집중연구_영양

2018. 2월호296

1. 서론

본지 지난해 12월호(324~329쪽)에 산화 스트레스

가 다산성 모돈의 생산성에 끼치는 영향들을 알아보

고, 이를 해결하기 위한 대안으로 식물 폴리페놀에 대

하여 설명했다. 이번 호에는 식물 폴리페놀에 대해 좀

더 자세하게 알아보고, 동물 영양에 어떠한 효과를 가

지는지, 사용에 있어서 제한되는 부분은 무엇인지 알

아보려고 한다.

2. 폴리페놀의 정의

폴리페놀은 식물에서 발견되는 화학물질의 일종으

로 단어를 보고 추론할 수 있듯이 페놀 그룹이 두 개

이상 있는 것이 특징이다. 이 페놀 그룹들은 종류별

로 화학적으로 독특한 특성들을 지니는데, 페놀 그룹

이 어떻게 연결되었는지에 따라 폴리페놀의 종류가

나뉜다.

현재까지 알려진 폴리페놀의 종류는 수천 가지가

넘는다. 이미 잘 알려진 폴리페놀로는 녹차에 많은 카

동물 영양에 있어서 폴리페놀의 효능

이 형 일 영양컨설턴트

프로비미(Provimi)

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● 동물 영양에 있어서 폴리페놀의 효능

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테킨, 포도주에 많은 레스베라트롤, 사과

나 양파 등에 많은 퀘르세틴, 코코아나 초

콜릿에 많은 카카오마스폴리페놀, 강황의

노란 색소 성분인 커큐민 등이 있다. 이러

한 폴리페놀들은 사람에게 다양한 식품,

영양식품으로 공급되고 있으며, 그 효능에

대해 이미 잘 알려진 바이다. 또한 최근에

는 동물 영양을 위한 첨가제 형태로 다양

한 종류의 폴리페놀들이 소개되고 있다.

식물은 동물과 달리 땅에 고정되어 살아

가는 생물이기에 포식자로부터 자신을 보

호하기 위해 폴리페놀 성분을 만들기 시작

했다. 따라서 폴리페놀은 독특한 향을 지

니거나, 여러 가지 식물에게 있어서 필요

한 기능(항염증 기능, 항박테리아 기능, 항

산화 기능 등)을 지닌다. 여러 가지 폴리페

놀의 효능 중에 동물 영양에 있어서 중요

한 부분은 항산화 기능(비타민 E 대체 기

능), 동물 영양 증진 기능, 장 건강 및 면역

력 조절효과 등인데, 이러한 효능들 중에

대표적인 기능들을 구체적으로 자세히 살

펴보고자 한다.

3. 폴리페놀 - 항산화 기능

동물은 대사작용을 하면서 공급되는 사

료나 영양 공급원을 끊임없이 분해하여 작

은 분자의 이용하기 편한 영양분으로 전변

시킨다. 이러한 대사작용을 ‘이화작용’이라

고 하는데, 이화작용이 많아지면 체내 ‘산

화 스트레스’가 발생하게 된다. ‘산화 스트

레스’란 동물이 에너지를 생성하거나 영양

분을 소화하는 과정에서 산화과정이 발생

하는데, 이를 통해 생성된 유해산소 또는

활성산소(ROS : Reactive oxygen

species, 때로는 Free radical이라고도

함)가 만드는 부작용을 의미한다.

동물은 에너지를 대사하거나 영양분을

소화하는 과정에서 발생하는 일정 수준의

활성산소를 항상성 유지를 위해 체내에 있

는 항산화 성분(Antioxidant)을 이용하여

분해시킨다. 하지만 이화작용이 활발하게

되면(예를 들어 임신후기 태아의 급속한

발달과 포유기 동안 많은 양의 유생산 등)

체내에서 생성되는 활성산소를 체내에 있

는 항산화 성분을 이용해 모두 분해할 수

없게 된다. 체내에 남아 있게 된 활성산소

는 세포에 영향을 미쳐 세포 내 분자를 파

괴하거나 단백질을 파괴하여 스트레스 상

황을 발생시킨다.

따라서 이러한 상황에 항산화 기능을 위

해 공급할 수 있는 영양적 대안이 폴리페

놀이다. 현재까지 알려진 바로는 폴리페놀

의 뛰어난 항산화 기능이 동물 체내에 활

성산소가 가져오는 산화 스트레스를 줄여

주는 데 효과가 있음이 실험실 실험(In-

Vitro)이나 동물 실험(In-Vivo), 단세포

실험(Ex-Vivo), 배아 실험(In-Ovo) 등을

통해 검증되었다.

동물 체내에는 활성산소를 제어하기 위

한 항산화 기능을 담당하는 많은 물질들이

있다. 그중에 자체적으로 생성하는 많은

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효소(예를 들어 과산화물 제거 효소 SOD

; Superoxide dismutase, 글루타치온 과

산화효소 GHS-Px ; Glutathione

peroxydase 등)들이 있고, 특수 단백질

(예를 들어 트렌스페린, 알부민 등), 특수

비단백질(예를 들어 코엔자임 큐, 글루타

치온)도 존재한다.

하지만 이러한 체내 항산화 기능을 담당

하는 물질만으로는 활성산소를 제어하기

어려운 상황에서는 음식이나 사료를 통해

항산화 물질을 먹어야 한다. 섭취 가능한

항산화 물질에는 인공 물질과 자연 물질이

존재한다. 인공 물질에는 BHT, BHA,

TBHQ, 에톡시퀸, Propyl-gallate 등이

존재하는데, 최근 들어서 식품 안전에 대

한 관심이 커지면서 안전성의 이유로 식품

이나 사료에서 사용이 배제되고 있는 추세

이다. 자연 물질로는 흔히 알려져 있는 비

타민 E, 비타민 C 등이 있고, 미네랄로는

아연, 구리 등이 있다. 또한 카로티노이드

나 폴리페놀도 잘 알려져 있다.

일반적으로 알려진 비타민 C나 비타민

E 등의 항산화 성분으로 동물에게 공급할

수 있지만, 돼지나 닭, 소 등에서 높은 수

준의 비타민 E 등의 급여가 오히려 동물

성적에 안 좋은 영향을 끼친다고 알려져

있다. 또한 비타민 C의 경우, 수용성으로

쉽게 뇨로 배출이 되기 때문에 항산화 기

능을 위해 사용하기에는 제한적인 부분이

있다. 폴리페놀의 경우, 적은 양으로도 높

은 수준의 항산화 기능을 발현하기 때문에

최근 들어 사람과 동물 영양에 있어서 많

이 이용되고 있다.

4. 폴리페놀 - 비타민 E 대체 기능

이러한 폴리페놀은 (그림 1)과 같은 기

전으로 동물 체내에서 역할을 한다. 체내

에서 생성이 된 활성산소를 항산화 물질을

통해 활성을 잃어야 하는데, 그중 대표적

인 항산화 물질이 비타민 E다. 지용성인

비타민 E는 세포벽 수준에서 활성산소를

환원시키고, 자신은 산화된다. 또한 산화

된 비타민 E는 세포 안에서 순차적으로 비

타민 C, 티올 등의 물질로 환원, 산화시키

면서 동물 체내의 산화 환원 균형을 유지

하게 된다. 글로벌 동물 영양회사인 프로

비미(Provimi)나 유명 저널을 통해 알려진

바로는 폴리페놀의 경우, 이러한 항산화

연쇄 반응에서 일부 역할을 담당함을 통해

비타민 E 리사이클 기능을 수행한다고 알

려져 있다. 즉 비타민 E가 해야 하는 항산

화 기능을 부분적으로 대체할 수 있다는

말이다.

현재 일부 폴리페놀 제품들이 시중에서

비타민 E 대체를 위한 기능으로 소개되고

보급되고 있다. 최근 들어 BASF에서 비타

민 생산문제가 발생하고, 중국에서 환경규

제로 인해 비타민 가격이 사상 유래 없이

폭등한 상황이다. 특히 비타민 E나 비타민

A의 경우, 가격이 폭등했을 뿐만 아니라

공급이 어려운 상황으로 대안이 필요한 상

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● 동물 영양에 있어서 폴리페놀의 효능

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황이다. 일부 폴리페놀

제품 중에 비타민 E의 일

부 대체가 검증된 제품을

사용한다면 이러한 위기

상황을 대처하기 위한 좋

은 방법이 될 것이다.

5. 폴리페놀

- 산화 스트레스 저감

본지 지난해 12월호

(324~329쪽)에 설명했

던 것처럼 모돈의 경우, (그림 2)와 같이

분만 전후로 혈중 비타민 E 함량이 급속도

로 떨어지게 된다. 이는 산화 스트레스로

인해 혈중 비타민 E가 많이 사용됨을 의미

한다. 다산성 모돈의 경우, 일반 성적의 모

돈보다 이화작용이 더 활발함으로 산화 스

트레스가 더 많이 발생할 수 있다. 따라서

분만 전후, 그리고 포유기간 동안의 산화

스트레스 관리가 다산성 모돈 성적관리를

위해 필수적이다.

(그림 1) 폴리페놀의 작용 기전(폴리페놀이 비타민 E 리사이클링 시스템에 미치는 영향)

(그림 2) 모돈의 임신기간 중 분만 전후 혈중 비타민 E(알파 토코페롤)의 변화

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이러한 다산성 모돈에 폴리페놀을 급여

했을 때 효과는 (그림 3)과 같다. (그림 3)

은 다산성 모돈이 분만할 때, 이유할 때,

그리고 그 자돈들에 있어서 혈중에 존재하

는 과산화물 제거 효소(SOD)의 수치를 비

교한 그림이다.

과산화물 제거 효소가 낮다는 것은 그만

큼 산화 스트레스가 많이 발생하여 과산화

물 제거 효소가 사용되었음을 의미하고,

과산화물 제거 효소가 높다는 것은 체내

산화 스트레스를 제거하기 위해 다른 영양

분을 사용함으로 과산화물 제거 효소를 많

이 사용하지 않았음을 의미한다. 즉 산화

스트레스에 대한 저항력이 아직 많이 남아

있음을 의미한다.

(그림 3)에서는 4개의 기둥이 존재하는

데, 왼쪽부터 대조군, 비타민 E 평균 사용

량 급여군, 비타민 E 높은 사용량 급여군,

식물 폴리페놀 급여군이다. 오른쪽으로 갈

수록 기둥이 올라가는 것을 볼 수 있는데,

이는 비타민 E 사용량이 증가할수록 산화

스트레스 저감에 효과가 있음을 알 수 있

으며, 높은 수준의 비타민 E를 사용하는

것보다 식물 폴리페놀을 사용하는 것이 산

화 스트레스 저감에 더 효과가 있음을 나

타낸다. 또한 이는 분만시기와 이유시기의

모돈에게 있어서(즉 분만 전후와 포유시

기) 산화 스트레스 저감에 효과가 있음을

보여 주며, 이러한 모돈의 젖을 먹고 자라

는 신생자돈에게 있어서도 산화 스트레스

저감에 효과가 있음을 보여 준다.

또한 (표 1)과 같이 혈중 산화 스트레스

지표에도 영향을 줄 뿐만 아니라, 이와 관

련된 다산성 모돈과 자돈의 성적에 있어서

도 영향을 미친다. (표 1)을 보면, 비타민

E 함량이 늘어날수록 모돈과 자돈의 여러

가지 생산성 지표에 긍정적인 영향을 주는

것을 확인할 수 있다. 하지만 폴리페놀을

(그림 3)다산성 모돈에폴리페놀을급여했을 때 효과(다산성 모돈에폴리페놀을급여했을 시과산화물 제거 효소(SOD) 수치 비교

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● 동물 영양에 있어서 폴리페놀의 효능

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상기 원고에 대한 궁금한 사항은 글쓴이에게 문의바랍니다.

☎ 글쓴이 연락처 : 010-6551-1578

문의사항

(표 1) 비타민 E와 폴리페놀이 모돈과 자돈의 성적에 미치는 영향

대조군 평균 비타민 E 높은 비타민 E 폴리페놀

모돈

분만율(%) 76.92 84.62 84.62 84.62

이유부터 재귀발정까지 기간(일) 5.40 5.09 5.64 5.00

이유부터 교배까지 기간(일) 14.86 9.89 7.70 5.10

차기 분만율(%) 70.00 80.00 90.91 90.91

자돈

생존 자돈두수 11.50 12.82 13.18 13.00

생시 한배 무게(kg) 15.59 18.50 19.07 19.34

이유 시 한배 무게(kg) 67.85 83.96 84.33 85.98

사용하게 되면 이러한 높은 수준의 비타민

E 급여보다 같거나 더 나은 생산성을 기대

할 수 있다. 앞서 이야기했던 것처럼 높은

수준의 비타민 E 급여는 처음에는 긍정적

인 효과를 기대할 수 있지만, 수준이 많이

높아지면 오히려 동물 성적에 안 좋은 영

향을 줄 수 있기 때문에 식물 폴리페놀을

사용하는 것이 더 효과적이라고 말할 수

있다.

6. 결론

현재 시중에 다양한 폴리페놀 제품들이

동물 영양분야에서 소개되고 있다. 위에서

언급했던 것처럼 폴리페놀은 강한 항산화

효과, 비타민 E 대체 효과, 산화 스트레스

저감 등을 위해 사용될 수 있다. 이미 이러

한 효과를 기대하기 위해 제품들이 소개되

고 있고, 실험실 실험뿐만 아니라 많은 동

물 실험을 통해 이러한 효과가 확인되었

다. 이러한 폴리페놀들의 경우, 제품 사용

목적에 따라 제품 내 폴리페놀의 배합비나

폴리페놀 함량을 적절하게 설정하는 것이

매우 중요하다. 또한 종류에 따라서 역가

가 떨어지거나 흡수가 잘 되지 않을 수 있

기 때문에 시중에 검증된 제품을 사용하는

것이 중요하다고 할 수 있다.

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