조기 영양소가 소화기관의 작동 돕고 병아리의 다른 모든 신체 시스템의 발달 자극

부화한 병아리에 허브 혼합물 조기 영양소로 공급하면 병아리 면역 반응 향상 확인

김명진 CTO

(주) 에스씨아이

갓 부화한 병아리들에게 소화되기 쉬운 단백질과 탄수화물을 먹이는 것을 초기 병아리 영양이라고 하는데, 이때 얼마나 빠른 시간 안에 충분히 영양을 섭취하는지가 육계 사육 성적에 큰 영향을 줄 수 있다. 일반 부화장에서, 병아리들은 동시에 부화하는 것이 아니기 때문에 일찍 부화한 병아리는 남아있는 알이 부화할 때까지 부화장에 머무르게 된다. 부화 후에, 성 구분, 백신 접종, 포장 및 운반과 같은 과정들 또한 병아리들이 사료를 섭취하기까지 걸리는 시간을 증가시키는 요인이다.

이때 체내 남아있는 난황낭은 부화 후 성장과 유지에 필요한 에너지와 단백질을 공급하는데 이용된다. 난황낭으로부터 필수 영양소와 모체이행항체의 흡수는 초기 생존에 매우 중요한데 남은 난황은 부화 후 보통 4일 이내에 다 소모되는 것으로 알려져 있다. 난황관에서 십이지장으로 난황을 이동시키는 항연동 운동은 장 내 사료의 존재에 의해 자극되는 것으로 확인되었다(Panda and Reddy, 2007). 최근 연구에 따르면 부화 직후 사료를 섭취할 수 있었던 병아리는 48시간 동안 금식한 병아리보다 난황이 더 빠르게 소모되는 것으로 나타났다(Panda and Reddy, 2007; Jul-Madsen et al., 2004).

병아리가 부화 후 며칠 동안 잔여 난황에만 의존할 경우, 성장 잠재력과 증체를 저하시키고(Henderson et al., 2008), 병원균에 대한 저항성을 약화시켜 결과적으로 성장효율을 떨어트리는 것으로 알려져 있다(Noy and Sklan, 1999; Dibner et al., 1998). 갓 부화한 병아리는 소화기관이 발달하지 않았다. 따라서 영양소 섭취 및 장관 발달을 증가시키기 위해서는 외부로부터의 빠른 영양소 공급이 필요하다. 영양소 공급이 장관 발달 및 영양소 섭취에 도움이 되기 때문이다(Sklan, 2001). 부화한 병아리에 초기 영양소 공급은 적절한 성장 모멘텀을 촉발하는 데 큰 효과가 있다. 갓 부화한 병아리에 대한 조기 영양소 공급이 소화 장기의 발달, 면역력 증진 그리고 이에 따른 전반적인 성장 효율을 증가시키기 때문이다.

일부 연구에 따르면 생후 6∼7주의 닭 몸무게는 첫 주 체중과 선형적인 관계가 있었으며(Saki, 2005), 이는 종계의 주령과 초생추 몸무게 때문이 아니었음을 확인했다(Pegeshkian, 2002). 초기 단계의 병아리의 영양소 이용은 소화 및 위장관의 영양소 흡수에 달려 있다(Griffith et al., 1977). 한 연구에 의하면 부화한 병아리에 탄수화물과 지방이 보강된 사료를 공급합으로써 육계의 성장효율을 증가시켰다고 보고했다(Sell et al., 1991; Turner et al., 1999).

▲ 탄수화물과 지방이 보강된 사료가 성장을 증가시킨다.

사료에 대한 조기 접근 효과

출하 일령을 42일로 고려했을 때, 생후 7일은 병아리 전체 수명의 약 20%를 차지한다. 때문에 초기 영양 공급은 매우 중요하다고 볼 수 있다. 난황은 갓 부화한 병아리 체중의 15~25%를 차지한다. El Husseiny(2008)은 부화 후 처음 48시간 동안 사료를 먹인 병아리가 그렇지 않은 병아리보다 더 높은 체중을 나타냈다고 보고했다.

갓 부화한 병아리에 저단백 사료를 급여했을 경우 난황의 빠른 이용률을 보였고 증체량도 증가하는 것을 보여주었다. 반면 사료를 제공받지 못한 병아리는 난황의 높은 지질 함량 때문에 난황 물질이 완전히 흡수되지 않아 지연된 체중 증가를 보였다(Turro et al., 1994). 빠른 시간 안에 영양소(단백질 및 에너지원)를 제공받은 병아리는 그렇지 못한 병아리(64g)에 비해 일주일 후 체중 증가(69g)가 더 높았다(Noy and Sklan, 1999; Batal and Parsons, 2002). 물만 공급하더라도 체중이 증가하는 결과를 보였지만 그 효과는 영양소 공급보다 적었다.

출하일령이 되었을 때, 조기에 영양소를 공급받은 닭은 물만 공급받은 닭보다 7~10% 더 높은 체중을 얻을 수 있었다. 또한 조기 영양소 공급이 총 사료 효율에는 영향을 주지 않았지만 가슴살의 비율은 7~9% 증가시켰다. 부화 후 첫 주 동안 옥수수-대두박(SBM) 사료를 먹인 병아리들보다 덱스트로스-카제인 사료를 먹인 병아리 그룹에서 개선된 체중 증가와 사료 효율이 관찰되었다.

높은 대사에너지를 가진 덱스트로스-카제인 사료 급여 실험은 글루코스가 매우 어린 병아리들에 의해 매우 잘 이용될 수 있다는 것을 보여준 것이다. 다른 연구에서도 어린 육계에 단백질과 에너지가 풍부한 포도당, 계란 가루 및 유청 가루를 먹인 결과 성장 효율이 향상된 것을 보여줬다(Prabakar et al., 2015).

부화 후 발달 및 외부 영양소 공급 효과

부화 후 영양소 공급은 체중 및 노른자 그리고 장 무게 및 그 성분 구성의 변화에 영향을 미치는 것으로 알려져 있다. 연구에 의하면 부화 후 사료를 먹인 닭이 그렇지 않은 닭(3g)에 비해 장 무게(3.5g)가 더 높았다고 보고했다. 또 다른 연구에 의하면 사료를 공급받은 병아리는 부화 후 첫 48시간 동안 6.5g의 먹이를 섭취하고 체중이 5g 증가했으며 난황 크기는 약 60% 감소했으며 소장 무게는 2배 증가함을 확인했다.

반면 사료를 주지 않은 병아리는 체중과 난황 크기 모두 감소했으며 장 무게는 기존무게의 80%까지만 증가했다. 이 기간 동안 외부로부터 영양소를 공급받지 못한 병아리들은 장 성장에 필요한 단백질을 난황에서 가져다 사용했을 것으로 판단했다(Noy and Sklan, 1998). 이는 부화한 병아리의 난황은 에너지 공급뿐만 아니라 장 성장을 위한 단백질 공급에도 이용된다는 것을 의미한다.

난황의 이용

부화 후, 병아리 난황은 생명 유지 및 장 성장에 이용된다. 난황은 발생 기간 동안 유일한 에너지원으로 사용된다. 난황 지질은 지방단백질 형태로 난황낭에서 배아 순환계로 전달되어 이용되고 남은 난황은 복강으로 내재화된다. 그리고 내재화된 난황은 난황관을 통해 장으로 운반되어 이용될 수 있으며 또한, 순환계를 통해서도 이용되는데 이 기능은 부화 후 첫 48시간 동안만 유지된다. 그 이후부터는 순환계를 통한 난황 이용이 감소하기 시작한다(Esteban et al., 1991; Noy et al., 1996).

난황은 부화 시 약 16~35%의 지방과 20~25%의 단백질을 포함하는 것으로 알려져 있다. 난황 지질은 중성지방과 인지질이 대부분을 차지하고 있고 소량의 콜레스테롤과 유리 지방산을 포함하고 있다. 단백질 분획이 부분적으로 알부민이지만, 부화 시 난황 단백질의 많은 부분은 항체로 구성된다. 정상적인 상황에서, 모체이행항체는 인큐베이션 과정에서 소화되지 않고 부화 시 완전한 기능을 가진 면역글로불린(항체)으로 존재하는데 이는 난황낭의 단백질이 아미노산의 공급원이 아니라 병아리의 수동 면역에 사용된다는 것을 의미하는 것으로 볼 수 있다. 마찬가지로, 잔여 난황 지질은 유지를 위한 에너지원이 아니라 특정 장기의 발달속도에 영향을 미칠 수 있기 때문에 성장을 위해 사용되는 것으로 여겨졌다(Dibner et al., 1998).

갓 부화한 병아리가 24시간 동안 필요로 하는 유지 에너지는 약 25Kcal로 추정된 반면 계산된 노른자 총에너지는 20Kcal에 불과한 것으로 알려져 있다(Hurwitz et al., 1980). 난황낭으로부터의 영양소 공급은 갓 부화한 병아리의 빠른 성장을 지원하기에 충분하지 않다. 따라서, 조기에 사료를 공급하는 것은 닭의 성장을 향상할 수 있다고 알려졌다.(Gonzales et al., 2003).

▲ 조기 영양 공급이 근육 발달에 긍정적인 역할을 한다.

근육 발달

부화 후 조기 영양 공급은 육계의 근육 발달에 긍정적인 역할을 하는 것으로 알려져 있다(Uni and Ferket, 2004). 글리코겐은 부화한 병아리의 주요 에너지 공급원이다. 부화 과정에서 에너지 손실이 발생하여 글리코겐 함량이 감소하므로 영양소의 조기 공급이 중요하다(John et al., 1988). 조기 영양 공급은 장관의 성장을 개선하고 장기 발달에 도움을 준다.

그리고 이와 같은 내부 기관 발달은 영양소 흡수를 증가시켜 근육을 발달시키는 데 도움을 준다. 칠면조를 이용한 실험에서 칠면조 새끼에게 조기 사료 공급을 하였을 경우 출하일령에 도달했을 때 가슴근육뿐만 아니라 체중이 대조구 보다 증가했음을 확인했다(Noy and Sklan, 1999).

오늘날 산란계 산업의 주요 이슈 중 하나는 산란을 시작할 수 있는 최적의 체중에 도달하는 것이다.

그렇기 때문에 육계는 물론 산란 초기 암탉 사육에 있어서도 근육 발달이 매우 중요하다. 근육세포는 다중핵으로 되어 있고 각각의 개별 핵은 각각의 세포 내에서 세포질의 영역을 제어한다. 따라서 핵의 수가 증가하거나 세포질의 양이 증가하면 근육량이 증가할 수 있다. 갓 부화한 병아리는 기존 세포에 핵을 기증할 수 있는 능력이 제한된 시간 동안 존재한다. 즉 세포 내 핵의 수를 증가시켜 근육 발달에 영향을 미칠 수 있는 시간이 존재한다는 것이다. 이것은 활성화된 위성 세포가 근육에 핵을 공여할 수 있기 때문에 가능하다.

조기 영양 공급은 위성 세포 활성과 매우 밀접한 상관관계가 있는 것으로 알려져 있다. 병아리 단식 기간이 오래 존재할수록 위성 세포 활성의 감소로 인해 근육에 기증된 핵의 수가 줄어드는 것으로 알려져 있다. Halvey et al.(2000)은 갓 부화한 병아리에 사료를 공급하는 것은 위성 세포 증식을 향상시키고 골격근 성장을 자극한다고 보고했다.

장관 발달

갓 부화한 병아리는 장의 크기와 형태에서 극적인 변화가 일어난다. 부화 직후에는 장의 무게가 체질량보다 더 빠르게 증가한다. 이러한 빠른 성장은 병아리에서 6∼10일에 최대에 도달한다(Katanabaf et al., 1988; Sales et al., 1991; Akiba and Murakami, 1995). 부화 시 융모는 잘 발달되지 않고, 장선(crypt)은 매우 적고 뚜렷하지 않으며 장세포는 둥글고 극성이 아니다. 부화 후 짧은 시간 내에 융모 높이와 표면적이 급격히 증가했지만 같은 그룹 내라 할지라도 그 수준은 동일하지 않다.

소장이 안정기에 접어드는 시기는 십이지장의 경우 6∼8일, 공장과 회장의 경우 10일 후로 알려져 있다. 장세포는 둥글고 비교적 비극성인 세포에서 길쭉한 극성 세포로 변화한다. 부화 후 융모의 성장과 함께 융모당 장세포의 수가 증가한다. 장선의 수와 크기도 증가하였고 빠르게 분기되었다. 부화 시에는 장세포가 거의 모두 증식하지만 부화 후 일주일 이내에 장선(crypt) 영역으로 국한되는 것으로 알려져 있다(Geyra et al., 2001). 그러나 절식에 의해서 융모와 장선의 성장 그리고 장세포 증식이 일어나는 부분의 국소화 및 이동은 모두 지연되었다(Geyra et al., 2001; Uni et al., 1998).

최근의 연구들은 조기 영양소가 소화기관의 작동을 돕고 병아리의 다른 모든 신체 시스템의 발달을 자극한다는 것을 보여주고 있다. 부화 후의 변화는 다른 부분에 비해 병아리의 장에서 더 두드러진다. 전체 체질량 대비 장의 상대적 무게는 1일 0.02%에서 8일 0.08%로 가파르게 증가했다(Sklan, 2001). 부화 시 소장의 융모는 발달되지 않은 상태이고, 장선(crypt) 역시 마찬가지이다.

장선은 처음 몇 시간 내에 형성되기 시작하고 72시간 이내에 분명해진다. 이 과정은 계속되며 융모는 부화 후 336시간(14일 이내)까지 잘 발달된다. 발달 초기에는 위장관 무게의 현저한 증가로 인해 상대적으로 성장률이 가장 높다. 한 연구에 의하면 48시간 동안 반습식 사료를 조기에 섭취한 육계 병아리는 건조 사료를 먹이거나 먹이지 않은 병아리에 비해 장이 더 길었다고 보고했다(Brink and Rhee, 2007).

면역반응

일부 영양소들은 면역체계의 초기 발달에도 영향을 미친다. 비타민 A의 경우, 최적의 성장과 사료 효율보다 면역 능력을 극대화하기 위해 필요한 것으로 알려져 있다(Sklan et al., 1994; Friedman and Sklan, 1997). 초기 면역 발달에 영향을 줄 수 있는 다른 영양소들은 리놀레산, 철분, 셀레늄 및 일부 B 비타민들이 있는 것으로 알려졌다(Klasing, 1998).

면역 조직의 많은 발달은 발생과정 후기 및 부화 후 초기에 일어난다. 따라서 조기 영양소 공급은 면역계 조절에 중요한 역할을 한다. 비타민 A, D 및 E는 면역시스템에서 반응 조절 역할을 하는 것으로 알려져 있다(Cook, 1991). 면역 반응은 복잡하기 때문에 면역 세포는 면역물질과의 방대한 커뮤니케이션이 필요하다. 면역반응에 참여하는 이들 매개체는 동물이 섭취한 영양소로부터 유래될 수 있다.

지방산으로부터 유래된 일부 매개체는 전구체 분자에 따라 서로 다른 기능을 가질 수 있다. 에이코사노이드(신호전달물질)는 20 탄소 다중 불포화 지방산 (PUFA)으로부터 유래되는데 n-6 계열의 PUFA에서 유래된 것은 n-3 계열의 PUFA에서 유래된 것보다 높은 호염증 작용 기능을 가진 것으로 알려져 있다. n-3 PUFA가 풍부한 식단은 Eimeria tenella에 대한 염증 반응을 극적으로 감소시킨 것이 확인되었다(Korver et al., 1997, 1998). 결과적으로 n-3 PUFA유래 에이코사이드는 항염증 효과가 있는 반면 n-6 PUFA 유래 에이코사이드는 호염증 효과가 있는 경향이 있는 것이다.

부화한 병아리에 허브 혼합물(Phyllanthau emblica, Terminia chebula)을 조기 영양소로 공급한 실험에서 병아리의 면역 반응이 향상됨을 확인했다. 이러한 허브들은 면역 조절 및 면역 강화 특성을 가지고 있다고 보고했다(Kadam et al., 2009). 구리 결핍은 항체 반응, mitogen-induced blastogenesis 및 혼합-림프구 반응을 감소시킬 수 있으며, 가금류 사료에 구리를 첨가했을 경우 1차 항체 반응을 증가시킬 수 있다. 아연 결핍 역시 포유류 및 가금류의 면역 기능을 억제하였다(Cook, 1991). 이전 연구에 의하면, 최대 항체 역가에 대한 메티오닌의 요구량이 성장에 대한 요구량보다 더 크다는 것을 확인했다.

부화 후 조기에 사료를 주는 것은 항체 생성을 통해 면역 반응을 증가시키는 데 도움을 줄 수 있다. 초기 병아리 소화기관은 무균 상태이므로, 조기에 사료를 먹으면 항원이 먹이를 통해 병아리의 소화기관으로 들어가 반응을 통해 항체가 생성되기 때문이다.

사육 성적은 병아리의 유전적인 능력을 최대한 발휘시켜 얻을 수 있는데 사육 성적에 영향을 주는 큰 요인이 병아리 품질 문제와 사양관리이다. 사양관리 측면에서 입추 시 빠른 시간 안에 사료와 물을 먹이는 것이 매우 중요하다고 볼 수 있다. 부화 후 빠른 시간 안에 영양소를 공급하는 것은 장관 발달 및 면역력 자극 그리고 체중 증가 등 전반적으로 병아리의 성장효율을 향상시키는데 도움을 주는 것으로 알려져 있다.

그리고 어떠한 영양소를 공급하는지에 따라 그 효과가 다른 것으로 밝혀져 있다. 따라서 좋은 사육 성적을 얻기 위해서는 빠르게 영양소를 공급할 뿐만 아니라 효과적으로 개선할 수 있는 특정 영양 성분을 고려하고 선택하는 것 역시 중요하다고 본다.