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단백질과 아미노산

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Academic year: 2022

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(1)

단백질과 아미노산

• 모든 식물과 동물체에 존재

• 아미노산들이 펩타이드 결합으로 연결되어 있는 복합 유기물

• 단백질 구성 탄소 50~55%, 질소 15.5~18%, 수소 6.5~7.5%, 산소 21.5~23.5%, 황 0.5~2.0%

• 어류의 체조성에 있어서 단백질은 건물량 기준으로 65~75%

• 어류는 아미노산을 얻기 위해 단백질 섭취

• .

• 성장과 번식

• 오래된 조직 보수

• 효소, 항체 및 헤모글로빈의합 성

• 에너지원 등으로 사용

(2)
(3)

사료내 질소함량

양어사료 내 단백질은 보통 조단백질(crude protein)로 간주되며, 질소를 16%

함유하고 있다는 가정을 기초

단백질 계수( 6.25) X [단백질 총량 (100%) ÷ 질소 함량 (16%)]=

어류의 필수 아미노산 10가지

(EAA: essential amino acids)은 아르기닌(arginine), 히스티딘 (histidine), 발린(valine), 류신(leucine), 아이소류신(isoleucine), 메싸이오닌(methionine), 트레

오닌(threonine), 라이신(lysine), 페닐알라닌(phenylalanine), 트립토판(tryptophan)의 10가지

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일반성분 분석 방법

조단백질 (N×6.25)은 .

(Buchi B-324/435/412, Switzerland; Metrohm 8-719/806, Swizerland)를 사용하여 분석

조지방은 를 사용하여 추출

수분은 조회분 은

총에너지는 bomb calorimeter (Parr 1356, USA)를 사용하여 측정하였다.

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. 지방과 지방산

어류내 지방의 영양학적인 역할 (1) .

(2) 체내 에너지의 저장 형태이다. 체내 여분의 에너지는 지방으로 전환되어 지방 조직에 저장되며, 다시 생리적으로 요구가 있을 때 산화되어 에너지를 공급한다.

(3) 필수 지방산의 공급원이다. 어류는 어종에 따라 오메가3나 오메가6 지방산, 또는 이들 두 지방산 을 동시에 필수 지방산으로 요구한다. 따라서 식물유나 어유의 단독 또는 동시 공급은 어류의 생명 현상 유지나 성장에 필수적이다.

(4) 지용성 비타민인 비타민 A․ D․ E․ K의 좋은 공급원이다. 이들 비타민은 주로 간 (liver)의 지방에 함 유되어 있기 때문에, 명태나 대구의 간에 축적된 지방 추출물인 어간유(fish liver oil)는 비타민의 좋은 공급원이다.

(5) 세포막(cell membrane), 세포 원형질(cellular plasma), 미토콘드리아(mitochondria), 세포질

(cytoplasm)의 망상 조직(endoplamic reticulum) 구조에 관여하며, 특히 인지방(phosphlipids)은 세포의 구조 및 신경 조직에 중대한 역할을 담당하고 있다.

(6) 사료 내 지방은 기호도를 높여 준다.

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비타민

• .

• .

(1) 조효소(co-enzyme) 및 효소 보결분자단(prosthetic groups)의 필수적인 구성요소 로서

영양소의 대사 작용에 관여한다.

(2) 시력, 골격 형성, 번식 등의 생리 현상에 중요한 역할을 담당한다.

(3) 여러 영양소가 효율적으로 이용되도록 도와준다.

(4) 피부병, 빈혈, 신경증 등 여러 증상을 막아준다.

(5) 비타민 C 및 비타민 E는 항산화 작용으로 영양소의 산화를 방지한다.

(6) 성장률과 사료효율을 높이는 데 영향을 미친다. 기 화합물로, 대부분 비타민의 대사 기능은 조효소의 구성 인자

(20)
(21)

미네랄

• .

• 어종에 따라 육상 동물과 달리 외부 먹이(사료)뿐만 아니라 수중 환경에서도 흡수할 수

• 있다.

칼슘(Ca), 마그네슘(Mg), 나트륨(Na), 칼륨(K), 철(Fe), 아연(Zn), 구리(Cu) 및 셀레늄(Se)은 물속에서 어류의 영양 요구량을 충족시킬 수 있는 광물질로 알려져 있으나, 물속의 광물질은 수생 동물이 필요로 하는 만 큼 충분히 흡수되지 않아 외부 먹이(사료)를 통해 부족분을 보충

• 광물질의 흡수는 어종의 종류, 물속의 광물질 함량, 수온, pH 등에 따라 달라진다.

• 해수 어류는 삼투 조절에 의해 물속의 광물질로부터 필요 요구량을 대부분 충당

• 담수 어류는 해수 어류에 비해 사료에 첨가되는 광물질에 의존

• 광물질의 주요 기능 (1) .

(2) . (3) .

(4) 다양한 무기태 원소들의 흡수, 저장 및 배설을 조절(물속 환경에서 동적인 평형 유지)

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첨가제

• 첨가제의 가장 중요한 역할은

• FAO(국제연합식량농업기구)

• 전 세계 동물과 관련된 기능성 사료 및 보 조제 시장은 약 35조 원

• 영양 상태 개선, 건강 상태 개선, 동물용 의 약품, 질병 진단 시장

• 영양 상태 개선을 목적: 아미노산, 비타민, 효소, 미네랄을 포함한 영양과 관련된 사 료 첨가제 시장은 약 12.5조 원

• 동물 영양 개선 식품 시장: 전체 시장에서 약 35.7%를 차지

(26)

결착제

.

(1) 천연 결착제

천연검, 구아검, 송진, 젤라틴, 카세인, 셀룰로오스, 리그닌설퍼네이트

(2) 합성 결착제

알긴산나트륨, 알긴산칼륨, 알긴산암모늄, 카세인나트륨, 카복실메틸셀룰로오스나트륨, 폴 리아크릴산나트륨, 폴리메틸로카바마이드

(3) (1)과 (2)의 합제

알긴산나트륨, 알긴산칼륨, 알긴산암모늄, 카세인나트륨, 카복실메틸셀룰로오스나트륨, 폴 리아크릴산나트륨, 폴리메틸로카바마이드

(27)

유화제

• .

• 프로필렌글리콜, 레시틴, 글리세린 지방산 에스테르, 자

당 지방산 에스테르, 솔비탄 지방산 에스테르, 폴리옥시

에틸렌 솔비탄 지방산 에스테르, 폴리옥시에틸렌 글리세

롤 지방산 에스테르와 그 합제

(28)

보존제

.

(1) 산미제

구연산, 젖산, DL-사과산, 낙산, 낙산나트륨, 소르브산, 소르브산칼륨, 호박산, 아세트산, 벤조 산, 벤조산나트륨, 인산, DL-주석산, L-주석산, 폼산(개미산), 푸마르산

(2) 항응고제

화이트카본, 블랙카본, 활성탄, 실리카 분말, 염화주석 (3) 항산화제

에톡시킨, 뷰틸하이드록시톨루엔, 뷰틸하이드록시아니솔, 몰식자산프로필 및 기타 천연 항산화제

(4) 항곰팡이제

프로피온산, 프로피온산칼슘, 프로피온산나트륨

(29)

아미노산제

• .

• 아미노아세트산, DL-알라닌, L-라이신염산염, L-라이신염

산염 액상, L-라이신 액상, L-라이신황산염, L-글루타민산

나트륨, L-글루타민산, DL-메싸이오닌, DL-메싸이오닌수

산화유도체, DL-트립토판, L-트립토판, L-트레오닌, DL-트

레오닌철, L-아르기닌과 그 합제

(30)

비타민제

• .

• 비타민 A, 프로비타민 A, 비타민 B1, 비타민 B2, 비타민 B6,

비타민 B12, 비타민 C, 비타민 D, 비타민 D2, 비타민 D3, 비

타민 E, 비타민 K, 비타민 K3, 비타민 K4, 판토텐산, 이노시

톨, 콜린, 니아신, 비오틴, 엽산과 그 유사체 및 합제

(31)

효소제

효용의 증대를 위하여 사료에 첨가한다.

(1) 당 분해 효소

α-아밀레이스, 말토게닉아밀레이스, β-아밀레이스, 셀룰라아제, β-글루카나아제, 글 루코아밀레이스, 헤미셀룰라아제, 펙티나아제, 락타아제, 키시라아제, 키토사나아제, β -만나아제

(2) 지방 분해 효소 .

(3) 인 분해 효소 .

(4) 단백질 분해 효소

알칼리성 프로테아제, 산성 프로테아제, 중성 프로테아제, 식물성 프로테아제, 브로멜라인 (5) (1) 또는 (4)의 합제

(32)

생균제

효용의 증대를 위하여 사료에 첨가한다.

(1) 생균제

락토바실러스 락티스, 락토바실러스 루테리, 락토바실러스 불가리쿠스, 락토바실러스 브레비스, 락토바실러스 살리바리우스, 락토바실러스 애시도릴러스, 락토바실러스 카제 이, 락토바실러스 커바투스, 락토바실러스 퍼멘텀, 락토바실러스 프란타럼, 락토바실러 스 헬베티쿠스, 로돕슈도모나스 캡슐레이타, 바실러스 렌투스, 바실러스 리체니포미스, 바실러스 서브틸리스, 바실러스 세레우스(도요이에 한함.), 바실러스 코아글란스, 바실 러스 폴리프멘티쿠스, 바실러스 푸밀루스, 비피도박테리움 롱검, 비피도박테리움 비피 덤, 비피도박테리움 서모필럼, 비피도박테리움 인판티스, 엔테로코커스 락티스, 엔테로 코커스 서모필러스, 엔테로코커스 패시엄, 클로스트리듐 브티리컴, 페디오코커스 세레 비지아, 페디오코커스 애시디락티시

(33)

• 유익 곰팡이균

아스퍼질러스 나이거, 아스퍼질러스 오리제

• 효모제

맥주 효모, 토롤라 효모, 제빵 효모, 양조 효모, 조

사 건조 효모, 효모 배양물

(34)

향미제

효용의 증대를 위하여 사료에 첨가

(1) 착향료

향미제(향미료를 원료로 하는 휘발성 지방산 및 유기산제 포함) (2) 감미료

천연 감미료, 설탕, 포도당, 사카린나트륨, 네오헤스페리딘디하이드로 칼곤

(3) 조미료

글루타민산나트륨, 마늘 분말

(4) (1) 또는 (3)의 합제

(35)

첨가제 수질의 개선

• 락토바실러스 등 생균제는

• 하여 뱀장어 양식장 등 순환여과식 양식장에서 사료에 첨가되어 유용하게 사용되거나 자체

• 사육수에 직접 사용된다. 이들 생균제는 유기물의 소화 와 흡수를 촉진하며 장내 유해 세균

• 억제 및 항산화 효과가 있어 사료에 직접적으로 첨가하

는 외에 수질 정화 목적으로도 사용

(36)

(1) 비타민 A(레티놀)

• .

해수 어류에는 비타민 A1(retinol: C20H29OH),

담수 어류에는 비타민 A2(retinol 2: C20H27OH)가 풍부

식물에는 비타민 A가 없으나, 동물이 카로틴을 섭취하면 비타민 A

• 틸라피아에서 사료 내

β-카로틴과 칸타산틴(canthaxanthin)은 간 내에서 비타민 A로 전환

아스타산틴(astxanthin), 지잔틴(zeaxanthin), 루테인(lutein) 및 투나산틴 (tunaxanthin)과 같은 다이하이드록시카로티노이드

(dihydroxycarotenoid)는 비타민 A2로 직접 전환

비타민 A 결핍-.

과잉 공급 - .

(37)

(2) 비타민 D(칼시페놀)

• .

• 비타민 D3(콜레칼시테롤)는 동물 피부에서 자외선 조사에 의해 생 성된다.

• 비타민 D가 결핍된사료

채널메기에 16주간 공급했을 때 .

(38)

비타민 E(T토코페롤)

• 자연계에서 비타민 E는 α, β, γ, δ의 네 종류로 구분되며, 8가지 화합물이 존재

• α-토코페롤(α-tocopherol, C23H50O)의 생물학적 활성이 가장 큼

• dL-α토코페릴아세테이트 1㎎이 비타민 E의 역가를 나타낸다.

• 공기 중의 열, 빛에 비교적 안정적인 물질이나, 산소나 과산화물 존재 시 급격하게 산화

• 세포, 조직, 혈액 내 대사물의 항상성을 유지

• 고도불포화 지방산(PUFA)이 과산화되는 것을 방지

• 생식 세포의 기능 유지 및 항산화 작용을 담당

• 결핍 - .

• 과잉 섭 취-.

(39)

비타민 K(메나디온)

• 비타민 K의 세 가지 주요형태

비타민 K1(필로퀴논, 식물에서 분리), 비타민 K2(메나퀴논, 박테리아에 서 합성), 비타민 K3(메나디온, 합성 화합물)

• 비타민 K3는 높은 역가를 가지고 있으므로 사료 공급제로 사용되고 있다.

• 비타민 K의 주요 기능 .

Dupree(1966)는 채널메기에서 비타민 K가 결핍된 사료를 공급했을 때

출혈된다고 보고

(40)

비타민 B1(티아민)

• .

• 조효소 형태는 티아민 피로인산염(thiaminyrophosphate) 일반적인 합성 공급제는 티아민 클로라이드(thiamin hydrochloride)와 일가질 산염(thiamin mononitrate)

• 사료 내 티아민의 결핍

채널메기(Comacho, 1978)와 뱀장어(Hashimoto et al., 1970)에서

(41)

비타민 B2(리보플라빈)

• 비타민 B2는 플라빈 모노뉴클레오티드 (FMN: flavin mononucleotide)와 플라빈 아 데닌 다이뉴클레오티드(FAD: flavin adenine dinucleotide) 형태로 단백질과 결합하 여 존재

• 대사적 산화-환원 반응에서 전자의 중간 전달자로서의 기능

• 피루빈산(pyruvate), 지방산, 아미노산의 분해를 위해 필요한 황색 조효소

• (flavoprotein conzymes)의 구성요소

• 어류의 비타민 B2 결핍 증상- .

(42)

비타민 B3(판토텐산)

• 판토텐산은 조효소 A(CoA), 아세틸-CoA 합성 효소와 아세틸 운반단백질의 중요한 구 성 성분

• 조효소 A(CoA)는 체내 단백질, 지방, 탄수화물 등 열량 영양소가 TCA 회

• 로 내로 들어가는 반응에 역할을 담당

• 아세틸-CoA 합성 효소는 지방산 합성에 관여

• 어류에서 곤봉 모양의 아가미는 판토텐산 결핍 증상의 하나, 송어 양식장에서 흔히 발생

• 판토텐산은 칼슘과 염을 형성할 때 안정적으로 사료 내 비타민 복합제에 칼슘-d-판토 티네이트 또는 칼슘-dL-판토티네이트 건조 분말로 첨가

(43)

비타민 B4(니아신)

• 니아신은 아미노산, 지방 및 탄수화물 대사에서 수소와 전자의 이동 인 산화-환원 반응에 관여하는 필수적인 조효소

• , 두 가지 조효소인 NAD(니코틴아미드 아데닌 다이뉴클레오티드)와 NADP(니코틴아미드 아데닌 다이뉴클레오티드인산)의 구성 요소

• 어류에서 .

• 니코틴산 또는 니코틴아미드의 건조 형태로 혼합 비타민제에 첨가

• 어류에 있어 유사하게 생물학적 활성

• 내수면 어류 중 뱀장어의 경우 니아신이 결핍된 사료를 .

(44)

비타민 B6(피리독신)

• 피리독신은 아미노산 대사(아미노기 전이, 탈카복실화 반응, 탈수 반 응)에 관여하는 중요한 조효소

• 트립토판으로부터 신경 전달 물질의 합성에 관여

• 단백질을 많이 소모하는 육식성 어류의 경우 비타민 B6 요구량이 높 은 편이어서 사료 내 혼합 비타민제에 첨

• 피리독신 염산염(pyridoxine hydrochloride) 형태로 이용

• 피리독신 결핍 증상

신경 질환, 비정상적인 유영, 과잉 흥분성, 그리고 경련 등이 있으며, 채

널메기에서 관찰

(45)

비타민 B12(사이아노코발라민)

• 사이아노코발라민(cyanocobalamin)으로 불리는 비타민 B12는 코발트(cobalt) 원자를 포함

• 다른 비타민에 비해 대분자 물질가금류, 해수물 등의 동물성 원료(특히 간, 신 장, 심장 등 동물의 기관)는 사이아노코발라민의 훌륭한 공급원

• 비타민 B12는 정상적인 적혈구의 성숙과 발달, 지방산 대사, 헤모시스테인이 메싸이오닌으로 되는 메틸화 과정, 엽산 조효소를 활성화하는 엽산 대사 등에 필요

• 엽산은 비타민 B12 조효소를 활성화하는 데 필요한 메틸기를 제공

• 비타민 B12 결핍 .

.

(46)

비타민 C(아스코르브산)

• 대부분의 조류와 포유류는 D-포도당으로부터 비타민 C를 합성할 수 있으나, 어류는 합성하지 못한다

• 비타민 C는 .

• .

• 채널메기에서 척추의 콜라겐 수준은 비타민 C 상태의 민감한 지표로 보고

• 암컷의 배란 및 재생산과 관련

• 비타민 C의 요구량이 증가되며, .

• 비타민 C는 열, 수분, 산화에 매우 불안정하여 사료의 익스트루전 공정에서 쉽게 파괴

(47)

비오틴

• 카복실화와 탈카복실 반응, 지방산 생합성과 퓨린 합성의 대사 과정에 중요

• 대부분 어류의 장내 세균에 의해 합성되나 요구량을 충족하지 못하면 양어사료로 보 충해 주어야 함

• . 어분은 비오틴을 충분히 함유한 사료 원료로 추천

• 비오틴이 결핍된 사료를 먹였을 때 .

(48)

콜린

• 다른 수용성 비타민들과는 다르게 보조 효소의 기능이 알려져 있지 않음

• 레시틴(lecithin)의 주된 부분으로 신경 자극 전달 및 지방 이용에 중요한 역할을 수

• 신경 전달 물질인 아세틸콜린의 전구물질(세포막에서 일어나는 신호전달 역할)

• 메틸기의 주요한 공급원으로 작용

• 콜린은 70% 염화콜린 용액 또는 25~60%의 건조 분말 형태로 양어사료에 첨가되는데, 흡수력이 강해 타 비타민과 혼합 시 다른 비타민의 안정성이 감소되어 비타민 혼합제 에 섞지 않고 분리해서 첨가

• 콜린이 결핍된 사료 뱀장어에서는 .

무지개송어에서는 .

(49)

엽산(folate)

• DNA와 RNA의 합성에 필수적인 물질

• 퓨린과 피리미딘 합성에도 필요

• 엽산이 부족하면 DNA 합성과 수선(repair)이 줄어들게 됨

• 정상적인 적혈구 형성을 위해서도 필요

• 엽산이 결핍된 사료 공급- .

• 엽산은 비타민 혼합제에 건조 분말 형태로 양어사료에 첨가되며, 사료 가 공 중 쉽게 손실되므로 실제 요구량보다 사료 배합 시 많이 첨가

(50)

아이노시톨

• .

• 사료 내 탄수화물의 함량이 높을 경우 아이노시톨의 요구량도 증가하는 경 향

• 아이노시톨이 결핍된 사료를 먹은 무지개송어는 간 내에서 중성지질의 축 척이 많이 나타났고, 콜레스테롤과 트라이글리세라이드의 증가

(51)

칼슘과 인(calcium and phosphorus)

• 칼슘과 인은 어체 내에서 가장 풍부한 광물질로 골격 구조의 발달과 유지에 직접적으로 관여

• 양어사료 내 칼슘(Ca)과 인(P)의 비율은 .

• .

• 어류의 경우 칼슘 요구량의 많은 부분이 아가미와 피부를 통해 흡수되며 물속에서 쉽게 흡수되기 때문에 사료 내 칼슘 함량은 중요하게 생각되고 있지 않음

물속의 어류가 흡수할 수 있는 인의 양은 다른 광물질에 비해 제한적이며, 인의 양에 의해 칼슘의 흡수량이 조절

• 인은 직접적으로 에너지를 생산하는 모든 세포성 반응에 참여하며 핵산과 세포막의 중요한 구성 성분이다. 이러 한 이유로 어류가 물속 환경에서 효과적으로 인산염을 흡수, 저장, 이용 및 보존하기 위해서는 사료 내 인산염 공 급은 필수적

단미사료나 무기태 인 공급제 사이의 인 이용성에는 차이

• 일반적으로 무기태 인산염의 이용성은 염의 용해도가 높을수록 이용성이 높음

• 일인산칼슘(monocalcium phosphate)이나 이인산칼슘(dicalcium phosphate)은 삼인산칼슘(tricalcium phosphate)보 다 더 쉽게 이용

잉어와 같이 위가 없는 어류는 어분에 3가의 형태로 존재하는 인을 이용하기 어려움

• 냉수성 어종(송어)은 온수성 어종(틸라피아)에 비해 위산의 분비가 많아 인의 이용성이 높음

식물성 사료원의 인 이용성은 어분에 비해 매우 낮은 편으로, 이는 함유된 인 대부분이 피틴산

• (phytic acid)에 결합되어 있기 때문에 어류를 포함한 단위동물에 있어 그 이용성이 극히 낮기때문

참조

관련 문서

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