사료내 석류(Punica granatum) 주스 착즙 부산물 첨가가 조피볼락(Sebastes schlegelii) 치어의 성장, 사료이용성, 체조성, 혈액성상 및 lysozyme 활성에 미치는 영향

I. 서 론

조피볼락(Sebastes schlegelii)은 한국, 일본 및 중국 일부 지역의 얕은 암반 해안에 서식하는 어종으로 알려져 있다(Mizanur et al., 2014). 조피볼락 양식업은 1987년부터 발전하기 시작하였으며(Bai et al., 2001), 낮은 수온에 대한 높은 내성, 빠른 성장 속도, 높은 생존율 등과 같은 다양한 장점으로 인해 양식에 적합한 어종으로 평가받고 있다(Lee et al., 2000; Moore et al., 2000). 2024년 기준 국내 조피볼락 양식 생산량은 14,463톤으로 나타났으며(KOSIS, 2025), 이는 국내 해산 양식어류 총생산량의 약 18%로, 넙치(Paralichthys olivaceus)에 이어 두 번째로 높은 생산량을 기록하였다. 일반적으로 해산어류 양식에서 사료비는 전체 생산비용의 절반 이상을 차지하며(Lee and Nam, 2020), 이에 사료비 절감은 양식산업의 경제성 확보에 있어 핵심적인 요소로 작용한다. 그러나 기존 사료원료의 높은 단가와 국제 원료 가격 변동은 사료비용 상승의 주요 요인으로 작용하고 있다(Glencross et al., 2020). 이에 따라, 영양학적 가치가 높고 비용이 비교적 저렴한 식물성 부산물과 폐기물을 사료 원료로 활용하려는 연구가 지속적으로 이루어지고 있다(Naylor et al., 2021).

전 세계적으로 농업 및 식품 가공 산업에서는 과일과 채소의 가공 과정에서 대량의 부산물이 발생하며(Caipang et al., 2019), 과일의 경우 약 1/3이 폐기되고 있는 실정이다(Dawood et al., 2022). 그러나 이러한 과일 부산물에는 anthocyanins, polyphenols, flavonoids, tannins, 미네랄, 지방산, 생리활성 펩타이드 등 다양한 기능성 생리활성 화합물이 함유되어 있다(Dawood et al., 2022). 이들 성분은 수생 동물의 항산화 활성, 면역 반응 및 스트레스 저항성을 향상시키는 데 긍정적인 영향을 미치는 것으로 알려져 있으며(Frosi et al., 2021), 이에 따라 최근에는 kinnow (Citrus reticulate L.) 껍질 분말, 포도(Vitis vinifera)씨 추출물, 망고스틴(Garcinia mangostana) 껍질 추출물, 광귤(C. aurantium L.) 껍질 분말, 블러드오렌지(C. sinensis L. Osbeck) 껍질 등과 같은 과일 부산물을 기능성 사료원료로 활용하여 다양한 어종을 대상으로 한 연구 결과가 보고된 바 있다(Singh and Srivastava, 2022; Terzi et al., 2023; Yostawonkul et al., 2023; Gressler et al., 2024; Lee et al., 2024). 따라서, 과일 부산물을 사료첨가제로 활용하는 것은 자연 순환을 통해 산업 폐기물 문제를 완화하고 환경 부담을 경감시키는 동시에, 경제적 부가가치를 창출할 수 있는 지속가능한 대안으로 주목받고 있다(Elferink, Nonhebel, Moll, 2008).

석류(Punica granatum)는 석류과에 속하는 대표적인 식용 과일로 전 세계 여러 지역에서 널리 재배되며(Acar et al., 2018), 주로 와인, 잼, 주스 등 가공 형태로 소비된다(Sönmez et al., 2022). 특히, 석류 주스 생산 과정에서는 껍질을 포함한 부산물이 대량으로 발생하는데(Kaderides et al., 2015), 기능성 성분이 풍부함에도 불구하고 대부분 폐기되고 있다. 석류에는 ellagitannins와 gallotannins (punicalin, punicalagin, pedunculagin, punigluconin, granatin B, strictinin A, tellimagrandin l 등)과 같은 polyphenols (Satomi et al., 1993), 그리고 delphinidin, cyanidin, pelargonidin 등의 anthocyanins (Noda et al., 2002)이 풍부하게 함유되어 있으며, 이러한 성분들은 항산화, 항종양, 항염증, 항암 및 항균 등 다양한 생리활성을 나타내는 것으로 보고된 바 있다(Prashanth et al., 2001, Braga et al., 2005, Reddy et al., 2007, Lansky and Newman, 2007). 이러한 이점으로 인해 석류 껍질(Hamed and Abdel-Tawwab, 2021; Yousefi et al., 2023) 및 석류 껍질 추출물(Gupta et al., 2023; Sayed-Lafi et al., 2024)을 사료첨가제로 활용한 연구들이 수행된 바 있으나, 석류 주스 착즙 부산물(pomegranate juice by-products, PJBP)을 이용하여 조피볼락의 성장과 건강 증진에 미치는 영향을 평가한 연구는 미비한 실정이다.

따라서 본 연구에서는 조피볼락 치어 사료내 PJBP 첨가시 성장, 사료이용성, 체조성, 혈액성상 및 lysozyme 활성에 미치는 영향을 평가하여 석류 주스 제조 과정에서 발생하는 부산물의 기능성 사료 첨가제로서의 활용 가능성을 검증하고자 하였다.

Ⅱ. 연구 방법

4. 실험사료

본 연구에서 사용된 실험사료의 조성 및 일반성분 결과는 <Table 1>에 나타내었다. 실험사료는 전갱이분과 탈피대두박을 주요 단백질원으로 사용하였고, 지질원으로는 어유 및 대두유를 사용하였으며, 탄수화물원으로는 소맥분을 사용하였다. 대조구(Con) 사료는 PJBP를 첨가하지 않았으며, 나머지 실험사료는 대조구 사료에 첨가한 소맥분을 각각 0.5 및 1%의 PJBP로 대체하여(PJBP0.5 및 PJBP1) 총 3종류의 실험사료를 제조하였다. 모든 실험원료는 균일하게 혼합한 뒤, 실험실용 펠렛 제조기(3 mm diameter; SL Machinery, Incheon, Korea)를 사용하여 압출 성형하였다. 이후 성형된 펠렛은 24℃에서 48시간 동안 건조기(KED-M07D1, Kiturami Co., Seoul, Korea)를 사용하여 건조시킨 후, 사료공급 전까지 –20℃에 보관하였다. 또한 사육실험 기간 동안 실험사료는 1일 2회(09:00, 17:00) 만복 공급하였다.

<Table 1>

Formulation and proximate composition of the experimental diets (DM basis, %) containing different concentration of pomegranate juice by-products (PJBP)

Ⅲ. 연구 결과

1. PJBP의 화학적 조성

PJBP의 화학적 조성은 <Table 2>에 나타내었다. 총 phenolics 및 총 flavonoids 함량은 각각 16.2 mg/100g 및 14.5 mg/g로 나타났다.

<Table 2>

Total phenolics and total flavonoids contents of the pomegranate juice by-products (PJBP)

2. 성장 및 사료이용성

56일간의 사육실험 종료시 PJBP 첨가 함량에 따른 조피볼락 치어의 성장 및 사료이용성 결과를 <Table 3>에 나타내었다. 최종 무게, 어체중증가, 일일성장률, 사료공급량, 사료효율, 비만도, 내장중량지수, 간중량지수, 생존율은 실험구간의 유의적인 차이가 나타나지 않았다(P>0.05).

<Table 3>

Growth performance and feed utilization of Korean rockfish (Sebastes schlegelii) fed experimental diets for 56 days

3. 체조성

56일간의 사육실험 종료 후, 전어체의 일반성분분석 결과는 <Table 4>에 나타내었다. 일반성분분석 결과, 수분, 조단백질, 조지질 및 회분함량은 실험구간의 유의적인 차이가 나타나지 않았다(P>0.05).

<Table 4>

Whole-body composition of Korean rockfish (Sebastes schlegelii) fed experimental diets for 56 days

4. 혈액성상

56일간의 사육실험 종료시 조피볼락 치어의 혈액성상 분석 결과를 <Table 5>에 나타내었다. 혈장내 AST, ALT, T-CHO, GLU 및 TP 함량은 실험구간의 유의적인 차이가 나타나지 않았다(P>0.05).

<Table 5>

Hematological parameters of Korean rockfish (Sebastes schlegelii) fed experimental diets for 56 days

5. Lysozyme 활성

사육실험 56일 후 조피볼락 치어의 혈청 내 lysozyme 활성은 [Fig. 1]에 나타내었다. 혈청 lysozyme 활성 분석 결과, Con 사료를 공급한 실험구는 PJBP0.5 사료를 공급한 실험구와 유의적인 차이가 나타나지 않았으나 (P>0.05), PJBP1 사료를 공급한 실험구와는 유의적인 차이가 나타났다(P<0.05).

[Fig. 1]

Lysozyme activity (U/mL) of Korean rockfish (Sebastes schlegelii) fed experimental diets 56 days. All data are shown as mean±SE of three replicates. The bars assigned with different letters denote that differences are statistically significant (P<0.05).

Ⅳ. 결 론

과일 부산물은 환경 친화적일 뿐만 아니라, 저렴한 비용과 더불어 anthocyanins, polyphenols 등 다양한 생리활성 화합물을 풍부하게 함유하고 있어(Naylor et al., 2021) 사료첨가제로서의 활용 가능성이 높게 평가되고 있다(Frosi et al., 2021). 특히, 석류 부산물은 polyphenol 및 flavonoid와 같은 생리활성 화합물(Nazeam et al., 2020; Ko et al., 2021)을 함유하고 있는 것으로 보고되었다. 본 연구에서도 PJBP에서 총 phenolic 및 flavonoid 함량을 확인하였으며, 이는 PJBP가 항산화 및 면역 개선 효과를 기대할 수 있는 기능성 사료첨가제로 활용될 가능성을 시사한다.

본 연구 결과, 사료내 PJBP 첨가는 조피볼락 치어의 성장, 사료이용성 및 생존율에 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다. 특히, PJBP0.5 및 PJBP1 실험구의 생존율은 100%로 나타났으며, 이는 PJBP가 조피볼락 치어의 생존에 부정적인 영향을 미치지 않은 것으로 보여진다. 이전 연구에 따르면, Asian sea bass (Lates calcarifer) 사료내 발효 레몬(C. aurantifolia) 껍질 첨가는 성장 및 사료이용성에 영향을 미치지 않았으며(Zhuo et al., 2021), 무지개송어(Oncorhynchus mykiss)의 경우에도 사료내 포도 주스부산물 및 건조 레몬 껍질 첨가가 성장, 사료이용성 및 생존율에 영향을 주지 않았다(Peña et al., 2020; Chekani et al., 2021). 또한, 사료내 2% 파인애플(Ananas comosus) 부산물(껍질 및 줄기)이 첨가된 사료를 공급받은 European sea bass (Dicentrarchus labrax)에서도 유사한 결과가 나타났다(Pereira et al., 2025). 반면, 일부 연구에서는 사료내 과일 부산물의 첨가가 대상 어종에게 긍정적이거나 부정적인 영향을 미친 것으로 나타났다. Qiang et al.(2019)에 따르면, 0.2%의 사과(Malus Pumila) 껍질 분말을 첨가한 사료를 공급받은 GIFT 틸라피아(Oreochromis niloticus)는 성장이 개선되었으나, 0.8% 이상 첨가하였을 경우에는 부정적인 영향이 보고되었다. 이는 과도한 섬유질이 장 구조 손상을 유발하거나 미네랄과 결합하여 영양소의 생체이용률을 저하시킴으로써, 결과적으로 질소 및 에너지 이용 효율을 감소시킨 것으로 보여진다(Gorinstein et al., 2001). 또한, 사료내 5 g/kg 석류 껍질 첨가는 잉어(Cyprinus carpio)의 성장 및 사료이용성에 영향을 미치지 않았으나, 10-20 g/kg 첨가할 경우, 부정적인 영향이 나타났다(Yousefi et al., 2023). 이러한 결과는 소화율을 감소시키는 다량의 polyphenols 및 식이섬유의 존재 때문인 것으로 알려져 있으며(Skrt et al., 2022), 석류 부산물은 polyphenols, 식이섬유 등을 함유하고 있는 것으로 보고된 바 있다(Mphahlele et al., 2016; Ko et al., 2021). 본 연구에서는 PJBP 첨가 함량에 따른 성장 및 사료이용성의 차이가 나타나지 않았으며, 이는 PJBP 내 polyphenols 및 식이섬유의 함량이 조피볼락 치어에서 부정적인 영향을 유발하지 않는 수준이었음을 시사한다. 그러나 석류 부산물의 부위, 가공 방법, 첨가 함량에 따라 미치는 영향이 달라질 가능성이 있으므로, 이러한 요인을 고려한 추가 연구가 필요하다

어체 내 수분, 조단백질, 조지질 및 회분 함량은 영양소 이용성과 전반적인 건강 상태를 평가하는 중요한 지표이다(Shabana et al., 2019). 본 연구의 전어체 일반성분 분석 결과, 수분, 조단백질, 조지질 및 회분 함량은 PJBP 첨가 함량에 따른 변화가 나타나지 않았다. 이전 연구에 따르면, European sea bass 사료내 파인애플 껍질 및 줄기를 첨가하였을 경우에도 유사한 결과가 보고되었으며(Pereira et al., 2025), 사료내 발효 레몬 껍질 첨가 함량에 따른 Asian sea bass 전어체 내 수분, 회분 및 조단백질 함량의 변화가 나타나지 않았다(Zhuo et al., 2021). 또한, 조피볼락 사료내 야콘(Smallanthus sonchifolius) 주스부산물 첨가는 전어체 내 수분, 조단백질, 조지질 및 회분 함량에 영향을 주지 않은 것으로 보고된 바 있다(Oh et al., 2023). 반면, gilthead sea bream (Sparus aurata) 사료내 오렌지(C. sinensis) 껍질 1, 3 및 5 g/kg 첨가시 전어체 내 단백질 함량은 증가하였으나 3 및 5g/kg 첨가하였을 경우, 지질 함량은 감소하였다(Salem et al., 2019). Al-Khalaifah et al.(2020)에 따르면, 사료내 15 g/kg doum palm (Hyphaene thebaica) 분말 첨가는 African catfish (Clarias gariepinus) 전어체 내 조단백질, 조지질 및 회분 함량이 향상되었다고 보고하였다. 따라서 이러한 연구 결과들의 차이는 어종, 과일 부산물의 종류, 가공 형태, 첨가 함량 등 다양한 요인에 기인할 수 있으며(Lizárraga-Velázquez et al., 2019; Lopes et al., 2020; Hamed and Abdel-Tawwab, 2021), 본 연구의 결과는 PJBP가 조피볼락 치어의 영양소 이용성 및 건강 상태에 부정적인 영향을 미치지 않음을 보여준다.

어류의 혈액성상은 생리적 및 병리적 상태를 반영하는 신뢰성 높은 지표로 활용되며(Chandra et al., 2012), 해당 수치가 정상 범위를 벗어날 경우, 대사 기능의 이상을 의미한다(Fazio et al., 2019; Khalafalla et al., 2022). 이번 연구에서 PJBP 첨가 함량에 따른 혈액성상의 변화는 나타나지 않았으며, 이는 PJBP가 조피볼락 치어의 대사와 건강 상태를 저해하지 않았음을 시사한다. 이와 유사하게 식물성 착즙부산물을 첨가한 사료를 공급하였을 때 조피볼락 치어의 혈액성상은 영향을 받지 않은 것으로 나타났다(Lee et al., 2021). 또한, 잉어와 나일틸라피아 사료내 각각 레몬 껍질 및 오렌지 과육을 첨가하였을 경우에도 혈액성상에 부정적인 영향을 미치지 않은 것으로 보고된 바 있다(Mohamed et al., 2021; Sadeghi et al., 2021).

Lysozyme은 항균 및 옵소닌화 기능을 동시에 수행하며, 선천면역체계 및 방어 메커니즘에서 중요한 역할을 한다(Saurabh and Sahoo, 2008). 본 연구에서 PJBP1 실험구는 대조구에 비해 향상된 lysozyme 활성을 보였으며, 이는 PJBP 내 함유된 다양한 페놀성 화합물의 면역조절 작용에 기인한 것으로 사료된다. 일부 연구에서 보고된 과일부산물의 면역 증진 효과는 페놀성 화합물(polyphenols, anthocyanins 및 tannins)의 존재와 밀접하게 연관되어 있으며(Aguilar et al., 2017; Singh et al., 2018), 이들 화합물은 장에서 흡수된 후 장내 면역체계와 상호작용하여 방어적 면역 반응을 유도하는 것으로 알려져 있다(Ding et al., 2018). 이는 PJBP가 어류의 병원체 감염 방어 능력을 강화할 수 있는 가능성을 시사한다. 본 연구 결과와 유사하게, striped catfish (Pangasianodon hypophthalmus)에 있어 사료내 20, 40 및 80 g/kg rambutan (Nephelium lappaceum L.) 껍질 분말을 첨가하였을 경우, lysozyme 활성이 증가한 것으로 보고된 바 있다(Le Xuan et al., 2022). 또한, 잉어 사료내 석류 껍질 5, 10 및 15g/kg 첨가하였을 때도 유사한 결과가 나타났으며(Yousefi et al., 2023), 건조 레몬 껍질을 첨가한 사료를 공급한 나일틸라피아와 African catfish의 lysozyme 활성도 향상된 것으로 보고된 바 있다(Rahman et al., 2019). 반면, 사료내 패션프루트(Passiflora edulis) 껍질 첨가 함량에 따른 나일틸라피아의 lysozyme 활성은 변화가 나타나지 않았다(Outama et al., 2022). 본 연구에서는 조피볼락 치어의 면역능을 평가하기 위해 lysozyme 활성을 주요 지표로 활용하였으므로, 향후 다양한 면역학적 지표를 포함한 후속 분석을 통해 결과의 타당성을 검증할 필요가 있다.

본 연구 결과를 종합해 보자면, 사료내 PJBP 1% 첨가는 조피볼락 치어의 lysozyme 활성을 향상시켰으며, 모든 실험구에서 성장, 사료이용성, 생존율, 체조성 및 혈액성상에 부정적인 영향은 나타나지 않았다. 다만, 본 연구는 0.5 및 1% 첨가 함량과 56일간 사육실험이 수행되었으므로, 향후에는 장기 사육실험 및 다양한 첨가 함량을 고려한 추가 연구가 필요하다.

Acknowledgments

이 논문은 2025년도 국립수산과학원 수산시험연구사업 패류양식 먹이생물 확보 및 생산기술 개발(R2025046) 지원으로 수행된 연구입니다.

이 논문은 교육부와 경상남도의 재원으로 지원을 받아 수행된 경상남도 지역혁신중심 대학지원체계(RISE)의 연구입니다.

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