Effects of Live Yeast, Dietary Protein Levels and Ingredients in Sow Diets on Reproductive Performance and Growth of Their Progeny

Abstract

본 실험은 모돈의 사료 내 효모의 첨가가 번식성적, 유성분, 포유자돈의 성적에 미치는 영향과, 임신돈 사료 내 단백질 수준이 모돈의 번식성적, 유성분, 포유자돈의 성적에 미치는 영향, 팜박 첨가가 임신돈의 소화율에 미치는 영향 및 팜박과 야자박의 대사에너지와 소화율 가치평가를 위해 이루어졌다.

Experiment I. Effects of Live Yeast (Biosaf®) Supplementation to Gestation and Lactation Diets on Reproductive Performance, Immunological Parameters and Milk Composition in Sows

본 실험은 효모의 임신돈 및 포유돈 사료 내 첨가가 모돈의 번식성적, 면역 기능, 유성분 및 포유자돈의 성적에 미치는 영향을 검증하기 위해 수행되었다. 총 47두의 F1 임신모돈 (Yorkshire  Landrace)을 5처리에 완전임의배치법으로 배치하였다. 효모는 Saccharomyces cerevisiae Sc47 (Biosaf®, Lesaffre, France)을 이용하였으며, 처리구는 효모를 첨가하지 않은 처리구(대조구)와 임신기에만 사료 g 당 106 과 107CFU의 효모 첨가와 임신기와 포유기에 사료 g 당 106 과 107CFU의 효모 첨가로 나뉘었다. 실험 결과, 효모의 첨가는 임신 110일령 및 분만시, 포유 21일 모돈의 체중과 등지방 두께에 유의적인 영향을 미치지 않았으며, 총 산자수, 총 생존산자수, 포유 자돈의 생시 체중 및 증체량에 있어서도 유의적인 차이가 나타나지 않았다 (P>0.13). 포유기 동안의 모돈의 일당 사료섭취량 (ADFI)에서도 유의적인 차이가 나타나지 않았다. 하지만 첨가기간에 관계 없이 임신돈 및 포유돈의 효모 첨가는 이유 후 재귀 발정일을 유의적으로 감소시켰다 (P<0.01). 효모의 첨가는 포유기간 동안의 모유의 성상에는 어떠한 유의적인 영향도 나타내지 않았지만 초유의 IgG 농도를 증가시키는 경향을 나타냈다 (P=0.10). 또한 각 처리구 모돈의 포유자돈의 생후 24시간의 혈중 IgG 농도에서도 효모를 첨가한 처리구의 모돈의 포유자돈의 혈중 IgG 농도가 높게 나타났다 (P<0.05). 결과적으로 본 실험 결과 임신기와 포유기의 효모의 첨가는 이유 후 재귀발정일을 줄였으며, 또한 초유의 IgG 농도를 증가시켜 이로 인한 포유자돈의 혈중 IgG 농도 증가효과가 나타나 임신돈 및 포유돈 사료의 효모의 첨가가 모돈의 생산성 및 포유자돈의 면역 능력을 개선시킬 수 있는 것으로 사료된다.

Experiment II. Effects of Dietary Crude Protein Levels for Gestating Gilts on Reproductive Performance and Performance of Their Progeny

본 실험은 라이신의 함량(0.74%)이 동일한 임신돈 사료 내 단백질의 수준이 초산돈의 번식성적, 혈액 성상, 모유의 성분 및 포유자돈의 성적에 미치는 영향에 대해 조사하기 위해 수행되었다. 24두의 초산 모돈 (F1, Yorkshire × Landrace)을 공시하여 완전임의배치법으로 처리구별로 배치하였다. 처리구는 단백질의 수준 (11, 13, 15, 17%)에 따라 CP11, CP13, CP15, CP17로 나누었다. 임신기간 동안 실험사료는 2kg/일이 급여되었으며, 포유기 동안에는 동일한 사료가 무제한 급여로 제공되었다. 본 실험 결과 임신돈의 체중과 등지방 두께에서 유의적인 차이가 나타나지 않았다 (P>0.20) 하지만 분만 후 24시간의 모돈의 체중 (P=0.09)과 임신기간 동안의 등지방 두께의 증가 (P=0.06)가 임신돈 사료 내 단백질의 수준이 증가할수록 높아지는 경향을 나타내었다. 포유기간 동안에도 체중 및 등지방 두께에서 유의적인 차이가 나타나지 않았다. 하지만 포유 21일시점의 포유자돈의 체중(P<0.05), 복당 체중 (P<0.05), 자돈의 증체량 (P<0.05)과 복당 증체량 (P<0.01)이 CP11 처리구 (임신기간 동안 11%의 단백질 사료를 섭취한 모돈)에서 유의적으로 가장 낮게 나타났다. 또한 포유기간 동안의 포유자돈의 증체량 (P<0.05) 및 복당 증체량 (P<0.01)에서 단백질 수준이 증가함에 따라 선형적으로 증가하는 결과가 나타났다. 초유 및 모유의 성분에는 임신기 사료 내 단백질의 수준이 어떠한 영향도 미치지 않았으며, 초유의 아미노산 성분이 모유의 아미노산 성분보다 높게 나타났고, 단백질의 수준이 모유의 성분 변화에 영향을 미치지 않았다. 혈중 요소태 질소 농도에서는 임신기 사료 내 단백질 수준이 임신모돈의 혈중 요소태 질소 농도를 유의적으로 증가시켰으며, 단백질 수준별로 선형적으로 증가하였다 (P<0.05). 유리지방산 농도에서는 CP 15 처리구의 초산돈이 임신 15일 (P<0.05)과 90일 (P<0.01)에 높게 나타났으며, 2차 효과 (quadratic effects)가 임신 15일 (P<0.01)과 임신 70일 (P=0.06), 임신 90일 (P<0.05), 분만 후 24시간 (P=0.06)에 나타났다. 혈당 수치에서는 임신 15일 (P<0.05)과 임신 70일 (P=0.06)에 2차 효과가 나타났다. 그러나 포유자돈의 혈중 요소태 질소 및 혈당 수치에 있어서는 유의적인 영향이 나타나지 않았다. 본 실험결과, 라이신 함량을 동일하게 하였을 때, 임신기 사료 내 13% 이상의 단백질을 첨가하는 것이 포유자돈의 성장을 개선하고, 혈액 성상을 개선할 수 있으며, 경제성을 고려하면 임신돈 사료 내 단백질 수준은 13%가 적절한 것으로 사료된다.

Experiment III. Effect of Palm Kernel Meal and β-Mannanase Supplementation for Gestating Sows on Nutrient Digestibility and Determination of ME in Ingredients of Swine Diet

본 실험은 임신모돈에서 팜박(palm kernel meal)과 효소제의 첨가가 영양소 소화율에 미치는 영향과 야자박(copra meal)과 팜박의 육성돈에의 대사에너지 및 영양소 소화율을 측정하기 위해 이루어졌다. 실험 1: 4두의 경산모돈 (Yorkshire × Landrace) 을 공시하여, 임신 35일령에 4 × 4 라틴방각법 (Latin-square arrangement)에 의해 배치하였다. 처리구는 2 × 2 요인 배치 (factorial arrangement)로 2개의 주요인 (main factors)에 의해 나뉘었다. 요인 1은 사료 (ingredient)로 옥수수-대두박 위주의 사료와 팜박을 15% 첨가한 사료로 나뉘었으며, 요인 2는 효소제 (0.1% of β-mannanase; 800,000 IU/kg, CTCbio, 서울, 대한민국)의 첨가유무였다. 팜박은 옥수수와 대두박을 제하고 첨가되었으며, 130 kcal/kg이 낮게 배합되었다. 5일의 적응기간 후 4일간의 실험 기간을 두었다. 실험결과, 체중과 등지방 두께는 유의적인 차이가 없었지만 실험 기간 동안의 체중 변화에 있어서는 사료요인 효과가 나타났으며, 팜박을 15% 첨가하였을 때 옥수수-대두박 위주의 사료에 비해 체중증가가 낮은 경향이 나타났다 (P=0.07). 혈액 성상에서는 혈중 요소태 질소와 혈당 수치에서 유의성이 나타나지 않았다 (P>0.12). 영양소 소화율에서는 조단백질 (P=0.08)과 조섬유 (P=0.06)에서 사료요인 효과가 나타났으며, 팜박을 15% 첨가하였을 때 소화율이 더 낮게 나타났다. ADF 소화율에서는 효소제 효과가 나타났으며 (P=0.09), 조지방 (P=0.10)과 조섬유 (P=0.10) 소화율은 두 요인간의 상호작용이 나타났다. 본 실험 결과 임신모돈에 팜박 15% 첨가는 영양소 소화율을 낮추는 경향이 있으며, 효소제의 효과는 낮추어 급여된 에너지를 보충할 정도로 나타나지는 않지만, 지방이나 섬유소 (ADF)소화율을 개선할 수 있는 가능성이 나타났다. 실험 2: 야자박과 팜박의 대사에너지와 영양소 소화율을 측정하기 위하여 총 24두의 육성돈 ([Yorkshire × Landrace] × Duroc)이 공시되었다. 옥수수-대두박 위주의 기초사료가 이용되었으며, 기초사료가 70%, 야자박과 팜박이 각각 30% 가 함유된 처리구 사료로 이용되었다. 건물 (P<0.01)과 조단백질 (P<0.01) 소화율은 야자박과 팜박을 30% 첨가하였을 경우 기초사료에 비해 유의적으로 낮았다. 반면 야자박을 첨가한 처리구는 조회분, 조섬유 소화율이 기초사료와 비슷하였으며, ADF (P<0.05)와 NDF (P<0.01) 소화율은 가장 높게 나타났고, 조지방 (P=0.06) 소화율이 팜박 처리구에 비해 낮은 경향이 나타났다. 야자박 첨가구가 질소 섭취량 (P<0.01)이 유의적으로 높게 나타났지만, 분변 (P<0.01)과 뇨 (P<0.05)의 질소배출량도 높아 질소축적율 (P<0.05)은 팜박 첨가구와 비슷하게 나타났다. 섭취된 사료기준 (as-fed basis)으로 야자박의 가소화에너지, 대사에너지, 질소보정대사에너지 값은 2,985, 2,825, 2,741 kcal/kg이었으며, 팜박에서는 2,847, 2,811, 2,768 kcal/kg이었다. 건물기준(DM basis)으로는 야자박의 가소화에너지, 대사에너지, 질소보정대사에너지의 값이 3,300, 3,122, 3,029 kcal/kg 이었으며, 팜박에서는 3,043, 3,005, 2,959 kcal/kg이었다. 본 실험 결과 야자박은 팜박에 비해 높은 단백질 수준과 영양소 이용율을 보였지만, 에너지 수치에서는 야자박과 팜박의 가소화에너지, 대사에너지, 질소보정대사에너지가 모두 통계적으로 비슷한 수치를 보였다.

The objectives of these experiments were conducted 1) to investigate the effect of live yeast supplementation in sow diets on reproductive performance, milk composition and litter performance, 2) to investigate the effect of crude protein (CP) levels in gestation diets on reproductive performance, milk composition and litter performance, and 3) to investigate the effect of palm kernel meal (PKM) and β-mannanase supplementation for gestating sows on nutrient digestibility and determine metabolizable energy (ME) in ingredients of swine diet.

Experiment I. Effects of Live Yeast (Biosaf®) Supplementation to Gestation and Lactation Diets on Reproductive Performance, Immunological Parameters and Milk Composition in Sows

A study was conducted to determine the effect of live yeast supplementation in sow diets on reproductive performance, immune function, milk composition of sows and performance of their progeny. A total of 47 F1 sows (Yorkshire  Landrace) were allotted to 5 dietary treatments in a completely randomized design and two different levels (106 or 107CFU/g of diet) of live yeast (Saccharomyces cerevisiae Sc47, Biosaf®, Lesaffre Feed Additive, France) were supplemented during gestation, lactation or both. Treatments were followed: 1) no yeast supplementation during gestation and lactation, 2) gestation - basal diet, lactation - 106CFU of yeast/g of diet, 3) gestation - basal diet, lactation - 107CFU of yeast/g of diet, 4) gestation - 106CFU of yeast/g of diet, lactation - 106CFU of yeast/g of diet, 5) gestation - 107CFU of yeast/g of diet, lactation - 107CFU of yeast/g of diet. Inclusion of live yeast in sow diets did not show any significant differences in body weight and backfat thickness of sows at 110 days of gestation and 21 days postpartum. Additionally, reproductive performances of sows, i.e. litter size, total born alive, birth weight and weight gain of progeny, were not influenced by live yeast supplementation (P>0.13). No difference was observed in average daily feed intake of sows among dietary treatments. Weaning to estrus interval (WEI) was clearly shortened (P<0.01), when sows were fed diets with live yeast supplementation during lactation regardless of yeast supplementation during gestation compared with control. There was no significant difference in milk composition during overall lactation. The IgG concentration in colostrum tended to be higher in the groups of live yeast supplementation (P=0.10) compared to control group, resulting in higher IgG in plasma of piglets at 24 hours postpartum (P<0.05). Consequently, this experiment demonstrated that the reproductive performances of sows were improved by reducing of WEI when sows were fed diets supplemented with live yeast. Moreover, supplementation of live yeast in sow diets can elevate IgG concentration in colostrum and subsequently plasma IgG of piglet.

Experiment II. Effects of Dietary Crude Protein Levels for Gestating Gilts on Reproductive Performance and Performance of Their Progeny

This experiment was conducted to determine the effects of dietary crude protein levels under equal lysine content (0.74%) on reproductive performance, metabolites during gestation and subsequent lactation, milk composition and their litter performance. A total of 24 gilts (F1, Yorkshire × Landrace) were allotted to each treatment of CP in gestation diet by a completely randomized design. Gestating gilts were fed one of four different protein levels (CP11, CP13, CP15 or CP17%) diets at 2.0kg/d daily during gestation but the same diet was provided ad libitum during lactation. No significant differences were found among treatments in body weight and backfat thickness (BFT) of gilts during gestation period (P>0.20). The linear increases were observed in body weight of sows at 24 h postpartum (P=0.09) and BFT gain during gestation (P=0.06) as dietary CP level was increased. In lactation, all sows BFT gain and their litter size had no significant differences among treatments. At d 21 of lactation, CP11 treatment showed a lower litter (P<0.05) and piglet weight (P<0.05) and weight gain of litter (P<0.01) compared to other treatments. Linear increases were observed in piglet weight gain (P<0.05) and on litter weight gain (P<0.01) during lactation as dietary CP level was increased. Colostrum and milk composition were not changed by dietary protein levels. The concentrations of amino acids in colostrum and milk at d 21 of lactation were not significantly different by dietary protein levels. Plasma urea nitrogen (PUN) concentration during gestation was linearly elevated when sows were fed high level of CP treatment diet (P<0.05). Free fatty acids (FFA) in plasma of sows were higher when sows were fed 15% CP diet at d 15 (P<0.05) and d 90 (P<0.01) of gestation and tended to be maintained. The FFA levels of sow plasma was increased as dietary CP level was increased up to 15% and then was decreased, which showed quadratic effects at d 15 (P<0.01) and 90 of gestation (P<0.05), and quadratic trends at d 70 (P=0.06) of gestation. However, there were no differences in PUN concentration and plasma glucose level in sows and suckling piglets during lactation. These results demonstrated that sow body weight and litter growth performance did not show any detrimental effect when sows were fed over 13% CP diet during gestation with higher lysine content (0.74%) than NRC (1998) recommendation.

Experiment III. Effect of Palm Kernel Meal and β-Mannanase Supplementation for Gestating Sows on Nutrient Digestibility and Determination of ME in Ingredients of Swine Diet

Two experiments were conducted to investigate the effect of PKM and β-mannanase on nutrient digestibility in gestating sows and determine ME in ingredients of swine diet. In Experiment 1, to evaluate the effect of PKM and β-mannanase supplementation in gestating sows, four multiparous sows (Yorkshire × Landrace) were allotted in a repeated 4 × 4 Latin-square design. Four treatments were arranged with 2 main factors of 2 diets (corn-soybean meal (SBM) basal diet and 15% PKM replaced in basal diet) and without or with enzyme supplementation (0.1% of β-mannanase; 800,000 IU/kg, CTCbio LTD., Seoul, Korea). The PKM diet had lower energy with approximately 130 kcal of ME/kg than corn-SBM diet but the other nutrients were isogenous. After 5 days of adaptation, the excreta were collected for 4 days. There were no significant differences in average initial and final body weight and backfat thickness (BFT). However, the average body weight changes of experimental period (P=0.07) were slightly decreased by 15% PKM supplementation with an ingredient effect. There were no significant effects and interactions between two main factors on plasma urea nitrogen (PUN) and glucose level with the initial and final values of trial (P>0.12). The ingredient effects on protein (P=0.08) and fiber (P=0.06) digestibility were observed and these digestibility tended to be decreased by 15% PKM supplementation. Digestibility of acid detergent fiber (ADF) by a main factor of β-mannanase supplementation (P=0.09) tended to increase. The fat and fiber digestibility of sows were showed an interaction between two main factors (P=0.10 and P=0.10, respectively). Consequently, these results suggested that the high content of fiber and fiber fraction on 15% PKM diet affected nutrient digestibility but fiber digestibility in gestating sows can be improved by β-mannanase supplementation. In Experiment 2, a total of 24 growing pigs ([Yorkshire × Landrace] × Duroc) were used to measure ME and nutrient digestibility of copra meal (CM, Indonesia, solvent extracts) and PKM (Malaysia, solvent extracts). Corn-SBM was used as a basal diet and the other 2 test diets included 70% of basal diet and 30% of CM or PKM. The digestibility of DM and protein were higher in basal diet than the others (P<0.01). Except for protein digestibility, all nutrient digestibility (P<0.01) in CM diet was higher but crude fat digestibility (P=0.06) was lower than that of PKM diet. The pigs fed CM diet had a greater N intake (P<0.01) but N retention was similar with those fed PKM diet. Digestible energy (DE), ME and N-corrected ME (MEn) of CM were 2,985, 2,825 and 2,741 kcal/kg as-fed basis, and those in PKM were 2,847, 2,811 and 2,768 kcal/kg, respectively. The values on a DM basis of DE, ME and MEn in CM were 3,300, 3,122, and 3,029 kcal/kg and those in PKM were 3,043, 3,005 and 2,959 kcal/kg, respectively. As-fed basis and/or DM basis of DE, ME and MEn in both ingredients were not significantly different. Consequently, CM and PKM have similar values of ME but the both were different on nutrient digestibility.