전 세계는 지금 폭염 비상
미국의 데스벨리에서 100년 만에 54.4℃의 최고 기록을 경신하였다. 이탈리아, 스페인, 그리스 등의 유럽 남부지역에서도 연일 40℃ 이상의 이례적인 고온 현상에 시달리고 있다. 아시아도 폭염의 안전지대는 아니다. 최근 중국의 일부 지역에서 52℃가 넘는 폭염이 발생하고 있기 때문이다. 1900년대 초부터 바닷물의 온도가 지속적으로 상승하고 있다. 이러한 현상이 계속된다면 앞으로의 여름은 더욱 가혹한 상황이 될 것이다.
올해의 세계 평균 기온은 평년보다 높은 수준으로 심각한 폭염 피해가 앞으로도 계속될 것이 예상된다. 우리나라도 장마가 끝나고 이제부터는 본격적인 무더위가 시작된다. 매년 혹서기 발생하는 고온 스트레스는 농가에 큰 경제적 손실을 유발한다. 따라서 이러한 피해를 최소화하기 위해 고온 스트레스 완화와 생산성 향상을 위한 특별한 영양적 솔루션이 필요하다.
돼지의 고온 스트레스 피해
돼지는 땀샘이 발달되지 않고 두꺼운 지방층을 갖고 있어 체내 대사열 조절이 어렵다. 이에 따라 고온 스트레스에 매우 취약하다. 돼지가 사료를 섭취하고 소화 및 흡수 과정을 거치면서 발생하는 대사열은 체온을 상승시키고 사료섭취량을 저하시킨다. 또한 고온에 의해 상승된 체온을 식히기 위해 대부분의 혈액을 피부로 쏠리게 하여 장관에서는 혈액 부족으로 인해 장 내벽의 손상이 유발된다. 장 내벽의 손상은 장내 유익균총 저하 및 체내 면역 시스템의 약화로 연결되며 섭취한 영양소의 흡수 저하 및 손실을 증가시키고 폐사율 상승에 기여한다.
한돈팜스 전산성적의 자료에서 우리나라 고온기(6~8월)와 고온기 외(9월~5월)의 양돈 생산성적을 비교하면 이유 후 폐사율, 출하일령 및 사료섭취량에 큰 차이를 나타내고 있다. 농장에서 폐사율과 출하일령의 증가는 커다란 경제적 손실을 유발한다. 폐사율이 높아지면서 출하두수의 감소와 사료 섭취 후 폐사한 개체들로 인하여 사료 손실이 발생하고 출하일령이 늦어질수록 두당 사육비와 유지를 위한 사료비가 증가하게 된다.
혹서기 고온 스트레스가 양돈 생산성에 미치는 피해는 많은 연구를 통해 규명되었다. 그러나 계절적 요인이기 때문에 근본적인 원인을 해결할 수는 없다. 그렇다면 이러한 피해를 최소화하기 위해서는 고온 스트레스를 완화를 위한 다양한 방법의 접근이 필요하다.
돼지의 열을 조절해야 한다
밥을 먹을 때 땀이 나는 경우가 있다. 음식을 먹으면 체온이 상승하게 되므로 몸속의 기관들도 온도가 올라가 땀으로 배출되는 증상을 보이기 때문이다. 돼지의 경우 땀샘이 없어 땀을 통한 열 배출이 불가능하다. 따라서 돼지가 혹서기에 사료를 섭취하는 행동은 매우 커다란 스트레스가 수반된다. 이를 해결하기 위해서는 사료의 섭취 및 소화과정에서 발생하는 열을 효과적으로 조절하는 것이 필요하다.
사료로 섭취한 에너지는 소화과정 중 대사에너지(ME)가 정미에너지(NE)로 전환되면서 대사열이 발생한다. 이러한 대사열은 사료의 영양소 구성에 따라 발생하는 정도가 다르다. 사료의 지방 수준이 높을수록 대사열의 발생이 낮아지고 반대로 단백질, 섬유소, 조회분의 수준이 높을수록 대사열의 발생이 증가하게 된다. 이에 따라 사료를 저단백/고지방으로 설계할 경우 대사열의 발생을 조절하여 혹서기 고온 스트레스를 저감할 수 있다. 다만, 저단백으로 설계할 경우 아미노산 결핍이 발생할 수도 있어 더욱 정밀한 아미노산 설계가 필요하다.
하지만 영양소 구성을 조절한다고 해도 근본적인 원인을 해결하기 어렵다. 이에 따라 당사에서는 흡열 반응을 통해 이를 극복하고자 하였다. 흡열 반응은 화학에서 물질이 열을 흡수함으로써 진행되는 반응이다. 대표적인 흡열 반응으로는 융해와 기화 반응이 존재한다. 예를 들어 인간이 땀의 기화를 통해 체온이 조절되는 것이다. 당사의 고온 스트레스 전용 솔루션인 ‘스피드쿨’에는 자사 연구소에서 최초 개발한 기능성 발효물질을 적용하였다. 이 물질은 수분과 반응하면서 주변의 열에너지를 흡수하는 흡열 반응을 일으킨다. 자사 연구소에서 40℃의 물과 반응하여 온도 변화를 분석한 결과 아래와 같이 온도가 저감되는 효과를 확인할 수 있었다. 이는 돼지가 사료를 섭취하는 과정에서 시원함과 청량감을 느낄 수 있어 섭취 시 수반되는 고온 스트레스를 완화하여 사료섭취량 향상에 탁월한 효과를 나타낼 수 있다.
장관 손상을 최소화해야 한다
고온 스트레스의 발생은 장 내벽의 물리적 손상뿐만 아니라 미생물 균총과 면역시스템까지 파괴한다. 이는 영양소 소화/흡수를 저하시키고 이상 면역반응을 유발하여 돼지의 폐사율을 증가시키는 원인이 된다. '스피드쿨'은 이러한 장관 손상을 최소화하고 면역기능을 활성화할 수 있는 효모배양물과 베타글루칸을 적용하였다. 효모배양물을 사용하면 소화기 내 발효를 통해 단쇄지방산의 생성을 증가시켜 준다. 이를 통해 장 건강 개선이 이루어지고 뿐만 아니라 단쇄지방산의 체순환 과정 중 지방분해 및 비에스테르형 지방산의 농도를 낮춰 인슐린 민감도를 개선함으로써 사료섭취량을 증가시켜 준다. 베타글루칸은 주로 선천성 면역계를 자극하여 외부의 박테리아나 바이러스 등의 병원체를 제거한다. 이를 통해 장 건강 개선 및 장관면역 활성화에 도움을 줄 수 있다.
부족한 영양소를 충족해야 한다
고온 스트레스의 가장 큰 특징은 사료섭취량이 크게 저하되는 현상이다. 일반적으로 사료의 영양소 수준은 돼지의 사료섭취량에 맞춰 결정한다. 그러나 혹서기 사료섭취량이 크게 저하되는 경우 필수적으로 요구되는 영양소가 결핍되면서 성장에 필요한 영양소 밸런스가 파괴된다.
'스피드쿨'은 혹서기 사료섭취량 저하로 발생하는 영양부족을 해결하고자 필수 아미노산, 비타민 및 고효율 에너지원을 강화하였고 융모 세포의 유동성과 투과성을 개선하여 영양소 흡수를 극대화할 수 있는 기능성 물질을 추가하였다.
실제 자체 연구농장에서 고온 스트레스 조건으로 사양시험을 진행한 결과 일당증체량과 사료섭취량이 개선되는 효과를 검증하였다. 또한 모돈 10,000두 규모의 상업농장에서 6~8월 하절기 보강결과 전년도와 비교하여 폐사율이 1% 개선되는 효과를 나타내었다
고온 스트레스 해결을 위한 첨가제 솔루션
양돈산업은 매년 혹서기마다 고온 스트레스로 인한 피해가 발생한다. 지구 온난화의 여파로 전 세계 평균 기온이 계속적으로 상승하고 있어 앞으로는 더욱 힘든 여름을 보낼 것으로 예상된다. 그러나 이러한 위기상황을 오히려 기회로 삼아 농장의 경쟁력을 향상시킬 수 있는 발판으로 만들어야 한다.
매년 혹서기 고온 스트레스의 피해로 발생하는 위기 상황을 슬기롭게 극복할 수 있도록 고온 스트레스 전용 첨가제 스피드쿨을 농장에 솔루션을 제시하고자 한다.
다음 호에서는 '농장의 악취발생에 대한 고민을 해결하는 첨가제' 기술을 소개하고자 한다.
※ 양돈장 고민 해결 Pick! 아이피드 첨가제 솔루션
