젖소에 우회(By-Pass) 영양소 등을 활용하여 기능성 유제품을 생산하기 위한 연구방향은

저지방, 고단백, 향료 첨가, 유산균, 영양 강화우유, 치즈, 발효유, 아이스크림 등 다양한 제품이 식료품점 진열대에 들어차면서 유업체들은 시장수요를 따라잡기 위해 노력하고 있습니다.

전 세계적으로 우유단백질과 같은 유성분에 대한 수요가 전례 없이 증가하고 있습니다. 특히 특수목적 식품(영유아용, 근육량 유지, 체중감량 등)과 같은 제품들은 시장 성장의 주요 요인이며, 소비자들은 환경문제, 동물복지 등과 같은 다양한 관심사를 충족하는 제품들을 요구하며, 제품 고유의 스토리텔링까지 고려하고 있습니다. 저지방, 고단백, 향료 첨가, 유산균, 영양 강화우유, 치즈, 요구르트, 아이스크림 등 다양한 제품이 식료품점 진열대에 가득 차면서 이에 따라 유업체들은 수요를 따라잡기 위해 노력하고 있습니다.

유성분 강화를 위한 사료급여

사료영양학자들은 효율적인 우유생산을 위해 사료 배합 프로그램을 사용해 왔습니다. 그간의 배합은 반추위 발효 등 영양소 흡수에 미치는 영향이 아닌 단일성분 소화율을 기준으로 이루어졌습니다. 하지만 By-Pass(우회) 단백질과 음이온 염의 사용은 반추위 미생물에 의한 분해(발효)를 피할 수 있을 때 어떤 효과가 있는지 보여주었으며, 효모 배양액은 산도(pH)를 향상시켜 반추위 미생물유래 단백질을 더 많이 생산하고 결과적으로 유성분을 효과적으로 증가시켰습니다.

캡슐화를 통한 정밀 공급

지난 10년 동안 반추위를 우회하는 캡슐화 기술 수요가 폭발적으로 증가하면서, 시장에서 주류로 자리 잡았습니다. Adisseo社의 기술은 미국의 가장 높은 우유생산량을 가진 젖소의 70% 이상에서 사용되고 있는 것으로 알려져 있습니다. 뉴욕의 한 낙농업자는 “부주의로 인해 사용을 못하면 며칠 만에 원유탱크에 변화가 생기는 것을 봅니다.” 라고 말했습니다.

수십 년 동안 사료업계가 곡물, 단백질, 지방, 비타민, 미네랄과 같은 고품질 원료를 단순히 첨가하여 영양을 강화하는 데 집중해 왔습니다. 이러한 방식은 생산성을 향상시키고 소화 및 흡수율을 개선했지만, 젖소의 소화기관에 병원균과 기타 장내미생물이 무분별하게 증식하는 의도치 않은 결과를 초래했습니다.

따라서 새로운 기업들은 우유생산량을 늘리고, 유성분을 강화하며, 가축의 장 건강을 개선하는 다양한 영양소에 주목하고 있습니다. Jefo社(비타민 B군, 에센셜 오일), ADM社, Kemin社, Alltech社(비단백질 질소), Balchem社(라이신, 콜린) 등은 이 분야를 선도하는 대표적인 기업입니다. 미세캡슐화의 장점은 사료의 원료가 반추위 분해과정을 거치지 않고 단위동물 매커니즘처럼 전환될 수 있다는 것입니다.

캡슐화가 사료시장의 게임체인저로 여겨지는 것에 대한 기대감이 얼마나 큰지를 보여주는 사례로, Jefo社는 최근 캐나다에 1억 달러 규모(한화 약 1,430억원)의 신규공장을 설립하여 시장의 수요를 충족하고 있습니다. 또한 여러 대학과 협력하여 흡수율 저하, 안정성 문제라는 위험을 보완하기 위해 필수영양소를 과잉 공급하는 기존방식에서 벗어나 가축영양에 대한 사고방식을 혁신하고 있습니다. '소화기관 동기화(Synchronised Intestinal Nutrition)' 기술은 미생물을 활성화된 형태로 공급합니다. 이를 통헤 유해병원균을 줄이고, 유익한 장내미생물을 활성화시키며 사료 제조과정에서 작업자의 안전을 위협할 수 있는 손실과 먼지 발생과 같은 기타 위험을 낮출 수 있습니다.

도래하는 기술혁신은 인공지능(AI)가 될 것입니다. 반추위 미생물 환경에 더욱 정확하고 실시간으로 확인할 수 있을 것입니다. 기존의 인공 반추위 시뮬레이션 시스템과 같은 예측모델은 AI 기반 시스템으로 대체되고 있으며, 낙농가들은 실시간으로 가축의 영양상태를 확인할 수 있습니다. 캐나다 낙농가들은 젖소에게 공급하는 모든 미량영양소(프리믹스)를 한 번에 캡슐화하여 유성분, 체세포, 번식력에 미치는 이점을 확인했습니다. 이와 같이 젖소에게 사료를 급여하는 방법은 기술발전을 통해 기존의 방식에서 변화하여 재구성되고 있습니다.

유전적 개량

최근 미국 낙농업계에 보고된 원유에서의 유성분 수치의 극적인 발전은 놀라운 일이였습니다. Co-Bank에 따르면 2024년 미국 홀스타인에서의 유지방 함량은 4.23%, 단백질 함량은 3.29%로 역대 최고치를 기록했습니다. 생산성을 위한 최적의 사양관리 덕분이며, 유럽의 낙농가들은 이러한 추세를 따라가지 못했지만, 가축개량의 지속적인 발전을 통해 향후 10년 동안은 이러한 추세가 지속될 것으로 예상됩니다.

※ 출처 : Dairy Global

※ 제공 : 낙농정책연구소