KR102082427B1 - 반추동물의 사료전환효율 증진용 저단백 사료 조성물 - Google Patents

반추동물의 사료전환효율 증진용 저단백 사료 조성물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 반추동물의 사료전환효율 증진용 저단백 사료 조성물에 대한 것으로, 탄수화물 공급원; 대두박을 포함하는 단백질 공급원; 지방 공급원; 및 효소로서 베타 만난아제(β-mannanase);를 포함하여 이루어지고, 상기 베타 만난아제 0.1 중량부에 대하여 상기 대두박은 4.0 내지 7.0 중량부 범위 내로 포함되는 것을 특징으로 하여, 종래보다 단백질 함량이 낮은 저단백 사료 조성물에 있어서, 대두박과 베타 만난아제(β-mannanase)의 혼합 비율을 최적화함으로써, 대두박 사용량을 줄여서 경제성이 우수하면서도, 사료전환효율(FCE : Feed Conversion Efficinecy)을 높일 수 있는 효과가 있다.

Description

반추동물의 사료전환효율 증진용 저단백 사료 조성물{A low-protein feed composition for improved feed conversion efficinecy of ruminant}
본 발명은 사료 조성물에 대한 것으로, 특히 반추동물의 사료전환효율 증진용 저단백 사료 조성물에 대한 것이다.
인류의 역사를 통해 가축은 고기, 우유, 계란 등의 축산물을 제공하며 불가분의 관계를 형성하고 있다. 특히 가축들은 저질의 식물성 사료원료를 섭취하여 우리에게 단백질원을 공급해 주고 있다는 측면에서 볼 때 그 의미가 더 깊다고 볼 수 있다. 따라서 가축의 생산성을 높이려는 시도는 꾸준히 이루어져 왔고 첨단 기술을 통해서 비약적인 발전을 보이고 있다.
농림축산식품부에 의하면 축산물 생산 비용의 50% 이상이 사료비에 기인한다고 한다. 따라서 사료비 절감이 축산경영에서 큰 과제임은 말할 나위가 없다. 만난이 다량 함유된 사료 (팜박, 코프라박, 대두피 등)의 경우 농식품 부산물과 더불어 사료비를 절감하고 반추동물에서 단백질 원료로서 큰 기여를 하고 있다. 단위동물과는 다르게 반추동물에서는 반추위에 존재하는 섬유소 분해 박테리아들이 베타-만난을 분해 할 수 있다. 그러나 만난함량이 높은 사료들의 항영양인자, 즉 낮은 소화율, 낮은 에너지함량, 기호성 문제 등으로 인하여 사료섭취량이 저하되어 그 사용량에 한계가 있다.
한편, 효소분야는 그 중에 최근 20여 년간 가장 각광 받는 분야 중에 하나라 할 수 있으며 효소를 이용한 저질사료의 소화율개선 및 항영양인자(ANF)의 제거가 효소제 사용의 주 목적이라 할 수 있다. 이러한 효소제의 축산에서의 접목은 현재 가장 많이 사용되고 있는 phytase, xylanase, β-glucanase 에서 알 수 있듯이 사료내 항영양인자를 제거하고 소화율을 개선하는데 큰 도움을 주고 있다.
하지만 반추동물의 경우 반추위내 미생물들이 대부분의 효소를 생산하기 때문에 사료내 효소제 첨가는 별 주목을 받지 못하고 있는 실정이다. 현재 미미하나마 반추동물에서 이용되고 있는 효소들은 거의가 섬유소분해를 도울 목적으로 만들어진 것이다. 하지만 반추위 특성상 그 안에서 이루어지는 미생물간의 상호작용, 공생작용, 분비물에 의한 연쇄반응 등등으로 인해 외부 효소제의 첨가는 사실상 많은 한계에 봉착해 있다고 해도 과언이 아니다.
이와 관련하여, 본 발명자들은 대한민국 공개특허 제10-2016-0061539호(발명의 명칭 : 베타 만난아제 함유 반추동물용 사료효소제)에서, 12주령 이상의 반추위가 발달한 반추동물 성축용 사료에 배합되거나 반추동물 성축에 직접 투여되고, 베타 만난아제(β-mannanase)를 포함하는 조성물인, 반추동물용 사료효소제를 제시하였다. 이를 통하여, 베타 만난아제의 첨가가 반추동물에서 성장율, 사료효율, 질소이용율을 향상시킴으로써 반추동물 생육시 사료 효율과 원료 이용성을 개선시키고 대두박, 팜박, 야자박, 주정박 등 저가 원료를 사용할 수 있으므로 경제성을 향상시킬 수 있다는 것을 제시하였다.
그러나, 상기한 대한민국 공개특허 제10-2016-0061539호에는, 대두박과 같이 경제성에 영향을 많이 미치는 성분을 어느 정도까지 사용할 수 있는지에 대해서는 기재되어 있지 않고, 비유량과 우유 성분에는 영향을 미치지 않으면서 사료전환효율을 높일 수 있는 베타 만나아제와 대두박 등과 같은 단백질 공급원의 혼합비율에 대해서는 여전히 알 수가 없었다.
대한민국 공개특허 제10-2016-0061539호(공개일 : 2016.06.01)
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 종래보다 단백질 함량이 낮은 저단백 사료 조성물에 있어서, 경제성이 우수하면서도, 사료전환효율(FCE : Feed Conversion Efficinecy)을 높이는 것이 목적이다.
또한, 본 발명은 사료 내 단백질 공급원 중 경제성에 가장 영향을 많이 미치는 대두박 함량을 줄여서 조단백질(CP : Crude Protein) 함량이 낮더라도, 사료전환효율(FCE)은 높이고, 비유량과 우유 성분에는 영향을 미치지 않으면서, 요소태질량(MUN)과 체세포수는 낮출 수 있는 사료 조성물을 제공하기 위한 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 옥수수 사일리지(Corn silage), 증압후레이크(Steam-flaked corn), 및 납작보리쌀(Rolled barley)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 탄수화물 공급원; 대두박(Soybean meal)을 포함하며, 알팔파 건초(Alfalfa hay), 주정박(Distillers grain), 및 콩껍질(Soybean hulls)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 더 포함하는 단백질 공급원; 목화씨(Cotton seed)로 이루어진 지방 공급원; 및 효소로서 베타 만난아제(β-mannanase);를 포함하여 이루어지고, 상기 베타 만난아제 0.1 중량부에 대하여 상기 대두박은 4.0 내지 7.0 중량부 범위 내로 포함되는, 반추동물의 사료전환효율(FCE : Feed Conversion Efficinecy) 증진용 저단백 사료 조성물이다.
그리고, 본 발명에 따른 사료 조성물에서, 조단백질(CP : Crude Protein)은 14.5 내지 15.0 중량% 범위 내로 포함된 것이 가능하다.
또한, 일 예로서, 상기 베타 만난아제 0.1 중량부에 대하여 상기 대두박은 5.0 내지 5.5 중량부 범위 내로 포함된 것일 수 있다.
또한, 일 예로서, 상기 탄수화물 공급원은 옥수수 사일리지(Corn silage) 25.0 내지 26.0 중량부, 증압후레이크(Steam-flaked corn) 11.0 내지 12.0 중량부, 및 납작보리쌀(Rolled barley) 7.0 내지 8.0 중량부가 포함되어 이루어진 것이 가능하다.
또한, 일 예로서, 상기 단백질 공급원은 대두박(Soybean meal) 4.0 내지 7.0 중량부, 알팔파 건초(Alfalfa hay) 26.0 내지 27.0 중량부, 주정박(Distillers grain) 5.0 내지 6.0 중량부, 및 콩껍질(Soybean hulls) 11.0 내지 12.0 중량부가 포함되어 이루어진 것일 수 있다.
또한, 일 예로서, 상기 지방 공급원은 목화씨(Cotton seed) 6.0 내지 7.0 중량부가 포함되어 이루어진 것이 가능하다.
또한, 일 예로서, 본 발명은 미네랄믹스(Mineral mix), 탄산칼슘(Calcium carbonate), 및 소금(Salt (NaCl))으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 더 포함하는 것일 수 있다.
또한, 일 예로서, 상기 미네랄믹스(Mineral mix) 1.0 내지 2.0 중량부, 탄산칼슘(Calcium carbonate) 0.1 내지 0.2 중량부, 및 소금(Salt (NaCl)) 0.1 내지 0.2 중량부를 더 포함하는 것이 가능하다.
또한, 일 예로서, 본 발명은 효소로서 베타 만난아제(β-mannanase)를 포함하지 않는 사료 조성물과 비교하여, 사료전환효율은 증가시키고, 요소태질량(MUN)과 체세포수는 낮추는 것일 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 반추동물의 사료전환효율(FCE : Feed Conversion Efficinecy) 증진용 저단백 사료 조성물은, 옥수수 사일리지(Corn silage) 25.0 내지 26.0 중량부, 증압후레이크(Steam-flaked corn) 11.0 내지 12.0 중량부, 및 납작보리쌀(Rolled barley) 7.0 내지 8.0 중량부가 포함되어 이루어진 탄수화물 공급원; 대두박(Soybean meal) 4.0 내지 7.0 중량부, 알팔파 건초(Alfalfa hay) 26.0 내지 27.0 중량부, 주정박(Distillers grain) 5.0 내지 6.0 중량부, 및 콩껍질(Soybean hulls) 11.0 내지 12.0 중량부가 포함되어 이루어진 단백질 공급원; 목화씨(Cotton seed) 6.0 내지 7.0 중량부가 포함되어 이루어진 지방 공급원; 및 효소로서 베타 만난아제(β-mannanase) 0.1 중량부;를 포함하여 이루어진 것이 바람직하다.
또한, 미네랄믹스(Mineral mix) 1.0 내지 2.0 중량부, 탄산칼슘(Calcium carbonate) 0.1 내지 0.2 중량부, 및 소금(Salt (NaCl)) 0.1 내지 0.2 중량부를 더 포함하여 이루어진 것일 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 반추동물의 사료전환효율 증진용 저단백 사료 조성물은, 옥수수 사일리지(Corn silage) 25.65 중량부, 증압후레이크(Steam-flaked corn) 11.3 중량부, 및 납작보리쌀(Rolled barley) 7.21 중량부가 포함되어 이루어진 탄수화물 공급원; 대두박(Soybean meal) 5.21 중량부, 알팔파 건초(Alfalfa hay) 26.2 중량부, 주정박(Distillers grain) 5.01 중량부, 및 콩껍질(Soybean hulls) 11.43 중량부가 포함되어 이루어진 단백질 공급원; 목화씨(Cotton seed) 6.55 중량부가 포함되어 이루어진 지방 공급원; 효소로서 베타 만난아제(β-mannanase) 0.1 중량부; 미네랄믹스(Mineral mix) 1.09 중량부; 탄산칼슘(Calcium carbonate) 0.16 중량부; 및 소금(Salt (NaCl)) 0.19 중량부를 포함하여 이루어진 것이 더욱 바람직하다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
이러한 본 발명은 종래보다 단백질 함량이 낮은 저단백 사료 조성물에 있어서, 대두박과 베타 만난아제(β-mannanase)의 혼합 비율을 최적화함으로써, 대두박 사용량을 줄여서 경제성이 우수하면서도, 사료전환효율(FCE : Feed Conversion Efficinecy)을 높일 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 사료 내 단백질 공급원 중 경제성에 가장 영향을 많이 미치는 대두박 함량을 줄여서 조단백질(CP : Crude Protein) 함량이 낮더라도, 사료전환효율(FCE)은 높이고, 비유량과 우유 성분에는 영향을 미치지 않으면서, 요소태질량(MUN)과 체세포수는 낮출 수 있는 사료 조성물을 제공할 수 있다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 발명은 사료 조성물에 대한 것으로, 특히 반추동물용 사료에 첨가되거나 반추동물에 직접 투여될 수 있는 사료 조성물에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 반추동물의 사료전환효율 증진용 저단백 사료 조성물에 대한 것이다.
본 발명에서 "반추동물"은 복잡하고 많은 방을 갖는 위를 가지는 소, 양, 염소, 낙타, 물소, 사슴, 순록, 카리부(북미산 순록; caribou) 및 엘크를 포함하는 것을 의미한다.
본 발명에 따른 반추동물의 사료전환효율(FCE : Feed Conversion Efficinecy) 증진용 저단백 사료 조성물은, 옥수수 사일리지(Corn silage), 증압후레이크(Steam-flaked corn), 및 납작보리쌀(Rolled barley)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 탄수화물 공급원; 대두박(Soybean meal)을 포함하며, 알팔파 건초(Alfalfa hay), 주정박(Distillers grain), 및 콩껍질(Soybean hulls)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 더 포함하는 단백질 공급원; 목화씨(Cotton seed)로 이루어진 지방 공급원; 및 효소로서 베타 만난아제(β-mannanase);를 포함하여 이루어지고, 상기 베타 만난아제 0.1 중량부에 대하여 상기 대두박은 4.0 내지 7.0 중량부 범위 내로 포함되는 것이다.
본 발명에서 베타 만난아제(β-mannanase)는 소화기관내 점도를 낮추어 각종 영양소의 소화율이 증진되고, 항영양인자인 만난이 보여주는 면역체계자극을 통한 에너지소실을 일으키고, 인슐린 및 igf-1 분비 방해 등의 부면이 제거될 수 있다. 상기 베타 만난아제는 만난아제를 생산하는 미생물 또는 만난아제 유전자가 형질도입된 형질전환체로부터 얻을 수 있다. 일 예에서, 반추동물의 위에서도 분해되지 않고 효과를 나타낼 수 있는 베타 만난아제가 바람직하고, 씨티씨바이오사의 CTCZYME®제품이 이용될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 상기 베타 만난아제는 엔도 베타 만난아제(endo-β-mannanase)로서 만난아제를 생산하는 미생물 또는 만난아제 유전자가 형질도입된 형질전환체로부터 얻을 수 있다. 예를 들어, a) 한국 등록특허 제10-0390565호에 공개되고, 기탁번호 KCTC 0800BP로 기탁된 바실러스 속 WL-1 (Bacillus sp WL-1) 균주로부터 생산된 만난아제; b) 한국 등록특허 제10-0477456호에 공개되고, 기탁번호 KCTC 10279BP 로 기탁된 바실러스 속 WL-7(Bacillus sp WL-7) 균주로부터 생산된 만난아제; c) 한국 등록특허 제10-0560375호에 공개되고, 바실러스 리체니포미스(Bacillus licheniformis) WL-12 균주의 만난아제 유전자를 도입하여 형질전환된 대장균의 발현에 의해 생산된 만난아제; 및 d) 한국 등록특허 제10-1073987호에 공개되고, 기탁번호 KCTC 11105BP 로 기탁된 아스퍼질러스 오리재로부터 생산된 만난아제; e) 한국 등록특허 제10-1403489호에 공개되고, 기탁번호 KCTC 11302BP로 기탁된 셀룰로시마이크로비움 속 HY-13(Cellulosimicrobium sp HY-13) 균주로부터 생산된 만난아제; 및 f) 상기 a) 내지 e) 중 선택된 만난아제의 혼합물 중에서 선택될 수 있다. 상기 각각의 베타 만난아제가 개시된 한국 등록특허의 내용은 그 전체가 참조로서 본 발명의 내용에 합체된다.
일반적으로, 외인성 효소를 사료 안에 첨가하면 동물들은 사료 내 영양분을 최대한 이용할 수 있기 때문에, 양돈, 양계 그리고 좀 더 범위를 넓혀서 축우에서까지 환경적 부담을 감소시킬 수 있다.
본 발명자들은 표준 사료를 섭취하고 있는 축우와 낮은 조단백질 함량의 사료에 베타 만난아제를 첨가한 사료를 섭취하는 축우에 대하여, 사료전환효율(Feed Conversion Efficiency)과 비유량을 비교 평가함으로써, 베타 만난아제의 효과를 규명하고자 하였다.
우선적으로, 하루에 40.5± 3.6 kg 우유를 생산하는 열두 마리의 중간 수유 단계의 다산 홀스타인 젖소를 세 개의 실험 그룹으로 나누어서 3x3 교차시험 (crossover design) 하였다. 실험 그룹은 다음과 같다: 높은 조단백질을 함유한 완전 혼합 사료 (16.1% 조단백질, 높은 조단백질, HCP), 낮은 조단백질을 함유한 완전 혼합 사료 (14.6% 조단백질, 낮은 조단백질, LCP) 그리고 낮은 조단백질에 0.1% 건물 (DM, dry matter) 베타 만난아제 효소제가 첨가된 혼합사료 (낮은 조단백질 내 효소제가 첨가된 사료, LCPE1).
베타 만난아제의 첨가는 건물섭취량 (DMI, Daily matter intake), 비유량 (milk yield), 유성분 (milk component yield or composition)에는 아무런 영향을 미치지 않았다. LCP (낮은 조단백질 사료) 또는 LCPE1 (낮은 조단백질 사료에 베타 만난아제가 첨가된 사료)를 섭취한 젖소에서 우유속의 요소태질소량 (MUN: milk urea nitrogen)이 현저히 낮았다. 체세포 수의 경우 나머지 두 실험 군 (LCP, HCP)보다 베타 만난아제가 함유된 사료(LCPE1)를 섭취한 젖소에서 수치가 더 낮게 확인되었다. 건물(DM, dry matter), 유기물 (OM, organic matter), 조단백질 (CP, crude protein), 산 세정 섬유 (ADF, acid detergent fiber) 중성 세정 섬유 (NDF, neutral detergent fiber), 탄수화물 (starch), 재 (ash)의 총에너지의 외관전장소화율 (apparent total tract digestibility, ATTD)에는 영향이 없었다. LCPE1 사료를 섭취한 젖소가 HCP 사료를 섭취한 젖소 보다 건물섭취 (13.4% 상승효과, P = 0.003 ) kg 당 사료전환효율 (FCE, Feed Conversion Efficiency)이 190g 더 높았다. LCP 사료를 섭취하는 젖소와 비교해 보았을 때, LCPE1 사료를 섭취한 젖소에서 사료전환효율 (FCE)가 현저히 높은 (P = 0.014) 것이 확인되었다 (건물섭취 kg당 160g, 11.0% 상승). LCPE1 사료를 섭취한 젖소는 HCP 사료를 섭취한 젖소들 보다 유 단백을 합성에 있어서 조단백질을 보다 효율적으로 사용한다(유 단백: 조단백질 섭취 = 0.34 vs. 0.30). 사료 내 조단백질 함량 차이 때문에, 낮은 조단백질을 섭취한 젖소에서 요소 섭취량은 현저히 낮았으며 그러므로 분변 및 소변 내에 빠져나오는 요소의 양도 적었으며 이는 결과적으로 환경에 미치는 영향도 최소화 시켰다. 0.1%의 건물 섭취를 한 젖소에서, 베타 만난아제는 사료전환효율(FCE)을 개선시켰으며 (젖소에서) 비유량, 유성분에는 아무런 영향을 끼치지 않는 대신 체세포 수 및 환경에 배출되는 요소의 배출량은 낮췄다.
이와 같이 본 발명자들은 비유중인 젖소에게 혈전용해효소(베타 만난아제)가 첨가된 사료를 제공했을때, 베타 만난아제가 젖소에게 어떠한 영향을 미치는지 살표보기 위해 실험을 진행한 결과, 단백질 함량이 높은(건조물의 16.1%) 사료(HCP)를 먹은 소보다 단백질 함량이 낮은(건조물의 14.6%) 사료에 베타 만난아제를 첨가한 사료(LCPE1)를 섭취한 소에서 사료전환효율이 더 높았고, 베타 만난아제 첨가는 비유량과 우유의 성분에는 영향을 미치지 않았으며, 체세포 수만 낮췄음을 확인하였다.
이어서, 본 발명자들은 사료 조성물에서 대두박과 같이 경제성에 영향을 많이 미치는 성분을 어느 정도까지 사용할 수 있는지, 그리고 비유량과 우유 성분에는 영향을 미치지 않으면서 사료전환효율(FCE)을 최대로 높일 수 있는 베타 만나아제의 혼합비율을 알기 위하여, 단백질 공급원으로서 대두박(Soybean meal) 함량은 낮추고 주정박(Distillers grain) 함량은 높인 사료(LCPE2)와, 단백질 공급원으로서 대두박(Soybean meal) 함량은 낮추고 탄수화물 공급원인 증압후레이크(Steam-flaked corn) 함량은 높인 사료(LCPE3)에 대해서도 추가 실험을 진행하였다.
그 결과, 단백질 함량이 낮은(건조물의 14.6%) 사료에 베타 만난아제를 첨가한 사료(LCPE1)와 비교하여, 주정박(Distillers grain) 함량을 높인 사료(LCPE2)의 경우 사료전환율이 소폭 증가하는데 그쳤고, 비유량도 줄어드는 단점이 있었다. 또한, 증압후레이크(Steam-flaked corn) 함량을 높인 사료(LCPE3)의 경우 조단백질(CP) 함량이 크게 낮아졌고, 비유량도 줄어들었으며, 우유 성분에서도 큰 변화가 생기는 단점이 있었다.
이에 따라, 본 발명에 따른 반추동물의 사료전환효율(FCE : Feed Conversion Efficinecy) 증진용 저단백 사료 조성물은, 옥수수 사일리지(Corn silage), 증압후레이크(Steam-flaked corn), 및 납작보리쌀(Rolled barley)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 탄수화물 공급원; 대두박(Soybean meal)을 포함하며, 알팔파 건초(Alfalfa hay), 주정박(Distillers grain), 및 콩껍질(Soybean hulls)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 더 포함하는 단백질 공급원; 목화씨(Cotton seed)로 이루어진 지방 공급원; 및 효소로서 베타 만난아제(β-mannanase);를 포함하여 이루어지고, 상기 베타 만난아제 0.1 중량부에 대하여 상기 대두박은 4.0 내지 7.0 중량부 범위 내로 포함되는 것이다.
일 예로서, 상기 베타 만난아제 0.1 중량부에 대하여 상기 대두박은 5.0 내지 5.5 중량부 범위 내로 포함된 것이 더욱 바람직하다. 만약, 대두박이 상기 범위 미만으로 포함되면 조단백질(CP) 함량이 크게 낮아지고, 비유량도 줄어들며, 우유 성분에서도 큰 변화가 생기는 단점이 있다. 또한, 대두박이 상기 범위를 초과하여 포함되면 경제성이 떨어지는 단점이 있다.
그리고, 본 발명에 따른 사료 조성물에서, 조단백질(CP : Crude Protein)은 14.5 내지 15.0 중량% 범위 내로 포함된 것이 가능하다. 즉, 본 발명에 따른 사료 조성물은 단백질 공급원의 함량을 최대로 낮추어서 조단백질 함량이 상대적으로 낮은 저단백 사료 조성물에서, 베타 만나아제에 의한 효소의 효과를 최대로 가지는 것을 특징으로 한다.
이러한 본 발명은 종래보다 단백질 함량이 낮은 저단백 사료 조성물에 있어서, 대두박과 베타 만난아제(β-mannanase)의 혼합 비율을 최적화함으로써, 대두박 사용량을 줄여서 경제성이 우수하면서도, 사료전환효율(FCE : Feed Conversion Efficinecy)을 높일 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 사료 내 단백질 공급원 중 경제성에 가장 영향을 많이 미치는 대두박 함량을 줄여서 조단백질(CP : Crude Protein) 함량이 낮더라도, 사료전환효율(FCE)은 높이고, 비유량과 우유 성분에는 영향을 미치지 않으면서, 요소태질량(MUN)과 체세포수는 낮출 수 있는 사료 조성물을 제공할 수 있다. 그래서, 본 발명은 효소로서 베타 만난아제(β-mannanase)를 포함하지 않는 사료 조성물과 비교하여, 사료전환효율은 증가시키고, 요소태질량(MUN)과 체세포수는 낮추는 것일 수 있다. 이러한 본 발명은 HCP 사료보다 LCPE1 사료 사용시 소 한 마리 당 $1.03을 절약할 수 있는 효과를 가진다.
본 발명의 실험예에 따르면, 일 예로서, 상기 탄수화물 공급원은 옥수수 사일리지(Corn silage) 25.0 내지 26.0 중량부, 증압후레이크(Steam-flaked corn) 11.0 내지 12.0 중량부, 및 납작보리쌀(Rolled barley) 7.0 내지 8.0 중량부가 포함되어 이루어진 것이 가능하다. 증압후레이크(Steam-flaked corn)와 같은 탄수화물 공급원의 함량이 높아지면, 조단백질(CP) 함량이 크게 낮아지고, 비유량도 줄어들며, 우유 성분에서도 큰 변화가 생기는 단점이 있다.
또한, 일 예로서, 상기 단백질 공급원은 대두박(Soybean meal) 4.0 내지 7.0 중량부, 알팔파 건초(Alfalfa hay) 26.0 내지 27.0 중량부, 주정박(Distillers grain) 5.0 내지 6.0 중량부, 및 콩껍질(Soybean hulls) 11.0 내지 12.0 중량부가 포함되어 이루어진 것일 수 있다. 대두박이 아닌 주정박 함량이 높아지는 경우, 사료전환율의 증가폭이 크지 않고, 비유량도 줄어드는 단점이 있다.
또한, 일 예로서, 상기 지방 공급원은 목화씨(Cotton seed) 6.0 내지 7.0 중량부가 포함되어 이루어진 것이 가능하다.
이와 함께, 본 발명에 따른 사료 조성물은 미네랄믹스(Mineral mix), 탄산칼슘(Calcium carbonate), 및 소금(Salt (NaCl))으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 더 포함하는 것일 수 있다.
또한, 일 예로서, 상기 미네랄믹스(Mineral mix) 1.0 내지 2.0 중량부, 탄산칼슘(Calcium carbonate) 0.1 내지 0.2 중량부, 및 소금(Salt (NaCl)) 0.1 내지 0.2 중량부를 더 포함하는 것이 가능하다.
상기 미네랄믹스는 반추동물에게 필요한 미네랄을 사료의 배합 시 원료들과 혼합이 용이하게 미리 제조한 혼합물을 의미한다. 미네랄은 반추동물의 체내에서 골격을 형성하고 또 대사과정 중에서 중요한 영양소로서 이용될 수 있다. 미네랄은 가축의 체내에 분포되어있는 정도에 따라 그 요구량이 달라질 수 있는데, 보통 Ca, P, Na, Cl, K, Mg의 요구량은 많으며, Fe, Zn, I, Se, Mn, Cu 등의 요구량은 미량으로 알려져 있는데 반추동물 사료에 있어서 K, Mg, Mn, S 등은 사료 속에 충분히 함유되어 부족 되지 않으나 그 외의 미네랄은 사료에 첨가 급여하여 주어야 한다. 본 발명에서, 미네랄믹스는 시판되는 제품을 사용할 수 있으며 각 미네랄들의 적정 혼합 비율은 당업계에 알려져 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 미네랄믹스는 1.0 내지 2.0 중량부 범위 내로 포함되는 것이 바람직하다.
상기 소금은 반추동물 사료 조성물의 나트륨(Na) 및 염소(Cl) 공급원으로서 사용된다. 나트륨과 염소는 각각 체내에서 세포외 주요 양이온과 음이온이다. 염소는 소화액의 주요 음이온이다. 소금은 옥수수 및 대두박 위주의 사료에서 반추동물의 나트륨 및 칼륨 요구량을 충족시킬 수 있다. 나트륨이나 염소가 결핍되면 반추동물의 성장이 둔화되고, 사료효율이 낮아질 수 있다. 본 발명에서, 소금은 바람직하기로 0.1 내지 0.2 중량부의 양으로 포함될 수 있다.
이외에, 본 발명에 따른 사료 조성물은 비타민 프리믹스; 인산칼슘, 석회석, 및 탈불인광석으로부터 선택되는 1종 이상의 광물질 공급원; 당밀; 및 아미노산으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 추가로 포함할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 반추동물의 사료전환효율(FCE : Feed Conversion Efficinecy) 증진용 저단백 사료 조성물은, 옥수수 사일리지(Corn silage) 25.0 내지 26.0 중량부, 증압후레이크(Steam-flaked corn) 11.0 내지 12.0 중량부, 및 납작보리쌀(Rolled barley) 7.0 내지 8.0 중량부가 포함되어 이루어진 탄수화물 공급원; 대두박(Soybean meal) 4.0 내지 7.0 중량부, 알팔파 건초(Alfalfa hay) 26.0 내지 27.0 중량부, 주정박(Distillers grain) 5.0 내지 6.0 중량부, 및 콩껍질(Soybean hulls) 11.0 내지 12.0 중량부가 포함되어 이루어진 단백질 공급원; 목화씨(Cotton seed) 6.0 내지 7.0 중량부가 포함되어 이루어진 지방 공급원; 및 효소로서 베타 만난아제(β-mannanase) 0.1 중량부;를 포함하여 이루어진 것이 바람직하다.
또한, 미네랄믹스(Mineral mix) 1.0 내지 2.0 중량부, 탄산칼슘(Calcium carbonate) 0.1 내지 0.2 중량부, 및 소금(Salt (NaCl)) 0.1 내지 0.2 중량부를 더 포함하여 이루어진 것일 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 반추동물의 사료전환효율 증진용 저단백 사료 조성물은, 옥수수 사일리지(Corn silage) 25.65 중량부, 증압후레이크(Steam-flaked corn) 11.3 중량부, 및 납작보리쌀(Rolled barley) 7.21 중량부가 포함되어 이루어진 탄수화물 공급원; 대두박(Soybean meal) 5.21 중량부, 알팔파 건초(Alfalfa hay) 26.2 중량부, 주정박(Distillers grain) 5.01 중량부, 및 콩껍질(Soybean hulls) 11.43 중량부가 포함되어 이루어진 단백질 공급원; 목화씨(Cotton seed) 6.55 중량부가 포함되어 이루어진 지방 공급원; 효소로서 베타 만난아제(β-mannanase) 0.1 중량부; 미네랄믹스(Mineral mix) 1.09 중량부; 탄산칼슘(Calcium carbonate) 0.16 중량부; 및 소금(Salt (NaCl)) 0.19 중량부를 포함하여 이루어진 것이 더욱 바람직하다.
아래 본 발명의 실시예 및 실험예에 의하면, 베타 만난아제를 옥수수사일리지 (옥수수의 줄기와 잎을 원료로 사일로에 저장된 가축사료)와 알파파에 첨가한 결과, 중간 수유 단계의 다산 홀스타인 젖소가 생산한 우유 유량의 생산량은 증가한 동시 체세포의 수는 감소하였다. 사료내 조사료 비율을 최대로 낮추는 것보다 베타 만난아제 첨가 하였을 때 사료내 사료전환효율 (FCE, Feed Conversion Efficiency) 값이 더 향상되었다. 베타 만난아제를 0.1% 건물에 넣었을 때, 유량 및 우유 성분에는 큰 영향을 미치지는 못했지만 우유 요소내 질소양은 질소 섭취 감소로 인해 현저히 감소하였다. DM, OM, CP, ADF, NDF, 녹말 (starch) 분 (ash)의 소화율 (apparent total tract digestibility)에는 아무런 변화가 없었다. 낮은 조단백질 사료를 섭취한 소는 질소 섭취량이 줄었기 때문에 분변 및 요소 내 발견된 질소의 양도 감소하였다. 요소는 환경내 배출되면 암모니아나 이산화질소로 전환될 수 있는 확률이 높기 때문에 요소 내 질소가 감소하면 이는 환경 뿐만 아니라 (소) 건강에도 도움이 된다. 사료내 조단백질 비율이 더 줄어든다면 제1위가 아미노산에 의해 보호받는 가능성도 생각해볼 수 있다. 그러므로, 우리는 얼만큼 더 적은 양의 조단백질을 소에게 줘도 소의 유량이나 소 건강에는 영향을 안 미치는지 더 연구할 필요가 있다. 우리의 실험 연구를 통해서 우리가 발견한 것은 사료내 조단백질 비율을 좀 낮춰도, 사료전환효율 (FCE, Feed Conversion Efficiency)이 개선될 수 있으며, 유량과는 별개로 체세포 수는 감소할 수 있다는 사실이다. 사료내 조사료 비율을 낮추고 베타 만난아제를 대신 넣는다면 소 한 마리당 1.03불의 이윤을 남길 수 있다는 것이다.
본 발명은 하기의 실시예에 의하여 보다 더 잘 이해 될 수 있으며, 하기의 실시예는 본 발명의 예시 목적을 위한 것이며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 한정되는 보호범위를 제한하고자 하는 것은 아니다.
실시예 1: 실험 동물 및 실험 군
모든 동물 관련 실험들은 UC 데이비스 대학교 내에 위치한 실험동물운영위원회로부터 승인 받았다. 본 연구는 UC 데이비스 대학교 내에 위치한 동물과학 교육 및 연구발전 시설에서 진행하였다. 하루에 40.5± 3.6 kg우유를 생산하는 이십 마리의 중간 수유 단계의 다산 홀스타인 젖소들의 평균 몸무게는 643± 48 kg BW이며, 평균 비유량은 하루에 40.5± 3.6 kg이며, 128± 9.64 건어물(DMI)은 실험 초기에 Calm 울타리로 갖춰진 개방 계유식 축사에 (American Calan, Northwood, NH) 보관하였다. 실험 그룹은 다음과 같았다: 높은 조단백질을 함유한 완전 혼합 사료 (16.1% 조단백질, 높은 조단백질, HCP), 낮은 조단백질을 함유한 완전 혼합 사료 (14.6% 조단백질, 낮은 조단백질, LCP), 낮은 조단백질에 0.1% 건물 (DM, dry matter) 베타 만난아제 효소제가 첨가된 혼합사료 (낮은 조단백질 내 효소제가 첨가된 사료, LCPE1), 단백질 공급원으로서 대두박(Soybean meal) 함량은 낮추고 주정박(Distillers grain) 함량은 높인 사료(LCPE2), 그리고 단백질 공급원으로서 대두박(Soybean meal) 함량은 낮추고 탄수화물 공급원인 증압후레이크(Steam-flaked corn) 함량은 높인 사료(LCPE3).
베타 만난아제 효소 CTCZYME(대한민국 등록특허 10-0477456, 씨티씨바이오)에는 순수 분리된 베타 만난아제가 함유되어 있다. 베타 만난아제는 만난아제 유전자를 코딩하는 Bacillus subtills (WL-7)균을 Escherichia coli 내로 삽입한 후, 복제 반복을 통해 생성하였다(대장균의 발현에 의해 생산된 만난아제). 만난아제 유전자는 폴리펩티드를 구성하는 362 아미노산을 코딩하며, 이 구성체는 GH family 26 분류 체 내에 속하여 있는 만난아제와 동일하다. 효소 반응은 pH 4.0 그리고 30oC 환경에서 800,000 U/kg로 수행하였다.
실험에 사용된 사료의 구성 성분 및 화학물 요소는 하기 표1 및 표 2에 기재하였다.
처음에는 콩사일지에 효소를 손으로 섞어서 동물한테 주었으며, 그 다음에 이미 1차로 섞인 콩사일리지를 나머지 사료와 섞었다. 매 실험의 실험주기는 18일이였으며, 14일은 프리스톨 헛간에서 적응하는 기간이었으며, 하루는 신진대사 변화에 적응하는 기간이었고, 남은 3일 동안에는 각 소의 소변과 분변을 채취하였다. 신진대사 스톨(metabolic stall)은 먹이, 음수 컵, 그리고 고무 바닥으로 구성하였다. 프리스톨 헛간 및 신진대사 스톨 내에 있는 소에게 아침 8시 및 저녁 8시에 총 하루에 두번씩 전 날 섭취한 사료양의 110%을 주었다. 프리스톨 헛간 및 신진대사 스톨내에 살고 있는 소 한 마리씩 비유량 및 유성분 그리고 DMI을 측정하였다. 모든 동물들에게 물 공급은 수시로 제공하였다.
Ingredients (% of DM) HCP LCP LCPE1 LCPE2 LCPE3
옥수수 사일리지(Corn silage1 ) 24.62 25.65 25.65 25.65 25.65
알팔파 건초(Alfalfa hay2 ) 25.3 26.2 26.2 26.2 26.2
증압후레이크(Steam-flaked corn) 10.5 11.3 11.3 11.3 12.8
주정박(Distillers grain) 6.47 5.01 5.01 6.51 5.01
대두박(Soybean meal) 7.94 5.21 5.21 3.71 3.71
납작보리쌀(Rolled barley) 8.46 7.21 7.21 7.21 7.21
미네랄믹스(Mineral mix) 1.09 1.09 1.09 1.09 1.09
콩껍질(Soybean hulls) 10.04 11.43 11.43 11.43 11.43
목화씨(Cotton seed) 5.23 6.55 6.55 6.55 6.55
탄산칼슘(Calcium carbonate) 0.16 0.16 0.16 0.16 0.16
소금(Salt (NaCl)) 0.19 0.19 0.19 0.19 0.19
β-mannanase enzyme 0 0 0.1 0.1 0.1
합계 100 100 100.1 100.1 100.1
1Contained 46.2% DM and 7.9% CP, 38.9% NDF, and 30.5% starch on DM basis.
2Contained 88.1% DM and 24.2% CP, 33.5% NDF, and 2.8% starch on DM basis.
Chemical composition (% of DM) HCP LCP LCPE1 LCPE2 LCPE3
건물 (DM: dry matter ) 64.6 64.9 64.9 64.9 64.9
조단백질(CP : Crude Protein) 16.1 14.6 14.6 14.4 12.9
산성세제 섬유 분획물(ADF : Acid Detergent Fiber Fraction) 27.5 25.7 25.7 25.6 24.8
중성세제 섬유 분획물(NDF : Neutral Detergent Fiber Fraction) 38.9 36.5 36.5 36.6 37.1
리그닌(Lignin) 4.6 4.1 4.1 4.2 4.3
녹말(Starch) 21.8 22.2 22.2 22.3 24.1
에테르 추출물(Ether Extract) 4.1 4.3 4.3 4.3 4.2

상기 표 2에 나타난 바와 같이, 낮은 조단백질 사료(LCP)와, 낮은 조단백질에 베타 만난아제 효소제가 첨가된 혼합사료(LCPE1)와, 주정박(Distillers grain) 함량은 높인 사료(LCPE2)의 경우, 조단백질(CP) 함량은 비슷했지만, 탄수화물 공급원인 증압후레이크(Steam-flaked corn) 함량을 높인 사료(LCPE3)에서는 조단백질(CP) 함량이 크게 낮아졌다.
실시예 2 : 샘플 채취 및 분석
소가 섭취하거나 또는 섭취 하지 않은 사료의 양의 무게를 매일 측정하였다.
기간을 설정하며 소가 먹다 남은 사료를 매일 샘플링 하였다. Day13일 차 전날과 Day18일 끝 무렵에 소 사료를 분석하였다. 사료 구성 요소 및 소가 먹다 남은 사료 며칠 것을 모아서 화학성분 검토 전까지는 -20 0C에 보관하였다. 매일 두 번씩 아침 6시와 오후 6시에 소의 젖을 짰다. 매일 소 한 마리 한 마리에서 채취한 우유 샘플은 유지방, 유단백, 락토스, 우유 내 질소 농도 (MUN) 그리고 우유 체세포 (SCC) 분석 전까지는 4oC에 보관하였다.
Day16부터 Day18까지, 신진대사 스톨(metabolic stall)에 있는 소의(kg/d) 매 분변 및 소변의 양을 측정하였다. 추측건데, 효소에 의한 소화 및 대사 반응은 2주의 적응 기간을 거치고 나면 체내 항상성에 도달하지 않을까 생각했다. 소가 분변을 밟거나 그 위에 다시 앉기 전에, 분변을 긴 괭이로 긁어낸 후, 플라스틱 트레이에 두었다. 채취한 분변 샘플이 놓여져 있는 트레이 무게를 측정한 후, 분변 샘플 중에서도 대표를 띌 수 있을 만한 샘플 100-150g을 3시간 마다 각각 재취하였다. 설정한 기간동안 매일 채취한 분변 샘플은 화학조성 분석 전까지는 -20 0C에 보관하였다. 소변 채취 방법은 다음과 같이 하였다: Foley 카테터(24 French, 75-cc balloon; C.R. Bard, Covington, GA)를 대략 2-3m 길이의 Tygon 튜브(Fisher Scientific, Waltham, MA)에 연결한 뒤, 소독한 플라스틱 병 (Fisher Scientific, Waltham, MA)에 흐르게 두었다. 소가 신진대사 스톨(metabolic stalls)으로 이동한 시간(아침 8시부터 10시) 사이에 소변 카테터를 바로 장착하였다. 샘플은 24시간 적응 시간을 갖게 한 후 채취하였다. 카테터 삽입 후, 소의 상태는 다소 안정적이 였다. 채취한 모든 소변 샘플의 무게를 측정하였으며, 샘플링 후, 소변이 담겨져 있는 통을 3시간 마다 비웠다. 5ml의 소변을180ml의 황산(농도 0.5 mol/L)이 함유 되어 있는 플라스틱 용기에 넣은 후, 피펫팅 하였다. 산화된 소변 샘플은 질소 농도 분석을 위해 사용 하였으며 -20oC에 보관하였다. 사료 성분 및 사료 찌꺼기 샘플에 대하여 다음과 같은 분석을 실시하였다: DM (135oC, AOAC 2000; method 930.15), CP (6.25 Х Kjeldahl N, AOAC 2000; method 990.03), NDF (Van Soest et al., 1991), ADF (AOAC, 2000; method 973.18), 리그닌lignin (Goering and Van Soest, 1970), 녹말 starch (Hall, 2009 with correction for free glucose), 총 재 total ash (535oC, AOAC, 2000; method 942.05) and 개별 미네랄 함량 (AOAC, 2000). 분변 샘플을 말리고 분쇄 한 뒤(1.0 mm screen), 특정 화학 성분을 분석해보았다.
통계적 분석으로서, 베타 만난아제를 사료에 첨가하였을 때, 사료전환효율 (FCE, Feed Conversion Efficiency), DMI, BUN 그리고 체세포수에 어떠한 영향을 미치는 알아보기 위해 선형복합모델 R (version 3.1.1, R Foundation for Statistical Computing, Vienna, Austria)을 사용해 보았다.
실험예 1 : 건물 섭취 및 우유 구성 요소
사료 내 단백질 감소 및 베타 만난아제 첨가는 하기 표 3에서 보다시피 건물 섭취에는 영향이 없었다. 하지만 낮은 조단백질에 0.1% 베타 만난아제가 섞인 건물(LCPE1)을 섭취한 소는 높은 조단백질(HCP)을 섭취한 소보다 건물 섭취 비율이 낮았다 (P = 0.068). 과거 실험 결과를 비추어 보았을 때, 반추동물에 베타 만난아제를 투여 한 경우 건물 섭취(DMI)에 대한 결과는 들쑥날쑥 하였다. 예를 들어, 과거에는 베타 만난아제를 투여한 소에서 건물 섭취(DMI)의 변화를 발견하지 못하였거나, 0.1% 베타 만난아제를 건물에 섞어서 소에게 주었을 때 (0.2%는 해당하지 않는다), 하루 건물 섭취량이 1.8kg 감소되었다고 하였다.
실험군　
HCP LCP LCPE1 LCPE2 LCPE3 SEM
섭취량 (kg/d) 26.6 25.8 25.0 25.1 24.9 0.81
수율 (kg/d)
우유 37.7 37 39.2 36.1 35.4 1.55
유지방 1.15 1.21 1.28 1.22 1.12 0.08
유단백 1.22 1.17 1.23 1.19 1.05 0.05
유당 (젖당, 락토스) 1.8 1.69 1.80 1.71 2.11 0.1
우유 무지유고형분 3.36 3.21 3.38 3.16 3.04 0.16
우유 성분,
지방, % 3.15 3.23 3.32 3.30 3.28 0.13
단백질, % 3.23 3.17 3.16 3.12 2.98 0.07
젖당 (락토스), % 4.68 4.57 4.61 4.71 5.25 0.09
무지유고형분, % 8.8 8.65 8.69 8.52 8.12 0.13
우유 요소 질소화합물 (mg/dL) 14.7 13.0 12.4 12.9 13.1 0.47
혈장 요소 질소화합물 (mg/dL) 18.1 16.7 15.6 16.1 16.5 0.44
체세포수 (Х103/mL) 97 111 59 　61 65　 16.1
비유량에서는, 낮은 조단백질(LCP)을 섭취한 소보다 베타 만난아제(LCPE1)를 섭취한 그룹(P = 0.09)에서 비유량이 더 증가된 점을 발견할 수 있었다. 또한, 단백질 공급원으로서 대두박(Soybean meal) 함량은 낮추고 주정박(Distillers grain) 함량은 높인 사료(LCPE2), 및 단백질 공급원으로서 대두박(Soybean meal) 함량은 낮추고 탄수화물 공급원인 증압후레이크(Steam-flaked corn) 함량은 높인 사료(LCPE3)를 이용하면 베타 만난아제(LCPE1)를 섭취한 그룹보다 비유량이 더 낮아졌다.
우유 내 조성의 경우, 낮은 조단백질 사료(LCP)와, 낮은 조단백질에 베타 만난아제 효소제가 첨가된 혼합사료(LCPE1)와, 주정박(Distillers grain) 함량은 높인 사료(LCPE2)의 경우, 우유 내 성분 변화가 크지 않았지만, 탄수화물 공급원인 증압후레이크(Steam-flaked corn) 함량을 높인 사료(LCPE3)에서는 젖당은 크게 높아지고 단백질은 크게 감소하는 등의 변화가 있었다.
질소 화합물의 경우, 높은 조단백질(HCP)을 섭취한 그룹보다 낮은 조단백질(LCP) 또는 낮은 조단백질 및 베타 만난아제(LCPE1)를 섭취한 그룹에서 보다 낮은 우유 요소 질소(MUN)가 확인 되었다. 과거에는 사료 내 함유된 단백질이 MUN 레벨을 결정 짓는 요소 중 하나라고 하는 주장이 있었다. 우리 실험에서는 낮은 조단백질을 섭취하고 있는 두 그룹에서 MUN 수치를 비교해 보았을 때, 두 그룹간의 차이는 확인되지 않았다. 상기 표 3에서 보다시피, 높은 조단백질(HCP)을 섭취하는 그룹의 혈장 요소 질소 (plasma urea N) 값이 낮은 조단백질(LCP) 및 낮은 조단백질과 베타 만난아제(LCPE1)를 함께 투여한 그룹보다 높았다. 이는 질소를 많이 섭취하면 MUN 레벨이 증가한다는 내용과 일치하는 결과다. 낮은 조단백질에 베타 만난아제(LCPE1)를 함께 투여받은 그룹이 낮은 조단백질(LCP)을 투여 받은 그룹보다 혈장 요소 질소 값이(P = 0.051) 더 낮았다.
우유 내 체세포 수는 낮은 조단백질에 베타 만난아제(LCPE1)를 함께 투여 받은 그룹이 낮은 조단백질(LCP, P = 0.0038) 또는 높은 조단백질(HCP, P = 0.045) 을 투여 받은 그룹보다 현저히 낮았다. 또한, 주정박(Distillers grain) 함량을 높인 사료(LCPE2)와 탄수화물 공급원인 증압후레이크(Steam-flaked corn) 함량을 높인 사료(LCPE3)에서도 체세포 수는, 낮은 편이었다.
실험예 2 : 총 소화 흡수율 및 사료전환효율( FCE )
아래 표 4에는 DM, OM, ADF, NDF, CP, 녹말 (starch) 및 분 (ash)에 대한 총 평균 소화 흡수율 값을 나타내었다. DM, OM 그리고 영양 흡수율에는 아무런 영향이 없었다. 이러한 결과는 과거에 알려진 베타 만난아제를 사용한 실험과 비슷한 결과이다. 이와 유사하게도, DMI 및 영양소 소화율에는 아무런 차이가 없었는데 이는 결과적으로 OM 흡수에 크게 차이가 없었기 때문인 것으로 보여진다(15.7 vs. 15.3 vs 16.0 kg/d in HCP, LCP 그리고 LCPE1 실험군). 하지만, 사료 내 함유된 여러 CP 레벨에 따라 CP의 흡수율에는 차이가 보였다(AACP = 2.72 vs. 2.39 kg/d HCP 소 그룹군과 LCPE 비교해 보았을 때, P = 0.035; 테이블 3). 하지만, HCP 그룹과 비교했을 때, LCP 그룹에서 AACP가 감소하는 경향이 있었으며 (2.72 vs. 2.46 kg/d,; P = 0.1), LCP와 LCPE1 그룹에는 아무런 차이가 없었다 (2.46 vs. 2.39, P = 0.89).
　 실험군　 　
HCP LCP LCPE1 LCPE2 LCPE3 SEM
소화율 (%)
건물 (DM) 61.0 62.4 61.4 61.3 61.9 1.27
OM 63.3 63.4 64.5 64.1 63.9 1.31
ADF 42.1 39.2 35.5 36.1 35.8 2.52
NDF 43.7 41.2 42.4 42.1 41.8 1.91
재 32.9 33.4 34.3 34.5 34.9 3.2
조단백질 64.0 63.6 63.3 63.1 62.5 1.29
탄수화물 96.1 96.9 96.7 96.5 98.1 0.3
AAOM, kg/d 15.7 15.3 16.0 15.8 17.1 0.71
AACP, kg/d 2.72 2.46 2.39 2.40 2.21 0.11
효율
MY:DMI 1.43 1.46 1.62 1.51 1.52 0.05
MY:AAOM 2.61 2.47 2.77 2.62 2.53 0.081
유단백질:CP intake 0.30 0.32 0.34 0.33 0.29 0.014
유단백질:AACP 0.48 0.51 0.56 0.52 0.49　 0.031
* AAOM = apparently absorbed organic matter, AACP = apparently absorbed crude protein
사료전환효율은 유량:건어물 비율로 계산하였다(표 4). 사료내 CP와 ACCP가 유단백으로 효과적으로 전환하기 위해서 계산된 값은 상기 표 4에 기재되어 있다. 추가적으로, 흡수된 OM이 유량으로 효과적으로 전환하는 값도 계산하였다.
HCP사료를 섭취한 소 그룹보다 LCPE1 사료를 섭취한 그룹에서 사료전환효율(FCE)가 DMI kg당 190g이 증가하였다 (13.4% 개선, P = 0.003). LCP 사료를 섭취한 실험군과 비교해 보았을 때, LCPE1 그룹군의 사료전환효율(FCE)가 현저히 증가하였다 (P = 0.014) (DMI kg당 160g; 11.0% 개선). 그러므로 FCE의 증가의 원인 요소로는 감소된 CP 레벨 뿐만 아니라 베타 만난아제 첨가도 한 몫을 한다. 주정박(Distillers grain) 함량을 높인 사료(LCPE2)와 탄수화물 공급원인 증압후레이크(Steam-flaked corn) 함량을 높인 사료(LCPE3)의 경우에도, 사료전환효율(FCE)가 HCP사료를 섭취한 그룹 및 LCP 사료를 섭취한 그룹보다는 높았지만, LCPE1 그룹보다는 낮았다.
흡수된 OM이 체내에서 효율적으로 사용되었는지에 대한 여부는 정확히 알 수 없었으나, LCPE1 실험군에서는 확실히 OM이 효과적으로 사용되었다 (P = 0.1). HCP 실험 군 보다 LCPE1 실험 군이 CP을 보다 더 효율적으로 유 단백으로 전환시켰다(유단백:CP 섭취 = 0.34 vs. 0.30).
불완전한 장내 단백질 소화로 인해 질소 값 감소 및 장내 핵산 합성 그리고 동물 유지에 있어서 한계가 있다. 사료로 질소를 양적으로 감소 시키기 위해서는 장내에서 분해 가능한 질소를 제공하거나 흡수된 아미노산이 우유 생산 합성에 효율적으로 전환될 수 있도록 해야 한다. 본 발명자들은 이 실험에서 우유 내 질소 효율을 높이기 위하여 효소를 첨가 하였으며, 이는 AACP을 유 단백으로 전환시키는데 중요한 역할을 하였다 (0.48 vs 0.56 HCP vs LCPE1, P = 0.017, 표 4).
LCPE1 실험군이 LCP 실험군보다 AACP을 유단백으로 전환시키는 효율이 더 좋았다 (P = 0.1). LCP와 LCPE1 사료를 섭취한 소의 효율이 좋은 이유는 아마도 CP 감량으로 인해 적정량의 단백질만 제공함으로써 과다 질소를 배출하는데 필요한 에너지 소비를 줄일 수 있었던 것으로 보여진다. 그래서, HCP 실험군 보다 LCPE1과 LCP 실험군이 유생산을 위한 에너지를 보다 더 비축할 수 있었다.
실험예 3 : 질소 분배 및 인 배출
표 5에는 질소 섭취, 소변 및 대변으로 배출되는 질소, 우유로 배출되는 질소 그리고 거름으로 배출되는 인의 양이 기재되어 있다.
Item 실험군　 　
HCP LCP LCPE1 LCPE2 LCPE3 SEM
N 섭취양 (g/d) 664 609 598 601 588 23.6
분변으로 배출한 N (g/d) 239 218 216 217 211 9.6
소변으로 N output (g/d) 229 192 181 179 176 6.37
분변 N + 소변 N (g/d) 442 388 377 376 371 11.6
우유단백 N + MUN (g/d) 207 199 205 204 201 8.1
보존된/남은 (retained) N (g/d) 15 22.3 16 18 19 17
거름 (Manure) P (g/d) 85 82 80 81 79 3.4
DMI 영향 없이, HCP 사료를 섭취한 실험군보다 LCP와 LCPE1 사료를 섭취한 실험군의 총 질소양이 감소하였다.
유사하게도 CP 소화율에는 영향이 없었으며, CP 섭취 감소에 따라 대변으로 배출되는 질소의 양도 감소하였다. HCP 실험군 보다 CP 레벨을 낮춘 실험군에서 소변으로 배출되는 질소의 레벨이 감소하였다. 소변으로 배출 되는 질소의 양을 감소시키는 것이 중요한 이유가 소변으로 배출되는 질소가 대변으로 배출되는 질소보다 휘발성 질소로 전환되는 확률이 더 높기 때문이다.
평균 25% 거름으로 배출되는 질소, 3 에서 15% 소변으로 배출되는 질소나 4 에서 52% 오줌자리로 배설되는 질소는 토양 형태, 수분, 온도, 바람 속도 그리고 소변의 질소 농도 및 소변의 구성요소에 따라 암모니아 형태로 배출된다. 소변이 질소 배출에 있어서 주요 원인 요소로 작용하기 때문에 무엇보다 이산화질소 감량을 위해서는 질소의 배출 경로를 잘 조절하는 방법이 중요하다. 이산화질소는 (지구 온난화를 야기하는 온실가스를 배출) 이산화탄소보다 무려 265배 더 위험하다.
HCP 보다 LCP와 LCPE1 실험군의 우유에 더 많은 질소가 더 많이 함유되어 있다. 하지만, 베타 만난아제 첨가가 거름으로 배출되는 질소의 총량에는 아무런 영향을 미치지 않았다 (LCP vs LCPE1 실험군; 표 5).
가장 효과적으로 질소 배출양은 줄이면서 질소가 환경에 미치는 영향을 감소 시키는 위한 방법은 사료내 CP 함량을 감량하는 것이다. 사료로 섭취하는 질소의 양이 많을수록 소변과 대변으로 배출되는 총 질소의 양도 증가한다는 결과는 여러 논문을 통해서 이미 입증되었다. 필요이상의 수준으로 CP을 사료 내에 첨가하면 비효율적이다. 그 이유는 첫번째로 요소를 소변으로 배출하기 위한 요소 합성 에너지가 필요할 뿐만 아니라 필요 이상의 질소가 사료를 거름으로 배출되게 하기 때문에 생산자 입장으로 보았을 때는 비싼 거름을 만드는 셈이다. 우리 실험에서 보여준 그대로 질소의 섭취를 줄이면 체외로 배설되는 질소양은 당연히 감소되며 이는 질소 사용 효율을 증대 시킬 수 있다. 소의 유생산이 증가될수록, 질소 사용 효율 증대와 유생산 대비 질소 배출양 감소가 동시에 일어난다. 하지만 사료 질소양을 소 체내 필요 적정 수준보다 줄이면 생산성에 악 영향을 끼칠 수 있다. 본 실험에서는 사료내 CP 레벨은 줄이면서 베타 만난아제 첨가 방식으로 유생산 레벨을 유지하였다.
결론적으로, 사료내 CP 레벨을 줄이고 베타 만난아제를 첨가하면 사료 생자 입장에서는 비용을 절감할 수 있다. 캘리포니아 2018년 사료 기준을 대입해서 비용을 계산해 보았을 때, 동일한 양의 우유 생산을 하기 위해서 필요한 돈은 다음과 같다: HCP=$9.41, LCP=$8.65 그리고 LCPE1=$8.38 (소 한 마리당 섭취하는 사료). 그러므로 사료내 CP 레벨을 줄이는 대신 베타 만난아제를 첨가한다면 수유를 하는 소에 한에서는 매일 소 한 마리당 $1.03 비용을 절약할 수 있다.
상기에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 기술적 특징이나 분야를 이탈하지 않는 한도 내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백한 것이다.

Claims (12)

  1. 조단백질(CP : Crude Protein)이 14.5 내지 15.0 중량% 범위 내로 포함된 저단백 사료 조성물에 있어서,
    옥수수 사일리지(Corn silage) 25.65 중량부, 증압후레이크(Steam-flaked corn) 11.3 중량부, 및 납작보리쌀(Rolled barley) 7.21 중량부로 구성된 탄수화물 공급원;
    대두박(Soybean meal) 5.21 중량부, 알팔파 건초(Alfalfa hay) 26.2 중량부, 주정박(Distillers grain) 5.01 중량부, 및 콩껍질(Soybean hulls) 11.43 중량부로 구성된 단백질 공급원;
    목화씨(Cotton seed) 6.55 중량부로 구성된 지방 공급원;
    효소로서 베타 만난아제(β-mannanase) 0.1 중량부;
    미네랄믹스(Mineral mix) 1.09 중량부;
    탄산칼슘(Calcium carbonate) 0.16 중량부; 및
    소금(Salt (NaCl)) 0.19 중량부로 구성된, 반추동물의 사료전환효율(FCE : Feed Conversion Efficinecy) 증진 및 요소태질소량(MUN: milk urea nitrogen) 감소용 저단백 사료 조성물.
  2. 삭제
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  9. 제1항에 있어서,
    효소로서 베타 만난아제(β-mannanase)를 포함하지 않는 사료 조성물과 비교하여, 사료전환효율은 증가시키고, 요소태질소량(MUN: milk urea nitrogen)과 체세포수는 낮추는 것을 특징으로 하는, 사료 조성물.
  10. 삭제
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220033156A (ko) 2020-09-09 2022-03-16 박명선 사료 조성물

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1996039860A1 (en) * 1995-06-07 1996-12-19 Biovance Technologies Inc. Feed additive for ruminant animals
US20090004327A1 (en) * 2007-06-29 2009-01-01 Kemin Industries, Inc. Enzyme Product for Ruminants
KR20120116974A (ko) * 2010-01-13 2012-10-23 바스프 에스이 신규 만난아제 변이체
US20140127350A1 (en) * 2003-12-23 2014-05-08 Purina Animal Nutrition Llc Method and composition for enhancing milk production and milk component concentrations
US20140134290A1 (en) * 2011-07-20 2014-05-15 Inco Digestive, Inc. Animal feed additives
KR20160061539A (ko) 2014-11-21 2016-06-01 주식회사 씨티씨바이오 베타 만난아제 함유 반추동물용 사료효소제
KR20160113590A (ko) * 2014-01-27 2016-09-30 에따블리스멍 제이. 수플레 반추류의 사료의 효소 조성물의 이용

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102009193B1 (ko) * 2017-06-07 2019-08-12 김학규 함초를 포함한 반추가축용 보조사료 조성물 및 이의 제조방법

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1996039860A1 (en) * 1995-06-07 1996-12-19 Biovance Technologies Inc. Feed additive for ruminant animals
US20140127350A1 (en) * 2003-12-23 2014-05-08 Purina Animal Nutrition Llc Method and composition for enhancing milk production and milk component concentrations
US20090004327A1 (en) * 2007-06-29 2009-01-01 Kemin Industries, Inc. Enzyme Product for Ruminants
KR20120116974A (ko) * 2010-01-13 2012-10-23 바스프 에스이 신규 만난아제 변이체
US20140134290A1 (en) * 2011-07-20 2014-05-15 Inco Digestive, Inc. Animal feed additives
KR20160113590A (ko) * 2014-01-27 2016-09-30 에따블리스멍 제이. 수플레 반추류의 사료의 효소 조성물의 이용
KR20160061539A (ko) 2014-11-21 2016-06-01 주식회사 씨티씨바이오 베타 만난아제 함유 반추동물용 사료효소제

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220033156A (ko) 2020-09-09 2022-03-16 박명선 사료 조성물
KR102482446B1 (ko) 2020-09-09 2023-01-04 박명선 사료 조성물

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