넙치 사료 내 EPA와 DHA 요구량 설정과 우지(牛脂) 및 계유(鷄油)의 어유 대체 가능성 연구

Abstract

본 연구는 넙치의 필수 지방산인 EPA와 DHA의 각각의 요구량을 설정하고 어유 대체를 위하여 우지 및 계유로 어유 대체 가능성을 확인하였으며, 어유 대체에 따른 경제적 가치 평가를 실시하였다. 1. DHA 요구량 평가 본 연구는 치어기 넙치에 있어서 사료내 적정 DHA 요구량을 규명하는데 그 목적이 있다. 실험사료는 단백질원으로는 탈지어분(deffatted fish meal) 및 카제인(casein)을 사용하였으며, 지질원으로 코코넛오일(coconut oil)을 그리고 탄수화물원으로 덱스트린(dextrin) 및 밀가루(wheat meal)을 사용하였다. 넙치 치어의 DHA 요구량을 평가하기 위해 DHA 공급원으로 DHA(docosahexaenoic acid) 89%를 사용하여 실험사료내 총 DHA 수준을 0%, 0.5%, 0.75%, 1.0%, 1.25%, 1.5% 그리고 2.0%가 되게 디자인 하였다. 예비사육 후, 평균무게 3.51±0.12g (mean±SD)인 넙치 치어를 40ℓ 사각수조에 각각 15마리씩 수용하여 각 실험구당 3반복으로 무작위 배치하였다. 8주 동안 사육한 넙치의 증체률(WG)과 일간성장률(SGR)에 있어서 DHA를 1.25% 및 2.0%를 첨가하여 공급한 실험구가 대조구에 비하여 유의하게 높은 값을 나타났다(P<0.05). 또한 DHA 0.5%를 첨가한 실험구가 DHA 1.0%, 1.25%, 1.5% 및 2.0%에 있어서 유의한 차이가 있었다(P<0.05). 사료효율(FE)과 단백질전환효율(PER)에 있어서 대조구가 DHA를 1.25%, 1.5% 및 2.0%를 첨가하여 공급한 실험구에 비하여 유의하게 낮은 값을 나타내었다(P<0.05). 하지만 DHA를 0.5% 첨가하여 공급한 실험구가 DHA 1.0%, 1.25%, 1.5% 및 2.0%에 있어서 유의한 차이가 있었다(P<0.05). Broken line model 분석을 통한 최대 성장을 위한 DHA 요구량은 1.26%로 나타났으며, Second order polynomial analysis 분석을 통한 최대 성장을 위한 EPA 요구량은 1.68%로 나타났다. 따라서 본 연구의 결과를 통하여, DHA의 적정 요구량은 1.26%보다는 높아야 하지만, 1.68% 수준이면 충분할 것으로 사료된다. 2. EPA 요구량 평가 본 연구는 치어기 넙치에 있어서 사료내 적정 EPA 요구량을 규명하는데 그 목적이 있다. 실험사료는 단백질원으로는 탈지어분(deffatted fish meal) 및 카제인(casein)을 사용하였으며, 지질원으로 코코넛오일(coconut oil)을 그리고 탄수화물원으로 덱스트린(dextrin) 및 밀가루(wheat meal)을 사용하였다. 넙치 치어의 EPA 요구량을 평가하기 위해 EPA 공급원으로 EPA(eicosapentaenoic acid) 95%를 사용하여 실험사료내 총 EPA 수준을 0%, 0.5%, 0.75%, 1.0%, 1.25%, 1.5% 그리고 2.0%가 되게 디자인 하였다. 예비사육 후, 평균무게 3.50±0.10g (mean±SD)인 넙치 치어를 40ℓ 사각수조에 각각 15마리씩 수용하여 각 실험구당 3반복으로 무작위 배치하다. 8주 동안 사육한 넙치의 성장 결과 증체률(WG)과 일간성장률(SGR)에 있어서 대조구가 다른 실험구간에 있어서 유의하게 낮은 값을 나타내었으며(P<0.05), 또한 EPA+DHA를 각각 0.5%, 0.75% 및 1.0%를 첨가하여 공급한 실험구보다 유하게 낮은 값을 나타내었다(P<0.05). 사료내 EPA 함량이 증가할 수록 증체률(WG)과 일간성장률(SGR)이 증가하는 경향을 확인할 수 있었다. EPA+DHA를 각각 1.0%씩 첨가하여 공급한 실험구가 다른 실험구에 비하여 가장 높은 값을 나타내었다. 또한 EPA가 1.25% 수준을 넘어설때 부터 증체률(WG)과 일간성장률(SGR)이 감소하는 경향을 볼 수 있었다. 사료효율(FE)과 단백질전환효율(PER)에 있어서 또한 증체률(WG)과 일간성장률(SGR)과 유사한 경향을 보였으며, 대조구가 EPA 0.5%를 첨가하여 공급한 실험구를 제외한 구에 있어서 유의하게 낮은 값을 나타내었다(P<0.05). EPA와 DHA를 동일한 수준으로 첨가한 실험구간에 있어서는 EPA와 DHA를 각각 0.75%씩 첨가한 실험구가 가장 높은 값을 나타내었다. Broken line model 분석을 통한 최대 성장을 위한 EPA 요구량은 1.10%로 나타났으며, Second order polynomial analysis 분석을 통한 최대 성장을 위한 EPA 요구량은 1.59%로 나타났다. 따라서 본 연구의 결과를 통하여, EPA의 적정 요구량은 1.10% 보다는 높아야 하지만, 1.59% 수준이면 충분할 것으로 사료된다. 3. 어유 대체원으로써 우지의 수준별 대체 평가 본 연구는 치어기 넙치에 있어서 사료내 어유 대체원으로써 우지의 수준별 대체 평가를 규명하는데 그 목적이 있다. 실험사료는 단백질원으로는 어분(fish meal), 콘글루텐밀(corn gluten meal), 대두박(soybean meal), 새우밀(shrimp meal)을 사용하였으며, 지질원으로 반정제 연어유(salmon crude oil)와 우지(beef tallow)를 그리고 탄수화물원으로 밀가루(wheat meal)를 사용하였다. 실험사료는 어유을 100%로한 대조구 사료를 대상으로 어유 75%+우지 25%, 어유 50%+우지 50%, 어유 25%+우지 75%, 어유 25%+우지 100%, 어유 17%+우지 63%+DHA 20% 및 우지 75.9%+DHA 24.1%로 총 7가지의 사료를 조단백 53.3%, 조지방 11.1% 및 총에너지는 16.2 kJ/g으로 제작하여 평가하였다. 8주 동안 사육한 넙치의 증체률(WG)과 일간성장률(SGR)에 있어서 어유를 우지 75.9%+DHA 24.1%를 첨가하여 공급한 실험구가 대조구에 비하여 유의하게 높은 값을 나타내었다(P<0.05). 어유를 우지 75.9%+DHA 24.1%를 첨가하여 공급한 실험구가 어유 대체 25%, 50%, 75% 및 100% 대체구에 있어서 유의한 차이가 있었다(P<0.05). 사료효율(FE)과 단백질전환효율(PER)에 있어서 어유를 수준별로 대체한 실험구간에 있어서는 유의한 차이가 없었으나, 우지 75.9%+DHA 24.1%구에 있어서는 대조구에 비하여 유의하게 높은 값을 나타내었다(P<0.05). 따라서 본 연구의 결과를 토대로 53.9% 이상의 어분을 사용할 경우 성장률에 있어서 동물성유인 우지를 양어사료의 어유 대체원으로 100%까지 사용이 가능할 것으로 사료되어지나, 근육 내 EPA와 DHA 함량이 계유를 수준별로 증가시킬수록 감소하는 부분을 감안한다면, 25%까지는 대체하여도 성장 및 근육내 지방산 조성에 큰 영향을 끼치지 않을 것으로 사료 된다. 4. 어유 대체원으로써 계유의 수준별 대체 평가 본 연구는 치어기 넙치에 있어서 사료내 어유 대체원으로써 계유의 수준별 대체 평가를 규명하는데 그 목적이 있다. 실험사료는 단백질원으로는 어분(fish meal), 콘글루텐밀(corn gluten meal), 대두박(soybean meal), 새우밀(shrimp meal)을 사용하였으며, 지질원으로 반정제 연어유(salmon crude oil)와 계유(poultry oil)를 그리고 탄수화물원으로 밀가루(wheat meal)를 사용하였다. 실험사료는 어유을 100%로한 대조구 사료를 대상으로 어유 75%+계유 25%, 어유 50%+계유 50%, 어유 25%+계유 75%, 어유 25%+계유 100%, 어유 17%+계유 68.6%+DHA 14.4% 및 계유 82.8%+DHA17.2%로 총 7가지의 사료를 조단백 53.3%, 조지방 11.1% 및 총에너지는 16.2 kJ/g으로 제작하여 평가하였다. 8주 동안 사육한 넙치의 증체률(WG)과 일간성장률(SGR)에 있어서 어유를 계유로 50%로 대체한 실험구가 계유를 75% 및 100%로 보다 유의하게 낮은 값을 나타내었다(P<0.05). 사료효율(FE)에 있어서 106~115 이었으며, 단백질전환효율(PER)에 있어서 3.36~3.61로 전 실험구간에 유의한 차이가 없었다. 따라서 본 연구의 결과를 토대로 53.9% 이상의 어분을 사용할 경우 성장률에 있어서 동물성유인 계유를 양어사료의 어유 대체원으로 100%까지 사용이 가능할 것으로 사료되어지나, 근육 내 EPA와 DHA 함량이 계유를 수준별로 증가시킬수록 감소하는 부분을 감안한다면, 25%까지는 대체하여도 성장 및 근육내 지방산 조성에 큰 영향을 끼치지 않을 것으로 사료 된다. 5. 어유 대체에 따른 경제적 가치 평가 본 연구의 경제적 가치 평가에 있어서 어유를 우지 및 계유로 대체할 경우 성장률에 있어서는 두 종류 동물성유를 어분 함량이 53.9%일때 우지 및 계유로 100% 대체가 가능할 것으로 사료되어졌다. 넙치 EP 사료에서의 어유 대체 시 우지를 이용할 경우 약 6억원정도 및 계유를 이용시에 4억5천만원 정도의 가격을 절약할 수 있을 것이며, 양어사료 전체를 대상으로 할 경우 계유로 약 57억6천만원 및 우지로 100% 약 76억7천만원을 절약 할 수 있을 것으로 사료되어진다. 또한 이익 마진율에서는 계유를 100% 대체시 31.6% 및 우지를 100% 대체 시 42.1%로 절약할 수 있을 것이다. 하지만 어유 대체의 경우 근육내 지방산 조성 또한 중요한 부분으로 고려되어 단순히 성장률을 만을 가지고 어유 대체를 실시할 경우 어체 근육 내 지방산 조성에 있어서 EPA와 DHA 함량이 급격히 감소하여, 어유를 100% 대체 시 보다는 우지 및 계유를 25% 수준까지 대체할 경우에 어체 내 조직에 영향을 끼치지 않을 것으로 사료된다. 따라서, 성장률에 따른 어유를 우지 및 계유로 대체시 100% 대체가 가능하였으며, 넙치용 배합사료 기준 4억5천만원~6억원, 양어사료 전체를 대상으로 약 57억6천만원~ 76억7천만원을 절약할 수 있을 것이며, 이때 이익 마진율은 31.6~42.1%로 조사되었다.

The present study were conducted to EPA and DHA requirements, and evaluation of dietary beef tallow or poultry oil as a fish oil replacer in olive flounder, Paralichthys olivaceus. In experiment I, the broken line analysis and second order polynomial analysis of weight gain indicated that the dietary DHA requirement of olive flounder are the than 1.26% but less than 1.68% in the diet for maximum growth. In experiment II, the broken line analysis and second order polynomial analysis of weight gain indicated that the dietary EPA requirement of olive flounder are the than 1.10% but less than 1.59% in the diet for maximum growth. In experiment III, based on the results of growth performance, beef tallow could replace fish oil up to 100% in the diet containing 53.9% of fish meal for juvenile olive flounder. In experiment IV, based on the results of growth performance, poultry oil could replace fish oil up to 100% in the diet containing 53.9% of fish meal for juvenile olive flounder.

1. Dietary DHA (docosahexaenoic acid) requirement levels in juvenile olive flounder The present study was conducted to evaluate dietary DHA requirement level of essential fatty acids (EFAs) in juvenile olive flounder cultured in a semi-recirculating system for 8 weeks. All the experimental diets were formulated to be isonitrogenous (50% crude protein, CP) and isocaloric (16.8 kJ/g energy diet). In the experiment, triplicate groups of 15 fish averaging 3.51±0.12 g (mean±S.D.) were fed one of the seven experimental diets for 8 weeks. Deffatted fish meal and casein were used as the main protein sources, while coconut oil was used as the lipid source. At the end of the feeding trial, the effects of DHA supplementation on weight gain (WG), specific growth rate (SGR), feed efficiency (FE), protein efficiency ratio (PER), survival rate (%) and hepatosomatic index (HSI) were evaluated. WG and SGR of fish fed DHA 1.25% and DHA 2.0% diets were significantly higher than those of fish fed control diet (P<0.05). FE and PER of fish fed control diet was significantly lower than those of fish fed DHA 1.25%, DHA 1.5% and 2.0% diets (P<0.05). Survival rate (%) fed DHA 1.0% diet was significantly lower than that of fish fed DHA 1.25% diet (P<0.05). Hepatosomatic index(HSI) of fish fed the experimental diets was not significant different. Broken line analysis of weight gain and second order polynomial analysis of weight gain indicated that the dietary DHA requirement of olive flounder could be are the than 1.26% but less than 1.68% in the diet for maximum growth. 2. Dietary EPA (eicosapentaenoic acid) requirement levels in juvenile olive flounder The present study was conducted to evaluate dietary EPA requirement level of essential fatty acids (EFAs) in juvenile olive flounder cultured in a semi-recirculating system for 8 weeks. All the experimental diets were formulated to be isonitrogenous (50% crude protein, CP) and isocaloric (16.8 kJ/g energy diet). In the experiment, triplicate groups of 15 fish averaging 3.50±0.10 g (mean±S.D.) were fed one of the seven experimental diets for 8 weeks. Deffatted fish meal and casein were used as the main protein sources, while coconut oil was used as the lipid source. At the end of the feeding trial, the effects of EPA supplementation on weight gain (WG), specific growth rate (SGR), feed efficiency (FE), protein efficiency ratio (PER), survival rate (%) and hepatosomatic index (HSI) were evaluated. WG and SGR of fish fed control diet was significantly lower than those of fish the other diets(P<0.05), and fish fed diets containing each EPA and DHA 0.5%, 0.75% and 1.0% were significantly lower than those of fish fed the other diets. FE and PER were shown the same trend as WG and SGR. There were no significant differences in survival rate (%) and hepatosomatic index (HSI) of fish fed the experimental diets. Broken line analysis of weight gain and second order polynomial analysis of weight gain indicated that the dietary EPA requirement of olive flounder could be are the than 1.10% but less than 1.59% in the diet for maximum growth.

1. Evaluation of beef tallow as a fish oil replacer in olive flounder diet The experiment was conducted to determine the optimum dietary inclusion level of beef tallow (BT) as a fish oil (FO) replacer in a diet for olive flounder, Paralichthys olivaceus. All the experimental diets were formulated to be isonitrogenous (53.3% crude protein, CP) and isocaloric (16.2 kJ/g energy diet). In the experiment, triplicate groups of 15 fish averaging 3.93±0.07 g (mean±S.D.) were fed one of the seven experimental diets for 8 weeks. Fish meal, corn gluten meal, soybean meal and shrimp meal were used as the main protein sources, while semi-crude salmon oil and beef tallow were used as the lipid source. At the end of the feeding trial, the effects of beef tallow supplementation on weight gain (WG), specific growth rate (SGR), feeding efficiency (FE), protein efficiency ratio (PER), survival rate (%), whole body proximate analysis, whole body fatty acids composition, liver fatty acids composition and serological characteristics were evaluated. WG and SGR of fish fed BT 75.9%+DHA 24.1% diet was significantly higher than those of fish fed control diets (P<0.05), then fish fed BT 75.9%+DHA 24.1% diet was not significantly different than those of fish fed BT 63%+DHA 20% diet. FE and PER of fish fed BT 75.9%+DHA 24.1% diet was significantly higher than those of fish fed control diet. There was no significant difference in survival rate (%) of fish fed the experimental diets. Based on the results of growth performance, we concluded that BT could replace FO up to 100% in the diet containing 53.9% of fish meal for juvenile olive flounder. 2. Evaluation of poultry oil as a fish oil replacer in olive flounder diet The experiment was conducted to determine the optimum dietary inclusion level of poultry oil (PO) as a fish oil (FO) replacer in a diet for olive flounder, Paralichthys olivaceus. All the experimental diets were formulated to be isonitrogenous (53.3% crude protein, CP) and isocaloric (16.2 kJ/g energy diet). In the experiment, triplicate groups of 15 fish averaging 3.93±0.07 g (mean±S.D.) were fed one of the seven experimental diets for 8 weeks. Fish meal, corn gluten meal, soybean meal and shrimp meal were used as the main protein sources, while semi-crude salmon oil and beef tallow were used as the lipid source. At the end of the feeding trial, the effects of beef tallow supplementation on weight gain (WG), specific growth rate (SGR), feeding efficiency (FE), protein efficiency ratio (PER), survival rate (%), whole body proximate analysis, whole body fatty acids composition, liver fatty acids composition and serological characteristics were evaluated. WG and SGR of fish fed PO 50% diet was significantly lower than those of fish fed PO 75% and PO 100% diets (P<0.05), then fish fed control diet was not significantly different than those of fish fed the other diets. There were no significant differences in FE and PER of fish fed the experimental diets. Survival rate (%) of fish fed the all diets were not significantly different. Based on the results of growth performance, we concluded that PO could replace FO up to 100% in the diet containing 53.9% of fish meal for juvenile olive flounder.

From the results of the present studies, each beef tallow oil and poultry oil could replace fish oil up to 100% with use of fish meal containing 53.9% crude protein. In the consideration of economic value, feed companies could save 600 and 450 million won if fish oil in the flounder feeds were replaced by beef tallow oil and poultry oil, respectively, and also feed companies could save 5,760 and 7,670 million won if fish oil in the whole commercial feeds were replaced by beef tallow oil and poultry oil, respectively. In the aspect of the profit margin, feed companies could save 31.6 and 42.1% of production cost by replacing fish oil from beef tallow oil and poultry oil, respectively. However, fatty acid composition of fish fed diets containing beef tallow oil and poultry oil level up to 25% showed no significant difference with fish fed diets containing 100% of fish oil. Therefore, according to the results of growth performance, beef tallow oil and poultry oil could replace fish oil up to 100%, and feed companies could save 450 ~ 600 million won and 5,760 and 7,670 million won in the production cost of flounder feeds and whole commercial feeds, respectively. Also, feed companies could save 31.6 ~ 42.1% of profit margin with replacing fish oil from beef tallow oil and poultry oil, respectively.