광물질(minerals)이란 일명 무기질이라고도 하는데 원자량 16이하인 수소(H), 탄소(C), 질소(N), 산소(O)를 제외한 나머지 원소들을 말한다. 지금까지 공부해온 영양소 즉 탄수화물, 지방, 단백질 및 비타민들은 유기화합물에 속하는 영양소들인데 비해서 광물질은 그것이 유기화합물의 일부 구성요소일 수도 있고 또는 무기화합물로 존재할 수도 있고 때로는 독립된 원소상태로 존재할 수도 있는데 우리가 영양소로서의 광물질을 언급할 때에는 화합물을 말하는 것이 아니고 그 화합물을 구성하고 있는 원소 그 자체를 의미한다. 중요한 영양소의 하나인 물($H{_2}O$)은 즉, 수소(H)와 산소(O)는 광물질로 분류되지 않는다. 한편 탄산칼슘(Ca$CO{_3}$)과 같은 화합물은 무기화합물로서 칼슘(Ca). 탄소(C) 및 산소(O)의 3가지 원소로 구성되어 있다. 동물체내에서 발견되는 광물질에는 30여 종류가 있는데 이들의 총 함량은 2$\~$5$\%$ 정도이다.
지방은 물에는 녹지 않고 유기용매(에텔, 클로르포름, 벤젠 등)에 녹으며 다른 영양소에 비하여 탄소(C)와 수소(H)의 구성비가 높다. 따라서 모든 영양소 중에서 에너지의 함량이 가장 높아서 (탄수화물의 2.25배)동물체네 에너지 저장 수단이 된다. 지방으로 분류되는 물질 중에서 가장 중요한 것이 중성 지방(中性 脂肪, neutral fat 또는 triglyceride)이며 이밖에 wax, 인지질, 당지질, 지방 단백 및 각종 스테로이드 화합물 등이 지방에 포함된다.
가축의 건강을 유지시키면서 고기, 젖, 알 등의 생산능력을 최대한으로 발휘시키려면 그들이 공급받는 사료 속에 가축이 필요로 하는 영양소가 부족하지 않아야 한다. 단미사료에는 완전한 영양균형이 되어 있는 것이 없기 때문에 이것만으로는 필요로 하는 모든 영양소를 공급시킬 수 없으므로 사양표준에 의하여 가축이 요구하는 영양소를 몇 종류의 사료로 배합하여 급여해야 한다. 그렇게 하기 위해서는 먼저, 여러 가지 원료사료의 영양소함량을 알아야하며, 각종 단미사료의 특징, 즉 기호성, 부피, 유독성 물질의 함유 여부, 배합공정상의 입자도 등을 고려하여 사료를 잘 배합하여야 한다. 이때 어떤 원료 사료를 얼마만큼씩 배합할 것인가를 결정하는 계산과정을 사료배합(feed formulation)이라하며 계산에 의하여 나온 결과를 사료배합비(feed formula)라고 한다. 최첨단의 사육 및 사료배합기술에 의해 현대의 축산업은 그 어느 때보다 완벽한 사료를 사용하며 생산량을 증대해 왔다. 그래서 본 글에서는 오늘날의 사료가 있도록 한 배합비의 탄생과정에 대해 간단히 설명하고자 한다.
본 시험은 기능성물질을 함유하고 있는 쑥, 두충 및 어성초를 혼합한 후 배합사료에 0.0, 0.5, 1.0 및 2.0%씩 첨가하여 이유자돈에 급여한 후 증체량, 사료섭취량, 사료효율, 영양소 이용율, 분변의 미생물 총, 가스 발생량, 혈액성상 및 설사빈도를 조사분석하여 이유자돈의 생산성에 미치는 효과를 구명하고자 실시하였다. 일당 사료섭취량은 1.0%와 2.0% 첨가구가 대조구에 비하여 증가하였다(p<0.05). 조단백질과 조지방 소화율은 1%구가 대조구에 비하여 증가하였으며(p<0.05), NFE 소화율은 1.0%와 2.0%구가 대조구에 비하여 증가하였다(p< 0.05). 분변내 미생물균총 중 Total bacillus는 1.0%와 2%구가 대조구와 0.5%구에 비하여 증가하였으며, Lactobacillus sp.의 경우에는 1.0%구가 대조구와 0.5% 첨가구에 비하여 증가하였다. 혈 중 glucose 함량은 0.5%와 1.0%구가 대조구에 비하여 증가하였다(p<0.05). Total protein 함량은 모든 첨가구에서 대조구에 비하여 증가하였으며(p<0.05), Albumin 함량은 1.0%와 2.0%구가 대조구에 비하여 증가하였다(p<0.05). Total cholesterol 함량은 2.0%구가 대조구와 0.5%구에 비해 감소하였으며(p<0.05), HDL 함량은 1%와 2%구가 대조구에 비하여 증가하였다(p<0.05). 포유자돈의 경우 설사빈도는 크게 감소하였으며(p<0.05), 특히 1.0%구에서는 설사발생이 전혀 없었다(p<0.05).이상의 시험결과를 종합하면, 쑥, 두충 및 어성초를 혼합하여 1.0% 첨가함으로서 일당증체량, 사료효율 및 영양소 이용율이 향상되고 설사 발생빈도가 감소되어 생산성을 증가시킬 수 있을 뿐만 아니라 HDL-cholesterol 함량이 증가되므로 항생제 대체 물질이 함유된 사료의 개발이 가능할 것으로 생각된다.
미네랄의 결핍을 최소화하기 위해 배합사료를 통해 미네랄을 보충시키고 있다. 그러나 여기에서 가장 큰 문제는 바로 미네랄의 흡수 이용률이다. 배합사료에 첨가하는 미네랄은 대부분 무기형태의 미네랄로 흡수 이용률이 동식물 체내에 존재하고 있는 천연 미네랄에 비해 많이 떨어진다. 그렇다고 이를 위해 다량의 미네랄을 첨가할 수도 없다. 왜냐하면 무기형태의 미네랄은 흡수 이용률이 낮아 대부분이 분뇨로 다시 배설이 되어 환경오염의 주범으로 작용하기 때문이다. 이를 위하여 개발된 즉 친환경 축산의 기본이 될 영양소가 킬레이트 미네랄이다.
간은 우리 몸에 필요한 단백질과 여러 가지 영양소를 만들고 저장하며 건강에 해로운 물질을 해독하는 일을 한다. 이러한 간에 이상이 생기면 간장질환이 발생하게 되며, 간장질환은 급격히 발생하는 A형 간염에서부터 6개월 이상 지속되는 만성간염, 지방간, 간경변, 간암까지 매우 다양하다. 이 중 대표적인 질환으로 지방간을 들 수 있다. 연말 각종 모임이나 회식, 송년회 등 잦은 술자리로 인한 문제는 과음으로 오는 지방간이다. 지방간은 과음으로 인한 알코올성 지방간과 비만, 당뇨, 고지혈증 등으로 인한 비알코올성 지방간이 있다.
동물영양에 있어 광물질은 동물체의 골격을 구성 할 뿐만 아니라 체액의 삼투압 및 산 엽기 평형상태 조절, 세포막의 투과성 조절, 신경 근육 간 자극전달매개, 각종 효소의 구성 및 활성촉진, 에너지 발생작용 조절 등 매우 중요한 역할을 하는 영양소이다. 체내 기능을 중심으로 한 전통적인 분류방법은 크게 필수 광물질, 준 필수 광물질, 비 필수 광물질 및 중독광물질로 구별하는데, 각각의 광물질은 연구결과에 의해 소속 군이 변화되거나 경계가 불분명해지기도 하나, 대부분 양적인 요구량 측면에서 다량 광물질(칼슘, 인, 나트륨, 염소, 마그네슘, 칼륨 및 황)과 미량광물질(구리, 철, 망간, 몰리브덴, 아연, 크롬, 불소, 셀레늄, 실리콘)로 나뉘어 진다. 최근 이러한 영양생리학적 요구수준과 결부된 분류 외에 약리학적 또는 특수 기능적 측면을 중심으로 일정 광물질에 대한 관심이 확대되고 있으며, 친환경농업과 관련되어 환경에 대한 부담을 최대한 경감시킬 수 있는 광물질 제재의 개발과 연구가 활발하게 진행되고 있는 실정이다.
본 연구는 중독의 재발예방(Relapse Prevention, RP) 모형을 적용하여 국내외 청년의 라이프스타일과 물질 중독 유병의 관계를 조사하였다. 자료는 온라인 설문(Depression and Anxiety Assessment Test)으로 수집된 단면 데이터를 사용하였으며, 미국과 한국 등 24개국에 거주하는 만 18~24세 청년 926명을 대상으로 하였다. 이 중 17.6%가 심각한 물질중독이 있다고 답했으며, 알코올 중독이 11.2%로 가장 많았고, 다음은 니코틴 중독 10.3%, 마약중독 8.7% 순이었다. 카이제곱 검정과 로지스틱 회귀분석 결과, 모든 라이프스타일 요인(규칙적인 운동, 미량영양소, 트립토판, 엽산 및 오메가-3 지방산이 함유된 음식 섭취량, 성경읽기, 기도와 같은 영적 활동)과 물질중독(마약, 알코올, 니코틴)의 관련성이 통계적으로 유의하였으며, 우울 역시 물질중독과 유의한 상관을 나타냈다. 특히 알코올 중독의 위험은 '성경을 안 읽는다'가 '성경을 읽는다'에 비해 9.870배(95% CI: 4.525-21.525)로 가장 높았고, 니코틴 중독과 마약중독의 위험은 하루 미량영양소 섭취량 '1회 미만'이 '5회 이상'에 비해 각각 9.060배(95% CI: 2.726-30.111), 8.642배(95% CI: 2.022-37.378)로 가장 높았다. 결론적으로, 전인적 라이프스타일 개입은 물질중독 예방과 감소에 도움이 될 수 있다는 것을 시사한다.
발효가 가능한 탄수화물을 이용하거나 효소 이용 및 사료가공 등에 관한 이해를 증진시키는 길은 닭의 분중 휘발성 유가물질의 감소를 가져올 수 있다. 전분질의 소화는 가루사료를 (밀과 보리) 알곡으로 대치하게 하였다. 그러나 근위의 pH로 볼 때 사료의 종류나 형태는 연속성이 떨어진다. 펠렛으로 만든 사료는 사료 요구율이 $0\siml2%$ 증진된다. 전분질의 소화는 xylase를 첨가하였을 때 대사 에너지(ME) 가는 35% 증진 효과가 잇는 것으로 보고되었다. 전분질의 이용과 전분질이 아닌 다당류(NSP)의 이용은 전분질을 포함한 알갱이 사료의 존재 즉 비 영양소 물질(ANF)의 포함 여부에 달려 있다. 사료 생산 기술의 증가는 $33^{\circ}C$에서 만들어지는 펠렛 사료에 이용될 수 있는 건조된 상태의 효소나 액체상태의 효소 생산 기법에 달려 있다. 수용성 NSP나 arabinoxylans 또는 beta-glucan 등은 부분적으로 효소 가격이 크기로 나누어지는 정도에 따라 달라진다. 적은 크기는 수분 흡수력이 감소되어야 하는데 만약 수분 흡수력이 지나치면 소화물에 수분이 너무 많아지게 되어 분에 수분 함량이 많아지며 사료 곡물 중에 비스코시티 현상이 생겨서 계란 껍질이 지저분해진다.
토지이용의 고도화에 따라 비점오염원 부하는 증가하는 추세이며 기후변화에 따른 강우강도 증가 등으로 지표면에 축적된 고농도의 비점오염물질이 하천으로 유출, 수질오염을 가중시키고 있어 비점오염원 관리가 필요하다. LID 기법은 자연적 기작(mechanisms)과 공정(process)을 이용하여 생태계의 물질순환(물순환 포함)과 에너지 흐름이 원활하도록 조성하는 기법으로, 불투수층면에서 발생되는 강우유출수를 관리 가능하다. LID 시설에는 전처리 시설을 두어 초기 고농도의 입자상 물질을 저감시키고, 강우유출수 저류공간을 통한 유출저감, 첨두유량 등을 저감시킨다. 이러한 전처리 시설에는 유기물질 및 영양소의 생물학적 제거를 위한 미생물 서식공간의 제공 등의 역할을 수행하기 위하여 다양한 여재를 적용하고 있다. 본 연구는 비점오염물질 유입이 LID 기법 전처리 시설 내 여재층의 물리·화학적 및 생물학적 환경을 평가하였다. 3개 시설 모두 100%의 불투수층에서 발생되는 강우유출수를 처리하는 LID 시설을 연구대상으로 선정하였으며, 각각의 전처리 시설에는 자갈, 우드칩, 쇄석 등이 적용되어 있다. 퇴적물의 경우 가장 상부에 존재하는 층으로 퇴적물의 오염물질 농도는 2~10.7배 이상 매우 높게 나타났다. 우드칩의 경우 다른 여재에 비해 높은 함수량과 유기물 함량을 보였으며 이는 우드칩의 수분을 보유하는 능력과 거친 표면공극에 오염물질이 부착되기 때문으로 나타났다. 또한, 같은 무기성 여재인 쇄석과 자갈의 경우 여재 크기의 차이를 보임에도 불구하고 미생물의 군집구성과 함수량의 차이를 보이는 것으로 평가되었다. 유기물의 함량이 낮은 강우유출수의 생물학적 처리능력을 향상시키기 위해서는 유기성 여재가 필요하며, 다공성 무기 멀칭재를 적용하고 하부의 토양은 적정 유기물을 배합하여 질산화 및 탈질화 유도가 가능하도록 설계가 필요한 것으로 분석되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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