Ⅰ. 서 론

가축이 섭취한 사료는 소화과정을 거쳐 가장 작은 단위의 영양소로 분해되며, 상피세포를 통해 흡수된 후 혈액을 통해 각 기관으로 이동된다. 혈액에는 영양, 면역 및 호르몬 등과 관련된 다양한 물질들이 존재하는데, 이러한 물질들은 가축 의 건강 상태, 품종, 나이, 성별 및 사료 등에 따라 달라질 수 있다(Kwon et al., 2006;Choi et al., 2018). 특히 축우의 경우 혈중 대사물질 농도를 기준으로 개체의 상태를 파악할 수 있 는 대사판정시험(Metabolic profile test, MPT) 체계를 도입하 여 혈액 분석을 통해 건강상태 진단이나 사양관리를 개선하 는데 사용하고 있다. 1970년에 처음 젖소 사양에서 MPT 분 석기술(Payne et al., 1970)이 접목된 이래 MPT와 관련된 다 양한 연구(Samanc et al., 2011;Zhao et al., 2014)가 진행되어 왔으며, 국내에서도 혈중 대사물질 농도와 수태율(Oh et al., 2001) 또는 사양체계에 따른 혈중 대사물질 변화(Kim, 2018) 등과 같은 연구가 진행된 바 있다.

일반적으로 축우에 적용되는 사양체계는 반추동물용 섬유 질배합사료(Total Mixed Ration, TMR) 및 일반 배합사료 체계 가 있으며, 젖소에서는 유량과 유지율을 고려하여 TMR 사양 체계를 주로 이용하고 있다. TMR 제조시에는 다양한 조사료 가 사용되는데, 특히 조사료의 품질 및 첨가비율은 TMR의 영 양적 가치와 이용성에 영향을 미친다(Lee and Lee, 2004). 또 한 분리급여체계(배합사료+조사료)에서도 조사료의 종류 및 품질에 따라 번식용 암소 육성우의 섭취수준은 달라질 수 있 다(Hoover, 1986;Ki, 2002). Neutral detergent fiber(NDF)는 중 성세제 불용성 섬유소로 주로 세포벽 물질의 비율을 나타내는 지표이며, NDF의 화학적 조성, 소화속도 및 소화량은 건물섭 취량에 영향을 미치는 것으로 알려져 있다(Oba and Allen, 1999). 이와 같이 번식용 육성우 사양에 있어서 사양체계 및 조사료의 선택과 NDF 함량은 매우 중요한 관계에 있지만, 이 러한 요인들이 혈중 대사물질 변화에 미치는 영향에 대한 연 구는 비교적 적은 편이다. 따라서 본 연구는 사양체계 및 TMR의 NDF 급여 수준이 번식용 젖소 육성우의 혈중 대사물 질 농도 변화에 미치는 영향을 규명하고, 에너지, 단백질, 지 질 및 간 기능 관련 지표 대사물질의 농도를 토대로 번식용 젖소 육성우 뿐만 아니라 번식용 한우 육성우의 영양 상태를 관리하기 위한 기초자료를 제공하기 위해 수행되었다.

Ⅱ. 재료 및 방법

1. 시험장소, 시험기간 및 공시동물

본 연구는 번식용 젖소(Holstein) 육성우 사육농가(2개소) 를 대상으로 약 7개월 동안 수행되었으며, 공시동물은 15.6 ± 0.7 개월령의 번식용 젖소 육성우 50두(421.5 ± 21.3 kg)를 공 시하여 본 실험에 이용하였다.

2. 실험설계 및 사양관리

사양체계에 따른 시험구 배치는 TMR 처리구(TMR) 및 배 합사료 + 혼합 조사료(톨페스큐 + 티모시) 처리구(CON)로 2 처리 하였으며, 처리구당 10두씩 임의배치 하였다. TMR의 NDF 수준에 따른 시험구 배치는 NDF 53% 이상(T1), 50∼ 53%(T2) 및 50% 이하(T3)로 3처리 하였으며, 처리구당 10두 씩 임의배치 하였다. 사료는 1일 2회 (07:00 및 17:00)로 나누 어 체중의 2.5% 수준으로 급여하였으며, 모든 시험구는 처리 에 따라 pen(10 × 10m)당 10두씩 군집 사육하였다. 물과 미네 랄 블록은 자유롭게 이용할 수 있도록 하였으며, 기타 사양관 리는 농가 관행에 따라 진행되었다. 급여사료는 AOAC (1990) 및 Van soest et al. (1991) 분석방법에 준하여 분석되 었으며, 화학적 조성은 Table 1 및 2에 나타낸 바와 같다.

3. 혈액채취 및 분석

혈액은 오전 사료 급여전에 시험축의 경정맥에서 18 gauge needle을 이용하여 10ml 채취하였으며, 채취된 혈액은 heparin 이 첨가된 혈중 대사물질 분석용 진공 튜브에 주입한 뒤 4℃에 서 6시간 동안 정치시켰다. 혈중 대사물질을 분석하기 위해 heparin이 첨가된 혈액을 3000 rpm에서 10분간 원심분리 한 다 음 혈장을 분리하여 자동 혈액분석기 (Hitachi 7020, Hitachi, Ibaraki, Japan)로 glucose(GLU), cholesterol(CHOL), albumin(ALB), total protein(TP), triglyceride(TG), blood urea nitrogen(BUN), aspartate aminotransferase(AST), alanine aminotransferase(ALT), gamma(γ)-glutamyl transfera(GGT) 및 non esterified fatty acid(NEFA)를 분석하였다.

4. 통계분석

통계분석은 SAS(Statistical Analysis System software version 9.4) program을 이용하여 Duncan의 multiple range test와 T-test로 처리구간 유의성(p<0.05)을 검정하였다.

Ⅲ. 결과 및 고찰

사양체계 및 TMR의 NDF 수준이 번식용 젖소 육성우의 사 료섭취량에 미치는 영향은 Table 3과 같다. 사양체계에 따른 처리구간 사료섭취량의 차이는 없었으며, TMR의 NDF 수준 의 경우에도 처리구간 유의적인 차이는 없었지만, NDF 수준 이 감소될수록 사료섭취량이 증가되는 경향을 보였다. 본 연 구에서 사양체계 및 TMR의 NDF 수준에 따른 사료섭취량의 차이가 적었던 원인은 사료 급여량을 체중대비 2.5%로 동일 하게 적용하였기 때문인 것으로 판단되며, Kim et al. (2003)이 배합사료와 TMR의 사료 급여형태에 따른 사료섭취량의 차이 는 없었다고 보고한 점도 본 연구를 뒷받침 해주고 있다. 다만 NDF 수준에 따른 처리구간 섭취량의 차이는 적었지만, 이전 연구결과와 마찬가지로 사료의 NDF 수준은 사료섭취량에 영 향을 미치는 중요 요인(Grant, 1997;Lee et al., 2013)인 것으 로 판단된다.

사양체계 및 TMR의 NDF 수준이 번식용 젖소 육성우의 에너지 관련 혈중 대사물질에 미치는 영향은 Table 4에 나타 낸 바와 같다. 사양체계에 따른 혈중 GLU 농도는 TMR 및 CON 처리구간 비슷한 수준으로 나타났으며, NEFA 농도도 사양체계에 따라 차이를 보이지 않았다. NDF 수준에 따른 혈 중 GLU 농도는 T3가 T1 및 T2에 비해 현저히 높게 나타났으 며(p<0.05), NEFA 농도도 NDF 수준이 높을수록 증가되는 경 향을 보였다. 일반적으로 혈중 GLU 농도는 사료의 종류 및 섭취량에 많은 영향을 받는 것으로 알려져 있으며(Brockman and Bergman, 1975), 주로 전분 함량이 높은 곡류사료의 발효 로 생성되는 프로피온산이 포도당 신합성경로를 통해 간에서 GLU로 전변되는 것으로 보고되고 있다(Choi, 2004). 본 연구 에서 사료의 NDF가 감소될수록 혈중 GLU가 증가된 것은 비 교적 섬유질 함량이 적은 에너지용 원료사료의 사용비율 증 가가 원인인 것으로 추측된다. 또한, 체내에서 이용될 수 있 는 에너지가 부족할 때 증가되는 NEFA의 농도가 NDF 수준 이 감소될수록 낮아지는 결과와도 관련이 있는 것으로 판단 된다. Kappel (1984)은 사료의 에너지 수준이 증가할수록 혈 중 GLU가 유의적으로 증가된다고 보고하여 본 연구결과를 뒷받침 해주고 있다. 그러나 사양체계가 혈중 에너지 관련 대 사물질에 미치는 영향은 적은 것으로 판단된다.

사양체계 및 TMR의 NDF 수준이 번식용 젖소 육성우의 단백질 관련 혈중 대사물질에 미치는 영향은 Table 5에 나타 낸 바와 같다. 사양체계에 따른 TP와 ALB 농도에 대한 TMR 및 CON 처리구간 차이는 적었으며, BUN 농도는 TMR 처리 구에 비해 CON 처리구에서 높은 경향을 보였지만, 유의적인 차이는 없었다. NDF 수준에 따른 TP 농도는 처리구간 8.55 ∼ 8.74 g/dL로 비슷하였으며, ALB 농도는 NDF 수준이 낮을 수록 유의적으로 증가되는 결과를 보였다(p<0.05). BUN 농도 의 경우 T3가 19.71 mg/dL로 가장 높았으며, T2가 16.41 mg/dL로 가장 낮게 나타나 NDF 수준에 따른 일관된 결과를 보이지 않았다. TP는 급여하는 사료의 단백질 수준이 높을수 록 증가되는데(Doornenbal et al., 1988), 본 연구에서 TMR 및 CON 처리구의 사료내 조단백질 함량의 차이가 있었음에도 처리구간 차이가 없었던 것은 사료섭취량의 차이 때문인 것 으로 판단된다. 또한 Lim et al. (2011)은 번식우에게 단백질 분해효소 처리를 하여 반추위 분해율과 외관상 소화율을 높 인 사료를 급여하였지만, TP의 증가는 미비하였다는 결과를 보고한 바 있어 일정 수준 이상의 단백질을 섭취하였을 경우 에만 TP의 차이가 발생될 수 있을 것으로 생각된다. 마찬가 지로 NDF 수준에 따른 처리구별 급여사료의 조단백질 함량 의 차이는 있었지만, TP 농도에 미치는 영향이 적었던 결과 와도 관련이 있는 것으로 판단된다.

ALB는 주로 간에서 합성되는 대사물질이며, 세포를 구성 하는 단백질로써 사료 단백질에 의해 장기적으로 영향을 받 는 것으로 보고되고 있다(Rowlands et al., 1977;Lee et al., 1978). 본 연구에서도 일관되지는 않았지만, 사료 단백질 함 량이 높은 처리구의 ALB 농도가 높은 경향을 보여 이전 연 구결과들과 유사하였다. 혈액의 요소 농도는 단백질 섭취량, 반추위 분해율, 사료의 아미노산 조성, 간 및 신장의 기능 등 다양한 요인에 의해 영향을 받지만(Hong et al., 2010), 특히 축우가 섭취한 단백질의 이용효율과 관계가 깊다(Lee et al., 2001). 즉 혈중 BUN 농도는 급여사료의 단백질 수준이 높을 수록 증가 될 수 있으며, 본 연구에서도 사양체계 및 NDF 처 리구에 따른 급여사료의 조단백질 함량과 섭취량이 높을수록 BUN이 증가된 결과도 이를 뒷받침 해주고 있다.

사양체계 및 TMR의 NDF 수준이 번식용 젖소 육성우의 지 질 관련 혈중 대사물질에 미치는 영향은 Table 6에 나타낸 바와 같다. 사양체계 따른 혈중 CHOL 농도는 TMR 처리구에 비해 CON 처리구에서 19.9% 증가되는 결과를 보였으며(p<0.05), 혈 중 TG 농도의 경우에도 CON 처리구가 TMR 처리구 보다 높게 나타났다. 한편 NDF 수준에 따른 혈중 CHOL 농도는 NDF 수 준이 낮을수록 유의적으로 증가되었으며(p<0.05), 마찬가지로 혈중 TG 농도의 경우에도 NDF 수준이 낮을수록 높아지는 결 과를 보였다(p<0.05). 혈중 CHOL의 농도는 간 기능이 저하되 거나 사료섭취량 부족에 따른 지방 섭취량이 부족할 경우 낮아 지며 (Schick et al., 1983), triglyceride도 주요한 지질성분으로 사료의 섭취수준과 밀접한 관계가 있는 것으로 보고된 바 있 다(Kim et al., 2011). 본 연구에서 사양체계에 따른 CHOL과 TG의 차이는 급여사료의 조지방 함량에 대한 차이로 판단되 며, NDF 수준에 따른 CHOL과 TG의 차이는 사료섭취량의 영향으로 생각된다. NDF는 주로 사료섭취량과 관계가 깊은 지표로 보고되고 있으며(Welch, 1967), Van Soest (1965)의 연구에서도 사료의 NDF 함량이 높을수록 사료섭취량이 감소 되는 것으로 보고된 바 있다.

사양체계 및 TMR의 NDF 수준이 번식용 젖소 육성우의 간 기능 관련 혈중 대사물질에 미치는 영향은 Table 7에 나타 낸 바와 같다. 사양체계에 따른 혈중 AST 및 ALT 농도는 TMR 처리구가 CON 처리구에 비해 높았으나, 혈중 GGT 농 도는 TMR 처리구에 비해 CON 처리구에서 높아지는 경향을 보였다. NDF 수준에 따른 혈중 AST 농도는 일관된 경향을 보이지 않았으며, T2에서 가장 높았고 T3에서 가장 낮았지만, 처리구간 유의적인 차이는 없었다. 혈중 ALT 농도는 T3가 T1 및 T2에 비해 유의적으로 낮은 결과를 보였으며(p<0.05), 반대로 GGT 농도는 T3가 다른 처리구들에 비해 높게 나타났 다. 혈중 AST, ALT 및 GGT는 간세포에 존재하는 효소들로 주로 간세포가 손상된 경우에 혈액으로 유리되어 농도가 증 가되며, 가축의 간 기능 판정에 가장 폭 넓게 활용되고 있는 혈중 대사물질로 보고되고 있다(Kim, 2018). 특히 혈중 AST 및 ALT 농도는 주로 급성 간 손상에 대한 지표로 활용되고 혈중 GGT 농도는 만성적인 지표로 사용되고 있다. 일반적으 로 간 손상지표들은 과비, 농후사료 과잉급여, 스트레스 및 제 1위 암모니아 과잉 발생 등으로 증가되는데(Lee, 2011), 본 연구결과에서 CON 처리구에 비해 TMR 처리구에서 AST 및 ALT가 증가되고 GGT가 반대의 결과를 보인 것은 여름철 수 분 함량이 높은 TMR 사료의 부패 및 곰팡이 등이 영향 (Korosteleva et al., 2007)을 미쳤을 것으로 판단되며, GGT는 에너지 함량이 높은 배합사료의 영향으로 생각된다. NDF 수 준의 경우에도 NDF가 가장 낮았던 처리구에서 혈중 AST 및 ALT 농도가 감소된 것은 TMR 제조시 사용되는 사일리지와 같은 고수분 조사료의 부패 또는 곰팡이 오염(Ogunade et al., 2018)과 관련이 있을 것으로 판단된다.

Ⅳ. 요 약

본 연구는 사양체계 및 TMR의 NDF 수준이 번식용 젖소 육성우의 혈중 대사물질 농도 변화에 미치는 영향을 검토하 고, 에너지, 단백질, 지질 및 간 기능 관련 지표 대사물질의 농 도를 토대로 영양 상태를 관리하기 위한 기초자료를 제공하기 위해 수행되었다. 공시동물은 번식용 젖소 육성우 50두를 공 시하였으며, 시험구 배치는 사양체계에 따라 TMR 처리구 (TMR) 및 배합사료 + 혼합 조사료 처리구(CON)의 2처리로 하였으며, TMR의 NDF 수준에 따라 53% 이상(T1), 50 ∼ 53%(T2) 및 50% 이하(T3)로 3처리 하였다. 혈중 GLU 농도는 사양체계에 영향을 받지 않았지만, NDF 수준이 감소될수록 유의적으로 증가하였다(p<0.05). 사양체계가 혈중 단백질 관 련 대사물질 농도에 미치는 영향은 없었으며, NDF 수준이 낮 아질수록 혈중 ALB 농도가 증가되는 결과를 보였다(p<0.05). 혈중 CHOL 농도는 TMR 보다 CON 처리구에서 높았으며 (p<0.05), NDF 수준이 낮을수록 증가되는 결과가 나타났다. 혈중 지질 농도는 TMR 보다 CON에서 높았으며, NDF 수준 이 낮아질수록 높게 나타났다. 혈중 ALT 농도는 T3구가 T1 및 T2구에 비해 유의적으로 낮게 나타났다(p<0.05). 따라서 본 연구의 결과에서 사양체계 및 TMR의 NDF 수준은 번식용 젖소 육성우의 혈중 대사물질 농도 변화에 영향을 미칠 수 있 지만, 사료섭취량 및 영양성분 수준을 고려할 필요가 있을 것 으로 판단된다.