농업직, 축산기사, 축산관련 대비 가축사양학2 핵심 요점 요약 정리 6강. 소화기관과 영양생리

 

제6장 소화기관과 영양생리

1.소화기관의 구조와 기능
(1)입
①입에서 일어나는 소화
-저작 : 섭취한 사료의 물리적 파괴 및 혼합, 식괴를 형성
·사료의 종류에 따른 채식 및 반추 소요시간
-귀리짚＞중질건초＞풀 사일리지＞분쇄 건초＞펠릿 사료
②침의 분비
·침의 기능
-윤활제, 수분 공급 및 조절
-반추위 미생물 성장에 필요한 영양소(광물질, 암모니아) 공급
-중화제(HCO3⁻, H3PO4⁻) : 반추위 pH 조절
-거품 생성 방지 : 뮤신(당단백질)
-소화효소 : 지방분해효소(lipase), 에스테르분해효소(esterase)
-맛 감별, 구강 점막 보호
·침 분비 영향요인
-사료의 종류, 사료의 섭취량, 수분 함량, 반추위 상태
·사료의 종류에 따른 g당 침의 분비량
-건초＞사일리지＞생초＞펠릿 사료
-사료의 수분함량이 적고 단위시간당 섭취량이 적은 건초의
경우 침의 분비량이 증가, 생초와 같이 수분함량이 높은 경
우 침의 분비량이 감소
-사료의 입자도가 길면 저작횟수 및 타액분비량이 증가

 

(2)위
①반추위(제1위, rumen)
-대형의 근육주머니 형태, 미생물 발효에 의한 사료 소화
-사료의 저장, 연화, 혼합
②벌집위(제2위, reticulim)
-반추위 옆에 있으며 벌집 모양, 반추위와 비슷한 기능
-소화가 덜 된 사료를 입으로 보내는 되새김질을 하고, 소화
된 내용물은 제3위로 내려 보냄
-식도구(reticulo-omasal orifice) : 식도와 제3위로 통하
는 홈, 포유 중인 어린 가축에서만 형성(섭취하는 우유가 제
1위와 제2위를 거치지 않고 식도에서 직접 제3위로 가도록
함), 신경자극을 받으면 성축에서도 형성되기도 함
③겹주름위(제3위, omasum)
-잎 모양의 근육 주름(laminae)으로 구성
-소화액X, 미생물X, 체의 기능을 수행
④진위(제4위, abomasum)
-소화효소 분비, 위산 및 점막액 분비
-단위동물의 위와 유사한 기능을 함

 

(3)소장

-유문괄약근-십이지장-공장-회장-회맹조임근까지의 긴 장관
-췌장액 및 담즙산의 분비 장소
-장액에 의한 소화, 영양소의 흡수
(4)대장
-맹장-결장-직장으로 구성
-소화효소 분비X, 소장에서 유입된 효소, 미생물에 의한 소화

 

2.반추위 미생물
-박테리아, 원생동물(프로토조아), 곰팡이 등 서식
-절대혐기성 혹은 통성 혐기성 미생물이 대다수를 이룸
(1)반추위 미생물의 종류

①박테리아
-사료의 형태로 섭취된 영양소를 분해→가축이 이용할 수 있
는 형태로 전환하는 기능(영양소를 공급하는 기능 수행)
-박테리아 균체가 미생물체 단백질 형태로 소장으로 유입되
어 가축이 이용하는 단백질원으로서의 기능을 수행
-반추위에 유입된 타 생명체의 유전물질이나 독성물질을 분
해하는 기능을 수행→소는 돼지와 같은 단위동물에 비해 아
플라톡신과 같은 사료 내 곰팡이 독소에 대한 저항성이 큼
·형태에 의한 분류
-구균(coccus), 간균(bacillus), 나선균(spirilla)
·존재 위치에 따른 분류

compartment 1 위액 부유 미생물	Bacteroides, Streptococcus, Mega spaera
compartment 2 사료 밀착 미생물	Lachnospira, R.albus, Butyrivibrio
compartment 3 사료 부착 미생물	Fibrobacter, R.falvefaciens
compartment 4 반추위벽 부착 미생물	Fusobacterium

·세포막의 형태에 따른 분류
-그람 양성균, 그람 음성균
·기질의 종류에 따른 분류
-섬유소분해균, 전분분해균, 단백질분해균, 지방분해균 등
②원생동물(프로토조아)
-반추위 미생물 중 가장 크기가 크고 운동성이 활발
-형태적으로 편모충과 섬모충으로 구분
-절대혐기성으로 반추위미생물 중 pH 변화에 가장 민감
-반추위 발효 조절, 반추위미생물의 포식자 기능을 수행, 구
조성 탄수화물의 소화 촉진, 메탄생성균의 증식
③곰팡이
-유주자 형태로 태어나 포자낭을 형성
-탄수화물과 단백질의 분해
-헛뿌리를 이용한 섬유소의 물리적 분해작용
-헛뿌리에서 분비된 섬유소분해효소에 의한 화학적 소화작용

 

(2)미생물 발효
①탄수화물 대사
⒜탄수화물의 종류

·구조성 탄수화물
-부위 : 식물체의 잎, 줄기
-종류 : 펙틴, 헤미셀룰로오스, 셀룰로오스, 리그닌
-특징 : 불용성 탄수화물, 조사료의 구성성분
·비구조성 탄수화물
-부위 : 식물의 알곡, 알뿌리
-종류 : 전분, 당류, 기타 저장성 탄수화물
-특징 : 가용성 탄수화물, 저장성 탄수화물, 식물체의 영양소
저장 형태, 농후사료의 주요 구성성분
⒝탄수화물의 분해
·전분(starch)
-분해효소 : 아밀라아제
-분해산물 : 포도당(glucose)

starch

→

maltose

→

glucose

·셀룰로오스(cellulose)
-분해효소 : 셀룰라아제
-분해산물 : 포도당(glucose)

cellulose

→

cellobiose

→

glucose

·헤미셀룰로오스(hemi-cellulose)
-분해효소 : 자일라나아제(xylanase)
-분해산물 : 자일로오스(xylose)

xylan

→

xylobiose

→

xylose

⒞탄수화물의 미생물 체내 대사
-사료의 형태로 반추위에 유입된 탄수화물은 반추위 미생물
이 분비한 가수분해효소에 의해 미생물의 세포막을 통과할
수 있는 단당류의 형태로 분해됨

-분해된 단당류는 미생물의 세포막을 통과하여 미생물이 대
사과정을 통해 3개의 탄소로 구성된 피루브산으로 분해된 후
TCA 회로에 들어가 에너지를 생성하거나, 아세트산, 프로피
온산, 부티르산 등의 휘발성 지방산과 이산화탄소와 수소 등
과 같은 기체를 생산함

⒟휘발성 지방산의 이용
-반추위에서 생성되는 휘발성 지방산은 반추동물이 필요로
하는 대사에너지의 50~85%를 차지
-조사료의 비율이 증가→아세트산(초산)의 비율 증가
-농후사료의 비율이 증가→프로피온산의 비율 증가
·아세트산
-휘발성 지방산의 50~70% 차지

-TCA 회로에서 ATP 생성에 이용(에너지 공급)
-지방조직에서 체지방의 합성에 이용
-유선조직에서 유지방의 합성에 이용
·프로피온산
-휘발성 지방산의 15~30% 차지
-간에서 포도당 합성
-유선조직에서 유당 합성에 이용(유량↑)
·부티르산
-휘발성 지방산의 10% 정도 차지
-지방조직과 유선조직에서 지방산 합성에 이용
②단백질 대사
·화학적인 구조에 따른 분류
-순단백질, 펩타이드, 아미노산, 비단백태질소화합물
·반추위 이용성에 따른 분류
-반추위분해단백질(RDP)
-반추위미분해단백질(RUP)
·미생물에 의한 단백질 분해율
-카세인＞면실박＞대두박·땅콩박＞알팔파 분말＞제인＞어분

-단백질을 합성하는 데 미생물의 80% 이상이 암모니아 질
소를 공급원으로 이용하며, 요소 등 비단백태질소화합물도
질소공급원으로 이용됨
·단백질 소화의 영향인자
-단백질 열처리에 의한 변성→단백질 분해율 감소
-타닌, 포르말린, 지방 등 단백질 코팅→단백질 분해율 감소
-반추위 비분해물질 : xylose, lignosulfonate
-수용성 당 함량↑→미생물 성장↑→단백질 분해율 증가
-입자도 큰 사료→반추위 정체시간↑→단백질 분해율 증가
-입자도 작은 사료→반추위 정체시간↓→단백질 분해율 감소
③지방 대사
·사료지방의 종류
-중성지방 : 종실과 같은 영양소 저장부위에 존재
-당지질·인지질 : 잎, 줄기와 같은 기능부위에 존재
-색소, 식물성 스테로이드 등
·사료지방의 변화
-지방산의 가수분해 : 휘발성 지방산 생산
-불포화지방산의 포화 : 수소 첨가→포화지방산 생성
-측쇄지방산의 생산

 

(3)반추위 발효 영향인자
①사료의 조성
-섬유소 함량 증가→아세트산의 생산량 증가
-전분 함량 증가→프로피온산, 젖산 생산량 증가
②사료입자
-섬유질사료 섭취율↑→반추횟수↑→침 분비↑→침의 중화작
용→반추위 pH↑→반추위 희석률↑→휘발성 지방산 농도↓
·사료입자 크기 감소
-반추위 통과속도 증가→반추위 체류시간 감소→미생물의 섬
유소 분해시간 감소→섬유소 소화율 감소
-반추위 통과속도 증가→포만 중추자극 감소→사료섭취량 증
가→분 배설량 증가
-반추 횟수 감소→침 분비량 감소→반추위 pH 조절능력 감소
·사료입자 크기 증가
-반추위 정체시간/반추횟수 증가→섬유소 소화율 증가
-반추위 정체시간 증가→포만감 지속→사료섭취량 감소

 

3.영양소의 흡수
(1)탄수화물의 소화 및 흡수
①휘발성 지방산의 흡수
-반추위에서 흡수, 반추위 pH 증진 효과
-분자량이 큰 VFA(흡수율↑) : 부티르산＞프로피온산＞아세트산
②단당류의 흡수
-가용성 탄수화물은 반추위미생물에 의해 VFA로 전환
-농후사료 다량 섭취 시 섭취된 가용성 탄수화물의 50% 정
도는 소화되지 않고 반추위 통과→췌장, 소장에서 분비된 아
밀라아제→단당류로 분해→활성흡수과정→소장벽에서 흡수
(2)지방의 소화 및 흡수
-대부분의 지방은 반추위에서 휘발성 지방산으로 분해
①제4위 도달 지방
-미생물에 의해 가수분해된 지방산, 미생물의 세포막 성분
-담즙산, 췌장의 리파아제에 의해 지방산 분해→소장 흡수
②지방의 흡수
-지방산 및 글리세롤 형태로 소장 융모벽을 통하여 흡수
(3)단백질의 소화 및 흡수
①암모니아의 흡수
-반추위에서 흡수, 미생물 단백질 합성에 이용됨
-pH 증가→암모니아 흡수량 증가
②아미노산의 흡수
-반추위 통과 단백질, 미생물 단백질이 제4위 및 소장에서
분해·흡수