주목할 비타민 C 효능과 사용시 주의 사항
비타민 C는 없어서는 안 될 항산화 영양소이다. 비타민 C 효능은 항-스트레스를 넘어서 사료요구율, 증체, 산란율 및 비만성에 영향을 미친다. 비타민 C는 독소를 무독화하고 투여 약품과 백신접종 효능을 강화한다. 열대기후 환경에서 사료 중 비타민 C 300ppm 첨가는 브로일러의 성장생산성을 촉진한다. 사료제조업자들과 가금(통합)사육업자들은 특히 사료와 예비 배합사료들에서 비타민 C 수준과 유효율(생물학적이용성)을 추적할 필요가 있다. 특히 길항작용의 존재 가능성과 소비자들이 염려할 가능성이 있는 성장촉진제들은 생산조직에서 배제되고 있기 때문이다.
비타민 C 기능은 다른 대사물들과의 협동작용이다
비타민 C는 아스코르브산(ascorbic acid)이라는 중요한 내생 및 외인성 항산화 영양소이다. 체내에서 가장 강력한 항산화방어계들 중의 하나인 비타민 C는 세포내외에서 생성되는 반응성산화기(基)들(reactive oxidative radicals :RORs)을 중화한다. 반응성산화기들(RORs)은 체내 대사과정에서 효소작용들 및 식세포(균) 작용들에 의하여 대사적 부산물들로서 생성된다. 그러나, RORs는 체내유전체들, 단백질들과 지질들을 산화시켜 정상기능을 저해하는 독성작용이 없도록 조정 또는 배제되어야 만 한다.
<그림1> 비타민 C(L-아스코르브산 : L-Ascorbic acid)의 한 형태
비타민 C는 전자들을 공여하거나 받을 수 있는 하나의 다목적 산화환원제(redox agent)이다. 따라서 비타민 C는 항산화방어에 매우 적합한 물질이다. 실제로 비타민 C는 병원균제거 중에 생성되는 반응성산화기들의 방어메커니즘으로서 식세포들과 여러 면역세포에 높은 농도로 운반된다. 그러나 비타민 C 단독으로 작용하는 것이 아니다. 비타민 C는 다른 대사물들 비타민 E, 베타카로틴(ß-carotene) 그리고 금속펩티드들인 글루타티온(glutathione) 및 촉매효소(catalase)들과 협력하여 항산화작용을 한다. 그러나 비타민 C는 반응성산소기들로부터 지질세포막들의 재생에 작용하는 항산화제로서 세포(細布) 외(外)액(液)에서 가장 중요하다.
비타민 C의 다른 작용들은 바이러스들을 싸워서 제거하기 위한 항체들(면역반응성)과 인터페론들 (interferons) 생산을 유도하는 것이다. 이들 다목적 이유들 때문에 질병과 스트레스 진행 중에는 체내 비타민 C생성작용이 가금의 대사요구와 일치시키는 것이 불가능하다. 콜라겐(collagen), 피부, 장벽(gut walls), 혈관 같은 결합조직들 그리고 뼈들과 연골들(cartilages)의 생합성에도 비타민 C를 요구한다. 비타민 C초과량 급여는 뼈와 난각 미네랄생합성 그리고 철분 흡수를 상승시키므로, 이 비타민은 장 건강과 영양소의 효과적 이용을 촉진한다고 결론을 내릴 수 있다.
항-스트레스/건강위협 방어반응의 왕성한 발달
가금 생산성에서 가장 중요한 것은 건강이다. 불행하게도 높은 생산성 가금들의 유전적선발은 면역/건강 강건성이 부족한 가금을 만드는 결과를 초래하여왔다. 실제 판매용 가금사육에서는 어느 정도의 스트레스와 질병들은 피할 수 없는 것이 현실 문제들이다. 비타민 C는 건강과 영양 생리를 조정하는 작용이 있으므로, 약제저수준 적용 생산체계들에서 비타민 C 급여로 이익을 얻을 수 있다.
독소들과 오염원들 작용억제로 사료안전성 유지 이점
비타민 C는 사료 중 독소들을 중화하여 사료-식품 안전성을 증진한다. 독소들과 오염물질들(살충제들, 중금속들, 곰팡이 독소들 및 내독소들)은 대부분의 이환율(罹患率)들과 폐사율(斃死率)들을 증가시키는 근본원인으로서 어디든지 존재하는 관심사항들이다. 내독소를 주입한 쥐에 복강(腹腔)내 비타민 C주입 또는 비타민 C+비타민 A 주입은 주 항산화계를 회복하고 신장 손상을 예방하였다.
산란계에서 바나듐(V)10ppm 오염은 난질을 악화시키나 사료중 비타민 C 100~5000ppm첨가는 난백(卵白)품질을 보호하였다. 난백(卵白)품질 보호는 천이금속 바나듐과 비타민 C의 킬레이트반응으로 바나듐독성에 대한 치료적 효과 발생을 의미한다. 또한 산란계에서 비타민 C 300ppm는 오크라톡신A(Ochratoxin A) 독소증을 완화하였다. 푸사륨(Fusarium)속 곰팡이 생성 T2독소 또는 오크라톡신A중독 수탉에서 사료중 비타민 C의 이점을 관찰하지 못하였다. 이것은 비타민 C가 다른 항산화제들인 비타민 E나 글루타티온과의 합동작용이 필요한 환경 때문일 수도 있다. 실제로 비타민 C는 산화(酸化)된 비타민 E(tocopheryl 반응기)를 생물학적 활성형인 환원형으로 되돌려 재생함으로써 비타민 E를 절약한다. 또한 비타민 C는 글루타티온을 방어할 것이다.
백신접종과 약품첨가 효능 강화
사료중 비타민 C는 면역반응 손상환경에서 첨가된 약품의 효과성을 증진시킨다. 이러한 효능은 관리스트레스원(源)들이 존재시에 가장 중요하다. 관리스트레스원(源)들은 약품/백신접종의 적정효능발휘를 지원하는 면역기관 기능을 전형적으로 약화시키기 때문이다. 사료중 비타민 C 1,000ppm는 전염성F낭병(infectious bursal disease)접종 백신효능에 유익성이 증명되었다.
사료중 비타민 C 500ppm은 전염성기관지염(infectious bronchitis)백신접종 닭에서 항체생산을 촉진한다고 보고 되었다. 한편 사료중 비타민 C 330~440ppm은 전염성기관지염과 대장균 공격에 대한 치료적 효능이 증명 되어 있다. 이러한 비타민 C의 모든 이점은 비타민 C의 임파조직들 증식과 기능 통합에 미치는 화학주성(化學走性:chemotactic)영향 및 항산화 방어와 관련이 있다.
서열스트레스와 고체온증 완화 효능
고체온증(高體溫症:hyperthermia)에 대한 비타민 C효능은 널리 지지(支持)받고 있다. 작용양식은 비타민 C가 부신피질홀몬 글루코코르티코이드들(glucocorticoids)의 작용을 차단하는 것이다. 이러한 비타민 C의 유익성은 스트레스 결과로 생산된 글루코코르티코이드가 분해작용을 상승시키므로 쉽게 이해된다. 서열 (暑熱)스트레스는 열대와 준열대 지역들에서 현저하게 유해한 문제로서, 이 지역은 장래 가금산업 발전이 예상되는 지역이다. 이 지역들에서는 광범한 숫자의 닭들이 정상적으로 열에 노출된다. 따라서 사료 중 적정수준의 비타민 첨가로 서열스트레스 손실을 보상할 필요가 있다.
생산현장 환경에서 생산형질 개선반응
열대환경들노출 브로일러들에서 사료중 비타민 C농도에 따른 생산성 변화(Fusion실험실 Fusion Biosystems 내부데이터)를 재점검하였다(Ogunwole 등, 2013). 사료 중 비타민 C 권장량 조언(추천)을 목적으로 비타민 C(코팅한 L-아스코르브산) 섭취량 증가에 대한 증체량, 사료요구율, 복부지방(abdominal fat:AFA), 가슴육수율(breast meat yield:BMY) 및 육색(meat colour score:MCS) 반응정도가 조사 되었다.
조사결과로써, 우선 비타민 C 섭취량을 제한받으면 증체, 복강지방, 가슴육수율 및 육색점수 반응들도 제한된다는 것이 관찰되었다. 말하자면 브로일러들은 실제사육환경들에서 비타민 C 적정공급을 받지 않으면 가금들이 가진 잠재력을 실현하는 기회를 가지지 못한다는 것을 의미한다.
다음으로 비타민 C의 사료중농도 또는 섭취량증가에 대하여 조사된 생산성형질들의 효능체감(일정 안정점을 지나면 감소한다)반응이 검출 되었다(도표 1, 2, 3, 4). 증체량, 복부지방량, 육색점수 및 가슴육 수율 평가항목은 비타민 C의 사료중농도 또는 섭취량 증가에 따른 포화값(일정 안정점)이 존재하였다.
<도표1> 사료중 비타민 C 농도들의 변화가 브로일러의 증체에 대한 반응
(주)Body weight gain, kg (0-56d):증체중, kg(0-56 일령), weight gain optimum at 300 ppm: 300ppm에서적정 증체, dietary vitamin C dosage, ppm: 사료중 비타민 C 용량, ppm.
<도표2> 여러농도의 비타민 C함유사료를 급여한 브로일러의 사료요구율
(주)Feed conversion, 0-56d:사료요구율, 0-56일령, fcr yet to plateau: 안정기 사료요구율(사료/증체) 미 도달, dietary vitamin C dosage, ppm: 사료중 비타민 C 용량,ppm.
<도표3> 브로일러 56일령 복부지방 축적량은 사료중 비타민 C 용량에 따라 달랐다.
(주)Feed conversion, 0-56d:사료요구율, 0-56일령, fcr yet to plateau: 안정기 사료요구율(사료/증체) 미 도달, dietary vitamin C dosage, ppm: 사료중 비타민 C 용량,ppm.
<도표4> 사료중 비타민 C 용량에 따라 브로일러 56일령 육색점수가 달랐다.
(주)Carcass colour score:도체육색점수, hedonic scale:기호척도, ≥150 ppm improved carcass colour:150ppm과 같거나 그 이상 용량에서 육색개선, Dietary vitamin C intake(mg/0-56d): 사료중 비타민 C섭취량 (mg/0-56일령).
예외적으로 사료요구율은 포화점 없이 비타민 C 농도 증가에 따라 낮아졌다. 마지막으로 앞서 설명한 평가항목들의 묶음에 대하여 적정 비타민 C 함량을 추적하기 위하여 데이터들이 수학적 모델들에 적용되었다. (도표 1, 2,3, 4).
비타민 C 적정량공급-육질저하 해결책 비타민 C
수학적 모델을 적용하여 계산한 결과는 증체와 가슴육수율을 최고화 할수있는 사료중 비타민 C 수준들로 각각 300ppm과 301ppm이 제안 되었다(도표1). 비타민 C 섭취량 729mg은 사료 중 농도 150ppm이 되며 이것이 적정 육색점수에 대하여 비슷한 모델이 만들어졌다(도표4). 용량범위 0~450 ppm내에서 사료요구율 적정화가 불가능한 것은 비타민 C의 대사적 변환율이 낮다는 것을 나타낸다(도표2). 체중축적을 위한 섭취 비타민 C 이용의 한계효능은 낮고 첨가량에 대하여 일정비율로 감소되었다는 분석으로부터 비타민 C의 대사적 변환율이 낮다는 사고방식은 타당 해 보인다.
특히 비타민 C 첨가량에 대한 복강지방 축적량 반응은 새로운 발견이었다. 복강지방 축적량은 비타민 C 첨가량사이에 반비례관계를 나타내었다. 이것은 장쇄지방산의 베타산화에 중요한 카르니틴(carnitine) 대사에 비타민 C가 관여하는 것에 기인 한다. 비타민 C는 카르니틴 합성에 관여하고 카르니틴은 미토콘드리아내장쇄지방산의 수송에 관여한다.
특히 복강지방의 지방과다증을 개선하기 위하여, 옥수수-대두박 사료들은 적어도 140ppm의 비타민 C를 첨가할 필요(그림 4)가 있다고 계산되었다. 연구는 열대지방에서 실시 되었지만 전세계의 백색육품질과 관련이 있다. 실제로 지방과다증은 넓게 육가공업자들과 소비자들의 문제로 남아있다.
비타민 C는 이러한 위협적 지방과다문제 해결책의 한 부분인 것 같아 보인다. 불행히도 세계 사료분야에 프레믹스의 비타민 C 함량이 낮거나 제로가 만연한다. 이 과제에 더 많은 연구가 필요하다.
비타민 C 급여는 스트레스방어 사전(事前)대책
결론으로 비타민 C는 스트레스/질병들, 사료안전성 그리고 가금생산성에 대처하는 사전대책을 강구하는 사료적 방법(도구)이다. 따라서 사료제조업자들과 통합사육업자들은 스트레스 진행중의 사료배합설계시에 비타민 C를 무시하고 대신 수분적용을 선택하면 잘못을 저지르는 것이다. 비타민 C는 가장 불안정한 비타민이므로 생산목표들 뿐만 아니라 첨가물들의 화학적 역가로서 사료와 프레믹스들중 비타민 C 비교적농도를 추적해 갈 필요가있다. 이러한 필요성들은 사료-식품 고리에서 항생제들과 다른 트집 잡힐만한 자극제들을 서서히 줄여가는 과정에서 특히 중요하다.