Ⅰ. 서 론

조사료 생산 기반이 취약한 우리나라에서는 논을 활용한 조사 료 생산은 수입 조사료에 대응할 수 있는 가장 적절한 방안이 될 수 있다. 논은 경지정리가 잘되어 있고 작업기계의 접근성이 용 이하여 파종에서 수확까지 쉽게 활용할 수 있는 장점이 있다. 그 러나 한편으로는 배수불량의 토양은 조사료 생산에 제한요인이 된다. 논에서의 다양한 조사료 생산이 검토되어져 왔지만 논의 특성상 가장 적합한 작물은 벼이며 이에 논에서 사료용 벼를 재배 하여 이용하는 것이 가장 바람직한 방안으로 판단되고 있다. 특히 최근의 쌀 재고량 증가는 논에서의 대체작물 재배를 고려하게 되 었고 정부에서도 지난해부터 논에서의 타작물 재배사업을 추진하 면서 전체 55,000 ha중 약 15,000 ha에 사료작물(옥수수, 수단그 라수, 사료용 벼 등) 재배를 유도하였다. 특히 재배농가에는 보조 금(평균 340만원/ha)을 지급하게 되며 사료작물의 경우는 타 작물 보다 지원금(430만원/ha)을 높여 지급하고 있다 (MAFRA, 2019).

반추가축에 조사료의 중요성은 아무리 강조해도 지나침이 없 다. 생리 및 영양적으로도 조사료 급여가 반드시 필요하며 반추 위 발달, 유지 및 대사 장애를 막기 위해서도 급여를 해야 한다. 다양한 조사료의 급여를 통하여 고급육을 생산하는 기술들이 여 러 연구자들에 의해 검토가 되어졌으나 일반적으로 조사료는 육 성기∼비육전기에 많이 급여를 하도록 유도하고 있으며 비육후기 에는 육질을 고려하여 조사료 급여를 제한하고 있다.

조사료원에 따른 한우의 육질은 양질 조사료 급여시 육질등급 이 개선되고 육량등급, 도체성적, 등지방두께 및 근내지방도가 개선되는 효과를 보인다고 한다 (Kook et al,, 2011;Seo et al, 2010). 그러나 소비자의 구매형태에 중요한 영향을 주는 육색에 는 거의 영향을 주지 않았다고 한다 (Kang et al, 2011).

여러 연구자들은 가축의 성장기에 조사료의 급여는 반추위의 발달에 도움이 되고 성장기에는 질병에 노출되지 않고 건강하게 자랄 수 있도록 돕는다고 보고하고 있다(Cho et al., 1997; Jin et al., 2012; Kim, 2006).

정부의 논 타작물 재배사업 추진에 발맞춰 사료용 벼의 재배 및 이용의 확대가 각광을 받고 있다. 사료용 벼를 급여한 가축에 대한 생산성 및 생산된 축산물에 대한 다각적인 평가를 통하여 논 에서의 사료용 벼 재배를 늘리는 것이 쌀 생산조정과 부족한 조사 료의 확보 차원에서 바람직한 대안으로 평가되고 있다. 사료용 벼 와 월동작물을 연계한 연간 생산성 검토(Kim et al, 2018), 사료 용 벼 위주 TMR에 대한 가축 사양 비교 (Kim et al, 2019)등에 대한 선행연구가 있었으며 이를 통하여 사료용 벼를 논에서의 벼 대체 작물로 재배하도록 정책적으로 유도를 하고 있다. 따라서 본 연구는 사료용 벼 위주의 TMR 사료 급여가 한우 고기의 육질에 미치는 영향을 종합적으로 검토하여 기존 TMR 급여와의 차이를 분석하여 향후 사료용 벼의 이용 확대를 위하여 수행되었다.

Ⅱ. 재료 및 방법

1. 사료용 벼 가축 사양시험

본 연구를 위한 사료용 벼의 재배는 경남 산청군에 위치한 한 우 농가의 논에서 2008년 국립식량과학원에서 육성한 “영우” 품 종을 재배하여 사일리지로 만들어 보관하면서 필요한 양을 TMR 배합에 사용하였다 (급여된 TMR 배합비는 Kim et al., (2019)의 선행 보고에 제시). 사료용 벼 급여 사양시험은 평균 약 8개월령 의 거세한우 16두를 대조군 (control TMR)과 사료용 벼 위주 TMR 급여군 (WCR-TMR)으로 나누어 각각 8두에 대하여 30개 월령까지 급여시험을 수행하였다. 사료용 벼 급여군은 기존 TMR의 수입 조사료를 일정 부분 사료용 벼로 대체 하였으며 단 백질 및 섬유소 함량이 대조군 TMR 사료와 유사하게 배합비를 만들어 급여를 하였다 (Kim et al, 2019). 시험사료 1일 2회 (08:00, 16:00) 급여하였으며 육성기간에는 10kg/두/일을 급여하였고 비 육전기와 후기에는 15 kg/두/일을 급여하였다.

2. 고기 성분 분석

1) 일반성분 분석

대조군 (control TMR) 급여군과 사료용 벼 위주 TMR 급여군 (WCR-TMR)의 수분, 조단백질, 조회분은 AOAC (2006) 표준법 에 따라 분석하였다. 즉, 수분은 105 ℃ 상압 가열 건조법, 조단백 질은 Kjeldahl법 (2200 Kjeltec Auto Distillation, Foss Tecator, Hoganas, Sweden), 조회분은 550℃ 직접 회화법을 이용하였다. 조지방은 Folch법을 이용하여 측정하였으며, 이를 위하여 시료 (10 g)에 Folch 용액 (chloroform/methanol 2:1) 100 mL을 가한 후 24 시간 동안 추출하였다. 이후 추출물에 0.88% NaCl (10 mL)을 첨가 후 상층액을 버리고 질소가스로 건조시켜 남아있는 조지방의 무게를 칭량하였다.

2) 보수력

보수력은 Sakata et al. (1993)의 방법을 약간 변형하여 측정하 였다. 즉, 팔콘 튜브에 시료 5 g과 필터페이퍼 (No. 4, Whatman International Ltd., Maidstone, UK)를 함께 넣은 후 252×g (Continent 512R, Hanil Co. Ltd., Incheon, Korea)에서 10분 동안 원심분리 하였다. 원심분리 후 필터페이퍼에 흡수된 수분 함량을 측정하고, 원심분리 전 시료의 수분 함량은 상압 가열 건조법에 의하여 측 정하였다. 시료의 보수력은 원래 시료의 수분 함량에 대한 필터 페이퍼에 흡수된 수분 함량의 비에 의하여 계산하였다.

3) 가열감량

시료 100 g을 진공 포장하여 85 ℃에서 30 분간 가열한 다음 상온에서 방냉 하였다. 이후, 시료 표면의 수분을 제거하고 가열 전‧후의 중량차를 백분율로 하여 가열감량을 계산하였다.

4) 전단력

시료 (100 g) 내 심부온도가 72℃에 도달할 때까지 중탕 가열 한 다음 상온에서 방냉 하였다. 방냉한 시료에서 직경 12.7 mm의 코어를 근섬유 방향에 따라 원통형으로 뚫어 시료를 채취한 후 Warner-Bratzler shear를 장착한 texture analyzer (TA1, LLOYD instruments, Ametek, Fareham, UK)를 사용하여 근섬유방향과 직각 방향으로 절단하여 측정하였다. 측정조건은 maximum cell load, 10 kg; probe pre-test speed, 2.0 mm/s; test speed, 2.0 mm/s; post-test speed, 5 mm/s; distance, 28 mm; trigger load, 10 g이었다.

5) β-carotene과 vitamin A 함량

β-carotene과 vitamin A의 함량 분석을 위하여 알칼리 비누화법 을 수행한 후 동시추출 하였다 (Shin et al., 2013;KFDA, 2012). 시료 1 g에 6% pyrogallol ethanol (10 mL) 용액을 첨가 및 혼합 후 10분 동안 sonication을 수행하였다. 알칼리 비누화를 위하여 60% KOH 용액 7 mL를 첨가하였고, 75℃, 100 rpm으로 설정되 어 있는 shaking water bath (BS-21, Lab companion, Minnesota, USA)에서 1시간 동안 검화를 수행했다. 이후 2% NaCl(10 mL) 를 첨가하고 1분 동안 방치한 후에 n-hexane과 ethyl acetate 혼 합용액 (85:15, v/v) 15 mL를 첨가, 혼합, 방치하여 층 분리 하였 다. 여기서 얻은 상등액을 분리하여 sodium sulfate, anhydrous를 이용해 시료 내 수분을 제거한 후 UV/Vis 검출기가 장착되어 있 는 high performance liquid chromatograph (HPLC; Ultimate 3000, Thermo Fisher Scientific Inc., Waltham, MA, USA)를 이 용하여 수행하였다. 분석에 사용된 HPLC는 Nova-Pak C18 역상 컬럼 (4 ㎛× 15 cm ×3.9 mm, Waters, Milford, MA, USA)이 장착 되어 있었다. UV/Vis 검출기의 측정파장은 450 nm로 설정하였으 며, 이동상은 A 용매 (acetonitrile : methanol : dichloromethane = 70 : 20 : 5, v/v/v)와 B 용매 (acetonitrile : methanol : dichloromethane, 70 : 10 : 30, v/v/v)를 1 mL/min의 유속으로 gradient elution로 흘려주었다. 초기 용리는 A 용매 100 %를 3.5 분까지 흘려주었다 가 22 분까지 B 용매 100 %가 되도록 흘려주었으며, 28.5 분까지 B 용매 100 %를 유지하였다. 다음 30 분까지 A 용매 100 %가 되도록 흘려주었으며, 40 분까지 A 용매 100 %를 유지하였다.

6) α-tocopherol 함량

시료 1 g을 취한 후, 6 % pyrogallol ethanol (5 mL)을 첨가 및 혼합 후 10분 동안 sonication을 수행하였다. 그 후 60% KOH (1.5 mL)을 첨가하였고, 75℃, 100 rpm으로 설정되어 있는 shaking water bath (BS-21)에서 1시간 동안 검화 하였다. 검화가 끝난 후 방냉 후 5 mL의 2 % NaCl 용액과 15 mL의 추출용매 (hexane : ethyl acetate = 85 : 13, v/v)를 가하고 방치하여 용매 의 층이 완전히 분리되면 상등액을 취하였다. 상등액은 sodium sulfate, anhydrous를 이용해 시료 내 수분을 제거하였다. 준비된 시료는 UV/Vis 검출기가 장착되어 있는 HPLC (Ultimate 3000) 를 이용하여 295 nm에서 분석하였다. 컬럼은 LiChrosorb Diol (5 ㎛ × 3 mm × 10 cm, Chrompack, Raritan, NJ, USA)을 사용 하였고, mobile phase는 hexane : acetic acid(1000 : 1, v/v)로 유속 1.0 mL/min로 30 분간 분석하였다.

7) 육색

육색은 색차계 (CM-5, Konica Minolta Sensing Inc., Osaka, Japan)를 이용하여 내장된 표준백판을 이용해 calibration 후, 명 도 (L*-value, lightness), 적색도 (a*-value, redness) 및 황색도 (b*-value, yellowness)를 측정하였다.

8) 지방산패도

Control 및 whole crop rice 급여군의 시료는 진공포장 하여 4℃에서 7일간 저장하였다. 이후 각 시료의 지방산패도의 측정은 2-thiobarbituric acid reactive substances (TBARS) 값으로 측정하였 다. 시료 5 g에 증류수 15 mL을 첨가한 후 butylated hydroxyanisol (7.2%) 50 ㎕를 첨가하였고 균질기 (T10 basic, Ika Works, Staufen, Germany)를 사용하여 16,000 rpm에서 30초간 균질하였다. 균질물 1 mL을 시험관에 넣고 2-thiobarbituric acid (TBA)/trichloroacetic acid (TCA) 용액 (20 mM TBA in 15 % TCA) 2 mL과 혼합하 였다. 혼합액을 30 분 동안 90 ℃에서 가열한 후 10 분간 냉각하여 2,265 × g로 15 분간 원심분리 (Continent 512R)한 후 상등액을 취 하여 분광광도계 (X-ma 3100, human Co., Seoul, Korea)로 532 nm 에서 흡광도를 측정하였으며 지방산패도는 mg malondialdehyde/kg sample로 표시하였다.

9) 지방산 조성

시료 10 g에 Folch 용액 (chloroform:methanol, 2:1) 100 mL 을 첨가 후 24 시간동안 진탕배양 하여 육 내 지방을 추출하였다. 추출한 용액은 여과 후 0.88 % NaCl을 넣어 층을 분리하고 chloroform 층을 회수하여 질소를 이용해 농축하였다. 농축한 지 방에 BF3-methanol (Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, USA) 2 mL을 넣고 60 ℃ 항온수조에서 1 시간 동안 가열하였다. 냉각 후 hexane 2 mL 및 distilled water 5 mL을 첨가하여 지방산메틸에 스테르를 추출하였으며 hexane 층을 회수하고 sodium sulfate, anhydrous를 이용해 시료 내 수분을 제거한 후 gas chromatography (GC; HP 7890, Agilent Technologies Inc, Wilmington, DE, USA) 를 이용해 분석하였다. 지방산 분석을 위한 GC 분석 컬럼으로 SP^TM 2560 capillary column (100 m × 0.25 mm × 0.20 ㎛ film thickness; Supelco, Bellefonte, PA, USA)를 사용하였고, 컬럼 온도는 100 ℃에서 5 분간 유지하고 이어서 240 ℃까지 분당 4 ℃ 승온한 후 20 분간 유지하였다. 검출기는 Flame Ionization Detector (FID) 를 사용하였고, 주입구 및 검출기의 온도는 각각 220℃와 240 ℃ 이었다. 운반기체는 질소가스 (1 mL/min)를 사용하였고 시료의 주입량은 1 ㎕ 이었으며 split mode (split ratio = 50 : 1)로 분석하 였다. 각각의 지방산은 표준물질 (37 FAME mix, CLA mix; Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, USA)을 이용하여 확인하였다.

3. 통계분석

모든 실험군은 3회 반복하여 실시하였으며, 결과의 분석은 SAS Program (SAS 9.4, SAS Institute lnc., USA) general linear model procedure에 의해 one-way ANOVA 처리하였다. 또한, 측정 결과간의 유의성 검사 (P<0.05)를 위해 Tukey의 다중검정 법을 이용하여 통계분석을 실시하였다.

Ⅲ. 결과 및 고찰

1. 일반성분

대조군과 사료용 벼 TMR 급여군의 일반성분을 분석한 결과 는 Table 1에서 보는 바와 같다. 고기내 일반성분 함량은 두 처 리군 사이에 유의적인 차이가 없었다. 각 시료의 수분함량은 대 조구 66.77 및 사료용 벼 TMR 급여구에서 67.46 %로 나타났으 며 조단백질, 조지방 및 조회분은 각각 19.51∼20.23 %, 11.83∼ 11.35 %, 그리고 1.10∼1.12 %으로 나타났다. Seo et al., (2010) 은 청보리 사일리지 급여구와 볏짚을 조사료로 급여한 처리에서 도 일반성분 함량에서는 유의적인 차이가 없었다고 하였다. 또한 Cho et al. (2009)은 목건초와 볏짚을 비교한 사양시험에서 비육 기간이 늘어남에 따라 수분과 조단백질 함량이 볏짚구에서 높아 졌다고 보고하였다. 특히 급여하는 사료보다는 비육 기간에 따라 수분함량이 차이가 있었는데 24 개월령에서는 72.7 %이었으며 30 개월로 비육기간이 늘어나면 수분함량이 68.6 %로 감소하였 다고 보고 하였다. 30 개월령의 수분함량은 본 시험의 수분함량 과는 비슷한 성적을 나타내었다. 한편 Lee et al. (2010)은 수분 함량은 근내지방도와 부의 상관관계를 가진다고 보고하였다.

2. 보수력, 가열감량, 전단력

보수력과 가열감량 측정 결과, 대조군l과 사료용 벼 위주 TMR 급여군 사이에 유의적인 차이가 나타나지 않았다(Table 2). 사료 용 벼의 급여가 한우고기 내 수분을 유지하는 능력에 영향을 미 치지 않은 것으로 판단된다. 연도는 소비자들이 우육을 평가하는 관능적 특성 중 가장 중요한 요인이다. 특히 연도는 식육을 구매 한 이후에 판단할 수 있기 때문에 재구매를 결정하는데 중요한 역할을 한다 (Cho et al., 2013). 본 실험 결과, 한우에 사료용 벼 급여 여부는 채끝살의 전단력에 영향을 미치지 않았다(Table 2). 가열감량에 있어서도 대조구가 약간 낮았지만 통계적 유의성은 없었다. 한편 Cho et al. (2009)도 목건초를 이용한 사양시험에서 가열 감량이 23.4 %로 나타났다고 하였으며 비육기간 그리고 사 료 종류에 따른 차이는 없다고 하였다.

3. 기능성 성분 함량

사료용 벼 내에는 다양한 항산화 물질들이 있으며 그 중 대표 적인 것이 바로 α-tocopherol이다 (Goufo and Trindade, 2014). Yamada et al. (2017)은 일본 와규 (Wagyu cattle)에 사료용 벼 를 급여하였으며 그 결과, 대조군보다 높은 함량의 α-tocopherol (약 3 mg/kg)이 소고기 등심에서 확인되었다고 하였다 (P<0.05). Shibata et al. (2016)은 일본화우에 사료용 벼를 급여할 때, 급여 하지 않은 경우보다 많은 양의 α-tocopherol과 β-carotene이 우 육에서 관찰된다고 보고했다. 하지만, 본 연구 결과에서는 사료 용 벼 급여 여부가 한우 채끝살 내 β-carotene은 검출되지 않았 으며 α-tocopherol은 사료용 벼 급여구에서 그리고 vitamin A 함 량은 대조구에서 유의적으로 높게 나타났다(Table 3). β-carotene 은 Vitamin A의 전구물질로 섭취 후 체내에서 전변되었기에 고 기내에는 검출되지 않은 것으로 판단된다.

Cho et al. (2006)은 한우에 2,000 IU 이상의 α-tocopherol을 급여해야 등심 내 α-tocopherol 함량이 유의적으로 증가함을 확인 하며, 사료중의 α-tocopherol 급여 수준이 고기 내 α-tocopherol 함량에 영향을 미친다고 보고했다. 이와 같이, 본 연구에서도 사 료용 벼의 급여 수준이 우육 내 비타민 함량에 영향을 미칠 수 있다고 판단된다.

한편 Kim et al. (2019)은 국내에서 육성된 사료용 벼 품종별 α-tocopherol과 β-carotene 함량을 조사한 결과 잎에서 함량이 높게 나타났으며 전체적으로 영우 품종에서 높았다고 보고하여 (28.2 및 30.57 mg kg-1) 향후 사료용 벼를 조사료로 활용할 때 육질과의 관계에 대한 검토가 있어야 할 것으로 판단되었다.

4. 육색 및 지방산패도

고기내 육색을 나타내는 지수인 L*, a*, b*-value (명도, 적색 도, 황색도) 모두 대조군과 사료용 벼 급여군 사이에 유의적인 차 이가 없었다(Table 4). 하지만, 대조구의 a*-value은 저장 기간에 따라 유의적으로 감소한 반면, whole crop rice 급여군의 a*-value 는 저장 기간에 따른 유의적인 차이를 보이지 않았다. 그러나 Cho et al. (2013)은 한우의 지수인 L*, a*, b*-value가 근내지방 도가 높을수록 높았다는 결과를 보고한 바 있으나 차이가 없다는 보고도 있다. 한편 저장 기간 동안의 육색 변화 결과는 사료용 벼 급여군의 저장기간에 따른 a*-value 안전성이 확인 되었다. 육 색은 일반적으로 소비자가 식육을 구매하는 가장 중요한 기준이 되며, 소비자들은 a*-value가 높은 육을 선호하는 경향이 있다 (Cho et al., 2013).

TBARS는 지질 산화의 지표로 사용되는 방법으로 저장기간 중 식육의 지방산패도 측정에 많이 사용된다 (Cho et al., 2010). Table 5에 나타난 바와 같이 대조군과 사료용 벼 급여군의 TBARS 값은 유의적인 차이가 없었다. Yamada et al. (2017)은 사료용 벼의 급여가 우육 내 α-tocopherol을 축적시켜 지질의 산화를 억 제한다고 보고한 바 있다.

5. 지방산 조성

우육의 지방산 조성은 품종 및 부위보다는 사양 관리 시 사료 성분에 의한 함량 차이를 나타낸다고 보고된다 (Kang et al., 2011). Table 6에 따르면 사료용 벼의 급여 여부는 지방산 조성 및 함량에 영향을 미치지 않았다.

Lee et al. (2010)은 육질등급별 지방산 조성 분석 연구에서 Myristic acid (C14;:0)함량은 육질등급이 높을수록 낮았는데 1+ 등급에서 2.65 %로 나타났고 더 1++은 0.43으로 유의적으로 낮 았다고 하였다. 또한 불포화지방산 함량에 있어도 단가불포화지 방산(MUFA) 함량이 58∼60 %로 나타났고 다가불포화지방산 (PUFA) 함량이 1.63∼2.89% 롤 나타났다고 하여 본 시험과 비슷 한 경향을 보였다. 한편 Oh(2006)는 한우고기가 앵거스와 홀스타 인에 비해 단가불포화지방산 함량이 높게 나타났다고 하였다.

Ⅳ. 요 약

본 시험은 사료용 벼 위주 TMR 급여가 거세한우의 육질 특성 에 미치는 영향을 구명하기 위해 수행되었다. 총 16 두의 거세한우 (평균 8개월령)를 대조군 (시중 판매 TMR 급여군)과 WCR-TMR 급여군 (사료용 벼 위주 TMR 급여군)으로 나누고 30 개월령까 지 사양시험을 하였고 도축 후 채끝 등심을 수거하여 육질 분석 을 하였다. 일반성분은 처리구간에 유의적인 차이가 없었으며 조 단백질, 조지방 및 조회분은 각각 19.51∼20.23 %, 11.83∼11.35 %, 그리고 1.10∼1.12 %으로 나타났다. 보수력과 가열감량에서 도 처리구간에 유의적인 차이가 없었으나 대조군에서 약간 낮은 수치를 보였다. 고기내 들어있는 다양한 기능성 성분중에서 β -carotene은 검출되지 않았지만 α-tocopherol은 WCR-TMR 급여 구에서 그리고 vitamin A 함량은 대조구에서 유의적으로 높게 나 타났다. 고기내 육색을 나타내는 지수중 a*-value는 대조군에서는 저장 기간에 따라 유의적으로 감소한 반면, WCR-TMR 급여구는 저장 기간에 따른 유의적인 차이를 보이지 않았다. 지방산패도에 있어서는 처리간에 차이가 없었다. 지방산 함량에 있어서는 유의 적인 차이는 없었지만 대조구에서 myristic acid 함량이 높았던 반면 WCR-TMR 급여군에서는 Oleic acid 및 Linoleic acid 함량 이 높아진 것으로 나타났다. 이상의 결과를 종합하여 볼 때 사료 용 벼 위주 TMR 급여는 고기내 기능성 성분인 α-tocopherol 함 량을 높였으며 다른 성분은 대조구와는 유의적인 차이가 없었다. 따라서 사료용 벼 위주 TMR의 급여는 기존의 TMR 급여와 고기 내 육질특성에는 큰 차이가 없었다고 판단이 된다.