[논문]제주도 양식장 내 치어기 넙치(Paralichthys olivaceus)의 저어분 EP (Extruded Pellet) 사료 장기간 이용성 평가

임현운; 김재식; 고대현; 송진우; 이승한; 허상우; 김강웅; 이경준

doi:10.5657/kfas.2024.0023

제주도 양식장 내 치어기 넙치(Paralichthys olivaceus)의 저어분 EP (Extruded Pellet) 사료 장기간 이용성 평가
Long-term Usability Evaluation of Low Fish Meal Extruded Pellet Diet for Juvenile Olive Flounder Paralichthys olivaceus at Jeju Fish Farm 원문보기

한국수산과학회지 = Korean journal of fisheries and aquatic sciences, v.57 no.1, 2024년, pp.23 - 31

임현운 (제주대학교 해양생명과학과) , 김재식 (제주대학교 해양생명과학과) , 고대현 (제주대학교 해양생명과학과) , 송진우 (제주어류양식수협) , 이승한 (국립수산과학원 사료연구센터) , 허상우 (국립수산과학원 사료연구센터) , 김강웅 (국립수산과학원 사료연구센터) , 이경준 (제주대학교 해양과학연구소)

Abstract ▼ AI-Helper

This study evaluated the utilization of a low fish meal (LFM) diet and black soldier fly (BSF) Hermetia illucens meal and oil as a fish meal (FM) substitute or functional additive for juvenile olive flounder Paralichthys olivaceus at the Jeju fish farm. Two experimental diets replaced FM using animal (tankage, poultry byproduct and tuna byproduct meal) and plant (wheat gluten and soy protein concentrate) protein sources, containing 45% (FM45) and 35% (FM35) of FM, respectively. One experimental diet replaced FM with animal, plant, and BSF meal, fish oil using insect meal and oil (FM35+). After the feeding trial ended, no differences in growth performance, feed utilization, survival and biological indices were observed among all experimental groups. Aspartate aminotransferase and cholesterol levels in the FM35 and FM35+ groups were significantly higher than that in the FM70 group. The linoleic acid level in the muscle was significantly higher in the fish fed with the FM70 diet than in those fed with the FM45, FM35, and FM35+ diets. Thus, the LFM diet is suitable for juvenile olive flounder farming during six months.

주제어

표/그림 (9)

표 Table 1. Dietary formulation of the experimental diets of juvenile olive flounder Paralichthys olivaceus (% of dry matter)
표 Table 2. Essential amino acid profile of experimental diets for juvenile olive flounder Paralichthys olivaceus (% of diets)
표 Table 3. Growth performance and feed utilization of juvenile olive flounder Paralichthys olivaceus (initial mean body weight, 19.3 g) fed the experimental diets for 6 months
표 Table 4. Biological indices and edible part rate of juvenile olive flounder Paralichthys olivaceus fed the experimental diets for 6 months
표 Table 5. Whole body and muscle composition of juvenile olive flounder Paralichthys olivaceus fed the experimental diets for 6 months (% of wet basis)
표 Table 6. Free amino acid profiles in muscle of juvenile olive flounder Paralichthys olivaceus fed the experimental diets for 6 months (% of protein)
표 Table 7. Fatty acid profiles in muscle of juvenile olive flounder Paralichthys olivaceus fed the experimental diets for 6 months (% of lipid)
표 Table 8. Hematological parameters of juvenile olive flounder Paralichthys olivaceus fed the experimental diets for 6 months
표 Table 9. Immune responses of juvenile olive flounder Paralichthys olivaceus fed the experimental diets for 6 months

AI 본문요약
AI-Helper

문제 정의

대부분의 연구들은 실험실 규모로 사육 실험이 진행되었다. 따라서, 본 연구는 다양한 동∙식물성 단백질 원료와 곤충 유래 원료를 사용하여 제작한 extruded pellet (EP) 사료를 이용하여 실제 양식장에서 장기간 사육 실험을 통해 저어분사료의 이용성을 평가하였다.

제안 방법

Gas chromatography (6800GC; Aglient Technologies, San Francisco, CA, USA)에 capillary column (112-88A7, 100 m×0.25 mm, film thickness 0.20 μm; Agilent Technologies,)을 사용하여 지방산 함량을 측정하였다
선별된 실험어는 2-phenoxyethanol (200 mg/L)을 사용하여 안락사 시킨 후, 무게와 길이를 측정하여 비만도(condition factor, CF)를 측정하였다. 무게 측정 후 해부하여 간, 내장, 가식부위의 무게를 측정하였으며 간중량지수(hepatosomatic index, HSI), 내장중량지수(viscerosomatic index, VSI), 가식부위비율(edible part rate, EPR)를 계산하였다.
본 연구에서는 치어기부터 중성어기까지 넙치를 대상으로 사료 내 어분을 동·식물성 단백질 원료들을 혼합 사용하여 대체한 저어분사료(어분 함량 35–45%)를 장기간 사육실험을 통해 검증하며, 저어분사료의 사용 가능성을 확인하였다
무게 측정 후, 수조당 10마리의 실험어를 무작위로 선별하였다. 선별된 실험어는 2-phenoxyethanol (200 mg/L)을 사용하여 안락사 시킨 후, 무게와 길이를 측정하여 비만도(condition factor, CF)를 측정하였다. 무게 측정 후 해부하여 간, 내장, 가식부위의 무게를 측정하였으며 간중량지수(hepatosomatic index, HSI), 내장중량지수(viscerosomatic index, VSI), 가식부위비율(edible part rate, EPR)를 계산하였다.
실험 종료 후, 무게와 마리수를 측정하여 어체중증가(weight gain, WG), 사료전환효율(feed conversion ratio, FCR), 생존율(survival)을 계산하였다. 무게 측정 후, 수조당 10마리의 실험어를 무작위로 선별하였다.
대조구(FM70)는 어분의 함량을 70%로 설정하였고, 주 단백질원으로는 어분(sardine:anchovy=1:1)과 대두박을 사용하였다. 저어분 실험구는 대조구 내 어분을 밀글루텐(wheat gluten), 대두농축단백(soy protein concentrate), 수지박(tankage meal), 가금부산물(poultry byproduct meal), 참치부산물(tuna byproduct meal)을 이용하여 대체하였으며, 어분 함량은 각각 45%, 35% (FM45, FM35)로 설정되었다(Table 1). 동애등에 실험구는 FM35 실험구에 동애등에 분말 7%와 동애등에유 1%를 첨가하였다(FM35+).

대상 데이터

넙치 치어(19.3 g)는 총 8개의 사각 콘크리트수조(10×10 m)에 수조 당 17,000마리씩 2반복으로 배치되었다
대조구(FM70)는 어분의 함량을 70%로 설정하였고, 주 단백질원으로는 어분(sardine:anchovy=1:1)과 대두박을 사용하였다. 저어분 실험구는 대조구 내 어분을 밀글루텐(wheat gluten), 대두농축단백(soy protein concentrate), 수지박(tankage meal), 가금부산물(poultry byproduct meal), 참치부산물(tuna byproduct meal)을 이용하여 대체하였으며, 어분 함량은 각각 45%, 35% (FM45, FM35)로 설정되었다(Table 1).
실험 종료 후, 무게와 마리수를 측정하여 어체중증가(weight gain, WG), 사료전환효율(feed conversion ratio, FCR), 생존율(survival)을 계산하였다. 무게 측정 후, 수조당 10마리의 실험어를 무작위로 선별하였다. 선별된 실험어는 2-phenoxyethanol (200 mg/L)을 사용하여 안락사 시킨 후, 무게와 길이를 측정하여 비만도(condition factor, CF)를 측정하였다.
실험어와 사육관리

사육실험은 제주도 구좌읍에 위치한 명숙수산에서 진행되었다. 넙치 치어(19.
수조 당 10마리의 실험어를 무작위로 선별하였으며, 혈액은 주사기를 이용하여 미부동맥에서 채혈하였다. 전혈은 헤파린을 처리하여 hemoglobin (Hb)과 hematocrit (Ht)을 측정하는데 사용되었다.
저어분사료의 기호성 향상을 위해 betaine과 taurine을 첨가하였으며, 아미노산 결핍을 방지하기 위해 methionine을 첨가하였다. 실험구 간의 동일한 조지질과 인 조성을 위해 어유와 일인산칼슘(mono calcium phosphate)을 사용하였다. 실험사료 제조시의 베럴 온도(barrel temperature, 142–143°C), 컨디셔너 온도(conditioner temperature, 98–99°C)는 일정하게 유지되었다.
스팀(steam, 617–659 kg/h)과 원료 공급량(feed rate, 3,285–3,590 kg/h)은 사료의 물성에 따라 조절되었다. 실험사료는 제주어류양식수협에서 EP 사료로 제조되었다. 성형된 사료는 건조(12 h, 25°C) 후, 공급 전까지 냉동보관(-20°C)하였다.
지방산은 Metcalfe and Schmitz (1961)의 방법으로 추출하였다. 표준물질은 PUFA 37 component FAMEMix (Supelco, Bellefonte, PA, USA)를 사용하였다. Gas chromatography (6800GC; Aglient Technologies, San Francisco, CA, USA)에 capillary column (112-88A7, 100 m×0.

데이터처리

데이터 값의 유의차는 Tukey’s HSD 로 평균 간의 유의성(P<0.05)을 비교하였다
데이터는 평균값±표준편차(mean±SD)로 나타내었으며, 백분율 데이터는 arcsine 변형 값으로 계산하여 통계 분석되었다.
모든 실험구는 완전확률계획법(completely randomized design)으로 배치되었다. 모든 분석결과들은 SPSS (version 24.0) 프로그램을 이용하여 one-way ANOVA로 통계 분석되었다. 데이터 값의 유의차는 Tukey’s HSD 로 평균 간의 유의성(P<0.

이론/모형

지방은 Folch et al. (1957)의 방법에 따라 분석되었다. 단백질은 자동조단백질 분석기(Kjeltec system 2300, FOSS, Sweden)로 분석되었다.
Lysozyme 활성은 Hultmark et al. (1980)의 방법을, anti-protease 활성은 Sharifuzzaman and Austin (2009)의 방법을, 그리고 MPO는 Quade and Roth (1997)의 방법으로 분석하였다.
Hb, AST, ALT, glucose, cholesterol은 STANBIO kit (Stanbio Laboratory, Boerne, TX, USA)를 이용하였으며, TIg는 Siwicki et al. (1994)의 방법으로 측정하였다.
모든 실험구는 완전확률계획법(completely randomized design)으로 배치되었다. 모든 분석결과들은 SPSS (version 24.
수분은 상압가열건조법(125°C, 3 h), 조회분은 직접회화법(550°C, 4 h)으로 분석하였다
실험사료, 전어체, 등근육은 AOAC (2000) 분석법에 따라 분석을 진행하였다. 수분은 상압가열건조법(125°C, 3 h), 조회분은 직접회화법(550°C, 4 h)으로 분석하였다.
실험사료의 구성 아미노산 분석은 Rosen (1957)의 방법에 따라 전처리 하였다. 균질화 된 고체상의 시료(단백질량 3–5 mg)를 일정량 취하여 6N HCl 30 mL에 혼합한 후, 130°C에서 24 h 가수분해하였다.
지방산은 Metcalfe and Schmitz (1961)의 방법으로 추출하였다. 표준물질은 PUFA 37 component FAMEMix (Supelco, Bellefonte, PA, USA)를 사용하였다.

성능/효과

6개월 동안의 사육실험 결과, 최종 무게(final body weight, FBW), WG, 사료 섭취량(feed intake, FI), FCR, 생존율은 모든 실험구 사이에 유의적인 차이가 없었다(Table 3). 생물지표 측정 결과, CF, HSI, VSI, EPR도 모든 실험구 사이에 유의적인 차이가 없었다(Table 4).
본 연구에서 대조구와 비교하였을 때, 저어분사료는 전혀 넙치의 성장과 사료효율을 감소시키지 않았으며, 이는 단일 원료로만 대체할 경우 부족할 수 있는 영양소를 서로 보완해 줄 수 있었을 뿐만 아니라 methionine을 첨가해 주었기 때문이라고 사료된다. 따라서 치어기 넙치 사료 내 어분 함량을 35%까지 낮추어도 넙치의 성장에 부정적인 영향이 없기 때문에, 상업적으로 사용하는데 문제가 없을 것이라고 사료된다.
본 연구에서 어분을 대체하기 위해 사용된 tankage meal과 poultry byproduct meal에는 linoleic acid 함량이 어분과 어유에 비해 높게 함유하고 있다(NRC, 2011). 따라서, 어분 대체원료로 사용한 원료에 포함된 linoleic acid 함량에 의해 저어분사료를 공급한 실험어 근육 내 linoleic acid 함량이 증가한 것으로 판단된다.
또한, 동애등에 유래 물질도 어분, 어유 대체원으로써의 이용가능성을 확인하였다. 본 연구를 통해 실제 시판되는 배합사료의 형태로 저어분사료를 제작 및 공급하여도 성장과 FCR에 문제가 없음을 확인하였다. 그러나, 어분 대체율이 증가함에 따라 혈액성상의 변화가 확인되었으며, 추가적인 연구를 통해 원인을 분석하고 해결해 나가야 할 것으로 사료된다.
본 연구에서 넙치의 생존율은 45–57%로 나타났다
, 2019). 본 연구에서 대조구와 비교하였을 때, 저어분사료는 전혀 넙치의 성장과 사료효율을 감소시키지 않았으며, 이는 단일 원료로만 대체할 경우 부족할 수 있는 영양소를 서로 보완해 줄 수 있었을 뿐만 아니라 methionine을 첨가해 주었기 때문이라고 사료된다. 따라서 치어기 넙치 사료 내 어분 함량을 35%까지 낮추어도 넙치의 성장에 부정적인 영향이 없기 때문에, 상업적으로 사용하는데 문제가 없을 것이라고 사료된다.
본 연구에서 동애등에 유래 물질은 넙치의 성장과 사료효율을 감소시키지 않는 것으로 나타났다. 많은 연구에서 동애등에는 어분 대체원으로써의 이용성이 평가되었으며, 어분과 유사한 아미노산 조성을 갖는 것으로 보고되었다(Henry et al.
, 2011). 본 연구에서도 동∙식물성 단백질 원료를 혼합하여 어분을 대체하였음에도 면역력의 저하는 나타나지 않았으며, 저어분사료의 사용은 문제가 없을 것이라 판단된다.
(2019)은 Labeo bata의 사료 내 betaine을 첨가하였을 때 어류의 성장률 및 사료효율이 증가한다고 보고하였다. 본 연구에서도 사료 내 50%까지 어분을 대체하였어도 사료섭이량에 차이가 없었으며, 이는 taurine과 betaine의 첨가로 인해 사료의 기호성이 향상된 것으로 사료된다.
6개월 동안의 사육실험 결과, 최종 무게(final body weight, FBW), WG, 사료 섭취량(feed intake, FI), FCR, 생존율은 모든 실험구 사이에 유의적인 차이가 없었다(Table 3). 생물지표 측정 결과, CF, HSI, VSI, EPR도 모든 실험구 사이에 유의적인 차이가 없었다(Table 4). 전어체와 등근육에서의 일반성분분석 결과, 모든 항목에서 유의적인 차이가 없었다(Table 5).
실험사료 제조시의 베럴 온도(barrel temperature, 142–143°C), 컨디셔너 온도(conditioner temperature, 98–99°C)는 일정하게 유지되었다
생물지표 측정 결과, CF, HSI, VSI, EPR도 모든 실험구 사이에 유의적인 차이가 없었다(Table 4). 전어체와 등근육에서의 일반성분분석 결과, 모든 항목에서 유의적인 차이가 없었다(Table 5). 등근육의 유리 아미노산은 Table 6에 나타내었다.
치어기 넙치 사료 내 어분을 동물성(수지박, 가금부산물, 참치부산물), 식물성(밀글루텐, 대두농축단백) 단백질 혼합물로 대체한 저어분사료는 성장과 FCR에 문제가 없음을 확인하였다. 어분을 단일 원료로만 대체할 경우 제한 아미노산(methionine, lysine)이 발생할 수 있으며, 식물성 단백질 원료는 phyric acid, protease inhibitor와 같은 항영양인자를 함유하고 있어 이용성이 낮다(Francis et al.

후속연구

5% 이상 첨가하였을 때, 성장과 사료효율이 감소하였으며, 이는 곤충분에 함유된 키틴에 의한 영향일 것이라 보고하였다. 결과적으로 본 연구에서 필수 아미노산을 보충해주었고 lauric acid가 에너지원으로 사용되어 성장의 감소를 방지한 것으로 사료되며, 동애등에 유래 물질을 이용하여 어류 유래 물질을 일부 대체할 수 있을 것으로 사료된다. 그러나, 다량 첨가 시 키틴에 의한 성장과 사료효율에 부정적인 영향이 있을 수 있기 때문에 적정 첨가량의 규명이 필요할 것으로 사료된다.
결과적으로 본 연구에서 필수 아미노산을 보충해주었고 lauric acid가 에너지원으로 사용되어 성장의 감소를 방지한 것으로 사료되며, 동애등에 유래 물질을 이용하여 어류 유래 물질을 일부 대체할 수 있을 것으로 사료된다. 그러나, 다량 첨가 시 키틴에 의한 성장과 사료효율에 부정적인 영향이 있을 수 있기 때문에 적정 첨가량의 규명이 필요할 것으로 사료된다.
본 연구를 통해 실제 시판되는 배합사료의 형태로 저어분사료를 제작 및 공급하여도 성장과 FCR에 문제가 없음을 확인하였다. 그러나, 어분 대체율이 증가함에 따라 혈액성상의 변화가 확인되었으며, 추가적인 연구를 통해 원인을 분석하고 해결해 나가야 할 것으로 사료된다.
본 연구에서는 치어기부터 중성어기까지 넙치를 대상으로 사료 내 어분을 동·식물성 단백질 원료들을 혼합 사용하여 대체한 저어분사료(어분 함량 35–45%)를 장기간 사육실험을 통해 검증하며, 저어분사료의 사용 가능성을 확인하였다. 또한, 동애등에 유래 물질도 어분, 어유 대체원으로써의 이용가능성을 확인하였다. 본 연구를 통해 실제 시판되는 배합사료의 형태로 저어분사료를 제작 및 공급하여도 성장과 FCR에 문제가 없음을 확인하였다.

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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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