Effects of dietary oil sources and fat extraction methods on apparent and standardized ileal digestibility of fat and fatty acids in growing pigs

 

 

 

Effects of dietary oil sources and fat extraction methods on apparent and standardized ileal digestibility of fat and fatty acids in growing pigs

 

Lu Wang , Wenjun Gao , Junyan Zhou, Huangwei Shi , Tenghao Wang  and Changhua Lai

 

Journal of Animal Science and Biotechnology(2022) 13:143 

https://doi.org/10.1186/s40104-022-00798-w

Effects of dietary oil sources and fat extraction methods on apparent and standardized ileal digestibility of fat and fatty acid

 

 

 

Abstract

 

Background :

 

• 국가 사료 데이터베이스에는 지방 및 지방산의 표준화된 회장 소화율(SID)에 대한 데이터가 부족합니다.
• 지방 분석에 사용된 절차를 명확히 하는 것도 중요합니다.
• 따라서 본 연구는 다음을 목적으로 실험을 수행하였습니다:

 

1. 성장하는 돼지에서 10가지 서로 다른 지방원료의 지방 및 지방산에 대한 겉보기 회장 소화율(AID)과 표준화된 회장 소화율(SID)을 결정하고, 지방산 조성을 기반으로 지방의 SID를 예측할 수 있는 방정식을 개발하는 것, 
2. 지방 추출 방법이 지방의 내인적 손실과 소화율 계산 값에 미치는 영향을 비교하는 것.

 

Methods :

 

체중 32.1 ± 2.3 kg의 거세된 수퇘지 22마리를 대상으로, 회장의 말단 부위에 T-캐뉼라(T-cannula)를 외과적으로 장착한 후, 4기간 Youden Square 설계에 따라 11가지 실험 사료 중 하나에 배정하였습니다.

지방이 없는 사료는 옥수수전분, 대두단백질 분리물, 자당을 사용하여 배합하였습니다.

지방이 첨가된 10가지 사료는 지방이 없는 사료에 6%의 지방원을 추가하고, 이에 상응하는 양의 옥수수전분을 제거하여 배합하였습니다.

모든 사료는 26%의 사탕무 펄프와 0.40%의 크롬산화물을 포함하고 있었습니다.

 

 

Results : 

 

에테르 추출물(EE)의 내생적 손실은 산 가수분해 지방(AEE)보다 낮았으며(P < 0.01), 식이유래 기름의 원천에 따라 지방과 포화 지방산의 표재적 소화율(AID) 및 진정 소화율(SID)에 유의한 차이가 있었다(P < 0.05). 

팜유의 AEE SID는 해바라기유, 옥수수유, 카놀라유, 쌀겨유, 아마씨유보다 낮았다(P < 0.01). 

지방의 AID와 SID는 각각 79.65%에서 86.97%, 91.14%에서 99.18% 범위로 나타났다. 

EE의 AID는 AEE보다 더 높았으나(P < 0.01), 팜유를 제외하고 EE와 AEE의 SID에는 유의한 차이가 없었다. 

불포화 지방산 대 포화 지방산의 비율(U/S)은 지방의 SID와 양의 상관관계를 보였으며(P < 0.05), C16:0 및 장쇄 포화 지방산(LSFA)은 지방의 SID와 유의하게 음의 상관관계를 나타냈다(P < 0.01). 

 

지방의 SID를 예측하기 위한 가장 적합한 방정식은 다음과 같았다:

 

SID AEE = 102.75 − 0.15 × LSFA − 0.74 × C18:0 − 0.03 × C18:1
( Adjusted coefcient of determination 조정 결정계수 = 0.88, P < 0.01).

 

 

Conclusions :

 

지방의 SID(표준화된 회장 소화율)를 계산할 때, 시료의 EE(에테르 추출물) 함량은 직접 추출법을 사용하여 분석할 수 있습니다.

반면, 지방의 AID(겉보기 소화율)를 결정하기 위해서는 가수분해 절차를 사용해야 합니다.

지방 소화율은 지방산 조성, 특히 C16:0, LSFA(긴사슬 지방산), U/S(불포화/포화 지방산 비율)의 함량에 의해 영향을 받았습니다.

 

Keywords:  Fat extraction methods, Fatty acids, Growing pigs, Ileal digestibility, Oil sources

 

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Introduction

 

 

돼지 사료에 지방을 첨가하면 사료의 에너지 밀도를 높이고 필수 지방산을 제공할 뿐만 아니라 지용성 비타민의 흡수를 촉진하고, 먼지를 줄이며 사료의 기호성을 개선하는 데 도움을 줍니다 [1–3].  
사료용 지방의 높은 가격을 고려할 때, 정확한 영양 공급을 위해 다양한 지방 원천의 영양 가치를 정확히 평가하는 것이 중요합니다.  
실제 사료 원료 평가에서 영양소의 소화율은 일반적으로 흡수되는 영양소의 비율을 결정하는 데 사용된다는 것이 잘 알려져 있습니다 [4].  
지방과 지방산의 표준화 회장 소화율(SID)은 돼지에서 사료용 지방의 이용 가능성을 보다 잘 반영합니다.  
지방과 지방산의 SID 용어와 결정 방법은 추가적인 명확화가 필요합니다.  

동물 사료에서 사용되는 지방 원료의 지방산 조성에 있어 다양하며, 이는 사료용 오일의 소화, 흡수 및 대사적 이용에 영향을 미칠 수 있습니다 [5].  
지방산의 포화도, 탄소 사슬 길이, 위치적 분포 및 유리지방산 함량은 혼합 담즙염-지질 미셀의 장내 농도에 영향을 미쳐 미셀 형성 가능성에 크게 영향을 미칩니다 [6, 7].  
개별 지방산이 사료용 오일 소화율에 미치는 영향을 상관 분석한 연구는 매우 제한적입니다.  

이전 연구에서는 돼지의 사료용 지방원료의 에너지 값을 예측하기 위한 방정식을 성공적으로 개발한 바 있습니다 [8–10].  
이러한 예측 방정식의 개발은 비용이 많이 들고 시간이 소요되는 동물 실험의 필요성을 줄일 가능성이 있습니다.  
그러나 성장기 돼지를 위한 지방의 SID를 예측하는 정보는 현재 없습니다.  
또한 지방을 분석하는 데 사용되는 절차(직접 추출 또는 산 가수분해)가 내생적 손실 및 지방 소화율 계산값에 영향을 미칠 수 있습니다.  
하지만 추출 방법이 내생적 손실 및 지방 소화율에 미치는 영향을 포괄적으로 비교한 연구는 없습니다.  
정확한 지방 소화율 평가를 위해 적절한 실험실 방법의 선택이 중요합니다.  

우리의 이전 연구에서는 지방 무첨가 사료 방법으로 얻은 지방(ELF)과 지방산(ELFA)의 기저 내생적 손실을 기준으로 겉보기 회장 소화율(AID)을 보정하면 SID 값을 정확히 추정할 수 있음을 보여주었습니다 [11].  
따라서 이번 연구의 목적은 성장기 돼지를 대상으로 다양한 지방원료에서 지방과 지방산의 AID와 SID를 결정하고, 지방산 조성을 기반으로 지방의 SID를 예측하는 방정식을 개발하는 것이었습니다.  
이러한 값은 지방산 요구량을 결정하는 데 중요합니다.  
또 다른 목적은 지방 추출 방법이 내생적 손실 및 지방 소화율 계산값에 미치는 영향을 비교하는 것이었습니다.

 

 

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Materials and methods

 

본 실험에서 사용된 모든 실험 프로토콜은 중국 농업대학교(중국 베이징) 동물실험윤리위원회의 심의를 거쳐 승인되었습니다.

 

 

Animals and experimental design

 

이 실험은 중국 농업대학교 Fengning 돼지 연구소의 대사 실험실(Chengdejiuyun 농업 및 축산 유한회사 학술 작업소)에서 수행되었습니다. 

실험에는 22마리의 교잡종 거세돼지(Duroc × Landrace × Yorkshire; 초기 체중: 32.1 ± 2.3kg)가 사용되었으며, 총 4주간 진행되었습니다. 

돼지들은 개별 스테인리스 대사 케이지(1.4m × 0.7m × 0.6m)에 수용되었으며, 케이지에는 스테인리스 급이기와 물꼭지가 설치되어 있었습니다. 

실내 온도는 22 ± 2℃로 유지되었습니다. 

거세돼지들은 말단 회장에서 T-카뉼라(T-cannula)를 외과적으로 장착하였고[12], 11개의 실험 사료 중 하나에 배정되었습니다. 

이는 4주간 Youden Square 설계로 구성되어 사료 처리당 8개의 관찰값을 얻을 수 있었습니다.

각 실험 기간은 10일 동안 지속되었습니다.

돼지들은 케이지 내에서 자유롭게 움직일 수 있었으며, 실험 기간 동안 자유롭게 물을 섭취할 수 있었습니다.

 

 

 

Diets and feeding

 

본 실험에서 사용된 지방원료는 sunfower oil/해바라기유, peanut oil /땅콩유, corn oil /옥수수유, canola oil /카놀라유, rice oil /쌀겨유, soy- bean oil /대두유, palm oil /팜유, cottonseed oil /면실유, faxseed oil /아마씨유 및 coconut oil /코코넛유로, 모두 식품 등급(유리지방산 < 0.2%)을 사용했습니다.

이들 10가지 기름의 지방산 조성은 [표 1]에 나타나 있습니다.

지방 함량이 미미한(표 2; 0.29% 산 가수분해 지방; AEE, 건물 기준) 지방이 없는 식단은 corn- starch/옥수수 전분, soy protein isolate/대두 단백질 분리물 및 설탕으로 구성되었습니다([부록 파일 1]).

지방이 없는 식단에 6%의 지방원을 첨가하여 10가지 기름이 포함된 식단을 조성했으며, 이 과정에서 cornstarch/옥수수 전분을 비율에 맞춰 대체했습니다.

모든 실험 식단에는 동일한 배치의 sugar beet pulp/사탕무 펄프(26%)를 섬유질원으로 사용했습니다.

또한 모든 식단에 동일한 비율의 비타민, 미네랄, 결정 아미노산을 보충하여 NRC[13]가 권장한 성장하는 돼지의 영양 요구를 충족하거나 초과하도록 구성했습니다.

모든 식단에는 비활성 지표로서 크롬산(0.40%)이 포함되었습니다.

각 수집 기간 동안의 일일 사료 급여량은 조정되었습니다. 

각 기간 시작 시 거세돼지를 계량한 뒤 실험 사료를 돼지 체중의 4%로 제공했습니다. 

사료는 매일 오전 8시와 오후 5시에 동일한 양으로 나눠 제공되었습니다. 

물은 각 돼지에게 항상 이용 가능하게 했습니다. 

모든 사료는 산화성 변패를 방지하기 위해 4℃에서 보관되었으며, 급여하기 최소 12시간 전에 실온으로 조정되었습니다.

 

 

 

 

Sample collection

 

각 실험 기간은 식이 적응을 위한 6일, 분변 수집을 위한 2일, 회장 소화물 수집을 위한 2일로 구성되었습니다.
7일차와 8일차에는 신진대사 케이지에서 배설된 직후 가능한 한 빨리 신선한 분변 샘플을 플라스틱 봉투에 수집하여 즉시 –20°C에서 보관했습니다 [14].
9일차와 10일차에는 회장 소화물 수집이 매일 오전 8시부터 9시간 동안 진행되었습니다 [12].
이 기간 동안, 회장 소화물 샘플은 케이블 타이를 이용해 열린 캐뉼라에 부착된 플라스틱 봉투에 수집되었습니다. 

봉투는 소화물이 반쯤 찼을 때 또는 최소 30분마다 교체되었으며, 즉시 –20°C에서 보관되었습니다.
실험 종료 시, 분변 및 회장 소화물 샘플은 해동된 후 각 돼지의 실험 기간별로 합쳐졌고, 하위 샘플이 수집되었습니다.
분변 및 소화물 하위 샘플은 진공 동결건조기(Tofon Freeze Drying Systems, 중국 상하이 민항구)를 이용해 동결건조되었고, 화학적 분석을 위해 1mm 체로 분쇄되었습니다.

 

 

Chemical analyses

 

실험 사료는 DM(건물, 방법 930.15) [15], 조단백질(CP, 방법 990.03) [15], 에터 추출물(EE) [16], AEE(방법 954.02) [15], 중성세제섬유소(NDF) 및 산성세제섬유소(ADF), 지방산 구성 및 크롬 함량을 분석하였습니다.
ADF와 NDF는 van Soest 등 [17]의 절차를 약간 수정하여 F57 필터 백과 섬유 분석 장비(Fiber Analyzer; Ankom Technology, Macedon, NY, USA)를 사용하여 측정하였습니다.
NDF는 불용성 회분 보정을 하지 않은 상태에서 열 안정성 α-amylase/α-아밀레이스와 sodium sulfte /황산나트륨을 사용하여 분석하였습니다.
지방산 구성은 Sukhija와 Palmquist [18]의 절차를 수정하여 가스 크로마토그래피(6890 Series, Agilent Technologies, Wilmington, DE, USA)를 사용하여 측정하였습니다.
크롬 농도는 질산-과염소산 습식 회분 샘플 준비 후 polarized Zeeman Atomic Absorption Spectrometer /편광 지맨 원자 흡수 분광기(Hitachi Z2000, Tokyo, Japan)를 사용하여 측정하였습니다.
분변 및 회장 소화물 샘플은 DM, EE, AEE, 지방산 구성 및 크롬 함량을 분석하였습니다.
지방 원료는 지방산 구성을 분석하였습니다.
모든 분석은 반복으로 수행되었습니다.

 

 

Calculation

 

추가된 지방은 오일 첨가 식단에서 지방 및 지방산의 유일한 공급원이었다.
따라서, 실험식이에서 지방 및 지방산의 겉보기 소화율(AID, Apparent Ileal Digestibility)과 표준 소화율(SID, Standardized Ileal Digestibility)은 첨가된 지방의 소화율과 동일하였다.
사료 성분의 아미노산 소화율에 대한 연구와 유사하게, 식이 지방 및 지방산의 내인적 손실값, AID 및 SID는 Stein 등[19]이 설명한 방정식을 사용하여 계산되었다.

또한, 본 실험에서는 시료의 지방 함량을 두 가지 방법으로 분석하였으며, 그 결과 지방 함량을 나타내는 두 가지 지표인 에테르 추출물(ether extract)과 산 가수분해 지방(acid hydrolyzed fat)을 도출하였다. 

이 두 지표는 모두 "지방" 함량을 나타낸다.

 

각 오일 첨가 식단에서 지방산의 AID는 다음 방정식을 사용하여 계산되었다.

 

 

 

여기서 FAd와 Crd는 회장 소화물 내 지방산과 크롬의 농도(g/kg 건물 기준)를 나타내며, FAf와 Crf는 기름이 첨가된 사료 내 지방산과 크롬의 농도(g/kg 건물 기준)를 나타냅니다.
EE의 겉보기 회장 소화율(AID of EE)과 AEE의 겉보기 회장 소화율(AID of AEE)은 위에 제시된 공식을 사용하여 계산되었습니다.

기초 ELF와 ELFA는 무지방 사료를 급여받은 돼지에서 다음 공식을 기반으로 측정되었습니다.

 

 

 

 

IFAend는 기초 내인성 지방산 손실(ELFA, g/kg DMI)이며, FAd와 Crd는 무지방 사료에서 회장 소화물 내 지방산(FA)과 크롬(Cr)의 농도입니다.

Crf는 무지방 사료에서 크롬의 농도입니다.
에테르 추출물과 산가수분해 지방의 내인성 손실은 위에 제시된 식을 사용하여 계산되었습니다.

 

각 지방이 첨가된 식단에서 지방산의 표준 회수 소화율(SID)은 기본 ELFA를 사용하여 지방산의 AID(겉보기 회수 소화율)를 조정하여 다음과 같이 계산되었습니다.
EE(에테르 추출물)와 AEE(에테르 추출물의 가용성 성분)의 표준 회수 소화율(SID)은 동일한 공식을 사용하여 결정되었습니다.

 

 

 

 

 

 

Statistical analyses

 

모든 데이터는 SAS 9.4(SAS Inst. Inc., Cary, NC, USA)를 사용하여 통계적으로 분석되었습니다.
분산의 동질성은 SAS의 UNIVARIATE 절차를 통해 검증되었습니다.
식이 처리(dietary treatment)는 고정 효과(fixed effect)로, 돼지와 실험 기간(period)은 모델에서 랜덤 효과(random effects)로 설정되었습니다.
모든 분석에서 개별 돼지(individual pig)가 실험 단위로 사용되었습니다.

LSMEANS 절차를 사용하여 모든 식이 처리의 평균 값을 계산하였습니다.
t-검정(t-test) 절차를 사용하여 회장(ileal) 및 총 소화관(total tract)의 기저 내생 손실(basal endogenous losses)을 비교하였습니다.
지방 및 지방산의 회장 소화율(AID)과 표준화 소화율(SID) 데이터는 SAS의 MIXED 절차를 사용한 ANOVA로 분석되었습니다.
다중 비교는 Tukey 검정을 사용하여 수행되었습니다.

t-검정 절차를 통해 추정된 EE(ether extract)와 AEE(apparent ether extract)의 내생 손실, EE와 AEE의 AID, 또는 EE와 AEE의 SID 값 간의 차이를 비교하였습니다.
PROC CORR 절차를 사용하여 지방의 SID와 오일의 지방산 조성 간의 상관관계를 분석하였습니다.
PROC REG 절차를 사용하여 다양한 오일 소스에서 지방의 SID를 예측하는 방정식을 개발하였습니다.

다변량 회귀 모델(multivariate regression models)은 유의 수준이 0.10 이하인 단계적 선택(stepwise selection) 방법으로 결정되었습니다.
최적의 적합 방정식을 선정하기 위한 기준으로 조정된 결정 계수(R²adj), Mallows 통계, 평균 제곱근 오차(RMSE), Akaike 정보 기준(AIC), 그리고 베이즈 정보 기준(BIC)이 사용되었습니다.
가장 높은 R²adj와 가장 낮은 RMSE, AIC, BIC 값을 가지는 방정식이 최적의 적합으로 제안되었습니다.
P 값이 0.05 미만일 경우, 차이는 유의한 것으로 간주되었습니다.

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Results

수집 기간 동안 대부분의 돼지에서 분변과 회장 소화물 샘플이 채취되었습니다. 

그러나 한 마리의 돼지가 각각 세 번째와 네 번째 수집 기간 동안 설사를 겪었으며, 이는 일반적으로 사용되는 사료보다 높은 지방 함량 때문인 것으로 보입니다. 

따라서 이 돼지의 분변과 회장 소화물 샘플은 분석에 포함되지 않았습니다.

 

 

Fatty acid composition of diferent oil sources

 

다양한 기름 원료의 지방산 조성은 크게 다르게 나타났다(표 1).
Coconut oil /코코넛 오일은 본 연구에서 사용된 가장 포화도가 높은 지방으로, 총 지방산의 46%를 차지하는 C12:0이 풍부하다.
Palm oil /팜유는 포화지방산(SFA, 총 지방산의 46%)이 풍부하며, 특히 총 지방산의 40%를 차지하는 C16:0이 주요 성분이다.
peanut oil/땅콩기름, canola oil /카놀라유, rice oil /쌀기름에서는 C18:1이 주요 지방산으로, 총 지방산의 38%~46%를 차지하였다.
sunfower oil /해바라기유, corn oil /옥수수기름, soybean oil /콩기름, cottonseed oil /면실유에서는 C18:2가 주요 지방산으로, 총 지방산의 53%~61%를 차지하였다.
flaxseed oil /아마씨유에서는 C18:3이 주요 지방산으로, 총 지방산의 49%를 차지하였다.

 

 

Basal endogenous losses of fat and fatty acids

 

회장의 끝과 전체 장관을 기준으로 산정된 기저 내인성 산(acid) 가수분해 지방 손실은 차이가 없었다(Table 3).
회장의 끝에서 측정된 것과 비교하여, 전체 장관에서 에터 추출물(ether extract), C14:0, C15:0, C16:0, C17:0, C18:0, C20:0 및 포화지방산(SFA)의 추정 기저 내인성 손실량이 훨씬 더 큰 것으로 나타났다(P < 0.05).
반면, C18:1, C18:2, C18:3 및 불포화지방산(UFA)의 경우에는 그 반대의 경향을 보였다(P < 0.05).
에터 추출물의 내인성 손실은 AEE(acid-hydrolyzed ether extract)보다 낮은 수준이었다(P < 0.01).

 

 

 

 

 

Ileal digestibility of fat and fatty acids

 

C16:0, C18:0, C18:1, 그리고 C18:2는 식이유지방 공급원에서 주요한 지방산 성분으로 나타났다. 

따라서, 이 네 가지 지방산의 소화율 차이를 유지 공급원에 따라 비교하였다. 

다른 지방산들의 소화율 차이는 식단에서 지방산 농도가 낮을 경우 계산된 소화율의 변동폭이 크게 나타났기 때문에 비교하지 않았다.

식이유지방 공급원에 따라 지방 및 지방산의 총 소화율(AID)에 유의미한 차이가 나타났으며, C18:1과 C18:2는 예외였다(Table 4; P < 0.05). 

카놀라유의 AEE 소화율은 팜유보다 높았으며(P < 0.05), 다른 9가지 유지의 지방 소화율 차이는 유의미하지 않았다. 

코코넛유의 SFA 소화율은 팜유 및 대두유보다 높게 나타났다(P < 0.01). 

10가지 식이 지방 공급원의 지방 평균 소화율(AID)은 84.66%였으며(79.65%에서 86.97% 범위), 비교적 높은 소화율을 보였다.

 

식이유지 공급원에 따라 지방, C16:0, C18:0 및 SFA의 SID(표준화된 소화율)에 유의한 차이가 있었습니다(표 5; P < 0.01).
팜유의 AEE(질소 보정 에테르 추출물)의 SID는 해바라기유, 옥수수유, 카놀라유, 쌀기름, 아마씨유보다 낮았습니다(P < 0.01).
팜유의 SFA(포화지방산) AID(겉보기 소화율)는 다른 기름보다 낮았습니다(P < 0.01).
10가지 식이 지방 공급원의 평균 SID는 96.5%(91.14%에서 99.18%)였습니다.

 

 

 

AEE의 AID는 EE(에테르 추출물)보다 높았지만(P < 0.01), 팜유를 제외하면 EE와 AEE의 SID에는 유의한 차이가 없었습니다(표 6).

 

 

 

Correlation analysis and prediction equations for SID of fat

 

 

10가지 지방산 원료에서 지방의 표준 소화율(SID)과 지방산 조성 간의 상관 계수는 Table 7에 제시되어 있습니다.
불포화 지방산 대 포화 지방산의 비율(U/S)은 지방의 SID와 양의 상관관계를 나타냈으며(P < 0.05), 반면에 C16:0과 긴 사슬 포화 지방산(LSFA)은 지방의 SID와 유의미한 음의 상관관계를 보였습니다(P < 0.01).

Table 8에는 다양한 지방 원료에서 지방의 SID를 예측하기 위한 단계별 회귀 방정식과 최적 예측 방정식이 나와 있습니다.
LSFA가 첫 번째 예측 변수였으며, C18:0이 두 번째 예측 변수로 나타났습니다. 지방의 SID를 추정하는 데 있어 정확성을 고려할 때, LSFA, C16:0 및 C18:1을 포함한 방정식이 가장 실용적이었으며, 조정 결정계수(R²adj)는 0.88로 가장 높고, RMSE(0.75), AIC(−2.81), BIC(−19.69)가 가장 낮았습니다.

지방의 SID를 예측하기 위한 최적의 적합 방정식은 다음과 같습니다.

SID AEE = 102.75 − 0.15 × LSFA − 0.74 × C18:0 − 0.03 × C18:1
(R²adj = 0.88, P < 0.01).

 

 

 

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Discussion

 

이 실험의 주요 목적은 식이유지방 원료의 소화율에 대한 지방산 조성의 영향을 확인하는 것이었습니다.

소화율 값에 영향을 미칠 수 있는 다른 요인을 피하기 위해, 본 연구에서 사용된 식이유지방 원료는 모두 양질의 것으로 선정되었습니다.

본 실험에서 사용된 지방의 지방산 조성은 NRC [13]에서 제시된 값과 유사했습니다.
회장과 전체 장관에서 측정된 기초 ELF와 ELFA 값은 이전 연구 결과 [11]와 유사했습니다.
비록 지방이 없는 식단 구성, 샘플 수집, 분석 절차와 같은 실험 조건을 엄격히 통제했음에도 불구하고, 두 실험 간에는 기초 ELF와 ELFA에서 약간의 차이가 관찰되었습니다.
따라서 지방 및 지방산의 표준화된 회장 소화율(SID)을 평가하기 위한 연구에서는 기초 ELF와 ELFA를 정기적으로 추정할 것을 권장합니다.

또한, 본 실험에서는 지방이 없는 식단 방법의 결과 정확성을 검증하기 위해 전체 장관에 걸친 기초 내인성 손실도 측정했습니다.
지방 및 지방산의 소화율 값을 회장의 끝에서 측정하는 것이 더 정확하기 때문에 [11], 향후 연구에서는 전체 장관에 걸친 내인성 손실을 측정할 필요는 없습니다.
회장의 끝과 전체 장관 간 ELFA 차이는 이전 연구 결과 [11, 20, 21]와 일치했습니다.
본 실험에서 내인성 지방 손실량은 일정해야 했습니다.

그러나 지방 추출 방법의 차이로 인해, 회장의 끝에서 산 가수분해된 지방의 내인성 손실은 전체 장관에서와 차이가 없었으나, 에테르 추출 지방의 내인성 손실은 전체 장관에서 회장의 끝보다 더 컸습니다.
이러한 관찰의 이유는 회장에서 채취된 샘플의 결합 지방 함량이 대변 샘플보다 더 높았기 때문일 수 있습니다.
산 가수분해 없이 용매 추출 절차를 사용하여 분석된 샘플은 지방과 지방산을 완전히 추출할 수 없으며, 특히 단백질이나 탄수화물과 결합되어 있거나, 이가 양이온(예: 칼슘 지방산 비누)의 염 형태로 존재하는 경우에는 더욱 그렇습니다 [22].
원유 지방 추출 방법으로 완전히 추출되지 않는 지방과 지방산을 결합 지방이라고 정의합니다.
산 가수분해 공정에 비해 직접 추출은 결합 지방의 불완전한 추출로 이어질 가능성이 더 높다고 믿어집니다 [23].
따라서 과소평가된 지방 함량은 회장 샘플에서 대변 샘플보다 더 많아, 회장의 끝에서 에테르 추출 지방의 내인성 손실이 전체 장관보다 적은 결과를 초래했습니다.
이 결과는 Chen et al. [21]에 의해 보고된 결과와 일치했습니다.

또한, 일부 연구에서는 전체 장관에 걸친 산 가수분해된 지방의 내인성 손실이 회장의 끝보다 더 크다고 보고했습니다 [14, 24].
그러나 본 실험에서는 두 수집 지점 간에 산 가수분해된 지방의 내인성 손실에 차이가 관찰되지 않았는데, 이는 본 실험에서 사용된 사탕무 펄프가 가용성 식이섬유가 풍부했기 때문일 가능성이 높습니다 [11].
가용성 식이섬유는 돼지의 회장에서 미생물에 의해 내인성 지방의 합성을 증가시킬 수 있습니다.

 

지방의 AID(소화 가능성)는 카놀라유가 팜유보다 더 높았다.
이는 카놀라유가 불포화 지방산(UFA)을 더 많이 포함하고, 팜유는 포화 지방산(SFA)을 더 많이 포함하기 때문이다.
불포화 지방산은 포화 지방산에 비해 담즙산에 노출되었을 때 덜 소수성(hydrophobic)이고 더 용해되기 쉽다고 여겨진다 [25].
이러한 화학적 특성은 UFA가 SFA보다 더 높은 효율로 미셀(micelles)에 통합되도록 하며, 이후 흡수를 촉진할 수 있다 [1, 25].
UFA의 SID(표준화된 소화 가능성) 평균값은 99.92%로, SFA의 94.09%보다 높았다. 이는 UFA가 SFA보다 소화가 더 잘 된다는 점을 추가로 확인해준다.

코코넛유는 SFA 함량(총 지방산의 89.90%)이 가장 높았지만, 코튼시드유(cottonseed oil)와 비슷한 수준의 지방 SID를 보였다.
이는 코코넛유가 중쇄 지방산(MCFA)을 풍부하게 포함하고 있기 때문이며, MCFA는 장쇄 지방산(LCFA)보다 더 빠르게 가수분해된다 [26, 27].
중쇄 지방산은 이론적으로 혼합 미셸 형성 없이도 위장 점막을 통해 수동적으로 흡수될 수 있다 [28].
따라서, MCFA의 소화 가능성은 LCFA보다 더 높다 [29].
이전 연구에서도, 돼지에게 코코넛유가 포함된 사료를 급여했을 때 옥수수유 [30]나 팜유 [31]가 포함된 사료보다 지방 소화율이 상대적으로 높다는 결과가 나타났다.

현재 실험에서는 팜유를 제외한 나머지 9가지 기름에서 지방의 AID에 차이가 없었다.
이 결과는 Jørgensen et al. [32]의 관찰과 일치한다.
이전 연구에서는 돼지가 생선유, 카놀라유, 코코넛유가 포함된 사료를 먹었을 때 C18:0의 AID가 각각 36.3%, 11.3%, −16.9%로 보고되었다 [32].
그러나 본 실험에서는 다양한 기름에서 C18:0의 AID가 60% 이상으로 나타났다.
이 차이는 이전 실험과 현재 실험의 기초 사료에 포함된 지방의 함량과 특성(자연 지방; 3.90% 대 0.29%)의 차이에 기인할 수 있다.
자연 지방은 세포막이나 섬유질 화합물로 둘러싸여 있어 추출된 지방보다 효소적 소화에 더 저항성이 크다 [14, 33, 34].
따라서 추출된 기름에서의 C18:0 ATTD(총 소화 가능성)는 해당 자연 지방보다 더 높았다 [35].

지방 분석에 사용된 절차를 명확히 하는 것이 중요하다 [36].
그러나 내생적 손실과 추출 지방(EE) 및 조지방(AEE)의 소화 가능성 계산 값의 차이를 비교한 연구는 없다.
이번 실험 결과는 산 가수분해(acid hydrolysis) 절차를 사용할 경우 직접 용매 추출법(direct solvent extraction procedure)과 비교해 더 많은 ELF(내생 지방 손실)와 더 낮은 지방 AID가 관찰되었다.
산 가수분해 절차는 지방을 더 완전하게 추출할 수 있다고 여겨진다 [22].
따라서 산 가수분해를 사용하지 않은 용매 추출법은 모든 샘플에서 지방 분석 값이 더 낮게 나올 수 있다.

 

더불어서, 회장 또는 분변 샘플의 결합 지방 함량이 식이보다 높았기 때문에, 회장 또는 분변 샘플에서 과소평가된 지방 함량이 식이 샘플보다 더 컸습니다 [14].
이러한 차이는 본 실험에서 에테르 추출 지방(EE)의 내인성 손실이 산-가수분해 추출 지방(AEE)보다 적고, EE의 겉보기 소화율(AID)이 AEE보다 높은 이유를 설명합니다.
그러나 지방 추출 방법은 팜유를 제외하고는 지방의 표준화 소화율(SID)에 영향을 미치지 않았습니다.
종합적으로, 지방의 SID를 계산할 때 샘플의 EE 함량은 직접 추출법으로 분석할 수 있지만, 지방의 AID를 결정할 때는 산 가수분해 절차를 사용해야 합니다.

다양한 지방 원료에 대한 지방 및 지방산의 SID에 관한 보고는 기초 내인성 손실 지방(ELF) 및 내인성 손실 지방산(ELFA) 측정의 제한으로 인해 적었습니다.
본 실험에서 대두유의 지방 및 지방산에 대한 SID는 Wang et al. [11]이 보고한 SID 값보다 약간 높았습니다.
실험 간 지방의 SID 변이는 체중, 식이 지방 섭취량, 식이 가공 및 식이 구성의 차이에 기인할 수 있습니다.
본 실험 결과는 모든 지방 원료에 대한 지방의 SID가 90% 이상임을 보여주었으며, 이는 식이 지방이 동물의 소화관에서 높은 흡수 효율을 가진 매우 소화 가능한 에너지 사료임을 나타냅니다 [1, 32, 37].

이전 연구에서는 지방 및 지방산의 표준화 소화율을 결정하는 적합한 접근법으로 무지방 식이 방법을 제안했습니다 [11, 38].
본 실험은 무지방 식이 방법을 사용하여 10가지 기름 원료로부터 지방 및 지방산의 SID를 종합적으로 결정한 최초의 연구였습니다.
이러한 결과는 지방산 요구량을 결정하고 상업적 실무에서 기름을 효과적으로 활용하는 데 매우 중요합니다.
또한 지방 및 지방산의 SID를 결정하는 방법이 명확히 제시되었습니다.
따라서 소화율 실험에서 지방 및 지방산의 기초 회장 내인성 손실을 측정하고 SID 값을 계산할 것을 제안합니다.

C16:0 및 장쇄 포화 지방산(LSFA)은 지방의 SID와 음의 상관관계를 보였습니다.
앞서 설명했듯이, 더 짧은 사슬 길이와 (또는) 더 높은 불포화도를 가진 지방산은 더 빠르고 완전하게 소화 및 흡수되며 [39, 40], 이는 더 높은 소화 계수를 초래합니다.
또한, LSFA는 불포화 지방산보다 자유 칼슘(Ca) 이온과 결합하여 Ca-지방산 비누를 형성하기 더 쉽습니다 [41, 42].
고도로 불용성인 Ca-지방산 비누의 형성은 성장하는 돼지의 소화관에서 지방 흡수를 감소시킵니다 [43].
U/S(불포화도/포화도)는 지방의 SID와 양의 상관관계를 보였지만, U/S는 좋은 예측 변수는 아니었습니다.
이는 코코넛 오일이 가장 낮은 U/S를 가졌음에도 불구하고, 그 소화율이 가장 낮지 않았으며, 팜유와 땅콩기름보다도 높았기 때문일 수 있습니다.

 

지방의 표준화된 소화율(SID)을 예측하는 방정식을 개발하는 것은 식이유지방원의 소화율을 신속하고 정확하게 결정하는 데 필수적입니다.
이전 연구들에서는 돼지의 식이유지방원에 대한 에너지 값을 예측하는 방정식을 성공적으로 개발한 바 있습니다 [8–10].
이번 연구는 성장 중인 돼지에게 급여된 식이유지방원의 지방산 조성을 측정하여 지방의 SID를 예측하기 위한 방정식을 처음으로 개발한 연구입니다.

지방의 LSFA(저포화지방산)와 C18:0(스테아르산) 함량이 첫 번째 및 두 번째 예측 변수로 나타났으며, 이는 상관분석 결과와 밀접한 연관이 있음을 보여줍니다.
LSFA, C18:0, C18:1(올레산)을 포함한 최적의 방정식은 가장 높은 조정된 결정계수(R²adj)와 가장 낮은 RMSE(평균제곱근오차), AIC(아카이케 정보 기준), BIC(베이즈 정보 기준)를 보였습니다. 
이는 지방산 조성이 성장 중인 돼지에게 급여된 식이유지방원의 지방 SID를 예측하는 데 사용될 수 있음을 나타냅니다.

특히, 예측 방정식은 생성된 지방 샘플에 대해서는 정확할 가능성이 높지만, 추가적인 지방 샘플에 적용하여 지방 SID를 추정할 때는 정확하지 않을 수 있습니다.
따라서, 향후 연구에서는 더 많은 식이유지방원의 SID 데이터를 수집하여 예측 방정식의 정확성을 검증할 필요가 있습니다.

 

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Conclusions

 

지방의 표면 소화율(SID)을 계산할 때, 샘플의 에테르 추출물(EE) 함량은 직접 추출 방법으로 분석할 수 있는 반면, 지방의 표면 가용율(AID)을 결정하기 위해서는 산 가수분해 절차를 사용해야 합니다.

10가지 지방 원료 간에 지방 및 포화지방산(SFA)의 AID와 SID뿐만 아니라 지방산 조성에서도 차이가 나타났습니다.

식이용 지방원료의 지방 소화율은 지방산 조성, 특히 C16:0, 장쇄 포화지방산(LSFA), 그리고 불포화/포화 비율(U/S)의 함량과 관련이 있었습니다.

지방의 SID를 예측하기 위한 가장 적합한 방정식은 다음과 같습니다:
SID AEE = 102.75 − 0.15 × LSFA − 0.74 × C18:0 − 0.03 × C18:1 (R²_adj = 0.88, P < 0.01).

 

 

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