[논문]자돈에서 대체 단백질 원료사료의 외관상 회장 아미노산 소화율 및 표준 회장 아미노산 소화율 평가

최요한; 김동우; 김진수

doi:10.5762/kais.2020.21.6.358

자돈에서 대체 단백질 원료사료의 외관상 회장 아미노산 소화율 및 표준 회장 아미노산 소화율 평가
Evaluation of Apparent Ileal and Standardized Ileal Digestibility of Amino Acid in Feed Ingredients to Alterate the Protein Sources for Weaned Pigs 원문보기

한국산학기술학회논문지 = Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society, v.21 no.6, 2020년, pp.358 - 365

최요한 (농촌진흥청 국립축산과학원 양돈과) , 김동우 (강원대학교 동물생명과학대학 동물산업융합학과) , 김진수 (강원대학교 동물생명과학대학 동물산업융합학과)

초록
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본 시험은 돼지 사료 내 단백질원으로 사용되는 원료사료의 외관상 회장 아미노산 소화율과 표준 회장 아미노산 소화율을 평가하기 위해 수행하였다. 본 시험에서 T-cannula를 회장에 설치한 자돈(Landrace×Yorkshire×Duroc, 14.4±0.35kg) 6두를 공시동물로 사용하였으며, 6×6 라틴스퀘어 설계법(Latin square design)을 이용하였다. 평가 원료사료로서 옥수수 배아, 옥수수 글루텐 밀, 옥수수 글루텐 피드, 클로렐라 및 라이신 부산물이 사용하였으며, 각 원료사료별 5일의 적응기간과 2일의 소화물 채취기간을 두었다. 라이신의 외관상 회장 소화율에서 클로렐라와 라이신 부산물이 유의적으로 높았으며(p<0.05), 각각 79.1% 및 78.7%이였다. 메치오닌의 외관상 회장 소화율은 원료사료들 간의 유의적인 차이가 없었다. 트레오닌의 외관상 회장 소화율은 클로렐라가 유의적으로 높게 나타났으며(p<0.05), 81.8%이였다. 라이신의 표준 회장 소화율에서 클로렐라, 라이신 부산물 및 옥수수 글루텐밀이 유의적으로 높게 나타났으며(p<0.05), 각각 80.4%, 79.5% 및 77.0%이였다. 메치오닌의 표준 회장 소화율은 원료사료들 간의 유의적인 차이가 없었다. 트레오닌의 표준 회장 소화율은 클로렐라가 라이신 부산물, 옥수수 글루텐 피드에 비해 유의적으로 높게 나타났으며(p<0.05), 84.2%이였다. 본 연구결과, 클로렐라와 라이신 부산물의 외관상 및 표준 회장 아미노산 소화율이 가장 우수하였으며, 이 원료들은 돼지 사료 내 단백질 대체 원료사료로서 가치가 있음을 시사한다.

Abstract ▼ AI-Helper

This study was conducted to evaluate the apparent ileal digestibility (AID) and standardized ileal digestibility (SID) of amino acids in feed ingredients for use as protein sources in swine feed. A total of six weaned pigs (Landrace×Yorkshire×Duroc, 14.4±0.35kg) surgically fitted with a T-cannula in the distal ileum were used in this study and were randomly allotted to a 6×6 Latin square design. Corn germ, corn gluten meal (CM), corn gluten feed (CF), chlorella (CH), and lysine co-product (LC) were used for evaluation, and the experimental periods of each ingredient included 5 days for adaptation and 2 days for collection. CH and LC had significantly higher (p<0.05) AID of lysine (79.1% and 78.7%, respectively). The AID of methionine was not significantly different among all feed ingredients. The AID of threonine of CH was significantly higher (p<0.05) than those of other ingredients and was 81.8%. CH, LC, and CM had higher (p<0.05) SID of lysine (80.4%, 79.5%, and 77.0%, respectively). The SID of methionine showed no difference among all treatments. CH showed 81.8% SID of threonine, which was significantly higher (p<0.05) than LC and CF. In conclusion, chlorella and lysine co-product showed the greatest AID and SID of amino acids, which makes them potentially valuable feed ingredients for use as protein sources in swine feed.

주제어

표/그림 (5)

그림 Fig. 1. Experimental deign and sampling collection period
표 Table 1. Ingredient composition of experimental diets (as-fed basis)
표 Table 2. Analyzed nutrient composition of experimental feed ingredients (as-fed basis)
표 Table 3. Apparent ileal digestibility of amino acids in protein sources fed to weaned pigs1
표 Table 4. Standardized ileal digestibility of amino acids in protein sources fed to weaned pigs1

AI 본문요약
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문제 정의

따라서 본 연구는 돼지 사료 내 대체 단백질원으로서 옥수수 배아, 옥수수 글루텐 밀, 옥수수 글루텐 피드, 클로렐라 및 라이신 부산물의 회장 아미노산 소화율을 분석하여 영양학적 가치를 정확하게 평가하고, 향후 돼지 사료 내 단백질성 원료사료의 기초 자료로서 활용하고자 실시하였다.

제안 방법

시험사료는 하루에 두 번으로 나누어 09:00와 17:00에 급여하였으며, 급여시 적당량의 물을 첨가하여 반죽형태로 급여하였다. 라틴방격법에 따라 시험사료별 7일간 진행하여 총 42일간 수행하였으며, Fig. 1에 실험설계에 대한 내용을 도식화로 나타내었다.
모든 시험사료는 각각의 자돈 체중을 기준으로 유지 에너지 요구량의 2.5배를 정량하여 급여하였다(2.5×197 kcal of metabolizable energy/kg of body weight 0.60; NRC).
시험기간은 5일간의 시험사료 적응기간과 2일간의 샘플채취 기간으로 나누어 실시하였다[17].
60; NRC). 시험사료는 하루에 두 번으로 나누어 09:00와 17:00에 급여하였으며, 급여시 적당량의 물을 첨가하여 반죽형태로 급여하였다. 라틴방격법에 따라 시험사료별 7일간 진행하여 총 42일간 수행하였으며, Fig.
실험사료와 회장내용물 시료의 아미노산 분석은 시료를 24시간 동안 105 ºC에서 6N HCl용액으로 가수분해 시켰다.
옥수수 배아, 옥수수 글루텐 밀, 옥수수 글루텐 피드, 클로렐라 및 라이신 부산물의 아미노산 회장 소화율을 측정하기 위하여 Stein 등[15]의 방법에 따라 회장 말단 부에 T-cannula를 설치한 3원 교잡종 자돈(Landrace ×Yorkshire×Duroc, 평균체중 14.4±0.35kg) 6두를 공시하였다.
실험사료와 회장내용물 시료의 아미노산 분석은 시료를 24시간 동안 105 ºC에서 6N HCl용액으로 가수분해 시켰다. 전처리가 끝난 시료는 high performance liquid chromatography(Waters 486, Waters Co., USA)를 이용하여 분석하였다. 황 함유아미노산은 24시간 동안 가수분해 시킨 후, cold performic acid 용액으로 산화 처리하여 분석하였다[20].
, USA)를 이용하여 분석하였다. 황 함유아미노산은 24시간 동안 가수분해 시킨 후, cold performic acid 용액으로 산화 처리하여 분석하였다[20].
회장내용물은 돼지별로 설치된 T-canuula의 외측부위에 폴리에틸렌 백을 고정하여 채취하였으며, 채취는 10:00, 13:00, 16:00 및 19:00로 나누어 3시간 간격으로 1일 4회 채취하였다. 채취한 회장내용물 시료는 즉시 동결건조하여 –80℃에서 분석 전까지 보관하였다.

대상 데이터

아미노산 회장 소화율을 측정하기 위해 시험사료는 무질소 사료(nitrogen free diet)와 대체 단백질 원료인 옥수수 배아, 옥수수 글루텐 밀, 옥수수 글루텐 피드, 클로렐라 및 라이신 부산물만을 사용한 기본사료로 구성하였 다. 본 시험에 사용된 주요원료들은 대상(DAESANG Co., Ltd., Korea)에서 공급받아 사용하였으며, 모든 사료 내 에너지 함량과 아미노산 함량을 제외한 영양소 함량은 National Research Council(NRC)[16]에 제시된 돼지 영양소 요구량에 충족시키거나 초과하도록 배합하였다(Table 1).
아미노산 회장 소화율을 측정하기 위해 시험사료는 무질소 사료(nitrogen free diet)와 대체 단백질 원료인 옥수수 배아, 옥수수 글루텐 밀, 옥수수 글루텐 피드, 클로렐라 및 라이신 부산물만을 사용한 기본사료로 구성하였 다. 본 시험에 사용된 주요원료들은 대상(DAESANG Co.

데이터처리

본 시험에서 도출된 모든 결과 값은 반복별에서 얻어진 값으로 분석하였다. 통계분석을 위해 통계프로그램 SAS(Statistical Analysis System, SAS Institute Inc., USA)[22]의 One-way ANOVA를 이용하였으며, Turkey 검정을 사후검정에 이용하였다. 통계적 유의성 인정은 유의수준 0.

이론/모형

본 시험에 사용된 원료사료의 일반성분은 AOAC의 방법[18]에 준하여 건물(dry matter), 단백질(crude protein), 조지방(ether extract), 칼슘(calcium), 인 (phosphorous)을 분석하였다. 에너지는 단열폭발열량 측정기(Model 1241 Parr Instrument Co.
소화율의 지시제로서 사용된 산화크롬(Cr₂O₃)은 기존 선행 연구에서 제시된 방법[19]에 준하여 시료 전처리를 진행한 후 spectrophotometer(ModelV-550, Jasco Co., Japan)를 이용하여 측정하였다.
시험사료 내 아미노산의 외관상 회장 소화율(AID, apparent ileal digestibility)과 표준 전장 소화율(SID, standardized ileal digestibility)은 Stein 등[21]이 제시한 다음과 같은 공식으로 산출하였다.
시험설계는 6×6 라틴방격법(Latin square design)에 따라 설계하여 수행하였다.

성능/효과

그 다음으로 옥수수 글루텐 피드가 72.2%의 외관상 회장 소화율을 나타냈으며, 이는 옥수수 배아 62.0%와 옥수수 글루텐 밀 59.7%에 비해 유의적으로 높게 나타났다(p<0.05).
돼지사료 내 필수 아미노산 중 주요 아미노산인 라이신의 외관상 회장 소화율은 클로렐라와 라이신 부산물이 각각 79.1% 및 78.7%로 유의적으로 가장 높게 나타났으며(p<0.05), 이들 간의 차이는 없었다.
돼지사료 내 필수 아미노산 중 주요 아미노산인 라이신의 표준 회장 소화율은 클로렐라, 라이신 부산물 및 옥 수수 글루텐 밀이 각각 80.4%, 79.5% 및 77.0%로 유의적으로 가장 높게 나타났으며(p<0.05), 이들 간의 차이는 없었다.
14%로 높게 나타났다. 돼지사료 내 필수 아미노산 중 주요 아미노산인 라이신의 함량은 라이신 부산물이 6.58%로 가장 높게 나타났으며, 그 다음으로 클로렐라 3.11%, 옥수수 글루텐 밀 1.15% 순서로 높게 나타났다. 메치오닌의 함량은 옥수수 글루텐밀이 1.
라이신의 외관상 회장 소화율에서 클로렐라와 라이신 부산물이 각각 79.1% 및 78.7%로 가장 우수하였으며, 트레오닌의 외관상 회장 소화율은 클로렐라가 81.8%로 가장 높았다. 라이신의 표준 회장 소화율에 클로렐라, 라이신 부산물 및 옥수수 글루텐밀이 각각 80.
8%로 가장 높았다. 라이신의 표준 회장 소화율에 클로렐라, 라이신 부산물 및 옥수수 글루텐밀이 각각 80.4%, 79.5% 및 77.0%로 가장 높게 나타났다. 트레오닌의 표준 회장 소화율은 클로렐라가 84.
15% 순서로 높게 나타났다. 메치오닌의 함량은 옥수수 글루텐밀이 1.61%로 가장 높게 나타났으며, 그 다음으로 라이신 부산물이 1.28%, 클로렐라가 1.07%로 가장 높게 나타났다.트레오닌의 함량의 경우, 클로렐라가 4.
표준 회 장소화율은 외관상 회장 소화율에 비해 내생 아미노산 발생량까지 고려하기 때문에 원료의 아미노산 소화율에 대한 정확한 평가가 가능하다[21]. 본 연구결과 또한 내 생아미노산을 고려하여 분석해본 결과 외관상 회장 소화율에 비해 더 높은 소화율을 나타냈다. 표준 회장소화율 또한, 클로렐라와 라이신 부산물이 기존 대체원으로 사용되던 옥수수 부산물에 비해 우수하게 나타났다.
본 연구결과, 클로렐라와 라이신 부산물이 기존 단백질 원료 대체원으로서 평가받던 옥수수 부산물에 비해 우수한 소화율을 나타냈으며, 단백질 원료로서의 가치가 있다고 사료된다.
2%로 나타나 다른 원료들에 비해 우수하였다. 본 연구결과를 종합해보면 클로렐라와 라이신 부산물의 외관상 및 표준 회장 아미노산 소화율이 가장 우수하였으며, 돼지 사료 내 옥수수 부산물과 같은 단백질 대체 원료사료로서의 가치가 있음을 시사한다.
29% 순서로 높았다. 비필수 아미노산 중 시스테인의 표준 회장 소화율은 클로렐라가 0.94%로 가장 높게 나탔으며, 그 다음으로 옥수수 글루텐 밀 0.87%, 라이신 부산물 0.47% 순서로 높게 나타났다(p=0.058).
옥수수 글루텐 피드의 외관상 회장 아미노산 소화율은 라이신 51%, 메치오닌 79%, 트레오닌 57% 및 시스테인 53%를 나타냈으나, 이는 추정치일 뿐 실제로 평가된 자료는 아니었다. 옥수수 글루텐 밀 의 외관상 회장 아미노산 소화율은 라이신 77%, 메치오닌 92%, 트레오닌 84% 및 시스테인 86%를 나타냈다. 다른 연구결과[5,23]로 옥수수 배아의 외관상 회장 아미노산 소화율은 라이신 64%, 메치오닌 79%, 트레오닌 64% 및 시스테인 57%를 나타냈다.
옥수수 글루텐 피드 의 외관상 회장 아미노산 소화율은 라이신 64%, 메치오닌 75%, 트레오닌 68% 및 시스테인 58%를 나타냈다. 옥수수 글루텐 밀의 외관상 회장 아미노산 소화율은 라 이신 74%, 메치오닌 90%, 트레오닌 79% 및 시스테인 78%를 나타냈다. 옥수수 부산물의 외관상 회장소화율은 기존에 제시된 결과들[5,21,26]과 유사하였으며, 정상적 인 범위 안에 포함되는 것으로 나타났다.
46%를 나타냈다. 옥수수 글루텐 밀의 조단백질 함량은 약 58% 이며, 아미노산 함량은 라이신 0.93%, 메치오닌 1.21%, 트레오닌 1.81% 및 시스테인 1.01%를 나타냈다.
43%를 나타냈다. 옥수수 글루텐 밀의 조단백질 함량은 약 63%이며, 아미노산 함량은 라이신 1.18%, 메치오닌 1.61%, 트레오닌 2.03% 및 시스테인 1.14%를 나타냈다. 이를 포함하여, Sauvant 등 [23], Slominski 등[24], Stein과 Shurson[25]이 제시 한 연구결과들과 본 연구결과와 비교해보아, 정상 범주 안에 포함되는 것으로 사료된다.
옥수수 글루텐 피드의 표준 회장 아미노산 소화율은 라이신 69%, 메치오닌 79%, 트레오닌 75% 및 시스테인 65%를 나타냈다. 옥수수 글루텐 밀의 표준 회장 아미노산 소화율은 라이신 79%, 메치오닌 91%, 트레오닌 84% 및 시스테인 81%를 나타냈다. 옥수수 부산물의 회장 회장소화율은 기존에 제시된 일부 결과들[5,23,28] 과 크게 다르지 않았다.
옥수수 글루텐 피드의 표준 회장 아미노산 소화율은 라이신 66%, 메치오닌 82%, 트레오닌 71% 및 시스테인 62%를 나타냈으나 평가 자료가 아닌 추정치로 제시되었다. 옥수수 글루텐 밀의 표준 회장 아미노산 소화율은 라이신 81%, 메치오닌 93%, 트레오닌 87% 및 시스테인 88%를 나타냈다. 다른 연구결과[5,21,26]로 옥수수 배아의 표준 회장 아미노산 소화율은 라이신 68%, 메치오닌 81%, 트레오닌 71% 및 시스테인 64%를 나타냈다.
32%를 나타냈다. 옥수수 글루텐 피드의 조단백질 함량은 약 17%이며, 아미노산 함량은 라이신 0.63%, 메치오닌 0.35%, 트레오닌 0.74% 및 시스테인 0.46%를 나타냈다. 옥수수 글루텐 밀의 조단백질 함량은 약 58% 이며, 아미노산 함량은 라이신 0.
33%를 나타냈다. 옥수수 글루텐 피드의 조단백질 함량은 약 23%이며, 아미노산 함량은 라이신 1.02%, 메치오닌 0.32%, 트레오닌 1.21% 및 시스테인 0.43%를 나타냈다. 옥수수 글루텐 밀의 조단백질 함량은 약 63%이며, 아미노산 함량은 라이신 1.
NRC[16]는 옥수수 배아의 표준 회장 아미노산 소화율은 라이신 64%, 메치오닌 72%, 트레오닌 52% 및 시스테인 66%를 나타냈다. 옥수수 글루텐 피드의 표준 회장 아미노산 소화율은 라이신 66%, 메치오닌 82%, 트레오닌 71% 및 시스테인 62%를 나타냈으나 평가 자료가 아닌 추정치로 제시되었다. 옥수수 글루텐 밀의 표준 회장 아미노산 소화율은 라이신 81%, 메치오닌 93%, 트레오닌 87% 및 시스테인 88%를 나타냈다.
다른 연구결과[5,21,26]로 옥수수 배아의 표준 회장 아미노산 소화율은 라이신 68%, 메치오닌 81%, 트레오닌 71% 및 시스테인 64%를 나타냈다. 옥수수 글루텐 피드의 표준 회장 아미노산 소화율은 라이신 69%, 메치오닌 79%, 트레오닌 75% 및 시스테인 65%를 나타냈다. 옥수수 글루텐 밀의 표준 회장 아미노산 소화율은 라이신 79%, 메치오닌 91%, 트레오닌 84% 및 시스테인 81%를 나타냈다.
일반성분에서 조단백질의 함량은 라이신 부산물이 67.27%로 가장 높게 나타났으며, 다음으로 옥수수 글로텐 밀이 60.79%, 클로렐라가 59.14%로 높게 나타났다. 돼지사료 내 필수 아미노산 중 주요 아미노산인 라이신의 함량은 라이신 부산물이 6.
트레오닌은 클로렐라가 84.2%로 라이신 부산물, 옥수수 글루텐 피드에 비해 유의적 가장 높게 나타났다(p<0.05).
트레오닌은 클로렐라가 다른 원료들에 비해 81.8%로 유의적으로 가장 높게 나타났다(p<0.05).
본 연구결과 또한 내 생아미노산을 고려하여 분석해본 결과 외관상 회장 소화율에 비해 더 높은 소화율을 나타냈다. 표준 회장소화율 또한, 클로렐라와 라이신 부산물이 기존 대체원으로 사용되던 옥수수 부산물에 비해 우수하게 나타났다. 따라서 단백질원 대체 원료사료로서 활용가치가 매우 크다고 사료된다.
현재 대체 원료로서 평가되고 있는 옥수수 배아, 글루텐 밀, 글루텐 피드와 비교하였을 때 클로렐라와 라이신 부산물은 단백질 원료로서 충분한 조단백질 함량과 아미노산 조성을 나타내며, 일부 제한 아미노산에 대해서는 더 우수한 것으로 나타났다. 따라서 단백질 대체 원료로서 활용도가 매우 클 것으로 사료된다.

후속연구

따라서 환율 변동, 기상 변화 및 바이오 원료 생산 등에 의한 가격 상승이 지속되고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 새로운 대체 원료 사료에 대한 연구와 더불어 기존 이용되는 원료 사료의 영양적 가치에 대한 정확한 평가 연구가 이루어져야 하며 [2,4], 이를 바탕으로 배합사료를 생산해야 한다.

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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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