영양소 함량을 고려한 육계 대체 원료사료의 대체가격 계산

서 론

사료비는 양계생산에 소요되는 제반 비용의 약 60% 이상을 차지하는 지출이 큰 요소 중 하나이다(Dozier et al., 2008). 따라서, 사료생산에 이용되는 원료들의 가격 변화는 양계농가 수입에 큰 영향을 미친다. 양계 배합사료에 대표적으로 사용되는 원료사료인 옥수수와 대두박의 경우, 최근 기상변화 등의 원인으로 국제곡물가격이 지속적으로 상승되고 있으며, 환율변동 등의 외부의 요인으로 인한 가격의 변동이 잦은 편이어서 그 가격의 예측이 어려운 경우가 많다. 따라서 상대적으로 가격이 낮고, 그 변동이 적으면서 가금사료에 적합한 원료들에 대한 관심이 높아지고 있다.

원료사료 내 영양소 함량은 원료사료의 가격을 결정하는 중요한 요소 중에 하나이므로, 경제적인 사료배합을 위해서는 원료사료들의 영양적 가치를 바탕으로 원료사료의 경제적 가치평가가 정밀하게 이루어져야 한다. 이러한 원료사료의 정확한 영양소 경제적 가치평가는 원료사료 내 총 영양소의 함량에 대한 정보뿐만 아니라, 실제로 동물에서 이용가능한 영양소에 대한 정보를 바탕으로 이루어져야 한다.

본 연구에서 원료사료의 경제적 가치평가를 위해 예로 들어 설명할 대체원료는 옥수수주정박으로, 옥수수에서 에탄올을 생산한 후 부가적으로 생산되는 원료사료이다. 미국 내에서 생산되는 에탄올의 대부분은 옥수수로부터 생산되고 있으며(US Grains Council, 2012), 이로 인해 생성되는 옥수수주정박의 총 생산량은 2015년 기준 40만 톤이고, 이 중 34%인 약 13만톤이 45개국으로 수출되었으며(USDA ERS Database, 2015), 수출국들 중 한국은 전체 수출되는 옥수수주정박량의 약 4.6% 정도를 수입하고 있다고 보고되고 있다(United Nations Corntrade Database, 2015M). 또한, 육계에서 대체원료로서의 영양적 가치를 평가하기 위한 다수의 실험이 진행되고 있다(US Grains Council, 2012).

St-Pierre and Glamocic(2000)에 의해 개발된 원료사료의 경제적 가치평가를 위한 프로그램이 있긴 하지만, 접근과 사용이 쉽지 않다는 단점을 가지고 있다. 또한, 미국 내 여러 대학 연구팀은 동물사료에서 옥수수주정박의 경제적 가치 평가를 위한 프로그램을 개발 및 배포하였지만(Gabler et al., 2000; Thomson and Nolan, 2001; Roush et al., 2007), 육계에서는 관련 연구가 부족한 실정이다. 따라서, 본 연구의 목적은 육계 배합사료를 위한 대체 원료사료 도입 시 기존 원료사료인 옥수수 및 대두박의 가격 및 영양소 함량, 대체 원료사료의 영양소 함량 및 배합사료 내 첨가량을 기준으로 전체 배합사료 경제적 가치의 최종 변화를 추정하여 대체 원료사료의 경제적 가치를 계산하는 것이다.

재료 및 방법

3. 워크시트 구성

대체 원료사료의 경제적 가치 계산을 위해서 Microsoft^® Excel 2016로 4개의 워크시트를 작성하였다. 워크시트 1 (Fig. 1)은 기준 원료사료에서 대체 원료사료로 대체 시 가격의 순변화를 계산하기 위해서 사용되는 모든 원료사료와 보충사료들의 영양소함량에 대한 정보를 입력한 워크시트이다. 이후, 대체 원료사료와 기준 원료사료내 영양소 함량의 균형을 맞추기 위한 워크시트 2(Fig. 2)를 작성하여 각각의 원료들의 대체가(Replacement Value)를 구하였다. 본 연구의 대체가를 구하기 위한 계산에서는 질소보정 외관상대사에너지(Nitrogen-corrected apparent metabolizable energy), 표준회장가소화(Standardized ileal digestible) 라이신(Lys), 메티오닌(Met), 트레오닌(Thr), 트립토판(Trp), 총칼슘(Total Ca), 및 가용인(Available P)의 함량이 영양소 균형을 맞추기 위한 계산에 고려되었다. 워크시트 3과 4(Fig. 3 and Fig. 4)에서는 워크시트 2에서 구해진 대체가를 이용하여 기준 원료사료를 대체 원료사료로 일정비율만큼 대체 시 변화되는 kg당 사료가격(Fig. 3)과 이를 기준으로 한 대체원료사료의 가격(Fig. 4)을 구하였다.

Fig. 1. Nutrient compositions of selected feed ingredients used in this trial. Composition values are on an as-fed basis. The values of nitrogen corrected apparent metabolizable energy and mineral contents in feed ingredients were derived from Sauvant et al. (2004). The values of nitrogen corrected apparent metabolizable energy and mineral contents in corn-distiller’s dried grains with solubles were derived from Waldroup et al. (2007) and Wang et al. (2007), respectively. The amino acids concentrations of all feed ingredients were derived from AMINODat 4.0 (Evonik Industries, 2010).

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4. 워크시트를 이용한 대체 원료사료 가격 계산방법

워크시트 2(Fig. 2)는 대체가를 계산하기 위한 상단과 하단의 두 개의 표로 구성되어 있으며, 상단 표에는 대체 원료사료와 추가 보충사료의 함량과 그에 따른 에너지 및 영양소 함량이 계산되어 있고, 하단 표에는 기준 원료사료인 옥수수 및 대두박과 추가되는 보충사료의 함량과 그에 따른 에너지 및 영양소 함량이 계산되어 있다. 상단과 하단 표에 원료사료와 보충사료의 함량을 입력하는 기준은 상단과 하단의 대체가의 합과 에너지와 영양소 함량의 합을 동일하게 되도록 하는 것이다. 이를 위해, 각 원료사료들의 함량을 조절하는 순서는 대체 원료사료, 즉 옥수수주정박을 100%로 먼저 고정하고, 단위가 가장 큰 에너지부터 시작하여 아미노산, 인 그리고 칼슘 순이었고, 상단과 하단의 에너지 및 영양소 함량의 차이가 0에 가깝도록 하기 위해 엑셀에서의 목표 값 찾기(데이터-가상분석-목표값 찾기) 기능을 이용하였다. 그 후, 워크시트 3에는 사용된 원료사료들의 단위가격을 상단에 표에 입력하였으며, 이때 사용된 옥수수주정박을 제외한 옥수수와 대두박 및 보충사료의 가격은 국내에서 유통되고 있는 가격(2016.04월 기준)을 이용하였고, 옥수수주정박의 가격은 옥수수 가격의 90%인 값을 임의로 설정해 이용하였다. 하단의 표에는 워크시트 2에서 구한 대체가를 100으로 나누어 변환한 계수 값을 입력하였으며, 이후 임의로 설정한 대체 원료사료의 첨가율(15%)에 맞춰 옥수수와 대두박 및 보충사료의 추가되는 함량(%)과 이를 반영한 가격을 계산하였다. 하단 좌측에는 대체 원료사료인 옥수수주정박과 에너지 및 영양소 균형을 맞추기 위해 추가된 보충사료의 함량과 가격 및 가격의 합계가 계산되었고, 하단 우측에는 옥수수, 대두박 및 추가된 보충사료의 함량과 가격 및 가격의 합계가 계산되었다.

Fig. 2. Nutrient contents to calculate the replacement coefficient. Each replacement value is calculated by balancing the nutrient contents among feed ingredients.

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결과 및 고찰

연료용 에탄올 생산은 다양한 곡류를 이용해 생산할 수 있지만 그 중 옥수수를 이용한 주정박 생산이 주를 이룬다. 하지만, 옥수수주정박 내 영양소 함량은 생산공장에 따라 변이가 있을 수 있기 때문에 사료원료로서의 가격 측정 시 영양소 함량이 고려된 유동적인 가격 책정이 필요하다.

본 연구에서 사용된 계산의 목적은 에너지, 아미노산, 칼슘 및 인 함량과 원료사료의 가격을 바탕으로 대체 원료사료의 적절한 가격을 간단히 계산할 수 있는 방법을 제공하는 것이었고, 이를 위해 마이크로소프트사의 엑셀 2016을 사용하였다. 엑셀 워크시트에 입력한 영양소 정보와 가격은 사용자의 필요에 따라 수정이 가능하기 때문에 사용자에 따라 유동적인 원료사료의 가격 계산을 가능하게 하였다. 앞서 설명한 내용을 바탕으로 에너지와 영양소를 고려하여 옥수수와 대두박을 옥수수주정박으로 대체하기 위해 보충사료를 추가하여 균형을 맞추어 구해진 대체계수를 이용하여 방정식으로 표현하면 다음과 같다.

위 방정식에서 좌항에 위치한 원료들과 대체계수는 단위무게 1인 옥수수주정박을 옥수수 및 대두박으로 대체했을 때 옥수수주정박과 추가로 첨가되어야 하는 보충사료들의 비율(대두유 = 0.0182, 석회석 = 0.0182)을 나타내고, 우항은 옥수수(0.8893) 및 대두박(0.13), 그리고 함께 추가로 제외되어야 하는 보충사료들의 비율(라이신 = 0.0004, 메티오닌 = 0.0022, 트립토판 = 0.0005, 트레오닌 = 0.0028, 제2인산칼슘 = 0.0264)을 나타낸다.

본 연구에서 가정한 옥수수주정박의 가격이 옥수수 가격의 90%이고, 옥수수와 대두박 대신 옥수수주정박으로 15% 대체할 경우 발생하는 사료가격의 순변화를 위 방정식을 바탕으로 계산해 보면 kg 당 약 9.46원 절감되는 것으로 계산되었다(Fig. 3). 2017년 7월 27일 US Grain Council 주간 옥수수주정박 거래보고서에 따르면 2017년 8월 국내로 유통된 옥수수주정박의 가격은 206.08 원/kg으로 이는 본 계산에서 사용한 옥수수 가격의 90% 수준인 207 원/kg과 비슷한 수준이었으며, 옥수수와 대두박 대신 옥수수주정박으로 15% 대체할 경우에 옥수수주정박의 에너지와 영양소 함량을 고려하여 계산한 옥수수주정박의 적정가격은 270 원/kg으로 계산되었는데, 이 가격은 2017년 8월 기준 거래된 옥수수주정박의 가격보다 31% 높은 값이었다(Fig. 4). 본 계산의 결과를 바탕으로 옥수수주정박의 가치를 평가해 보았을 때, 옥수수주정박은 옥수수 대두박을 대체하여 사용되기에 영양적으로 우수한 편임에도 불구하고 현재까지는 다소 낮은 가격으로 유통된 것으로 보였다.

Fig. 3. A sample calculation of the difference in feed price when the price of corn-distiller’s dried grains with solubles (corn-DDGS, 207 won/kg) was set at 90% of the price of corn (230 won/kg). The energy and nutrient concentration of feed ingredients were considered in the calculation and the net change of feed price by using 15% of corn-DDGS was —9.46 won (=34.8—44.26) per kg of feed.

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Fig. 4. A sample calculation for the price of alternative feed ingredient (corn-distiller’s dried grains with solubles; corn-DDGS) when the net change of feed price by using 15% of corn-DDGS was set at 0 won per kg of feed. The price of corn-DDGS was calculated to be 270 won per kg of feed when the energy and nutrient concentration of feed ingredients were considered in the calculation.

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실제 원료의 공급가격 책정은 영양적인 측면 이외에 여러 요인이 복합적으로 작용하여 결정된 값이므로 본 계산에서 계산된 원료의 값과 상이할 수 있다. 하지만 이 계산방식은 영양소함량의 변이가 큰 원료사료의 경제적 가치를 판단해야 할 경우 혹은 대체 원료사료의 가격을 알거나 알지 못하는 경우에 기존에 사용 중인 원료사료와의 경제적 가치를 비교하거나 상대적인 경제적 가치를 판단하는데 도움이 될 수 있을 것으로 보인다.