젖소가 배가 고프다고 느끼는 것은 진위(제4위)가 비어있기 때문일까 아니면 반추위(제1위)가 비어있기 때문일까? 사료를 급여할 때 젖소를 생각해야 할까 아니면 반추위내 미생물을 고려해야 할까? 이러한 문제에 대해 많은 낙농가는 의문을 갖고 있을 것이다. 젖소는 박테리아, 효모, 프로토조아 등 반추위 미생물 관리에 최우선 순위를 두고 사양관리를 해야 한다. 낙농가가 반추위 미생물의 영양분을 공급하면 반추위 미생물은 젖소가 필요로 하는 영양소를 생성한다. 반추액 1㎖당 150~800억의 박테리아가 존재하며 전체 반추액의 용량은 약 60ℓ(1ℓ=1,000㎖)에 달한다. 반추위 미생물의 관리가 중요한 이유가 바로 여기에 있다. 반추위에는 다양한 종류의 박테리아가 있으며 젖소의 건강에 많은 영향을 미친다. 젖소는 자체 보유한 소화효소로는 섭취한 사료를 모두 분해할 수 없으며 반추위의 박테리아의 도움을 받는다. 박테리아는 셀룰로스와 다른 구성성분인 전분, 단백질을 소화한다. 대부분의 박테리아는 소화과정에서 발생하는 암모니아, 아미노산, 젖산을 소비하여 불필요한 수준까지 체내에서 축적되는 것을 방지한다. 반추위에서 하나의 박테리아가 사료를 소화하는 데에는 많은 시간이 필요하지만, 실제로는 다수의 박테리아가 동시에 반응을 하기 때문에 짧은 시간에 소화가 이루어 진다.
1. 반추위 발효과정
반추위 내에는 산소가 거의 존재하지 않는다. 젖소가 섭취한 사료는 세포내에서 이루어지는 산화과정(산소가 필요함)과 달리 발효과정을 통해 소화되고 대사작용을 한다. 발효과정을 통해 탄수화물과 암모니아는 메탄과 이산화탄소, 휘발성지방산, 박테리아로 전환된다. 탄수화물은 셀룰로스, 헤미셀룰로스, 전분, 펙틴, 당을 포함한다. 메탄과 이산화탄소는 발효의 산물로서 젖소가 트림을 할 때 반추위에서 방출된다. 휘발성 지방산에는 초산, 프로피온산, 낙산이 있으며 많은 양이 생성된다. 초산은 젖소의 주요 에너지 공급원으로 사용되고 유지방을 만들기 위한 유선의 기질로 사용된다. 초산은 섬유소 소화의 주요 생성물이다. 전분이 소화되면 주로 프로피온산이 생성된다. 프로피온산은 간에서 글루코스(포도당)로 변환되고 유선에서 포도당은 락토스(유당)로 변한다. 유당은 유량을 결정하는 인자이기 때문에 전분을 충분하게 공급하지 못하면 유량이 제한될 가능성이 있다. 낙산은 반추위 박테리아가 생성하고 이용한다. 낙산의 수준이 높아지면 산독증, 간농양, 제엽염이 발생할 우려가 있다. 반추위의 pH를 6.2~6.4 수준으로 유지하도록 균형잡힌 사료를 급여하면 낙산으로 인한 중독증상을 예방할 수 있다. 곡류사료의 과다한 급여, 조사료 섭취량의 부족, 부적절한 TMR급여 관리, 급여사료의 급격한 변경, 변환기 프로그램의 미비 등은 모두 낙산의 수준이 높아지는 원인을 제공하는 것이다. 반추위 박테리아는 온도, 습도, 영양분 이용정도, pH가 적당할 때 수가 증가한다. 산유량을 높이기 위해서는 반추위가 효과적으로 발효할 수 있도록 사료를 급여하고 사양관리를 해야 한다. 낙농가가 사료급여로 조절할 수 있는 요인은 반추위의 pH이다. 육성우 및 건유우 사료와 비교하여 고능력우 사료를 급여하면 반추위내 산의 생성이 더 많아진다. 젖소는 반추위내 과다 생성된 휘발성 지방산을 위벽을 통해 흡수하고 타액내에 함유된 중화물질로 반추위내 pH를 적절하게 유지한다. 반추위는 내용물이 잘 혼합될 수 있도록 1분에 3~6회 수축을 한다. 충분한 양의 유효 조섬유를 공급하면 젖소는 반추와 저작작용을 하여 타액을 분비한다. 타액은 산을 중화시키는 기질을 함유하고 있다. 충분한 반추위의 수축작용과 많은 양의 타액의 분비가 없다면 반추위의 환경은 급속도로 열악해 질 것이다. 초임우의 경우에는 특히 사료섭취량, 체점수, 분변의 상태, 발굽 건강, 반추위의 pH를 주의 깊게 관찰해야 한다. 낙농가는 TMR과 같이 균형잡힌 사료급여와 같은 방법을 포함하여 반추위가 최적의 pH를 유지하도록 관리해야 한다. 착유우는 배합사료나 곡류사료를 급여하는 것보다 TMR을 급여하는 것이 pH의 변화가 적다. 조사료의 입자 크기를 일정하게 하면 저작작용과 타액의 분비가 향상되고 사료의 분리 섭취를 방지할 수 있다. 반추위 pH의 변동폭이 적을수록 반추위 발효의 효과가 더 향상될 것이다. 섭취량이 많으면 반추 미생물이 많아지고 반추 미생물이 많아지면 유량이 증가한다. 젖소의 사료섭취량이 증가하면 반추위를 통과하는 사료도 많아지게 되고 더 많은 양의 휘발성 지방산, 박테리아, 단백질이 생성된다. 이미 존재하는 박테리아를 유지하기 위한 영양소와 새로운 박테리아 생성에 필요한 영양소가 충분하게 공급되기 때문에 발효는 더 효과적으로 이루어 진다. 양질의 건초와 사일리지, 적절한 급사조 관리, 젖소의 안락감 등을 통하여 사료섭취량이 최대가 되면 반추위내 미생물의 작용을 활발하게 할 수 있다. 사료의 입자에 붙어 있는 박테리아는 효소를 분비하여 분해되기 쉽게 하고 반추위 내에서 박테리아의 통과속도를 늦게 한다. 옥수수 알곡처럼 매끄러운 표면을 갖는 사료보다는 분쇄되어 거친 사료가 박테리아의 부착이 용이하다. 작물에서 가장 소화가 용이한 부분은 중간부분과 기계적으로 분쇄한 부위의 조직이다. 옥수수의 전분은 밀과 보리와 같은 곡류사료에 비해 발효가 더 늦다. 옥수수 낟알은 표피의 단백질이 내부의 전분입자를 둘러 싸고 있어서 전분에 접촉할 수 있는 기회가 적다. 밀과 보리는 비교적 쉽게 소화될 수 있는 단백질 코팅을 갖고 있다. 별도의 가공처리를 하지 않으면 박테리아가 옥수수의 전분을 소화하는데 시간이 소요되어 분에 소화되지 않은 옥수수가 남아있게 된다. 증기압편 처리를 하면 분쇄, 압착, 증기압착 처리를 하는 것 보다 유량과 유단백 수준이 향상된다. 압편공정에서는 30~60분정도 옥수수의 수분을 높이는 공정을 거친후 롤러를 이용하여 박편처리를 한다. 이런 공정을 거치면서 전분입자를 둘러 싸고 있는 단백질층이 분쇄되고 전분은 젤라틴화 되어 반추미생물이 부착할 면적이 넓어진다. 전분은 젖소의 프로피온, 글루코스 공급원일뿐만 아니라 미생물 단백질을 최대한으로 합성하고 우유와 유단백 생산에 필수적인 요인이기 때문에 전분 발효를 최대화하는 것은 매우 중요한 것이다.
2. 단백질
대부분의 사료단백질은 반추위 박테리아에 의해 암모니아로 분해된다. 미생물은 반추위내 암모니아로부터 단백질 합성에 필요한 질소를 이용하여 미생물 단백질을 합성하고 자기 자신을 복제한다. 사료섭취량이 많으면 미생물 단백질의 생성량이 증가하고 많은 수의 미생물 단백질이 반추위 밖으로 배출되는데 젖소가 이 미생물을 소화하여 흡수한다. 질소는 암모니아의 형태로 재 이용된다. 암모니아는 반추위 벽을 통해서 간에서 요소로 전환되고 요소는 다시 반추위로 이동한다. 단백질의 섭취량이 과다하면 요소는 요에 포함되어 배출된다. 우회 단백질을 과다하게 급여하게 되면 반추위 박테리아의 질소 결핍이 발생할 우려가 있다. 미생물을 생성하기 위해서는 질소와 에너지가 모두 필요하다. 최적의 발효는 알맞은 시기에 적정한 양의 질소와 에너지를 이용할 수 있는지에 달려있다. 암모니아 생성량은 젖소가 사료를 섭취한 후에 급속도로 증가한다. 조사료나 곡류사료에서 발생한 에너지는 미생물이 필요할 때 이용이 불가능할 수도 있다. 증기압편 옥수수와 당밀과 같이 신속하게 분해되는 탄수화물을 함유한 사료는 미생물의 생성을 높이고 요로 손실되는 질소의 수준을 낮출 수 있다.
야곱이네 흑염소농장 / 경기도 여주시 가남읍 본두3길 54-68 / 010-8378-0691 (장병용)