Effect of Dietary Additives on Growth, Feed Utilization, and Body Composition of Juvenile Rockfish Sebastes schlegeli

배합사료내 사료첨가제가 조피볼락(Sebastes schlegeli) 치어의 성장, 사료 이용성 및 체조성에 미치는 영향

Abstract

The effects of dietary supplementing natural additives [yacon (YC), ginger (GG), and blueberry (BB)] on growth, feed utilization, and body composition of juvenile rockfish were compared to those of ethoxyquin (EQ), which is commonly used to prevent rancidity of fish feed. A total of 480 fish were distributed randomly into 12 50-L flow-through tanks (40 fish/tank). Four experimental diets were prepared: the control diet (Con) with 0.01% EQ, and the YC, GG and BB diets containing 1% YC, GG, and BB instead of wheat flour. Each diet was assigned randomly to triplicate tanks of fish, which were hand fed to satiation twice daily for 8 weeks. Weight gain of fish fed the YC diet was higher than that of fish fed all other diets. Feed efficiency (FE), protein efficiency ratio (PER), and protein retention (PR) in fish fed the YC diet were higher than those in fish fed the other diets. Whole-body chemical composition of the fish was affected by the additive sources. In conclusion, dietary supplementation with GG effectively improved weight gain and feed utilization (FE, PER, and PR) of juvenile rockfish.

서 론

국내 어류양식 산업은 해양 환경의 급변화와 빈번하게 발생하는 질병 발생 등으로 인한 대량폐사 때문에 양식 어민들의 경제적 손실은 아주 심각한 실정이며, 이러한 대량폐사를 감소시키기 위한 목적의 양어용 사료첨가제 개발은 지속적으로 많은 연구자들의 관심 대상이 되고 있다(Ji et al., 2007b; Gabor et al., 2010; Bulfon et al., 2015).

그러나 양식중인 어류의 대량폐사를 감소시키기 위한 목적의 사료내 합성항산화제나 합성항생제의 사용은 이들 물질의 어체내 잔류, 환경오염 및 식품으로서의 안전성 위협 등의 문제를 야기시킬 수 있기 때문에 유럽의 몇몇 나라에서는 이들의 사용을 전면 금지하고 있으며(Tang et al., 2001), 우리나라에서도 사료회사에서 양어용 배합사료를 생산할 때에는 합성항생제(동물용 의약품)를 사용하지 못하도록 법규로 규정하고 있는 실정이다. 따라서 어류의 양식생산양 증대를 위해서는 이들 합성항산화제나 합성항생제를 대체할 수 있는 새로운 천연 소재의 식품으로서도 안전한 사료첨가제의 개발이 지속적으로 이루어져야 한다. 특히　양어용 배합사료내　항생제 대체원으로서 약용 식물의 적용에 최근 전세계적으로 많은 연구자들의 관심이 모아지고 있다(Jeney et al., 2009; Gabor et al., 2010; Chakraborty and Hancz, 2011; Harikrishnan et al., 2011).　

해산어류용 배합사료내 면역성(내병성) 향상의 목적으로 개발한 천연 소재의 사료첨가제[인도산 약용 식물(Ocimum sanctum와 Withania somnifera의 메탄 추출 농축액), 약용 식물(Massa medicate, Crataegi fructus, Artemisia capillaries 와 Cnidium officinale) 또는 이들 4종류의 혼합물, 인도산 약용 식물[Cynodon dactylon, Piper longum, Phyllanthus niruri, Tridax procumbens와 생강(Zingiber officinalis)] 혼합 추출물, neem (Azadirachta indica), 페퍼민트(Mentha piperita)]의 사용시 양식대상 어종의 성장과 사료 이용성 개선 효과뿐만 아니라 면역성이나 질병 내병성 향상 효과가 뚜렷이 나타난다고 보고된 바 있다(Sivaram et al., 2004; Ji et al., 2007a; Punitha et al., 2008; Talpur and Ikhwanuddin, 2013; Talpur et al., 2013; Talpur, 2014).

야콘[Yacon (YC), Polymnia sonchifolia]은 항산화(Kim et al., 2010; Park et al., 2012) 기능이 있는 것으로 알려져 있다. 그리고 생강[Ginger (GG), Zingiber officinale]은 항생제 대체(Sebiomo et al., 2011), 항균제(Ekwenye and Elegalam, 2005) 및 항산화(Balestra et al., 2011) 기능이 있는 것으로 알려져 있을 뿐만 아니라 배합사료내 생강 첨가시 무지개송어(Oncorhynchus mykiss)와 농어(Lates calcarifer)의 성장과 사료 이용성 개선 효과가 보고된 바 있다(Nya and Austin, 2009; Talpur et al., 2013). 또한 블루베리[Blueberry (BB), Vaccinium ashei]는 항산화(Papandreou et al., 2009; Vizzotto et al., 2013; Deng et al., 2014) 기능이 있는 것으로 알려져 있기 때문에 이들 원료는 양어용 배합사료내 사료첨가제로서 개발 가능성이 높다.

조피볼락(Sebastes schlegeli)은 과거 수십년 동안 넙치(Paralichthys olivaceus)와 더불어 우리나라 해산어류양식을 대표하는 주요 양식 대상어종이다(KOSIS, 2016). 따라서 본 연구에서는 양어용 배합사료내 자주 사용되고 있는 항산화제인 ethoxyquin (Thorisson et al., 1992; Drewhurst, 1998)과 비교하여 천연 소재의 야콘, 생강과 블루베리를 조피볼락용 배합사료내 첨가시 어체의 성장, 사료 이용성 및 체조성에 미치는 영향을 조사하였다.

 

재료 및 방법

실험어 및 사육 조건

실험에서 사용된 조피볼락 치어는 개인양어장에서 구입하여 사육실험 환경에 2주간 적응시켰으며, 적응기간 동안에는 1일 2회 충분한 양의 배합사료(상품사료: 단백질 52%, 지질 12%)를 어체중의 3%가량 공급하여 주었다. 조피볼락 치어[시작시 마리당 평균 무게(Mean±SE: 4.3±0.00 g)] 40마리씩을 12개의 50 L 사각형 유수식 플라스틱 수조(수량: 45 L)에 각각 수용하였다. 각 수조당 환수량은 1.41 L/min이었으며, 각각의 수조에는 충분한 aeration을 시켜주었다.

실험사료의 준비

조피볼락용 실험사료의 사료조성표는 Table 1과 같다. 어분과 발효대두박을 실험용 사료내 단백질원으로 공급하였으며, 소맥분을 탄수화물원으로 공급하였다. 그리고 오징어 간유와 대두유를 실험용 사료내 지질원으로 공급하였다. 0.01% 소맥분 대신에 합성항산화제인 ethoxyquin (천하제일사료, 한국)을 0.01% 첨가한 실험구를 대조구(Con) 사료로 이용하였으며, 1% 소맥분 대신에 시판중인 사료첨가제 YC, GG, BB (토종마을, 서울, 한국)를 각각 1%씩 첨가하여 실험사료로 제조하여 사용하였다. 실험사료 원료는 잘 혼합한 후 물과 3:1의 비율로 섞어서 실험실용 펠렛제조기를 이용하여 실험사료로 제조하였다. 제조한 실험사료는 그늘에서 건조시킨 후 −20℃ 냉동고에 보관하면서 필요시 마다 소량씩 사용하였다. 모든 실험어는 1주일에 7일간 1일 2회(09:00, 17:00)씩 매일 손으로 만복시까지 사료를 공급하여 주었다. 각 실험사료는 3반복구를 두었다.

일반성분 분석

실험사료와 실험어의 일반성분 분석을 위하여8주간의 사육실험 종료시 각 수조당 생존한 조피볼락 5마리씩을 무작위로 샘플하여 일반성분 분석에 이용하였으며, 수분, 조단백질, 조지방과 회분을 AOAC 표준방법(1990)에 따라 분석하였다.

통계 분석

One-way ANOVA와 Duncan’s multiple range test (Duncan, 1955)로서 SAS version 9.3 (SAS Institute, Cary, NC, USA)을 이용하여 각 실험구간의 유의성을 검정하였다.

 

결과 및 고찰

8주간의 실험종료시 조피볼락의 최종무게(P< 0.005)와 어체중 증가 (P< 0.001)는 야콘(YC)을 공급한 실험구에서 다른 실험사료를 공급한 실험구에 비하여 유의적으로 높게 나타났다(Table 1). 그러나 조피볼락의 생존율은 99-100%의 범위로서 사료첨가제에 따른 유의적인 차이가 없었다(P>0.05). 그러나 무지개송어와 농어의 배합사료내 생강(GG)을 0.1-1% 첨가시 무첨가구에 비하여 첨가 함량에 비례적으로 어류의 어체중 증가가 보고된 바 있으나(Nya and Austin, 2009; Talpur et al., 2013), 일부 연구에서는 사료첨가제 공급에 따른 어류의 생존율이나 성장에 영향이 없는 것으로 나타났다(Choi et al., 2004; Kim et al., 2005; Cho and Lee, 2012; Cho et al., 2013). 이러한 차이는 어종이나 사료첨가제의 종류나 실험에 이용된 사료첨가제의 상태[본 연구에서는 상품화된 생강을 사용하였으나 위의 연구(Nya and Austin, 2009; Talpur et al., 2013)에서는 시장에서 구입한 생강을 직접 사료첨가제로 사용하였음] 또는 사육실험 조건 등에 따라서 다르게 나타나는 것으로 생각된다.

Table 1.1Ethoxyquin was supplied from Chunhajeil feed Co Ltd. (Daedeok-gu, Daejeon, Korea). 2Vitamin and 2Mineral premixes were same as Jeon et al. (2014)’s study. 3YC (yacon), 3GG (ginger) and 3BB (blueberry) were purchased from Tojongherb Co Ltd. (Dongdaemun-gu, Seoul, Korea).

Ethoxyquin은 양어용 배합사료내 산화를 억제하는 사료첨가제로서 많이 사용되고 있으며(Weil et al., 1968; Thorisson et al., 1992; Drewhurst, 1998), 농어(Lateolabrax japonicus) 치어(시작시 무게: 8 g)에 있어서 최적 성장을 위한 ethoxyquin 요구량은 13.78 mg/kg diet인 것으로 최근 보고된 바 있다(Wang et al., 2015).

8주간의 사육실험 종료시 조피볼락의 마리당 사료섭취량(g/fish)은 블루베리(BB)를 공급한 실험구에서 다른 사료를 공급한 실험구보다 유의적으로 높게 나타났다(P< 0.04) (Table 3). 그러나 사료효율과 단백질전환효율은 YC를 공급한 실험구에서 다른 모든 실험구보다 유의적으로 높게 나타났으나(각 P<0.0004과 P< 0.0003), Con, GG와 BB를 공급한 실험구간에는 유의적인 차이가 없었다. 또한 단백질축적율도 YC을 공급한 실험구에서 다른 모든 실험구보다 유의적으로 높게 나타났으며 (P< 0.0001), GG를 공급한 실험구에서 Con나 또는 BB를 공급한 실험구보다 유의적으로 높았다(P< 0.05).

Table 2.Values (means of triplicate±SE) in the same column sharing a common superscript are not significantly different (P>0.05). 1YC (yacon), 1GG (ginger) and 1BB (blueberry) were purchased from Tojongherb Co Ltd. (Dongdaemun-gu, Seoul, Korea).

Table 3.Values (means of triplicate±SE) in the same column sharing a common superscript are not significantly different (P>0.05). 1Feed efficiency (FE) = Weight gain of fish/feed consumed. 2Protein efficiency ratio (PER) = Weight gain of fish/protein consumed. 3Protein retention (PR) = Protein gain×100/protein consumed. 4YC (yacon), 4GG (ginger) and 4BB (blueberry) were purchased from Tojongherb Co Ltd. (Dongdaemun-gu, Seoul, Korea).

본 연구와는 달리 무지개송어와 농어의 배합사료내 GG 첨가시 함량에 비례적으로 사료효율이나 또는 단백질전환효율이 개선되는 경향을 보였다(Nya and Austin, 2009; Talpur et al., 2013). 조피볼락의 육성어(grower)에서 배합사료내 생약제 혼합물 첨가시와 넙치 치어용 부상용 배합사료내 김(Porphyra tenera) 분말 첨가시 어체의 성장 개선 효과는 관찰되지 않았으나, 사료효율과 단백질전환효율의 개선 효과가 관찰되었다 (Seo et al., 2009a, 2009b). 또한 조피볼락에 있어서 Chlorella 분말 첨가시 성장과 사료효율 개선 효과가 관찰 되었으며, 조피볼락 유어용 배합사료내 0.5% Chlorella 첨가를 적정 함량으로 보고하였다(Bai et al., 2001).

몇몇 해산어류에 있어서 다양한 천연 소재의 사료첨가제가 어류의 성장이나 사료효율 또는 면역성 향상이나 질병에 대한 내성 개선 효과가 보고된 바 있다. Sivaram et al. (2004)는 그루퍼(Epinephelus tauvina) 유어용 배합사료내 인도산 herb (O. sanctum, W. somnifera, Myristica fragrans) 종류를 달리하여 메탄으로 추출한 농축액을 농도별(0, 100, 200, 400과 800 mg/kg diet)로 첨가하여 12주간 공급시 사료내 O. sanctum와 W. somnifera의 100 mg/kg diet과 200 mg/kg diet 첨가시 어체의 성장과 사료효율 개선 효과뿐만 아니라 Vibrio harveryi의 인위적인 감염에 대한 질병 저항성이 개선된다고 보고하였다. 또한 동일한 어종의 그루퍼에서 5종류의 식물성 약재를 혼합한 추출물을 농도별(0, 100, 200, 400과 800 mg/kg diet)로 60일간 배합사료에 혼합하여 공급시 무첨가구에 비하여 모든 추출물 첨가구에서 어체의 일일성장율, 면역성과 V. harveryi의 감염에 대한 질병 저항성이 개선된다고 보고하였다(Punitha et al., 2008). 참돔(Pagrus major) 유어용 배합사료에 약용식물인 Massa medicate, Crataegi fructus, Artemisia capillaries, Cnidium officinale 또는 이들 4종류의 혼합물을 사료에 0.5% 첨가하여 12주간 공급시 참돔의 성장과 사료효율 개선 효과뿐만 아니라 어체의 면역성과 V. anguillarum의 감염에 따른 폐사율 감소 효과를 나타내었다(Ji et al., 2007a). 그리고 넙치 유어에 있어서 배합사료내 약용식물인 Massa medicate fermentata, Crataegi fructus, Artemisia capillaries, Cnidium officinale을 2:2:1:1의 비율로 혼합하여 사료내 0% (무첨가구), 0.1%, 0.3%, 0.5%와 1.0%의 비율로 첨가하여 8주간 공급시 0.3%, 0.5%와 1.0% 혼합물 첨가시 무첨가구나 0.1% 혼합물 첨가구보다 어체의 성장과 사료효율이 개선되었을 뿐만 아니라 공기중 노출 스트레스나 마취에 대한 어류의 회복율이 개선되는 것으로 나타났다(Ji et al., 2007b).

8주간의 사육실험 종료시 조피볼락 전어체의 수분 함량은 GG를 공급한 실험구에서 다른 모든 실험구보다 유의적으로 높게 나타났으며(P< 0.0008), YC를 공급한 실험구에서 Con이나 또는 BB를 공급한 실험구보다 높게 나타났다(P< 0.05) (Table 4). 전어체의 조단백질과 조지질 함량은 YC과 GG를 공급한 실험구에서 Con이나 또는 BB를 공급한 실험구보다 유의적으로 높게 나타났다(각각 P< 0.0001과 P< 0.0002). 전어체의 조회분 함량은 Con 실험구에서 YC이나 GG를 공급한 실험구보다 유의적으로 높게 나타났으나(P< 0.003), BB를 공급한 실험구와 유의적인 차이는 없었다(P>0.05). 본 결과와 유사하게 사료내 Chlorella 분말 첨가에 따른 조피볼락 체성분의 차이를 보였다(Bai et al., 2001). 그러나 조피볼락용 배합사료내 생약제 첨가에 따라 등근육, 간, 내장 및 전어체의 일반성분에는 유의적인 차이가 나타나지 않았다(Seo et al., 2009a). 또한 배합사료내 약용 식물을 혼합하여 공급시 넙치 전어체의 일반성분은 약용 식물의 함량에 따른 영향을 받지 않았으나, 0.3%, 0.5%와 1.0%의 혼합물을 공급한 실험구에서 전어체의 고도불포화지방산과 DHA (docosahexaenoic acid; 22:6n-3)의 함량이 무첨가구보다 높아지는 것으로 나타났다(Ji et al., 2007b). 따라서 사료첨가제의 효능이나 기능은 대상 어종이나 사료첨가제의 종류나 형태, 사육 환경, 어류의 건강 상태나 또는 사료공급양 등에 따라서 다르게 나타나는 것으로 생각된다.

Table 4.Values (means of triplicate±SE) in the same column sharing a common superscript are not significantly different (P>0.05). 1YC (yacon), 1GG (ginger) and 1BB (blueberry) were purchased from Tojongherb Co Ltd. (Dongdaemun-gu, Seoul, Korea).

조피볼락 치어용 배합사료내 YC의 첨가는 어체의 성장 개선과 사료 이용성 개선 효과가 나타났으나, 어체의 면역성이나 질병 감염에 대한 내성 평가 등에 대한 연구가 더 필요한 것으로 생각된다. 또한 이들 사료첨가제가 함유된 사료를 공급받은 어류 체내에서 사료첨가제로 이용된 유용성분들의 체내 축적 여부 등에 대한 조사도 필요할 것으로 생각된다.

이상의 결과를 고려할 때 조피볼락 치어에 있어서 배합사료내 야콘(YC) 첨가는 어체중 증가뿐만 아니라 사료의 이용성 개선 효과가 나타나서 조피볼락의 양식 생산성을 향상시킬 수 있을 것으로 판단된다. 또한 사료첨가제 공급에 따른 어류의 면역성이나 질병 감염에 대한 내병성 효과에 대한 연구가 더 필요할 것으로 생각된다.