Evaluation of the optimum dietary protein level and the optimum protein to energy ratio in sterlet sturgeon, Acipenser ruthenus

Abstract

치어기 스텔렛 철갑상어에 있어서 사료내 적정 단백질 요구수준과 적정 단백질 대 에너지 비를 규명하기 위하여 세 가지 실험이 수행되었다. 치어기 및 성장기 스텔렛 철갑상어의 사료내 적정 단백질 요구량은 증체량을 지표로 broken-line 및 second order polynomial 분석결과 각각 44.3%보다는 높아야 하지만 45.6% 수준이면 충분하며, 42.7%보다는 높아야 하지만 44.6% 수준이면 충분한 것으로 나타났다. 치어기 스텔렛 철갑상어의 사료내 적정 단백질 대 에너지 비는 사료내 단백질 함량 45%에서 21.9mg protein/ kJ energy로 나타났다. 1. 치어기 (7～40g)및 성장기 (38～90g) 스텔렛 철갑상어의 사료내 적정 단백질 수준 (1) 치어기 스텔렛 철갑상어(7～40g)의 적정 단백질 수준 본 실험은 스텔렛 철갑상어 치어에 있어서 사료내 적정 단백질 요구량을 평가하기 위해 실시하였다. 실험사료는 주단백질원으로 북양어분 (white fish meal, WFM), 카제인 (Casein), 콘글루텐밀 (corn gluten meal, CGM), 대두박 (soybean meal, SBM)을 사용하였으며, 조단백질 함량은 사료내 각각 30, 40, 45, 50, 55 및 60%, 총에너지는 20.7kJ/g으로 동일하게 맞추어 설계하였다. 2주간의 예비사육을 거친후 주 사육실험은 8주간 실시하였으며 실험어는 평균무게 7.02±0.02g (mean±SD)으로 100ℓ PVC 수조에 각 실험구 당 각각 30마리씩 3반복으로 무작위 배치하였고, 일일 사료공급량은 어체중의 3～5%로 1일 3회 공급하였다. 증체율에 있어서 단백질함량 45, 50%구는 30, 40, 60%구보다 유의하게 높게 나타났다 (P>0.05). 하지만 45, 50, 55%구간에는 유의차가 나타나지 않았다 (P<0.05). 사료효율에 있어서 40, 45, 50, 55%구는 30, 60%구보다 유의하게 높게 나타났다 (P>0.05). 일간성장률에 있어서 50%구는 30, 40, 60%구보다 유의하게 높게 나타났다 (P>0.05). 하지만 45, 50, 55%구간에는 유의차가 나타나지 않았다 (P<0.05). 단백질효율은 사료내 단백질 함량이 증가함에 따라 감소하는 경향을 보였다. 단백질 효율에 있어서 30%구는 40, 45, 50, 55 및 60%구보다 유의하게 높게 나타났다 (P>0.05). 단백질축적효율에 있어서 30%구는 40, 45, 50, 55 및 60%구보다 유의하게 높게 나타났다 (P>0.05). 간중량 지수에 있어서는 단백질함량 45%구가 다른 모든 구보다 유의하게 높은 값을 보였고 40%와 50%구 사이에서는 유의차가 나타나지 않았다 (P<0.05). 비만도와 생존율에 있어서는 전 구간에 유의차가 나타나지 않았다 (P<0.05). 전어체 수분함량에 있어서 단백질함량 50%구는 30, 55 및 60%구보다 유의하게 높게 나타났다 (P>0.05). 하지만, 40, 45, 40%구간에는 유의차가 나타나지 않았다 (P<0.05). 전어체 단백질함량에 있어서 50%구는 30, 40, 55 및 60%구보다 유의하게 높게 나타났다 (P>0.05). 하지만, 45, 50%구간에는 유의차가 나타나지 않았다 (P<0.05). 전어체 지질함량에 있어서 단백질함량 40, 50%구는 30, 45, 55 및 60%구보다 유의하게 높게 나타났다 (P>0.05). 하지만, 40, 50%구간에는 유의차가 나타나지 않았다 (P<0.05). 전어체 회분함량에 있어서는 모든 구간에 유의차가 나타나지 않았다 (P<0.05). 전어체 구성아미노산 분석결과 각 아미노산 간에 예외는 있었지만 증체량과 비례하여 총 구성아미노산 축적이 높게 나타났다. 필수아미노산과 비필수아미노산의 수치 또한 총 구성아미노산과 같은 경향을 보였다. 필수 아미노산 및 비필수 아미노산 함량에 있어서 단백질 함량 50%구는 다른 모든 구보다 유의하게 높게 나타났다 (P>0.05). 전어체 유리아미노산 조성에 있어서 L-Glutamic acid, L-Alanine, L-Isoleucine, L-Leucine, L-Tyrosine, L-Phenylalanine, β-Alanine, L-Lysine, 1-Methyl-L-Histidine 함량은 단백질 함량 40%구가 다른 모든 구보다 유의하게 높게 나타났다 (P>0.05). Taurine 함량은 단백질 함량 55%구가 다른 모든 구보다 유의하게 높게 나타났다 (P>0.05). L-Glycine 함량은 단백질 함량 30 및 55%구가 다른 모든 구보다 유의하게 높게 나타났다 (P>0.05). L-Ornithine 함량은 단백질 함량 30%구가 다른 모든 구보다 유의하게 높게 나타났다 (P>0.05). 총유리아미노산 함량에 있어서 40%구는 다른 모든 구보다 유의하게 높게 나타났다 (P>0.05). 헤모글로빈에 있어서 단백질 함량 30, 40, 45, 50 및 55%구는 60%구보다 유의하게 높게 나타났다 (P>0.05). 헤마토크리트는 유의차가 나타나지 않았다. Glucose 함량은 사료내 단백질함량의 증가에 따라 에너지원인 dextrin의 함량 감소에 비례하여 감소하는 경향을 보였다. 30, 40, 45 및 50%구는 60%구보다 유의하게 높게 나타났다 (P>0.05). 하지만, 30, 40, 45 , 50 및 55%구간에는 유의차가 나타나지 않았다. GOT와 GPT에 있어서 단백질함량 30%구는 50, 55 및 60%구보다 유의하게 높게 나타났다 (P>0.05). 하지만 30, 40 및 45%구간에는 유의차가 나타나지 않았다. 총단백질 함량에 있어서 30 및 40%구는 60%구보다 유의하게 높게 나타났다 (P>0.05). 하지만, 30, 40, 45, 50 및 55%구간에는 유의차가 나타나지 않았다. 알부민 함량에 있어서는 40%구가 60%구에 비해 유의하게 높게 나타났다 (P>0.05). 하지만, 30, 40, 45, 50 및 55%구간에는 유의차가 나타나지 않았다. 총콜레스테롤함량에 있어서는 모든 구간에 유의차가 나타나지 않았다. 본 연구결과 증체량을 지표로 broken line 및 second order polynomial 분석결과 치어기 스텔렛 철갑상어 (약 7.0～43.0g)의 사료내 적정 단백질 요구량은 주 단백질원으로 북양어분과 카제인을 사용했을 때 44.3%보다는 높아야 하지만 45.6% 수준이면 충분한 것으로 나타났다. (2) 성장기 스텔렛 철갑상어 (38-90g)의 적정 단백질 수준 본 실험은 치어기 스텔렛 철갑상어에 있어서 사료내 적정 단백질 요구량을 평가하기 위해 실시하였다. 실험사료는 주단백질원으로 카제인 (casein) 및 젤라틴 (gelatin)을 사용하였으며, 탄수화물원으로 전분 (starch), 덱스트린 (dextrin) 및 밀가루 (wheat meal)를 사용하였고 지질원으로 어유 (fish oil) 및 대두유 (soybean oil)를 사용하였으며 첨가제로 철갑상어 근육분 (sturgeon muscle meal, SMM)을 사용하였다. 조단백질 함량은 사료내 각각 30, 35, 40, 45, 50 및 55%, 총에너지는 약 19.0kJ/g으로 동일하게 맞추어 설계하였다. 2주간의 예비사육을 거친 후 주 사육실험은 8주간 실시하였으며 실험어는 평균무게 37.7±0.1g (mean±SD)으로 100ℓ PVC 수조에 각 실험구 당 각각 15마리씩 3반복으로 무작위 배치하였고, 일일 사료공급량은 어체중의 4～6%로 1일 3회 공급하였다. 증체율에 있어서 단백질함량 45%구는 30, 35, 50 및 55%구보다 유의하게 높게 나타났다 (P>0.05). 하지만 40 및 45%구간에는 유의차가 나타나지 않았다 (P<0.05). 사료효율에 있어서 40 및 45%구는 30%구보다 유의하게 높게 나타났다 (P>0.05). 하지만 35, 40, 45, 50 및 55% 구간에는 유의차가 나타나지 않았다 (P<0.05). 일간성장률에 있어서 45%구는 30, 35, 50 및 55%구보다 유의하게 높게 나타났다 (P>0.05). 하지만 40 및 45%구간에는 유의차가 나타나지 않았다 (P<0.05). 단백질 효율에 있어서 30%구는 35, 40, 45, 50 및 55%보다 유의하게 높게 나타났다 (P>0.05). 하지만 50 및 55%구간에는 유의차가 나타나지 않았다 (P<0.05). 단백질축적효율에 있어서 30 및 35%구는 40, 45, 50 및 55%구보다 유의하게 높게 나타났다 (P>0.05). 하지만 30 및 35%구간에는 유의차가 나타나지 않았다 (P<0.05). 본 연구결과 증체량을 지표로 broken line 및 second order polynomial 분석결과 치어기 스텔렛 철갑상어 (약 37.7～93.6g)의 적정 단백질 요구량은 주 단백질원으로 카제인과 젤라틴을 사용했을 때 42.7%보다는 높아야 하지만 44.6% 수준이면 충분한 것으로 나타났다. 2. 치어기 스텔렛 철갑상어 (5.5～33.5g)의 적정 단백질 대 에너지 비 본 실험은 스텔렛 철갑상어 치어에 있어서 사료내 적정 단백질 대 에너지 비를 규명하기 위해 실시하였다. 실험사료는 주단백질원으로 북양어분 (white fish meal, WFM), 카제인 (casein), 대두박 (soybean meal, SBM)을 사용하였으며, 조단백질 함량은 사료내 각각 40 및 45%, 조지질 함량은 각각 10, 15 및 20%로 총 6가지의 사료를 제작하였고 총에너지는 각각 19.4, 18.5, 17.6, 21.9, 20.8 및 19.8kJ/g으로 설계하였다. 2주간의 예비사육을 거친후 주 사육실험은 8주간 실시하였으며 실험어는 평균무게 5.48±0.04g (mean±SD)으로 100ℓ PVC 수조에 각 실험구 당 각각 30마리씩 3반복으로 무작위 배치하였고, 일일 사료공급량은 어체중의 4～6%로 1일 3회 공급하였다. 증체율에 있어서 단백질/지질 45/10구는 40/10구보다 유의하게 높게 나타났다 (P>0.05). 하지만 45/10, 45/15, 45/20, 40/15 및 40/20구간에는 유의차가 나타나지 않았다 (P<0.05). 또한 40/10, 40/15 40/20, 45/15 및 45/20구간에도 유의차가 나타나지 않았다 (P<0.05). 사료효율에 있어서는 모든 구간에 유의차가 나타나지 않았다 (P<0.05). 일간성장률에 있어서 단백질/지질 45/10구는 40/10구보다 유의하게 높게 나타났다 (P>0.05). 하지만 45/10, 45/15, 45/20, 40/15 및 40/20구간에는 유의차가 나타나지 않았다 (P<0.05). 또한 40/10, 40/15 40/20, 45/15 및 45/20구간에도 유의차가 나타나지 않았다 (P<0.05). 단백질효율에 있어서 40/10 및 40/15구는 45/10, 45/15 및 45/20구보다 유의하게 높게 나타났다 (P>0.05). 하지만 40/10, 40/15 및 40/20구간에는 유의차가 나타나지 않았고 (P<0.05), 45/10, 45/15 및 45/20구간에도 유의차가 나타나지 않았다 (P<0.05). 생존율에 있어서는 전 구간에 유의차가 나타나지 않았다 (P<0.05). 본 연구결과 치어기 스텔렛 철갑상어의 사료내 적정 단백질 대 에너지 비는 사료내 단백질 함량 45%에서 21.9mg protein/kJ energy로 나타났다.

Three experiments were conducted to evaluate the optimum dietary protein level and the optimum protein to energy ratio in sterlet sturgeon, Acipenser ruthenus fed the experimental diets. In the first experiment, the results indicated that the optimum dietary protein requirement level could be greater than 44.3%, but less than 45.6% in fingerling sterlet sturgeon (7 to 40g) under our experimental conditions. In the second experiment, the results indicated that the optimum dietary protein requirement level could be greater than 42.7%, but less than 44.6% in juvenile sterlet sturgeon (38 to 90g) under our experimental conditions. In the third experiment, the results indicated that the optimum dietary protein to energy ratio could be 21.9mg protein/kJ diet at 45% dietary protein levels in fingerling sterlet sturgeon (5.5～33.5g) First Experiment : The optimum dietary protein level in fingerling sterlet sturgeon (7～40g), Acipenser ruthenus This study was carried out to determine optimum protein requirement in fingerling sterlet sturgeon, Acipenser ruthenus. Fingerling sterlet sturgeon averaging 7.02 ± 0.02g (mean ± SD) were fed one of six experimental diets containing 30, 40, 45, 50, 55 and 60% crude protein (CP) with isocaloric gross energy of 20.7 kJ/g for 8 weeks. After the feeding trial, average weight gain (WG) of fish fed 45 and 50% CP diets were significantly higher than those of fish fed 30, 40 and 60% CP diets (P<0.05), however there were no significant differences in WG among fish fed 45, 50 and 55% CP diets. Average feed efficiency (FE) of fish fed 40, 45, 50 and 55% CP diets were significantly higher than those of fish fed 30 and 60% CP diets (P<0.05), meanwhile there was no significant differences in FE between fish fed 30 and 60% CP diets. Average specific growth rate (SGR) of fish fed 50% CP diet was significantly higher than those of fish fed 30, 40 and 60% CP diets (P<0.05), but no significant differences were observed in SGR among fish fed 45, 50 and 55% CP diets. Average protein efficiency ratio and protein retention were reduced with the increasing dietary protein levels. Average hepatosomatic index (HSI) of fish fed 45% CP diet was significantly higher than those of fish fed 30, 40, 50, 55 and 60% CP diets (P<0.05), meanwhile no significant differences in HSI was observed between fish fed 40 and 50% CP diets. There were no significant differences in condition factor and in survival rate among fish fed the six experimental diets. Based on the one-way ANOVA test, the broken-line regression analysis and the second order polynomial analysis model on weight gain, the optimum dietary protein requirement level could be greater than 44.3%, but less than 45.6% in fingerling sterlet sturgeon under our experimental conditions. Second Experiment : The optimum dietary protein level in juvenile sterlet sturgeon (38～90g), Acipenser ruthenus This study was carried out to determine optimum protein requirement in juvenile sterlet sturgeon, Acipenser ruthenus. Juvenile sterlet sturgeon averaging 37.7 ± 0.1g (mean ± SD) were fed one of six experimental diets containing 30, 35, 40, 45, 50 and 55% crude protein (CP) with isocaloric gross energy of 19.0 kJ/g for 10 weeks. Casein and gelatin are major protein source in the experimental diet. After 10 weeks of feeding trial, average weight gain (WG) of fish fed 45% CP diets were significantly higher than those of fish fed 30, 35, 50 and 55% CP diets (P<0.05), however there were no significant differences in WG among fish fed 40 and 45% CP diets. Average feed efficiency (FE) of fish fed 40 and 45% CP diets were significantly higher than those of fish fed 30% CP diets (P<0.05), meanwhile there was no significant differences in FE among fish fed 35, 40, 45, 50 and 55% CP diets. Average specific growth rate (SGR) of fish fed 45% CP diet was significantly higher than those of fish fed 30, 35, 50 and 55% CP diets (P<0.05), but no significant differences were observed in SGR between fish fed 40 and 45% CP diets. Average protein retention efficiency (PRE) of fish fed 30 and 35% CP diets were significantly higher than those of fish fed 40, 45, 50 and 55% CP diets (P<0.05), however there were no significant differences among fish fed 30 and 35% CP diets. Based on the one-way ANOVA test, the broken-line regression analysis, the second order polynomial analysis on weight gain, the optimum dietary protein requirement level could be greater than 42.7%, but less than 44.6% in juvenile sterlet sturgeon under our experimental conditions. Third Experiment: The optimum dietary protein to energy ratio in fingerling sterlet sturgeon (5.5～33.5g), Acipenser ruthenus This experiment was conducted to evaluate optimum dietary protein to energy (PE) ratio in fingerling sterlet sturgeon, Acipenser ruthenus for 8 weeks. White fish meal, casein & soybean meal were used as protein sources. Prior to the feeding trial, fish were fed commercial diet for 2 weeks to adjust to the experimental diets and conditions. Fish averaging 5.48 ± 0.04g (Mean ± SD) were distributed to each aquarium as a group of 30 fish reared in the flow through system. Fish of triplicate groups were fed one of six diets containing 40 and 45% crude protein and 10, 15 and 20% crude lipid, the PE ratio was 19.4, 18.5, 17.6, 21.9, 20.8 and 19.8kJ gross energy/g diet, respectively. Average weight gain (WG) of fish fed 45/10 diet were significantly higher than those of fish fed 40/10 diets (P<0.05). However, there was no significant difference in WG among fish fed 45/10, 45/15, 45/20, 40/15 and 40/20 diets (P>0.05). Average feed efficiency (FE) of fish fed all of diet was no significant difference (P>0.05). Average specific growth rate (SGR) of fish fed 45/10 diet were significantly higher than those of fish fed 40/10 diets (P<0.05). However, there was no significant difference in SGR among fish fed 45/10, 45/15, 45/20, 40/15 and 40/20 diets (P>0.05). Average protein efficiency ratio (PER) of fish fed 40/10 and 40/15 diets were significantly higher than those of fish fed 45/10, 45/15 and 45/20 diets (P<0.05). However, there was no significant difference in PER among fish fed 40/10, 40/15 and 40/20 diets (P>0.05). Therefore, these results indicated that the optimum dietary protein to energy ratio in fingerling sterlet sturgeon could be 21.9mg protein/kJ diet at 45% dietary protein levels.