KR102344026B1 - 에너지 소화율 추정 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 식물성 양돈 사료의 에너지 소화율을 추정하는 방법에 관한 것으로, 양돈사료에 사용되는 원료사료의 에너지 소화율을 결정하는 중요한 요인인 섬유소 함량이 다양한 식물성 사료에서, 본 발명의 방정식을 통해, 정확한 에너지를 복잡하고 시간이 많이 걸리는 동물실험 없이 추정 가능하므로, 손쉽게 양돈 사료 및 원료 내 에너지가 및 영양소 이용성을 확인할 수 있다.

Description

에너지 소화율 추정 방법{METHOD FOR ESTIMATING ENERGY DIGESTIBILITY}

본 발명은 식물성 양돈 사료의 에너지 소화율을 추정하는 방법에 관한 것이다.

가축(예, 소, 돼지, 가금류, 어류 등)은 과거 20∼50년에 걸쳐 특별한 특징, 예컨대 성장, 마름(leanness), 및 대사 효율을 위해 선택되었다. 이에 따라, 과거 50년에 걸쳐, 가축 영양 제공에 대한 접근이 변화되었다. 대부분의 동물 사료는 이를 공급받는 동물을 연명시키기 위한 영양소의 적어도 최소 요건을 공급하는 것을 주목적으로 하고 있다. 영양소의 수준에 대해 사료를 분석하고 사료가 의도된 동물의 에너지 및 영양소 요건을 충족시키는 경우를 결정하는 필요성이 존재한다. 동물 사료 내의 영양소는 동물의 위장관 내에서 사료의 소화(digestion)에 의해 동물에게 이용 가능하게 된다. 소화되는 영양소는 흡수되고 에너지, 성장, 및 발생을 위해 동물에 의해 사용된다. 소화되지 않는 영양소는 대부분 동물의 장관을 통과하여 사료의 영양가를 감소시킨다. 시험관내 또는 생체내 소화 모델을 사용하고 소화된 사료 내에 잔류하는 영양소를 습식 화학 분석 방법에 의해 분석함으로써 동물 사료의 소화율을 평가할 수 있다. 양돈생산에 있어 사료가 차지하는 부분은 가장 크며, 특히 사료내 아미노산은 에너지에 이어 사료비에서 큰 부분을 차지한다. 그러므로 원료사료의 정확한 아미노산 소화율 측정이 중요하다. 따라서, 영양소의 수준에 대해 사료를 분석하고 사료가 가축의 에너지 및 영양소 요건을 충족시키도록 정확하고, 비용 효율적인 방법을 도출할 필요가 있다.

돼지를 대상으로 사료의 에너지 소화율을 평가하는 방법은 대표적으로 2가지가 있다. 첫 번째, 체내실험방법은 동물실험을 통해 직접적으로 영양소 이용성을 측정하므로 신뢰도가 높은 실험 결과를 얻을 수 있다는 장점이 있지만, 시간, 돈 그리고 노동이 많이 소모된다는 단점이 있다. 두 번째, 체외실험방법은 동물 체내에서 일어나는 소화과정을 실험실에서 재현하여 간접적으로 영양소 이용성을 측정하므로 동물실험보다 시간, 돈 그리고 노동이 적게 소모되며 비교적 정확하고 효율적으로 영양소 이용성을 측정할 수 있다.

본 발명의 목적은 넓은 범위의 에너지 및 섬유소 함량을 가지는 식물성 원료사료 및 이를 이용한 배합사료의 체외건물소화율을 이용하여 사료의 에너지 소화율 추정식을 개발하는 것이다.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 자돈에서 체외건물소화율을 측정하는 것을 포함하는 양돈 사료의 에너지 소화율 추정 방법을 제공한다.

아울러, 본 발명은 자돈에서 양돈 사료의 에너지 소화율을 분석하는 방법을 제공한다.

본 발명에 따르면, 양돈사료에 사용되는 원료사료의 에너지 소화율을 결정하는 중요한 요인인 섬유소 함량이 다양한 식물성 사료에서, 정확한 에너지를 복잡하고 시간이 많이 걸리는 동물실험 없이 추정가능하므로, 손쉽게 양돈 사료 및 원료 내 에너지가 및 영양소 이용성을 확인할 수 있다.

도 1은 식물성 사료의 체외건물소화율 계수와 가소화에너지:총에너지의 관계를 확인한 그래프이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구현예로 본 발명을 상세히 설명하기로 한다. 다만, 하기 구현예는 본 발명에 대한 예시로 제시되는 것으로, 당업자에게 주지 저명한 기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 수 있고, 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않는다. 본 발명은 후술하는 특허청구범위의 기재 및 그로부터 해석되는 균등 범주 내에서 다양한 변형 및 응용이 가능하다.

또한, 본 명세서에서 사용되는 용어(terminology)들은 본 발명의 바람직한 실시예를 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

본 발명에서 사용되는 모든 기술용어는, 달리 정의되지 않는 이상, 본 발명의 관련 분야에서 통상의 당업자가 일반적으로 이해하는 바와 같은 의미로 사용된다. 또한 본 명세서에는 바람직한 방법이나 시료가 기재되나, 이와 유사하거나 동등한 것들도 본 발명의 범주에 포함된다. 본 명세서에 참고문헌으로 기재되는 모든 간행물의 내용은 본 발명에 도입된다.

일 측면에서, 본 발명은 돼지에서 체외건물소화율을 측정하는 것을 포함하는, 양돈 사료의 에너지 소화율 추정 방법에 관한 것이다.

일 구현예에서, 상기 사료는 식물성사료일 수 있다.

일 구현예에서, 돼지에서 측정한 사료의 체외건물소화율을 하기 수학식 2에 대입하여 양돈 사료의 에너지 소화율을 추정할 수 있다:

[수학식 2]

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본원에 사용된 용어 w/w(중량/중량)은 중량 기준으로 조성물 내 소정의 물질의 양을 지칭한다.

본원에 사용된 용어 "사료"란 동물에 의해 소비되고 동물의 규정식에 에너지 및/또는 영양소를 기여하는 재료(들)를 지칭한다. 사료의 예는, 비제한적으로, 완전 배합 사료(TMR), 여물(들), 펠렛(들), 농축물(들), 프리믹스(들), 부산물(들), 그레인(들), 디스틸러(distiller) 그레인(들), 당밀, 섬유소(들), 꼴(fodder)(들), 그라스(들), 건초, 커넬(들), 잎, 가루(meal), 가용성 물질(들), 및 보충물(들)을 포함한다.

일 측면에서, 본 발명은 돼지에서 양돈 사료의 에너지 소화율을 분석하는 방법에 관한 것이다.

일 구현예에서, 상기 소화율은 하기 수학식 2로부터 도출될 수 있다:

[수학식 2]

.

일 구현예에서, 양돈 사료의 에너지 소화율을 분석함으로써 사료 성분의 사전 결정된 영양 프로파일을 결정하고 이에 부합하도록 사료를 제조할 수 있다.

하기의 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 그러나 하기 실시예는 본 발명의 내용을 구체화하기 위한 것일 뿐 이에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다.

실시예 1. 실험사료 제조

원료사료는 대두박, 카놀라박, 팜박 및 야자박을 포함하는 4종의 박류사료, 카사바박, 아몬드피 및 옥수수단백피를 포함하는 2종의 사료, 루핀피, 미강, 및 소맥피를 포함하는 7종의 강피류사료, 및 보리, 루핀 커널, 및 소맥을 포함하는 3종의 곡류사료로, 총 14점으로 구성되었따. 배합사료는 총 16점으로, 기초사료 2점과 각 원료사료를 포함하는 14점의 배합사료로 구성하였다 (표 1 및 2). 총 30종의 실험사료 (원료사료 14점 및 배합사료 16점) 내 GE(Gross energy) 함량은 3,556에서 5,704 kcal/kg, 중성세제 불용성 섬유소 함량은 5.47에서 72.56%의 범위를 가지는 것으로 나타났다.

실시예 2. 실험사료의 체외건물소화율 및 에너지소화율 측정

체외건물소화율을 측정하기 위해, 전장소화과정을 재현한 3단계의 체외소화율 실험법을 사용하였다. 구체적으로, 실험사료 각각을 소화 과정 전에 1-mm 스크린 (Cyclotech 1093; Foss Tecator AB, Hoganas, Sweden)을 통과하도록 미세하게 분쇄하였다. 첫 단계에서, 시료 0.5 g을 125 mL 코니칼 플라스크에 넣고, 인산 완충액 (0.1 M 및 pH 6.0) 25 mL 및 0.2 M HCl 10 mL을 플라스크에 첨가하였다. 1 M HCl 및 NaOH 용액으로 플라스크의 용액의 pH를 6.8로 맞추었고 펩신 (10 mg/mL; ≥250 U/mg 고체, P7000, 돼지 위 점막 유래 펩신, Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, USA)을 첨가하였다. 그 후, 클로람페니콜 (C0378, Chloramphenicol, Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, USA; 에탄올의 0.5 g/100 mL) 0.5 mL을 첨가하였다. 플라스크를 39℃의 진탕배양기에서 2시간 동안 교반하였다. 두 번째 단계에서, 플라스크에 인산 완충액 (0.2 M 및 pH 6.8) 10 mL 및 NaOH 용액 5 mL을 첨가하였다. 그 후 1M HCl 및 NaOH 용액으로 pH를 2.0로 맞추고 판크레아틴 용액 (50 mg/mL; 4 × USP, P1750, 돼지 췌장 유래 판크레아틴, Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, USA) 1mL을 첨가하였다. 플라스크를 39℃의 진탕배양기에서 4시간 동안 교반하였다. 그 후, 0.2 M EDTA 용액 10 mL을 첨가하였고 30% 아세트산 및 1M NaOH 용액을 이용하여 pH를 4.8로 맞추었다. 플라스크에 Viscozyme (V2010, Viscozyme®L, Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, USA) 0.5 mL를 첨가하고 39℃에서 18시간 동안 인큐베이션하였다. 인큐베이션 후, 소화되지 않은 잔류물을 Fibertec System (Fibertec System 1021 Cold Extractor, Tecator, Hgans, Sweden)을 이용하여 셀라이트 0.4 g을 함유하는 글라스필터 도가니로 여과하였다. 플라스크를 증류수로 2회 헹군 뒤 95% 에탄올 및 99.5% 아세톤 10 mL로 2회 헹구었다. 그 후, 소화되지 않은 잔류물이 있는 글라스필터 도가니를 130℃에서 6시간 동안 건조하였다. 글라스필터 도가니를 1시간 동안 냉각한 뒤 칭량하였다. IVDMD는 하기 수학식 1로 도출되었다. 그 결과, 자돈에서 측정한 실험사료의 체외건물소화율은 하기의 표 3에 표시하였다. 또한, 에너지 소화율은 2 번의 독립적인 실험을 수행하여 도출하였다. 여기서, 각 실험에 사용된 돼지의 개시체중은 각각 37.1 및 67.3kg이었으며, 각 피리어드는 5일간의 사료적응기와 5일간의 분 채취기로 구성되었고, 전분채취법을 이용하여 분을 전량 채취하였다 (Kong and Adeola, 2014).

DM_TI(weight of dry matter content in the test ingredient): 각 배합사료 또는 원료의 건물 질량; 및

DM_UR(weight of dry matter content in the undigested residues): 소화되지 않은 잔류물 질량.

실시예 3. 가소화에너지 대비 총에너지의 비율 추정 방정식 도출

SAS(SAS Inst. Inc. Cary, NC) 프로그램의 REG procedure를 이용하여 사료 내 체내건물소화율을 바탕으로 식물성사료내 가소화에너지:총에너지를 종속변수, 체외건물소화율의 계수를 독립변수로 사용하여 회귀분석을 진행하여 가소화에너지:총에너지의 상관관계를 확인하고, 이의 추정 방정식을 도출하였다.

그 결과, 사료내 체내건물소화율과 가소화에너지:총에너지의 상관관계는 R² 가 0.77이상으로 높은 상관관계를 나타냈으며 (도 1), 이들의 추정 방정식은 하기 수학식 2로 나타났다.

넓은 범위의 에너지 및 섬유소 함량을 가지는 식물성 원료사료 및 배합사료의 에너지 소화율은 체외건물소화율을 이용하여 추정될 수 있다.

Claims (5)

1. 돼지에서 양돈 사료의 체외건물소화율을 측정하는 것을 포함하는, 양돈 사료의 에너지 소화율 추정 방법으로서,
   상기 양돈 사료는 대두박, 카놀라박, 팜박, 야자박, 카사바박, 아몬드 피, 옥수수단백피, 루핀피, 미강, 소맥피, 보리, 루핀커널, 소맥 및 배합사료로 이루어진 군에서 1이상 선택된 식물성사료이며,
   상기 에너지 소화율은 하기 수학식 2로부터 도출되는 것인, 방법:
   [수학식 2]
   

   

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