KR101751591B1 - 폭염 스트레스 저감용 베타인 함유 양계용 사료 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 베타인을 포함하는 열스트레스에 대한 저항성을 갖는 양계용 폭염 저항성 배합사료 조성물 및 열스트레스를 감소시키는 양계 사육방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 양계용 폭염 저항성 배합사료는 면역기관의 세포증식을 자극하여 혈액 면역물질의 분비량을 증가시키며, 스트레스 호르몬인 코르티코스테론(corticosterone)을 감소시킬 뿐만 아니라, 동시에 소장 융모의 손상을 방지하는 효과가 있어 영양소의 분해와 흡수가 극대화되어 양계의 성장능력을 향상시키는 작용기작을 통해 양계의 열스트레스를 효과적으로 감소시킬 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 양계 사육방법은 양계의 성장단계에 따라 조성이 다른 사료를 급여하는 단계를 거치며, 특히 폭염 조건 하에서 9~14℃의 냉각수 공급 및 양계의 대사열 발생에 따른 열스트레스를 최소화하기 위하여 급여시간을 조절하는 방식을 통하여 양계의 열스트레스를 효과적으로 완화시킬 수 있다. 따라서 본 발명의 배합사료 및 사육방법을 이용하는 경우, 고온의 폭염 조건 하에서 양계의 열스트레스에 대한 저항능력(면역세포 활성화, 스트레스 호르몬 감소, 폭염 스트레스 관련한 생체 유전자 발현 조절 등)을 키워줌으로써 양계의 생산성 향상에 기여할 수 있다.
Description
본 발명은 베타인을 포함하는 열스트레스에 대한 저항성을 갖는 양계용 폭염 저항성 배합사료 조성물 및 열스트레스를 감소시키는 양계 사육방법에 관한 것이다.
우리나라는 지리적으로 중위도 온대성 기후대에 위치하여 봄, 여름, 가을, 겨울의 사 계절이 뚜렷하지만 최근에는 짧은 겨울과 긴 여름으로 양분화 되는 이상기후 양상을 나타내고 있다. 지구온난화 또는 도시화에 따른 열섬현상으로 인해 1904년부터 1990 년까지 연평균 기온은 약 1℃ 올라갔으며, 특히 기상청 통계에 의하면 지난 100년 동 안 서울의 경우 겨울은 30일 짧아지고 여름이 20일 길어졌다고 한다. 또한, 여름철에는 고온다습한 북태평양고기압의 영향으로 무더운 날씨를 보이며, 7월과 8월은 전국적으로 평균 80% 내외의 높은 습도를 동반한다. 이처럼 높은 상대 습도를 동반한 고온의 혹서기는 양계농가에 있어 뉴캐슬(N.D)질병이나 각종 호흡기 질병과 버금가는 경제적 손실을 가져올 수 있는 난제(難題)로 그 피해는 사료섭취량의 감소와 생산성의 저하는 물론 심할 경우 집단 폐사로 까지 진행이 되는 경우가 흔히 있으며, 가금류의 적정 증체량 감소와 난각질 저하, 수정율 감소 및 초기 배아 사망률 증가와 실용병아리의 품질과 생존율 저하 등 간접적으로 다양한 피해를 동반하게 된다(흥성사료(주), 심재민, ‘고온스트레스와 양계’).
가금류는 살아있는 동안 체온을 항상 일정하게 유지해야하는 항온동물이며 3주령 이상이 되면 체온이 41.6℃까지 올라간다. 가금류는 다른 동물과 달리 땀샘이 없고 깃털로 덮여 있는 피부를 가지고 있으며, 외기온도가 상승하여 25℃ 이상이 될 경우 체온이 상승하게 되며 이때 체열을 외부로 배출하여 체온을 유지하게 된다.
그러나 일반적으로 외기온도가 30℃ 이상(폭염)으로 가금류의 체온(41℃)에 근접할수록 적정 체온을 유지하기가 어렵기 때문에 입을 벌리고 헐떡거림(panting, 열성다호흡)을 통해 체내의 수분을 외부로 증발 시키는 방법이 체열을 배출하는 중요한 수단이 된다. 1 gm의 수분을 증발시켜 배출하는 경우 540 kcal의 체열을 방출하는 효과가 있으며, 고온(열)에 노출된 가금류는 생리적으로 개구호흡 속도를 증가시킴으로 증발을 통한 체열 방출을 최대로 하게 된다. 한편, 이러한 헐떡거림은 호흡수가 증가된다는 뜻으로 혈중의 이산화탄소(CO2) 감소를 촉진시킴으로서 호흡성 알칼리증(Respiratory Alkalosis)을 유발하게 되는데, 이와 같이 전해질 밸런스가 깨지면 가금류의 생산성 감소와 산란계의 난각질 저하가 일어나게 되며 이러한 개구호흡에 불구하고 체온상승을 막지 못하는 경우 혼수상태를 동반하게 되며 지속되는 경우 얼마못가서 폐사에 이르게 된다.
또한 고온(열)스트레스는 양계의 체액성 면역에도 영향을 미쳐 백신의 효과를 감소시키며 36℃ 이상의 고온은 세포성면역에도 나쁜 영향을 미치게 된다. 고온으로 인한 헐떡거림(panting)과 개구호흡은 이런 여과기능의 저하를 가져와 2차적인 세균성 호흡기 질병을 가져올 수 있고, 체내 여러 장기의 기능 이상을 일으킨다. 뿐만 아니라, 가금류가 더위에 오랜 기간 노출이 되면 부신피질 호르몬의 방출이 증가하게 되면서 비타민C, 엽산, 비타민B12 의 요구량이 증가하게 돼 상대적인 결핍증을 유발시키며, 체내의 비타민 합성능력 저하와 사료 섭취량의 감소는 이런 결핍증상을 가중시켜 혈중 비타민과 전해질 감소로 이어져 결국은 가금류의 성장지연, 산란율과 난질의 저하, 심할 경우 폐사에까지 이를 수 있다.
따라서 30℃ 이상(폭염)의 환경 하에서 양계를 사육하는 경우, 혈액 매개변수 이상, 스트레스호르몬 증가, 면역능력 감소, 활동력 감소, 헐떡거림과 동시에 음수량 증가, 사료 섭취량 감소 및 출하체중 감소 등과 같은 양계의 생리적인 변화로 인해 경제적 피해가 발생하게 되고, 종국에는 폐사율 증가로 농가소득이 급감할 수 있다.
그러나 현재까지 폭염(30℃ 이상) 환경 하에 양계 사육 시 발생하는 피해 예방을 위한 대책이 정립되지 않은 상태이며, 특히 폭염 환경 하에 양계의 고온(열)스트레스를 효과적으로 완화시킬 수 있는 양계용 사료에 대한 연구는 미미한 실정이다.
이에 본 발명자는 폭염(30℃ 이상) 환경 하에 사육되는 오리의 고온(열)스트레스를 효과적으로 완화시킬 수 있는 최적의 배합사료 조성물을 연구하던 중, 추가적으로 베타인을 특정 범위로 배합하여 조성된 배합사료 조성물이 30℃ 이상의 고온 환경 하에서 사육되는 오리의 고온(열)스트레스를 효과적으로 완화시킬 수 있음을 확인함으로써 본 발명을 완성하였다. 또한 본 발명자는 오리의 성장단계에 따라 조성이 다른 사료를 급여하고, 폭염 조건 하에서는 음수 온도 조절 및 급여시간 조절 등 오리의 대사열 발생에 따른 열스트레스를 최소화하기 위하여 특정시간에 급여하는 방식을 통하여 오리의 열스트레스를 효과적으로 감소시킬 수 있음을 확인함으로써 본 발명을 완성하였다.
따라서 본 발명의 목적은 베타인을 포함하는 열스트레스에 대한 저항성을 갖는 양계용 폭염 저항성 배합사료 조성물을 제공하는 것이다.
또한, 부화된 양계의 병아리를 부화일로부터 21일까지 전기용 관행사료를 배합하여 급여하는 단계; 및 21일이 경과한 시점부터 후기용 관행사료에 베타인을 추가로 배합한 양계용 폭염 저항성 배합사료를 급여하는 단계를 포함하며, 30℃를 넘는 고온의 환경에서는 급여시간 조절 및 냉각수를 제공하는 것을 특징으로 하는 열스트레스를 감소시키는 양계 사육방법을 제공한다.
상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위해서,
본 발명은 베타인을 포함하는 열스트레스에 대한 저항성을 갖는 양계용 폭염 저항성 배합사료 조성물을 제공한다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 베타인은 400~1200 ppm 인 것일 수 있다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 양계는 오리, 육계, 산란계, 칠면조, 비둘기, 거위, 뿔닭 및 메추리 중 어느 하나인 것일 수 있다.
본 발명은 부화된 양계의 병아리를 부화일로부터 21일까지 전기용 관행사료를 배합하여 급여하는 단계; 및 21일이 경과한 시점부터 후기용 관행사료에 베타인을 추가로 배합한 양계용 폭염 저항성 배합사료를 급여하는 단계를 포함하며, 30℃를 넘는 고온의 환경에서는 급여시간 조절 및 냉각수를 제공하는 것을 특징으로 하는 열스트레스를 감소시키는 양계 사육방법을 제공한다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 양계용 폭염 저항성 배합사료는 베타인을 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 급여시간은 오전(05:00-10:00), 오후(17:00-20:00)로 구분하여 급여하는 것일 수 있다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 냉각수는 9-14℃ 온도의 냉각수인 것일 수 있다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 양계는 오리, 육계, 산란계, 칠면조, 비둘기, 거위, 뿔닭 및 메추리 중 어느 하나인 것일 수 있다.
본 발명에 따른 양계용 폭염 저항성 배합사료는 면역기관의 세포증식을 자극하여 혈액 면역물질의 분비량을 증가시키며, 스트레스 호르몬인 코르티코스테론(corticosterone)을 감소시킬 뿐만 아니라, 동시에 소장 융모의 손상을 방지하는 효과가 있어 영양소의 분해와 흡수가 극대화되어 양계의 성장능력을 향상시키는 작용기작을 통해 양계의 열스트레스를 효과적으로 감소시킬 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 양계 사육방법은 양계의 성장단계에 따라 조성이 다른 사료를 급여하는 단계를 거치며, 특히 폭염 조건 하에서 9~14℃의 냉각수 공급 및 양계의 대사열 발생에 따른 열스트레스를 최소화하기 위하여 급여시간을 조절하는 방식을 통하여 양계의 열스트레스를 효과적으로 완화시킬 수 있다. 따라서 본 발명의 배합사료 및 사육방법을 이용하는 경우, 고온의 폭염 조건 하에서 양계의 열스트레스에 대한 저항능력(면역세포 활성화, 스트레스 호르몬 감소, 폭염 스트레스 관련한 생체 유전자 발현 조절 등)을 키워줌으로써 양계의 생산성 향상에 기여할 수 있다.
도 1은 폭염 조건 하에서 사육한 오리의 소장 융모 단면도이다.
도 2는 폭염 조건 하에서 사육한 오리의 열 스트레스 관련 생체 유전자발현 결과 그래프이다.
도 2는 폭염 조건 하에서 사육한 오리의 열 스트레스 관련 생체 유전자발현 결과 그래프이다.
본 발명은 베타인을 포함하는 열스트레스에 대한 저항성을 갖는 양계용 폭염 저항성 배합사료 조성물에 관한 것이다.
본 발명에서 ‘열스트레스’란 30℃ 이상의 고온의 환경 하에서 양계를 사육하는 경우, 고온에 노출된 오리의 생리학적 변화(혈액 매개변수 이상, 스트레스 호르몬 증가, 면역능력 감소, 활동력 감소, 헐떡거림과 동시에 음수량 증가, 사료 섭취량 감소 및 출하체중 감소 등)에 따른 생리적 균형이 깨어지는 현상을 의미한다. 열스트레스는 고온스트레스와 동일한 의미이다.
본 발명에서 ‘열스트레스에 대한 저항성 효과’란 고온의 환경 하에서 발생하는 양계의 열스트레스를 완화 또는 감소시키는 효과를 의미한다.
본 발명의 양계용 배합사료 조성물은 고온(30℃ 이상)의 폭염 조건 하에서 사육되는 양계의 고온에 따른 스트레스를 완화 또는 감소시킬 수 있는 효과가 있다. 즉 본 발명의 양계용 배합사료 조성물은 양계의 면역기관 세포 증식을 자극하여 혈액 면역물질의 분비량을 증가시키며, 스트레스 호르몬인 코티코스테론을 감소시킬 뿐만 아니라, 동시에 소장 융모의 손상을 방지하는 효과가 있어 영양소의 분해와 흡수가 극대화되어 양계의 성장능력을 향상시키는 작용기작을 통해 양계의 열스트레스를 효과적으로 감소시킬 수 있다.
본 발명의 하기 실험예 1에서는 양계 사육 시 폭염 조건 하에서 본 발명의 양계용 배합사료(실험사료)를 급여한 실험군에서 혈액 중 면역물질의 함량이 높게 나타나며, 스트레스 호르몬인 코티코스테론(corticosterone)의 농도가 낮게 나타났다. T3에서는 정상 대조군과 비교하여 더욱 높은 면역수치 및 더욱 낮은 농도의 스트레스 호르몬이 검출되는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 양계의 소장 융모 손상 정도를 살펴본 결과, 본 발명의 양계용 배합사료를 급여한 T3, T4, T5에서 소장 융모 손상의 정도가 유의적으로 낮은 것을 확인할 수 있었다. 이를 통해 본 발명의 양계용 배합사료 조성물이 고온(30℃이상)의 폭염 조건 하에서 사육되는 양계의 열스트레스를 효과적으로 감소시키는 것을 실험을 통해 확인할 수 있었다.
본 발명은 부화된 양계의 병아리를 부화일로부터 21일까지 전기용 관행사료를 배합하여 급여하는 단계; 및 21일이 경과한 시점부터 후기용 관행사료에 베타인을 추가로 배합한 양계용 폭염 저항성 배합사료를 급여하는 단계를 포함하며, 30℃를 넘는 고온의 환경에서는 급여시간 조절 및 냉각수를 제공하는 것을 특징으로 하는 열스트레스를 감소시키는 양계 사육방법에 관한 것이다.
본 발명의 양계 사육방법은 냉각수와 함께 급여시간을 조절하여 급여해줌으로써, 고온(30℃ 이상)의 폭염 조건 하에서 사육되는 양계의 고온에 따른 스트레스를 완화 또는 감소시킬 수 있는 효과가 있다. 즉 본 발명의 양계 사육방법은 양계의 면역기관 무게증가, 혈액 면역물질의 분비량을 증가, 스트레스 호르몬인 코티코스테론을 감소, 맹장 미생물 균총 유지 및 폭염 스트레스 관련한 생체 유전자 발현 조절기작에 의한 양계의 생산성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 하기 실험예 2에서는 양계 사육 시 냉각수 적용 및 이의 적정온도 조사와 급여시간 조절을 통한 최적 사육방법을 조사하였으며, 그 결과 T3(베타인 800ppm 첨가 양계용 배합사료, 오전 05:00-10:00, 오후 17:00-20:00, 냉각수 9~14℃)에서 면역기관 무게증가, 혈액 면역물질의 분비량을 증가, 스트레스 호르몬인 코티코스테론을 감소, 맹장 미생물 균총 유지 및 폭염 스트레스 관련한 생체 유전자 발현 조절기작에 의한 양계의 생산성을 향상됨을 확인할 수 있었다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
<실시예 1> 고온 스트레스 저감 오리사료
1-1. 고온 스트레스 저감 오리사료 베타인 적정첨가 비율 도출 실험을 위한 실험 동물 및 실험 설계
고온 스트레스 저감사료 급여효과 구명을 위해서 육용오리 사양실험을 진행하였다. 폭염 조건 하에서 오리사료 내 베타인의 적정첨가 수준을 개발하였다. Cherry valley(Anas platyrhynchos) 육용오리 360수를 부화 당일 부화장으로부터 공급받아서 6처리 3반복(반복 펜 5.2 m2 당 20마리; 축산업 허가기준 2013. 3. 3.3 m2 당 13마리)으로 완전임의배치 한 후 42일 간 사육하였다.
실험을 위한 사료의 조성은 하기 표 1에 나타난 바와 같다.
| 원료(%) | 관행사료 | 고온사료 | |
| 전기 | 후기 | 후기 | |
| 황색옥수수 | 52.00 | 50.00 | 47.70 |
| 대두박 | 34.00 | 25.00 | 25.00 |
| 옥글루텐 | 4.70 | 5.70 | 5.70 |
| 밀기울 | - | 10.00 | 10.00 |
| 우지 | 5.00 | 5.00 | - |
| 대두유 | - | - | 5.00 |
| 당밀 | - | - | 2.00 |
| 석회석 | 1.25 | 1.25 | 1.25 |
| 제2인산칼슘 | 1.70 | 1.70 | 1.70 |
| 소금 | 0.25 | 0.25 | 0.25 |
| DL-메티오닌, 50% | 0.30 | 0.30 | 0.45 |
| L-라이신 HCl, 78% | 0.30 | 0.30 | 0.45 |
| 미네랄 | 0.34 | 0.34 | 0.34 |
| 비타민 | 0.16 | 0.16 | 0.16 |
| 비타민 C | - | - | 0.02 |
| 합계 | 100 | 100 | 100 |
| 영양성분 | |||
| 대사에너지, kcal/kg | 3,100 | 3,150 | 3,150 |
| 조단백질, % | 22.00 | 20.00 | 20.00 |
| 라이신, % | 1.32 | 1.15 | 1.15 |
| 메티오닌, % | 0.52 | 0.50 | 0.50 |
| 메티오닌+시스틴, % | 0.78 | 0.73 | 0.73 |
| 칼슘, % | 1.00 | 0.90 | 0.90 |
| 유효인 P, % | 0.45 | 0.40 | 0.40 |
처리군은 T1(폭염 대조군, 관행사료 무제한 급여), T2(베타인 400 ppm 사료 무제한 급여), T3(베타인 800 ppm 사료 무제한 급여), T4(베타인 1200 ppm 사료 무제한 급여), T5(양계 고온사료 적용군; 오리 후기사료 내 우지를 대두유 5%로 대치, 메티오닌과 라이신 각각 0.45%, 당밀 2%, 비타민 C 200 ppm 혼합사료 무제한 급여), T6(정상 대조군, 관행사료 무제한 급여, 적온 24-26℃)로 구분하였다. 본 발명에서 사용한 T3, T4, T5에 급여한 실험사료는 관행사료에 베타인(베타-Key, 네델란드, 코팅분말제품, 베타인 97%)을 혼합하여 제조하였고, 베타인을 관행사료에 혼합할 때 베타인의 첨가량에 대하여 옥수수 첨가량을 줄여서 조절하였다.
1-2. 고온 스트레스 저감 오리사료 베타인 적정첨가 비율 도출 실험을 위한 실험사료 및 사양관리
실험사료는 실시예 1-1의 실험사료(관행사료에 베타인을 첨가한 사료)를 사용하였다. 오리 전기(1-21일) 동안에는 표준환경(22-26℃)에서 24시간 연속조명(light)과 함께 일반음수 및 오리 전기사료를 자유롭게 섭취토록 하였다. 오리후기(22-42일) 동안에는 폭염부여와 함께 실험사료를 급여하였다. 상기의 폭염조건으로는, 22일째부터 42일 출하 시까지 폭염을 부여(11:00-17:00, 33-43℃, 상대습도 70%, 25℃의 일반음수를 공급해준 T1을 제외한 모든 처리구는 12℃ 시원한 음수 공급)한 다음 17:00-20:00는 24-26℃를 유지하였으며 전체 기간 동안 모든 처리구는 연속조명을 실시하였다.
<실험예 1> 고온 스트레스 저감 오리사료 베타인 적정첨가 비율 도출 실험
본원발명의 실험예 1에서는 사양성적(사료섭취량, 체중, 사료요구율, 희생율), 혈액성상(automated blood cell counter, Forcyte, Oxford Science, USA), 전해질(VetScan i-STAT 1 Handheld Analyzer, Abaxis, USA), 혈액가스(RAPIDChem 744/754 Blood Gas Analyzers, Simens, USA), 혈액지질(commercial enzyme kit, Asan Pharm, Co. Ltd, Korea), 면역기관 무게, 혈액 면역물질(ELISA kit), Corticosterone (EIA kit), 맹장 의 휘발성지방산(Volatile fatty acid)과 미생물 변화, 소장(십이지장)의 조직병리학적 검사(Hematoxylin& Eosin, H & E 염색 후 광학현미경 Olympus, BX 41, Japan) 및 스트레스 관련 유전자의 생체발현(RT-PCR)를 측정하여 베타인을 함유하는 실험사료 및 급여방법 조절에 따른 생산성 향상에 관한 작용기작을 규명하고자 하였다.
1-1. 실험동물의 사양성적
폭염 조건 하에서 사육한 오리의 사양성적은 표 2과 같다. 42일령 출하 시 증체량과 사료섭취량은 T6>T3=T4>T2=T5>T1(2마리 희생) 순서로 유의하게 높았다(p<0.05). 대조군과 비교할 때 베타인 첨가군에서 체중은 506 g(T3, T5) 증가하였으며 베타인 첨가구는 정상 대조구(T6)에 비해서 204 g 낮은 것으로 나타났다. 사료요구율은 대조군(T1)이 베타인 함유사료 및 고온 양계사료군(T5)에 비해서 높았으나(p<0.05), T3, T4, T5 사이 및 T2, T3, T4, T6 사이의 유의차는 없었다(p<0.05).
따라서, 폭염 조선 하에서 12℃의 시원한 음수공급과 함께 베타인 800 ppm 사료를 급여해주면 폭염피해를 저감할 수 있다는 점을 확인하였다.
증체량은 베타인 첨가구가 대조군과 비교할 때 농도 의존적으로 증가하는 경향을 보였으나 800 ppm에서 더 이상 증가하지 않는 안정점(plateau)에 도달하였다. 이러한 결과는 메칠기 과잉으로써 메칠기의 배설 및 에너지 손실이 늘어나서 상가적 증체를 나타내지 않은 것으로 확인하였다.
| Groups | ||||||
| T1 | T2 | T3 | T4 | T5 | T6 | |
| Body weight (g) |
||||||
| Initial | 48.70±0.18 | 48.67±0.02 | 48.60±0.09 | 48.35±0.34 | 48.64±0.08 | 48.50±0.47 |
| 21 days | 1,328±4.16 | 1,322±7.21 | 1,328±1.52 | 1,324±4.04 | 1,325±4.35 | 1,329±1.52 |
| 42 days | 2,589±30.6d | 3,005±22.8c | 3,094±17.5b | 3,095±18.9b | 3,005±14.5c | 3,299±10.5a |
| Feed intakes (g) |
||||||
| 1-21 days | 1,821±1.00 | 1,810±9.50 | 1,813±5.68 | 1,820±4.58 | 1,812±6.80 | 1,818±2.50 |
| 22-42 days | 5,259±41.5d | 5,830±8.00c | 5,984±6.92b | 5,987±5.19b | 5,825±7.50c | 6,298±3.00a |
| FCR | ||||||
| 1-21 days | 1.37±0.001ab | 1.37±0.01ab | 1.36±0.005b | 1.37±0.005a | 1.36±0.005ab | 1.36±0.001ab |
| 1-42 days | 2.03±0.032a | 1.94±0.015c | 1.93±0.01bc | 1.93±0.011bc | 1.94±0.001b | 1.90±0.005c |
FCR: feed conversion rate. Mean valuesSD. a,b,c,d(p<0.05).
1-2. 실험동물의 혈액 면역물질, 스트레스호르몬
폭염 조건 하에서 사육한 오리의 혈액 면역물질은 T1이 가장 낮았고 베타인 첨가구는 정상군인 T6와 서로 비슷한 경향을 나타냈으며, 각 처리군 사이의 유의차가 나타났다. 그러나 혈액 스트레스 호르몬, 코르티코스테론은 그 반대의 결과를 보였다(p<0.05). IgG, IgA, IgM은 베타인 첨가군에서 대조군(T1)과 비교할 때 각각 281.5, 276.8, 182.1% 증가하였으나 코르티코스테론은 65.64% 감소하였다(표 3 참조).
이러한 결과는 폭염 조건 하에서 사육한 오리에게 베타인의 급여가 동물의 생체 영양소 대사를 높여줌으로써 면역기관 발육을 자극하여 혈액 IgG, IgA, IgM의 분비량을 높임과 동시에 스트레스 호르몬인 코티코스테론(corticosterone)의 농도를 낮추는데 기여하였음을 확인하였다.
| Groups (μg/mL) | ||||||
| T1 | T2 | T3 | T4 | T5 | T6 | |
| IgG | 101.9±3.12c | 251.2±4.25b | 286.85±7.27a | 271.0±5.31a | 248.7±6.20b | 269.5±5.25a |
| IgA | 42.56±1.17d | 82.70±2.20c | 117.8±4.15a | 95.05±2.23b | 98.50±2.73b | 109.1±3.28a |
| IgM | 53.74±2.25d | 74.53±2.25c | 88.20±2.24b | 97.85±4.28a | 88.77±3.29b | 79.35±2.01c |
| Corticosterone | 133.8±4.37a | 85.2±2.25b | 45.97±1.31d | 59.95±1.05c | 49.15±0.25d | 48.05±0.78d |
Mean valuesSD. a,b,c,d(p<0.05).
1-3. 실험동물의 소장 융모의 조직병리학
폭염 조건 하에서 사육한 오리에서 측정한 소장 융모의 조직병리학적 소견을 관찰한 결과는 표 4, 도 1과 같다. 소장 융모의 길이는 T6, T3, T4, T5, T2, T1 순서로써 122 ㎛ 높았으며 창자샘 길이는 T6>T5=T4=T3>T2=T1 순서로써 26.36 ㎛유의하게 높았다(p<0.05). 소장 융모와 창자샘의 길이의 비율은 T6=T3>T2=T4>T1=T5 순서로써 111.38% 유의하게 높았다(p<0.05).
본 결과는 폭염 조건에 노출된 오리에게 베타인을 첨가한 사료를 급여해주면 소장 융모의 손상을 방지하는 효과가 있음을 확인하였고, 융모와 창자샘 길이의 비율(villus height/crypt depth ratio)은 소장에서 영양소의 분해와 흡수에 대한 능력을 평가하는 기준이 될 수 있으며 이러한 비율이 증가할 때 영양소의 분해와 흡수가 극대화된다(Montagne L., Pluske J. R., Hampson D. J. 2003. A review of interactions between dietary fibre and the intestinal mucosa, and their consequences on digestive health in young non-ruminant animals. Anim. Feed Sci. Technol. 108: 95-117; L. A. Rubio., R. Ruiz., M. J. Peinado and A. Echavarri. 2010. Morphology and enzymatic activity of the small intestinal mucosa of Iberian pigs as compared with a lean pig strain. J. Anim. Sci. 88: 3590-3597). 스트레스에 의한 위 장관 장애는 창자샘(intestinal crypt) 세포 소멸의 결과로 볼 수 있으며 이러한 창자샘의 손상은 소장 융모의 소실과 소장의 기능 상실을 유도하여 설사 일으키고 탈수 및 전해질 불균형 등으로 인한 흡수 불량과 영양실조를 야기한다(Potten CS, Wilson JW, Booth C. 1997. Regulation and significance of apoptosis in the stem cells of the gastrointestinal epithelium. Stem Cells. 15: 82-93).
| Groups | Villus length (㎛) | Crypt thickness (㎛) |
Villus height/crypt depth ratio |
| T1 | 440.8±3.68f | 179.04±3.12c | 2.46±0.07c |
| T2 | 463.76±5.10e | 177.5±4.67c | 2.63±0.07b |
| T3 | 562.84±3.37b | 205.4±5.52b | 2.74±0.05a |
| T4 | 532.85±3.68c | 204.72±3.3b | 2.61±0.07b |
| T5 | 506.91±3.62d | 204.45±3.09b | 2.47±0.09c |
| T6 | 594.93±4.81a | 212.71±2.88a | 2.79±0.08a |
Mean valuesSD. a,b,c(p<0.05).
1-4. 실험동물의 면역기관 무게
42일 출하 시에 조사한 폭염 조건 하에서 사육한 오리의 기관무게 변화는 표 4와 같다. 면역기관인 비장, F낭(Bursa of Fabricius; 파브리시우스낭), 그리고 간, 근위의 무게는 대조군과 비교할 때 베타인 첨가군에서 각각 103.1, 117.4, 135.7, 105.4% 유의하게 높았다(p<0.05). 베타인 첨가군의 F낭에서 T5와 T6 사이에 유의차가 있었으나(p<0.05) T2, T3, T4 및 정상군인 T6 사이, T2, T3, T4, T5 사이에는 유의차가 없었다. 폭염 대조군인 T1에서 조직의 무게가 가장 낮았던 점은 폭염 스트레스로 인한 사료섭취량이 감소함(표 2 참조)과 동시에 소장 융모의 손상으로 인한 길이가 짧아져서(표 4 및 도 1 참조) 섭취된 영양소의 분해, 흡수 이용율이 낮아졌을 것으로 생각된다(표 5 참조).
| Groups (g/100 g BW) | ||||||
| T1 | T2 | T3 | T4 | T5 | T6 | |
| Spleen | 0.98±0.01b | 1.01±0.01a | 1.01±0.01a | 1.01±0.01a | 1.00±0.01a | 1.01±0.01a |
| Bursa of Fabricius | 0.98±0.02c | 1.15±0.03ab | 1.13±0.03ab | 1.14±0.02ab | 1.09±0.02b | 1.18±0.09a |
| Liver | 18.76±0.09b | 25.27±0.24a | 25.12±0.24a | 25.45±0.21a | 25.33±0.25a | 25.40±0.19a |
| Gizzard | 28.93±0.28b | 30.35±0.26a | 30.49±0.35a | 30.43±0.21a | 30.33±0.38a | 30.44±0.21a |
Mean valuesSD. a,b,c(p<0.05).
따라서, 상기 실험예 1의 결과로 고온 스트레스에 노출된 오리에게 베타인 800 ppm 함유사료를 시원한 음수(12℃)와 함께 무제한 급여해줌으로써 소장 융모의 손상 방지, 면역기관 무게, 혈액 면역물질 증가, 스트레스 호르몬 감소로 인한 폭염오리의 생산성을 향상시킨다는 사실을 확인하였다.
<실시예 2> 혹서기 스트레스 저감 오리사료 급여방법
2-1. 고온 스트레스 저감 오리사료 베타인 적정첨가 오리사료 급여방법 도출을 위한 실험 동물 및 실험 설계
폭염 조건 하에서 사육한 오리의 사료급여 시기에 따른 오리의 성장능력을 구명하기 위하여 실험예 1의 결과에서 가장 우수한 성적을 도출한 베타인 800 ppm 함유사료를 급여방법 조절에 의해서 폭염오리 생산기술을 개발하였다. Cherry valley(Anas platyrhynchos) 육용오리 240수를 부화 당일 부화장으로부터 공급받아서 4처리 3반복(반복 펜 5.2 m2 당 20마리; 축산업 허가기준 2013. 3. 3.3 m2 당 13마리)으로 완전임의배치 한 후 42일 간 사육하였다.
2-2. 고온 스트레스 저감 오리사료 베타인 적정첨가 오리사료 급여방법 도출을 위한 실험사료 및 사양관리
처리군은 다음과 같다. T1(폭염 대조군, 관행사료 무제한 급여), T2(베타인 800 ppm 사료 무제한 급여), T3(베타인 800 ppm, 오전 05:00-10:00, 5시간, 오후 17:00-20:00, 3시 간 구분 사료급여), T4(베타인 800 ppm, 야간 17:00-10:00 사료 무제한 급여)로 구분하였다. 실험사료는 한국 오리 사양표준에 기초한 옥수수, 대두박 위주의 오리 후기사료 내 서로 다른 수준의 베타인 800 ppm을 혼합해서 실험사료를 제조하였다. 오리 전기(1-21일) 동안에는 표준환경(22-26℃)에서 24시간 연속조명과 함께 일반음수 및 오리 전기사료를 자유롭게 섭취토록 하였다. 오리후기(22-42일) 동안에는 폭염부여와 함께 실험사료를 급여하였다. 폭염조건으로써 22일째부터 42일 출하 시까지 폭염을 부여(11:00-17:00, 33-43℃, 상대습도 70%, 일반음수를 공급해준 T1을 제외한 모든 처리구는 12℃ 시원한 음수 공급)한 다음 17:00-20:00는 24-26℃를 유지하였으며 전체 기간 동안 모든 처리구는 연속조명을 실시하였다.
<실험예 2> 고온 스트레스 저감 오리사료 베타인 적정첨가 오리사료 급여방법 도출 실험
본원발명의 실험예 2의 실험에서 사양성적(사료섭취량, 체중, 사료요구율, 희생율), 혈액성상(automated blood cell counter, Forcyte, Oxford Science, USA), 전해질(VetScan i-STAT 1 Handheld Analyzer, Abaxis, USA), 혈액가스(RAPIDChem 744/754 Blood Gas Analyzers, Simens, USA), 혈액지질(commercial enzyme kit, Asan Pharm, Co. Ltd, Korea), 면역기관 무게, 혈액 면역물질(ELISA kit), Corticosterone (EIA kit), 맹장 의 휘발성지방산(Volatile fatty acid)과 미생물 변화, 소장(십이지장)의 조직병리학적 검사(Hematoxylin& Eosin, H & E 염색 후 광학현미경 Olympus, BX 41, Japan) 및 스트레스 관련 유전자의 생체발현(RT-PCR)를 측정하여 베타인을 함유하는 실험사료 및 급여방법 조절에 따른 생산성 향상에 관한 작용기작을 규명하고자 하였다.
2-1. 실험동물의 사양성적
폭염 조건 하에서 사육한 오리의 사양성적은 표 6과 같다. 42일령 출하 시 증체량과 사료섭취량은 T3>T2=T4>T1 순서로써 베타인 첨가구가 대조군에 비해서 861 g 유의하게 증가하였고(p<0.05), 사료요구율은 T1이 T2, T3, T4에 비해서 유의하게 높았으나(p<0.05) T2, T3, T4 사이의 유의차는 없었다.
이러한 결과로 폭염 조건 하에서 사육한 오리에게 12℃ 시원한 음수공급과 함께 베타인 800 ppm 사료를 오전(05:00-10:00), 오후(17:00-20:00)로 구분하여 급여해 줌으로써 폭염오리의 생산성을 향상시킬 수 있음을 확인하였다.
| Groups | ||||
| T1 | T2 | T3 | T4 | |
| Body weight (g) | ||||
| Initial | 48.47±0.28 | 48.55±0.32 | 48.67±0.29 | 48.75±0.33 |
| 21 days | 1378±12.22 | 1372±13.27 | 1368±12.12 | 1374±13.44 |
| 42 days | 2641±37.6c | 3435±32.8b | 3502±29.5a | 3408±33.4b |
| Feed intakes (g) | ||||
| 1-21 days | 1872±17.30 | 1865±19.50 | 1888±15.68 | 1872±14.58 |
| 22-42 days | 5376±21.22c | 6529±17.81ab | 6618±17.09a | 6474±15.19b |
| FCR | ||||
| 1-21 days | 1.36±0.001b | 1.36±0.01b | 1.38±0.005a | 1.36±0.005b |
| 1-42 days | 2.04±0.005a | 1.90±0.001b | 1.89±0.001b | 1.90±0.002b |
FCR: feed conversion rate. Mean valuesSD. a,b,c(p<0.05).
2-2. 실험동물의 혈액 면역물질 및 스트레스호르몬 변화 측정
폭염 조건 하에서 사육한 오리의 혈액 면역물질, 스트레스호르몬의 변화는 표 6과 같다. 혈액 면역물질 T1이 가장 낮았으며 베타인 사료를 급여하는 시기별 유의차가 인정되었다(p<0.05). 그러나 혈액 스트레스 호르몬, 코르티코스테론은 그 반대의 결과를 보였다(p<0.05). IgG, IgA, IgM은 베타인 사료의 시기별 급여군에서 대조군과 비교할 때 각각 268.6, 244.1, 202.3% 증가하였으나 코르티코스테론은 69.46% 감소하였다. 베타인 사료 급여시기군에서 IgG, IgA, IgM이 증가한 점은 Lactobacillus 증가에 의한 면역능력의 자극으로 볼 수 있으며 대조군에서 IgG, IgA, IgM이 감소한 점은 폭염에 의해서 체액성면역 능력이 억압되었음을 의미한다(표 7 및 도 2 참조). Lactobacillus sp.는 유익한 균으로써 널리 알려져 있으며 이러한 균들은 소장으로부터 유입된 미분해 영양소를 발효시켜 에너지 공급, 지질대사 개선 및 면역능력을 자극하는 것으로 알려졌다(S. O. Park., B. S. Park.2009. Effect of dietary inuloprebiotics on performance, serum immunoglobulin and caecal microflora in broiler chickens. Kor. J. Organic Agric. 17: 539-555; P. D. Schley., C. J. Field. 2002. The immune-enhancing effects of dietary fibres and prebiotics. Br. J. Nutr. 87: S221-S230). 면역단백질은 골수의 B-cell에서 만들어지며 체액성면역의 지표가 되는 IgG는 혈액 중 90% 이상을 차지한다. 가금에서 IgG, IgA, IgM은 포유동물의 면역단백질과 생물학적 특성이 비슷하다(D. A. Higgins. 1975. Physical and chemical properties of fowl immunoglobulins. The Vet. Bull. 45: 139-154). 동물에서 흉선, 비장은 항체생산을 위한 중요한 기관이며 특히 조류의 면역기관은 F낭이 포함된다. 이러한 조류의 면역기관은 IgM을 IgG로 전환시키거나 IgA의 작용을 활성화 시키는데 필수적이다(J. Bienenstock, J. Gauldie, and D. Y. E. Perey. 1973. Synthesis of IgG, IgA, IgM by chicken tissues: Immunofluorescent and 14C amino acid incorporation studies. The J. Immun. 111: 1112-1118). 따라서 높아진 혈액 IgG, IgA, IgM 농도에 기인한 스트레스 호르몬, coticosterone의 감소 역시 폭염 하에서 발견된 림프기관의 회귀결과일 것으로 볼 수 있다. 면역기관의 발육은 면역체계 기능성의 기초가 되며 F낭은 B-림프구의 발달 및 기능적인 성숙연구에 사용된다(B. Tizard. 2002. The avian antibody response, Seminarsin Avian and Exotic Pet Medicine. 11: 2-14; Y. W. Wang, C. J. Field, and J. S. Sim. 2000. Dietary polyunsaturated fatty acids alter lymphocyte subset proportion and proliferation, serum immunoglobulin G concentration, and immune tissue development in chicks. Poult. Sci. 79: 1742-1748).
| Groups (μg/mL) | ||||
| T1 | T2 | T3 | T4 | |
| IgG | 125.4±7.55c | 301.2±8.15b | 336.8±10.22a | 317.5±7.11b |
| IgA | 51.25±5.17c | 91.70±6.72b | 125.1±6.01a | 101.36±5.28b |
| IgM | 58.14±2.12d | 92.55±3.21c | 101.2±5.24b | 117.6±5.21a |
| Corticosterone | 157.4±5.03a | 67.25±3.25b | 48.07±2.31d | 54.39±1.72c |
Mean valuesSD. a,b,c,d(p<0.05).
2-3. 실험동물의 면역기관 무게
42일 출하 시에 조사한 폭염 조건하에서 사육한 오리의 기관무게 변화는 표 8과 같다. 면역기관인 비장, F낭, 그리고 간, 근위의 무게는 베타인 800 ppm 사료 및 12℃의 시원한 음수와 함께 사료급여 시기를 서로 다르게 조절한 처리군(T2, T3, T4)이 관행급여 대조군(T1)과 비교할 때 각각 139.40, 193.59, 156.26, 114.5% 높았으며 각 처리군 사이의 통계적인 유의차가 인정되었다(p<0.05).
| Groups (g/100 g BW) | ||||
| T1 | T2 | T3 | T4 | |
| Spleen | 0.61±0.01c | 0.72±0.01b | 0.77±0.01a | 0.58±0.01d |
| Bursa of Fabricius |
1.17±0.02c | 1.27±0.02b | 1.40±0.02a | 1.05±0.03d |
| Liver | 25.06±0.09d | 25.78±0.12c | 32.67±0.28a | 28.14±0.27b |
| Gizzard | 27.09±0.10a | 27.26±0.20a | 25.73±0.24b | 24.52±0.25c |
Mean valuesSD. a,b,c,d(P<0.05).
2-4. 실험동물의 열 스트레스 관련 생체 유전자 발현
폭염 조건하에서 사육한 오리의 열 스트레스 관련 생체 유전자(heat shock proteins; HSP-90-α, HSP-70, HSP-60, HSP-40 mRNA) 발현을 조사한 결과는 도 2와 같다. HSP-90-α, HSP-70, HSP-60, HSP-40 mRNA 유전자 발현은 관행급여 대조군(T1)과 비교할 때 12℃의 시원한 음수와 함께 베타인 800 ppm 사료의 급여 시기를 서로 다르게 조절한 처리군(T2, T3, T4)에서 유의하게 낮았다(p<0.05). HSP는 환경적 스트레스, 특히 열 스트레스에 반응하여 합성되는 특이단백질 들이며 열 스트레스 정도가 높아지면 HSP의 발현율이 증가하기 때문에 상대적으로 양계의 스트레스 정도를 가늠할 수 있는 척도이다. Soleimani 등(2011)은 열 스트레스에 있어 HSP70이 강력한 스트레스 표지임을 보고하였다(Gu, X. H., Y. Hao and X. L. Wang. 2012. Over expression of heat shock protein 70 and its relationship to intestine under acute heat stress in broilers: 2. Intestinal oxidative stress. Poult. Sci. 91: 790?799; Soleimani AF, Zulkifli I, Omar AR, Raha AR. 2011. Physiolo-gical responses of 3 chicken breeds to acute heat stress. Poult. Sci. 90: 1435-1440; Yegenoglu, E. D. and G. B. Igen. 2009. Effects of thermal conditioning treatments on brain HSP70 level in broilers under heat stress. WPSA. 7:139-142; Yu J. and E. Bao. 2008. Effect of acute heat stress on heat shock protein 70 and its corresponding mRNA expression in the heat, liver, kidney of broilers. Asian-Aust. J. Anim. Sci. 21: 1116-1126; Zulkifli I, Norma MTC, Israf DA, Omar AR. 2002. The effect of early-age food restriction on heat shock protein 70 response in heat stressed female broiler chickens. Br. Poult. Sci. 43: 141-145).
따라서, 상기 실험예 2의 결과는 고온 스트레스에 노출된 오리에게 베타인 800 ppm 함유사료를 시원한 음수(12℃)와 함께 오전(05:00-10:00), 오후(17:00-20:00)로 구분하여 급여해줌으로써 면역기관 무게증가, 혈액 면역물질 증가, 스트레스 호르몬 감소, 맹장 미생물 균총 유지, 짧은 사슬지방산 증가 및 폭염 스트레스 관련한 생체 유전자 발현 조절기작에 의한 오리의 생산성을 향상시킨다는 사실을 확인하였다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
Claims (8)
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- 삭제
- 삭제
- 부화된 오리를 부화일로부터 21일까지 전기용 관행사료를 배합하여 급여하는 단계; 및
21일이 경과한 시점부터 후기용 관행사료에 베타인을 추가로 배합한 오리용 폭염 저항성 배합사료를 급여하는 단계를 포함하며,
상기 베타인은 800ppm 인 것을 특징으로 하고,
30℃를 넘는 고온의 환경에서는 급여시간 조절 및 냉각수를 제공하는 것을 특징으로 하며,
상기 오리용 폭염 저항성 배합사료의 급여는 5시부터 10시까지 5시간 동안 첫 번째 급여하고, 17시부터 20시까지 3시간 동안 두 번째 급여하는 것을 특징으로 하고,
상기 오리용 폭염 저항성 배합사료의 급여는 오리의 혈액 면역물질을 증가시키고 스트레스 호르몬은 감소시키는 것을 특징으로 하는 열 스트레스를 감소시키는 오리 사육방법. - 삭제
- 삭제
- 제 4 항에 있어서,
상기 냉각수는 9 내지 14℃ 온도의 냉각수인 것을 특징으로 하는 방법.
- 삭제
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| Brazilian Journal of Poultry Science, 2013. Apr-Jun, 15권, 2호, 105-112면 |
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