유산균 급여를 통한 구재역 예방

 

유산균 급여를 통한 구제역 예방

- 가축방역, 생각의 틀을 바꾸자.

광주시농업기술센터 농촌지도사 정대이 (가축위생전문지도연구회)

가. 서 론

   구제역이 나라를 흔들고 있다. 이번에 발생한 구제역은 공기 전파가 가능하다고 알려져 있으며, 전염력이 매우 강하다. 구제역이 발생한 이래 관련 직원들이 합숙까지 하며, 방역에 철저를 기한 경북 축산기술연구소와 강원도 축산기술연구센터에서도 속절없이 구제역이 발생하였다. 소독약을 사용한 무차별 소독이 공기전파를 하는 구제역에 큰 소용이 없음을 보여주는 듯하다. 영하 20도에 이르는 추운 겨울, 제 역할에 충실한 공무원들이 길목을 차단하고, 지나가는 차량에 소독약을 뿌리며 이동 차량 방제에 나서고 있지만 구제역 바이러스는 매섭게 몰아대는 바람을 타고 간다. 그리고 단숨에 감염된 소와 돼지는 막대한 양의 바이러스를 증폭하여 다시 뱉어낸다. 바이러스는 사료에 섞이고, 까치의 발에 묻고, 농장주의 손과 신발, 그리고 안개와 먼지에 묻어 또 다른 희생자를 찾아 간다. 때를 기다리며 옷과 사료에 묻어 10주나 살아남는다. 무섭다. 

  도대체 어떻게 해야 구제역을 막을 수 있는 것일까? 우선 구제역이 발생되지 않도록 해외에서 국내로 유입되는 것을 막아야 한다. 그러나 발생되면 퍼져나가지 않게 초동방역에 온 힘을 기울려야 한다. 초동 대처에 실패하여 전국적으로 번져 나갈 땐 우리 농장에선 발병되지 않도록 최선의 노력을 다해 방법을 찾아야 한다. 방법이 있을까? 무서운 구제역 바이러스도 산도에 매우 약하다는 약점이 있다. 구제역 바이러스는 산도(pH) 7.2~7.6에서 가장 활동성이 좋으며 온도가 4℃ 이라하면 pH 6.7이하 또는 pH 9.5 이상에서도 상당기간 동안 살아남을 수 있으나 pH 5.0이하 또는 pH 11.0 이상에서는 급속히 사멸한다. 우리농장을 구제역 바이러스도 유해균도 살아남을 수 없도록 새콤달콤하게 만들자.

나. 구제역을 막고 가축을 튼튼하게 만드는 유산균

   구제역 바이러스와 유해균을 없애기 위해 가장 쉬운 방법은 유산균을 사용하는 것이다. 유산균은 포도당, 설탕과 같은 당(糖)을 이용하여 발효산물로 젖산을 만들어내는 세균을 통틀어 일컫는 이름으로, 막대기 모양의 유산간균(桿菌), 공 모양 유산구균(球菌), Y자 모양 비피더스균을 비롯한 여러 종류가 있다. 유산균은 사람과 가축의 소장뿐 아니라 동식물이 분해되는 곳이라면 자연 어디에서나 발견될 정도로 널리 존재하는 통성혐기성균으로 산소가 적거나 없는 곳에서 왕성하게 활동한다.

  유산균은 독특한 신맛을 내는 젖산을 만들어 내는 것이 대표적 특징이다. 대부분의 유해균은 구제역 바이러스와 마찬가지로 젖산이 녹아있는 산성(酸性) 환경에서 잘 자라지 못한다. 유산균이 시큼한 젖산을 만들어내는 것은 먹이 경쟁에서 다른 박테리아를 물리치기 위한 뛰어난 생존 전략이지만 사람의 입장에서는 식품의 저장 기간을 늘려준다는 이점이 있어 예로부터 거의 모든 문화권에서 유산균을 이용하여 전통식품을 만들어 왔다. 우리나라의 경우 김치, 오이지, 젓갈 등이 유산균을 이용한 대표적 식품이며, 다른 나라에서는 소, 양, 염소, 낙타처럼 포유류에 속하는 가축의 젖을 발효시킨 요구르트, 치즈와 독일의 사우어크라우트(양배추절임)가 유명이다.

  유산균에 의해 만들어진 젖산이 풍부한 식품을 섭취하면 장에 있는 유해 세균의 번식이 억제되어 정장(整腸) 효과가 있다고 알려져 있다. 장내 유산균은 박테리오신이라는 천연 항생 물질과 과산화수소를 생성하며 낮은 pH로 유해균 증식을 억제함으로써 이상적인 장내 세균총을 유도한다. 우리나라에서는 요구르트 상표로도 유명한 러시아의 노벨상 수상자 엘리 메치니코프 박사는 유산균 발효유가 불로장생의 묘약이라 확신하고 매일 엄청난 양의 발효유를 마셨다. 최근에는 운동선수들에게 유산균 음료를 음용토록 한 결과 감기를 비롯한 상기도 감염증을 예방하는데 눈에 띄는 효과가 있었다는 연구결과가 있으며, 면역력 증진, 혈관내 콜레스테롤 제거 효과에 관한 논문도 다수 존재한다.

  2002년 축산기술연구소 보고서를 보면 유산균이 대장균에 강한 항병성을 갖고 있으며, 가축에 급여시 증체량이 개선되고, 설사발생이 줄어든다고 밝히고 있다. 또한 도체등급이 향상되고, 분변 내 휘발성지방산과 암모니아 같은 유해가스도 현저히 감소시킴을 알 수 있다. 

다. 유산균을 매일 가축에 급여하는 방법

 그렇다면 농장을 새콤달콤하게 만들어 구제역도 막을 수 있고, 가축 생산성에도 뛰어난 효능을 지닌 유산균을 가축에 매일 급여할 수 있는 방법은 무엇일까? 다행히도 유산균은 달콤한 먹이가 있는 곳이라면 잘 자란다. 경기도 광주한우협회는 광주시 농업기술센터의 지원을 받아 2007년 섬유질발효사료공장을 준공하였다. 섬유질발효사료는 깻묵, 미강, 파인애플박과 같은 농산부산물과 청보리, 볏짚 등 국내산 조사료, 그 외 옥수수, 소맥피와 같은 농후사료를 잘 버무려 유산균과 효모로 발효시킨 사료다. 섬유질발효사료는 버려지는 농산부산물을 양질의 사료로 바꿔 사료비가 절감 되고, 소의 생리에 가장 잘 맞는 조농 비율을 유지할 수 있을 뿐 아니라, 김치처럼 유산 발효되어 풍미를 갖게 된다. 한마디로 유산균이 풍부한 새콤달콤한 사료가 된다. 2007년부터 광주시 한우는 이 새콤달콤한 사료를 먹어왔다. 광주시 농업기술센터는 2009년 광주 낙농 TMR에도 이렇게 살아있는 유산균과 효모를 이용한 발효법을 보급하여 광주시 소는 모두 발효사료를 먹고 있다. 유산균과 효모는 광주시 농업기술센터 친환경 미생물 배양실에서 배양하여 보급한다. 이렇게 발효사료를 급여하니 광주시 한우 브랜드인 자연채한우600의 고급육 출현율이 몰라보게 높아졌다. 기존에는 1등급 이상이 72% 였으나 2010에는 91%로 올랐으며, 1+이상도 56%나 됐다. 출하체중도 평균 680kg에서 730kg으로 늘었다. 장이 편안하고, 면역력이 향상되니 자연히 건강한 소가 되어 살이 찌고, 출하 등급도 오른 것이다.

  광주시의 사례를 보듯이 유산균을 매일 급여하는 가장 좋은 방식은 사료 전체를 유산 발효시키는 것이다. 마땅히 이용할만한 섬유질발효사료 공장이 없거나, TMR 기계가 없을 때는 곡물 사료만이라도 유산균에 발효시켜 급여하는 것이 좋다. 곡물 사료를 유산 발효시키는 방법은 매우 간단하다. 곡물 사료 100kg을 기준으로 따듯한 물 30ℓ에 유산균액 1ℓ를 넣어 잘 섞고, 비닐봉지나 고무통에 담은 후 밀봉하여 3~4일 발효시키면 끝이다. 외기온도는 20~30℃를 유지하면 좋고, 최소 15℃ 이상은 되어야 발효가 잘 된다. 추운 겨울철에는 창고와 같은 실내에서 보온덮개를 덮고, 일주일 이상 발효해야 한다. 발효가 잘 되면 용기를 열었을 때 새콤하고 톡 쏘는 냄새와 술 냄새가 난다. 발효사료가 제조되는 동안 유산균이 폭발적으로 증가하고, 이 유산균이 만들어낸 유익한 대사산물과 항균물질이 가축을 튼튼하게 하고, 구제역 바이러스와 유해균을 사멸시킨다. 발효사료를 만든 후에는 가능한 빨리 신선한 상태로 급여하는 것이 좋다. 여름철에는 1~2일이면 발효가 완료되기 때문에 매일 배합하여 다음날 급여하는 방식이 좋다. 발효시키는데 노동력이 너무 많이 들어 힘들다면 TMR 배합기를 이용하여 사료의 0.5~1% 유산균을 첨가하고, 발효 과정 없이 급여할 수도 있지만 아무래도 효과는 떨어진다.

라. 유산균 효과를 더욱 강력하게 만드는 구연산

 광주시 친환경 미생물배양실에서는 2010년 초 인천 강화에 구제역이 발생하였을 때부터 미생물로 구제역을 막을 수 있는 방법을 고민하며 연구를 진행하고 있었다. 경제적이고 간편한 사용이 가능하며 미생물 본연의 생균 효능 외에도 식중독균, 구제역 바이러스 등을 사멸시키는 살균 효능을 겸비한 제제가 필요하다는 생각에서였다.   

 꾸준히 골몰하다보니 의외로 답은 가까운 곳에 있었다. 구제역 소독제로 가장 많이 쓰이는 구연산이 눈에 들어왔다. 구연이란 시트론(citron)의 한자명이며, 매실, 레몬이나 덜 익은 감귤 등 감귤류의 과일에 특히 많이 함유되어 있다. 구연산은 시트르산 발효를 일으키는 미생물 발효법에 의해 대부분 만들어 진다. 청량 음료수, 혼성주, 캔디, 젤리, 잼, 빙과, 통조림 등의 산성조미료 및 식용유의 산패 방지제로 많이 사용된다. 구연산 1% 수용액은 pH는 2.25이며 강력한 살균효과가 있다. 식약청은 2010년 식중독 예방을 위해 식기류나 도마, 칼 등의 조리기구, 기계 등의 살균·소독 목적으로 사용되는 기구 등의 살균소독제로 구연산을 인정하였으며, 현재 미국 및 EU에서도 살균소독제로 널리 사용되고 있다.

 구연산은 또 사료의 보관성을 높이고 사료를 산성화하기 위해 사용이 검토되어 왔다. 젖산, 구연산과 같은 유기산은 위장내 pH를 낮춤으로써 사료의 소화를 돕고 유해균의 증식을 억제한다. 2000년 정 등은 자돈 사료내 구연산 첨가시 자돈의 증체량이 약 10% 증가하였으며 사료요구율도 개선되었다고 보고하였다. 결론적으로 구연산은 강력한 살균소독효과도 있으며, 미량 급여시 가축에 유익하다.  

   <표 1> 구연산 급여 자돈의 성장개선 효과

구 분	일당증체량 (g)	일당사료섭취량 (g)	사료요구율
대조구	239	378	1.60
구연산 급여구	378	374	1.50

 

 인근에 구제역이 발생했을 때는 유산 발효사료만으로는 부족하다는 생각에 유산균 배양액에 구연산을 첨가하면 어떨까? 라는 생각을 자연스럽게 하게 되었다. 유산균의 생균효능과 구연산의 살균효능을 겸비한 제품을 시중에서 본 적이 없었다. 결론부터 말하자면 구연산을 첨가함으로써 유산균 배양액이 훨씬 강력해 진다.

마. 생균효과와 살균효과를 동시에 갖는 유산균 복합제 개발

 광주시 친환경 미생물 배양실에서는 두 종류의 유산간균 (락토바실러스 애시도필러스, 락토바실러스 플라타럼)을 혼합 배양한다. 아래의 그래프처럼 24시간 배양 후 배양액의 pH는 약 3.5~3.8 정도이다.

 <그래프 1> 유산균 배양시간에 따른 pH 변화

 

 

                                                                    요그르트

이 유산균 배양액에 구연산을 첨가하며 pH 변화를 살펴보면 아래와 같다.

   <표 2> 유산균 원액에 구연산 첨가후 pH 변화

구분	구연산 10%	7%	5%	3%	2%	1%	0.5%	0.2%	배양원액
pH	2.16	2.25	2.48	2.68	2.84	3.04	3.21	3.45	3.67

 

 유산균 배양액을 구제역 예방용으로 농가에서 사용할 때 100~200배 희석하여 음수급

여, 또는 축사에 살포해야 하기 때문에 용수에 100~200배 희석한 후 pH 변화를 측정하였다. 유산균 배양액에 구연산을 1%만 첨가해도 200배 희석시 pH가 4 이하를 유지하였다.

  

   <표 3> 구연산 첨가 유산균 배양액 증류수(pH 7) 희석 후 pH 변화

증류수 희석배수		구연산 10%	7%	5%	3%	2%	1%	0.5%	0.2%	배양원액
pH	100배	2.97	3.10	3.20	3.37	3.42	3.60	3.71	3.85	4.01
	200배	3.17	3.30	3.45	3.56	3.63	3.86	4.17	4.45	5.15

 

  그러나 구연산을 첨가한 후에도 유산균이 살아있어야 한다는 문제가 있다. 유산균이

갖는 생균 효능은 그대로 유지되어야 하기 때문이다. 실험결과 구연산을 2% 까지 첨가해도 유산균의 생존에는 큰 문제가 없음을 알게 되었다.

   <표 4> 구연산 첨가후 유산균 배양 시험 결과

   ❍ MRS Agar에서 유산균 개체수 (CFU/㎖) 검사

구  분		구연산 10%	7%	5%	3%	2%	1%	0.5%	0.2%	유산균  원액
개체수 검사결과	1회	6.0×106	4.0×107	5.0×107	4.0×107	2.0×108	1.8×108	1.6×108	2.2×108	1.9×108
	2회	1.1×107	2.0×107	6.0×107	5.0×107	1.6×108	1.5×108	1.8×108	2.3×108	2.3×108
	3회	4.0×106	2.0×107	4.0×107	8.0×107	1.3×108	2.4×108	2.7×108	2.4×108	2.2×108
평균		7.0×106	2.7×107	5.0×107	5.7×107	1.6×108	1.9×108	2.0×108	2.3×108	2.1×108

 

유산균 개체수 검사 결과	왼쪽부터 원균, 구연산 첨가 1%, 2%	왼쪽부터 구연산 3%, 구연산 5%, 7%, 10%

 

  마지막으로 구연산을 첨가한 유산균 배양액이 식중독균 사멸에 얼마나 효과가 있는

지 중앙대학교 식품영양학과에 검사를 의뢰하였다. 유산균 원액으로도 대장균(0-157:H7)의 사멸 효과는 99.9% 이상 탁월하였으나, 살모넬라균은 산에 강해 95%만이 사멸 되었다. 그러나 유산균 배양액에 구연산을 1%만 첨가하여도 대장균과 살모넬라균을 99.999%이상 사멸시키는 결과를 보였다.

  대학과의 연구 협력과 현장 평가를 통해 구연산을 첨가한 유산균 발효조성물 및 그 제조방법을 올해 1월 특허출원하였다. 이 유산균 복합제는 유산균의 생균효능과 구연산의 살균 효능을 겸비하여 가축을 튼튼하게 키워주고, 분변내 식중독균과 악성 바이러스를 사멸시킬 것으로 예상한다.

마. 유산균 복합제 사용

 이렇게 개발된 유산균 복합제를 2010년 12월 말부터 광주시 전체 축산 농가에 지체 없이 공급하였다. 농업기술센터 직원 모두 한마음이 되고, 시장님께서 더욱 적극적으로 유산균 복합제 사용을 독려하셨다. 고병원성 AI가 국내에 발병되고부터는 조류 사육농가에도 유산균 복합제를 공급하고 있다. 섬유질발효사료만으로는 불안하던 마음이 유산균 복합제를 공급하고부터 자신감으로 변해갔다. 구제역 바이러스가 새의 발에 묻어 다른 농장으로 이동 하든, 공기 전파를 하든 가축이 바이러스를 흡입하는 대부분의 순간은 물을 마시거나, 사료을 먹을 때다. 그래서 유산균 복합제를 200배 음수에 희석하고, 사료와 사료조에 적극적으로 살포하도록 지도하였다. 축사가 밀폐되어 있는 양돈농가는 하루 2~3회 200배 희석하여 축사내 안개분무도 하고 있다. 유산균 복합제를 공급하고 바로 다음날부터 양돈농가에서 전화가 오기 시작했다. 축사의 암모니아 가스가 극명하게 줄고 돼지 설사가 멎는다며 지속적으로 공급해줄 것을 부탁하였다. 소 사육 농가도 송아지 설사가 멎고, 소들이 활력이 넘친다며 감사의 전화를 주셨다. 확신을 갖고 시작한 일이였지만 불안감도 많았는데 구제역 예방에 정말 보탬이 되겠구나 싶었다. 

  광주시는 경기도 전역을 휩쓴 구제역에서 가축사육지역으로는 유일하게 청정지역을 유지하고 있다. 여주와 양평을 잇는 길목이고, 이천, 용인과도 맞닿아 있다. 도축장도 있어 전국의 소와 돼지가 쉴 새 없이 몰려와 방역에 어려움이 많지만 다행히 구제역이 비켜가고 있다. 원인을 찾아보면 행운도 따랐을 테고, 충실한 방역도 있겠지만 현장 상황을 계속 파악한 내게는 무엇보다도 유산균의 힘이라는 생각이 든다.

바. 결 론

  지난 2003년 세계적으로 위세를 떨친 사스( SARS 중증급성호흡증후군 )의 공포에도 한국은 한명의 사망자도 내지 않았다. 많은 전문가들이 그 까닭 중 하나는 한국인이 늘 먹는 김치 덕택이라고 말했다. 실제로 이후 배추김치를 만드는 유산균의 유전체를 분석한 결과 병원균을 예방하거나 치료할 수 있는 물질을 생산할 수 있는 유전자가 있음이 밝혀졌다. 또 김치 유산균을 따로 키워서 병원성 균에 적용해 본 결과 강한 항생효과가 있음도 확인하였으며, 완전하지는 않지만 조류인플루엔자에 대한 김치 추출물의 효과도 보고되었다. 때문에 김치에서 분리한 유산균을 따로 키워 만든 건강보조식품도 인기리에 판매되고 있다.

  한국인은 늘 김치와 요구르트를 통해 유산균을 복용하지만 가축은 따로 급여하지 않으면 안 된다. 가장 쉬운 방법이 사료를 김치처럼 유산 발효시켜 먹이는 것이다. 옥수수 사일리지, 청보리나 생볏짚 곤포 사일리지가 새콤달콤한 것도 다 유산 발효의 덕택이다. 잘 숙성된 사일리지는 pH가 4.5 이하이며 풍미가 있다. 

  구제역과 조류인플루엔자 등 악성 전염병을 내 손으로 막는 길은 사료를 발효시켜 먹이며, 유산균 배양액을 음수에 희석하고 축사에 뿌려 축사를 향긋하게 만드는 것이다. 향긋함이 유해균과 바이러스를 막는다. 유산균은 가축을 튼튼하게 잘 키워 주고, 축사를 향긋하게 하며, 악성 바이러스도 사멸시킨다.

  소독제는 바이러스를 사멸시킬 목적으로 사용하지만 유해균과 함께 유익균도 줄어든다. 소독제를 사용하는 소독은 차단 방역을 위해 반드시 필요하지만 평소 축사 관리는 유산균으로 하는 것이 훨씬 효과적이라 생각한다.

  사실 광주시에서 개발한 유산균 복합제가 구제역 예방에 얼마나 효과를 낼지는 아무도 알 수 없다. 다만 추정할 뿐이다. 그러나 우리가 처한 상황에서 구제역 예방을 위한 방법을 찾아 최선의 노력을 다하면 하지 않는 것보다 후회는 없을 것으로 믿는다. 가축과 환경, 사람을 모두 생각하는 방역의 새로운 패러다임을 짤 시간이다.

[출처] 유산균 급여를 통한 구제역 예방 (광주시 사이버 농업인 연구회) |작성자 데이