농업직 공무원 농촌지도사 방송통신대학교 - 농학과 - 가축영양학 핵심 요약정리 - 13 영양소의 이용

■  주요용어

기초대사율
: 환경적인  요인에  의하여  영향을  받지  않는 상태에서의  열생산
내생뇨질소
: 절식  후  완전기아상태에서  오줌으로  배설되는  최소한의  질소
성장곡선 
: 성장단계별  체중과  나이와의  관계를  나타낸  곡선
보상성장
: 영양소의  제한  급여  후  영양소를  집중적으로  보충할 경우  급속한  성장을  이루는  현상
산유곡선
: 산유기간  중  산유량과  유성분의  변화를  그래프로  나타낸  것

1. 유지와영양

1) 생명의 유지

*생명현상 유지를 위한 기본적인 영양 
*생명현상의 유지 
- 체온의 유지 
- 호흡 
- 혈액순환
- 노폐물 배설
- 뇌신경 유지

2) 기아와 절식

절식(fasting) 
- 외부로부터 영양소가 공급되지 않는 상태
- 동물의 종류에 따라 절식이 시작되는 시간은 다름 
단위동물
- 비교적 빠름(사료섭취 후 12 시간) 
반추동물 
- 복잡하고 김(사료섭취 후 30 – 70 시간) 
- 메탄발생량이 가장 낮은 시기

절식분해대사(Fasting Catabolism)
- 외부 영양소가 공급되지 않는 상태  
- 체조직을 분해하여 생명을 유지 
- 공복시에 이루어지는 대사작용 
- 유지요구량 측정에 필수

기아(starvation): 절식이 계속되는 상태
*완전기아(complete starvation)
- 열량증가가 일어나지 않는 상태 
- 체조직의 수분과 영양소만으로 최소 활동 유지 
- 절식대사가 일어나는 조건 
*절대기아(absolute starvation)
- 체조직의 이용한계를 넘어선 기아상태
- 정상적인 건강상태로 회복이 어려움

3) 기초대사(Basal Metabolism)

의미 
- 절식시 열생산(fasting heat production) 조건
- 주변환경에 영향을 받지 않는 조건이 전제되어야 함
기초대사 측정조건 
- 정상적인 영양상태  
- 최적의 온도 
- 완전한 휴식상태

기초대사량
- 기초대사량은 체표면적에 비례 
- 체표면적의 측정 곤란
- 대사체중(Metabolic Body size, W0.75 )을 이용 

 

축종별 기초대사량

 

기초대사율(Basal Metabolic Rate)
- 소동물 > 대동물
- 수가축 > 암가축 > 거세축
- 임신 > 비임신 
- 산란계 > 휴산계
- 어린 동물 > 늙은 동물

4)내생질소대사

내생 질소(Endogenous Nitrogen)
- 내생 뇨 질소 + 대사성 분 질소 
- 측정시 정상적인 에너지 상태가 요구됨 
- 내생 뇨 질소(Endogenous Urinary Nitrogen, EUN): 
완전기아 상태에서 오줌으로 배설되는 최소핚의 질소 
- 대사성 분 질소(Metabolic Fecal Nitrogen): 소화효소, 장내미생물, 장상피세포 등에서 유래한 질소로 극미량
이라 무시할 수준임

*내생 질소 최소량 도달시기 
- 저영양, 저단백질: 촉진
- 고영양, 고단백질: 지연

5) 유지에너지 요구량

의미: 에너지 평형을 유지하는데 필요한 최소한의 에너지 
측정방법 
- 사양시험(Feeding Trial)
- 에너지평형법(Energy Equilibrium Method)
- 도체분석법(Slaughter Analysis Method)

6) 유지단백질요구량

의미: 단백질 평형을 유지하는데 필요한 최소한의 단백질 
*측정방법 
- 사양시험(Feeding Trial)
- 질소균형법(Nitrogen Balance Method)
- 요인법(Factorial Method) 

*측정시 고려사항 
- 체단백질 손실
- 단백질 축적
- 단백질 생산
- 사료의 생물가

7) 유지요구량 영향요인

운동: 사양 조건에 따른 운동량 
기후: 최적온도에서 가장 유리
스트레스: 스트레스는 유지요구량 증가
건강상태: 허약한 경우 유지요구량 증가
체구: 체구가 크면 유지요구량 증가
체질: 예민할 수록 유지요구량 증가
생산수준: 생산수준이 증가할 수록 유지요구량 증가

2. 성장과 영양

1) 성장

의미: 생명현상과 직접 관계가 있는 조직의 증대 
근육의 성장: 근섬유의 수 및 크기의 증가 
골격의 성장
성장과 세포의 증식
- 영구세포(permanent cell): 신경세포, 뇌세포
- 안정세포(stable cell):조직세포
- 역변세포(liable cell): 상피세포  

2) 성장곡선

의미: 성장단계별 체중과 나이와의 관계
일반적으로 S자 모양
성장촉진기: 성장초기
억제기: 성장둔화기
성성숙기: 성장촉진기와 억제기의 전환점
축종 및 품종에 따라 다름 

3) 성장과 생산성

영양소와 성장
- 에너지, 단백질 부족: 체중증가 제한 
- 인, 코발트, 무기물, 비타민 B: 식욕증진 
- 칼슘, 인: 골격성장
보상성장
- 제한급여 후 영양소의 집중적인 보충시 급속한 성장
- 비육우의 단기 비육에 많이 이용 

4) 성장과비육

성장
- 골격, 근육, 장기 및 지방조직의 병행하면서 증대 
- 근육조직 내 근섬유 수의 증가
- 지방조직의 발달
비육
- 섭취한 영양소를 근육 및 지방조직에 축적 
- 근섬유의 증대, 근섬유 조직 내 지방 축적
- 고기 질과 맛 개선  

5) 성장 영양소 요구량 영향 요인

연령
- 어린 가축일 수록 영양소 요구량이 높다.
- 작은 가축일 수록 생시 2배 도달 일령이 빠르다. 
품종
- 소형종이 대형종에 비하여 성장이 빠르다.
- 소형종이 영양소 요구량이 높다

성 
- 숫가축이 암가축에 비하여 성장이 빠르다. 
- 거세하면 성장이 둔화된다. 
성장률
- 성장률이 높은 것일 수록 요구량이 높다 .

6) 성장 영양소 요구량

에너지
- 유지 에너지 요구량은 성장이 증가함에 따라 증가 
- 성장함에 따라 조직 생성에 필요한 에너지 감소 
- 성축의 지방증가로 에너지 요구량 증가 
단백질
- 성장이 빠르면 단백질 요구량 증가 
- 단위동물은 성장이 빠르면 필수아미노산 요구량 증가 

광물질 
- 성장이 빠르면 광물질 요구량 증가 
비타민
- 성장률이 높은 것일 수록 요구량 증가 

7) 비육 영양소 요구량

에너지
- 체지방 축적 및 상강육 형성을 위해 필요 
- 사료에너지 이용효율은 단위동물이 높음 
- 체중이 증가할수록 에너지요구량 증가 
단백질
- 비육효과 증진을 위해 적정수준의 단백질 필요 
광물질과 비타민 
- 광물질은 유지 및 증체에 영향 
- 소는 지용성 비타민이 중요 

3. 유생산과 영양

1) 유성분의 특징

성분: 수분 + 고형분(지방 + 무지고형분)

 

축종별 유성분 함량

 

2) 유성분의 합성

유단백질 합성
- 혈액 내 아미노산 → 유단백
유당의 합성
- 유당(lactose): glucose + galactose
- Glucose가 galactose로 전환
- Glucose 중 50%가 유당합성에 이용됨
- 유당 합성 장소: 유선세포 내 Golgi body 

*유지방의 합성
- 유지방은 중성지방으로 구성
- 중성지방: 단쇄지방 + 장쇄지방
- 반추동물은 short chain fatty acid의 비율이 높음
- 유지방의 50%는 사료 지방의 포화를 통해 생성
- 나머지 50%는 아세트산과 β-히드록시부틸산 유래

3) 산유곡선(lactation curve)

분만 후 6 - 8주에 최고
영향요인: 건강상태, 유전능력, 질환, 사양관리에
산유 지속성(milk persistency): 
- 분만 후 최고 산유량에 대한 감소율
- 산유량이 많을 수록 높다
- 임신 5개월부터 현저히 높다 

4) 산유량 및 유성분 영향 요인

산유곡선: 분만 후 6 - 8주에 최고
하루 중 변화: 유지율: 저녁 > 아침
건유기간: 50 - 60일
분만시 연령: 6세에 최대 능력 발휘
체중: 체중이 무거울수록 증가
임신: 임신하면 산유량 감소 

환경: 쾌적 온도에서 최상의 산유량 
계절: 산유 중기 및 후기에 청초 급여
사료 및 사양 방법
- 단백질 부족: 산유량 감소
- 유지율: 농후사료 > 조사료 

4. 번식과영양

1) 영양성 번식장애

뇌하수체의 성선자극호르몬 생성 및 분비 지연
난소와 정소의 발달 억제
성선호르몬 생성 제한
춘기발동기의 개시 지연 

2) 종모축의 영양불량

에너지, 단백질: 테스토스테론 생산↓, 성적 충동 ↓
구리, 코발트, 아연, 망간: 정자형성 ↓, 수태율 ↓
비타민 A: 고환 퇴화, 뇌하수체생성 자극호르몬의 분비 ↓ 

3) 종빈축의 영양 불량

호르몬 분비억제
발정지연, 수태율 저하
에너지 결핍 : 난소의 기능저하, 무발정
비타민A, 비타민E, 인, Mg : 불규칙한 발정과 무발정
분만 전 저에너지 사양 : 분만 후 재발정 지연
분만 후 저에너지 사양 : 수태율 저하
임신 중 영양결핍 : 사산, 유산, 산자수 감소, 비유량 감소

4) 번식에너지 요구량

에너지: 수태, 태아발육, 태막, 자궁 유방조직의 발달
임싞기간 중 자궁 및 태아의 발달은 임신 후반기에 집중
임신 중 에너지 요구량은 태아발육 에너지와 임신에 따른 열량증가(Heat Increament)가 포함
임싞에 의핚 열량증가 기간 : 분만 60~90일 전 태아의 발달을 위해 조직내 대사활동이 증가하여 총열량
생산량의 증가
낮은 에너지 이용 효율에 의핚 체지방 손실 증가로 임신기간 중 유지 에너지 요구량 증가 

5) 번식단백질 요구량

단백질 요구량은 임신기간이 경과할수록 증가
임신 말기에는 단백질 요구량의 50~100%가 더 필요함
단백질 축적량 → 태아발달에 필요한 양은 생물가와 소화율이 고려됨
단위동물의 경우 아미노산의 조성도 고려해야 함
임신 후반기에는 대사활동이 활발하여 생물가가 높아짐
부족시 발정부진, 태아의 사망, 비유량 부족의 원인이 됨 

6) 번식 광물질 및 비타민 요구량

Ca, P: 번식장애, 태아 및 어미의 골격발달 및 유지에 심한 장애
비타민 A: 발정부진, 수태율 저하
비타민 D: 골격형성
수용성 비타민은 단위동물에 있어서 중요 

5. 난생산과 영양

1) 난생산 에너지 요구량

난생산시 용도별 에너지 요구량
- 기초대사에 필요한 에너지 : 대사 체중당 83 kcal
- 활동 에너지 : 기초대사 에너지의 약 50% (케이지 사육시 37%)
- 달걀에 축적되는 에너지 : 달걀 핚 개의 에너지 함량 (360 kcal)
산란계 에너지 급여량 결정시 고려사항
- 대사 에너지
- 주위 환경
- 산란계의 사료 섭취량 조절 능력 

2) 난생산 단백질 요구량

달걀 1개 : 12.29~13.5g 의 단백질 필요
3g 의 단백질이 체 유지에 필요
1.4g 의 단백질이 성장에 필요
0.4~0.1g 의 단백질이 깃털 형성에 필요 

 

 

 

 

■  연습문제
1.  다음의  보기에서  절식분해대사에  대하여  바르게  기술한  것을  모두  고르시오.
가.  외부에서  영양소가  공급되지  않는다.
나.  체조직을  분해하여  생명을  유지한다.
다.  공복시에  이루어지는  대사작용  이다.
라.  유지요구량  측정에  필수적으로  요구된다.
①  가
②  가,  나
③  가,  나,  다
④  가,  나,  다,  라
정답  :  ④
해설  :  보기는  절식분해대사에  대하여  기술한  것이다.

2.  완전기아에  대하여  바르게  기술한  것을  모두  고르시오.
가.  열량증가가  일어나지  않는다.
나.  영양소의  공급  시  정상적인  건강상태로  회복이  어렵다.
다.  절식대사가  일어나는  조건이다.
라.  체조직의  수분과  영양소만으로  최소활동을  유지한다.
①  가,  나,  다
②  가,  나,  라
③  가,  다,  라
④  나,  다,  라
정답  :  ③
해설  :  완전기아  상태에서  영양소를  공급할  경우  정상적인  건강상태로의  회복이  가능
하다.  그러나  절대기아일  경우에는  정상적인  건강상태로  회복이  어렵다.

3.  기초대사율에  대하여  바르게  기술한  것을  모두  고르시오.
가.  소동물이  대동물에  비하여  높다.
나.  암가축이  거세축에  비하여  높다.
다.  임신축이  비임신축에  비하여  높다.
라.  어린동물이  늙은동물에  비하여  높다.
①  가
②  가,  나
③  가,  나,  다
④  가,  나,  다,  라
정답  :  ④
해설  :  보기는  기초대사율에  대하여  기술한  것이다.

4.  보기에서  대사성  분  질소를  모두  고르시오.
가.  소화효소
나.  장내미생물
다.  장상피세포
라.  사료단백질
①  가,  나,  다
②  가,  나,  라
③  가,  다,  라
④  나,  다,  라
정답  :  ①
해설  :  사료단백질은  대사성  분  질소에  포함되지  않는다.

5.  종빈축의  영양상태가  불량할  경우에  대하여  바르게  기술한  것을  모두  고르시오.
가.  에너지가  결핍되면  난소의  기능이  저하된다.
나.  비타민  A가  부족하면  무발정  증세가  올  수  있다.
다.  마그네슘이  부족하면  무발정  증세가  올  수  있다.
라.  임신  중  영양이  결핍되면  사산이  발생할  수  있다.
①  가
②  가,  나
③  가,  나,  다
④  가,  나,  다,  라
정답  :  ④
해설  :  보기는  종빈축의  영양상태가  불량할  경우  나타나는  증세이다.

 

■ 핵심요약 정리 
▪  유지요구량이란  가축이  필요로  하는  최소의  영양소로서,  체온조절,  몸의  기능발휘를  위한  에너지  축적,  최소한의  활동을  위한  영양소와  생리적  작용으로  파괴,  손실된  조직세포의  대치  등에  필요한  것이  된다.
▪  절식(fasting)이란  섭취된  영양소가  완전히  소진되어  외부로부터  영양소가  공급되지  않는  상태를  의미하며,  절식에  도달하는  시간은  단위동물의  경우  사료  섭취  후 12시간  정도로  비교적  빠르다.  반추동물의  경우  사료가  반추위에서  소화되는  시간이길고,  미생물의  대사가  고려되어야하기  때문에  절식상태를  판단하기  어렵다.  일반적으로  반추동물의  경우  사료  섭취  후  30  –  70  시간이  지나면  절식상태에  도달하는  것으로  여기며,  이  시기는  메탄의  발생량이  가장  낮다.
▪  절식분해대사(fasting  catabolism)이란  외부로부터  영양소가  공급되지  않아  체조직을  분해하여  생명을  유지하는  것을  의미한다.  절식분해대사는  일반적으로  공복에  이루어지는  대사작용으로,  유지요구량의  측정에  필수적으로  요구되는  사항이다.
▪  기아(starvation)는  절식이  계속되는  상태로  완전기아(complete  starvation)와 절대기아(absolute  starvation)로  구분된다.  완전기아는  외부로부터  영양소가  공급되지  않기  때문에  영양소의  소화에  따르는  열량증가가  일어나지  않고,  체조직의 수분과  영양소만으로  최소의  활동을  유지하는  상태이다.  반면에  절대기아는  체조직의  이용한계를  넘어선  기아상태로,  추후에  영양소가  공급되어도  정상적인  건강상태를  회복하기  어렵다.
▪  기초대사(basal  metabolism)란  주변  환경에  영향을  받지  않는  상태에서의  절식시 열생산(fasting  heat  production)  조건을  의미하며, 이의  측정을  위해서는  정상적인  영양상태,  최적의  온도,  완전한  휴식상태와  같은  몇  가지  조건을  충족시켜야 한다.  기초대사량은  체표면적에  비례하나,  현실적으로  체표면적의  측정이  곤란하여 체중에  0.75승을  한  대사체중을  이용한다.  기초대사율(basal  metabolic  rate)는 
소동물이  대동물에  비하여  높고,  수가축이  암가축에  비하여  높으며,  임신축이 비임신축에  비하여  높고,  산란계가  휴산계에  비하여  높으며,  어린  동물이  늙은  동물에  비하여  높다.
▪  내생질소(endogenous  nitrogen)은  완전기아상태에서  오줌으로  배설되는  최소한의  질소를  의미하는  내생  뇨  질소(endogenous  urinary  nitrogen)과  소화효소, 장내미생물,  장상피세포  등에서  유래한  질소를  의히마는  대사성  분  질소(metabolic  fecal  nitrogen)의  합이다.  그러나  대사성  분  질소는  극미량이라  내생
질소의  양을  측정함에  있어서  무시할  수  있는  수준이다.  내생질소를  측정하기  위해서는  정상적인  에너지  대사조건이  요구된다.  만약  에너지가  부족할  경우에는  아미노산이  분해되어  에너지  공급에  이용되기  때문에  단백질대사의  측정에  오류가 발생할  수  있다.  영양상태가  낮고  단백질의  공급량이  부족하면  내생질소가  빨리 
최소량에  도달하고,  고영양상태에서  단백질의  공급량이  높으면  내생질소가  늦게 최소량에  도달한다.
▪  에너지  평형을  유지하는  데  필요한  최소한의  에너지  양을  유지에너지  요구량이라 하고,  단백질  평형을  유지하는데  필요한  최소한의  단백질의  양을  유지단백질  요구량이라  한다.  유지단백질  요구량을  측정할  경우  체단백질의  손실량,  단백질의  축적량,  단백질의  생산량  및  사료의  생물가가  고려되어야  한다.  운동,  기후,  스트레
스,  건상상태,  체구,  체질  및  생산수준은  유지요구량을  결정하는데  영향을  미친다.
▪  성장이란  생명현상과  직접  관계가  있는  조직의  증대를  의미하며,  근섬유의  수 및 크기가  증가하는  근육성장과  뼈가  자라는  골격  성장이  있다.  동물의  연령에  따라 성장하는  양을  나타낸  것을  성장곡선(growth  curve)이라  하는데,  성장곡선은  S자를  그린다.  성장곡선에서는  성성숙기를  전환점으로  근육과  골격이  급격하게  자라
는  성장촉진기와  지방의  축적이  주로  이루어지는  성장둔화기로  나뉜다.  성장 영양소  요구량은  어린  가축일수록  높고,  소형종이  높으며,  숫가축이  암가축에  비하여 높으나  거세를  하면  성장이  둔화된다.  또한  성장률이  높을수록  성장영영소  요구량이  높다.  유지에너지  요구량은  성장이  증가함에  따라  증가하나,  성장함에  따라  조
직의  생성에  필요한  에너지  요구량은  감소한다.  또한  성축은  지방의  증가로  인하여  에너지  요구량이  증가한다.
▪  비육(fattening,  finishing)이란  섭취한  영양소를  근육  및  지방조직에  촉진시킴으
로서  근섬유의  양을  증가시키고,  근섬유  조직  내에  지방을  축적시키는  과정을 의미한다.  가축은  이러한  비육과정을  통하여  고기의  맛과  질이  개선된다.  비육기간 동안  에너지는  체지방의  축적  및  상강육의  형성을  위하여  필요하며,  사료에너지의 이용효율은  단위동물이  반추동물에  비해  높고,  체중이  증가할수록  에너지요구량이 
증가한다.  비육효과의  증진을  위해서는  적정수준의  단백질이  요구된다.
▪  우유를  구성하는  성분  중  유단백질은  혈액  내  아미노산을  이용하여  합성하고, 유당은  유선세포  내  골지체(Golgi  body)에서  glucose를  이용하여  합성한다.  중성지방으로  구성된  유지방의  50%는  반추위  미생물에  의해  포화된  사료지방에서  유래되며,  50%는  반추위  미생물의  발효과정에서  생성된  아세트산과  부틸산에서  유래
된다.  산유곡선이란  분만  후  기간에  따른  산유량을  표시한  것으로,  분만  6 – 8주후  산유량은  최고에  달하며,  산유가  지속되는  기간은  소의  건강상태,  유전능력,  사양관리  등에  의해  영향을  받는다.
▪  영양상태가  불량할  경우  뇌하수체의  성선자극호르몬의  생성  및  분비가  지연되고, 난소와  정소의  발달이  억제되며,  성선호르몬의  제한적으로  생성되고  춘기발동기의 개시가  지연되는  등의  번식장애가  발생한다.  종모축(숫가축)이  에너지와  단백질이 부족할  경우  웅성호르몬인  테스토스테론의  생산이  감소하여  성적충동이  감소하고, 
구리,  코발트,  아연,  망간과  같은  광물질이  부족할  경우  정자형성이  감소하여  수태율이  감소된다.  지용성비타민인  비타민  A가  부족할  경우  고환이  퇴화되고,  뇌하수체생성  자극호르몬의  분비가  감소한다.  암컷인  종빈축의  경우  에너지가  결핍될  경우  난소의  기능이  저하되고,  무발정  증세가  나타나며,  비타민  A와  E  및  인과  마그네슘이  부족하여도  불규칙한  발정  혹은  무발정  증세가  나타난다.  임신  기간  동안 영양이  결핍되면  사산,  유산,  산자수의  감소  및  비유량의  감소  등의  문제가  발생한다.
▪  난생산을  위한  에너지와  단백질  요구량의  기초는  기초대사에  필요량,  활동에  소요량  그리고  달걀  생산에  축적되는  에너지와  단백질의  요구량이  있다