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130-140kg으로 돼지 출하체중 상향 조정 : 성장촉진제의 역할과 육질에 미치는 영향

글쓴이 : 에스알씨   조회 : 3108   작성일 : 03-12-20   IP :


[본고는 "심포지움 지상중계 / 130kg 이상 출하돈은 어떻습니까?"에 게재된 내용임]


130-140kg으로 돼지 출하체중 상향 조정 : 성장촉진제의 역할과 육질에 미치는 영향

김 용 수 . 진 형 주
Department of Human Nutrition, Food and Animal Sciences
University of Hawaii, Honolulu, HI 96822


요 약



사료효율, 도체조성 및 육질에 역효과를 가져오지 않는 한 돼지의 체중을 늘려 출하하는 것이 양돈산업에 이익이 된다. 30-40년 전에 비해서 현재 돼지의 도살체중은 많이 증가를 하였는데, 이는 개량된 종자와 양돈 영양학의 발전이 사료효율 및 체조성에 역효과를 주지 않고 돼지를 높은 체중까지 성장 가능하도록 하였기 때문일 것이다.

최근 동물의 성장효율을 극적으로 향상시키는 여러 생물학적 물질들이 개발되어 사용 가능하게 되었다. 특히 성장호르몬(somatotropin)과 beta-agonists의 체단백질 축적 촉진 효과와 지방축적 억제 효과는 괄목할 만 하다. Somatotropin의 사용은 젖소에서는 현재 여러 나라에서 허가되었으나 돼지에서의 사용은 미국 및 유럽 등의 나라에서는 사용 허가가 되어 있지 않다. 여러 연구 결과에 의하면, somatotropin의 사용은 성장효율, 도체 및 육질에 부정적인 영향이 없이 도살체중을 늘려 출하하는데 기여할 것으로 예측된다. Beta-agonists의 한 종류인 ractopamine은 미국에서 양돈에의 사용이 허가되었다. Ractopamine의 효과는 돼지의 성별, 품종, 투여랑, 투여방법 및 영양공급에 따라 차이가 있으나 성장호르몬과 유사하게 성장효율, 사료효율, 도체등급 및 육질 등을 저하시키지 않고 돼지의 도살체중을 늘리는데 기여할 수 있을 것으로 예측된다.


1. 서 론


도살체중을 늘림으로써 비육돈의 숫자를 줄이고도 동일한 양의 돼지고기를 생산할 수 있다. 일반적으로 비육돈의 숫자가 돼지고기 생산단가에 미치는 중요한 요소인 것을 감안하면, 동물의 성장 잠재력에 관한 생물학적인 한계가 허락하는 한에서 도살체중을 늘리는 것은 양돈산업에 경제적인 이득을 가져올 것이다. 생물학적인 한계는 사료효율, 도살시 도체조성 및 소비자의 고기선호도 등을 포함한다. 지난 30-40년 동안 도살체중은 세계적으로 꾸준히 증가하여 왔는데, 현재 미국에서의 도살체중은 약 115kg정도이다. 이 도살체중의 증가는 적육(살코기) 성장 및 도체조성에 관계하는 유전형질의 개선 및 돼지 영양학의 발전 덕택으로 가능하게 되었다.

가축에서 살코기 생산을 더욱 효율적으로 하고자 하는 노력은 살코기 성장을 촉진하고 도체의 지방축적을 저하시키는 일반적으로 성장촉진제라고 불리는 여러 생물학적 물질의 개발을 촉진시켰다. 이러한 여러 종류의 성장촉진제는 사료효율을 저하시키지도 않고 도체에 지나친 지방축적도 야기시키지 않으면서 돼지의 도살 체중을 증가시킬 수 있는 기회를 제공할 것으로 사료된다.

이 글은 돼지 성장 시 일어나는 체조성 변화의 생물학적인 특징과 성장촉진제가 돼지 도체 및 육질에 미치는 영향에 대한 내용을 개략적으로 기술하고자 한다.

가. 조직간의 상대적인 성장속도

성장 시 체조성이 끊임없이 변하는 것은 포유동물의 기본적인 생물학적 특성 중의 하나이다. 마찬가지로 돼지의 체조성은 최소한 성장이 끝날 때까지 계속 변화하게 된다. 일반적으로 골격과 근육조직이 조기에 발육하고, 발육후기에 점차 이 조직들의 발육속도가 둔화되면서 지방조직의 발육이 증가한다.

나. 출하체중을 증가시킬 때 나타나는 체조성의 변화

돼지 비육 후기에 나타나는 단백질과 지방의 축적 속도의 현저한 차이로 인해 출하체중의 증가는 체조성에 현저한 변화를 일으킨다. 비육 후반기에도 적육은 계속 축적되나 지방 축적증가에 비해 상대적으로 느린 속도로 진행된다. 결과적으로 도살체중이 110kg에서 130kg으로 증가될 시 도체의 지방 비율은 10%나 증가된다.

다. 출하체중이 도체 특성에 미치는 영향

(1) 부분육 조성 : 돼지고기의 부위별 가격에 차이가 있으므로 도살 체중에 따른 부분육의 비율 변화는 양돈업의 수익 증대를 위해 숙지해야할 중요한 정보이다. 출하체중 증가 시 일반적으로 뒷다리(ham)와 어깨부위(shoulder)의 비율은 감소하고 등심(loin)과 뱃살(belly)은 증가하는 것으로 나타난다(Martin 등, 1980; Cisneros 등, 1996). 암퇘지와 거세돈 사이에도 도살체중 증가에 따른 부분육의 비율 변화에 차이가 있는 것으로 보고 되었다(Martin 등, 1980).

(2) 등지방 : 도살체중의 증가와 함께 등지방두께는 증가한다(Gu 등, 1992; Cisneros 등, 1996; Eggert 등, 1996). 오래 전의 연구결과는 등지방과 도살체중과 사이에 2차상관(quadratic) 관계가 있는 것으로 보고되었으나, 최근의 연구 결과는 적어도 제한된 범위 내에서는 일차상관(linear) 관계가 있는 것으로 보고되었다(Gu 등, 1992).

(3) 등심크기와 등심의 지방함량 : 여러 연구결과에 의하면 도살체중이 증가할 시 등심의 크기는 커지는 것으로 나타난다. 일반적으로 등심의 지방함량은 137kg도살체중까지는 체중의 영향을 받지 않으나(Martin 등, 1980; Morin 등, 1999), 도살체중이 훨씬 높아지면 등심의 지방함량도 증가하는 것으로 보고되었다(Cisneros 등, 1996).

라. 출하체중이 육질에 미치는 영향

(1) 신선 육질에 미치는 영향 : 도살체중이 육색에 미치는 영향에 관한 연구 결과는 일정치 않다. Martin 등(1980), Eggert 등(1996), Garcia-Macias(1996) 및 Leach 등(1996)은 도살체중이 증가함에 따라 등심의 색깔이 진해졌다고 보고하였으나, Cisneros 등(1996)은 등심 색깔이 옅어졌다고 보고하였다. Cisneros 등(1996)은 또한 도살체중이 증가함에 따라 신선육의 경도(firmness)가 감소하고 최종 pH가 낮아졌다고 보고하였다. 결과적으로 이들은 체중이 높은 돼지는 PSE가 진행될 수 있는 경향이 높을 수도 있다고 보고하였다. 그들은 체중의 증가로 인해 도체냉각속도가 느려지는 것이 PSE의 진행과 상관관계가 있을 수 있다고 추측하였다. 반면 Martin 등(1980)은 도체중이 생육의 품질 특성에 거의 영향은 미치지 않은 것으로 보고하였다. 이러한 연구결과의 차이는 아마도 품종, 성별 및 도살 전후 처리의 차이 때문이 아닌가 추측된다(Gu 등, 1992; Friesen 등, 1994).

(2) 조리육의 품질에 미치는 영향 : 도살체중이 조리 후 육질에 미치는 영향에 대한 연구결과는 일정치 않다. 이는 아마도 성별, 품종 및 영양과 육질 간의 상호작용의 결과로 사료된다. 어떤 연구에서는 고기의 연도가 도살체중이 증가함에 따라 감소하는 것으로 나타났으나(Leach 등, 1996; Cisneros 등, 1996; Unruh, 1996), 그 정도의 차이는 매우 적었다. 대부분의 연구는 도살체중이 조리손실(cooking loss), 다즙성(juiciness) 및 풍미에 영향을 미치지 않는 것으로 확인했다. 하지만 도살체중을 높였을 경우 피하지방의 불포화지방산의 농도가 낮아졌다는 보고(Vivgili 등, 2003)는 주목할 만하다. Cathepsin 및 aminopeptidase등을 포함한 단백질 분해효소의 활성도 도살체중에 의해서 영향을 받는 것으로 위의 연구에서 나타났다. 지방산 조성의 차이 및 단백질 분해효소 활성의 차이가 생육 및 조리육의 품질에 미치는 영향은 잘 알려져 있지 않지만, Virgili 등(2003)은 도살체중을 증가시킴으로써 발생되는 변화가 dry-cured ham의 근육 및 지방품질에 좋은 효과를 주었다고 보고하였다.


2. 동물성장 촉진제가 육질에 미치는 영향

가. Somatotropin (성장호르몬)


Somatotropin은 뇌하수체에서 생산·분비되는 호르몬으로서 척추동물에서 생후 성장과 조직의 대사 제어에 있어서 중요한 역할을 한다. Somatotropin의 성장촉진 효과는 일찍이 1930년대 초부터 알려져 왔으나, 가축의 성장 촉진 효과에 관한 본격적인 연구는 최근 유전공학을 통한 재조합somatotropin의 대량 생산으로 1980년대 초부터 가능하게 되었다. 대부분의 연구결과는 돼지 somatotropin(pST)이 성장을 촉진시키고, 도체조성 및 사료효율을 개선시킨다는 데 일치한다. Somatotropin은 현재 여러 나라에서 젖소에 사용 허가가 나와 있지만, 돼지에서의 사용은 유럽이나 북미를 비롯한 전세계 대부분의 나라에서 허가되지 않은 상태이다.

(1) 성장 및 도체조성에 대한 효과 : 1980년대의 많은 연구는 재조합 somatotropin이 돼지에 투여시 사료효율을 개선시키며, 단백질 축적을 증가시키고, 지방축적을 감소시켜, 결과적으로 등심의 크기를 늘려주고 등지방 두께를 감소시킨다는 것을 보여 주었다. pST가 돼지 성장 및 도체조성에 미치는 영향을 종합한 결과에서도, pST의 효과는 또한 공시체중, 투여기간, 투여량, 성별 및 사료조성에 따라 차이가 있고, 육성돈보다는 비육돈에서의 효과가 훨씬 좋다.

(2) 생육과 조리육의 품질에 미치는 영향 : 일반적으로, pST의 투여는 최종 pH (24-hr pH), 조리육의 전단가, 연도, 다즙성, 풍미 및 총체적인 선호도(acceptability)에 악영향을 미치지 않은 것으로 나타났다(Thornton과 Sorthose 1989; Nieuwhof 등, 1991). 하지만 pST의 효과는 성별에 따라 다른데, D`Souza 와 Mullan(2002)는 암퇘지에 있어서는 pST가 연도, 다즙성 및 선호도를 포함한 조리육의 품질에 영향을 주지 않았지만, 거세돈에서는 pST 투여에 의해 조리육의 품질이 저하된 것으로 보고하었다. pST는 육색에는 큰 영향을 미치지 않는 것으로 보고되었다. pST가 상강도(marbling)에는 영향을 미치지 않았다고 보고되기도 하였으나(Thornton과 Shorthose, 1989; Nieuwhof 등, 1991), Bechtel 등(1988)은 과량의 pST는 기호도에 영향을 미치지 않고 상강도를 저하시킨다고 보고하였다. 이는 과량의 pST에 의해 지나치게 지방축적이 억제되어 도체 품질을 저하시킬 수 있기 때문으로 사료된다(Beerman 등, 1988). 한편 pST의 투여에 의해 근간지방 및 피하지방의 다가불포화지방산(PUFA)의 비율은 증가되는 것으로 보고되었다(Mourot 등, 1992).

(3) pST투여와 도체체중의 증가 : Johnston등 (1993)은 pST를 투여한 돼지를 107 kg과 127 kg에 도살한 후 성장효율, 도체조성 및 신선육의 품질을 조사했다. 기대했던대로, 도살체중에 관계없이 pST의 투여는 성장과 도체조성을 현저히 개선시키고, 등지방을 감소시켰으며, 등심단면적을 증가시켰다. pST를 투여한 실험구 돼지는 출하체중을 127 kg까지 늘여도 일당중체량 및 사료효율을 비롯한 성장에는 큰 변화가 없었고, 단백질 양은 늘고 지방은 줄어 도체조성은 약간 개선되는 것으로 나타났다. pST를 투여한 공시돈의 등지방두께는 사육기간이 길어짐에 따라 증가하였으나 pST를 투여하고 127kg에 도살된 비육돈의 등지방두께는 pST를 투여하지 않고 105kg에 도살된 돼지의 등지방두께보다도 얇았다. pST의 투여로 뒷다리 부위(ham)와 등심(loin)의 상강도(marbling)와 경도는 줄어들었고, pST처리 돼지의 사육기간을 연장함으로써 뒷다리 부위의 상강도는 다소 증가시킬 수 있었으나 등심의 지방침착은 영향을 받지 않았고, 뒷다리 부위와 등심의 육색은 pST의 영향을 받지 않았다. 이상의 결과를 종합하면, pST를 투여하고 사육기간을 연장시켜 도축한 돼지는 pST를 투여하지 않고 현행 체중에서 출하한 돼지의 성장효율과 도체조성과 유사함을 알수 있다.

나. Beta-adrenergic agonist

Beta-adrenergic agonist는 생체에서 만들어지는 epinephrine이나 norepinephrine 및 dopamine을 포함하는 catecholamine이라 불리는 물질과 생리작용 및 구조의 유사성을 공유하는 합성물질이다. 생체에서 만들어지는 catecholamine은 여러 조직에서 많은 생리적 현상을 조절하는데, 특히 epinephrine은 지방대사를 제어하는 주요 호르몬 중의 하나이다. Catecholamine의 작용은 세포막에 있는 수용체를 통해 매개된다. 1980년대 초의 연구 결과 cimaterol, clenbuterol, L-644,969 및 ractopamine등과 같은 beta-agonists는 지방 침적은 억제하는 반면 근육성장을 촉진하는 작용이 밝혀졌다. Beta-agonists는 somatotropin과는 달리 경구투여가 가능하고, 미국에서 ractopamine은 돼지에의 사용이 허가되었다.

(1) 성장효율 : 1980년대 초에 시작된 여러 연구에서 beta-adrenergic agonist의 투여는 사료효율을 개선하고, 도체의 단백질 축적을 증가하여 지방축적을 감소하는 결과를 보여주었다. 돼지에서의 효과는 반추동물에서의 효과만은 못하다. 효과의 정도는 beta-adrenergic agonist의 종류, 투여시기, 투여기간, 농도, 성별, 유전적 배경 등과 같은 요소에 의해서 달라진다. Ractopamine 및 다른 여러 beta agonists가 일당증체량 및 사료섭취에 미치는 영향은 일정치 않지만, 사료효율을 증가시키는 효과는 대부분 일치한다(Dunshea 등, 1993). 이러한 불균일한 효과는 ractopamine, 품종, 투여방법 및 영양 간의 상호작용의 결과인 것으로 추측된다.

Ractopamine을 포함한 beta-agonist에 대한 반응은 일시적이어서 장기간 투여했을 시 그 효과는 점점 줄어들거나 사라진다는 사실은 잘 알려져 있다. Ractopamine의 경우 반응은 초기 14일 동안 가장 크고 14일 이후 천천히 하강한다(Schinckel 등, 2001). Ractopamine에 대한 이러한 일시적 현상은 beta-agonist 수용체(receptor)의 내리조절(down-regulation)로 인한 수용체의 불감성(desensitization) 때문인 것으로 알려져 있다. Sainz등(1993)은 ractopamine을 투여한 돼지는 근육세포의 beta-agonist 수용체의 밀도가 줄어드는 것을 확인하였고, Kim 등(1993) 또한 쥐에 beta-agonist를 투여한 후 주기적으로 근육에 있는 beta-agonist 수용체의 농도를 측정했을 때 수용체의 농도는 투여기간이 길어짐에 따라서 감소되었으며, 수용체의 농도 감소는 beta-agonist에 의한 근육 성장 촉진 감소에 선행되어 나타난다는 사실을 보임으로써 수용체의 불감성이 효과 감소의 원인임을 확인하였다. Kim 등(1995)은 beta-agonist가 근육성장을 촉진하는 능력을 유지하게 하기 위한 방편으로 쥐에서 불감성이 일어날 때 beta-agonist의 농도를 높여 투여한 결과 beta-agonist의 성장효과를 일부 유지할 수 있다는 것을 보여줌으로써 ractopamine을 계단식으로 돼지에 적용할 수 있는 가능성을 제시하였다.

(2) 신선육과 조리육의 품질에 미치는 영향 : ractopamine이 신선육과 조리육의 품질에 미치는 영향을 보여준다. 대부분의 연구결과는 ractopamine처리에 의해서 등심단면적은 증가하고 등지방두께가 감소함을 보여주고 있다. 대부분의 경우 ractopamine은 육색, 근간 지방 침착, 신선육의 경도와 같은 품질에는 영향을 미치지 않는다(Dunshea 등, 1993; Uttaro 등, 1993; Stites 등, 1994; Crome 등, 1996). 최종 pH, 육즙삼출률에서도 ractopamine은 영향을 미치지 않는 것으로 보고되었다. Ractopamine이 연도에 미치는 영향에 대한 연구결과는 일정치 않아 일부 연구자는 ractopamine이 기계적인 연도(전단가)나 관능적인 연도에 영향을 미치지 않는다고 보고하고 있으나(Schinckel 등, 2001), 또 다른 연구자들은 ractopamine투여에 의해 전단가가 증되었다고 보고하였는데(Aalhus 등, 1990; Uttaro 등, 1993) Stitles 등(1994)은 이러한 실험자 간의 차이가 아마도 조리온도의 차이에 기인할 수 있다고 하였다. 한편 다즙성, 이상취의 발생 정도는 ractopamine투여에 의해서 영향을 받지 않았다(Stitles, 1994).

(3) Ractopamine 투여를 통한 출하체중 증가 : Crome등 (1996)은 ractopamine을 투여한 돼지를 107 kg과 125 kg에 도살한 후 성장효율, 도체조성 및 생육의 품질특성을 조사했다. Ractopamine은 마지막 40kg 체중 증가 기간 동안 투여되었고, 최종 결과에서 pST를 투여했을 때와 같이 도살체중에 관계없이 ractopamine 투여는 성장효율을 개선하고, 등지방두께를 감소시켰으며, 등심단면적을 증가시켰다. Ractopamine을 투여하고 사육 기간을 125kg까지 늘여도 일당증체량과 사료효율을 포함한 성장효율이 크게 영향을 받지 않았다. Ractopamine투여구의 출하체중을 125kg으로 연장함으로써 등지방두께가 다소 증가하였으나 그래도 ractopamine을 투여하고 125kg에 출하한 돼지의 등지방두께는 ractopamine을 처리하지 않고 107kg에 출하한 돼지에 비해 등지방두께가 얇았다. 또한 등심의 육색, 상강도 및 경도는 ractopamine 투여에 의하여 영향을 받지 않았다. 이상의 결과는 ractopamine을 투여함으로써 성장효율을 저하시키지 않고 도체품질에 악영향을 주지 않으면서 돼지의 출하 체중을 늘일 수 있음을 의미한다.

다. 성장촉진 Steroids

성장촉진 Steroids는 생체에서 생성되거나 합성된 estrogen 및 androgen을 일컬으며, 오랫동안 가축생산에 이용되었다. 현재 반추동물에의 사용이 허가된 steroid pellet 제제의 효과에서 성장촉진 steroids는 돼지에는 사용이 허가되지 않은 상태이다. 소에서 anabolic steroids는 일반적으로 사료섭취량과 성장률을 높이고 사료효율을 개선하는 효과가 있다. 체 조성도 또한 steroid 처리에 의해 개선되고, steroids의 주요 효과는 지방대사 보다는 단백질 대사 변화를 통하여 나타나는 것으로 것으로 믿어진다(NRC, 1994).
돼지에 있어도 성장촉진 steroids는 살코기 축적을 증가하고 지방 축적을 감소하여 도체조성을 개선하는 효과를 보여 주었다(Hancock 등, 1991; Lee 등, 2002). 그러나 돼지에서는 경우에 따라 steroids가 사료섭취를 억제하여 일당증체량을 감소시키기도 한다.

[월간 피그앤포크/2003년 12월호]



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