질병 치료를 위해 사용하던 항생제가 성장촉진 효과도 있음을 알게 된 후 많은 양돈농가에서 항생제를 오․남용해 왔다. 이로 인해 항생제 잔류, 내성균 발생 문제가 대두되자 EU를 시작으로 다양한 국가에서 항생제 사용에 대한 규제를 강화하였다.
성장촉진용 항생제 사용 금지는 면역력 저하, 설사 발생, 출하지연 등 생산성 저하를 일으키고, 특히 면역력이 가장 약한 이유자돈 시기에 문제가 두드러졌다. 이를 해결하기 위해 국내외에 많은 연구진이 다양한 대체제 개발에 노력하였다. 항생제와 유사한 효과를 보였던 대체제는 산화아연(ZnO)으로 이유 후 설사 치료제로써 주목받게 되었다.
그러나 최근 전 세계적으로 대두되는 기후변화와 환경오염 문제로 인해 선진국에서는 산화아연 사용 제한을 고려하고 있다. EU에서는 2017년 산화아연 위해성 평가 결과를 토대로 2022년까지 점진적으로 산화아연 첨가량을 영양적인 요구량(150ppm 이하)까지만 허용하는 결의안을 채택하였다. 국내에서도 산화아연의 환경오염 문제가 부각되고 있어 이를 대체할 제품이 필요한 상황이다.
1. 자돈과 이유 스트레스
자돈은 태어난 지 21~28일 정도 되면 모돈과 분리되는 ‘이유’ 과정을 겪는다. 이유는 이동 스트레스, 사료와 돈방의 변화, 서열 스트레스 등이 복합적으로 작용하여 자돈의 성장, 건강, 면역 기능에 큰 영향을 주는데, 심하면 폐사에 이르기도 한다. 실제 한돈협회에서 전산농가를 대상으로 폐사율이 가장 큰 사육단계를 조사한 결과 이유단계가 38.6%로 가장 높게 나타났다.
자돈은 이유 후 스트레스로 사료를 짧게는 하루에서 길게는 일주일까지 섭취하지 않는다. 또한 소화기관 발달이 미성숙한 시기에 모유에서 고체사료로 변경되면서 장·융모가 손상되어 영양소 흡수와 점액분비에 장애가 발생한다. 위산 분비도 원활하지 못해 단백질의 가수분해가 저하되고 유해균이 소장까지 넘어가는 비율이 증가해 설사를 일으키는 대장균(E.coli), 살모넬라 등의 감염에 취약해진다. 이러한 작용들이 복합적으로 작용해 자돈의 설사를 일으키고 성장을 지연시키게 된다.
2. 설사 방지를 위한 산화아연
자돈의 설사 방지를 위하여 다양한 대체제를 연구하던 중 설사 예방 효과가 높았던 대체제가 산화아연(ZnO)이다. 자세한 메커니즘은 밝혀지진 않았으나 많은 연구자는 치료 목적으로 고농도 산화아연(2500~300ppm)을 급여하면 ①장 융모 회복 및 영양소 소화 흡수 개선, ②장세포 간격을 촘촘히 하여 유해 미생물 감염 차단, ③식욕 촉진 호르몬과 췌장효소 분비 촉진, ④ 항산화 작용 촉진 및 중금속 결합효소 증가, ⑤염증전(Pro-inflammation) 반응 감소, 항 염증반응 증가 등 면역작용 촉진 등이 있다. 이외에도 설사를 일으키는 대장균이나 살모넬라 등의 호기성 병원균의 세포벽을 손상하거나 미생물의 장 세포 부착 방지로 설사를 예방한다.
하지만 산화아연은 체내 흡수되는 양은 매우 제한적이기 때문에 과다한 양을 오랜 기간 급여하게 되면 여러 가지 부작용이 발생한다. ①신장, 간, 췌장 등에 생체독성 효과, ②비휘발성, 비 분해성으로 대부분 분변으로 배출되어 토양, 지하수 등에 중금속 축적, ③일부 미생물은 중금속(아연)과 항생제(Methicillin 등) 내성 유전자가 같이 존재하여 항생제 내성 유전자가 전파될 위험 증가, ④성장촉진용 항생제와 유사하게 그람양성균 억제, 미생물 활성을 저하해 장내 유익균이 감소하는 문제가 발생한다.
3. 이유자돈 설사 개선용 산화아연 대체제 현황
국내외의 많은 연구자는 이유자돈의 설사를 예방하기 위하여 대체제 개발에 오랜 기간 연구해 왔다. 하지만 안타깝게도 산화아연만큼 설사를 예방하는 대체제는 아직 개발되지 못했다. (표 1)과 같이 다양한 대체제에서 설사 예방이나 병원균 저감 효과를 나타내긴 하였으나 형태나 첨가 종류에 따른 효과 차이가 커 균일한 효과를 내기 위해서는 많은 연구가 필요할 것으로 보인다.
(표 1) 산화아연 대체제 종류 및 장단점
한편 최근 새롭게 주목받고 있는 대체제로 박테리오파지가 있다. 박테리오파지는 특정 세균에 기생하여 증식하고 종국엔 세균을 죽이는 기능을 수행한다. 이 박테리오파지는 특정 세균에만 선택적으로 기생하여 사멸시켜 유익균에 영향을 주지 않고 병원성균을 제거하는 데 효과적이다. 하지만 아직 상용화를 위해서는 첨가 수준, 목표 병원균 설정, 산화아연 대체 가능성 등에 더 많은 연구가 필요하다.
또한 이유기 고섬유 사료 급여도 고려 대상이다. 이유기 성장을 높이기 위하여 고단백사료를 급여하고 있는데, 이는 오히려 미성숙한 장에 부담이 되어 설사를 발생하는 원인이다. 이를 해결하는 방안으로 제시된 것이 고섬유사료인데, 섬유질을 높여 고단백으로 인한 장의 부담을 줄이고 장내 미생물 중 유익균을 증가시켜 병원균 감소와 단쇄지방산 생성을 촉진해 성장을 개선하는 것이다. 이 방법 또한 아직 이유기 단백질, 아미노산, 섬유질의 적정 수준 및 사용 가능 원료 탐색 등 추가적인 연구가 필요하다.
4. 이유 스트레스 최소화를 위한 농가의 대응 방안
앞서 언급한 이유 스트레스의 영향 최소화를 위해서는 농가에서도 많은 노력이 필요하다. 첫 번째, 적절한 이유시기 결정이다. 분만간격을 단축해 자돈 생산을 증가하기 위해 너무 이른 시기에 이유하면 자돈의 미성숙한 소화능력으로 설사, 성장 정체가 발생하고, 너무 늦게 이유하면 모돈의 체손실이 증가하여 적절한 이유시기 결정이 필요하다. 국내외 여러 연구에서 공통으로 소화기관 발달 및 성장을 고려하면 최소 21일령 이후에 하는 것을 권장하고, 적정 이유일령으로 28일령 이후를 제시한다.
(표 2) 이유일령이 이유자돈의 성장 능력에 미치는 영향
두 번째, 자돈의 입질사료 급여이다. 이유기 사료 섭취 거부의 원인 중 하나는 액상인 모유에서 고체인 가루사료에 적응하지 못하기 때문인데, 이를 해결하기 위해서는 포유기 때 입질사료 급여를 추천한다. 입질사료 급여 일령은 농장 사정에 맞게 조절하되 처음에는 소량 급여해보고 섭취량을 확인하여 하루 동안 먹을 수 있는 양만큼만 급여한다. 입질사료는 고영양이기 때문에 변질하기 쉬우므로 매일 신선한 사료를 급여할 수 있도록 자주 확인한다.
세 번째, 자돈의 음수량 보존을 위해 니플에 추가로 바닥 급수기 혹은 오목한 접시나 컵을 설치하여 물을 급여한다.
네 번째, 환경에 의한 영향을 최소화하기 위해 보온등, 바닥난방 등 보온장치를 이용해 온도를 30℃ 내외로 유지해야 한다. 이후 일주일마다 1~2℃씩 돈방 온도를 낮춰 육성기에는 돈방 온도가 20℃ 정도를 유지한다. 자돈들이 생활하는 모습을 관찰하여 보온등 아래 자돈들이 몰려있으면 추위를 느끼는 것이므로 온도를 높여주고, 반대로 사료 섭취량이 감소하거나 숨을 헐떡이면 더위를 느끼는 것이므로 온도를 낮춰준다.
이유기는 폐사를 줄이고 생산성을 높이는 매우 중요한 시기이다. 국내외의 많은 과학자가 이유 스트레스와 산화아연 대체제 개발 및 활용방안 연구를 진행하고 있고, 농가에서는 이유자돈에 많은 관심을 가지고 적정온도 여부, 사료 섭취량, 음수량이 적정한지 확인하고 대응해 준다면 이러한 힘든 시기를 잘 이겨낼 수 있다고 생각한다.
■ 참고자료
1. Gresse, R., Chaucheyras-Durand, F., Fleury, M. A., Van de Wiele, T., Forano, E., & Blanquet-Diot, S. (2017). Gut microbiota dysbiosis in postweaning piglets: understanding the keys to health. Trends in microbiology, 25(10), 851-873.
2. Starke, I., Pieper, R., Vahjen, W., & Zentek, J. (2014). The impact of dietary Zinc Oxide on the bacterial diversity of the small intestinal microbiota of weaned piglets.
3. Bonetti, A., Tugnoli, B., Piva, A., & Grilli, E. (2021). Towards zero zinc oxide: Feeding strategies to manage post-weaning diarrhea in piglets. Animals, 11(3), 642.
4. 조경훈, 2006, Effects of weaning age and weight on growth performance, nutrient digestibility and integrity of small intestine in pigs. In PhD. Thesis. Seoul National University, Korea.
5. 2014 전국 한돈농가 경영실태조사, 2014, 대한한돈협회
【원고는 ☞ kjektw@korea.kr로 문의바랍니다.】
