사료품질에 영향을 주는 곰팡이와 곰팡이 독소

사료는 돼지생산 비용의 65% 이상을 차지하는 만큼 사업의 성패에 있어서 절대적인 비중을 가진다. 지속적으로 품질이 좋은 사료를 다른 농장보다 저렴하게 확보하는 것이 중요하다. '지속적으로' 라는 말을 강조하고 싶다.
Kg당 사료 평균단가를 450원에 사용하는 농장총사료요구율 3.0인 농장을 예로 들어보자. 이 농장의 농장총사료요구율 0.1은 사료단가 15원에 해당한다. 즉, 450원 짜리 사료를 15원이 싼 435원 짜리 사료로 바꾸었는데, 농장총사료요구율이 3.1로 0.1올라가면 이론상 동일한 가격이다. 따라서, 농장총사료요구율 대비 사료단가를 비교해야 비교적 정확하다. 반대의 예를 들면, 사료평균 단가가 kg당 90원이 비싼 사료를 먹였으면 농장총사료요구율이 0.6 정도 개선되어야 한다.
농장총사료요구율을 좌우하는 사료품질은 원료곡물의 품질에 달렸다. 국내 사료공장의 사료배합비는 원료곡물로 대개 옥수수와 대두박을 기본으로 하는 미국식 배합비를 사용하므로, 국내에서는 특히 옥수수와 대두박의 품질이 좋아야 사료품질이 좋다. 올 늦봄부터 품질이 좋지 않은 미국산 옥수수가 도입되어 사료제조에 사용하고 있는 것으로 의심된다. 이로 인해 여러 농장에서 사료품질이 의심되는 사례가 있었다.
옥수수 품질에 영향을 주는 곰팡이와 곰팡이 독소에 대해 알아보자.
국내에서 주로 사료제조에 사용되는 원료는 미국산 옥수수이다. 올해 작년 재배된 북미지역의 옥수수를 살펴보니 <그림 1>과 같이 곰팡이 문제가 심상치 않음을 확인할 수 있었다.
 
 


미국에서 옥수수를 재배하는 지역은 중서부지역으로 양돈사업이 번창한 지역과 거의 동일하다. 대개 4~6월에 파종하여 10~11월에 수확한다. <그림 3>에서 살펴보면 옥수수 성장의 말미에 가서야 옥수수알곡이 만들어진다. 따라서, 9~10월 미국 중서부의 기후가 곰팡이 성장에 적당한 습도와 온도를 만들어주면, 곰팡이가 많이 옥수수 알곡에 자라서 품질이 나빠진다. 결론적으로 미국 중서부의 가을 기후가 나쁘면 이듬해 국내 양돈생산성이 떨어지게 된다.
 


옥수수 품질을 결정하는 또 다른 요소는 옥수수 건조 및 저장시설이다. 좋지 않은 기후조건에서 재배된 옥수수에 높은 수분함량을 건조시겨 주지 않으면 저장 및 이송하는 동안 곰팡이가 계속 자라고 독소를 생산한다. <그림 4>를 살펴보면 10년마다 대략 1억톤 (40억 부셸)씩 생산이 증가되었으나, 옥수수를 건조하는 시설이 그만큼 늘지를 못했다. 앞으로는 연간 생산되는 3억 5천만톤의 옥수수를 단기간에 건조할 수 있을까? 걱정이다.
 


이런 옥수수도 국내에 들어오기까지 저장빈에 넣거나 곡물차량, 철도, 선박으로 이송할 때마다 옥수수가 부딪히고 갈라지면서 손상된다. 여러 가지를 고려할 때 옥수수 가격이 미국보다 싸거나 품질이 미국보다 좋을 수는 없다.
일반적으로 사료품질 저하는 사료섭취량을 감소시킬 수 있다. 사료를 덜 먹으면 출하가 지연되서 돈방이 비좁아진다. 밀사로 인한 스트레스가 커지고 질병을 유발한다. 하절기 사료품질이 얼마나 중요한지는 올여름에도 많은 농장이 경험했다. 어떤 농장들은 출하체중에 거의 영향이 없었으니 벤치마킹하셨으면 한다.
 


<그림 5>에서 품질이 의심되는 사료를 대상으로 곰팡이독소 농도를 측정했다. 곰팡이독소가 낮아도 사료섭취를 충분히 떨어뜨릴 수 있다고 판단된다. 올 늦봄에서 초여름 농장에서는 모돈의 식불돈이 늘고, 저유증으로 이유성적이 떨어진 상태였
다.
 
 

<표 1>은 사료섭취 감소가 포유돈에서 나타난 경우이다. PRRS를 비롯한 각종질병을 증상이 나타난 임신말기모돈, 태아 및 허약자돈에 대해 가능한 모든 질병검사를 실시하였으나 질병원인이 나타나지 않아서, 사료 내에 곰팡이독소 오염을 의심하고 검사를 의뢰한 결과이다.
모돈이 사료를 먹지 않으면 젖이 부족해지고, 새끼가 굶는다. 짧게 보면 이유두수와 이유체중 둘 다 문제가 생긴다. 길게 보면 식불모돈은 다음 교배, 산자수 및 이유성적이 문제될 가능성이 높다. 문제모돈은 대부분 교체되는 수순을 밟으며, 이를 위해 후보돈 편입 계획에도 문제가 발생한다.
결과를 요약하면, 국내에 관리수준이 정해진 아플라톡신과 오크라톡신은 문제가 없으나, 관리수준이 정해지지 않은 곰팡이독소들은 오염이 확인되었다. <표 2>에서 각 나라별 곰팡이독소 양돈사료내 관리기준 중에 중국기준으로 평가하면 아래와 같이 부적합 사료이다.
해당농장은 사료제조회사를 변경하여 식불과 무유증 문제를 해결하였다. 국내 사료회사가 동일한 곡물을 사용한다고 하지만 이상하게 사료회사별로 품질차이가 분명히 있다. 그러므로 문제가 있다고 판단되면 주변에 문제가 없다는 평을 듣는 사료로 재빨리 변경하여 문제를 피하는 것도 고려할 만하다.
 


왜 문제가 된 농장의 사료에서 아플라톡신과 오크라톡신은 문제가 되지 않으면서 다른 곰팡이 독소가 문제되는 원인은 무엇일까? 해답은 옥수수 알곡이 자라는 시기가 <그림 3>에서 살펴보았듯이 가을이라는 것이다. 미국의 가을은 선선하므로 Fusarium이나 Gibberella 곰팡이와 같이 선선하고 눅눅한 기후에서 자라는 것들이 생산하는 fumonisin, zearalenone, DON 등의 곰팡이 독소가 문제되는 반면에 아플라톡신을 생산하는 Aspergillus 곰팡이는 덥고 건조한 기후에서 자라므로 문제가 되기 어렵다.
그럼 곰팡이독소 흡착제는 어떤 역할을 할 수 있을까? 흡착제로는 활성탄(숯가루), 점토광물질[(일명 돌가루 aluminosilicates (clay, bentonite, montmorillonite, zeolite, phyllosilicates, etc.)], 복잡한 구조의 비소화 탄수화물(complex indigestible carbohydrates (cellulose, polysaccharides in the cell walls of yeast and bacteria such as glucomannans, peptidoglycans, and others), 합성폴리머(cholestryamine, polyvinylpyrrolidone) 등이다.
지금 쓰고 있는 곰팡이독소 흡착제의 성분표시에 벤토나이트. 몬트모릴로나이트, 제오라이트, 필로실리케이트등이 주원료로 표시되어 있으면 점토광물질로 만들어진 흡착제이다. 대표적인 독소흡착제 원료인 점토광물질은 아플라톡신 정도만 흡수를 못하도록 역할을 할 수 있고, 대부분 독소의 흡수에는 영향을 주지 못한다. 그러나, 양돈사료의 주원료인 미국산 옥수수는 생육조건상 아플라톡신 외에 다른 독소들 (DON, Fumonisin, Zearalenone 등)이 문제되므로 흡착제로 독소 문제를 예방 또는 치료하기 어렵다는 것을 분명히 알아야 한다.  
 
사료 곰팡이 독소를 10분 이내 검출 가능 검역원, 나노항체 정제키트 개발
지금까지 경험으로 사료에 곰팡이독소가 문제될 때 취할 수 있는 현실적인 대책은 빠른 문제 발견에 이은 빠른 사료변경이다. 항상 나와 동일한 사료를 사용하고 있는 다른 농장에서 같은 문제가 발생하고 있는지 확인해야 한다. 여러 농장에서 같은 문제가 발생하고 있다면, 신속히 조치를 취하는 것이 위험을 관리하는 방법이다. 국가적으로는 중국이 허용수준을 정하고 있는 곰팡이독소들에 대해서는 허용수준을 마련하여 관리하는 것이 피해를 줄이는 길이다.
국립수의과학검역원은 자성을 띠는 실리카 나노물질과 곰팡이 독소에 대한 특이 항체를 이용하여, 사료 및 식품에서 주로 문제가 되고 있는 곰팡이 독소인 아플라톡신과 제랄레논을 동시에 10분 이내에 신속하게 분리 정제할 수 있는 기술을 개발하였다.
본 기술은 2년 동안 서울대학교 화학과 이진규 교수팀과 공동연구를 수행한 결과로서, 서울대학교에서는 150나노 크기의 자성을 띠는 실리카 나노물질을 제작하였고, 검역원에서는 곰팡이 독소 특이항체의 생산과, 서울대학교에서 제작된 나노물질과 곰팡이 특이항체를 결합시켜 순수하게 정제하는 기술을 확립하였다.
검역원은 이번에 개발된 기술이 나노 기술과 바이오 기술이 융합된 성과로서, 향후 2종의 곰팡이 독소를 동시에 정제할 수 있는 저가의 고효율 신속 정제킷트가 산업화될 경우 현재 수입하여 사용하고 있는 고가의 면역친화정제킷트를 대체할 수 있을 것으로 기대된다고 밝혔다.
한편, 기존의 수입 킷트는 항체와 고정상의 물질을 이용하여 곰팡이 독소를 개별적으로 정제하는 반면, 이번에 개발된 신기술은 용액속에서 분산력이 뛰어난 나노물질을 활용함으로써 동시에 여러 곰팡이 독소를 정제할 수 있다는 장점이 있다. 또한, 본 연구에서 확립한 나노물질과 항체의 결합기술은 향후 가축의 전염성 질병진단이나 곰팡이 독소 이외의 유해물질을 분리할 수 있는 방법으로 활용할 수 있다는 점에서 높이 평가된다. 


[월간양돈 9월호]