This study investigated the effect of dietary paprika on the skin coloration of red- and white-colored fancy carp
세계적으로 관상어 산업은 40-150억 달러의 가치를 가지고 있으며, 관상어류의 종류도 700여종에 달한다(Gouveia and Rema, 2005). 관상어류들 중에서도 비단잉어는 아름다운 체색과 우아한 자태를 지니고 있어 세계적으로 시장의 규모가 클 뿐 아니라 비단잉어를 사육하는 동호회원도 많다. 우리나라에서도 충북 진천에 관상어 단지가 운영되고 있는 등 비단잉어 사육에 대한 관심이 높아지고 있다. 비단잉어를 사육할 때 나타나는 문제점 중에 사육기간이 경과함에 따라 어류 표피의 붉은색이 점점 옅어지는 것이 지적되고 있는데, 이는 비단잉어의 상품가치를 저하시키는 주요한 요인이기도 하다(Yuangsoi et al., 2011). 이러한 현상은 다른 어류들과 마찬가지로 비단잉어도 체내에서 carotenoid를 생합성할 수 없기 때문이며, carotenoid를 체내에 축적하기 위해서는 먹이를 통해 외부로부터 공급받아야 한다(Guillaume et al., 2001; Hancz t al., 2003). 따라서 비단잉어를 사육할 때 공급되는 먹이에 다양한 종류의 색소 원료들을 첨가하여 체색을 개선시켜 어류의 상품가치를 높이려는 연구가 수행되고 있다(Kim and Lee, 2012).
어류의 색택은 어류의 크기, 나이, 성적 성숙, 사료의 조성, 사료의 공급 기간, 사료의 색소 종류 및 농도 등 여러 가지 요인에 영향을 받는 것으로 보고되고 있다(Torrissen et al., 1989; Storebakken and No, 1992). 현재 비단잉어의 체색을 개선시키기 위한 carotenoid 원료로는, β-carotene, astaxanthin, canthaxanthin,
기존의 색소관련 사육실험들은 대부분 단일 크기의 어린 어류를 대상으로 연구되었으며, 어체 크기와 사육 기간별로 어류 표피의 체색 변화를 관찰한 연구는 매우 제한적이다. 경험적으로 보면, 어체 크기가 작을수록 체색 변화가 쉽게 나타나는 것을 알 수 있었고, 치어기에 변화된 체색을 성장하여도 그 색을 계속 유지하는 어종도 관찰되었는데, 이에 대한 과학적 접근은 제한적인 실정이다. 따라서 어체 크기와 사육 기간별로 사료 내의 색소 농도에 따른 체색 변화를 조사하는 연구가 필요하다. 그래서, 본 연구는 paprika 함량을 달리한 배합사료를 공급하면서 사육 기간별로 어체 크기가 다른 비단잉어 홍백의 표피 체색 변화를 조사하였다.
Table 1에 표시한 바와 같이 단백질 함량 37%, 지질 함량 8% 전후가 되도록 실험 사료를 설계하였다. 색소 원료로 paprika를 첨가하지 않은 대조 사료(Con), paprika 분말5% (P5)와 10% (P10)를 첨가한 3종류의 실험사료를 설계하였다. 실험사료는 비단잉어홍백의 크기에 따라 pellet 입자를 달리하여 제조하였다. 실험사료는 모든 원료를 잘 혼합한 후, 원료 100 g당 증류수 40 g을 첨가하여 초파로 압출 성형하였으며, 제조한 실험사료를 냉동 보관하면서 공급하였다.
Composition of the experimental diets used for improvement of skin color of red- and white-colored fancy carp Cyprinus carpio var. koi
실험어로는 충청북도 내수면연구소에서 종묘생산되어 양성한 비단잉어홍백을 사용하였으며, 잉어 육성용 시판사료를 공급하면서 예비 사육하였다. 당해년도 생산된 치어(7.4±0.1 g)와 전년도에 생산된 치어 중에서 색상이 양호한(상위 1%) 비단잉어홍백을 사육하여 1년어(164±2.9 g)로 각각 사용하였다. 실험 시작 2주 전에 실험조건에 순치된 비단잉어홍백을 선별하여 실험어로 사용하였으며, 당년어는 100 L 플라스틱 실험수조에 20마리씩 사료별 3반복으로 수용하였고, 1년어는 400 L 플라스틱 실험수조에 15마리씩 사료별 2반복으로 각각 수용하였다. 사육실험은 9주간 실시하였으며, 실험사료는 하루에 3회 만복으로 공급하였다. 사육장치는 순환 여과 방식을 사용하였으며, 각 실험수조에 2 L/min로 사육수를 흘려 주었고, 매일 전체 사육수의 약 20%를 환수하였으며, 사육수온은 24±1℃로 유지하였다.
실험사료의 일반성분은 AOAC (1995) 방법에 따라 실시하였다. 조단백질(N×6.25)은 Auto Kjeldahl System (Buchi B-324/435/412, Switzerland)을 사용하여 분석하였고, 조지질은 ether를 사용하여 추출하였으며, 수분은 105℃의 건조기에서 6시간 건조 후 측정하였다. 회분은 600℃의 회화로에서 4시간 동안 태운 후 측정하였다. 실험사료와 어류 표피의 total carotenoid 함량은 Kim and Lee (2012)이 사용했던 방법에 따라 분석하였다. 즉, 시료를 동결건조 후, 아세톤과 메탄올혼합액(1:1,v/v)으로 암소에서 3회에 걸쳐 조지질을 추출하였다. 추출액에 petroleum ether와 다량의 물로 분리하여 carotenoid를 petroleum ether로 전용시킨 후 무수 Na2SO4로 탈수시키고, 40℃ 이하에서 감압 농축하고, petroleum ether로 100 mL정량하여 UV-spectrometer 사용하여 total carotenoid 함량을 계산하였다.
표피의 색도분석을 위해 사육실험 시작시, 사육 3주, 6주 및 9주(종료)째 전 개체에 대하여 색차계(Minolta Chroma Meter CR-400, Japan)를 이용하여 Skrede (1987) 및 Gouveia et al. (2003)의 방법에 따라
결과의 통계 처리는 SPSS Version 12 (SPSS, Michigan Avenue, Chicago, IL, USA) program을 사용하여 One-way ANOVA-test를 실시 한 후, Duncan`s multiple range test (Duncan, 1955)로 평균간의 유의성을 검정하였다.
사육실험 9주 후, 실험어의 생존율, 성장 및 사료효율은 모든 실험구에서 유의한 차이가 없었다(Table 2). 사육실험 기간과 어체 크기에 따른 실험어 표피의 붉은색 부위의 밝기(lightness)
Growth performance and feed efficiency of red- and white- colored fancy carp Cyprinus carpio var. koi fed diets containing different paprika levels for 9 weeks at different size 1
사육 기간과 어체 크기에 따른 비단잉어홍백 표피의 붉은색 부위의 붉은색(redness)
사육 기간과 어체 크기에 따른 실험어 표피의 붉은색 부위의 노랑색(yellowness)
실험 종료시 비단잉어홍백 표피의 total carotenoid 함량을 Fig. 7과 8에 나타내었다. 사육종료시 paprika 첨가 사료들(P5, P10)을 섭취한 당년어 및 1년어 각각에서의 total carotenoid 값이 대조구 값보다 유의하게 높았다(
사료 중의 carotenoid 원료 종류 및 함량이 어류의 생존 및 성장에 미치는 영향은 어종, 어류 크기와 사료 내 색소 첨가량 등에 의해 달라지는 것으로 보고되었다(Amar et al., 2001; Chien and Shiau, 2005; Segner et al., 1989; Rehulka, 2000; White et al., 2003; Kalinowski et al., 2005; Wang et al., 2006). 본 실험의 결과에서는 사료의 paprika 함량이 비단잉어홍백의 생존, 성장 및 사료효율에 영향을 미치지 않았다. 이는 본 실험의 조건에서 사료에 첨가된 paprika 함량이 비단잉어의 생존과 성장에 영향을 미치지 않는 정도의 수준이었기 때문으로 판단된다. 이와 같이 사료의 색소 첨가가 어류 성장과 생존에 영향을 미치지 않았다는 결과는 잉어 및 비단잉어를 대상으로 한 타 연구에서도 보고되고 있어(Nandeesha et al., 1998; Gouveia et al., 2003; Hancz et al., 2003, Kim et al., 2008; Kim and Lee, 2012), 본 연구 결과와 유사하였다.
어류의 carotenoid 축적은 carotenoid 원료, 구조, 안정성, 색소량, 사료 지질원 및 농도, 어체 크기 및 연령, 성성숙, 유전적인 요인 및 환경적인 요인에 영향을 받는다고 보고되고 있다.(Guillaume et al., 2001). 비단잉어홍백을 대상으로 한 여러 연구들에서, 표피의 적색도를 향상시키기 위해 carotenoid계 색소가 함유된 사료를 공급하였는데, 색소원료, 색소농도 및 어체 크기에 따라 표피의 적색도 개선 시기가 다르게 나타났다(Hancz et al., 2003, Kim et al., 2008, Kim and Lee, 2012). 색소원료 중astaxanthin과 canthaxanthin 50~100 ppm 첨가 실험에서는 4~8 주 사이에, 클로렐라와 스피룰리나 4~10% 첨가 실험은 6~8 주 사이에 적색도가 개선되었다고 하였다(Kim et al., 2008). 이와 같은 차이는 실험사료의 영양소 조성이나 어체 크기 등의 차이에 따라 carotenoid 흡수 및 축적효율이 달라졌기 때문으로 판단된다.
본 실험에서 실험사료 공급기간에 따라, 당년어는 사육 3주째부터 paprika 5-10% 첨가구들이 대조구보다 적색도가 유의하게 높아 졌고, 1년어(164 g)를 대상으로 한 paprika 5% 첨가구에서는 사육 6주째부터 높아 진 것으로 보아, 어체 크기가 클수록 표피의 적색도 개선 속도 폭이 상대적으로 낮은 것을 알 수 있다. 비단잉어홍백 치어(3.6 – 4.6 g)를 대상으로 한 paprika 첨가 실험에서 사료 공급 4주째부터 표피 적색도가 개선된 결과를 나타내었다(Kim and Lee, 2012). Hancz et al. (2003)은 paprika 6.4% 첨가 사료를 평균 69.1 g인 1년생 비단잉어홍백에 공급한 결과 사육 1개월까지는 적색도가 개선되지 않았고 2개월째에 개선되었다고 보고하였다. 이처럼 어체 크기가 클수록 적색도 개선 시점이 늦어지는 경향을 보이므로, 비단잉어홍백을 양식할 때 이를 고려하여 사료를 설계할 수 있을 것으로 판단된다.
본 연구의 paprika 첨가 실험구들(P5, P10)에서 사료공급 9주째에 당년생 비단잉어홍백의 표피의 노랑색도는 대조구에 비해 유의하게 증가하였다. 이는 이전의 여러 종류의 색소 원료를 첨가한 사료 공급 실험 결과에서 노랑색도가 증가하는 경향을 나타내어(Kim et al., 2008; Kim and Lee, 2012), 본 연구와 일치한 결과를 나타내었다. 그러나 1년어에서는 대조구에 비해 paprika 함량이 증가함에 따라 황색도가 유의하게 감소하는 결과를 나타내어 차이를 나타내었다. 이러한 차이에 대한 원인을 정확히 알 수는 없지만, 실험 전에 대상 어류가 섭취한 먹이의 종류나 사육 환경 등에 의한 차이 때문으로 해석 된다. 어류의 경우 사료에 함유된 carotenoid는 체내에서 산화, 환원되어 특정 carotenoid로 축적되는데, 본 실험도 색소원 첨가 사료를 섭취한 비단잉어의 표피 total carotenoid의 함량은 대조구에 비해 높게 나타나 다른 연구결과와 유사하였다(Gouveia et al., 2003; Kim and Lee., 2012).
이상의 결과로 보아, paprika 5% 첨가 사료를 비단잉어홍백 7.4 g의 당년생 치어에게 공급했을 때, 사육 3주째부터 적색도 개선이 가능하며, 164 g의 1년어에는 사육 6주째부터 적색도 개선이 가능한 것으로 판단된다.
