효모는 현재 세계 여러 곳에서 가축사료의 첨가제로 사용되는 프로바이오틱 물질이다. 가축사료 프로그램에서 효모를 사용하면, 많은 경우 반추위발효, 가축건강, 우유 생산량 및 열 스트레스에 대한 적응이 향상된다.

  경제적으로 효모는 다른 사료첨가제에 비해 저렴한 재료이므로, 생산성을 비용효율적으로 향상시킬 수 있다. 그러나 소의 사양프로그램에서 효모를 최대한 활용하려는 경우, 특정 사항을 고려해야 한다.

효모생산

  효모바이오매스를 생산하는 공정은, 살아있는 효모세포로 정제설탕 또는 곡물원료 성분을 함유하는 배양배지에 접종하는 것을 포함한다. 배지의 발효는, C. cervisia, T. utilis 및 C. lypolitica와 같은 미생물균주를 사용하는 대형탱크에서 발효시킨다. 발효된 배지가 탱크를 채우면, 원심분리에 의해 수확되고 건조된다. 그런 다음 분리된 효모 바이오매스는, 가수분해되어 핵산을 방출하고 메티오닌과 펩타이드와 미네랄을 함유한 일부 향미제로 처리된다. 이 물질은 마침내 하루에 두당 최대 50g씩 소 사료에 첨가된다.

효모와 반추위의 발효

  효모는 반추위에서 산소를 제거하여, 반추위 내 혐기성 미생물의 성장과 활동에 더 유리한 여건을 만든다. 또한 반추위에서 셀룰로오스의 분해활성을 증가시키고, 특히 섬유질이 풍부한 사료의 경우 영양소의 소화율을 증가시킬 수 있다. 효모는 또한 생산성과 젖산활용 박테리아 모두를 조절함으로써, 반추위의 pH를 조절하고, 산증위험을 제한하는 것으로 나타났다. S. cerevisiae와 같은 미생물균주는 반추위 박테리아에 필요한 펩타이드, 비타민, 유기산 및 보조인자와 같은 영양소의 풍부한 공급원이기도 하다.

가축건강에 대한 효과

  젖소송아지를 대상으로 한 연구에서, 2~70일령의 송아지사료에 2%의 효모배양액을 섞으면, 효모세포를 병원성대장균과 함께 배양할 때 호중성 백혈구의 구기능이 향상되는 것으로 나타났다. 효모를 먹인 송아지는 경미하거나 묽은 설사를 하는 날이 적은 경향이 있다. 송아지 당 발열사례도 효모배양액을 급여하면 감소했다. 이러한 건강장애의 감소로 인해, 항염증제 및 항설사제를 처방하는 송아지비율이 감소하고, 항생제를 처방한 송아지 역시 감소하는 경향이 있었다(대조군에 비해 효모배양의 경우). 순 소득은 송아지가치에 따른 소득개선으로 인해, 효모배양물을 급여한 송아지의 경우 약  0.48달러 더 높았다. 사망률은 13일령 이후 효모배양물을 급여한 송아지에서 현저히 낮았다. 13일 후 사망 위험은 대조군에 비해 효모배양물을 급여한 송아지에서 6배 낮았다.

산유량에 대한 효과

  젖소사료에 효모를 추가하면 젖소의 유량과 수익성이 향상될 수 있다. 이것은 2가지 뚜렷한 메커니즘에 기인한다.

  1. 효모보충으로 반추위 미생물개체군, 반추위 발효, 장내 영양분흐름 및 식이소화율에 변화가 있으며, 이 모든 것이 산유량증가에 도움이 된다.

  2. 효모제품은 비타민 B, 아미노산, 펩티드, 뉴클레오티드 및 페놀화합물이 풍부하여, 단독으로 또는 조합하여 항산화제, 식욕촉진제, 병원균 집락억제 및/또는 면역영양소로 작용할 수 있다.

  그러나 많은 경우에 일관되지 않은 응답이 관찰되었다. 이러한 불일치에 대한 한 가지 설명은 연령, 생리적 단계, 건강 및 스트레스 상태와 같은 요인 외에도 포함 수준, 사료공급유형, 사료섭취량 및 추가 사료첨가제 사용의 차이라 할 수 있다.

열스트레스에 대한 적응

  고온스트레스를 받은 젖소에 대한 효모보충의 효과는 다음과 같이 요약할 수 있다.

• DM 섭취, 수유성능 및 사료효율성개선.

• 효모배양을 보충하면 열 스트레스를 받은 젖소의 직장온도가 낮아져 체온조절기능에 대한 작용을 암시한다.

• 열 스트레스 하에서의 효모보충은 소장으로의 영양분흐름을 증가시켜, 젖소의 산유량을 높일 수 있다.

• 효모보충은 반추위에서 니아신의 합성을 자극한다. 니아신은 혈관 프로스타글란딘 수용체에 작용하여, 피부혈관확장을 자극할 수 있으므로, 젖소의 말초 열손실을 증가시킬 수 있다.

• 효모를 보충한 젖소는 호흡빈도가 낮아, 열을 발산하는 데 더 효율적임을 시사한다.

• 효모보충에 대한 반응으로 개선된 열 발산은, 온도조절에 필요한 유지에너지를 줄일 수 있다.

• 열 스트레스를 받은 젖소에게 살아있는 효모를 보충하면, 혈장의 포도당함량이 증가한다. 열 스트레스에 처한 젖소는 에너지원으로 포도당에 대한 의존도가 높아졌기 때문이다.

• 효모보충에 대한 반응으로, 유선에 대한 증가된 포도당의 가용성은 분명히 유당합성을 증가시켜, 긍정적인 산유량반응을 초래한다. 한 연구에서 효모보충이 수유 첫 130일 동안 산유량(+1.2kg/일)을 증가시키는 것으로 나타났다.

• 효모를 보충한 젖소는 또한 더 오래 반추하는 경향이 있고, 평균 반추위 온도가 더 낮으며, 반추위 온도가 39°C 이상인 상태에서 보내는 시간이 더 적다. 이론적으로 더 안정적인 반추위온도는 열 스트레스 하에서 열 발산을 촉진할 수 있다.

고려사항

  효모는 핵산, 특히 RNA가 많다. 이러한 높은 수준의 핵산으로 간에서 퓨린의 대사율이 증가한다. 결과적으로, 요산이 대량으로 생성되어 요로결석 및 기타 대사문제를 일으킨다. 이러한 문제는 효모제품을 제한된 양으로 배급할 때 부분적으로 완화될 수 있다.

  효모는 특히 석유파생물이 포함된 배양배지에서 생산될 때, 동물에게 독성영향을 미칠 수 있다. 따라서 목장주는 신뢰할 수 있는 곳에서 효모재료를 가져와야 하고, 해당 재료의 품질과 구성이 검증되었는지 확인해야 한다.  

  아미노산의 불균형공급은 또한 효모를 먹이는 것과 관련된 문제이다. 효모바이오매스는 일반적으로 라이신이 많고 아르기닌이 적다. 사료에서 증가된 라이신 대 아르기닌의 비율은, 동물 체내에서 부적절한 대사 및 단백질합성으로 인해, 성장 및 기타 생물학적 기능에 부정적인 영향을 미칠 수 있다. 따라서 이 비율은 효모처리 시 아르기닌을 추가하여 조정해야 한다. 또한 결함을 수정하고 최대 산유량을 얻기 위해, 메티오닌을 추가하는 문제를 고려해야 한다.

출처 :

https://www.dairyglobal.net/health-and-nutrition/nutrition/yeast-as-a-feed-supplement-for-cattle/

번역 : 낙농정책연구소장(영남대 명예교수) 조 석 진