육계에서 프로안토시아니딘 (Proanthocyanidin)의 사료 내 첨가 급여가 생산성, 혈액특성, 면역조절능 및 닭고기 품질에 미치는 영향

건조·분쇄된 포도씨를 아세톤:물:초산 (70.0:29.5:0.5, v/v/v) 혼합 용액에서 72시간 동안 침지하여 실온에서 추출하고, 감압증류를 통해 아세톤을 제거하였다. 아세톤이 제거된 추출액에 핵산을 처리한 후 하단의 물층만 회수하고, 이를 탈지강에 혼합·균질화하여 10 중량 %의 프로안토시아니딘을 함유한 사료첨가용 조성물을 제조·이용하였다.

1일령 육계 수평아리 (Ross 308) 240수를 공시하여 4처리, 6반복, 반복당 10수씩 배치하고, 6주간 사양실험을 실시하였다. 항생제 무첨가구 (NC)와 항생제 첨가구 (PC, avilamycin 10ppm)를 대조구로 하였으며, 기초사료에 10 중량 %의 프로안토시아니딘 함유 사료첨가용 조성물을 0.1% 또는 1.0% 첨가하여 프로안토시아니딘 10ppm 및 100ppm 시험구를 두었다.

기초시험사료는 NRC (1994) 및 한국가금사양표준 (2012)에 근거하여 초이 (0∼7일, 대사에너지 3,050kcal/kg, 조단백질 22%), 전기 (8∼21일, 대사에너지 3,100 kcal/kg, 조단백질 20%), 후기 (22∼42일, 대사에너지 3,150 kcal/kg, 조단백질 19%) 사료로 구분하였다. 기초사료 배합비 및 영양소 조성은 Table 1에 제시하였으며, 기초사료에 10 중량 %의 프로안토시아니딘 함유 사료첨가용 조성물을 첨가·배합하여 사료 중 프로안토시아니딘 농도가 10 ppm 또는 100 ppm이 되도록 하였다. 사양실험 전 기간 동안 육계 전용 철제케이지 (가로 75cm×세로 60cm×높이 55cm)에서 사육하였으며, 사료급이기 및 급수기 개수는 케이지별 동일하게 배치하였다. 사료와 물은 자유채식 및 자유음수시켰으며, 입추 후 3일은 24시간 종일점등을 실시하였고, 이후 시험종료시까지 23시간 점등을 실시하였다.

모든 자료들의 통계분석은 Statistical Analysis System (SAS release ver 9.1, 2002)의 General Linear Model procedure를 이용하여 분산분석을 실시하였고, 처리구간에 유의성은 Duncan's multiple range-test (Duncan, 1955)를 이용하여 오차범위 5% 수준에서 검정하였다.

포도씨 추출 프로안토시아니딘의 사료 내 첨가 급여가 육계 생산성에 미치는 영향은 Table 2에 제시하였다. 프로안토시아니딘 사료 내 첨가 급여시 종료체중 및 일당증체량은 항생제 무첨가구 (NC)에 비해 유의하게 증가하였으며, 100 ppm 첨가구의 종료체중은 2,405.6 g으로 항생제 첨가구 (PC) 2,417.9 g과 유사한 결과를 보였다 (p<0.05). 사료요구율 역시 항생제 무첨가구(NC)에 비해 유의적으로 개선되는 결과를 나타냈으나, 항생제 첨가구 (PC)에는 미치지 못하였다 (p<0.05).

포도가공부산물 분말 및 추출물 또는 프로안토시아니딘을 육계에 사료 내 첨가 급여한 연구가 일부 수행되어 육계 생산성에 긍정적인 영향을 미칠 수 있다고 보고하였다 (Hou et al., 2019; Yang et al., 2016). Yang 등 (2016)은 육계에 포도 유래 프로안토시아니딘을 7.5 ppm, 15.0 ppm 또는 30.0 ppm 수준으로 사료 내 첨가 급여한 시험을 통해 프로안토시아니딘 사료 내 첨가 급여시 위장관 발달 촉진 및 체내 항산화력 증진 등의 작용을 통해 육계 생산성을 개선하였다고 보고하였다. Hou 등 (2019) 역시 포도씨 추출 프로안토시아니딘 100 ppm, 200 ppm 및 400 ppm 첨가 급여한 육계사양시험을 실시한 결과, 프로안토시아니딘 400 ppm 첨가구에서 종료체중 및 가슴육 중량이 가장 높게 나타났다고 보고하였다. 또한 Rajput 등 (2017)은 아플라톡신 B₁ (Alfatoxins B₁)에 노출된 육계에게 포도씨 추출 프로안토시아니딘의 독성 완화 효과를 조사한 연구에서 포도씨 추출 프로안토시아니딘이 아플라톡신에 의한 독성을 효과적으로 완화하여 일당증체량 및 사료요구율이 유의적으로 개선시키셨다고 보고하였다. 이외에도 소나무 및 수수 등에서 추출한 프로안토시아니딘을 육계사료에 첨가 급여한 시험에서도 소화효소 분비 및 위장관 발달 촉진 등으로 육계 생산성이 개선되었다고 보고하였다 (Nyamambi et al., 2000; Park et al., 2010).

본 연구에서도 기존 선행연구들과 유사하게 포도씨 추출 프로안토시아니딘의 사료 내 첨가 급여가 체중, 증체량 및 사료요구율 등 육계생산성에 긍정적인 영향을 미치는 것을 확인할 수 있었다.

육계에 대한 포도씨 추출 프로안토시아니딘의 사료 내 첨가 급여에 따른 백혈구 조성 변화는 Table 3에 나타낸 바와 같다. White blood cell (WBC), heterophil, lymphocyte 및 heterophil/lymphocyte 모두 항생제 및 프로안토시아니딘 첨가구에서 감소하는 경향은 보였으나, 통계적으로 유의성은 인정되지 않았다.

육계를 대상으로 한 포도부산물 및 프로안토시아니딘에 의한 백혈구 조성 변화를 조사한 연구는 거의 수행된 바 없어 직접적인 비교는 어려우나, in vitro 및 실험동물을 대상으로 수행된 일부 시험에서 산화적 스트레스에 의한 백혈구 DNA 손상 예방 효과를 보고한 바 있다 (Huang et al., 2016; Yun et al., 2019). 또한 Abbas 등 (2017)과 Park 등 (2010)은 프로안토시아니딘 함유 소나무 수피 추출물을 육계에 첨가 급여한 시험에서 프로안토시아니딘 함유 소나무 추출물이 lymphocyte 등 면역세포의 활성과 증식을 유의적으로 증가시켰다고 보고하였다

본 연구 결과, 포도씨 추출 프로안토시아니딘의 첨가 급여에 따른 백혈구 조성의 유의적인 변화는 관찰되지 않았으나, 추후 스트레스 노출 및 면역 유도 상황에서는 다른 결과가 나타날 수 있을 것으로 사료된다.

포도씨 추출 프로안토시아니딘의 육계사료 내 첨가 급여가 혈액 생화학적 지표에 미치는 영향은 Table 4에 제시한 바와 같다. 프로안토시아니딘 첨가 급여시 혈액 내 간 및 신장 손상 지표인 AST와 ALT가 대조구에 비해 유의적으로 감소하였으며 (p<0.05), BUN, creatinine, total protein, albumin, globlulin 역시 다소 감소하는 경향은 보였으나 통계적 유의성은 인정되지 않았다.

프로안토시아니딘은 강력한 항산화 작용을 통해 체내 존재하는 유리기 (free radical)를 효율적으로 제거하여 염증 또는 병성 반응에 의한 간, 신장 등 주요 조직의 손상을 완화한다고 세포·조직 또는 실험동물을 이용한 다수의 연구에서 보고되고 있다 (Yun et al., 2020; Zhang et al., 2010). 또한 콕시듐원충 및 아플라톡신에 노출된 육계에 대한 프로안토시아니딘의 병·독성 완화 효과를 조사한 연구들에서 프로안토시아니딘의 첨가 급여시 AST, ALT 등 혈액 내 간·신장 손상 지표가 유의하게 감소하였다고 보고한 바 있다(Rajput et al., 2017; Wang et al., 2008).

본 연구 결과에서도 포도씨 추출 프로안토시아니딘의 강력한 항산화 작용에 의해 간, 신장 등 조직의 손상을 예방하여 육계 건강 유지에 긍정적인 영향을 미친 것으로 판단되었다.

육계 4주령에 뉴캣슬병 (ND, newcastle disease) 및 닭전염성기관지염 (IB, infectious bronchits) 백신을 추가 분무 접종하고, 기간 경과 (7일, 14일)에 따른 혈액 내 항체역가 변화를 조사한 결과는 Table 5에 제시한 바와 같다. ND 항체 역가는 포도씨 추출 프로안토시아니딘 첨가구에서 대조구에 비해 유의하게 증가하였으나 (p<0.05), IB 항체역가는 개체 간 편차가 커 수치적으로는 증가하는 경향은 보였으나, 통계적 유의성이 인정되지 않았다.

프로안토시아니딘의 사료 내 첨가 급여가 육계 항체역가에 미치는 영향을 조사한 연구는 없으나, 식물체 내 존재하는 페놀화합물 등 2차 대사산물의 면역조절기능은 여러 선행연구를 통해 입증된 바 있다 (Xue and Meng, 1996; Zhang et al., 2005). Abbas 등 (2017)은 콕시듐 원충에 감염된 육계에 대한 프로안토시아니딘의 면역조절능을 조사한 연구에서 프로안토시아니딘이 세포 매개성 면역반응은 물론 체액성 면역반응이 대조구에 비해 유의적으로 증가하였다고 보고하였으며, Park 등(2010) 역시 프로안토시아니딘 함유 소나무 수피 추출물 1.25~10.00 ppm 첨가 급여시 말초혈액단핵세포 (peripheral blood mononuclear cell), 비장세포 (splenocyte), 흉선세포 (thymocyte) 등 면역 관련 세포의 활성과 증식이 유의적으로 증가하였다고 보고하였다.

본 연구를 통해 포도씨 추출 프로안토시아니딘의 사료 내 첨가 급여가 백신 항체 역가 형성 및 유지에 긍정적인 영향을 미치는 것을 확인할 수 있었다.

사료 내 프로안토시아니딘 첨가 급여가 닭고기 품질에 미치는 영향은 Table 6 및 Table 7에 나타내었다. 닭고기 수분, 조단백질, 조지방, 조회분 함량 등 일반성분에 있어서는 대조구를 비롯한 전 처리구에서 통계적 유의성이 나타나지는 않았으나, 수분 및 조지방 함량은 프로안토시아니딘 첨가구에서 항생제 무첨가구 (NC)에 비해 다소 감소하는 경향은 보였다. 닭고기 pH는 5.89∼5.99로 모든 처리구에서 정상 범위 이내인 것으로 나타났으며, 처리구 간 유의적 차이는 관찰되지 않았다. 닭고기 육색은 명도 (L)에서는 처리구 간 유의적 차이가 나타나지 않았으나, 적색도 (a) 및 황색도 (b)에 있어서는 프로안토시아니딘 첨가 수준에 증가할수록 유의적으로 증가하였다 (p<0.05). 가열수율 및 보수력은 프로안토시아니딘 첨가구가 대조구인 항생제 무첨가구 (NC)에 비해 유의하게 증가하였으며 (p<0.05), 전단력은 수치적으로는 감소하는 경향은 보였으나, 통계적 유의성은 인정되지 않았다.

닭고기 물리·이화학적 특성은 닭고기 품질을 결정하는 주요 요인으로 상호 간 밀접한 연관성을 가지고 있다(Qiao et al., 2002). 포도산물 또는 프로안토시아닌의 사료 내 첨가 급여가 닭고기 품질에 미치는 영향을 조사한 연구는 거의 없으나, 고품질 가금산물 생산 기술 개발을 목적으로 농산부산물, 식물추출물 또는 항균·항산화 성분 등을 활용한 연구는 다수 수행된 바 있으며, 식물체에 존재하는 페놀화합물, 플라보노이드 및 캐로티노이드 등의 기능성 성분이 영양대사 조절, 항균·항산화작용 및 착색효과 등으로 닭고기 품질에 긍정적인 영향을 미칠 수 있다고 보고하고 있다 (Džinić et al., 2015; Munekata et al., 2020; Shah et al., 2014).

Turcu 등 (2019)은 포도씨박 2.0%을 천연항산화제로 육계에 첨가 급여한 시험을 통해 닭고기 일반성분에서는 유의적 차이가 없었으나, 다가불포화지방산 함량이 유의적으로 증가하였다고 보고하였으며, Kumanda 등 (2019)은 포도박과 섬유소분해효소를 사료 내 혼합 급여한 시험에서 보수력은 유의적으로 증가하였으나 pH, 전단력, 육색 등에서는 영향이 없었다고 보고하였다. 반면, Jang 등 (2011)은 프로안토시아니딘과 함께 포도의 주요 기능성 성분 중 하나인 레스베라트롤 (resveratrol)을 20ppm 및 200ppm 수준으로 육계사료 내 첨가급여한 후, 저장기간별 닭고기 품질 변화를 조사한 시험에서 레스베라트롤 첨가구에서 pH 및 황색도가 유의하게 증가하였다고 보고하였다.

본 연구 결과, 포도씨 추출 프로안토시아니딘의 첨가 급여에 따른 닭고기의 추출수율, 보수력 및 육색 등 닭고기 품질 개선 효과를 확인할 수는 있었으나, 추후 지방산 조성 및 근섬유 조직화학적 특성 등 육질 연관 지표의 추가조사를 통해 작용기전에 대한 구명이 필요할 것으로 사료되었다.

육계사료 내 포도씨 추출 프로안토시아니딘의 첨가 급여가 닭고기 저장 안전성에 미치는 영향은 Table 8에 제시한 바와 같다. 저장기간이 경과함에 따라 닭고기 내 지방과산화물가 및 단백질변성도는 지속적으로 증가하였다. 저장 7일차의 지질과산화물가가 프로안토시아니딘 첨가 수준이 증가할수록 유의적으로 감소하였으며 (p<0.05), 휘발성 염기태질소 역시 감소하는 경향은 보였으나, 통계적 유의성은 인정되지 않았다.

닭고기 저장성을 높이기 위해 프로안토시아니딘 등 식물 유래 항산화성분을 활용한 다수 연구가 진행되었다 (Džinić et al., 2015Jang et al., 2011; Munekata et al., 2020). Aditya 등 (2018)은 포도박을 0.50%, 0.75%, 1.00% 수준으로 육계에 첨가 급여하고 0, 5, 10일 경과 후의 가슴육 TBAR을 조사한 시험을 통해 포도닥 급여수준에 따라 가슴육 내 TBARS가 직선적으로 감소하였다고 보고하였다. 이외 Lau 등 (2003), Turcu 은 (2018) 등 다수의 선행 연구에서도 포도씨 추출물 또는 프로안토시아니딘의 강력한 항산화 작용에 의한 닭고기 저장성 개선 효과를 보고하고 있다.

본 연구에서도 포도씨 추출 프로안토시아니딘의 사료 내 첨가 급여가 닭고기 저장기간 경과에 따른 지질과산화물 생성을 감소시켜 닭고기 저장 안정성 및 품질 유지에 긍정적인 영향을 미칠 수 있다는 것을 확인할 수 있었다.