Introduction
Materials and Methods
공시동물 및 시험설계
시험사료
첨가원료
도체등급 판정
도체의 이화학적 특성 분석
통계처리
Results and Discussion
비육성적
도체성적
도체의 이화학적 특성
도체의 지방산 조성
Conclusion
Introduction
최근 양돈 산업은 생산성 향상과 함께 건강에 유익하고 안전성이 보장되는 기능성 돈육을 개발하기 위하여 다양한 생리활성 물질을 이용한 사료첨가제들이 사용되고 있다. 사료첨가제로 사용될 수 있는 생리활성 물질 중 목초액(pyroligneous liquid)은 주로 숯을 제조하거나 목재를 열분해하는 과정에서 만들어지는 부산물이지만, 살균작용과 항산화 작용이 뛰어나 축산업 외에도 의약품 제조업 등 다양한 산업에서 사용되고 있는 천연 물질이다(Kim and Kim, 2007b). 목초액은 세포 내 산화와 발효과정에서 중요한 역할을 담당하는 단쇄 지방산 뿐만 아니라 항산화 작용에 영향을 미치는 각종 비타민 및 페놀류 성분들도 포함되어 있으며(Ahn et al., 2005), 천연성분으로 동물에 무해하며 장내 미생물의 환경을 개선하여 영양소 흡수를 증가시키는 것으로도 알려져 있다(Kim and Kim, 2007b). 이러한 목초액에 대한 사료첨가제로서의 효과 검증은 일부 양계 분야에 국한되어 있으며(Kim et al., 2006), 비육돈에 대한 연구 결과들은 매우 미비한 실정이다. 또한 천연광물인 점토광물질은 최근 생리활성에 대한 특성이 알려지기 시작하면서 가축의 생산성을 높이는 사료첨가제로 이용하려는 연구가 시도되고 있다(Kovar et al., 1990; Ha et al., 2001). 이러한 점토광물질은 암석의 풍화, 변성 및 수화과정에서 생성된 2차 광물로서 주로 규산염 성분을 포함하고 있으며(Kim and Kim, 2007a), 가축에 효과적인 기능이 있는 것으로 알려져 있는 일라이트(ilite), 지오라이트(zeolite) 및 벤토나이트(bentonite) 등이 가축의 보조사료로 이용되고 있다(Lee et al., 1996). 이러한 점토광물질은 가축의 장내에서 양이온을 쉽게 치환할 수 있으며(Mumpton, 1999), 특히 단위동물에게 급여 시 장내 유해가스를 흡착하여 설사를 방지하고 섭취된 사료의 장내 통과시간을 늦추어 사료이용성이 높아지는 효과가 있는 것으로 알려져 있다(Kong et al., 2004). 하지만 점토광물질에 대한 비육돈의 생산성, 육량 및 육질 특성에 대한 연구는 일부 진행되어 왔지만 아직까지 미비한 상황이다(Ha et al., 2001; Kim and Kim, 2007a; 2007b). 이에 본 연구는 양돈 산업의 국제 경쟁력 제고와 수입 돈육과의 차별화 및 건강하고 안전한 돈육을 생산하기 위하여 목초액과 점토광물질을 양돈 사료에 첨가하여 비육돈의 비육성적, 도체특성 및 지방산 조성에 미치는 영향을 조사하고자 실시되었다.
Materials and Methods
공시동물 및 시험설계
공시동물은 생후 70일령의 평균 체중 31.52 kg ± 2.7된 교잡종([Landrace × Yorkshire] × Duroc) 자돈 45두를 이용하여 107일간 동물윤리실험위원회 승인을 받아 사양시험을 실시하였다(YUH-12-0340-016). 시험설계는 배합사료만 첨가한 대조구(Control), 배합사료 1일 급여량에 목초액 0.3% 혼합한 T1구, 배합사료 1일 급여량에 점토광물질을 0.5% 혼합한 T2구로 구분하고 처리구별로 각각 5두씩 임의 배치하여 3반복 사양시험을 실시하였다.
Table 1.
Chemical composition of concentrates used in the experiment.
시험사료
사료급여는 매일 오전 8시에 급여하였으며, 사료와 물은 자유 채식 시켰다. 증체량과 일당증체량 조사를 위한 체중 측정은 시험 개시 시와 종료 시 측정하였다. 사료섭취량은 1일 사료급여량에서 잔량을 제하고 산출하였고, 사료요구율은 사료섭취량에 증체량을 나누어 산출하였다. 배합사료는 시판용 사료를 이용하여 시험개시 후 45일 까지 육성돈 사료를 급여하고, 그 이후는 비육돈 사료를 급여하였다. 시험사료의 일반 성분과 배합비율은 Table 1과 Table 2에 제시하였다.
Table 2.
The formula of concentrates used in the experiment.
| Ingredients | Concentrate (%) | |
| Growing (≤ 45 days) | Fattening (> 45 days) | |
| Formula | ||
| Corn | 33.05 | 45.50 |
| Wheat | 12.03 | 3.00 |
| Soybean meal | 34.60 | 26.94 |
| Yellow grease | 5.30 | 5.00 |
| Rice bran | 10.51 | 12.50 |
| Salt | 0.30 | 0.30 |
| Dicalcium phosphate | 0.10 | 0.10 |
| Molasses | 3.50 | 4.00 |
| L-Lysine HCl | 0.20 | 0.20 |
| Probiotics | 0.10 | 0.15 |
| Limestone | 0.11 | 0.11 |
| Vitamin premixy | 0.10 | 0.10 |
| Mineral premixz | 0.10 | 0.10 |
| DE (Mkal·kg-1) | 3.65 | 3.70 |
첨가원료
본 연구에 이용된 목초액은 Ahn 등(2005) 연구에서 보고한 표준 품질 조건인 비중 2.5 - 5.5, 산도 pH 3.5 이하, 타르 5.0% 이하 등의 조건을 만족하는 안전한 제품을 사용하였다. 분석방법은 국립산림과학원 고시 제2004-4호(NIFoS, 2004)의 기준과 동일한 방법으로 실시하였으며 분석결과는 Table 3과 같다. 본 연구에 이용된 점토광물질은 Table 4에 제시한 바와 같이 SiO2 (72.01%)와 Al2O3 (19.03%) 성분이 전체 91.04%이며, 주요기능은 가축의 장내 암모니아 흡착, 위 점막 보호 및 체내 pH 유지에 관여 하는 것으로 알려져 있으며, 그 외 알칼리성을 포함한 무기물 등이 포함되어 있다(Kong et al., 2004). 또한 점토광물질의 일반 성분은 Table 5에 제시하였다.
Table 3.
Characteristics of pyroligneous liquid used in the experiment.
Table 4.
The formula of clay mineral used in the experiment.
| Ingredients | Clay mineral (%) |
| Formula | |
| SiO2 | 72.01 |
| Al2O3 | 19.03 |
| K2O | 4.13 |
| Fe7O3 | 1.95 |
| Na2O | 1.52 |
| CaO | 0.69 |
| MgO | 0.33 |
| TlO2 | 0.13 |
| BaO | 0.06 |
| MnO | 0.05 |
| ZrO2 | 0.03 |
| Fb2O | 0.02 |
| PO2 | 0.02 |
| S1O | 0.02 |
| CrO3 | 0.02 |
| ZnO | 0.01 |
Table 5.
Chemical composition of clay mineral used in the experiment.
| Ingredients | Clay mineral (%) |
| Chemical composition | |
| Moisture | 6.41 |
| Crude protein | 0.23 |
| Crude fat | 0.01 |
| Crude fiber | ND |
| Crude ash | 92.95 |
| Ca | 12.69 |
| P | 0.03 |
도체등급 판정
시험 종료된 시험돈은 24시간 절식 시킨 후 축산물 공판장으로 이송하여 도축하였다. 도축이 완료된 시험돈의 도체는 4℃에서 24시간 냉각하여 축산물등급판정 기준(KAPE, 2016)에 따라 등급판정을 받았다.
도체의 이화학적 특성 분석
도체의 일반 성분은 AOAC International (2000) 방법에 따라 측정하였다. 수분 함량은 oven 건조법으로 측정하였으며, 조단백질 함량은 Macro-Kjeldahl 질소분석기(KjeltecTM 8200, Foss, Denmark)를 이용하여 측정하였다. 조지방 함량은 Soxhlet법을 이용하였다. 가열 감량은 등심 약 25 g의 시료를 항온 수조의 온도가 70℃에 도달한 다음, 30분간 가열한 후에 실온에서 1시간 냉각하여, 수분 손실율을 측정하여 시료 중량에 대한 수분 손실량의 백분율로 계산하였다. 육색은 등심을 공기 중에 노출시킨 후 Chroma Meter (CR-10, Konica Minolta, Japan)를 사용하여 CIE (commission internationale de l'éclairage) L (명도), a (적색도), b (황색도)로 표기하였으며, b·a-1 값을 hue (색상), 값을 chroma (채도)로 하였다. 이때 이용된 색판은 매뉴얼에 따라 Y = 94.5, x = 0.3132, y = 0.3203으로 하였고, 샘플의 3부위를 1회씩 측정하여 평균값으로 나타내었다. 등심의 지방산 조성 분석을 위한 지방 추출은 Folch 등(1957)의 방법으로 추출하여, Lepage와 Roy (1986)의 방법에 따라 지방산을 methylation 시켜 gas chromatography (Clarus 500, Perkin Elmer, USA)를 이용하여 분석하였다. -80℃에 분쇄한 샘플 2 - 3 g을 상온에서 녹인 후, chloroform : methanol (2 : 1)을 5 mL 첨가하여, homogenizer (Polytron PT-MR-2100, Kinematica AG, Switzerland)를 사용하여 2 - 3분 동안 11,000 rpm으로 실시하였다. 30분 후, aspirator (A-1000S, Tokyo Rikakikai, Japan)로 여과 한 후, 0.74% KCl 8 mL를 첨가하고 cold chamber에 두었다. 상층액 제거 후 하층액을 vial에 옮겨, 70℃ water bath에서 질소로 2시간 휘발시켰다. 추출된 지방 100 µL를 methanol : benzene (4 : 1) 용액 2 mL와 acetyl chloride 200 µL를 첨가하고 100℃에서 40분 가열하였다. Iso-octane 1 mL와 6% potassium carbonate를 8 mL를 넣고, 1,500 rpm에서 10분 동안 원심분리 후 상층액을 gas chromatography (Clarus 500, Perkin Elmer, USA)로 분석하였다.
통계처리
통계처리는 SAS (2002) 프로그램을 이용하여 실시하였고, Duncan’s multiple range test로 probability를 계산하였다.
Results and Discussion
비육성적
시험돈의 비육성적은 Table 6과 같다. 종료 시 체중은 110.79 - 115.70 kg으로 나타났으며 일당증체량은 T2구가 0.78 kg, T1구가 0.75 kg 그리고 대조구가 0.74 kg 순으로 나타났지만 처리구별 유의적인 차이는 나타나지 않았다. 사료섭취량도 T1, T2구가 대조구에 비하여 낮으나 유의적인 차이는 나타나지 않았다. 하지만 사료요구율에서는 T2구가 대조구에 비하여 유의적으로 낮게 나타났다(p < 0.05). 목초액과 관련된 비육성적에 대한 연구결과들을 살펴보면 Ahn 등(2005)은 비육돈에 목탄과 목초액을 1.0 - 3.0% 첨가하였을 때 증체량은 첨가구에서 높게 나타났다고 보고 하였으나(p < 0.05), Hwang (1996)은 비육돈에 목탄을 0.5%와 1.0% 첨가하였을 때 일당증체량이 무첨가구에 비하여 유의적인 차이가 없었다고 보고하였다. 이와 같이 목초액 첨가에 대한 상반된 결과들은 목초액을 첨가한 정도에 따른 원인으로 판단되며 이에 관한 추가적인 연구가 수행되어야 할 것으로 판단된다. 또한 Yang 등(2000)은 비육돈에 점토광물질인 zeolite를 3% 첨가하였을 때 일당증체량은 개선되었다고 보고하였고, illite를 0.5% 비육돈에 첨가하였을 때 무첨가구에 비하여 사료요구율이 개선되었다는 연구결과(Madesh et al., 2024)와 본 시험의 결과는 유사한 결과를 나타내었다. T2구에서 사료요구율이 개선된 이유는 점토광물질의 주성분인 규산염이 사료 섭취 시 위내 pH의 급격한 저하를 방지하고 영양소의 흡수율을 증가시킨 것으로 판단된다(Mumpton and Fishman, 1977).
Table 6.
Fattening performance of pigs.
| Items | Treatmentsw | p-valuex | ||
| Control | T1 | T2 | ||
| No. of heads | 15 | 15 | 15 | - |
| Duration (day) | 107 | 107 | 107 | - |
| Initial weight (kg·hd-1) | 31.58 ± 2.12y | 30.75 ± 2.84 | 32.24 ± 3.17 | 0.3485 |
| Final weight (kg·hd-1) | 110.79 ± 5.85 | 111.01 ± 6.35 | 115.70 ± 6.89 | 0.1147 |
| Total weight gain (kg·hd-1) | 79.18 ± 3.78 | 80.25 ± 5.14 | 83.46 ± 4.84 | 0.0924 |
| Daily gain (kg·hd-1) | 0.74 ± 0.05 | 0.75 ± 0.08 | 0.78 ± 0.07 | 0.0849 |
| Feed intake (kg·hd-1) | 2.31 | 2.16 | 2.12 | 0.0687 |
| Feed conversionz (kg·kg-1) | 2.91a | 2.69ab | 2.54b | 0.0421 |
도체성적
도체 성적은 Table 7에 제시한 바와 같이 처리구별 냉도체중과 도체율은 T2구에서 각각 86.77 kg과 75.03%로 가장 높게 나타났지만, 유의적인 차이는 나타나지 않았다. 등지방 두께에서도 T2구가 21.52 mm로 가장 얇게 나타났지만 유의적인 차이는 나타나지 않았다. 도체의 육질등급 출현율에서는 T2구가 1+등급 출현율이 50%, 1등급 이상 출현율에서도 91.67%로 가장 높게 나타났다. 목초액 첨가에 따른 도체성적과 관련된 연구결과를 보면 목초탄을 비육돈에게 0.5%, 1.0% 및 1.5%로 급여 하였을 때 도체성적은 처리구별 차이가 없었다는 보고와 본 연구는 유사한 결과를 나타내었다(Hwang, 1996). 점토광물질을 이용한 연구결과를 보면 비육돈에 illite를 1.5% 첨가 시 A등급 출현율이 증가하였다고 보고 하였으며(Ha et al., 2001), 비육돈에 illite를 1.0% 첨가하였을 때 육질 A등급 출현율이 가장 높았으나, 첨가 수준을 2.0%까지 증가시킬 경우 오히려 육질등급이 감소하는 경향을 나타내었다고 보고하였다(Kim and Kim, 2007a). 이와 같이 T2구의 육질등급 출현율이 높아진 이유는 점토광물질의 양이온 교환능력이 장내 유해 독소를 제거하여 영양소의 흡수를 증가시킨 원인으로 판단된다(Yang et al., 2000; Cho et al., 2012).
Table 7.
Carcass characteristics and carcass quality grades of pigs.
| Items | Treatmentsx | p-valuey | |||
| Control | T1 | T2 | |||
| No. of heads | 15 | 15 | 15 | - | |
| Cold carcass weight (kg) | 82.49 ± 2.17z | 82.70 ± 2.13 | 86.77 ± 2.32 | 0.2012 | |
| Dressing percentage (%) | 74.28 ± 2.20 | 74.50 ± 2.34 | 75.03 ± 2.26 | - | |
| Backfat thickness (mm) | 22.08 ± 1.44 | 22.58 ± 1.80 | 21.52 ± 1.63 | 0.1345 | |
| Carcass quality grade (%) | 1+ | 33.33 | 33.33 | 50.00 | - |
| 1 | 33.33 | 41.67 | 41.67 | - | |
| 2 | 33.33 | 25.20 | 8.33 | - | |
도체의 이화학적 특성
도체 등심의 이화학적 특성은 Table 8과 같다. 도체의 수분함량과 조단백질 함량은 처리구별 유의적인 차이가 나타나지 않았지만, 조지방 함량은 T2구가 대조구에 비하여 유의적으로 높게 나타났다(p < 0.05). 가열감량은 T1, T2구가 대조구에 비하여 유의적으로 낮게 나타났으나(p < 0.05), 육색(CIE) 값은 처리구별 유의적인 차이가 나타나지 않았다. Honikel (1987)은 도체 돈육의 수분 함량이 70 - 75%으로 구성되어 있다고 보고하여, 본 시험의 결과와 유사한 결과를 나타내었다. 비육돈에 점토광물질의 첨가는 도체의 조지방 함량 증가에 유리한 영향을 준다는 보고가 있으며(Pond et al., 1988), 이는 점토광물질의 성분인 SiO2와 Al2O3 등이 장 내 환경을 유익하게 개선시켜 체조직 내 지방의 재합성이 증가되어 나타난 결과로 판단된다(Harms and Damron, 1973; Moon et al., 2002; Cho et al., 2012). 가열감량의 경우에도 도체의 지방함량과 육질등급이 증가할수록 가열감량은 감소되는 것으로 알려져 있으며(Maribo et al., 1998), 이는 가열감량 측정 시 열에 의해 지방성분이 분해되면서 수분 손실을 최대한 억제하기 때문으로 보고되고 있다(Kim et al., 2007). 이와 같이 본 시험에서 나타난 대조구에 비하여 다른 처리구에서 가열감량이 낮아진 이유는 처리구별 조지방 함량과 육질등급 출현율의 차이에서 기인된 것으로 판단된다.
Table 8.
Physico-chemical characteristics of the M. longissimus dorsi.
| Items | Treatmentsw | p-valuex | |||
| Control | T1 | T2 | |||
| No. of heads | 15 | 15 | 15 | - | |
| Moisture | 74.23 ± 0.51y | 71.32 ± 0.35 | 70.39 ± 0.36 | 0.0724 | |
| Crude protein | 22.56 ± 0.21 | 22.32 ± 0.32 | 21.04 ± 0.23 | 0.6378 | |
| Crude fat | 1.94 ± 0.28b | 2.28 ± 0.21ab | 2.97 ± 0.40a | 0.0497 | |
| Cooking loss | 24.34 ± 0.32a | 20.18 ± 0.32b | 20.89 ± 0.31b | 0.0482 | |
| CIEz | L | 54.35 ± 1.90 | 56.76 ± 1.34 | 55.87 ± 0.90 | 0.1876 |
| a | 11.10 ± 0.58 | 10.22 ± 0.69 | 10.32 ± 0.58 | 0.2790 | |
| b | 6.12 ± 0.47 | 5.94 ± 0.40 | 5.99 ± 0.21 | 0.2183 | |
| Chroma | 12.33 ± 0.73 | 11.34 ± 0.74 | 11.34 ± 0.56 | 0.4187 | |
| hue | 30.20 ± 0.75 | 29.66 ± 1.65 | 29.23 ± 0.95 | 0.3987 | |
도체의 지방산 조성
도체 지방산 조성 분석결과는 Table 9와 같다. 돈육의 주요 포화지방산인 C16:0 (palmitic acid)과 C18:0 (stearic acid)은 처리구별 유의적인 차이는 나타나지 않았고, 불포화 지방산인 C18:1 (oleic acid)도 T2구가 대조구에 비하여 높게 나타났으나 유의적인 차이는 나타나지 않았다. 하지만 C18:2 (linoleic acid)와 불포화지방산(unsaturated fatty acid, UFA)함량은 T2구가 다른 처리구에 비하여 유의적으로 높게 나타났다(p < 0.05). Kim과 Kim (2007a)은 illite을 비육돈에게 1.0% 급여 시 C18:2 (linoleic acid)의 함량이 증가 되었고, Lee 등(2004)도 한우 거세우에 1.25% 점토광물질을 첨가한 구에서 불포화 지방산 함량이 증가되었다고 보고하였다. 일반적으로 도체의 지방산 조성은 도체부위, 품종, 거세유무, 급여사료, 출하시기에 따라 다르게 나타나며(Song et al., 2000), 육질등급이 증가 할수록 불포화지방산(UFA)은 증가하는 것으로 알려져 있다(Oh et al., 2012). 이와 같은 결과를 종합해 보면 T2구가 불포화 지방산이 높은 것은 육질등급 출현율이 다른 처리구에 비하여 높았기 때문으로 판단된다.
Table 9.
Fatty acid composition of the M. longissimus dorsi.
| Items | Treatmentsu | p-valuev | ||
| Control | T1 | T2 | ||
| C14:0 (myristic acid) | 1.58 ± 0.07w | 1.28 ± 0.26 | 1.24 ± 0.10 | 0.1546 |
| C14:1 (myristoleic acid) | 0.06 ± 0.01 | 0.08 ± 0.02 | 0.09 ± 0.01 | 0.2562 |
| C16:0 (palmitic acid) | 25.73 ± 1.31 | 27.89 ± 0.29 | 26.11 ± 1.48 | 0.4568 |
| C16:1 (palmitoleic acid) | 2.89 ± 0.27 | 2.68 ± 0.44 | 2.12 ± 0.31 | 0.3553 |
| C18:0 (stearic acid) | 17.54 ± 1.03 | 15.89 ± 1.46 | 14.50 ± 1.34 | 0.1632 |
| C18:1 (oleic acid) | 36.01 ± 1.83 | 35.81 ± 2.37 | 37.99 ± 1.21 | 0.0823 |
| C18:2 (linoleic acid) | 14.58 ± 1.40b | 15.69 ± 3.03b | 18.35 ± 2.08a | 0.0441 |
| C18:3 (linolenic acid) | 0.16 ± 0.02 | 0.19 ± 0.03 | 0.18 ± 0.02 | 0.2425 |
| C20:0 (arachidic acid) | 0.41 ± 0.05 | 0.49 ± 0.03 | 0.46 ± 1.21 | 0.2856 |
| SFAx | 45.16 ± 2.26 | 45.55 ± 2.23 | 42.31 ± 2.72 | 0.2845 |
| MUFAy | 36.36 ± 2.47 | 38.57 ± 1.98 | 39.16 ± 1.58 | 0.1936 |
| UFAz | 54.74 ± 1.02b | 54.45 ± 1.78b | 58.69 ± 0.33a | 0.0421 |
Conclusion
본 연구는 목초액과 점토광물질의 급여가 돈육의 비육성적, 도체특성 및 지방산 조성의 영향을 조사하고자 실시되었다. 비육성적에서 일당증체량은 처리구별 차이가 나지 않았지만, 사료요구율은 점토광물질을 첨가한 T2구에 서 대조구에 비하여 유의적으로 낮게 나타났다(p < 0.05). 도체성적은 T2구에서 육질등급 1+등급 출현율(50%)과 1등급 이상 출현율(91.67%)이 가장 높게 나타났다. 도체의 이화학적 특성 분석 결과 중 조지방 함량은 T2구가 대조구에 비하여 유의적으로 높게 나타났으며(p < 0.05), 가열감량은 T1구와 T2구가 대조구에 비하여 유의적으로 낮게 나타났다(p < 0.05). 처리구별 도체 등심의 지방산 조성 분석 결과는 C18:2 (linoleic acid)와 불포화지방산(UFA) 함량은 T2구가 다른 처리구에 비하여 유의적으로 높게 나타났다(p < 0.05). 이상과 같은 결과를 종합 해 보면 비육돈에 목초액 0.3% 첨가는 비육성적, 도체성적 및 도체의 지방산 조성에 큰 영향을 미치지 않았지만, 점토광물질의 0.5% 첨가는 비육돈의 사료요구율 개선과 육질등급 출현율의 향상뿐만 아니라 건강에 이로운 불포화 지방산 함량 증가에 긍정적인 영향을 미치는 것으로 사료된다.
