Multiple Probiotics 급여가 백세미의 생산성 및 분변내 암모니아 질소 함량에 미치는 영향

공시동물로는 Broiler P. S. Ross 208(♂)과 Layer C. C. Lohmann Brown(♀)을 교잡한 백세미를 사용하였다. 공시 동물은 갓 부화된 45 g 정도의 병아리를 구입하여 일주일의 적응 기간을 거친 후 8일령이 되었을 때 시험군을 배치하여 4주간 사양 시험을 실시하였다. 이때 체중은 평균 100~105 g이었다. 본 시험은 3개 처리구(450수)로 각 처리구는 3개의 계군(150수) 그리고 각 계군은 50수의 병아리를 갖도록 설계하였다. 이때 각 실험구의 공시 동물은 완전임의 배치법에 의하여 배치하였다.

각 처리구는 생균제 급여 방법에 따라 유산균과 LacBacil 급여구(고초균 혼합구)는 Bacillus subtills(1.0 × 10⁷ CFU/g)과 Lactobacillus acidophilus(1.0 × 10⁷ CFU/g)의 혼합 생균제를 기초사료에 0.2%를 혼합 급여하였으며, LacBalcilPho 급여구(유산균, 고초균과 광합성 혼합구)는 Bacillus subtills(1.0 × 10⁷ CFU/mL), Lactobacillus acidophilus(1.0x10⁷ CFU/mL)과 Rhodopseudomonas sp.(1.0 × 10⁷ Cell/mL)의 혼합 생균제를 음수에 30 ppm 혼합하여 급여하였다. 그리고 대조구(Con)는 기초사료만을 급여하였다.

본 연구에서는 한국가축사양표준(가금, 2012)에 기초하여 옥수수, 대두박 위주로 배합한 사료로 적응을 위한 처음 1주간(1주령)은 육계 초이사료를 준비하여 급여하였고, 실험 1주차(2주령)부터는 육계 전기사료를 준비하여 사용하였다(Table 1). 시험 기간 동안 공시 동물의 사육은 왕겨 깔짚이 있는 평사에서 이루어 졌으며, 1.5 m × 3.3 m 철제칸에 칸당 50수씩 사육하였다. 음수는 자유로이 먹을 수 있도록 신선한 물을 공급하였다. 점등관리는 시험 동안 23시간 점등하고, 계사 온도는 33°C에서 22°C까지 육계 사육실 온도관리 프로그램에 따라 조절하였다.

백세미의 체중, 사료 요구율 및 계분 분석 항목관련 결과들은 SAS(2019) 프로그램의 generation Liner Model(GLM) procedur을 이용하였으며, Duncan의 다중 검정을 이용하여 각 처리구 간의 평균값을 95% 신뢰수준에서 유의성을 검정하였다.

시험 기간동안 두 가지 형태의 복합생균제를 백세미에 급여하였을 때 체중 변화는 Table 2와 같았다. 시험 초기(1주령)의 각 처리구별 평균 개체 체중은 101.66±2.94~103.19±0.77 g으로 유사하였다. 시험 1주차(2주령)는 LacBalcilPho 첨가구가 다른 시험구보다 더 큰 성장을 하였으며(P<0.05), 시험 2주차(3주령)에는 복합 생균제 급여구 모두 대조구보다 더 높은 체중을 보였다(P<0.05). 시험 3 주차에는 LacBalcilPho 급여구가 가장 큰 성장을 하였고, 다음으로 LacBal 급여구가 대조구보다 더 큰 성장을 보였다(P<0.05). 시험 종료시에도 LacBalcilPho 급여구의 체중이 791.60±37.87 g으로 가장 높았고, 다음으로 LacBal 급여구(767.75±43.93 g)가 대조구보다 유의적으로 높았다(P<0.05).

생균제의 긍정적 기능에 대한 선진 연구들은 유익균 공급으로 장내 환경을 개선하여 소화 대사 및 면역작용을 증가시키고, 궁극적으로 생산성 증진에 기여하는 것으로 보고하고 있다(Wang et al., 2016; Andriani et al., 2020; Mirsalami and Mirsalami, 2024). 본 연구도 복합 생균제 급여가 시험 기간이 지남에 따라 체중 개선에 긍정적 영향을 주었고(Table 1), 시험 4주간 백세미 수당 총 증체량도 Table 3과 같이 LacBalcilPho 급여구가 688.41±37.87 g으로 가장 높았고(P<0.05), 다음으로 LacBal 급여구도 666.09±43.93 g으로 대조구(659.61±33.58 g)보다 유의적으로 높았다(P<0.05). 이와 유사 결과로 생균제를 급여한 육계에 대한 여러 연구에서도 성장이 현저히 개선되었다고 보고된 바 있다(Jin et al., 1998; Ko et al., 2003; Wang et al., 2016). Andriani et al.(2020)는 L. casei와 L. rhamnosus를 음수 급여하여 체증이 유의적으로 증가함을 보고하였고, Mirsalamir and Mirsalami(2024)도 E. faecium와 S. thermophilus를 급여하여 육계 성장에 긍정적 영향을 주었음을 확인하였다. 그리고 Rhodopseudomonas palustris(Xu et al., 2014)를 음수 급여 및 Bacillus subtilis(Gao et al., 2017)를 사용하였을 때도 체중이 현저하게 증가하였다. 반면, 생균제 급여 시 육계의 증체와 사료 이용성 등 생산성이 개선되지 않았다는 연구 결과도 있었다(Lee et al., 2014; Kim et al., 2020).

복합생균제 급여에 따른 섭취량 및 사료 요구율은 Table 3과 같다. 시험기간 4주동안 백세미 수당 총 사료섭취량(g/bird)은 LacBalcilPho 급여구가 1,459.48±30.86으로 다른 시험구보다 높았고, LacBalcil 급여구가 1,408.91±72.86으로 대조구의 1,401.37±44.12보다 높았으나 유의적 차이는 보이지 않았다. 또한 시험 기간동안 시험 주차에 따른 사료 섭취량의 변화는 있었으나 주차별 수당 평균 사료 섭취량(g/week/bird)에서도 유의적 차이는 발견하지 못하였다.

본 연구의 결과는 생균제 급여가 육계의 사료 섭취량 개선에 좋은 영향을 주었다는 보고(Rehman et al., 2020)와는 상이 하였지만, Kim et al.(2020)은 복합생균제를 농도별로 육계에게 급여하였을 때 처리구간 섭취량에 차이를 발견하지 못하였다. 또한 Rodjan et al.(2018)이 생균제(0.2%)를 육계에게 35일령까지 급여한 실험에서도 사료 섭취량에서 차이가 없는 것으로 나타나 본 결과와 일치한다. 그리고 다른 연구자도 혼합 생균제를 육계(Yoon et al., 2004) 및 유산균을 산란계(Kim et al., 2000)에 급여하였을 때 비급여구와 차이가 없었다.

백세미에 시험 4주 동안 두가지 형태의 복합 생균제 급여하였을 때 사료 요구율에 미치는 영향은 Table 3과 같다. 사료 요구율은 대조구의 2.13에 비하여 복합생균제 급여구(LacBalcilPho 급여구 및 LacBalcil 급여구) 모두가 2.12로 낮은 값을 보였으나 시험구간 통계적 유의적 차이는 없었다.

본 연구의 결과는 생균제 급여가 사료 요구율 및 사료 효율 개선에 큰 영향을 주지 않았다는 선행 연구 결과의 경향과 유사하였다(Shon et al., 2004; O′Dea et al., 2006; Chen et al., 2009; Lee et al., 2014). 최근 Kim et al.(2020)은 복합생균제(L. plantarum, B. subtilis, Saccharomyces cerevisiae)를 0, 0.25 및 0.5% 수준으로 육계전기(4~21일령)에 급여하였을 때 모든 군에서 비슷한 수준의 체중, 증체, 사료섭취량 및 사료요구율을 보였다고 보고하였다. 또한 Sabiha et al.(2005)도 복합생균제(Lactobacillus acidophilus, Streptococcus faecium, Yeasacc 1026)를 여러 수준으로 사용한 처리구간 사료요구율의 차이를 발견하지 못하였다. 그러나 Khaksefidi and Rahimi(2005)는 6종의 복합 생균제를 급여하여 사료 요구율 및 체중의 현저하게 개선되었다고 보고하였다. 이와 같은 사료요구율 개선 효과는 여러 연구에서 보고된 바 있다(Khaksefidi and Rahimi 2005; Gao et al., 2017; Andriani et al., 2020). 이러한 다양한 결과는 생균제 구성 균주 특성 및 배합 비율, 숙주의 특이성 및 사육 한경, 사료 구성, 성분 및 사용 방법 등 다양한 요인과 복합적 상호 작용에 기인한다고 사료된다.

복합생균제 급여 2주 후 백세미 계분의 NH₄-N(ammonia nitrogen) 농도 및 Salmonella sp. 분포 변화는 각각 Table 4 및 Fig. 1과 같다. 시험 2주경과 후 NH₄-N 농도는 대조구와 LacBalcil 급여구는 유사하였나, LacBalcilPho 급여구는 3,919.52± 368.78 ppm으로 다른 시험구에 비하여 낮았다(P<0.05). 시험3 및 4주 후의 NH₄-N 농도는 대조구보다 복합생균제 급여구 모두 낮았고(P<0.05), 시험 5주 후에는 LacBalcil 급여구, LacBalcilPho 급여구 및 대조구 순으로 낮은 수준을 나타냈다(P<0.05).

Fig 1. The changes of Salmonella sp. population in feces of White Semi broiler. (A) Salmonella sp. CFU × 10⁶ per g of fecal sample (B) increasing rate (%) based on fecal sample in 3-week-old. ^a,b Means in same age with different superscripts are significantly different (P<0.05).

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본 연구결과와 같이 생균제 급여에 의한 분 중 유해가스의 발생 억제 작용은 최근 여러 연구에서도 보고되고 있다. Mirsalami and Mirsalami(2024)는 Enterococcus faecium와 Streptococcus thermophilus를 함유한 생균제 급여로 H₂S, CO₂, NH₃ 및 CH₄의 감소를 보고하였고, Lu et al.(2023)은Bifidobacterium와 E. faecium 혼합 생균제를 강화한 사료를 급여하여 H₂S, NH₃ 및 mercaptans 발생이 억제됨을 발견하였으며, An et al.(2023)은 L. acidophilus을 활용한 생균제를 통하여 NH₃의 현저한 감소를 확인하였다. 이외에도 생균제 급여로 분에서 NH₃와 H₂S의 발생량이 현저히 감소되었다(Ko et al., 2003; Park et al., 2003; O’Shea et al., 2012). 계분의 질소 성분은 주로 요산, 미생물체 단백질과 내생 질소로 구성되어 있는데, 생균제 급여로 단백질 소화흡수 및 nitrate 분해 촉진(Santoso et al., 1999), 암모니아 생성에 관련된 장내 유해 미생물 억제(Ahmed et al., 2014) 및 urease 생성 유해균 저감(Visek, 1978) 등 복합적 작용에 의하여 계분 유래 유해 환경인자를 개선한 것으로 사료된다.

복합생균제 급여에 따른 계분 내 Salmonella sp. 균총에 미치는 영향은 Fig. 1과 같다. Fig. 1A와 같이 복합생균제 급여구의 계분 내 Salmonella sp. 분포는 시험 2주 때 대조구에 비하여 높았으나(P<0.05), 이후에는 감소를 하여 시험 4주 후에는 LacBalcilPho 급여구가 가장 낮은 수치를 보였다(P<0.05). 그리고 시험 종료시 Salmonella sp.는 LacBalcilPho 급여구, LacBalcil 급여구 및 대조구 순으로 낮은 분포를 나타냈다(P<0.05). Fig. 1B에서와 같이 시험 2주를 100%로 하여 균수 변화를 백분율로 비교하였을 때 시험 4주에 대조구는 289%까지 확연히 증가함을 확인하였고, LacBalcil 급여구는 122% 수준을 나타냈고, LacBalcilPho 급여구는 63%까지 감소함을 발견하였다.

생균제의 기능은 생균제 종류, 첨가수준, 사육환경 등에 따라 다룰 수 있지만(Huyghebaert et al., 2011), 장관 내 유익균총을 형성하여 유해균으로부터 숙주를 방어하는 것이다(Nurmi and Rantala, 1973). 유익 미생물이 장내에 다량 존재할 경우, Salmonella, Clostridium, E. coli 등 유해 미생물의 정착을 억제하여 독소생성 저하, 면역작용 증진 및 질병 방어작용 등과 같은 광범위한 효과를 나타낸다고 보고되었다(Fuller, 1989; Nava et al., 2005; Shang et al., 2016). 본 연구 결과에서도 복합생균제 급여구 모두에서 Salmonella sp. 증식 억제 효과를 발견하였으며, LacBalcilPho 급여구에서 가장 좋은 억제 효과를 나타냈다. 다른 선행 연구에서도 lactobacilli(Al-Khalaifa et al., 2019) 및 Bacillus subtilis(Gao et al., 2017)를 첨가하여 E. coli 및 Salmonella가 비급여에 비하여 억제되었다고 보고하고 있다. 이와 같이 생균제 급여에 따른 유해균 억제는 장관내 균총의 균형 유지와 환경 개선뿐만 아니라 숙주의 건강과 생산성 증진에 크게 기여할 것으로 사료된다(Wu et al., 2011; Gheorghea et al., 2020; Krysiak et al., 2021).