전세계적으로 살모넬라증은 심각한 문제를 일으키고 있다. 살모넬라는 발생하는 숙주에 따라 파라티푸스와 가금티푸스로 구분하는데 파라티푸스는 인수공통전염병으로 식중독이라고 부르기도 하며 공중보건학적 측면에서 매우 중요하다. 가금티푸스는 Salmonella gallinarium, Salmonella pollurum에 의해 일어나며 가금에 전신감염을 야기하여 양계산업에 엄청난 피해를 입힌다. 살모넬라는 환경저항성을 획득하여 전파를 차단하고 질병을 컨트롤하는 것을 어렵게 만든다. 또한 여러 항생제에 내성을 획득하여 항생제 사용도 많이 제한이 되고 있어 현재 항생제 대체제인 Probiotics, Prebiotics, Symbiotics, Organic acids, Essential oils, Cinnamaldehyde, Chitosan, Nanoparticles, Vaccines 등에 사용이 대두되고 있고 이에 대한 작용원리와 효과에 대해 많은 연구가 진행되고 있다. 지금부터는 살모넬라 컨트롤을 위해 사용되고 있는 대체제들에 대한 작용원리와 효과에 대해 자세히 기술하고자 한다.
프로바이오틱스는 살아있는 미생물총라는 WHO에서 정의하고 있고 적정용량 사용시 숙주 건강에 도움이 되는 미생물이다. 이는 세균총의 안정화, 항균물질, 면연조정, 장건강증진, 장관의 pH를 낮게 유지, 점막 barrier를 향상시키는 역할을 한다. Lactobacillus reuteri, Lactobacillus salivarius는 3주령 병아리의 살모넬라와 캄필로박터를 장내에서 제한할 수 있는 것으로 나타난다. 음수와 사료첨가시 음수가 더 효과가 좋았다는 연구가 다수 존재한다.
프리바이오틱스는 장내 미생물이 이용할 수 있는 유익한 미소화성 물질을 통칭한다. Mannan oligosaccharides나 Fructo oligosaccharides는 일반적으로 양계에서 사용하는 프리바이오틱스이다. 사료효율을 증진시키고 증체율을 높여주는 효과가 있다. Fructo oligosaccharide를 날마다 사료첨가할 경우 살모넬라에 대응해 백혈구 수치가 올라가 IgY의 수준이 높아진다는 연구결과가 있다. 첨가의 효과는 일령, 성별, 품종, 건강상태, 사육환경, 위생수준에 따라 차이가 발생한다.
심바이오틱스는 프로바이오틱스와 프리바이오틱스의 시너지효과로 가금의 건강을 향상시키는 개념이다. 프리바이오틱스를 프로바이오틱스의 영양원으로 제공하여 프로바이오틱스가 장관내 증가하고 영구적으로 생존할 수 있게 되며 각각을 쓸 때보다 좀 더 효과적이다. 프로바이오틱스와 0.1% Fructo oligosaccharide첨가시 살모넬라 엔터라이티디스의 콜로라이제이션이 가자 썼을 때보다 감소하였다는 연구결과가 있다. 산란계에서 E. faecium와 fructo oligosaccharide를 함께 투여했을 때 산란율이 높아지고 난각의 품질도 향상되었다는 연구결과도 있다.
유기산은 장내미생물이 탄수화물 발효에 의해 단쇄지방을 생산한다. 이는 박테리아의 배리어에 대응하여 산의 확산을 증가시킨다. Proteolytic enzyme 활성을 증가시켜 단백질 소화를 활성화하고 병원성 미생물의 성장을 억제한다. Acetic acid, lactic acid, benzoic acid, formic acid, propionic acid를 양계산업에서 많이 사용한다. 많은 연구를 통해 유기산이 가금의 성장과 성적을 높이는 효과가 있다고 입증되었다. 유기산이 면연체계에 주는 영향은 불확실하지만 면연체계 자극에 필요한 장관 세균총을 조율한다는 증거는 존재한다. 그러나 살모넬라가 유기산에 저항성을 가진다는 연구결과도 있다.
에센셜오일은 여러 식물에서 추출한 오일성분의 물질로 성장촉진, 소화촉진, 면역촉진, 항산화효과, 항균, 항곰팡이, 항기생충 효과가 있다고 알려졌다. 육계나 산란계에서 좋은 효과를 나타내며 Lemongrass추출물은 살모넬라에 대항하는 항균효과를 나타낸다.
Cinnamaldehyde는 cinnamon 나무 껍질에서 추출한 aldehyde이다. 계피냄새와 계피는 항염, 항균, 항곰팡이 효과가 있다. 광범위한 항균효과와 글루코스 이용억제와 막투과능을 방해하여 효과를 나타낸다. 10mM의 cinnamaldehyde는 살모넬라 엔테라이티디스를 억제하는 효과가 있다. 위장관 감염을 예방하기 위해 0.5%나 0.75%수준으로 첨가하면 효과가 인정된다.
키토산은 게, 롭스터, 새우의 껍데기에서 발견되는 sugar성분의 물질로 키토산 분자가 세균막에 붙어 세균막의 변화를 발생시켜 항균효과를 일으킨다. 세균에 필요한 영양소와 금속을 킬레이팅하여 세균의 성장을 억제하며 미생물에 대응하는 숙주 면역반을 향상시킨다. 살모넬라 파라타이피, 스타필로코코스 아아레우스를 억제하는 효과가 있다. 키토산 0.2%는 가금의 살모넬라증에 항균효과를 나타낸다는 연구결과가 있다.
살모넬라는 세계적으로 양계산업과 공중보건 측면에서 가장 위험한 질병중 하나로 여겨진다. 과거부터 양계산업에서는 살모넬라를 컨트롤하기 위해 항생제를 지속적으로 사용하였으나 현재는 이로 인한 항생제 내성이 상승하고 있다. 항생제 내성과 닭고기내 항생제 잔류를 제거하기 위해 안전성, 가성비, 친환경에 대한 대안모색이 필요하다. 위에서 열거한 여러 물질들은 항생제의 대체제로서 효과가 입증되어 지속적으로 연구 및 산업내에서 다양한 루트로 활용하고 있다. 이에 대한 포괄적이고 현장 중심적인 연구가 시행된다면 식육의 안정성을 확보하고 친환경적으로 질병을 통제하며 공중보건위생 향상에 크게 기여할 수 있을 것으로 보인다.
참고문헌 : Mohamed t. et al. Poultry Science, The control of poultry salmonellosis using organic agent. 2022, 101:101716.
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