사료 내 조단백질 및 Phytase 첨가가 육계에 미치는 영향

육계 생산성이 향상되고, 도체중 및 가슴육 비율 증가해

사료에 피타아제(Phytase) 첨가 위해 사료 내 인 줄여야

오염물질 저감하는 아미노산 위주의 정밀 사양으로 가야

홍의철 연구사

가금연구소

축산과학원

머리말

최근 육계 농가에서는 닭의 분변으로 인한 환경오염 문제가 대두되고 있다, 육계의 분변에함유된 주요 환경오염물질은 질소와 인이며, 이들은 배합사료 생산 시 원료성분의 배합 수준에 따라 분변 내 질소와 인의 수준이 달라진다. 또한, 원료사료의 대부분을 외국에서 수입하고 가격이 비싸므로 이들 원료사료의 수준 조절은 사료 제조 가격에도 영향을 준다. 따라서, 본고에서는 육계 분변 내 질소와 인 함량을 감소시키고 사료비를 절감시키기 위한 방향을 알아보고자 한다.

환경오염물질로서의 질소와 인

육계에서 배설되는 질소와 인은 계사 주변의 환경오염을 일으킨다. 질소는 사료 내 단백질로 공급되며, 체내 이용되고 남은 질소가 간으로 전달된 후 요산으로 전환되어 배설된다. 분변으로 배설된 요산은 계사 내 깔짚의 미생물 분해로 암모니아가 된다. 법적으로 제시된 계사 내 암모니아의 허용치는 대기 중에 25ppm이며, 공기 중 10ppm 암모니아에 노출되면 눈이 따갑다고 느끼게 된다. 암모니아는 그 자체로도 닭이나 관리자에게 해가 되지만, 호흡기에 부정적인 영향을 미치는 초미세먼지의 전구물질로도 알려져 있다.

표1. 공기 중 암모니아 가스 농도별 영향

육계의 분변에서 발생된 인은 지표수에 유입되어 부영양화를 일으킴으로써 용존산소(DO, 물 또는 용액 속에 녹아있는 분자 상태의 산소의 양) 농도를 감소시킨다. 용존산소의 농도가 낮을수록 오염도가 높으며, 물고기는 일반적으로 4ppm 이하에서는 살 수 없다고 한다.

육계 사료의 주로 옥수수나 대두박으로 배합한다. 피테이드(Phytate)는 피트산(Phytic acid)의 염으로 식물종자에서 인의 저장형태로 존재하며, 곡물 함량의 1~5%, 총 인 함량 중 약 70-80% 정도이다. 특히, 대두에 함유된 피트산(Phytic acid)은 1.0~2.2% 정도로서 다른 곡류에 비해 높은 편이다. 사람이나 닭, 돼지와 같은 단위동물의 소화기관에는 피테이트(Phytate)를 분해하는 효소가 존재하지 않아 피테이트(phytate)의 이용률이 극히 낮아 배설된다. 또한, 소화되지 않은 피테이트(Phytate)는 체내에서 무기물의 흡수를 방해하기 때문에, 효소 등으로 인의 이용률을 높일 필요가 있다.

그림 1, 곡류의 피트산(Phytic acid) 함량

사료의 조단백질 수준 조절

육계 분변의 질소 함량을 줄이는 가장 좋은 방법은 사료 내 조단백질 혹은 아미노산의 농도를 줄이는 것이다.

표 2. 사료 내 조단백질 수준 저감에 따른 질소 배설량

〈출처: Lemme 등, 2019〉

단백질에는 항상 질소가 16% 정도 포함되기 때문에 식품이나 사료의 질소 총량을 구하고, 질소의 총량에 16%의 역수인 6.25의 질소 계수를 곱한 것이 조단백질의 양이다. 이 과정에서 순 단백질과 조단백질의 차이가 발생한다. 우리가 단백질이라 부르는 것을 순 단백질이라 하며, 순 단백질과 기타 아미노산, 아마이드, 배당체 등이 포함된 것을 조단백질이라 한다.

질소는 단백질에만 포함된 것이 아니라 핵산, 퓨린, 아미노산 등에 함유되어 있어 질소 배설량을 줄이기 위해 사료 내 조단백질 수준을 감소시키면 순 단백질도 같이 줄어들게 된다. 따라서합성 아미노산의 추가 공급이 필요하다.

배합사료를 제조할 때 조단백질 원료로 가장 많이 사용되는 것이 대두박으로 전량 외국에서 비싸게 수입되고 있다. 따라서 조단백질이나 아미노산 농도를 줄인다는 것은 배합사료 제조 시에 대두박의 양을 줄인다는 의미이며, 결과적으로 사료비에 영향을 줄 수 있다.

그림 2. 사료용 곡물의 수입단가 추이

〈출처: 한국농촌경제연구원, 2023년 9월〉

사료 내 조단백질 수준을 줄인 사료를 급여 시에 긍정적인 효과만 보이지는 않는다. 일단 조단백질 함량을 줄이면 이에 따른 필수 아미노산 함량 또한 줄어들기 때문에 육계의 성장을 억제하게 된다. 따라서 앞에서 언급하였듯이 사료에 조단백질 수준을 줄일 때 반드시 합성 아미노산을 보충해 주어야 한다. 합성 아미노산 보충이 없다면 아미노산의 부족으로 육계의 성장이 저해될 수 있다. 그러나 무분별한 합성 아미노산의 보충은 사료 내 아미노산의 불균형을 일으키게 된다.

현재까지 외국의 대두박의 구매는 조단백질 위주로 이루어지고 있으나, 점차 아미노산의 함량과 이용성을 더 중시하는 추세로 바뀌고 있으며, 대두박에 대한 새로운 품질평가 기준으로 PDI(Protein Disersibility Index: 단백질확산지수)가 사용되고 있다. 따라서 국내에서도 사료 내 조단백질 수준을 중심으로 하는 것보다, 단백질(순 단백질)이나 아미노산 위주의 정밀 사양으로 바뀌어야 할 것이다.

육계 사료에 피타아제(Phytase) 첨가

피타아제(Phytase)는 단위동물 사료에서 영양을 촉진하는 특성을 갖는 중요한 효소이다. 육계 사료에 피타아제(Phytase)를 첨가하는 주요 목적은 곡류 사료에서 인의 주요 형태인 피테이트(Phytate)의 가수분해를 통해 닭의 인 활용을 증가시키는 것이다.

그러나 무기 인산염을 보충한 사료에 피타아제(Phytase)를 첨가하면 배설되는 인의 양이 많아진다. 이렇게 배출된 인이 계사 주변의 환경오염이 되는 것이다. 따라서, 사료에 피타아제(Phytase)를 첨가하기 위해서는

사료 내 인의 함량을 줄이는 것이 좋다.

피타아제(Phytase) 첨가는 아미노산 소화율을 증가시킨다. 사료 내 피타아제(Phytase) 첨가에 따른 아미노산 소화율의 증가는 육계 분변 내 조단백질 농도를 낮추는 데 도움이 된다. 또한, 저단백질 사료에 피타아제(Phytase)를 첨가하면 육계의 생산성이 향상되고, 도체중 및 가슴육 비율이 증가한다는 연구 결과도 있다.

그림 3. 1-피타아제(Phytase)의 화학적 작용

맺음말

축산 분야에서는 현재까지 질소와 인의 배설량에 대한 관심을 가져왔다. 특히, 가금산업에서는 암모니아 발생량은 매우 중요하다. 또한, 현재 국내 사료회사에서 피타아제(Phytase)를 자연스럽게 사용하고 있으나, 환경오염물질 저감보다는 생산성 향상에 중점을 두고 있다. 이미, 알려진 바와 같이 닭의 분변 내에 질소와 인을 저감시키는 가장 확실한 방법은 사료 내 함량을 줄이는 것이지만, 농가 입장에서는 사료 내 이들 영양소의 함량을 줄이는 것보다 생산성을 유지하는 게 더욱 중요하다. 그러나 추후 육계의 환경오염물질 저감에 관심을 가지며, 아미노산 위주의 정밀 사양으로 가는 것도 필요하다고 본다.