0.05), 45P3750, 45P4500, 50P3750, 50P4500, 55P3000, 55P3750 및 55P4500 실험구 사이에는 유의한 차이가 나타나지 않았다.
전어체 회분 함량은 50P3000 실험구가 45P3000 실험구에 비하여 유의한 차이로 높게 나타났으며(P<0.05), 45P3000 실험구를 제외한 모든 실험구 사이에는 유의한 차이가 나타나지 않았다.
증체율은 50P4500 실험구가 45P3000, 45P3750, 45P4500, 50P3000, 50P3750 및 50P3000 실험구에 비하여 유의한 차이로 높게 나타났으며(P<0.05), 50P4500, 55P3750 및 55P4500 실험구 사이에는 유의한 차이가 나타나지 않았다.
05), 다른 모든 실험구간에는 유의한 차이가 나타나지 않았다. 헤모글로빈 수치는 45P3750 및 45P4500 실험구가 50P3000 및 55P3000 실험구에 비하여 유의한 차이로 높게 나타났으며, 다른 모든 실험구간에는 유의한 차이가 나타나지 않았다. 혈청 글루코스 및 혈청 단백질은 실험사료의 단백질 및 에너지 수준이 증가함에 따라 그 수치가 감소되는 경향을 보였다.
8주 동안 실험사료를 섭취한 실험어의 혈액 및 혈청 성분의 변화는 [Table 4]에 나타내었다. 혈액내 헤마토크리트(PCV) 수치는 45P3750, 45P4500 및 55P4500 실험구가 50P3750 및 55P3750 실험구에 비하여 유의한 차이로 높게 나타났으며(P＜0.05), 다른 모든 실험구간에는 유의한 차이가 나타나지 않았다. 헤모글로빈 수치는 45P3750 및 45P4500 실험구가 50P3000 및 55P3000 실험구에 비하여 유의한 차이로 높게 나타났으며, 다른 모든 실험구간에는 유의한 차이가 나타나지 않았다.
헤모글로빈 수치는 45P3750 및 45P4500 실험구가 50P3000 및 55P3000 실험구에 비하여 유의한 차이로 높게 나타났으며, 다른 모든 실험구간에는 유의한 차이가 나타나지 않았다. 혈청 글루코스 및 혈청 단백질은 실험사료의 단백질 및 에너지 수준이 증가함에 따라 그 수치가 감소되는 경향을 보였다. 혈청내 총콜레스테롤은 실험사료의 단백질 함량이 증가하면 그 수치도 증가하고, 실험사료의 에너지 수준이 증가할 경우에는 감소되는 경향이 나타났다.
혈청 글루코스 및 혈청 단백질은 실험사료의 단백질 및 에너지 수준이 증가함에 따라 그 수치가 감소되는 경향을 보였다. 혈청내 총콜레스테롤은 실험사료의 단백질 함량이 증가하면 그 수치도 증가하고, 실험사료의 에너지 수준이 증가할 경우에는 감소되는 경향이 나타났다.

후속연구

본 연구결과에서도 단백질 및 에너지 수준이 증가함에 따라 전어체 단백질 및 지질 함량이 증가하는 경향을 보였다. 사료내 단백질을 에너지원으로 소비시키지 않고 조직합성에 최대한 이용되도록 함으로써 단백질 효율을 증대시키는 것이 영양학적, 환경적 및 경제적인 관점에서 배합사료 개발에 있어 중요하므로 본 연구결과를 기초자료로 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	사료에 단백질 함량에 비해 에너지가 많으면 어떤 문제가 발생하는가?	, 2009). 이와 반대로 에너지 함량이 너무 많으면 사육어의 사료 섭취량이 적어지고, 이에 따라 다른 필수 영양소를 충분히 공급받을 수 없게 되므로 성장이 저하된다. 뿐만 아니라 사료의 에너지 함량이 지나치게 높을 때에는 어체에 지방이 과도하게 축적되어 식품으로서의 가치가 떨어진다(McGoogan & Gatlin, 1999; Han et al., 2005).
	에너지는 어떤 과정을 통해 방출되는가?	에너지는 영양소는 아니지만 생명체의 생존에 가장 기본적으로 요구되며, 동물체 대사의 모든 과정에 필요하므로 양어사료를 배합하는데 있어서 우선적으로 고려해야 할 것이 사료의 에너지 함량이다. 에너지는 탄수화물, 지질과 단백질(아미노산)의 산화대사 과정 중에 방출되는데, 동물의 종류, 먹이섭취, 나이, 크기 및 생리적 상태와 동물체의 활동량에 따라 차이가 있다. 그리고 사료에 있어서 각 영양소들의 적정 섭취량은 사료 중의 에너지 함량과 밀접한 상관관계가 있다.
	어류에게 단백질 함량에 비해 에너지가 부족한 사료를 먹이면 어떤 문제가 초래되는가?	, 1998; Peres & Aires, 1999). 단백질 함량에 비해 에너지가 부족한 사료를 먹이면 사육어는 유지에 필요한 에너지를 충당하기 위해 단백질을 분해하여 에너지원으로 사용하므로 단백질 효율이 낮아지고 성장도 저하될 뿐만 아니라 암모니아 생성으로 인한 과다한 질소 배설을 초래한다(Kim et al., 2004; Bicudo et al.

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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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