제 2장 영양과 사료 바이오동물보호과 황보람

제 2장 영양과 사료 영양과 영양소 소화와 생리 실험동물 사료

1. 영양과 영양소 수분(Water) 단백질(Protein) 지방(Fat) 탄수화물(Carbohydrate) 비타민(Vitamin) 광물질(Mineral) 에너지(Energy)

1. 영양과 영양소 영양(Nutrition) 영양소(Nutrient) 동물이 개체를 유지하고 성장 및 번식활동을 하는데 필요한 물질을 이용하는 과정 사료의 섭취, 소화, 흡수 세포 내에서 일어나는 성분의 합성 및 분해 작용 영양소(Nutrient) 영양 작용을 수행하기 위해 동물이 체외로부터 섭취해야 할 사료 내 화학적 성분

수분(water) 가장 중요한 필수 영양소 동물체 구성성분의 60-80%차지 수분배출 주로 세포질에 존재, 혈액, 림프액, 침, 척수액 수분배출 땀, 호흡  체온조절 땀, 소변  체내 노폐물 배설

단백질 (protein) 탄소, 수소, 산소, 질소 20여 개의 아미노산으로 구성 필수아미노산: 외부로부터 공급 비필수아미노산: 동물체내에서 합성 동물성 단백질, 식물성 단백질 역할 세포와 효소의 구성성분 혈액 응고 산소 수송 및 면역작용 뼈, 털, 근육, 손톱, 피부 등의 구성 성분

지방 (fat) 탄소, 수소, 산소 지방산과 글리세롤로 구성 지방산 불포화 및 포화지방산 역할 체내 에너지 공급 및 저장 열량가가 탄수화물, 단백질의 2배 주요 신체기관 충격 보호(심장, 간, 신장, 비장, 뇌, 척수) 사료 기호성 조절, 먼지발생 감소, 사료 가공형태에 영향 지용성 비타민(A, D, E, K) 주요 운반체 스테로이드 호르몬의 전구체

지방 (fat)

탄수화물 (carbohydrate) 탄소, 수소, 산소 뇌와 신경조직에서 유일한 에너지원으로 사용 전분 ; 식물의 알곡, 콩, 토마토 등에 존재 셀룰로스 ; 식물의 줄기, 잎, 뿌리, 씨앗, 과일 껍질, 야채 등에 존재 글리코겐 ; 근육이나 간 조직 내에 존재 섬유소 ; 복잡한 탄수화물의 결합체로 포만감을 증진, 소화물이 소화관을 쉽게 이동하게 함

탄수화물 (carbohydrate) 다당류 polysaccharide 전분 옥수수, 설탕 우유, 낙농제품 이당류 disaccharide 엿당(maltose) 자당(sucrose) 젖당, 유당(lactose) 단당류 monosaccharide 2 x 포도당(glucose) 과당(fructose), 포도당 유당 (galactose), 포도당

비타민 (vitamin) 탄수화물, 지방, 단백질 대사과정 조절 새로운 체조직 합성 조절

광물질 (mineral) 무기질, 사료 조성분에서 회분으로 존재 체내 합성 불가, 반드시 사료 공급 영양소 대사과정에서 필요 효소 및 호르몬의 필수 구성 요소 대량광물질 Ca, Na, P, K, Mg, S 등 미량광물질 Fe, Zn, B, Mn, Cu 등

에너지 (energy) 에너지원: 탄수화물, 지방, 단백질 절식상태 에너지 측정 간, 근육  글리코겐 분해 체지방  지방산 분해 체단백질  이화작용에 이용 에너지 측정 탄수화물, 단백질 4kcal/g 지방 9kcal/g 필요로 하는 에너지는 동물의 크기, 연령, 성, 활동성, 환경 등에 따라 달라짐

2. 소화와 생리 소화기관의 해부학적 구조 소화, 흡수 및 배설 영양소의 흡수 대장의 소화와 및 흡수

소화기관의 해부학적 구조 전위발효동물 반추동물, 햄스터, 캥거루 뒤장관발효동물 설치류, 돼지, 말 단위동물 복위동물

소화기관의 해부학적 구조 조류의 소화기관 맹장 ; 소장과 대장의 경계부에 좌우 한개씩 2개 직장 ; 배설강(cloaca)에 이어져 있음 배설강(=총배설강) ; 수란관과 수뇨관도 연결되어 있음

부속기관 Pancreas Liver Gall bladder Salivary glands 소장과 연결

소화, 흡수 및 배설 입(Mouth) 위(Stomach) 소장(Small intestine) 췌액과 담즙액에 의한 소화 장액에 의한 소화

입 (mouth) 입을 통해 사료를 섭취 혀와 이빨을 이용하여 사료를 잘게 부수는 저작 침샘에서 분비되는 침과 사료를 혼합 돼지(잡식동물) 및 말(비반추 초식동물) 앞니로 뜯고 큰어금니로 저작 고양이(육식동물) 송곳니로 물어 뜯고, 큰어금니와 작은어금니로 저작 마우스, 랫드와 같은 설치류 유치가 나지 않고 영구치로 존재 기계적 자극에 의해 침샘(귀밑샘, 턱밑샘, 혀밑샘)에서 침분비 Carnivores only to reduce the size of the particle to a size small enough to swallow Herbivores must chew continuously (40-50,000 times a day) to increase surface area

입 (mouth) Amount of secretion Dogs minimal (lubrication, no enzymes) Sheep 3-10 liters/d Horse 10-12 liters/d Cattle 130-180 liters/d

침샘(Salivary Glands) 귀밑샘, 턱밑샘, 혀밑샘 귀밑샘 턱밑샘 혀밑샘

위 (stomach) 주세포: pepsinogen 벽세포: 염산 Gland Type of secretion Main constituents Cardia Mucous Mucin Pylorus or Antrum Fundus Chief cells Parietal cells Enzyme Acid acid Pepsinogen Pepsin HCl, intrinsic factor 분문부 유문부 위저부

소장 (small intestine) 십이지장(Duodenum) 공장(Jejunum) 회장(Ileum) 췌장관, 담낭관 흡수가 활발 회장(Ileum) 일부 발효(세균)

췌액과 담즙액에 의한 소화 췌액 답즙 pH가 7.5~8.2의 알칼리성 액체 중탄산염(산성중화) 소화효소 트립신, 아밀라아제, 리파아제 답즙 담관을 통해 십이지장으로 배출 pH를 알칼리성으로 유지, 리파아제 활성 지방의 유화시켜 지방의 가수분해와 흡수를 도움

미세융모(microvilli)에 소화효소 존재 장액에 의한 소화 단백질과 중탄산염 함유 소화물을 중화하여 장내를 약알칼리성으로 유지 소량의 리파아제 함유 미세융모(microvilli)에 소화효소 존재

영양소의 흡수 소장은 수분, 아미노산, 당, 지방산 등 각종 영양소의 흡수가 일어나는 주요 장소 십이지장과 공장에서 가장 왕성하게 흡수 탄수화물, 단백질, 지방, 수분과 무기물, 비타민 흡수 능동수송과 확산

영양소의 흡수 확산 능동수송

www2.andong.ac.kr/~hysohn/FM_ch7.htm http://www.bio.miami.edu/~cmallery/150/memb/c8.7x20b.pinocytosis.jpg

대장의 소화 및 흡수 구성 소화 효소가 분비되지 않음 중탄산염과 점액이 함유된 수용액이 윤활제 역할 맹장(Cecum) 결장(Colon) 직장(Rectum) 소화 효소가 분비되지 않음 중탄산염과 점액이 함유된 수용액이 윤활제 역할 섬유소를 분해하는 미생물 작용이 활발

3. 실험동물 사료 사료의 종류 조성분 분석 사료의 선택 및 품질 관리

사료의 종류 일반사료 정제사료 화학적 정제사료 실험실에서 가장 일반적으로 사용되는 사료 상업용 펠렛 사료, 펠렛 사료, 실험용사료 등 마우스 랫드용 NIH-07 정제사료 단백질, 지방, 밀 탄수화물을 주성분으로 하는 정제된 원료성분을 이용하여 배합한 사료 AIN-76, AIN-93 화학적 정제사료 순도가 우수한 정제된 영양소를 이용하여 배합 오염 배제, 성분의 정확성, 사료의 균질성 좋음 값이 매우 비쌈

조성분 분석(proximate analysis) 수분(moisture) 시료를 건조기 내에서 건조 시키면 수분은 증발하고 고형물만 남음 105℃ 건조기 내에서 3시간 정도 건조 조단백질(crude protein) 사료 내 총 질소 함량을 구한 후 단백질 환산 계수인 6.25를 곱하여 산출 시료를 진한 황산으로 Keldal 분해 장치에서 분해 발생되는 NH₃가스를 분산 용액에 흡착 0.1 HCl 표준 용액으로 적정하여 총 질소 함량 산출

조성분 분석(proximate analysis) 조지방(crude fat) 지방은 유기 용매인 ether에 의해 용해됨 Soxhlet 추출 장치에서 ether로 시료를 용해시킨 후 용해된 지방 함량 산출 조섬유(crude fiber) 섬유질은 약산과 약염기에 녹지 않음 1.25% 황산 용액과 1.25% 가성소다 용액으로 각각 30분간 끓이고 녹지 않는 부분을 다시 태워 없어지는 함량을 산출

조성분 분석(proximate analysis) 조회분(crude ash) 고온에서 시료를 완전히 태우면 유기물은 타고 무기물은 회분으로 잔존 550℃의 전기로에서 시료를 1~2시간 연소 가용 무질소물(NFE: nirogen free extract) 사료 내 탄수화물의 함량 100%-(수분+조단백잘+조지방+조섬유+조회분)

수분 조단백질 조지방 조섬유 조회분 조회분 조섬유

사료의 선택 및 품질 관리 NRC 사양 표준 ; 실험동물의 종류에 따라 영양요구량을 나타냄 SPF 실험동물 방사선 멸균용 가격 비쌈, 영양소 손실 적음 SPF 고압증기멸균용 번식 및 성장용, 실험용 등 다양

사료의 선택 및 품질 관리 사료 구매 사료 형태, 사용량, 재고파악, 운반기간 등을 기록 사료의 구매일자, 제조 및 가공 년월일 등을 기록, 재고부터 사용 비타민 C가 함유된 사료는 3개월 이내 사용 (기니픽 사료) 보통 6개월 가량 보존 가능

사료의 선택 및 품질 관리 품질관리 음수와 사료는 여러가지 광물질, 유기물, 미생물 등에 오염될 수 있기 때문에 관리가 중요 광물질은 음수 공급배관을 녹슬게 하기 때문에 여과, 증류, 이온화 장치 필요 사료와 음수는 고압증기멸균(Autoclave) 한 후 급여

사료의 선택 및 품질 관리 사료저장고 관리 저온, 저습도 및 좋은 환기 조건 곤충, 설치류 및 기타 오염물질로 부터 보호 사료저장고 ; 온도 5~15 ℃, 습도 40~50% 빛이 들어오지 않게 봉합된 봉지에 넣어 보관 수분의 침투를 방지하기 위해 수도, 스팀, 배수관 등이 없어야 함 소독 ; 화학적 방법 보다는 트랩, 아교, 살충 등을 이용