[논문]효소가수분해 도계부산물의 급여가 육계의 생산성 및 혈액 생화학적 특성에 미치는 영향

곽민근; 박혜성; 김봉기; 박희복; 김지혁

doi:10.5536/kjps.2021.48.3.133

효소가수분해 도계부산물의 급여가 육계의 생산성 및 혈액 생화학적 특성에 미치는 영향
Effects of Feeding Enzyme-Hydrolyzed Poultry By-Product Meal on Productivity and Blood Biochemical Characteristics in Broilers 원문보기

한국가금학회지 = Korean journal of poultry science, v.48 no.3, 2021년, pp.133 - 142

곽민근 ((주)에스씨아이) , 박혜성 (공주대학교 산업과학대학 동물자원학과) , 김봉기 (공주대학교 산업과학대학 동물자원학과) , 박희복 (공주대학교 산업과학대학 동물자원학과) , 김지혁 (공주대학교 산업과학대학 동물자원학과)

초록
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본 연구는 단백질원으로서 가수분해 도계부산물(Enzyme-hydrolyzed poultry by-product meal)이 도계부산물(Poultry by-product meal) 및 대두박(Soybean meal)과 비교하여 육계의 생산성 등에 미치는 효과를 조사하고자 수행하였다. 실험에 사용된 가수분해 도계부산물은 SDS-PAGE와 MALDI-TOF 분석을 통해 가수분해가 잘 이루어져 저분자화 된 것을 확인하였다. 육계 300수를 이용해 1일령~35일령까지 3처리 5반복, 반복당 20수씩 배치하여 급여 실험을 한 결과, 가수분해 도계부산물(EHPBM) 처리구는 종료 시 평균체중 1,853±125.60 g으로 도계부산물(PBM) 처리구 1,723±76.81 g, 대두박(SBM) 처리구 1,545±62.31 g 보다 유의적으로 높았다(P<0.05). 전 기간 사료요구율은 가수분해 도계부산물(EHPBM) 처리구에서 1.74±0.064로 도계부산물(PBM) 처리구 1.67±0.060, 대두박(SBM) 처리구 1.65±0.053보다는 높게 나타났다(P<0.05). 이는 도계부산물(PBM) 및 가수분해 도계부산물(EHPBM) 처리구에서 대두박(SBM) 처리구에 비해 유의적으로 증가한 사료섭취량에 기인하는 것으로 보이며, 결과적으로 생산성 향상에 긍정적인 효과를 미친 것으로 판단된다. 각종 장기 무게에서는 대부분 유의성 있는 차이를 보이지는 않았고, F낭 무게에서는 유의차가 나타났으나 차이는 크지 않아 단백질 공급원이 각 처리구의 면역력에 명확한 영향을 주었다고 판단하기는 어렵다. 혈청 생화학 특성에서는 AST와 ALP가 가수분해 도계부산물(EHPBM) 처리구와 도계부산물(PBM) 처리구에서 유의적으로 높게 나타났다. 이는 이들 처리구의 증가한 사료섭취량과 급격한 체중 증가가 간에 영향을 미쳤기 때문인 것으로 추측된다. 결론적으로 가수분해 도계부산물은 육계의 생산성 향상에 효과적이며, 관행적인 단백질 원료들의 대체제로서 활용할 수 있을 것으로 사료된다.

Abstract ▼ AI-Helper

The purpose of this study was to investigate whether enzyme-hydrolyzed poultry by-product meal (EHPBM) is more effective as a protein source than poultry by-product meal (PBM) and soybean meal (SBM) for broiler chickens. A group of 300 one-day-old broiler chicks was randomly allocated to three treatments with five replicates (20 birds/replicate) for five weeks. The treatments consisted of basal diets containing 1) SBM, 2) PBM, and 3) EHPBM. The EHPBM-fed group (1,853 g±125.60) showed the highest final body weight (P<0.05) when compared to the PBM-fed group (1,723 g±76.81) and SBM-fed group (1,545 g±62.31). The feed conversion ratio of the EHPBM treatment group (1.740±0.104) was significantly higher (P<0.05) than those of the SBM (1.653±0.056) and PBM groups (1.674±0.072). It can be speculated that the increased feed intake in the EHPBM group led to higher body weight gain and FCR. There was no significant effect of treatments on internal organ weight except for the bursa of Fabricius. Blood biochemical characteristic analysis showed that aspartate aminotransferase and alkaline phosphatase levels were higher in the EHPBM and PBM groups (P<0.05), probably due to the strained liver caused by the rapid growth of birds. In conclusion, EHPBM may partly replace conventional dietary protein sources such as soybean meal or poultry by-product meal and can be used to improve the productivity of broilers.

주제어

표/그림 (8)

표 Table 1. Formula and nutrient composition of experimental diets
표 Table 2. Chemical and amino acid composition of SBM, PBM and EHPBM (%)
그림 Fig. 2. MALDI-TOF of EHPBM(enzyme-hydrolyzed poultry by-product meal). Mode of operation:Linear/Reflector, Extraction mode:Delayed, Polarity:Positive, Acquisition control: Manual, Accelerating voltage: 25,000 V/20,000 V, Grid voltage:93%/90%, Guide wire 0:0.05%, Extraction delay time:575nsec, Acquisition mass range:Variable, Number of laser shots:800/spectrum, Laser intensity:2091~2781, Laser Rep Rate:20.0 Hz, Calibration type:Cal Mix2,3, Calibration matrix:Sinapinic acid/CHCA, Low mass gate:4000Da/20Da, Instrument name:Ultraflex III.
그림 Fig. 1. SDS-PAGE of EHPBM (enzyme-hydrolyzed poultry byproduct meal) and PBM (poultry by-product meal).
그림 Fig. 3. Effect of various protein sources on body weight and growth of broiler for 35 days. SBM: soybean meal, PBM: poultry by-product meal, EHPBM: enzyme-hydrolyzed poultry by-product meal.
표 Table 3. Effect of SBM, PBM and EHPBM as a dietary protein source on body weight gain, feed intake and feed conversion ratio in broilers for 35 d
표 Table 4. Effect of SBM, PBM and EHPBM as a dietary protein source on relative organ weight in broilers (g/100g BW)
표 Table 5. Effect of SBM, PBM and EHPBM as a dietary protein source on blood characteristics of broilers

AI 본문요약
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제안 방법

5주 실험 종료 후, 각 처리구 당 25수씩 총 75수를 선발하여 익하정맥에서 채취한 혈액에서 혈청을 분리해 자동 혈액분석기(AU480 Chemistry Analyzer, Beckman Coulter Inc., CA, USA)를 이용해 생화학 성분(total protein, albumin, globulin, total bilirubin, glucose, blood urea nitrogen, creatinine, aspartate aminotransferase, alanine aminotransferase, alkaline phosphatase)을 분석하였다. 채혈을 마친 닭들은 도계한 후, 근위, 간, 심장, 비장 및 F낭을 채취하여 무게를 측정하고, g/100 g BW로 환산하였다.
실험사료는 NRC(1994) 사양표준을 참고하여 전기사료(1 ∼21days, ME 3,030 kcal/kg, CP 22.3%)와 후기사료(22∼35 days, ME 3,250 kcal/kg, CP 20.3%)를 가루사료의 성상으로 배합하여 급여하였다(Table 1)
사양실험은 암수감별을 하지 않은 1일령 육계(Abor Acres) 300수를 이용하여 35일간 수행하였다. 실험설계는 사료 내 단백질원으로 각각 대두박(SBM), 도계부산물(PBM) 및 가수분해 도계부산물(EHPBM)을 함유하는 3개의 처리구 를 두었고, 팬당 20수씩 5반복으로 배치하였다. 육계는 시험 기간 동안 왕겨 깔짚의 평사(2 m × 1.

대상 데이터

실험에 사용한 효소 가수분해 도계부산물(Enzyme-hy- drolyzed poultry by-product meal)은 알칼리 효소 가수분해 (Alkaline enzyme hydrolysis)하여 저분자화 시키고 spray-dry 하였다. 도계부산물은 국내에서 생산된 W사의 제품을 사용하였으며, 효소(Alkaline protease)는 활성 200,000 U/g의 J사 제품을 사용하였다. 가수방식은 Kurozawa et al.
1. 실험설계 및 사양관리

사양실험은 암수감별을 하지 않은 1일령 육계(Abor Acres) 300수를 이용하여 35일간 수행하였다. 실험설계는 사료 내 단백질원으로 각각 대두박(SBM), 도계부산물(PBM) 및 가수분해 도계부산물(EHPBM)을 함유하는 3개의 처리구 를 두었고, 팬당 20수씩 5반복으로 배치하였다.
실험에 사용한 효소 가수분해 도계부산물(Enzyme-hy- drolyzed poultry by-product meal)은 알칼리 효소 가수분해 (Alkaline enzyme hydrolysis)하여 저분자화 시키고 spray-dry 하였다. 도계부산물은 국내에서 생산된 W사의 제품을 사용하였으며, 효소(Alkaline protease)는 활성 200,000 U/g의 J사 제품을 사용하였다.

데이터처리

17.0)을 이용하였으며, 결과는 평균 ±표준편차로 표시하였다
조사항목별 평균 간의 차이는 다중검정법(Duncan’s multiple range test)을 이용하여 5％ 유의 수준에서 통계적 차이를 분석하였다.

이론/모형

도계부산물은 국내에서 생산된 W사의 제품을 사용하였으며, 효소(Alkaline protease)는 활성 200,000 U/g의 J사 제품을 사용하였다. 가수방식은 Kurozawa et al.(2008)의 방법에 기초하여 가수분해도를 측정하였으며, 최적 반응온도 65℃, 효소량 0.2%, pH 10, 반응시간 7 hrs으로 설정하였다. 스프레이 드라이어는 210℃∼235℃, Atomizer 8,700 rpm 조건 하에서 작동하였다.
가수분해도의 측정은 SDS-PAGE(sodium dodecyl sulf- ate polyacrylamide gel electrophoresis)와 MALDI- TOF (matrix-assisted laser desorption ionization - time of flight mass spectrometry) 분석을 이용하여 확인하였다. SDS PAGE는 도계부산물과 가수분해 도계부산물 구성 분자의 크기 비교를 위하여 다음과 같은 방법으로 수행하였다.

성능/효과

35일간 증체량은 가수분해 도계부산물 처리구 (1,853±125.60 g)에서 도계부산물 처리구(1,723±76.81 g)와 대두박 처리구(1,545±62.31 g)에서보다 높았다(P<0.05)
05). 그러나 실험 전기간 동안의 증체량 차이, 그리고 체중 증가에 따른 사료요구율 상승을 모두 고려하면 도계부산물 및 가수분해 도계부산물이 대두박에 비해 사료효율적 관점에 서는 다소 떨어지나, 전체적인 생산성 측면에서는 긍정적인 결과를 나타냈다고 볼 수 있다.
대두박(SBM), 도계부산물(PBM), 가수분해 도계부산물(EHPBM)을 각각 급여받은 육계들은 사료섭취량과 증체량에서 처리구간에 유의적인 차이를 보였다 (P<0.05)
1). 도계부산물 구성 성분의 분자량은 큰 분자량 위주의 크기 별로 분산되어 있는 것에 반하여 가수분해 도계부산물 구성 성분의 분자량은 대부분 10 kDa(kilo dalton) 이하인 것으로 나타났다. 이는 도계부산물 구성 성분들이 가수분해 반응을 통해 저분자화 된 것으로 볼 수 있다.
사료요구율은 대두박과 도계부산물 처리구에서 각각 1.653±0.056, 1.674±0.072로 가수분해 도계부산물 처리구 (1.740±0.104)보다 유의적으로 낮은 수치를 보였다(P<0.05)
2). 이 결과들로 가수분해 도계부산물의 가수분해가 잘 이루어졌음이 확인되었다.
(2017)은 도계부산물에 단백질 분해효소(exogenous protease)를 첨가 급여한 육계 사양실험에서 대조구에 비해 사료섭취량과과 증체량이 유의적으로 증가하였다고 보고하였다. 이들 연구에서 나타난 생산성 향상은 동물성 단백질원의 우수한 아미노산 조성 및 소화율에 기인하기도 하지만, 육계가 식물성 단백질보다 동물성 단백질 원료에 더 높은 기호성을 보이므로 인한 사료섭취량 증가도 영향을 미친 것으로 사료된다. Bhuiyan et al.
이상의 결과들을 종합할 때, 가수분해 도계부산물은 대두 박 및 도계부산물 등의 단백질 원료를 대체 가능하고, 육계의 생산성 향상에 효과적인 것으로 사료된다. 다만 예전부터 문제가 되어왔던 동물성 단백질 원료의 품질 변이와 상대적으로 높은 가격 등으로 인해 기존의 식물성 단백질을 완전히 대체하기 위해서는 아직 해결해야 할 과제가 남아 있다.
시험 종료 시 채취한 혈액의 혈청 생화학적 특성은 Table 5에 나타내었다. 혈청 성분 중 총단백질(TP), 혈중요소질소 (BUN), 알라닌아미노전달효소(ALT), 글로불린(GLO)은 처리구간에 유의적인 차이가 없었다. 알부민(ALB) 함량과 혈 당량(GLU)은 대두박 처리구(SBM)에서 유의적으로 높게 나타났고, 총빌리루빈(T.

후속연구

다만 예전부터 문제가 되어왔던 동물성 단백질 원료의 품질 변이와 상대적으로 높은 가격 등으로 인해 기존의 식물성 단백질을 완전히 대체하기 위해서는 아직 해결해야 할 과제가 남아 있다. 따라서 경제성과 생산성을 모두 고려하면서 관행적인 식물성 단백질 공급원의 일부를 대체하거나 또는 첨가하는 방식으로 사료 시장에 적용이 가능할 것으로 판단된다. 또한 고급 단백질원의 수요 증가 및 악취 저감 등 환경적인 요인으로 인하여 시장의 요구가 확대되었을 시에는 기존 원료의 현실적인 대체 방안으로 활용될 수 있을 것으로 사료된다.
따라서 경제성과 생산성을 모두 고려하면서 관행적인 식물성 단백질 공급원의 일부를 대체하거나 또는 첨가하는 방식으로 사료 시장에 적용이 가능할 것으로 판단된다. 또한 고급 단백질원의 수요 증가 및 악취 저감 등 환경적인 요인으로 인하여 시장의 요구가 확대되었을 시에는 기존 원료의 현실적인 대체 방안으로 활용될 수 있을 것으로 사료된다.
(2015)의 연구에서는 육계 사료 내 대두박의 20%를 채종박으로 대체하였을 때 F 낭 크기가 32% 증가하였다고 보고하였다. 본 실험 결과에서도 처리구간에 유의차가 나타나긴 하였으나, 단백질 공급원과 F낭 무게 차이의 정확한 상관관계를 파악하거나, 측정된 수치만으로 면역력에 영향을 미쳤는지 여부를 판단하기는 어렵다고 사료된다.
(2013)의 연구에서는 육계 사료 내 조단백질의 함량이 높아짐에 따라 혈청 총단백 질과 알부민의 함량이 높아지고, 사료 내 에너지가가 높아 짐에 따라 총단백질과 혈당량이 높아지는 결과를 보였었다. 본 실험의 혈액 분석으로 저분자 단백질의 이용률과 흡수율이 뛰어나 같은 조단백질 함량으로 급여하여도 높은 조단백 질의 사료를 급여하였을 시 나타나는 혈액 특성이 확인되기를 기대하였으나 의미 있는 결과를 얻지는 못하였고, 후속 연구를 통해 재확인이 필요할 것으로 생각된다. 아스파르테이트아미노전달효소(AST)와 알칼리포스파타제(ALP)는 가수분해 도계부산물 처리구(EHPBM)와 도계부산물 처리구 (PBM)에서 높게 측정되었다(P<0.

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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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