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문제 정의
- 외국에서는 유기우유와 관행우유에 대한 다각도의 비교 연구가 진행되고 있으나 한국에서는 아직 유기낙농이 활성화되어 있지 않고 주로 안정적 생산에 관한 연구가 진행되고 있는 실정으로, 한국의 충남과 전북에서 생산된 유기우유와 일반우유에 대한 이화학적 성분 차이에 대한 연구는 찾아보기 어려운 실정이다. 따라서 본 연구는 한국의 충남과 전북에서 생산되는 유기우유와 일반우유의 이화학적 성분분석을 통해 유기우유의 영양학적 가치를 규명하고, 사양시스템 및 지역에 따른 유성분 차이를 규명하고자 수행하였다.
제안 방법
- 본 연구는 한국의 충남과 전북지역에서 생산되는 유기우유와 일반우유의 이화학적 성분분석을 통해 차이점을 구명하고자 수행하였으며, 각 지역에서 유기우유 및 일반우유 생산농가를 각각 5개씩 선정하여 3회(2월, 3월 및 8월) 우유를 채취하였으며, 일반 성분, 무기물 및 지방산을 분석하였다. 유기우유의 유성분 중 유지방(p<0.
- 샘플 수집 대상 농가는 유기우유 생산 농가가 많은 충남과 전북지역의 농가를 각 5호씩을 선정하였고, 대조구로 같은 지역 일반우유 생산 농가 각 5호씩을 선정하였다. 우유샘플은 일반 및 유기농가 우유(집합유)를 계절별 편차를 줄이기 위하여 2월(겨울), 3월(봄), 8월(여름)에 샘플링하여 분석에 이용하였다.
- 지방산은 가스크로마토그래프(Agilent 6890 Series GC System, Foster City, CA, USA)로 분석하였으며, 모세관 칼럼 (Omegawax 205 fused-silica bond, 30 m, 0.3×2 mm I.D., 0.25 µm film thickness) 및 불꽃이온화검출기(FID)가 사용되었으며, 주입기, 검출기 및 오븐의 온도는 각각 250, 260, 200oC로 설정하여 분석하였다.
- 충남과 전북 지역의 농가로부터 수집된 우유샘플은 분석할 때까지 −80oC에 냉동 보관되었으며, 분석은 농업기술실용화재단(경기 수원 소재)에서 분석을 실시하였다.
대상 데이터
- 샘플 수집 대상 농가는 유기우유 생산 농가가 많은 충남과 전북지역의 농가를 각 5호씩을 선정하였고, 대조구로 같은 지역 일반우유 생산 농가 각 5호씩을 선정하였다. 우유샘플은 일반 및 유기농가 우유(집합유)를 계절별 편차를 줄이기 위하여 2월(겨울), 3월(봄), 8월(여름)에 샘플링하여 분석에 이용하였다.
데이터처리
- 실험에서 얻어진 모든 결과는 SAS(7)의 PROC ANOVA를 사용하여 분산분석을 하였으며, 사양시스템(유기농가 vs. 관행농가) 및 지역(충남 vs. 전북)간의 유의적 차이 및 이들의 상호작용은 최소유의차(least significant difference) 방법을 사용하여 검정하였다.
이론/모형
- 수집한 우유(집합유)의 일반성분(유지방, 유단백질, 유당, 총고형물, 유리지방산, 구연산, 어는점 내림(freezing point depression, FPD), 우유 내 요소태 질소(milk urea nitrogen, MUN) 및 체세포수) 분석은 LactoScope (MK2, Delta Instruments, Netherlands)를 이용하여 측정하였으며, 우유내 무기물은 ICP 발광분광 분석법으로 분석하였다. 지방산은 가스크로마토그래프(Agilent 6890 Series GC System, Foster City, CA, USA)로 분석하였으며, 모세관 칼럼 (Omegawax 205 fused-silica bond, 30 m, 0.
성능/효과
- Table 2에서 보는 바와 같이 유기우유의 무기물 함량은 Ca을 포함한 대부분의 무기물에서 일반우유와 유의적 차이가 없었으나, 다만 P의 함량은 일반우유보다 유의적으로 높았다(p<0.05).
- 또한 유방염이 발생하면 Na과 Cl의 함량이 증가하는 것으로 나타났다. 따라서 본 연구에서 유기우유의 P 함량이 유의적으로 높게 나타났는데, 이는 젖소 품종에는 차이가 없지만 유기우유의 높은 유단백질 함량과 연관이 있을 것으로 보인다.
- 따라서, 총 불포화지방산(p<0.01), 단일불포화지방산(MUFA, p<0.05) 및 고도불포화지방산(PUFA, p<0.01)의 함량도 유기우유에서 높게 나타났다.
- 예를 들어, 젖소 품종에 따라 유성분 함량이 차이가 있는데 유단백질 함량이 높은 우유에서는 Ca과 P의 함량이 높으며, 비유초기의 우유가 중기나 말기보다 무기물의 함량이 높다. 또한 유방염이 발생하면 Na과 Cl의 함량이 증가하는 것으로 나타났다. 따라서 본 연구에서 유기우유의 P 함량이 유의적으로 높게 나타났는데, 이는 젖소 품종에는 차이가 없지만 유기우유의 높은 유단백질 함량과 연관이 있을 것으로 보인다.
- 또한, palmitoleic acid, linoleic acid, linolenic acid, eicosenoic acid, arachidonic acid와 같은 불포화지방산이나 필수지방산은 유기우유에서 높았다(p<0.01).
- 또한, 불포화지방산인 palmitoleic acid, linoleic acid, linolenic acid, eicosenoic acid, arachidonic acid는 유기우유에서 높았다(p<0.01).
- 그러나 유기우유를 생산하는 젖소 사육농가에서는 『친환경농어업 육성 및 유기식품 등의 관리지원에 관한 법률』에 근거한 친환경농축산물 및 유기식품 등의 인증에 관한 세부실시요령(국립농산물품질관리원 고시 제2014-26호)에 따라 사육장 및 사육조건에 적합하게 사육해야 하고, 급여하는 사료는 국립농산물품질관리원장 또는 지정받은 인증기관으로부터 인증받은 100% 비식용유기가공품(유기사료)을 급여하여야 한다. 본 연구의 대상이 된 충남과 전북 지역의 농가들 역시 일반농가에서는 일반적인 농후사료와 조사료를 젖소에게 급여하고 있었으며, 유기우유 생산농가에서는 유기인증을 받은 농후사료와 조사료를 급여하여 젖소를 사육하고 있었다.
- 우유 중 요소태 질소(MUN) 함량은 유기우유와 일반우유에서 유의적 차이가 없었고(p>0.05), 모두 적정 MUN 수준(12-18 mg/ dL)을 유지하고 있었다.
- 우유내 무기물 중 P의 함량만 유기우유에서 높았고(p<0.01), Ca, K, Mg, Zn 및 Fe의 함량은 차이가 없었다.
- 우유의 지방산 조성은 지역간 차이도 나타났는데, myristic acid, palmitic acid, palmitoleic acid, γ-linolenic acid 및 총 포화지방산은 전북지역에서 높았으며, stearic acid, oleic acid, vaccenic acid, eicosenoic acid, 총 불포화지방산 및 MUFA는 충남지역에 높게 나타났다.
- 우유의 체세포수는 일반우유와 유기우유 사이에 유의적 차이는 없었으며(p>0.05), 지역간 차이도 없었다(p>0.05).
- 유기우유의 유당, 우유 중 요소태 질소(MUN) 및 체세포수는 일반우유와 차이가 없었지만, MUN은 전북지역의 우유가 충남지역보다 높았다(p<0.05).
- 유기우유의 유성분 중 유지방(p<0.01), 총 고형물(p<0.05), 유리지방산(p<0.01) 및 구연산(p<0.05)의 함량은 일반우유에 비해 유의적으로 낮았지만, 유단백질은 유의적으로 높았다(p<0.05).
- 이와 함께 총 불포화지방산(p<0.01), 단일불포화지방산(MUFA, p<0.05) 및 고도불포화지방산(PUFA, p<0.01)의 함량도 유기우유에서 높게 나타났다.
- 일반우유와 유기우유의 유성분 함량을 비교한 결과(Table 1), 유기우유가 일반우유에 비해 유지방(p<0.01), 총고형분(p<0.05), 유리지방산(p<0.01) 및 구연산(citric acid) (p<0.05)의 함량이 유의적으로 낮았으나, 유단백질은 유의적으로 높았다(p<0.05).
- 지방산 분석 결과, 우유내 지방산 중 함량이 높은 palmitic acid나 oleic acid에서는 유의적 차이가 없었지만, stearic acid와 총 포화지방산은 일반우유에서 높았다(p<0.01).
- 지역으로는 충남보다 전북지역이 높았으며(p<0.05), 또한 관행우유에서는 충남지역이, 유기우유에서는 전북지역이 높다보니 상호작용이 나타났다(p<0.01).
- 포화지방산 중 myristic acid는 유기우유에서 높았고(p<0.05), stearic acid와 총 포화지방산은 일반우유에서 높았다(p<0.01).
- 하지만 유기우유의 유당, 어는점 내림(FPD), 우유내 요소태 질소(MUN) 및 체세포수(SCC)는 일반우유와 유의적 차이가 없었으며, MUN만 지역간 차이(p<0.05)와 상호작용(p<0.01)이 나타났으나, 나머지 항목에서는 지역간 차이나 상호작용이 나타나지 않았다.
후속연구
- 따라서, 유기우유 및 유기우유로부터 만든 유제품의 생산은 건강에 유익한 불포화지방산의 함량을 높여 소비자의 건강을 증진시킬 수 있고, 유기우유 및 유제품의 소비를 더욱 증진시킬 수 있을 것으로 기대된다. 향후 우리나라에서도 유기우유 생산 및 품질에 관한 연구가 더 많이 수행되어져야 하는데, 유기우유의 생산성과 경제성, 유기우유 품질 향상, 특히 몸에 이로운 지방산 함량을 높일 수 있는 조사료와 배합사료 종류에 대한 다양한 접근 등이 필요하다고 하겠다.
- 본 연구결과, 한국의 충남 및 전북지역에서 생산되는 유기우유는 일반우유와 비교하여 지방함량 및 지방산 조성에서 많은 차이를 보였는데, 특히 유기우유는 건강에 유익한 고도불포화지방산의 함량이 높고, 소비자들은 식품의 안전성과 건강에 대한 관심이 커지기 때문에 앞으로 유기우유의 소비가 증대할 것으로 기대된다.
- 따라서, 유기우유 및 유기우유로부터 만든 유제품의 생산은 건강에 유익한 불포화지방산의 함량을 높여 소비자의 건강을 증진시킬 수 있고, 유기우유 및 유제품의 소비를 더욱 증진시킬 수 있을 것으로 기대된다. 향후 우리나라에서도 유기우유 생산 및 품질에 관한 연구가 더 많이 수행되어져야 하는데, 유기우유의 생산성과 경제성, 유기우유 품질 향상, 특히 몸에 이로운 지방산 함량을 높일 수 있는 조사료와 배합사료 종류에 대한 다양한 접근 등이 필요하다고 하겠다.
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