식이섬유 공급원이 포유모돈의 체형변화, 분만시간, 혈중 포도당 수준 및 유성분에 미치는 영향

본 실험은 임신기 110일령 때 평균 체중이 271.73 ± 0.51의 2원 교잡종(Yorkshire × Landrace) F1 모돈(평균산차: 5.3 ± 0.30) 24두를 선발하여 4처리, 6 반복, 반복당 한 두씩 완전임의 배치법(completely randomized design, CRD)으로 배치하여 실시하였다. 실험기간 동안 분만틀(2.5 × 1.8 m²)에서 사육되었으며, 분만사의 온도 및 환기량은 환기팬과 자동제어장치에 의하여 자동으로 조절되었다. 분만 후 5일 동안은 사료를 점진적으로 증량급여하였고, 5일 후부터는 무제한 급여하였다. 모든 자돈은 분만 후 3일령에 탯줄 및 꼬리를 자르고 수컷은 거세를 하였으며, 철분제인 gleptosil(150 mg/mL)은 1회 주사하였다.

본 실험의 처리구는 모돈 사료 내 섬유질 원료 함량에 따라 1) control, 2) BP; beet pulp 3%, 3) BPPK; beet pulp 1.5% + palm kernel meal 2%, 4) PK; palm kernel meal 4%로 나뉘었다. 실험에는 옥수수-대두박-DDGS(distiller’s dried grains with solubles) 위주의 기초사료(corn-soybean meal-DDGS based diet)를 사용하였으며, 사료 내 조섬유소 함량은 처리구별 각각 3.34%, 3.87%, 3.84%, 3.82%이고, 실험에 이용된 모돈 사료 배합비 및 화학적 조성을 Table 1에 제시하였다. 실험사료를 각 처리구별로 임신기 110일령 때부터 모돈 분만 후 포유기간 28일 동안 급여하였다.

모돈의 생리적 변화를 알아보기 위하여 분만 후 24시간 이내와 21일째의 체중, P₂ 지점에서의 등지방 두께, 사료섭취량 및 분만시간을 측정하였다. 등지방 두께는 초음파 측정기(Lean-meter, Renco, Minneapolis, MN, USA)를 이용하여, P₂ 부분(마지막 늑골 양쪽 부분의 평균값, 척추에서 65 mm 떨어진 부분)에서 측정되었다. 분만시간은 첫 포유자돈 출생 시점으로 계산하여 모돈 태반이 완전히 나올 때까지 걸리는 시간을 측정하였고, 모돈 개체별로 20–30분 동안 관찰하면서 필요시 간호분만도 수행하였다.

양자처리 후 포유를 개시하고 자돈의 성장능력 및 모돈의 번식능력을 측정하기 위해 분만 후 24시간 이내, 21일에 자돈의 체중 및 일당증체량을 측정하였다. 이유 후 모돈의 재귀발정일(weaning to estrus interval, WEI) 측정을 위해 이유 후 임신사에서 발정이 오는 첫날까지의 기간을 측정하였다.

모돈과 자돈의 혈액은 분만 후 12시간 이내 및 포유 21일령에 목 경정맥을 통해 채취하였으며, 채취한 혈액은 serum tube에 포집하였으며, 1,717×g, 4°C 상태로 15분 동안 원심분리(Eppendorf centrifuge 5810R, Hamburg, Germany)를 실시하였고, 후 micro tube 보관용기에 상층액을 분리하여 −20°C에서 보관하였다. 냉동상태로 보관된 serum에서 glucose 농도를 분석하였다.

초유 및 돈유는 분만 후 24시간 이내, 포유 21일차에 oxytocin 0.5 IU/mL를 혈관 주사한 후 채취하였으며, 수집된 돈유는 −20°C인 냉동고에 분석할 때까지 보관하였다. 채취한 돈유는 유성분 분석기(MilkoScan FT20, FOSS Electric, Hillerød, Denmark)로 케이신(casein), 유지방(fat), 유단백질(protein), 락토오즈(lactose), 총 고형분(total solid) 및 무지유고형분(solids non-fat, SNF)을 측정하였다.

분 중 암모니아(NH₃)와 황화수소(H₂S)를 측정하기 위해 모돈 분만 후 21일령부터 시작하여 연속 5일 동안 각 처리구별로 분을 300 g 채취하여 지퍼백에 밀봉하였다. 밀봉된 분에서 30분 후 gas tube로 측정하였다(Gastec, Kanagawa, Japan). 분중 섬유소는 가스 측정 후 각 처리구별로 지퍼백 입구를 열어서 drying oven 안에서 60°C, 72시간 건조 후 농협중앙회 축산연구원에서 분석을 하였다.

통계분석은 SAS[9]의 일반선형모형(generalized linear model, GLM)을 이용하여 수집된 자료에 대한 유의성 검정을 실시하였고, p < 0.05인 경우 유의차가 있는 것으로, p < 0.01인 경우 고도의 유의차가 있는 것으로 고려하였으며, 0.05 ≤ p < 0.10일 경우 경향이 있는 것으로 간주하였다. 유의차가 있는 것으로 판단되었을 경우, 최소유의차(least significant difference, LSD) 다중검정법을 통해 처리구 간 평균을 비교하였다.

모돈 사료 내 식이섬유 공급원이 모돈의 체중, 등지방두께, 분만시간에 미치는 영향을 Table 2에 나타내었다. 사양실험 결과, 분만 24시간 이내 및 분만 21일령의 모돈의 체중, 등지방두께 및 분만시간에 처리구 간 통계적인 유의차가 나타나지 않았지만(p > 0.10), BPPK 처리구의 분만시간이 수치상으로 가장 짧게 나타났다. 또한, control 처리구와 비교했을 때, 분만시간이 약 27분 단축된 것으로 나타났다. Oliviero의 연구에 의하면[6], 모돈 분만시간에 영향을 주는 요소들은 주로 품종, 산차, 산자수, 사료 및 임신후기 모돈의 변비상태 등이 있다고 하였다. Feyera 등[10]은 모돈의 전환기에 고섬유소 사료를 급여했을 때 분만시간을 단축할 수 있고 신생자돈의 생존율을 높일 수 있으며, 사산율을 줄일 수 있다고 보고하였다. 많은 선행연구에서 포유기간에 고섬유 사료를 공급했을 때 사료섭취량이 감소하여 모돈의 체손실이 증가한다고 보고되었다[11]. 본 실험에서도 수치상으로 PK 처리구에서는 체손실이 가장 높은 것으로 나타났지만, 일반적인 감소 범위에 있어서 부정적인 영향은 나타나지 않았다.

모돈의 사료섭취량은 처리구 간 유의적인 차이가 나타나지 않았으며(p > 0.10), 수치상으로 PK 처리구가 포유기간 사료 섭취량이 가장 낮은 것을 확인할 수 있었다. 포유기 모돈의 사료섭취량은 모돈의 체형유지, 체형발달 및 돈유 생산을 위한 영양소를 충족시키기 부족하다[12]. 포유기 동안 사료섭취량이 감소하면 과도하게 체중이 감소하고, 이로 인하여 다음 산차의 번식과 관련된 문제가 발생할 수 있으며, 재귀발정일에도 영향을 미치게 된다[13]. 따라서 Eissen 등[14]은 꾸준한 번식을 위해서는 포유기간에 모돈의 사료섭취량이 높여야 한다고 보고하였다.

이유 후 모돈의 재귀발정일(WEI)을 분석한 결과, 처리구 간 유의적인 차이가 나타나지 않았다(p > 0.10). 일반적으로 포유기간의 모돈의 영양 상태와 대사상태가 재귀발정일에 영향을 미친다고 알려져 있다[15]. 또한, 재귀발정일은 임신기의 사료 형태와 사료섭취량[16], 이유 후의 사료섭취량[17], 포유기간[18] 등에 의해 영향을 받는다고 알려져 있다. 본 실험에서는 임신기의 사료 및 포유기 모돈의 체중손실과 사료섭취량의 감소가 각각 정상 범위에 있어서 이유 후 재귀발정일에 영향을 미치지 않았다. 결과적으로, 분만시간에서는 실험 처리구(BP, BPPK, PK)의 분만시간이 수치적으로 단축되는 것으로 나타났고, BPPK 처리구에서 가장 많이 단축된 것으로 나타났기 때문에 beet pulp와 palm kernel meal을 임신후기 사료에 적정량을 첨가한다면 분만시간에 긍정적인 영향을 미친 것으로 사료된다.

모돈 사료 내 식이섬유 공급원이 포유돈 자돈성적에 미치는 영향을 Table 3에 나타내었다. 실험결과, 이유두수 및 복당 이유체중 등에서 처리구 간에 유의적인 차이가 나타나지 않았다(p > 0.10).

자돈의 성장성적 항목에서 BPPK 처리구의 자돈 증체량이 수치상 가장 높았으며, PK 처리구가 제일 낮은 것을 확인할 수 있었다. 수치상 이와 같은 결과가 나타난 원인은 주로 분만직후 자돈의 초유섭취량과 관련이 있는 것으로 보인다. 모돈 분만시간이 단축되면 자돈들이 초유를 빨리 섭취할 수 있으며, 사산두수도 줄일 수 있다. 분만시간의 단축은 주로 분만 시 모돈의 혈당 조절에 큰 관련이 있으며, 혈당을 적정한 수준으로 유지하기 위하여 분만 전 10일 사료 내에 적절한 섬유소를 첨가할 경우 모돈 분만 시 혈당이 유지될 수 있다는 선행연구가 있었다[2]. 또한, 본 실험은 임신기 110일령부터 실험사료를 공급했기 때문에 초유 생산량에도 영향을 미칠 수 있었다고 사료된다. Krogh의 연구에 의하면[8], 임신 전 섬유소를 사료에 공급했을 때 초유의 생산량을 높일 수 있었다. Table 2와 Table 4를 보았을 때, BPPK 처리구의 혈중 glucose 함량이 제일 높았으며, 분만시간도 단축되었다. 따라서 BPPK 처리구의 자돈이 분만 직후 빠른 시간 내에 초유를 섭취할 수 있을 것으로 사료된다. 결론적으로, 포유돈 사료 내 섬유소 공급원의 종류 및 첨가수준이 자돈 성장성적에 부정적인 영향을 미치지 않았으며, BPPK 처리구가 다른 처리구들과 비교했을 때 수치상으로 자돈성적을 항상시킬 수 있을 것으로 사료된다.

모돈 사료 내 식이섬유 공급원이 모돈과 자돈의 혈액 내 glucose 농도에 미치는 영향을 Table 4에 나타내었다. 분만 직후 모돈의 serum 내 glucose의 농도에서 유의적인 차이가 나타났지만(p < 0.05), 포유 21일령에 모돈 serum과 자돈 serum 내 glucose의 농도에서는 유의적인 차이가 나타나지 않았다(p > 0.10).

선행연구 결과, Theil의 연구에서는[5] 모돈 혈중 glucose농도가 분만시간을 단축할 수 있었으며, 분만 전 7일령에 섬유소 공급원의 종류와 첨가수준이 초유의 생산량도 증가시킬 수 있다고 보고하였다. 분만직전 모돈의 사료 섭취량이 감소하면 체내 glucose 농도가 점점 낮아지므로 혈당을 분만 전, 후에 안정화시키는 것과 격차를 줄일 수 있는 것에 연구자들이 많은 관심을 갖고 있다. 또한, 섬유소는 다른 에너지 공급원과 다르게 체내에서 비교적 오랜 시간 동안 소화흡수가 진행되기 때문에 혈당을 한순간에 급격하게 상승하지는 않지만, 오래 지속될 수 있으며, 분만 전 모돈의 에너지 상태를 안정화시킬 수 있다고 하였다[4]. 본 실험에서 BPPK 처리구의 glucose 함량이 제일 높은 원인은 사료 내 섬유소 공급원의 종류 및 첨가수준과 첨가되는 원료사료의 섬유소 조성에 의한 결과로 사료된다. Beet pulp는 soluble fiber 함량이 높고, palm kernel meal의 경우에는 조회분와 insoluble fiber 함량이 높다는 것을 이미 잘 알려진 사실이다[19,20]. 이로 인하여 모돈 사료 내 여러 종류의 섬유소원을 첨가할 경우, 적절한 soluble : insoluble 섬유소 비율이 매우 중요하게 작용한다고 하였다[21]. 또한, 사료 내 적절한 섬유소의 조성은 후장에서 발효되어 섬유소의 이용률을 높일 수 있고, 발효로 생성된 에너지는 모돈에게 공급될 수 있으며, 분만시 분만시간의 단축으로 인해 사산두수를 줄이는 긍정적인 효과를 기대할 수 있다고 생각된다. 결론적으로, 분만 직후 BPPK 처리구의 glucose 농도는 분만시간의 단축과 연관이 있고, 분만시간의 단축으로 신생자돈들이 건강하게 태어나 폐사율도 낮으며, 초유를 빠르게 섭취할 수 있는 것으로 사료된다.

모돈 사료 내 식이섬유 공급원이 돈유성분에 미치는 영향을 Table 5에 나타내었다. 실험결과, 돈유중 지방, 단백질, 유당 등 성분에 처리구 간에 유의적인 차이가 나타나지 않았다(p > 0.10).

Loisel[22]의 연구에 의하면 임신후기 모돈에게 고섬유소 사료를 급여했을 때 돈유 중 지방의 함량을 개선하였지만, 초유과 돈유의 생산량에서는 아무런 영향을 미치지 않았다. Liu[23]는 임신후기 모돈사료에 soluble(1.78%)과 insoluble(27.15%) 섬유소를 공급했을 때 돈유성분에 아무런 영향을 미치지 않았다. 또한, Li의 연구에 의하면[24], 임신기에 적정한 insoluble : soluble 섬유소 비율이 3.89일 때 자돈의 증체량이 높아졌으며, 돈유성분에는 차이가 나타나지 않았다. 반면에 임신기 전 기간에 고섬유소 사료를 공급했을 때 돈유성분이 개선되었다는 결과도 보고되었다[25,26]. 본 실험에서는 사료 급여 시점이 임신후기 110일령부터 급여했기 때문에 선행연구들에 비해 임신기 실험사료의 급여기간이 짧아서 돈유성분에는 영향을 미치지 못한 것으로 사료된다.

모돈 사료 내 식이섬유 공급원이 모돈 분 중 가스발생과 조섬유 함량에 미치는 영향을 Table 6에 나타내었다. 실험결과, 분 중 암모니아와 황화수소농도는 전 처리구 간에 유의적인 차이가 나타나지 않았다(p > 0.10). 하지만 분 중 조섬유 함량이 높은 BP와 BPPK 처리구에서 유의적으로 낮게 나타났다(p < 0.05).

많은 선행연구 결과, 양돈사료에 섬유소를 첨가했을 때 악취 저감에 효과가 있고 또한 분 중 pH를 낮출 수 있는 연구들이 많이 보고되었다[27,28]. 모돈이 섭취한 섬유소가 대장으로 이동하면서 발효과정이 일어나 short chain fatty acid가 생성되면서 장내의 pH를 낮추면서 유해균에 의한 미소화 된 단백질 발효 등을 억제하고, 분 중 암모니아, 황화수소의 배출량을 줄일 수 있다. 그런데 본 실험에서는 처리구 간에 암모니아와 황화수소에서는 유의적인 차이가 나타나지 않았다. 이러한 원인은 주로 고섬유소 실험사료의 급여기간이 짧고 임신기와 포유기 사료 중 섬유소 함량에 차이가 있으며, 사료 내 단백질 수준이 낮기 때문에 아무런 영향을 주지 않았다고 사료된다.