고온환경에서 이온수의 급수가 산란계의 생산성, 계란 품질 및 혈액성상에 미치는 영향

24주령의 하이라인 갈색종 산란계 180수를 3처리구 5반복, 반복당 12수씩 배치하여 총 4주간 사양실험을 실시하였다. 사양실험은 국내 혹서기의 고온다습한 환경으로 계사내부 평균 온습도는 30±0.5°C와 70±1%였으며, 모든 닭은 닙플이 설치된 케이지 사육장에 수용하여 사육하였다. 기초사료는 대사에너지 2,750 kcal/kg과 조단백질 17% 수준으로 모든 처리구에서 무제한으로 급여하였다. 각 처리구는 음용수의 조건을 달리하여 수돗물 급수구(tap water; TW)와 냉수 급수구(cold water; CW)를 배치하였고, 이를 이온수 급수구(ion water; IW)와 비교하였다. 수돗물 급수구의 음용수 평균온도는 29±0.5°C이며, 냉수는 히트펌프로 물을 15±0.5°C까지 냉각시킨 후 순환펌프를 이용하여 닙플 내 음용수 온도를 유지하였다. 이온수 급수구의 음용수 온도는 29±0.5°C으로써 일반 수돗물을 다수의 통수공이 존재하는 탄소 관에 통과시켰고, 마찰력에 의하여 발생한 정전기를 이용해 음용수를 이온화(H⁺와 OH⁻)하여 급수하였다(Jo and Kwon, 2012).

고온환경에서 산란계에게 이온수를 급수하고 그 결과를 수돗물 및 냉수 급수구와 생산성 측면에서 비교한 결과(Table 1), 이온수 급수구에서 산란율과 난중은 냉수를 급수한 처리구와 유사하게 수돗물 급수구보다 현저하게 증가하였다(P<0.01). 사료섭취량과 1일 산란량도 이온수 급수구에서 수돗물 처리구에 비해 현저하게 개선되어 냉수 급수구와 유사하게 증가하였다(P<0.01). 사료요구율은 고온환경에서 수돗물, 냉수 및 이온수 급수에 따른 통계적 차이는 없었지만, 이온수와 냉수를 급수한 처리구에서 수돗물에 비해 수치적으로 개선됨을 확인하였다. 혈액 내 정상적인 전해질 수준과 균형은 닭의 성장이나 건강을 위하여 매우 중요하지만 고온환경에서 닭은 호흡이 증가하여 수분손실과 이온불균형을 야기한다(Ahmad and Sarwar, 2006). 음용수에 정전기를 가하면 물이 이온화되어 칼슘, 칼륨, 마그네슘 및 나트륨과 결합되기 쉬우므로 섭취 시에 일반 음용수에 비해 체내 이온균형 유지와 수분흡수를 개선한다(Roe et al., 1990; Ahmad and Sarwar, 2006; Jo and Kwon, 2012). 육계에게 이온수의 급수는 사료섭취와 갑상선 호르몬을 자극하여 단백질 합성을 향상시키고, 고온에 노출된 육계의 성장과 계육품질을 회복한다(Olteanu et al., 2012; Paek et al., 2018). 본 연구에서 이러한 이온수의 생산성 회복 효과는 냉수를 급수한 결과와 유사한 수준으로 확인되었으므로 여름철 산란계의 음용수 관리법으로 활용 가능하였다.

고온환경에서 산란계에게 이온수, 수돗물 및 냉수를 급수하고, 계란의 난백높이, 호우유닛, 난각강도 및 두께를 분석한 결과는 Table 2에 나타내었다. 난백높이와 호우유닛은 이온수를 급수한 처리구에서 수돗물 급수구에 비해 유의적으로 증가하였고, 냉수 급수구에서 나타난 결과와 유사하였다(P<0.05). 난각강도는 냉수 급수구에서 유의적으로 증가하였고(P<0.05), 이온수 급수구도 일반 수돗물에 비해 수치적으로 개선되었지만 유의성은 없었다. 반면에 난각두께는 이온수와 냉수 급수구에서 유사하였으며, 수돗물 급수구에 비하여 유의하게 개선되었다(P<0.05). 칼슘은 계란의 난각 구성에 관여하는 영양소로 주로 인, 비타민 D 및 호르몬의 조절에 따라 흡수된다(Silversides and Scott, 2001). 그러나 높은 환경온도에서 칼슘은 산란계의 과호흡으로 발생한 혈중 중탄산염 제거를 위해 사용되고, 고온스트레스를 받은 산란계는 장내 칼슘흡수력과 사료섭취가 저하되므로 난각품질이 낮아진다(Lara and Rostagno, 2013). 이온수는 일반 음용수에 비해 분자가 작고 칼슘 이온과 결합되기 쉬우므로 수분흡수율과 칼슘이용성을 높일 수 있다(Roe et al., 1990; Ahmad and Sarwar, 2006; Jo and Kwon, 2012). 자성을 이용하여 분리한 이온수를 산란계 음용수에 공급하면 계란의 난각두께와 호우유닛이 개선된다는 보고는 본 연구결과와 일치하였다(Olteanu et al., 2012; Ezzat et al., 2017). 한편, 냉음용수는 산란계의 체온을 감소시켜 고온스트레스를 해소하고, 계란 품질을 향상하는 방안으로 알려져 있는데(Glatz, 2001; Lim et al., 2019), 본 연구결과, 이온수의 급수도 이와 유사한 정도로 계란 품질을 개선하여 여름철 산란계에 활용될 수 있음을 확인하였다.

Table 3에는 고온환경에서 이온수의 급수로 산란계의 혈중 인자들의 변화에 대해 게시하였다. 혈중 칼슘은 처리구간에 통계적 차이는 없었지만 이온수와 냉수의 급수구에서 수돗물 급수구보다 증가하는 경향을 보였고(P<0.10), 인은 이온수와 냉수 급수구에서 수돗물을 급수한 결과보다 통계적으로 증가하였다(P<0.05). 간수치를 나타내는 AST는 냉수 급수구에서 이온수와 수돗물 급수구보다 감소하는 경향을 나타내었다(P<0.10). 한편, 혈중 중성지방과 콜레스테롤 수치는 냉수 급수구에서 유의적으로 감소하였고(P<0.05), 이온수 급수로도 일반 수돗물에 비해 수치적으로 감소하였지만 통계성은 없었다. 반면에 가축의 강건성의 지표인 HDL콜레스테롤는 이온수와 냉수 급수구가 유사한 수치로 확인되어 수돗물 급수구에 비하여 현저히 증가하였다(P<0.05). 혈중 단백질은 냉수 처리구에서 유의적으로 증가하였지만, 알부민은 냉수와 이온수 급수구에서 유사한 수치로 확인되어 수돗물 급수구에 비하여 현저하게 증가하였다(P<0.05). 세포성 면역능력과 관련되는 Interleukin-2 mRNA는 이온수와 냉수처리구에서 수치적으로 증가하였지만 처리구간에 유의적 차이는 없었다. 산란계에 이온수 급수는 스트레스 감소 및 혈액특성 조절에 관여하며(Aziz et al., 2013), 인슐린 분비를 촉진시켜 세포 내 영양소의 대사작용에 기여한다(Al-Hafez et al., 2015). 닭에게 이온수 급수로 혈중 콜레스테롤과 AST가 감소되었고, 알부민, 단백질 및 HDL콜레스테롤이 증가되었다는 보고는 본 연구결과와 일부 유사하였다(Ezzat et al., 2017; Jassim and Ageel, 2017; Paek et al., 2018). 또한, 이온수는 사료섭취량을 증가시키며, 함께 존재하는 미네랄 이온들의 체내 흡수와 세포 내 침투를 용이하게 하므로(Luckstadt and Kuhlmann, 2013) 혈중에서 칼슘과 인이 증가된 것으로 보인다. 이와 같이 이온수를 섭취한 산란계의 혈액특징은 산란계의 건강향상과 원활한 대사과정을 의미하며, 생산성과 계란 품질 향상과도 관련된다(El-Sabrout and Hanafy, 2017). 특히, 이러한 결과는 냉수 급수구와 유사한 경향을 보였으며, 이온수의 급수도 냉수와 마찬가지로 여름철 고온 스트레스를 해소하는 체내 대사작용에 관여된 것으로 사료되었다.