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ISSN : 1598-5504(Print)
ISSN : 2383-8272(Online)
Journal of Agriculture & Life Science Vol.52 No.5 pp.101-108
DOI : https://doi.org/10.14397/jals.2018.52.5.101

Effects of Various Types of Drinking Water on Performance, Meat Quality and Blood Biochemical Composition of Chicken under High Temperature Conditions

Yee Paek1,Tae Hyeon Cho2,Chun Ik Lim3,Dong Soo Chae3,Kyeong Seon Ryu3*
1National Institute of Agricultural Science, Jeonju, 54875, Korea
2IOREX Incorporated, Seoul, 07238, Korea
3Department of Animal Science, Chonbuk National University, Jeonju, 54896, Korea
E-mail: seon@jbnu.ac.kr
*Corresponding author: Kyeong Seon Ryu
Tel: +82-63-270-2638
Fax: +82-63-270-2612
July 17, 2018 September 19, 2018 October 4, 2018

Abstract


This study was conducted to investigate the effects of various types of drinking water on performance, meat quality and blood biochemical composition of broiler chicks under high temperature conditions. Three hundred sixty, eight day old Ross X Ross were allocated to the floor pen with four treatments for four weeks. Treatments consisted of tap water(TW), ion water(IW), cold water(CW), ion + cold water(ICW) with six replicates. Temperature and humidity were 30.9°C and 74.0% respectively, in indoor chicken house, and average temperature of TW was 29.5°C. IW was ionized by static electricity, and cold water was constantly kept at 15°C. Weight gain, feed intake and feed conversion were weekly measured until five weeks of age from eight days old. Blood and meat samples were taken and measured at the end of experiment. Weight gain tended to increase in IW, CW and ICW treatments compared with TW at three weeks old, but significantly(p<0.01) higher than TW at five weeks of age. No difference was found in feed intake for starting period, but showed significantly(p<0.01) increased in IW, CW and ICW treatments for finishing period. Feed conversion was significantly (p<0.05) improved in IW, CW and ICW treatments compared to TW group during whole experiment period. Meat lightness seemed to increase, but redness decreased in TW compared with other treatments. However,pH of meat showed lower(p<0.05) in TW compared to that of other treatments. Cooking loss showed significantly(p<0.05) lower in other treatments than TW, but tenderness decreased in TW treatments. Blood albumin and protein showed no difference, but triglyceride of birds drunk IW, CW and ICW were decreased(p<0.05). HDL cholesterol was significantly(p<0.05) high in those treatments compared to that of TW. The results of this experiment indicated that ICW can improve the performance, meat quality and HDL cholesterol of broiler chicks under high temperature season.



혹서기 서로 다른 급수 형태가 닭의 생산성, 육질 및 혈액성상에 미치는 영향

백이1,조태현2,임천익3,채동수3,류경선3*
1농촌진흥청 국립농업과학원, 2(주)이오렉스, 3전북대학교 동물자원과학과

초록


본 연구는 고온다습한 하절기에 음수의 형태가 닭의 생산성, 육질, 혈액의 성상에 미치는 영향을 구명 하고자 실행하였다. 8일령 로스종 360수를 4개 처리구인 수돗물, 이온수, 냉수 및 냉이온수(냉수+이온 수)로 처리구당 6반복으로 평사에 수용하여 5주령까지 급수하였다. 계사내부 평균 온도와 습도는 30.9°C 와 74.0%였으며, 수돗물의 평균온도는 29.5°C였다. 이온수는 정전기를 이용하여 물을 이온화하였고, 냉 수는 15°C로 고정하여 급수하였다. 증체량, 사료섭취량 및 사료요구율은 주간으로 측정하였으며, 혈액 과 계육 샘플은 실험 종료시에 채취하였다. 사육전기 21일령에 증체량은 수돗물 처리구에서 다른 처리 구에 비하여 낮았지만 통계적 차이는 없었으며, 사육후기의 35일령에 이온수, 냉수, 냉이온수 처리구에 서수돗물 처리구에 비하여 현저하게 높게 나타났다(p<0.01). 사료섭취량은 증체와 동일하게 사육전기에 는 처리구간에 일관적 차이가 없었지만 사육후기에 수돗물 처리구에 비하여 다른 처리구에서 매우 개선 되는 경향을 보였다(p<0.01). 사료요구율은 사양실험 전기간에서 이온수, 냉수 및 냉이온수 처리구에서 매우 개선되었다(p<0.05). 계육의 가슴살에서 명도는 수돗물 처리구에서 높게 나타났으며, 적색도는 낮 은 경향을 보였다. 황색도는 일관성이 없었지만 pH는 수돗물 처리구에서 다른 처리구에 비하여 낮게 나타났다(p<0.05). 조리감량은 이온수, 냉수 및 냉이온수 처리구에서 수돗물에 비하여 매우 낮았지만 (p<0.05) 연도는 높은 경향을 보였다. 혈중 알부민과 단백질은 처리구간에 차이가 없었지만, 중성지방 은 이온수, 냉수 및 냉이온수 처리구에서 낮은 경향을 보였다(p<0.05). 혈중 포도당은 처리구간에 차이 가 없었지만 HDL 콜레스테롤은 이온수, 냉수, 냉이온수 처리구에서 수돗물 처리구에 비해 현저하게 높 게 나타났다(p<0.05). 본 실험 결과 혹서기 육계에 냉이온수 급수는 생산성 및 육질을 개선하고 혈중 HDL을 높게 하였다.



    서론

    지난 50년간 선발과 육종을 통하여 육계의 체중 과 증체량은 급격하게 증가하였지만, 호흡기와 심 혈관 계통 강화를 위한 육종은 상대적으로 빈약하 게 이루어져 육계의 고온스트레스에 대한 저항력은 다른 가금류에 비하여 낮다. 그러므로 육계는 32℃ 고온환경에서 사료섭취량이 약 24% 감소되었으며 (Niu et al., 2009), 사육기간에 지속적인 고온은 육계의 면역능력과 육질을 저하시키고(Aksit et al., 2006), 카니발리즘과 폐사가 증가된다고 하였다 (Mahmoud et al., 2015). 또한 여름철 고온스트레 스에 노출된 육계는 산화적 스트레스가 발생되어 세 포의 사멸을 비롯한 대사 작용이 저하되므로 광범위 한 조직손상을 초래한다(Halliwell & Whiteman, 2004). 일반적으로 육계의 음수량은 사료섭취량의 약 1.6~2.0배이나, 고온스트레스를 받은 닭은 헐떡 거림과 신진대사활동이 증가하여 체내 높은 수분손 실을 초래하므로, 닭은 고온에서 탈수방지를 위해 체내온도가 1℃ 상승할 때 음수량이 약 7%가 상승 한다(Fairchild & Ritz, 2012). 그러나, 다량으로 섭 취된 물은 소화관을 통해 흡수되는 것보다는 소화관 을 통과하지 않고 순환하여 배설되는 양이 더욱 많 으므로(Van kampen, 1981), 음수는 닭의 고온스트 레스 극복과 밀접한 관련이 있을 것으로 사료된다.

    고온에서 사육되는 닭은 호흡의 증가로 혈액 내 CO2 농도와 pH가 감소하고 체내 이온이 불균형되어 산화적 스트레스가 유발되는데(O’Sullivan et al., 2017), 이러한 현상을 극복하기 위하여 육계는 과호 흡을 통해 체내 탄산수소를 배출하거나 혈중 전해질 농도 및 pH를 조절한다(Teeter, 1997). 이러한 조절 작용은 전해질이 균형된 물을 섭취 시에 촉진되며 전해질화 된 물은 장내에서 빠르게 흡수되므로, 고 온으로 인해 스트레스를 받은 육계를 회복하는데 일 조한다(Ahmad & Sarwar, 2006). 또한 육계에 냉 수의 급수는 고온스트레스를 해소하는 사양관리법으 로 알려져 있다(Safdar & Maghami, 2014). 닭은 피부에 땀샘이 없으며 온몸이 깃털로 덮여있어 외부 온도로부터 자신의 온도를 유지하기 어려우므로 지 속적인 온도관리로 환경에 적응할 수 있도록 관리가 필요한데 냉수를 마시면 높은 체온을 낮추는 역할을 한다. 육계 사육후기에 33℃와 70%의 고온다습한 환경에서 9℃의 음용수는 14℃와 비교하여 증체량을 약 14% 증진시키고, 흉선과 비장과 같은 면역관련 기관을 증대시키며, 면역글로불린 G와 A를 상승시 킨다고 보고되었으며(Park et al., 2015), 스트레스 와 관련된 호르몬 수치를 낮춘다고 하였다(Gross & Siegel, 1981). 이러한 선행연구에서 이온수와 냉수 의 급수는 육계의 고온스트레스 해소에 일조할 것으 로 확인되었으므로 이를 함께 급수한다면 더욱 효과 적으로 작용할 것으로 기대되나 이를 비교한 연구는 거의 발표되지 않았다.

    그러므로 본 연구는 혹서기에 닭의 고온 스트레스 를 예방을 위하여 이온수와 냉수의 급수를 비교하여 생산성, 계육품질 및 혈액성상에 미치는 영향을 구 명하고자 수행하였다.

    재료 및 방법

    1 실험설계 및 사양관리

    1일령 육계(Ross × Ross) 360수를 첫 7일간 관 행적인 방식으로 사육한 후 8일령부터 4개 처리구와 6반복으로 반복당 15수씩 배치하여 4주간 사양실험 을 실시하였다. 실험 개시시에 육계의 처리구간 평 균체중은 오차범위 0.5%내로 유사하게 분배하였고, 사료는 사육전기(2~3주령)에 ME: 3,100kcal/kg, CP: 20.5%, lys: 1.26% 및 meth: 0.54%, 사육후 기(4~5주령)에는 ME: 3,200kcal/kg, CP: 18.5%, lys: 1.10% 및 meth: 0.49% 수준으로 구성하였다. 급수는 닙플을 통해 공급하는 음용수의 조건을 다르 게 하여 수돗물(tap water; TW), 이온수(ion water, IW), 냉수(cold water; CW)및 이온수+냉수(ion + cold water; ICW)를 급수하였다. 사양실험의 계절은 혹서기의 여름철(7~8월)로 계사내부 평균온도와 습 도는 30.9℃와 74.0%였으며, 일반 수돗물의 평균온 도는 29.5℃였다. 이온수처리구는 (주)이오렉스에서 자체 개발한 제품을 사용하여 일반 수돗물에 정전기 를 가해이온화(H+와 OH-) 및 전해질화 하였고(Jo & Kwon, 2012), 냉수처리구는 순환식 냉방 히트펌프를 사용하여 온도를 15℃로 고정한 상태에서 급수하였다 (Paek et al.,2017).냉이온수처리구는 15℃로 고정 된 냉수를 이온화 및 전해질화하여 급수하였다. 사 료와 음수는 육계의 성장단계에 따라서 급이기와 급 수기 높이를 조절하여 자유롭게 섭취하도록 하였고, 이외에도 본 연구의 사양관리를 포함한 모든 실험절 차는 유럽실험동물취급면허 교재에서 제시된 과학· 윤리적 규정을 준수하여 진행하였다(Scot, 1994).

    2 조사항목 및 방법

    2.1 체중, 증체량, 사료섭취량 및 사료요구율

    사양시험기간동안 매주 체중과 사료잔량을 측정하 였다. 체중은 모든 개체를 측정하여 팬별로 평균체 중과 평균증체량을 나타내었다. 사료섭취량은 각 펜 의 총 급여량에서 사료잔량을 공제하여 측정하였으 며, 사료요구율은 사료섭취량에서 평균증체량을 나 누어 계산하였다.

    2.2 육색, pH, 조리감량, 육즙손실 및 전단력

    육질분석은 사양 시험 종료 후 처리구 당 수컷 6수 씩을 임의로 선별하여 희생시킨 후 가슴육을 채취하 여 분석하였다. 육색은 육색측정기(Konica Minolta, CM-2500d, Japan)를 이용하였고, pH는 pH측정기 (Mettler Toledo PH/Ion S220)을 사용하여 개체 별로 일정한 부분을 5번 측정하여 평균 값을 계산하 였다. 육즙손실은 계육을 4℃에서 24시간동안 보관 한 후 무게를 측정하여 감소한 수분량을 측정하였 고, 조리감량은 70℃의 물에서 15분간 계육을 가열 하여 감소된 수분량을 비교하였다. 전단력은 3342 Instron Corporation(USA)모델을 이용해 가슴살의 질김정도를 5번 측정한 후 평균 값을 계산하였다.

    2.3 혈액 생화학적 분석

    혈액은 사양 시험 종료 후 처리구 당 8수씩을 임 의로 선별하여 분석하였다. 익하 정맥에서 혈액을 채혈한 후 원심분리기(3,000rpm, 4℃, 10분)를 사 용하여 혈청을 분리하였다. 그 후 샘플컵에 담아 세그 먼트에 배열 후 전자동 생화학 분석 장비(Automatic Biochemical Analyser, Thermo Konelab 2, Finland) 를 사용하여 알부민, 콜레스테롤, HDL콜레스테롤, 글루코오스, 단백질 및 중성지방을 분석하였다.

    3 통계분석

    수집된 데이터는 SAS(Statistical Analysis System, 9.2 Version, Cary, NC, 2002)의 General Linear Model(GLM) 을 이용하여 분석하였으며, 처리구간 값을 Duncan’s multiple comparison 방법을 통하 여 95% 수준으로 통계적 차이를 분석하였다.

    결과 및 고찰

    1 체중, 증체량, 사료섭취량, 사료요구율

    여름철 IW, CW 및 ICW의 급수가 육계의 체중, 증체량, 사료섭취량 및 사료요구율에 미치는 영향 은 Table 1에 나타내었다. 사육전기 8~21일령에 증체량은 처리구간에 유의성은 없었지만 ICW, IW, CW 및 TW 순으로 증가하는 경향을 보였고, 사료 섭취량은 차이가 없었다. 사료요구율은 IW, CW 및 ICW처리구(1.32~1.34)에서 TW(1.38)와 비교하여 유의적으로 개선되었다(p<0.05). 사육후기 22~35일 령의 증체량은 CW와 ICW처리구에서 1,264.76과 1,323.17g로 TW와 IW처리구인 1,133.25와 1,170.61g 에 비해 매우 증가되었고(p<0.01), 사료섭취량도 이 와 유사하게 확인되어 ICW처리구에서 현저하게 증 가되었다(p<0.01). 사료요구율은 IW, CW 및 ICW 처리구에서 TW에 비해 개선되었다(p<0.05). 전체 사양실험 기간에서 체중과 증체량은 ICW, CW, IW 및 TW처리구 순으로 높았고(p<0.01), 사료섭취량은 이와 유사하게 나타났다(p<0.01). 사료요구율은 IW, CW 및 ICW처리구에서 1.523~1.533으로 TW의 1.578 보다 유의적으로 개선되었다(p<0.01). 여름철의 내 부온도가 35℃부터 육계는 주로 헐떡거림이 급격히 증가하여 에너지와 수분 손실과 이온의 불균형이 발 생하므로, 혈액 내 정상적인 전해질 수준과 균형은 육계의 성장에 있어서 중요하다(Ahmad & Sarwar, 2006). 육계에 이온수의 급여는 증체량과 사료섭취 량을 향상하였고(Kim et al., 2013), 특히, 전기로 분해한 물은 칼슘, 칼륨, 마그네슘 및 나트륨을 포 함한 물로 분해되어 체내 이온 균형을 유지하며, 수분흡수를 원활하게 하여 손실된 수분과 이온불균 형을 줄이는데 일조할 수 있다(Roe et al., 1990; Ahmad & Sarwar, 2006; Jo & Kwon, 2012). 그 러므로 여름철 정전기를 통해 이온화한 이온수의 급 수는 고온환경에서 생리적으로 육계를 안정화하는데 기여하였고, 증체와 사료요구율을 개선한 것으로 사 료되었다. 한편 고온 환경에서 육계의 증체량은 체 온과 밀접한 관련이 있으며, 냉수의 급여는 직간접 으로 육계의 체온을 낮춰 육계의 증체와 사료효율을 개선한다(Guo et al., 2003). Abioja et al.(2011)과 Park et al.(2015)은 육계 사육후기에 8~9℃의 냉 수 급수는 체중과 증체량을 증진시키고 사료요구율 을 개선한다고 하였다. 또한 Paek et al.(2017)은 15℃의 음수는 28℃ 음수에 비하여 사료 섭취량과 사료요구율이 개선되었다고 하여 본 연구결과와 일 치하였다. 결과적으로 국내 여름철에 IW와 CW의 급수는 육계의 성장저해 문제를 해결할 수 있는 방 안으로 가능성을 보였다. 특히, 육계의 성장에서 사육전기에는 IW처리구가 우수하였고 사육후기에 는 CW처리구가 효율적이었지만, 이를 함께 급수한 ICW처리구에서 여름철 육계의 성장을 더욱 효과적 으로 증진하였다.

    2 pH, 육색, 조리감량, 육즙손실, 전단력

    혹서기에 IW,CW 및 ICW의 급수가 계육의 pH, 육색, 조리감량, 육즙손실 및 전단력에 미치는 영향 은 Table 2에 제시하였다. IW, CW 및 ICW 처리구 에서 TW에 비해 명도는 낮아지고, 적색도는 높아지 는 경향을 보였지만 처리구간에 통계적 차이는 없었 고, 황색도는 일관적 차이가 없었다. pH는 IW, CW 및 ICW처리구에서 5.86~5.91로 TW의 5.76보다 매 우 증가되었다(p<0.05). 육즙손실은 IW, CW 및 ICW처리구에서 TW에 비하여 감소되는 경향을 보였 으며, 조리감량은 현저하게 감소되었다(p<0.05). 전 단력은 IW, CW 및 ICW에서 3.51~3.65로 TW의 3.06보다 증가되었지만 처리구간에 통계적 차이는 없었다. Zhang et al.(2012)은 고온환경에서 사육 된 닭의 계육에서 명도가 증가되며, 적색도가 감소 되었다고 하였으며, 감소된 적색도는 계육 내 미오 글로빈의 대다수가 산화되는데 기인한다고 하였다 (Petracci et al., 2004). 또한 고온 스트레스에 노 출된 육계는 호흡의 증가로 체내 CO2와 계육 pH가 저하되고(O’Sullivan et al., 2017), 감소된 pH는 단백질의 변성을 야기하므로 수분 손실이 증대되어 연한 육질의 계육을 생산한다(Zhang et al., 2012). 이와 유사하게 Aksit et al.(2006)도 육계를 34℃의 고온에서 사육시에 관행적인 방법보다 계육의 pH와 글리코겐이 감소되어, 연하고 수분손실이 많은 계육 이 생산된다고 하였다. 이러한 고온환경에서 사육한 육계의 육질변화는 음용수에 전해질 농도를 조절하 여 혈액의 pH를 조절하므로 산화적 스트레스를 저감 할 수 있다고 하였고(Teeter, 1997), Kim et al.(2013) 의 이온수 급수 시에 계육의 육즙손실이 감소되었다 는 보고는 본 연구결과와 유사하였다. 또한 여름철 냉수의 급수는 육계의 고온 스트레스를 저감하는 방 안으로 제시하였으므로(Safdar & Maghami, 2014), 고온 환경에서 냉수는 직간접으로 계육의 품질을 개 선할 것으로 사료되었다. 본 연구결과 고온다습한 환경에서 IW와 CW처리구는 TW에 비하여 계육의 품질저하 문제를 극복하였으며, 이것은 IW와 CW를 함께 급수한 ICW처리구에서 더욱 효과적으로 작용 하였다.

    3 혈액의 생화학적 성상

    혹서기 육계에 IW, CW 및 ICW의 급수가 혈중 알부민, 콜레스테롤, 글루코오스 단백질 및 중성지 방에 미치는 영향은 Table 3에 나타내었다. 혈중 알 부민(albumin)은 음수의 형태에 따라서 처리구간에 차이가 없었다. 총 콜레스테롤(cholesterol)은 모든 처리구에서 통계적 차이가 없었고, HDL콜레스테롤 은 IW, CW 및 ICW 처리구가 120.36~128.45 mg/dl으로 TW에 비해 유의적으로 높게 나타났다 (p<0.05). 글루코오스와 단백질은 처리구 간에 통 계적 차이가 확인되지 않았으나, 중성지방은 TW 처 리구에 비하여 다른 처리구에서 현저하게 감소되었 다(p<0.05).육계는 21일령 이후부터 고온환경에 대 한 저항력이 급격히 감소하기 시작하고, 콜레스테롤 대사가 원활히 이루어지지 못한다(Bueno et al., 2017). Puvadolpirod & Thaxton(2000)는 이러한 변화가 스트레스의 반응으로 체내 삼투압과 수분흡 수를 조절하는 부신피질 자극호르몬의 분비와 관련 이 있다고 하였다. 선행연구에서 알칼리성 이온수의 급수가 육계의 면역능력에는 영향을 미치지 못했지 만 혈중 콜레스테롤과 중성지방이 감소되었고(Jassim & Ageel, 2017), Park et al.(2015)은 여름철 9℃ 의 급수로 육계의 면역능력시스템이 개선되므로 혈중 HDL콜레스테롤의 증가와 중성지방이 감소한 다고 하여 본 연구결과와 유사하였다. 이러한 결과 는 고온환경에서 육계의 사료 내 항산화제를 첨가 급여하여 고온 스트레스를 저감 시에도 확인되었 고(Tawfeek & Hassanin, 2014), 혹서기 IW와 CW 의 급수는 TW에 비해 육계의 산화스트레스 저감과 생리활성 개선에 기여한 것으로 사료되었다.

    감사의 글

    본 연구는 농촌진흥청 공동연구사업(과제번호: PJ 01340202)에 의해 이루어진 것으로 이에 감사드립 니다.

    Figure

    Table

    Effects of drinking ion and cold water on performance of broiler chicksunder high temperature conditions

    Effects of drinking ion and cold water on meat quality of broiler chicksunder high temperature conditions

    Effects of drinking ion and cold water on blood biochemical composition of broiler chicksunder high temperature condition

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