1. 흑염소 소화생리

가. 위의 구조와 기능

흑염소는 되새김질을 하는 반추가축으로서 소나 면양과 유사한 소화기 구조를 가지고 있다. 염소의 위는 4개로 나누어져 있으며, 즉 제 1위(rumen), 제2위(reticulum), 제 3위(omasum), 제 4위(abomasum)를 갖고 있다. 제 1위(반추위)는 용적이 매우 크고 미생물이 서식하고 있으며 되새김을 하거나 단위동물이 소화시킬 수 없는 섬유소나 요소와 같은 비단백태 질소화합물을 분해하여 몸의 성장에 필요한 영양분으로 이용할 수 있는 특수한 소화 작용을 한다. 하지만 어린 염소(생후 2～3개월 이전)는 제1위의 기능이 덜 발달되어 소화능력이 낮고 섭취한 사료들이 주로 제 4위에서 소화 흡수된다. 생후 5개월 정도 되면 제 1위의 기능이 완전히 발달되어 거친 조사료를 충분히 소화 할 수 있게 된다. 제 2위는 벌집모양을 하고 있어 벌집위라고도 하며 그 기능은 1위와 거의 비슷하며 세균이나 원생동물 등 대부분의 미생물이 공생하고 있어 유입된 사료를 발효시키는 장소이기도 하다. 이들 미생물들에 의해 섭취한 사료 내 탄수화물은 휘발성 지방산, 메탄가스, 이산화탄소 등으로 분해 되며 단백질은 아미노산과 암모니아로 분해 된다. 염소는 이러한 미생물 단백질을 소화 흡수하게 되며 사료 단백질 중 미생물에 의해 분해 되지 않는 단백질은 반추위를 그대로 통과하여 소장에서 소화 흡수가 된다. 제 3위는 주로 수분 흡수기능을 하고 있으며 입자가 큰 내용물이 제 4위로 가는 것을 방지한다. 제 4위는 단위동물의 위와 같이 소화액을 분비하고 그 기능도 비슷하여 진위라고도 한다.

나. 반추위의 발달

태어난 직후 흑염소의 반추위는 매우 작고 반추위 고유의 기능을 발휘하지 못한다. 반면에 4위(진위)는 잘 발달되어 있어 반추위 크기와 비슷하거나 약간 큰 편이다. 성숙한 상태에서는 점차 반추위가 4위의 10배 이상의 크기로 발달하여 본래의 반추위 역활을 하게 된다. 표 1에서 보면 3개월령에 이미 반추위가 상당히 발달되는 것을 알 수 있다. 반추위가 발달되면 반추위내에는 미생물이 서식하여 반추위내 미생물의 소화기능을 발휘하게 된다.

표 1. 성장단계별 반추위의 상대적 크기(%)

성장단계	반추위	3위	4위
출생시 3개월령 성숙	38 64 84	13 14 12	49 22 4

포유중인 어린 흑염소는 단위동물과 마찬가지로 주로 4위에서 소화가 이루어진다. 흑염소가 반추동물로서의 기능을 발휘할 수 있기 위해서는 제 1위 기능이 충분히 발달할 수 있도록 이유사료로 양질의 고형사료가 충분히 급여되어야한다. 그리하여 물리적 자극과 함께 반추위내 소화과정중에 발생되는 초산, 프로피온산, 낙산 등의 휘발성지방산의 화학적 자극이 필요하게 된다. 조기에 반추위의 기능을 발달시켜 섭취량이 높은 흑염소로 만들기 위해서는 분만후 5일령부터 서서히 배합사료를 급여하여 3개월령 이내를 목표로 이유시키도록 한다.

이유사료는 반추위내 발효과정동안 휘발성지방산을 생성하고 그 화학적인 자극에 의해서 제 1위의 기능발달과 용적을 키우도록 도와준다. 따라서 휘발성지방산을 생성하기 위해서는 비트펄프와 같은 기호성이 좋고 가용성 탄수화물을 많이 함유하는 사료가 필요하다. 이와 같이 흑염소에 대한 조사료 급여의 목적은 제 1위 용적을 확장시키고 반추위의 두께를 증가시키는 등 물리적 발달을 촉진시키는데 있다. 농후사료 급여는 휘발성지방산의 생산을 증가시켜 반추위벽에 에너지를 공급을 증가하여 반추위벽(papillae)의 흡수능력을 향상시키는 기능적 발달을 위함이다. 양질의 조사료를 섭취할 수 있다면 조기이유에 필요하게 충분히 제 1위를 발달시킬 수 있다.

다. 반추위의 기능과 소화

(1) 반추

제 1위 내용물을 소량씩 토출하여 다시 되새김질하여 덩어리를 작게 만들고 침과 혼합하여 다시 삼킨다. 반추시간은 보통 1회 40~50분이고 1일 평균 7~8시간 정도이며 반추는 1, 2위벽에 대한 사료 등의 물리적 접촉과 자극으로 반사적으로 시작되며 입자도가 작을수록 반추시간이 짧아진다.

(2) 발효

반추위를 소위 발효조라고 하며 이는 반추위내에서 섭취된 사료 특히 조사료의 발효, 소화과정이 주로 일어나며 염소에 있어서 매우 중요한 과정이다. 반추위는 미생물(세균, 원생동물)의 작용으로 사료를 발효시키는데 섬유질 사료는 염소가 소화효소로 분해시킬 수 없기 때문에 반추위내 미생물이 조사료(섬유질원)를 발효시켜야 한다. 반추위내 발효작용은 농후사료를 섭취할 때는 바람직한 과정은 아니다. 왜냐하면 발효작용은 에너지 손실을 초래하며 반추동물은 발효작용 없이도 전분을 소화시킬 수 있기 때문이다. 70~85%만이 염소가 이용할 수 있고, 6~15%는 메탄가스로 손실되고 6~7%는 발효열로 손실된다. 반추동물이 닭, 돼지 등의 비반추동물과 같이 높은 사료 이용효율로 체내에서 사료를 에너지로 전환시킬 수 없는 것은 미생물에 의해 발생된 가스와 열의 손실 때문이다.

(3) 소화

제 1위와 2위는 구분이 뚜렷하지 않아서 제 1위와 2위의 내용물이 자유롭게 서로 이전이 가능하고 기능도 비슷해 전위(前胃) 또는 제 1, 2위라고도 한다. 탄수화물은 휘발성지방산과 메탄가스로, 단백질은 아미노산 및 암모니아로, 지방은 가수분해와 수소첨가 작용에 의해 유리지방산으로 분해된다. 또한 미생물에 의해 단백질과 비타민 B군도 합성되며 미생물이 분해한 휘발성지방산, 암모니아와 물 등이 흡수된다. 제 2위에서는 외부에서 유입된 못이나 쇠붙이 등이 축적되기도 한다.

일반적으로 흑염소는 체중에 비해 조사료의 채식비율이 높으며 조사료이용성이 높은 가축이다. 흑염소가 면양이나 소보다 사료의 소화율, 특히 조섬유의 소화율이 양호한 것은 사료의 반추위내 체류시간이 면양에 비해 더 길고, 휘발성 지방산 생산량이 많으며 섬유소 분해 미생물군이 면양보다 더 많기 때문인 것으로 알려져 있다. 또한 타액 생성량도 면양에 비해 더 많은 것으로 알려지고 있다(염소의 1일 타액 생성량은 848㎖l, 면양 502㎖). 건물과 조섬유의 소화율은 염소>면양>물소>소의 순으로 낮다(Sharma와 Rajora, 1977)는 보고로 보아 흑염소의 조사료 소화능력이 다른 반추가축보다 높다는 것을 알 수 있다.

(4) 채식행동

염소는 먹이를 선택하는데 있어서 소나 면양과 비교하여 채식행동이 상당한 차이가 있다. 채식 습성을 보면 염소는 같은 풀이라도 좋아하는 부위 즉 부드러운 부분만 구별해서 채식하고 항상 신선하고 청결한 새로운 것만을 채식한다. 소는 방목시킬 때 풀을 한곳에서 깨끗하게 뜯어 먹지만 염소는 계속 돌아다니면서 좋아하는 풀만 듬성듬성 뜯어 먹는 습성이 있으며 어느 정도 배가 부르면 풀을 뜯는 것 보다는 계속 돌아다니기만 한다. 이러한 염소의 채식행동을 이용하여 방목 시간을 조절할 필요가 있다. 즉 하루 종일 방목장에서 방목시킨 것보다는 방목시간을 2～3시간으로 정하여 필요한 시간에 방목시키고 다시 축사에서 관리하는 형태가 사양 관리에 훨씬 유리할 것으로 생각 된다. 또한 염소는 수엽류(나뭇가지와 잎)를 좋아하며 때로는 나무껍질까지도 벗겨 먹기도 한다. 염소는 설사질환이나 기생충성 질환이 많이 발생하여 큰 피해를 입고 있는데 염소가 좋아하는 수엽류에는 일반 풀 속에는 거의 함유되어 있지 않는 페놀 화합물과 탄닌과 같은 성분이 함유되어 있으며 이러한 성분들은 염소의 설사나 기충성 질환을 예방해 준다. 이러한 채식습성은 염소가 야생 상태에서 생존하기 위한 본능적인 채식습성이 아닌가 여겨지며 다른 가축보다는 아직도 야성의 기질이 상당히 많이 남아 있는 것으로 생각된다.

라. 소화생리에 적합한 사료급여

일반적으로 섬유소의 소화는 반추위내 산도가 6이상에서 잘 이루어진다. 그러나 과다한 농후사료 급여로 인해 산도가 6 이하로 떨어질 때에는 섬유소를 소화시키는 미생물의 쇠퇴로 섬유소의 소화가 어려워진다. 갑작스런 배합사료의 다량급여는 산도를 급격히 떨어뜨려 반추위내 미생물의 최적 환경이 파괴되어 미생물이 심한 스트레스를 받아 정상적인 염소화생리를 유지하기가 어려워져 식체, 산중독증, 고창증 등의 대사성질병을 유발하기 쉽다. 따라서 완전사료가 바람직하다고 설명하는 이유가 안정적인 반추위내 산도의 유지, 그에 따른 미생물의 최적활동으로 소화율의 향상과 섭취량의 증가, 영양소의 최대 흡수이용 등으로 생산성이 증가되고 소의 경제수명이 연장되기 때문이다. 특히 육성기에는 완전사료 급여체계가 바람직하며 배합사료만 따로 급여하기 보다는 부산물과 섬유질원을 동시에 혼합하여 급여하도록 하는 것이 바람직하다.

육성기에는 배합사료를 1일 2회 급여하는 데 아침이나 저녁에 배합사료를 급여할 때 조사료 급여량 부족으로 사료조가 비어있을 때 배합사료보다는 볏짚 등의 조사료를 먼저 급여하는 것이 반추위내 산도 안정에 효과적이다. 비육기에는 자유급여하나 일부에서는 비육기간에도 1일 섭취량을 3회에 걸쳐서 나누어 급여하기도 한다.

마. 침분비의 중요성

사료종류에 따라 섭취속도와 침 생성량이 차이가 있다. 펠렛사료는 섭취속도가 빠른 반면에 반대로 침 생성량은 적다. 건초는 청초나 사일리지보다 섭취속도가 느리나 되새김 작용이 많으므로 침 생성량은 많다. 건초를 권장하는 이유도 바로 침 생성량 때문이다. 침에는 반추위내 산도를 중성으로 만들며 고창증의 발생을 예방하는 성분(뮤신)이 함유되어 있다. 따라서 배합사료 위주로 사양관리하면 반추위벽에 대한 자극효과가 없어 되새김 작용이 적어지고 따럿 침 생성량이 감소하여 반추위내 중화작용이 상대적으로 낮아진다.

표 2. 사료의 종류가 섭취속도와 침 생성량에 미치는 영향

사료종류	섭취속도 (사료 g/분)	침 생성량
		ml/분	ml/사료 g
펠렛사료 화본과청초 사일리지 화본과건초 건초	357 283 248 83 70	243 266 280 270 254	0.68 0.94 1.13 3.25 3.63

표 3에서 보면 당밀의 소화율이 가장 빠르며 비트펄프와 곡류사료도 소화속도가 빠름과 동시에 소화율도 높다. 비트펄프는 기호성이 좋고 소화속도가 빠르기 때문에 과다급여시 반추위내 이상발효가 일어나므로 소량씩 서서히 급여한다. 소화율이 낮은 볏짚은 소화되지 않는 잔유물이 많아져 섭취량의 제한을 가져온다. 따라서 여름철에는 반추위내 대사열 발생을 줄이기 위해 볏짚은 5cm 정도로 세절하여 급여하도록 한다.

바. 성장단계에 알맞는 사료급여

흑염소는 크게 번식용과 비육용 2가지 사육으로 나눌 수 있다. 비육농가들의 최대 목표는 증체와 사료효율 증진과 또한 육량, 육질이 우수한 고기를 생산하여 소득을 높이는 것이다. 증체를 높이기 위해서는 휘발성지방산중 프로피온산이 많이 생성는 것이 좋다.

표 3. 각종 사료의 소화율과 소화속도

종류	소화율(%)	소화속도(시간)
당밀 비트펄프 곡류 화본과 청예 두과청예 저질건초 짚류	95 85 80 70 70 55 40	0.5 2 - 6 12 - 14 18 - 24 12 - 18 30 - 40 45 - 55

프로피온산의 생성량은 배합사료 양과 질에 비례하며 프로피온산의 흡수효율은 육성기에 충분한 조사료 급여를 통한 반추위의 발달이 있어야 가능하다. 따라서 전 기간에 걸쳐 배합사료를 자유급여 하는 것이 증체율 향상에 좋다고 생각하는 것은 잘못된 생각이다. 육성기는 배합사료의 적정 급여와 조사료의 충분한 급여가 필수적이며 비육기에 도달해서는 볏짚 등고 같은 조사료를 줄이면서 배합사료를 자유급여 하는 것이 합리적이다. 흑염소에게 무조건 배합사료를 많이 급여하는 것이 매우 잘못된 사양관리 방법으로 사료비 증가로 인한 경제적 손실과 식체, 고창증 등의 대사성질병 발생으로 인한 비용증가, 생산성 저하 등 여러 측면으로 손실이 크므로 개선해야 한다.