사료에 첨가된 Spirulina, Chlorella 및 Astaxanthin이 비단잉어 홍백치어의 체색과 성장에 미치는 영향

Abstract

비단잉어 양식어가들은 빨간색을 더욱 선명하게 하기 위해서 천연 카로티노이드 착색제인 spirulina를 많이 사용하고 있으나, spirulina는 고가의 수입 제품으로 사육 경비에서 많은 부분을 차지하고 있어 한국산 비단잉어의 국제 경쟁력을 향상시키기 위해서는 착색 경비의 절감이 필요하다. 따라서 우선 값이 싼 중국산과 값이 비싼 미국산 spirulina의 착색 효과를 비교하고 착색 효과에 대한 사육수온 영향도 조사하였다. 또한 중국산 spirulina, chlorella 및 astaxanthin 계통의 색소인 carophyll pink의 착색효과를 비교하고 경제성을 검증하였다. 수온 21℃, 24℃, 27℃와 30℃ 수온에서 중국산과 미국산 spirulina를 각각 10% 첨가한 실험에서 2주 간격으로 8주간 실험한 결과, 비단잉어 홍백치어의 성장률은 24℃, 27℃와 30℃ 실험구가 21℃ 실험구보다 높았으나 수온에 따른 사료효율은 차이가 없었다. 성장률 및 사료효율에서는 중국산과 미국산 spirulina 사이에는 차이가 없었다. 백색도 L값의 경우 두 제품 모두 4주째 또는 6주째까지는 시간이 경과함에 따라 증가하다가 이후 감소하는 경향을 나타내었고, 적색도 a값과 총카로티노이드(TC)값은 이와는 반대로 4주째 또는 6주째까지는 시간이 경과함에 따라 감소하다가 이후 증가하는 경향을 나타내었으며, 황색도 b값은 대체로 시간이 경과함에 따라 증가하는 경향을 나타내었으나 일정한 규칙성을 보이지 않았다. 중국산과 미국산 spirulina를 사용할 경우 a값과 TC값의 시간에 따른 변화로 보았을 때, spirulina를 사료에 10% 첨가하여 공급하면 4주째 또는 6주째 이후에 비단잉어 치어의 빨간색이 유의성있게 개선되었다. a값과 TC값의 결과로 보아 27℃에서는 4주째와 8주째에서만 미국산구의 a값이 중국산구 보다 유의하게 높은 값을 나타내었을 뿐, 21℃, 24℃ 및 30℃에서 중국산과 미국산이 a값과 TC값 차이가 없었기 때문에 경제적인 측면, 사용 편리성을 고려하면 중국산을 사용하는 것이 경제적이고 효과적이다. 중국산과 미국산 spirulina 첨가 사료의 TC값은 각각 36.9 mg/100 g과 38.4 mg/100 g이고, zeaxanthin값은 각각 6.1 mg/100 g과 12.7 mg/100 g이며, astaxanthin값은 각각 0.6 mg/100 g과 1.6 mg/100 g으로 TC 값은 유사하였으나, zeaxanthin과 astaxanthin 함량은 중국산에 비해 미국산이 높았다. 그러나 비단잉어의 적색도에 관여하는 a값과 TC값에서 차이를 보이지 않았으므로 사료내 TC값 36.9～38.4 mg/100 g, zeaxanthin 6.1～12.7 mg/100 g과 astaxanthin 0.6～1.6 mg/100 g의 범위에서는 비단잉어의 체색을 개선시키는데 두 착색제 모두 효과가 있으나 두 제품간에는 빨간색을 짙게 하는데 차이가 없었다. 위의 실험 결과를 바탕으로 중국산 spirulina, chlorella 및 astaxanthin 을 각각 4가지 농도로 8주간 실험한 결과, 비단잉어 홍백 치어의 성장률과 사료효율에는 영향이 없었다. 또한 L값은 일정한 규칙성을 보이지 않았다. a값은 대조구에서는 계속 감소하였고 spirulina와 chlorella구에서는 6주째까지 감소하다가 이후 증가하였으며, astaxanthin구에서는 2주째부터 지속적으로 증가하는 경향을 나타내었으며, b값은 일정한 경향을 나타내지 않았다. TC값은 2주째 까지는 증가했다가 이후부터 감소하는 경향을 나타내었다. 적색도의 정도를 나타내는 a값을 시간에 따른 변화로 보았을 때, 중국산spirulina (TC 14.9～36.9 mg/100 g, astaxanthin 0.23～0.64 mg/100 g, zeaxanthin 2.57～6.12 mg/100 g)와 chlorella (TC 21.1～58.5 mg/100 g, astaxanthin 0.0035～0.011 mg/100 g, zeaxanthin 0.54～1.13 mg/100 g)를 각각 4～10% 첨가하여 공급하면 6주 이후에 비단잉어의 빨간색이 짙어지며, astaxanthin (TC 43.0～106.5 mg/100 g, astaxanthin 45.4～101.7 mg/100 g, zeaxanthin 0.68～1.76 mg/100 g)을 40～100 ppm 첨가하여 공급하면 2주내에 비단잉어의 빨간색이 짙어진다. a값의 결과로 보았을 때, 중국산 spirulina와 chlorella도 모두 대조구에 비해 실험 8주째에서 높은 결과를 나타내어 효과가 있었지만, astaxanthin이 휠씬 좋은 결과를 보여 착색 효과가 가장 우수하였다. 따라서 적색도 a값과 경제성을 고려하면, astaxanthin 40 ppm이 적당한 것으로 나타났다. 그러나 6주내에 적색도를 빨리 높이려면 astaxanthin 100 ppm을 첨가하고, 6주 이후로 적색도를 천천히 높이려면 astaxanthin 40 ppm을 첨가해야 할 것으로 사료된다. 스피룰리나 종류별, 수온별 실험을 통해 사료 1 kg을 기준으로 미국산 spirulina를 10% 첨가하면 착색 비용이 5,000원(미국산 spirulina 50,000/kg)이 소요되나, 중국산 spirulina를 경제적으로 활용하면 500원까지 크게 절약할 수 있었다. 그리고 착색제 종류별, 농도별 실험을 통해 사료 1 kg 기준으로 중국산 spirulina (5,000원/1 kg) 4%를 첨가하면 200원이 소요되나, astaxanthin (300,000원/100 g)을 40 ppm을 첨가하면 120원이 소요되어 착색효과도 휠씬 높고 비용도 많이 절감할 수 있을 것으로 사료된다.

Colored carp (Cyprinus carpio) farmers are using the spirulina, one of natural carotenoid color agents to enhance red color of this ornamental fish. The farmers used to use expensive American spirulina but recently cheaper Chinese spirulina and other coloring agents such as chlorella and Carophyll Pink have been imported and available in the market. However, there was no information available for farmers about the quality of these coloring agents. Therefore, to get a proper information about these coloring agents, a series of tests were conducted. Two separate experiments were designed to achieve this information. For the first step, comparisons of coloring effects of two different origin of spirulina, cheaper Chinese spirulina and dear American one in the diets (10% each) on the color of fingerlings of red and white colored carp were tested. The temperature (21oC, 24oC, 27oC, and 30oC) effects of the two origins of spirulina on the red color of the species were also tested. For the second step, based on the results of the first step, the effects of 4 concentrations each of the dietary Chinese spirulina and chlorella (4%, 6%, 8%, and 10%), and 4 different concentrations of dietary astaxanthin (40, 60, 80, and 100 ppm in Carophyll Pink) were tested. Growth rates, lightness, redness, yellowness of the fingerlings of red and white colored carp were compared. Total carotenoid concentrations in the feed and skin tissue of the fish were also measured. Finally, economic analysis of the color agents were also compared. The growth rates of the fish fed Chinese and American spirulina under the temperatures of 24oC, 27oC, and 30oC were significantly higher (P<0.05) than the fish reared at 21oC. However, there were no statistical differences of growth of the fish fed Chinese spirulina and American spirulina at same temperature. The amount of total carotenoid in the feed mixed with 10% of Chinese spirulina was 36.9 mg/100 g feed while that of American spirulina was 38.4 mg/100 g of feed. The amount of zeaxanthin of the former and later feeds were 6.12 and 12.7 mg/100 g of feed respectively while those of astaxanthin were 0.6 and 1.56 mg/100 g of feed respectively. The amounts of zeaxanthin and astaxanthin in the feed mixed with American spirulina were significantly higher than the feed mixed with Chinese spirulina. The lightness value of the fish fed both origin of spirulina were increased up to 6 weeks after feeding started and decreased thereafter. While redness value and total carotenoid contents were decreased up to 6 weeks after feeding started and increased thereafter. Along with the redness value, red color of the fish fed both origin of spirulina were significantly enhanced. The redness value and total carotenoid contents were not different between Chinese and American spirulina treated groups. Therefore, using Chinese spirulina is much more economical than using American spirulina. The ranges of total carotenoid, astaxanthin and zeaxanthin in the feed mixed with Chinese spirulina (4, 6, 8, and 10%) were 14.9～36.9 mg/100 g, 0.23～0.64 mg/100 g, and 2.57～6.12 mg/100 g of feed respectively, while those in the chlorella (4, 6, 8, and 10%) mixed feed were 21.1～ 58.5 mg/100 g, 0.0035～0.011 mg/100 g, and 0.54～1.13 mg/100 g respectively. Redness value of the fish fed Chinese spirulina and chlorella were significantly effective by 6 weeks after feeding. The amount of total carotenoid, astaxanthin and zeaxanthin in the feeds mixed with 40, 60, 80, and 100 ppm of astaxanthin (in the Carophyll Pink) were ranged 43.0～106.5 mg/100 g, 45.4～101.7 mg/100 g, and 0.6 8～1.76 mg/100 g of feed respectively, Redness value of the fish fed dietary astaxanthin were significantly effective within 2 weeks after feeding. The effects of astaxanthin is much faster than that of the Chinese spirulina and chlorella. There were no statistical differences on the growth and feed efficiencies of the fish fed 4 concentrations each of the Chinese spirulina, chlorella and astaxanthin. There were no significant effects of dietary Chinese spirulina, chlorella, and astaxanthin on the lightness and yellowness values of treated colored carps. The total carotenoid concentration in the skin tissue of the red parts of the fish fed dietary Chinese spirulina, chlorella, and astaxanthin were increased up to the second week but decreased thereafter. The redness value of the Chinese spirulina and chlorella treated fish were decreased up to 6 weeks and increased thereafter. However, the redness value of the astaxanthin treated fish was continuous increased from the second week. According to these results, astaxanthin in Carophyll Pink was the most effective on the enhancement of redness color of red and white colored carp among the treatments. There were no statistical differences of redness value of the fish among 40, 60, 80, and 100 ppm astaxanthin treated groups. Therefore 40 ppm of dietary astaxanthin was the most economical for the coloring of red and white colored carp. However, if high redness value of the fish is needed within 6 weeks, 100 ppm of dietary level of astaxanthin is required. The price of Chinese spirulina for 1 kg of feed mixed with 10% spirulina level was 500 Korean Won while that of American spirulina was 5,000 Korean Won. Also the lowest price of Chinese spirulina for 1 kg of feed mixed with the statistically effective percentage (4%) was 200 Korean Won while that of astaxanthin (40 ppm in the Carophyll Pink) was 120 Korean Won. Therefore, 40 ppm of astaxanthin in the feed was the most economical for enhancing redness color of red and white colored carp fingerlings.