[논문]동·식물성 혼합물의 사료 내 어분대체가 강도다리(Platichthys stellatus)의 성장 및 혈액성상에 미치는 영향

신승준; 이태규; 이동훈; 임성률; 양일창; 김성삼; 최정우; 김진수; 김정대

doi:10.5657/kfas.2019.0134

동·식물성 혼합물의 사료 내 어분대체가 강도다리(Platichthys stellatus)의 성장 및 혈액성상에 미치는 영향
Effect of Dietary Fish Meal Replacement by a Blend of Plant and Animal Ingredients on the Growth and Blood Chemistry of Starry Flounder Platichthys stellatus 원문보기

한국수산과학회지 = Korean journal of fisheries and aquatic sciences, v.52 no.2, 2019년, pp.134 - 140

신승준 (강원대학교 동물생명과학대학) , 이태규 (강원대학교 동물생명과학대학) , 이동훈 (경기도해양수산자원연구소) , 임성률 (경기도해양수산자원연구소) , 양일창 (강원대학교 동물생명과학대학) , 김성삼 (CJ 제일제당) , 최정우 (강원대학교 동물생명과학대학) , 김진수 (강원대학교 동물생명과학대학) , 김정대 (강원대학교 동물생명과학대학)

Abstract ▼ AI-Helper

A feeding trial was conducted to investigate the effects of dietary fish meal replacement by a blend of lysine cell mass, corn protein concentrate and poultry by-product meal on the growth and blood chemistry of the starry flounder Platichthys stellatus. The fish meal replacer (FMR) was prepared to have the same level of protein as fish meal (FM). With a commercial diet as a positive control, five experimental diets (basal, FM42, FM32, FM22 and FM12) were formulated to contain 52% protein and 10% lipid. The dietary FM levels decreased from 52% (basal) to 42, 32, 22 and 12% with concomitant increase in the FMR to 10, 20, 30, 40 and 50%, respectively. Juvenile starry flounder with an average body weight of 177.3 g were randomly distributed in each (30 fish/tank) of 18 plastic tanks ($139{\times}99{\times}54cm$). After a 45-day feeding trial, the survival rate ranged from 95.6% (FM22) to 100% (control and FM42), while the weight gain of the fish groups varied from 49.7 to 58.4 g. The results clearly revealed that starry flounder can grow well on a diet containing low FM (12%) with a high level of FMR (50%) without any adverse effects.

주제어

표/그림 (6)

표 Table 1. Ingredient and chemical composition of the experimental diets
표 Table 2. Amino acid profle of the experimental diets
표 Table 3. Growth performance of starry flounder Platichthys stellatus fed the experimental diets for 45 days¹
표 Table 4. Haematological characteristics of juvenile starry flounder Platichthys stellatus fed the experimental diets for 45 days¹
표 Table 5. Blood plasma parameters of juvenile starry flounder Platichthys stellatus fed the experimental diets for 45 days¹
표 Table 6. Muscle composition of juvenile starry flounder Platichthys stellatus fed the experimental diets for 45 days¹

AI 본문요약
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문제 정의

, 2016)와 같은 일부 영양학적 연구가 수행되어 왔고 어분대체에 관한 연구는 부족한 실정이다. 따라서 본 연구는 강도다리용 저어분 사료 개발을 위해 가금부산물, 옥수수농축단백질 및 라이신 부산물(lysine cell mass)로 이루어진 어분대체제의 사료 내 어분대체 효과를 규명하고자 수행하였다.
강도다리는 현재 넙치 대체 어종으로 각광받는 경제성 있는 중요 품종으로, 저어분 EP사료의 개발이 시급함에도 불구하고 사료개발의 부재로 고어분 넙치사료로 대부분 사육되고 있다. 본 연구는 강도다리용 저어분 사료 개발을 위해 사료 내 FMR의 효과에 대해 조사하였으며, 향후 FMR은 강도다리 사료의 좋은 단백질원이 될 것으로 기대된다.

제안 방법

, Germany)를 이용하여 혈장(plasma) 분리 후, 혈장 내 aspartate aminotransferase (AST, U/L), alanine aminotransferase (ALT, U/L), albumin (ALB, g/dL), glucose (GLU, mg/dL), total cholesterol (TCHO, mg/dL), triglyceride (TG, mg/dL) 및 total protein (TP, g/dL)을 분석하였다. PCV는 HAEMATOKRIT210 (Hettich Ltd., Germany)을 이용하여 분석하였으며, Hb 등 다른 혈액 요소는 시판되는 임상진단키트(Fuji DRICHEM slide, Fuji photo film co. Ltd., Japan)와 함께 혈액분석기(DRI-CHEM 3500 I, Fujifilm Ltd., Japan)를 이용하여 분석하였다. 전혈 및 혈장분석은 사육현장에서 경기도 해양자원연구소의 지원을 받아 수행하였다.
, 2014). 본 연구에서 사료 내 어분은 LCM, CPC 및 PBPM으로 구성된 어분대체제(FMR)와 동량 수준으로 대체되었는데(Table 1), 기초사료 (basal)구는 어분 52%와 FMR 10%, FM12구는 어분 12%와 FMR 50%로 사료배합이 설계되어, 기초사료구의 어분 40%를 FMR 40%로 대체한 것이다. Table 3과 Table 6의 결과에서 사료 내 FMR의 수준이 10% (basal)에서 50% (FM12)로 증가하여도 강도다리의 성장능력은 처리구간 유의한 차이를 보이지 않은 점, 기존 넙치 상업용 사료(control group)와 성장효과 비교에서도 차이점을 나타내지 않은 점, 또한 가식부인 등근육 분석에서도 조단백질과 조지방에 차이를 보이지 않는 것은 강도다리 사료 내 FMR의 첨가는 사료 내 높은 어분함량을 줄여 경제적인 강도다리 전용 사료제조가 가능함을 제시하고 있다.
실험 종료 후, 어체측정 전일 24시간 절식시킨 후 마취제 (AQUI-S, New Zealand Ltd., Lower Hutt, NZ)로 마취하여 각 수조당 전체 무게 및 마리수를 측정하여 증체율(weight gain, %), 생존율(survival rate, %), 일간성장률(specific growth rate, %)을 조사하였고, 일간사료섭취율(daily feed intake, %/average weight/d), 사료계수(feed conversion rate) 및 단백질 효율 (protein efficiency ratio)을 계산하였다.
실험수조는 유수식으로 에어스톤을 이용하여 충분하게 산소를 공급하여 사육기간 동안 용존산소는 7.7±0.2 mg/L, 평균수온은 11.6±1.1℃로 유지시켜 주었다.
실험어는 일반 양어장에서 생산한 강도다리 치어 약 2,000마리를 사육수조에 실험 환경에 적응할 수 있도록 1주간 예비 사육하였다. 예비 사육 후, 실험어는 각각 평균무게 177.
어분단백질을 동·식물성 단백질원으로 대체함에 따라 어분에 부족한 인을 보충해 주기 위해 1-2인산칼슘[mono-dicalcium phosphate, Ca(H2 PO4 ) 2·H2 O+CaHPO4·2H2 O]을 각각 첨가하여 주었다.
일일 사료 공급율은 어체중의 1%로 1일 1회(오후 4시) 제한 공급하였다. 어체의 중량 측정은 2주 1회 실시하였고, 주 사육 실험은 45일간 실시하였다.
예비 사육 후, 실험어는 각각 평균무게 177.3±4.7 g (mean+SD)인 치어기 강도다리를 550 L 플라스틱 수조 (139×99×54 cm) 18개에 각 수조당 30마리씩 3반복으로 배치하였다.
1℃로 유지시켜 주었다. 일일 사료 공급율은 어체중의 1%로 1일 1회(오후 4시) 제한 공급하였다. 어체의 중량 측정은 2주 1회 실시하였고, 주 사육 실험은 45일간 실시하였다.
채혈한 전혈은 hematocrit (PCV, %)와 hemoglobin (Hb, g/ dL) 분석에 사용하였고, 이후 4℃, 12,000 rpm, 10분간의 조건이 설정된 원심분리기(Centrifuge 5415R, Eppendorf Ltd., Germany)를 이용하여 혈장(plasma) 분리 후, 혈장 내 aspartate aminotransferase (AST, U/L), alanine aminotransferase (ALT, U/L), albumin (ALB, g/dL), glucose (GLU, mg/dL), total cholesterol (TCHO, mg/dL), triglyceride (TG, mg/dL) 및 total protein (TP, g/dL)을 분석하였다. PCV는 HAEMATOKRIT210 (Hettich Ltd.

대상 데이터

실험사료는 기초사료와 어분단백질을 어분대체제(라이신 부산물, 옥수수농축단백질 및 가금부산물의 혼합물)로 대체한 4가지 사료 및 일반 상업사료로 총 6가지의 사료를 실험에 이용하였다.
실험에 사용된 사료의 일반성분 조성은 Table 1에 나타내었고 아미노산 조성은 Table 2에 나타내었다. 실험사료의 동물성 단백질원으로 칠레산 정어리 어분(fish meal), 식물성 단백질원은 대두박(soybean meal)을 이용하였다. 지질원으로는 고도 불포화지방산이 풍부하게 함유되어 있는 어유(fish oil)를 이용하였고 탄수화물원으로는 소맥분(wheat flour)을 이용하였다.
실험사료의 동물성 단백질원으로 칠레산 정어리 어분(fish meal), 식물성 단백질원은 대두박(soybean meal)을 이용하였다. 지질원으로는 고도 불포화지방산이 풍부하게 함유되어 있는 어유(fish oil)를 이용하였고 탄수화물원으로는 소맥분(wheat flour)을 이용하였다. 어분단백질을 동·식물성 단백질원으로 대체함에 따라 어분에 부족한 인을 보충해 주기 위해 1-2인산칼슘[mono-dicalcium phosphate, Ca(H₂ PO₄ )₂·H₂ O+CaHPO₄·2H₂ O]을 각각 첨가하여 주었다.

데이터처리

성장실험에서 제시되는 모든 지표(개시어체중, 종료어체중, 일간사료섭취율, 증체율, 사료계수, 일간성장률, 단백질효율, 생존율), 등근육 및 혈액성상학적 자료의 모든 변수는 SPSS Version 10 (SPSS, Michigan Avenue, Chicago, IL, USA) 프로그램의 일원분산분석(one-way ANOVA)을 이용하여 분석하였다. 분석에 앞서 모든 자료의 변량의 동질성(homogeneity of variance)은 Cochran’s test (Sokal and Rohlf, 1995)를 이용 하여 확인하였다.
실험구별 각 변수에 대한 유의한 차이가 발견되었을 시, 사후검정은 Duncan’s multiple range test 분석을 이용하였다(Duncan, 1955).

이론/모형

분석에 앞서 모든 자료의 변량의 동질성(homogeneity of variance)은 Cochran’s test (Sokal and Rohlf, 1995)를 이용 하여 확인하였다.
일반성분은 실험사료와 각 수조별로 5마리씩을 무작위로 추출하여 분쇄한 전어체를 분석하였으며, AOAC (1995)방법에 따라 수분은 상압가열건조법(125℃, 3시간), 조단백질은 kjel-dahl 질소정량법(N×6.25), 조회분은 직접회화법으로 분석하였다.
조지방은 샘플을 12시간 동결건조한 후 soxtec system 1046 (Tacator AB, Sweden)을 사용하여 soxhlet 추출법으로 분석하였다. 전어체 및 등근육의 아미노산 분석은 6 N HCl로 산 가수분해한 후 측정 가능한 범위로 희석하여 ninhydrin 방법으로 amino acid Analyzer S433 (SYKAM, German)을 이용하여 분석하였다.
25), 조회분은 직접회화법으로 분석하였다. 조지방은 샘플을 12시간 동결건조한 후 soxtec system 1046 (Tacator AB, Sweden)을 사용하여 soxhlet 추출법으로 분석하였다. 전어체 및 등근육의 아미노산 분석은 6 N HCl로 산 가수분해한 후 측정 가능한 범위로 희석하여 ninhydrin 방법으로 amino acid Analyzer S433 (SYKAM, German)을 이용하여 분석하였다.

성능/효과

본 연구에서 사료 내 어분은 LCM, CPC 및 PBPM으로 구성된 어분대체제(FMR)와 동량 수준으로 대체되었는데(Table 1), 기초사료 (basal)구는 어분 52%와 FMR 10%, FM12구는 어분 12%와 FMR 50%로 사료배합이 설계되어, 기초사료구의 어분 40%를 FMR 40%로 대체한 것이다. Table 3과 Table 6의 결과에서 사료 내 FMR의 수준이 10% (basal)에서 50% (FM12)로 증가하여도 강도다리의 성장능력은 처리구간 유의한 차이를 보이지 않은 점, 기존 넙치 상업용 사료(control group)와 성장효과 비교에서도 차이점을 나타내지 않은 점, 또한 가식부인 등근육 분석에서도 조단백질과 조지방에 차이를 보이지 않는 것은 강도다리 사료 내 FMR의 첨가는 사료 내 높은 어분함량을 줄여 경제적인 강도다리 전용 사료제조가 가능함을 제시하고 있다. 물론 이러한 긍정적 효과는 어분의 감소에 따라 부족해질 수 있는 여러 영양소(아미노산, 광물질, 비타민)의 적절한 첨가효과와 함께 이뤄질 수 있었을 것이다.
그리고, 혈장 내 aspartate aminotransferase (AST) 수치는 25.8-31.2 U/L 범위로, 기초사료구는 FM32구, FM22구 및 대조구보다 유의하게 높게 나타났으며(P<0.05).
단백질효율(PER, protein efficiency ratio)은 실험구간 유의한 차이 없이 1.00-1.17의 범위로 나타났다(P>0.05).
LCM은 라이신과 메치오닌이 풍부하며 단백질 함량이 높아 수산사료 내 어분대체용의 신소재원으로 중요성이 부각되고 있으나, 제조사마다 라이신과 단백질 함량이 다른 것이 단점이다. 본 연구에 사용된 LCM은 건조 후 황산암모늄(ammonium sulfate)으로 숙성 처리된 것으로, 조단백질(crude protein) 68.6%, 라이신 10.4%의 함량을 나타내어 기존 LCM 사료원료에 비해 높은 수치를 보였다. Wang et al.
본 연구에 사용된 가금부산물건조분(PBPM)은 조단백질 64.8%, 라이신 2.99%의 함량으로, 사료원료로 사용함에 적절한 것으로 사료되나, 메치오닌, 트립토판 및 발린 함량은 각각 0.93, 0.40 및 0.24%로 낮게 평가되어 PBPM의 단일 어분대체 사료원료 사용은 부적절한 것으로 사료된다.
사료계수(FCR, feed conversion ratio)는 FM42 구와 FM12 구가 각각 1.50, 대조구가 1.76으로 나타났으나 처리구간 유의한 차이가 없었다(P>0.05).
일간사료섭취율 (DFI, daily feed intake)은 1.03-1.05%를 나타내었으며 일간성장률(SGR, specific growth rate, %)은 대조구가 1.06%로 가장 낮은 값을 보였고 FM32 구가 1.24%로 가장 높았으나 유의한 차이가 나타나지 않았다(P>0.05).
증체율(WG, weight gain, %)에 있어서 모든 실험구간에 유의한 차이가 나타나지 않았으나(P>0.05) 어분대체제의 대체수준이 증가함에 따라 증체율이 증가하는 경향을 보였고 대조사료는 상대적으로 낮은 값(27.80%)을 보였다.
평균어체중 증가는 49.7 g (대조구)에서 58.4 g (FM42, FM32)의 범위를 보였으며, 생존율은 95.6% (FM22)에서 100% (대조구, FM42)로 모든 실험구에서 유의한 차이가 나타나지 않았다(P>0.05).
혈액분석 결과는 Table 4, 5에 나타내었다. 헤마토크리트 (PCV, %)에 있어서 FM42구는 FM32구, FM22구 및 대조구보다 유의하게 높게 나타났고(P<0.05). 또한, 기초사료구는 FM32구 및 FM22구보다 유의하게 높은 값을 보였고(P>0.
05). 혈장 내 alanine aminotransferase (ALT) 수치는 80.2-106.0 U/L 범위로 기초사료구는 FM32구, FM22 구 및 대조구보다 유의하게 높게 나타났고(P<0.05), FM42구 및 FM12구와는 유의한 차이가 나타나지 않았다(P>0.05).
혈장 내 글루코스(GLU, glucose) 수치는 60.2-85.3 mg/dL 범위로 기초사료구는 FM32구, FM22구, FM12구 및 대조구보다 유의하게 높게 나타났고(P>0.05).
05). 혈장 내 알부민(ALB, albumin) 수치는 0.7-0.9 g/dL 범위로 기초사료구는 FM32구, FM22구보다 유의하게 높게 나타났고(P<0.05). 또한, 기초사료구를 제외한 다른 모든 시험구들간에는 유의한 차이가 나타나지 않았다(P>0.
05). 혈장 내 중성지방(TG, triglyceride) 수치는 107.8-130.3 mg/dL 범위로 기초사료구는 FM42구, FM32구, FM12구 및 대조구보다 유의하게 높게 나타 났으며(P0.05). 혈장 내 총단백질(TP, total protein) 수치는 3.
혈장 내 총 콜레스테롤(TCHO, total cholesterol) 수치는 182.8-232.0 mg/dL의 범위로 기초사료구는 다른 모든 구들보다 유의하게 높게 나타났고(P<0.05).
혈장 내 총단백질(TP, total protein) 수치는 3.6-4.2 g/ dL 범위로 기초사료구는 FM42구, FM32구, FM22구 및 대조구보다 유의하게 높게 나타났으나(P<0.05), FM12구와는 유의한 차이가 나타나지 않았다(P>0.05).

후속연구

9 g의 강도다리 치어를 사료 내 지방산의 종류와 고도불포화지방산의 수준에 따라 10주간 섭취했을 때 AST의 경우 37-87 U/L, ALT 의 경우 19-97 U/L 의 큰 변이를 보고하였다. 이러한 차이가 사료의 영양성분 차이에 의한 것인지 혈액채취 조건 또는 사육조 건에 따른 것인지는 아직까지 건강한 강도다리의 표준 혈액 성상에 관한 자료가 없어 향후 많은 연구가 수반되어야 할 것이다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	강도다리는 어떤 어종인가?	강도다리(Platichthys stellatus)는 염분 변화에 따른 적응이 빠르며, 겨울철 저수온기에서도 먹이 섭취활동이 왕성하여 육성기부터 성어기까지 지속적인 소비가 가능하기 때문에 국내에서 넙치 대체품종으로 각광받는 어종이다. 특히, 우리나라 연안 해수 수온이 15℃ 이하의 저수온 기간이 길고 담수유입이 잦은 환경임을 고려 할 때 염분 내성과 질병 저항성이 강한 강도다리는 국내 양식 대상종으로 고려되는 품종이다.
	강도다리가 국내 양식 대상종으로 고려되는 이유가 무엇인가?	강도다리(Platichthys stellatus)는 염분 변화에 따른 적응이 빠르며, 겨울철 저수온기에서도 먹이 섭취활동이 왕성하여 육성기부터 성어기까지 지속적인 소비가 가능하기 때문에 국내에서 넙치 대체품종으로 각광받는 어종이다. 특히, 우리나라 연안 해수 수온이 15℃ 이하의 저수온 기간이 길고 담수유입이 잦은 환경임을 고려 할 때 염분 내성과 질병 저항성이 강한 강도다리는 국내 양식 대상종으로 고려되는 품종이다.
	단세포단백질중 하나인 미생물 단백질이 단일 어분으로 대체될 수 있는 이유는 무엇인가?	조류(algae)는 대량생산 비용이 비싸고 단백질 함량이 낮아 단일 어분 대체원으로 잠재가능성이 낮으며, 효모(yeast)는 생균으로 또는 알코올발효 부산물로서 사료에 사용될 수 있으나 조류와 마찬가지로 단백질 함량이 낮고 가공손실 등을 고려할 때 단일 어분 대체원으로 사용하기에는 여러 단점이 있다. SCP중 미생물 단백질은 대량생산이 가능하고 가격 경쟁력이 있으며 단백질 함량이 높고 아미노산 조성 또한 우수하며 식물성 기원의 단백질원에 존재하는 항영양 인자도 없기 때문에(Francis et al., 2001; Refstie et al.

저자의 다른 논문 :

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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