계사 내 광원이 육계 후기의 생산성, 도체수율, 육질 특성 및 혈액성분에 미치는 영향

본 시험은 농촌진흥청 국립축산과학원의 동물실험 계획서에 의거 동물보호법 및 국립축산과학원 동물시험윤리위원회에서 승인된 동물실험방법(승인번호: 2020-424)에 따라 수행되었다.

공시동물은 국립축산과학원에서 발생된 1일령 Ross 308 육계(42.2±0.1 g) 수컷 240수를 가금연구소 계사(평사)에서 6주 동안 사육하였다. 체중이 유사한 6주령 육계(3.4±0.07 kg)의 가슴육을 이용하여 육질 특성을 비교 분석하였으며, 처리구당 10수씩 익하정맥에서 5 mL 혈액을 채취하여 혈액 성분을 분석하였다. 채취한 혈액 중 일부는 1,008 g으로 15분간 원심분리하여 혈청을 분리한 후 −70°C deep freezer에 저장하였다.

본 연구는 3주령까지는 동일 점등으로 사육하였으며, 광원은 LED전구(50~60 lx)를 이용하였고, 점등시간은 23L(1D)로 하였다.

3주령 이후에는 육계의 광원을 백열등, LED등 및 형광등의 3처리구로 나누고, 처리구당 4반복, 반복당 20수씩 완전 임의 배치하였다. Table 1은 세 가지 광원의 특성을 비교한 것이다(MOTIE, 2013). 시험기간 동안 광원의 조도는 동물복지 인증 기준(2020)에 맞추어 동일하게 20~30 lx로 유지하였으며, 점등시간은 광원 효과를 최대로 하기 위해 23L:1D(명기 23시간, 암기 1시간)로 하였다.

본 연구에 사용된 시험사료는 옥수수-대두박 위주의 시판 사료를 육계 초이(CP 22.5%, ME 3,020 kcal/kg), 전기(CP 18.5%, ME 3,050 kcal/kg), 후기(CP 18%, ME 3,100 kcal/kg)로 나누어 이용하였다.

본 시험에서는 사료는 자유채식 시켰으며, 물은 니플을 통하여 자유롭게 음수토록 하였다. 계사 내 습도는 60~70%를 유지시켰으며, 온도는 0~7일령에 32°C로 유지한 이후에 3~5°C씩 온도를 낮추어 약 3주가 지난 후에는 일정 온도(약 24±2.5°C)를 유지하였다.

본 시험의 자료들은 SAS(2019)의 Generation Linear Model (GLM) procedure를 이용하여 분석하였으며, Duncan의 다중 검정(Duncan, 1955)을 이용하여 각 처리구 간의 평균값을 95% 신뢰수준에서 검정하였다.

본 연구에서 사용된 육계의 체중과 증체량, 사료섭취량 및 사료요구율은 Table 2에 나타내었다. 6주령 체중은 세 처리구에서 각각 3,477 g, 3,450 g 및 3,462 g으로 처리구 사이에서 유의차가 없었으며, 증체량, 사료섭취량 및 사료요구율 역시 처리구간 유의적인 차이를 보이지 않았다.

육계 광원에 관한 연구는 LED 사용 이전과 이후로 나누어 볼 수 있다. LED 사용 이전의 연구들은 백열등과 그 대체 광원을 비교하기 위한 연구들이 주로 수행되었다(Zimmermann, 1988; Buyse et al., 1996; Kristensen et al., 2006). LED 사용 이후의 연구들은 육계에 대하여 LED등과 이전에 사용되었던 광원들과의 비교 연구가 수행되었다. Huth and Archer(2015)는 LED등과 형광등 사이에서 육계의 생산성을 비교 분석하여 LED등이 형광등에 비해 육계의 생산성을 향상시킨다고 하였다. 또한, Olanrewaju et al.(2016)은 형광등, 백열등, LED등이 육계에 미치는 영향을 비교한 연구에서 4주령 체중과 증체량은 광원들 사이에서 유의적인 차이가 없었으나, 6주령에는 LED등의 체중과 증체량이 가장 높았으며, 사료섭취량과 사료요구율은 광원에 대한 차이가 없다고 보고하여, 본 연구와 유사한 결과를 보여주었다. 본 연구의 체중은 Aviagen(2019) 에서 제시한 값이나 Olanrewaju et al.(2011, 2016)의 연구 결과와 비교하여 높게 나타났다.

이것은 광원에 따라 변화된 계사 내 환경(온·습도, 깔짚 상태, NH₃ 및 CO₂ 함량, 소음)이 생산성에 영향을 주는 것이라 사료된다(Lima et al., 2014).

본 연구에서 사용된 육계의 6주령 생체중, 도체중 및 도체수율은 Table 3에 나타내었다. 생체중과 도체중은 처리구 사이에서 유의적인 차이가 없었으며, 도체수율은 세 처리구에서 각각 77.7%, 78.2% 및 77.5%로 나타났으며, 처리구간 유의차를 보이지 않았다.

De Santana et al.(2014)은 형광등과 LED 처리구의 48일령 도체수율이 각각 72.4%와 72.1%로 보고하였으며, Olanrewaju et al.(2011)은 56일령 도체수율이 73.8%라고 하였다. 또한, Olanrewaju et al.(2016)은 다양한 광원 비교 시험에서 56일령 육계의 도체수율이 75.8%였다고 하였다. 본 시험의 연구에서는 이들 결과보다 높은 77.5% 정도로 나타났다. 도체수율이 다르게 나타난 원인은 육계의 사육 기간, 즉 도체수율을 조사한 주령의 차이 때문이라고 사료된다.

본 연구에서 생산된 육계 가슴육의 육색과 물리학적 특성(가열감량, 전단력, 보수력)은 Table 4에 나타내었다. CIE L*와 CIE b*은 LED 처리구에서 가장 높은 경향이 보였으나, 처리구 사이에서 유의적인 차이는 보이지 않았다. CIE a*은 백열등 처리구에서 가장 높은 경향이었으나, 유의차는 없었다. 육계 가슴육의 가열감량은 LED 처리구에서 가장 높게 나타났으나(P<0.05), 전단력과 보수력은 처리구간 유의적인 차이가 없었다.

Karakaya et al.(2009)은 백열등과 LED 처리구 사이에서 육색(CIE L*, CIE a*, CIE b*)의 차이가 없다고 보고하여 본 연구 결과와 유사하였으나, 결과들은 본 연구의 결과보다 낮게 나타났다. 또한, Karakaya et al.(2009)은 또한 가열감량과 보수력에서 백열등과 LED 처리구간 차이가 있다고 하였으나, 본 연구에서는 가열감량만이 백열등과 LED 처리구 사이에서 유의적인 차이를 보였다.

육계의 점등에 대한 다양한 연구가 육계의 생산성과 혈액 성상, 환경에 미치는 영향을 다루고 있으나, 육질에 미치는 영향을 다룬 연구는 많지 않다. Karakaya et al.(2009)은 광원의 차이에 따른 육질 특성을 비교한 논문으로 본 연구의 결과 분석에 도움이 되긴 하지만, 전체적인 결과는 본 연구 결과보다 낮게 나타났기 때문에 결과 분석 내용을 인용하기는 어렵다고 사료된다. 특히 육색의 차이는 도계 후 처리에 따라 달라지기 때문이라고 사료된다.

본 연구에서 생산된 가슴육의 pH와 화학적 성상(수분, 단백질, 지방, 회분)은 Table 5에 나타내었다. 가슴육의 pH와 수분, 단백질, 지방 및 회분 함량은 광원에 따른 처리구 사이에서 유의적인 차이를 보이지 않았다.

Karakaya et al.(2009)은 육계 계사 내 광원에 따른 가슴육의 pH가 유의적인 차이를 보이지 않았다고 하여 본 연구의 결과와 유사하게 나타났다. 육계의 육질 특성을 다룬 다양한 연구에서 가슴육의 pH는 5.2~6.6으로 나타나 있다(Faria et al., 2012; Lengkey et al., 2013; Nuwan et al., 2016). 따라서 고기의 pH는 다양한 사육 조건에 영향을 받지 않는 것으로 평가된다.

본 시험에 사용된 육계 혈액의 H/L 비율과 백혈구 조성은 Table 6에 나타내었다. 스트레스를 나타내는 H/L 비율은 광원에 따른 처리구 사이에서 유의차가 없었다. 백혈구(leukocyte, WBC)의 구성 성분인 HE, Ly, MO, EO 및 BA 역시 처리구간 유의차가 없었다.

혈액 성분 중 백혈구는 bacteria, virus, 기생충 감염 및 신체 외부의 단백질에 대한 방어 기전으로 작용한다(Reece, 2015). 즉, 급성이나 만성 염증 시에는 HE가 증가하고, 화농성 질환이나 조직 괴사 시 MO가 증가하며, 기생충 감염이나 면역성 과민 반응 시에는 EO와 BA가 증가한다(Woo et al., 2007). 닭 백혈구의 정상 범위는 WBC 20~30 K/μL, HE 5~9 K/μL, Ly 11~18 K/μL, MO 2~3 K/μL, EO 0.6~2.4 K/μL, BA 0.2~1.2 K/μL(Reece and Swenson, 2004)로 알려져 있다. 본 연구에서 BA를 제외한 백혈구 농도는 정상 범위보다 낮게 나타났으나, 처리구 사이에서 유의차를 보이지 않았다.

포유동물에서 neutrophil(NE)로 알려져 있는 닭의 HE는 스트레스를 받을 경우 증가하지만(Maxwell and Robertson, 1998), Ly는 감소하게 된다(Davis et al., 2008). 따라서, H/L 비율은 닭의 스트레스를 나타내는 가장 대표적인 지표로 인식되고 있다(Altan et al., 2000; Puvadolpirod and Thaxton, 2000; Woo et al., 2007; Davis et al., 2008). 본 연구에서 HE과 Ly 수치는 처리구 사이에서 유의차가 없었으며, 이에 따라 H/L 비율도 처리구간 유의적인 차이를 보이지 않았다.

본 시험에 사용된 육계 혈액의 적혈구와 생화학 조성은 Table 7과 8에 나타내었다. 혈액 적혈구(erythrocyte, RBC)의 구성 성분인 Hb, HCT, MCV, MCH 및 MCHC는 처리구 사이에서 유의적인 차이를 보이지 않았다. 혈액 생화학 조성 중 GLU는 세 처리구에서 각각 234.5 mg/dL, 256.9 mg/dL 및 250.1 mg/dL로 ICD 처리구에 비해 LED 처리구에서 높게 나타났다(P<0.05). 다른 혈액 생화학 성분은 처리구 사이에서 유의적인 차이를 보이지 않았다.

닭의 적혈구 정상 범위는 RBC 2.5~3.5 M/μL, Hb 7.0~13.0 g/dL, HCT 22.0~35.0%, MCV 90~140 fL, MCH 35~47 pg, MCHC 21~39 g/dL로 알려져 있다(Swenson, 1993). 본 연구의 Hb와 MCHC 수치는 Olanrewaju et al.(2016)의 연구에 비해 높게 나타났으며, HCT 수치는 낮게 나타났으나 정상 범위에 속하였다.

혈액 생화학 성분은 체내외의 여러 요인으로 수치가 변화한다. 예를 들면, 육계에서 가끔 발생하는 스트레스에 대한 반응으로 혈중 corticosterone, glucose, cholesterol 및 triglyceride 수치가 증가하며(Arif et al., 2019), 일령에 따라 ALP와 TC 같은 다양한 혈액 생화학 수준이 변화된다(Samour, 2000). 영양적 혹은 유전적 원인으로 발생되는 육계의 청색증(green muscle disease)(Siller and Wight, 1978)은 혈장 CK(creatine kinase) 및 AST 활동과 관련이 있다(Hudecki et al., 1995). GLU 농도는 계사 온도가 높을 때(Chand et al., 2018)와 LED등 노란색(550~580 nm)으로 점등하였을 때(Hassan et al., 2014) 증가한다고 보고되었다. 본 연구에서는 혈액 생화학 성장 중 GLU를 제외하고는 모든 혈액 생화학 성분이 처리구간 유의차를 보이지 않았다. 이것은 광원에 따라 변화된 계사 내 환경(온·습도, 깔짚 상태, NH₃ 및 CO₂ 함량, 소음)(Lima et al., 2014)이 GLU 농도에 영향을 주는 것이라 사료된다.

점등 프로그램이 육계 성장의 혈액 생리학적 변수에 미치는 영향에 대한 이전 연구들 대부분이 백열등을 사용하였다(Olanrewaju et al., 2010, 2013, 2014). 최근에는 육계의 생산성과 도체수율(Olanrewaju et al., 2016a)뿐만 아니라, 혈액 생리학적 및 생화학적 변수(Olanrewaju et al., 2016b)에 대한 다양한 광원 및 조도의 영향이 연구되었으나, 국내에서는 점등에 관한 연구는 아직 부족한 실정이다. 따라서, 본 연구의 결과는 육계 점등 연구에 관한 기초자료로서 사용될 수 있을 것으로 사료된다.