Introduction
17년도 유럽 식용계란에서 피프로닐 성분이 검출되며 시작된 살충제 계란 파동사태는 대한민국 사회에 큰 혼란을 주었다. 특히 살충제가 검출된 계란은 대형마트에 납품되었으며, 소비자들은 식품을 선택할 때 세심한 주의를 기울이고 있다(Kim, 2017). 또, 병원성 박테리아의 침입을 막아주는 난각질은 소비자가 가장 중요시 하는 항목 중 하나로 작용하고 있고, 난각질 불량으로 인한 경제적 손실이 빈번히 발생하고 있다(Austic and Nesheim, 1990; Świątkiewicz et al., 2018). 또 이러한 현상은 여름철 높은 환경온도에서 또한 영향을 받는다(Deaton et al., 1981; Grizzle et al., 1992). 여름철 위생불량으로 인한 병원성 미생물의 증식과 계란 품질 저하를 막기 위한 냉방 비용 또한 엄청난 경제 손실을 야기한다(Çabuk et al., 2006). 이러한 소비자의 추세와 산란계의 수익성을 높이기 위해 질적으로 높은 계란을 생산하는 것은 중요한 과제이다.
계란은 유전적, 사양관리적, 생리적, 영양적 요인 등 많은 요인이 작용하고 있으며, 영양적인 요인으로 미네랄을 손꼽을 수 있다(Roland, 1988). 미네랄은 비타민과 함께 계란 내 대사에 이용되고, 체내에 골격, 체액 또는 연조직을 형성하며(Han, 1996a) 가금에 있어 사료 첨가제로 주로 사용되고 있다. 특히 칼슘은 뼈의 형성과 난각 형성에 주로 이용되고, 혈액 내에서 피를 응고시키는 역할을 한다. 칼슘 공급이 부족하게 되었을 시 산란계에서는 성장 지연, 사료 섭취량 감소, 난각 불량과 산란율 감소 등의 결과를 초래하고, 심할 경우 폐사가 발생하게 된다. 칼륨은 뇌, 간 및 근육 등에 많이 함유되어 있으며, 혈장이나 장액에서 산고가 염기의 균형을 유지하거나 적절한 삼투압을 유지되도록 나트륨과 함께 작용하며, 세포의 내부 효소를 활성화 시키고 정상적인 심장박동에 도움을 준다. 칼륨 공급이 부족하게 되었을 시 근육 허약증과 장의 긴장력 감퇴, 심장 허약, 호흡기 근육이 약해지는 이상징후를 보이고, 철의 결핍 시 빈혈 및 우모의 탈색 등이 나타나게 된다 (No, 2001). 필수 미량 영양소로 셀레늄은 항암, 항바이러스효과, 번식 기능 및 면역력 기능에 중요한 역할을 하며(Combs, 1981), 가금류에 적절한 공급은 산란율과 부화율을 개선하며(Cantor and Scott, 1974) 난황, 난백 및 전란의 셀레늄 함량이 증가하는 결과가 확인 되었다(Hassan, 1986; Davis and Fear, 1996; Jiakui and Xiaolong, 2004; Payne et al., 2005). 구리 또한 가축의 성장 촉진과 축산물 내 콜레스테롤 함량을 낮추는데 사용되며, 난황 콜레스테롤을 감소시키는 효과를 보였다(Pesti and Bakalli, 1998; Balevi and Coskun, 2004; Mahdavi et al., 2005; Lim et al., 2006; You, 2007).
본 연구의 목적은 여름철 산란계에 천연 미네랄 첨가가 계란품질에 미치는 영향을 알아보기 위하여 레그혼, 토종닭과 오골계를 이용하여 실시하였다.
Materials and Methods
시험 동물 및 시험 설계
본 시험은 62주령 Leghorn 160수, 토종닭 160수와 오골계 160수를 공시하였고, 4주간 여름 환경에서 사양 시험을 실시하였다. 시험 처리구는 사료내 천연 미네랄 첨가제(Natural mineral complex)의 첨가 수준에 따라 CON) basal diet, MC1) CON + 0.1% 천연 미네랄 첨가제(Natural mineral complex, NMC), NMC3) CON + 0.3% NMC, NMC5) CON + 0.5% NMC로 나누었으며, 처리 당 2반복 반복당 20수씩 임의 배치하였다.
시험 사료 및 사양관리
시험 사료는 옥수수-대두박 위주의 사료로서 NRC (1994) 사양 표준을 기초로 하여 ME 2,904 kcal/kg, CP 15.45%, Lysine 0.70%, Ca 3.23% 및 P 0.61%를 함유토록 하였다(Table 1). 본시험에 사용된 미네랄 첨가제(난각 강화제)의 주요 성분 및 함량은 Table 2에 나타내었다. 시험 사료는 가루형태로 자유 채식토록 하였으며, 물은 자동 급수기를 이용하여 자유로이 먹을 수 있도록 하였다. 총 점등시간은 일일 17시간으로 조절하였다.
조사항목
산란율, 부화율 및 사료 섭취량
산란율은 사양 시험기간 중에 매일 집란하여 처리구별로 총 산란수를 사육수로 나누어 백분율을 표시하였으며, 부화율은 입란 후 21일째 발생율을 조사하였다. 사료섭취량은 매주 총 급여량에서 잔량을 제외하여 측정하였다.
난중, 난각 강도 및 난각 두께
난각 강도는 난각 강도계(1-63-11, Ozaki MFG. CO., Ltd., Japan)를 이용하였으며, 난각 두께는 Dial pipe gauge(1-63-11, Ozaki MFG. Co., Ltd., Japan)를 이용하여 난각의 예단부, 중앙부 및 둔단부를 측정하였고, 난중은 매주 집란한 계란을 전자저울을 이용하여 2주 간격으로 측정 하였다.
통계처리
본 시험에서 얻어진 모든 자료는 SAS program ver 9.4(SAS Institute Inc., Cary, NC, USA)의 GLM procedure를 이용 Duncan’s multiple range test로 처리하여 평균 간의 유의성을 검정하였다. 또한 종안에 처리구 함량에 따른 유의성, 종간의 처리구 함량에 따른 유의성, 종과 처리구 함량에 따른 유의성을 분리하여 p < 0.05 범위에서 유의성을 검정하였다.
Results and Discussion
난중, 난각 강도 및 난각두께, 사료섭취량
여름철 천연 미네랄 첨가제가 산란계의 계란 품질에 미치는 영향은 Table 3에 나타내었다. 레그혼 종에서 2주, 4주간 천연 미네랄 첨가제를 추가 급여하였을 때, 난중에서 CON에 비해 천연 미네랄 첨가제 처리구에서 유의적으로 높게 나타났다(p < 0.001). 난각강도는 2주간 추가 급여하였을 때 CON에 비해 NMC3와 NMC5에서 유의적으로 높게 나타났지만(p < 0.01), 4주차에서는 유의적인 차이가 나타나지 않았다. 2주간 추가 급여시, 난각 두께에서는 유의적인 차이가 없었지만 4주간 천연 미네랄 첨가제를 추가 급여하였을 때 CON과 NMC1이 다른 처리구에 비해 유의적으로 높게 나타났다(p < 0.001).
토종닭에서 난중는 2주, 4주간 천연 미네랄 첨가제를 추가 급여하였을 때 CON에 비해 천연 미네랄 첨가제 처리구에서 유의적으로 높게 나타났고(p < 0.001), 난각 강도 또한 2주, 4주간 천연 미네랄 첨가제를 추가 급여하였을 때, CON에 비해 천연 미네랄 첨가제 처리구에서 유의적으로 높게 나타났다(p < 0.001). 난각 두께에서 2주간 천연 미네랄 첨가제를 추가 급여하였을 때, NMC1에서 유의적으로 높게 나타났으나(p < 0.001), 4주간 천연 미네랄 첨가제를 추가 급여하였을 때, NMC5에서 다른 처리구에 비해 유의적으로 높게 나타났다(p < 0.001).
오골계에서 난중에 2주, 4주간 천연 미네랄 첨가제를 추가 급여하였을 때 NMC3와 NMC5에서 유의적으로 높게 나타났으며(p < 0.001), 난각 강도에는 유의적인 차이가 나타나지 않았다. 난각 두께는 2주간 천연 미네랄 첨가제를 추가 급여하였을 때 CON에 비해 천연 미네랄 첨가제 처리구에서 유의적으로 높게 나타났지만(p < 0.01), 4주간 급여하였을 때 유의적인 차이가 나타나지 않았다.
Shin et al. (2008)은 산란계에 천연 미네랄 및 비타민 강화제의 첨가를 통해 난중에 대해 유의적인 차이를 발견하지 못하였고, Lee et al. (2005)의 연구에서는 난중에 대해 칼슘 공급제를 추가 급여 시 처리구간에 유의적으로 향상된 결과는 나타났으나(p < 0.05), 칼슘 공급량 증가에 따른 효과는 나타나지 않았다 보고하였고, 칼슘 수준에 따라 난중에 대해 차이가 없다는 연구가 많았다(Kuhl et al., 1977; Castillo et al., 2004). 하지만 Yoo et al. (2006)의 결과, 미네랄 제제를 0.5% 추가 급여 시 난중이 유의적으로 높게 나타났으며(p < 0.05), 천연 미네랄 제제 0.5% 첨가한 처리구가 0.25% 첨가한 처리구에 비해 유의적으로 높은 경향을 보였다(p < 0.061). 이러한 결과는 본 시험의 결과가 유사하였다.
난각 강도에 대해 Ca 수준을 3 - 9% 까지 1.5% 증가 시킨 사료 급여 시 산란기간의 난각 강도가 유의적으로 증가하였다는 결과가 있었으며(Jackson et al., 1987), Bar et al. (2002) 와 Mehring and Titus (1964), Walter and Aitken (1962)의 연구에서 또한 칼슘의 첨가 수준이 증가하게 되면 난각 강도가 증가한다는 결과가 일치하였다. Ca과 P은 난각을 구성하는 주요 물질로, 추가적인 공급 시 난각의 강도와 두께가 증가하는것으로 보인다. 또, 첨가시험에서 Fe의 첨가에 따라 난각질이 개선되는 경향을 보인 보고가 있었으며(Yang et al., 2004), Mabe et al. (2003), Waddell et al. (1991)과 Park et al. (2009) 연구에 의하면, 필수 미량 광물질인 Mg과 Mn, Cu 및 Zn의 추가 공급시 난각질이 개선되는 효과를 보였다.
Yoo et al. (2006)의 연구에 의하면 천연 미네랄 첨가 수준이 증가할수록 난각 두께가 유의적으로 향상되는 것을 보였고(p < 0.05), Shin (2010) 연구에 의하면 Cu의 추가적인 공급이 난각 두께와 질을 향상시켰다(p < 0.05). 이밖에도, Roland et al. (1985)과 Ko et al. (2005)의 연구에서도 유사한 결과가 나타났다. 난중과 난각강도 난각 두께가 상승하였다는 것은, 계란의 품질이 상승하였다는 것으로 안정적인 번식성적을 낼 수 있다고 사료된다.
난중과 난각강도 대해 종의 차이에 따라 유의적인 차이가 나타났으며(p < 0.01), 난각 두께에 대해서 또한 유의적인 차이가 나타났다(p < 0.01). 종과 첨가수준에 따른 난중과 난각강도, 난각 두께에서 유의적인 차이가 나타났다(p < 0.01; p < 0.01; p < 0.01). 백색 산란계인 레그혼의 경우 갈색산란계의 비해 난중은 가벼우나 난각이 두꺼우며, 산란 능력이 뛰어나다(North and Bell 1990). 하지만 토종닭의 경우 주로 육용계로 분류가 되어있으며, 산란계인 레그혼에 비해 크기가 크고, 그로 인해 사료 섭취량이 더 높게 나타났다(Kim et al., 2017; Cho et al., 2017). 오골계 또한 육용계로 사용되고 있으며, 다른 육용계에 비해 품질의 균일성이 낮으며, 산란성, 산육성 등 경제형질이 개량도가 낮아 산업화가 어려운 종이다(Han, 1996b; Chae et al., 2002). 이러한 이유로 종간의 차이가 나타난 것으로 사료된다.
산란율과 부화율
천연 미네랄 첨가제가 산란계에 산란율과 부화율에 미치는 영향은 Table 4에 나타내었다. 레그혼에서 산란율은 NMC3와 NMC5에서 CON과 NMC1에 비해 유의적으로 높게 나타났다(p < 0.05). 부화율에 대해서 NMC3와 NMC5에서 CON에 비해 유의적으로 높게 나타났다(p < 0.05).
토종닭에서 산란율은 CON에 비해 천연 미네랄 첨가제 처리구에서 유의적으로 높게 나타났으며(p < 0.01), 부화율에 대해서 CON에 비해 NMC3와 NMC5 에서 유의적으로 높게 나타났다(p < 0.05).
오골계에서 산란율은 CON에 비해 천연 미네랄 첨가제 처리구에서 유의적으로 높게 나타났으며(p < 0.05), 부화율에 대해서 CON에 비해 천연 미네랄 첨가제 처리구에서 유의적으로 높게 나타났다(p < 0.01).
Shin et al. (2008)의 연구에 의하면, 산란계에게 2 - 4주 기간 동안 미네랄 및 비타민 강화제의 첨가 수준에 따라 유의적으로 높은 산란율을 보였다(p < 0.05). 또 Yoon et al. (2000)의 연구에서는 육용 종계에서 미네랄 첨가에 따른 산란율이 개선되었다는 결과와 Ko et al. (2005)은 산란계 사료내에 0.5%의 장석 첨가는 산란율을 개선시켰다는 결과가 일치하였다. 산란율과 부화율의 향상은 난중, 난각 강도, 난각 두께의 개선으로 인해 영향을 받은 것으로 사료되며, 번식성적이 상승한 것을 보인다.
