축산물 내 항생제 배제로 인해, 전업화 및 규모화를 이룬 국내 축산업계에서 성장촉진 및 면역력 증가를 위한 다양한 첨가제의 개발 활동이 활성화되었다. 이 가운데 항산화제는 체내 활성산소를 막아 지질의 산화 억제와 항병원성 강화 등의 다양한 생리활성 효과로 질병의 예방과 치료 및 생산성 증진에 효과가 있다고 보고되고 있다.
활성산소는 축체 대사과정 중 발생되며 가축 체내에서 세포막과 필수적인 영양성분의 파괴를 유도한다. 체내에서 활성산소를 제거하지 못할 경우, 체내에 축적되어 세포조직에 치명적인 손상을 입혀 각종 질병을 가져오며, 활성산소의 체내 축적이 심화될수록 번식기능 감퇴로 이어져 양계농가에서는 수정율 및 산란율 감소 등의 생산성 감소가 나타나게 된다. 인간에서는 근래 들어 복부 대동맥 내에 활성산소의 축적으로 엘라스틴 조직이 약해져 파열로 인한 사망률이 증가하고 있다.
집약화된 축산업의 폐해로 가축의 스트레스 감수성이 심화되었는데, 이들은 생산물의 육질, 육색 그리고 난 품질 악화로 연계되어 많은 사람들을 힘들게 하는 요인으로 발전되었다. 특히, 하절기 고온스트레스에 가축이 놓이면, 호흡수 조절 능력을 상실하게 되고, 이를 통해 체내 활성산소가 증가하게 된다. 이 활성산소를 제거하기 위해 가축 체내에서는 Vitamin E가 선행 파괴되어, 산화 억제 이와 번식 등과 관련된 고유기능을 상실하게 되면서 가축의 생산성이 저하되게 된다. 이런 상황 속에서 Vitamin E 및 항산화제가 추가적으로 급여되지 못한다면 체내 항산화 조절의 실패를 야기하게 되고, 체내 불포화 지방산(PUFA), Vitamin A 및 β-Carotene 등의 산화를 이루고, 동맥경화, 지방간 및 복수증을 유발하는 상황으로 이어지게 된다.
이를 극복하기 위해 최근 들어 비타민 E 및 천연 항산화물질(Polyphenol 등)이 갖는 역활성에 대하여 연구가 이루어지고 있다. 현재 항산화력을 가늠하는 평가에 있어서 가장 공신력 있는 자료 미국 농무성(USDA)에서 발표되는 ‘ORAC (Oxygen radical absorbance capacity) value’를 활용하고 있으며, 여기서 주목할 부분은 비타민 E보다 더 높은 천연제재들의 항산화력이라 할 수 있다.
표1. 각 원료별 항산화력 지수(ORAC Value)
항산화제를 통한 다양한 연구 결과들이 있는데, 최근에는 천연제재의 항산화력을 통한 보고들이 활발히 발표되고 있다. 먼저 급여에 따른 생물학적 체계 변화를 알아보는 연구에서, 생체 세포막의 이중 지질막 내 있는 불포화 지방산의 과산화를 방지하고, 항산화 효소 증가를 통하여 과산화 반응으로부터 세포막을 보호한다고 하였다.
또한, 천연 항산화제의 첨가는 혈장 및 소장 내 산화 피해를 완화시키는데, 소장 점막 세포에 활성산소를 제거하여, 위장관 점막세포에 손상을 예방하고 치료할 수 있다고 연구 보고 되었고, Bagchi 등(2000)은 위장 및 소장 점막 세포의 지질 과산화 작용에 의해 발생되는 장기적인 스트레스를 예방함으로써, 장기 손상을 방지할 수 있음을 증명하였다.
소장 내 산화 피해에 관련된 연구 중 Mezes (1999)와 Surai(2002)는 곰팡이 독소에 대한 항산화제의 피해 저감 효과를 연구하였는데, Mycotoxin 오염사료 섭취에 따라 체내 유해산소가 발생되어 간 등 체내 장기 손상을 유발하여 생산성에 큰 피해를 일으켰으나, 항산화제가 체내 유해산소를 감소시켜, Mycotoxin에 의한 피해를 줄였다고 보고하였다.
Currie(1999) 및 Iqbal 등(2002)은 항산화제 활용을 통한 혈장 내 지질산화 스트레스 피해 감소 연구에서 지속적 산화 스트레스 조건에서도 육계의 대사성 질환(복수증)을 저감하는 효과를 얻었으며, GST와 같은 해독효소의 활성도가 증가함을 보고 하였다.
항산화 물질들은 지질 과산화 방지, 혈장 및 소화기관의 항산화 효소 촉진과 활성산소 제거 등을 통하여 소화율 및 생산성을 증진시키고 축산물의 품질 개선에도 기여하게 되는데 등급 출현율을 증가시키거나 가열 감량 및 보존성을 증가시킨다는 선행 연구결과들이 상당수 존재하고 있다.
Doris 등(2003)도 지질 산화 유발 조건 상태에서 천연항산화 물질의 급여에 따른 닭고기 품질 변화를 알아본 연구를 진행, 지질산화 조건을 강하게 할수록 대조구 대비 유지 산화 2차 산물(MDA)이 유의적으로 개선되었으며(P <0.05), 닭고기의 품질 변화를 연구한 국내 실험에서는 급여에 따른 닭고기 내 영양성분 변화를 관찰하였는데, 닭고기 부위별 콜레스테롤 함량이 처리구에서 유의하게 낮았으며(P <0.05), 다리살의 무기질(P, K, Mg), 비타민(B2), 유리아미노산 (L-glutamic acid) 및 지방산(Oleic acid, linoleic acid)의 함량이 무첨가 대조구 대비 유의적으로 증가(P <0.05)한다는 결과를 얻었다.
산란계에서는 난황 내 Vitamin E 함량을 무첨가 일반란과 비교했을 때 일반 난황에 함유된 함량보다 최소 2배 이상 증가한다는 결과를 나타냈다. 이는 항산화제가 Vitamin E를 대신하여 자기 산화시킴으로써 Vitamin E의 활용가치 증진을 이루었다고 추정할 수 있다.
축산업에 있어서 가장 중요한 것은 사양환경의 컨트롤일 것이다. 하지만 집약적 축산을 통한 경제성까지 고려해야 하는 대다수의 축산농가에서 가축은 내·외부의 산화적 스트레스에 상시 노출 되어질 수밖에 없다. 특히 이동, 번식, 질병, 환기, 백신 및 기온 등의 스트레스 발생 시 체내에 발생하는 활성산소로 인하여 성적 관련 지표들은 떨어질 수밖에 없는 것이 현실이다. 더군다나 이러한 현실들은 다양한 경로로 사료 생산업체에 전가되어 마찰을 일으키기도 한다. 이러한 근본적 문제를 해결하기 위해서는 다각적 접근이 필요하나, 체내 활성산소의 제어와 소장 내 점막 세포의 산화 방지, 그리고 지질산화 문제를 해결을 위하여 우선적으로 항산화제의 활용을 통한 활성산소 및 각종 문제 발생 요소들 제어하는 것을 생각할 수 있으며, 특히 천연 제제를 통한 항산화력 획득과 생산성 증대를 고려해 볼 수 있을 것이다.