번식계절 엘크사슴에 대한 Glutathione 급여 효과에 관한 연구

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번식계절 엘크사슴에 대한 Glutathione 급여 효과에 관한 연구

김상우^1*․양진동²․조영무¹․이풍연¹․양보석¹․박재홍¹․서상원¹․김현섭¹․이왕식³ 농촌진흥청 국립축산과학원¹, 대한사료², 제주대학교³

Effect of Dietary Glutathione Supplementation on Elk Bulls in Breeding Season

Sang Woo Kim^1*, Jin Dong Yang², Young Moo Cho¹, Poongyeon Lee¹, Boh Suk Yang¹, Jae Hong Park¹, Sang Won Suh¹, Hyeon Shup Kim¹ and Wang Shik Lee³

1National Institute of Animal Science, R.D.A.,

²Daehan Feed Co. Ltd, ³Natural Science, Jeju National University

ABSTRACT¹⁾

We investigated the effect of glutathione supplementation on feed intake, body weight loss, behavior change and economic analysis of elk bull in breeding season. Sixteen elk bulls (5-year-old, average weight; 330 kg) after antler cutting were divided into 2 groups. Eight bulls in each group (control and glutathione group) were fed experimental diet at a level of 0.85 percent of body weight and 6 mg glutathione per kg body weight.

As a result, weight-loss of control animal during experimental study (from September to November) was 42.6±19.2 kg while that of glutathione-supplemented group was 20.6±19.9 kg. Compared to control group, glutathione-fed group had prevented the body weight loss by 5.2% (p<0.05). Although the feed intake of elk voluntarily decreases during breeding season, daily DM intake per head was 5.59 and 5.80kg in control and glutathione-fed group, respectively. While the statistical difference in feed intake between two groups was not observed, feed intake tended to increase in glutathione-fed group. In economic analysis, additional cost of 99,000 KRW per head was spent due to the cost of glutathione because of its import. Changes in behavior such as crying, deer whistles, whistling intensity and frequency of accident were lower in glutathione-fed group compared to control. During breeding season, use of glutathione as feed supplement could suppress body weight loss and accidents in deer farm.

(Key words: Glutathione, Body weight, Feed intake, Behavior, Elk deer)

Ι .

서론

국내의 사슴사육은 1950년대 중반부터 일본, 대만 등으로 부터 꽃사슴(Cervus nippon)이 수입되면서 양록의 기반이 잡 히기 시작하였고, 1970년대 중반 뉴질랜드에서 레드디어 (Cervus elaphus), 북미에서 엘크 사슴(Cervus canadensis)이 도입․증식되어 오늘에 이르렀다. 2002년까지는 사슴사육두 수 및 농가수가 계속 증가 추세였으나 그 이후부터 계속 줄

어들어 2009년 말 현재 국내에는 6천여농가에서 약 8만 여 두의 사슴을 사육하고 있다(농림수산식품부, 2009). 그 동안 국내에서의 사슴에 대한 연구는 대부분이 사슴에 대한 영양 학적인 연구로 사슴 사육에 있어서 영양수준 결정시험, 사슴 사료 개발을 위한 기초 연구들이 진행되어 왔다(Jeon 등, 1998; Moon 등, 2002; Kim 등, 2005). 사슴은 가을철이 되면 자발적으로 투쟁에 돌입하고, 자발적으로 사료 섭취량이 줄 어들며, 다른 가축보다 특히 스트레스에 민감하다. 수사슴은

* Corresponding author: Sang Woo Kim, Animal Genetic Resources Station, National Institute of Animal Science, R.D.A., Namwon 590-830, Korea. Tel: +82-63-620-3531, E-mail: [email protected]

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번식계절 동안 투쟁 스트레스에 의해 사료섭취량 감소로 체 중이 급격하게 줄어 생산성이 줄어드는데 이를 최소화할 수 있는 해결책을 강구해야 하며, 스트레스를 어떻게 해결하고 극복할지가 관심사항이다. 주요한 방안은 적절한 영양소의 공급에 의해 동물의 건강을 적절하게 유지하는 것이다. 일 단 과도하고 지속적인 스트레스를 받게 된다면 체내에서는 활성산소 대사물(reactive oxygen species, ROS)의 생성을 증가시키고, 신경 세포막의 구성성분인 지질의 산화를 증가 시킨다. 스트레스는 또 세포 내 항산화 작용을 담당하는 물 질인 glutathione의 농도를 감소시키고, 활성산소 대사물과 자유기(free redicals)의 생성을 증가시킨다(Bray와 Taylor, 1993). 산화적 스트레스는 활성산소 대사물의 생산이 세포, 조직, 신체의 항산화 시스템의 능력을 초과할 때에 발생한 다(Sretenovic 등, 2007a, b). 항산화제는 glutathione (Meister, 1983), 비타민 C와 E(Baldi 등, 2000; Kim 등, 1997;

Weiss, 1997) 그리고 카로테노이드(Sretenovic, 1999b;

Jukola, 1996)를 포함하고, 항산화 효소에는 Se(Sretenovic, 1999a; Kim 등, 1997; Weiss, 1997; Jukola, 1996), Cu, Mn 혹은 Zn을 포함한다. 이 중 glutathione(L-γ-glutamyl-L- cysteinylglycine, GSH)은 세포내 존재하는 생리활성물질로 서 글루타메이트, 시스테인, 글라이신의 세 가지 아미노산으 로 구성된 트리펩타이드로 동물, 식물 및 미생물의 세포내 에서 존재하며, 세포의 총 비단백질성 활성분의 90% 이상을 차지하고 있다. glutathione의 주요기능은 생체 내에서 백혈 구 생성을 통한 면역 활성 증가를 야기함으로써 중요한 항 바이러스제의 역할을 하는 것으로 알려져 있으며, 해독 작 용에 중요한 역할을 한다. 이러한 작용들 중 세포내에서 중 요한 항산화 기능을 하는 성분으로서 환원형 glutathione이 널리 알려져 있다. 따라서 본 연구에서는 항산화 가능이 있 는 것으로 알려진 glutathione 급여가 번식계절 엘크 수사슴 의 사료섭취량, 체중변화, 행동변화 및 경제성에 미치는 영 향을 구명하고자 실시하였다.

Ⅱ. 재료 및 방법

1. 공시가축 및 시험설계

총 16두의 5년생 성록 엘크사슴 수컷(Cervus canadensis, 평균체중; 330 ㎏)을 처리구당 8두씩, 대조구와 glutathione 첨가구에 각각 배치하였다. glutathione 첨가 수준은 체중 kg당 6 mg을 농후사료에 혼합하여 급여 하였으며, 시험은

번식계절인 8월 10일부터 11월 9일 까지 총 90일 동안 국립 축산과학원 가축유전자원시험장 사슴사육사(전북 남원시 운봉읍 소재)에서 진행되었다.

2. 사양관리

농후사료는 사슴 전용사료(TDN 70%, CP 17%)를 체중비 0.85%(약 2.58 kg)를 1일 2회(오전 9시와 오후 3시)로 나누 어 급여하였으며, 조사료인 목건초(이탈리안 라이그라스)와 물은 자유채식 시켰다. 시험에 사용된 glutathione 사료의 조성은 Table 1과 같으며, 조성된 glutathione 사료 44 g을 농후사료에 혼합하여 급여하였다.

Table 1. Composition of the glutathione additive

Items Ratio

Glutathione (99%) 0.042

Saccharine 0.020

Wheat hull 0.938

Total 1.000

3. 조사항목 및 방법

(1) 체중 측정

시험 개시일에 측정한 체중을 개시체중으로 시험 완료 후 측정한 체중을 종료 체중으로 사료 급여 전에 측정하였다.

(2) 사료 섭취량

사료 섭취량은 사료급여량을 측정하여 급여한 후 다음날 첫 사료급여 전에 잔량을 측정하여 급여량에서 잔량을 제한 값을 사료섭취량으로 계산하였다.

(3) 행동변화 및 사고축 조사

시험기간 동안 사슴의 울음소리 강도는 1일 2회 사료급여 를 하면서 주관적으로 측정하였고, 울음소리를 내는 개체수 를 조사하였으며, 서열다툼을 위한 투쟁두수를 조사하였다.

(4) 경제성 분석

경제성 분석에 있어서 부형제가 혼합된 glutathione 제품 가격은 kg당 25,000원으로 적용하여 계산하였으며, 증체수 입은 kg당 8,000원으로 고정하여 분석하였다. 사고축 발생 에 따른 경제적 손실은 계산하지 않았으며, 체중감소 억제 와 경영비중 추가 비용 발생 부분만을 단순 분석 하였다.

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(5) 통계분석

처리구간의 유의성 검정은 Student’s t-test를 이용하여 p<0.05 수준에서 평가하였다.

Ⅲ. 결과 및 고찰

1. 체중 변화

사슴의 체중변화는 사료 섭취량과 밀접한 관계가 있으며, 암사슴은 계절별 체중변화가 그렇게 심하지 않지만 수사슴 은 8월 중순경 번식계절이 오기 직전에 체중이 가장 무거우 며 번식계절이 시작되면 사료 섭취량 감소와 동시에 체중이 빠지게 된다. 체중의 변화에 있어서 번식계절 동안 대조구 와 glutathione 첨가구가 각각 42.6±19.2와 20.6±19.9 kg 씩 체중감소가 일어났으며, glutathione 급여구가 대조구보다 유의적(p<0.05)으로 체중감소가 적은 결과를 나타냈다 (Table 2). 이것은 8월부터 11월까지 품종별 수사슴의 체중 변화는 꽃사슴과 레드디어가 각각 15.4%와 18.0%라는(Kim, 1995) 보고 보다 엘크사슴의 체중감소는 11.1%로 적었으며, 특히 glutathione을 급여함으로서 사료 섭취량 증가와 더불 어 체중감소가 줄어드는 결과를 나타냈다. 이것은 glutathione과 비슷한 기능을 가진 여러 항산화제를 첨가에 의한 새끼돼지의 체중이 대조구에 비하여 증가 하였다 (Krusinski, 2004; Grela와 Klebaniuk 2007; Tatara 등, 2008) 는 보고와 같은 경향이다.

Table 2. Effect of feed sources on body weight loss in elk bulls

Items Control Glutathione group Initial body wt., kg 332.4±24.6¹⁾ 334.3±14.7 Finial body wt., kg 295.5±27.1 314.6±17.1 Total body loss, kg 42.6±19.2^a 20.6±19.9^b

Body loss ratio(%) 11.1 5.9

1) Mean±SD.

a,b Means values within a row followed by different letters are significantly different (p<0.05).

2. 사료 섭취량

가을철이 되면 수사슴 성록은 자발적으로 사료의 섭취량 이 줄어들고, 사나워지는 생리적 특징이 있다. 특히 가을철

번식계절이 되면 사료 섭취량 감소로 인한 허약축의 발생과 사고율이 높아져 농가에 경제적 손실을 초래한다. 본 시험 에서 1일 건물 섭취량은 대조구와 glutathione 첨가구가 각 각 5.59 및 5.80 kg 으로 glutathione 첨가구가 1일 건물 섭 취량이 많았다(Table 3). 이 섭취량은 평균체중이 295 kg인 엘크 암사슴의 1일 평균 건물 섭취량 9.2 kg(Gedir 등, 1999) 보다 낮은 수치이며, 엘크 육성록의 가을철 1일 건물 섭취량 7.1 kg(김, 1995) 보다도 낮은 섭취량이다. 일반적으로 수사 슴은 일장의 길이가 긴 기간보다 일장의 길이가 짧아지는 계절에 사료의 섭취량이 적으며 체중 또한 자발적으로 줄어 들게 된다. 본 시험에서 대조구와 glutathione 첨가구간의 사료섭취량은 통계적으로 유의성은 인정되지 않았으나 glutathione 급여구가 섭취량이 증가하는 경향을 보였다.

Table 3. DM Intake of elk bulls in breeding season Items Control Glutathione group Concentrates (kg) 2.58 2.58

Roughage (kg) 3.01 3.22 DM Intake (kg/day) 5.59 5.80 DM Intake/BW (%) 1.85 1.88

3. 행동 변화 및 사고축 발생

사슴의 채식행동을 보면 대조구는 Fig. 1에서 보는 바와 같이 서열 1위의 사슴 때문에 사료섭취가 자유롭지 못하며, 서열 1위 사슴이 사료를 다 먹고 난 다음 다른 사슴들이 사 료를 섭취한다. 그러나 glutathione 첨가구는 사슴의 사회적 서열이 뚜렷하게 나타나지 않으면서 여러 마리의 사슴들이 동시에 사료를 섭취하는 행동을 보였다. 번식계절 수사슴의 행동변화를 보면 울음소리의 강도에 있어서는 대조구에서 는 울음의 강도가 높았으나 glutathione 첨가구에서는 울음 의 강도가 낮았다. 대조구에서는 서열 순위 1위의 사슴 1두 만이 강한 울음소리를 나타내었고, glutathione 첨가구에서 는 8두 중 2두가 울음소리를 내었지만 대조구와 비교하면 울음의 강도가 낮았다. 또한 대조구에서는 번식계절 동안 서열다툼이 일어나지 않았지만 반면에 서열랭킹 1위 사슴에 받혀 폐사축과 사고축이 2두나 발생하였다(Table 4).

한편 glutathione 첨가구에서는 서열다툼이 한번 일어났 지만 투쟁의 강도가 약하여 사고축의 발생이 없었다. 투쟁 에 의한 사고축의 발생은 glutathione 첨가구에서는 일어나 지 않았지만 대조구에서는 8두 중 2두의 사고축이 발생하여 1두는 격리 치료하였고, 1두는 폐사하였다. 체내 항산화계는

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행동학적 스트레스와 밀접하게 관련되어 있고, 항산화제의 처리는 이러한 스트레스 유발 요인의 발현을 감소시킬 가능 성이 있는 것으로 보고되어 왔다(Voskresenkii와 Tkachenko, 1991). Sosnovskii 등(1993)은 급성 스트레스를 가한 쥐에서 항산화효소 활성이 감소되었음을 관찰하였고, 스트레스 유 발 불안반응이 활성산소 대사물과 자유기가 밀접하게 관여 한다고 보고하였다. 따라서 사료 내 glutathione은 가을철 엘크의 흥분성 불안증세로 인한 활성산소 대사물 또는 자유

기의 생성 증가에 효과가 있었을 것이라 생각된다. 이로서 glutathione의 급여로 번식계절 동안 사고축의 발생으로 인 한 농가의 경제적 손실 및 번식계절 울음소리로 인한 민원 발생의 빈도를 어느 정도는 감소시킬 수 있을 것으로 사료 된다. Taillon 등(2007)에 따르면 흰꼬리사슴에서 겨울철 질 이 낮은 사료를 급여한 시험구가 대조구보다 투쟁 횟수가 늘었다고 보고했다. 이는 우리 연구에서 glutathione 급여효 과와 부합된다 하겠다.

Table 4. Change of behavior and occurrence of accident by breeding season

Items Control Glutathione group

Number of bulls 8 8

Ranking behavior

Crying grade strength weakness

Crying individual 1 2

fighting 0 1

Accidents Number of accident 2* 0

Accident ratio (%) 25 0

* Dead: 1, Therapy: 1

Control Glutathione group

Fig. 1. Behavior of feed intake.

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Table 5. Analysis of economical efficiency from 10^th August to 9^th November

Items Control Glutathione group

Body weight loss (kg) 42.6±19.2 20.6±19.9

Cost of glutathione (won)/head 0 99,000

Inhibition of BW loss/kg(won) - 4,500

4. 경제성 분석

번식계절(90일) 동안 glutathione의 급여비용은 glutathione 조성사료 44 g 가격이 1일 1,100원으로 두당 약 99,000원의 추가비용이 소요되었으며, 체중감소가 22 kg 억제되어 체중 1 kg 억제 당 약 4,500원의 추가비용이 소요되었다(Table 5).

본시험에 사용된 glutathione은 수입품으로 부유물을 혼합 한 glutathione 사료의 kg당 가격이 25,000원으로, 현재로서 는 경제성이 낮은 편이다. 국내기술진에 의해 glutathione의 대량 생산기술이 개발되어 보다 저렴한 glutathione이 공급 되고, 본 경제석 분석에서는 계산하지 않은 사고축 발생에 따른 경제적 손실을 감안한다면 앞으로는 사슴농가에서 번 식계절 스트레스 억제를 위한 첨가제로 충분히 사용할 수 있을 것으로 생각된다.

Ⅳ. 요약

본 연구는 번식계절인 가을철에 glutathione 급여가 사슴 의 사료섭취량, 체중변화, 행동변화 및 경제성에 미치는 영 향을 구명하기 위하여 실시하였다. 시험은 절각이 끝난 엘 크 성록수컷 총 16두를 공시하였으며, 각각 8두씩 대조구와 glutathione 급여구에 배치하였다. 체중의 0.85%에 해당하는 농후사료를 급여하고 조사료는 목건초를 자유채식 시켰으 며, glutathione은 체중 kg당 6 mg을 급여하였다. 그 결과는 다음과 같다. 번식계절(8월-11월) 엘크 수사슴의 체중감소는 대조구가 42.6±19.2 kg 이었으며, glutathione 급여구는 20.6±19.9 kg으로 대조구에 비하여 glutathione 급여구가 5.2% 체중감소 억제효과가 있었다(p<0.05). 가을철이 되면 사슴의 사료섭취량은 자발적으로 감소하지만 1일 두당 건물 섭취량은 대조구와 glutathione 급여구 각각 5.59 및 5.80 kg 으로 glutathione 급여구가 1일 건물섭취량이 많았으나 두 처리간의 사료섭취량은 통계적으로 유의성은 인정되지 않았 다. 그러나 glutathione 급여구가 사료섭취량이 증가하는 경향 을 보였다. 경제성 분석에서는 수입에 의존하는 glutathione

가격 때문에 번식계절 동안 두당 99,000원의 추가비용이 소 요되었다. 울음 등 행동변화는 glutathione 급여구가 대조구 에 비하여, 울음강도 및 사고축 발생이 낮아 번식계절에 사 슴농가에서 체중감소 방지 및 사고축 발생 억제 보조사료로 glutathione을 사용할 수 있을 것으로 사료된다.

Ⅴ. 인용문헌

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(투고일: 2011.10.05. 수정일: 2011.11.23. 판정일: 2011.11.24.)