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Animal Feed

The impact of protein source and grain inclusion on digestibility, fecal metabolites, and fecal microbiome in adult canines

정리일 2026-10-25

The impact of protein source and grain inclusion on digestibility, fecal metabolites, and fecal microbiome in adult canines

  • 저자: Clark SD; Hsu C; McCauley SR; de Godoy MRC; He F; Streeter RM; Taylor EG; Quest BW
  • 출처: - (2023)
  • DOI/링크: https://doi.org/10.1093/jas/skad268
  • 연구 계열: Topics/Animal Feed
  • 투고일: 2023-04-17

TL;DR

동물성 단백질 비율과 곡물 포함 여부가 다른 4종 압출 사료를 성견에게 180일 급여한 결과, 모든 사료의 소화율이 높았고 건강 이상도 없었다. 저동물성 단백질·곡물 무함유(LA-GF) 사료에서 분변 단기지방산 증가, 단백질 발효 산물 감소, 장내 미생물 조성 변화가 나타났고 품종 효과도 뚜렷했다.

1. 연구 배경 및 동기

  • 다루는 문제: 반려동물 사료에서 곡물·두류 원료와 동물성 단백질 대비 식물성 단백질의 비율이 개의 건강에 더 나은지가 논쟁 중이다. 일부에서는 두류가 풍부한 사료가 소화율에 부정적 영향을 주어 영양 관련 확장성 심근병증의 원인일 수 있다고 추정해 왔다.
  • 기존의 공백 / 왜 필요한가: 사료에 쓰이는 원료를 점검할 필요가 있으나, 동물성 단백질 함량과 곡물 유무를 함께 달리해 두 품종의 소화율·분변 대사물·미생물을 비교한 근거가 필요했다.

2. 관련 연구

  • 기존 연구 흐름: 초록과 제공된 본문 발췌에서는 선행 연구가 구체적으로 확인되지 않으며, 곡물·두류 원료와 동물성 단백질 비율을 둘러싼 논쟁이 언급되는 수준이다.
  • 이 논문의 위치: 비글과 잡종 하운드 두 품종을 대상으로 동물성 단백질 수준과 곡물 유무를 교차한 4종 사료를 180일 급여하여 소화율, 분변 성상·대사물·미생물을 함께 평가했다.

3. 핵심 기여

  1. 동물성 단백질 2수준 x 곡물 유무 2수준의 4종 압출 사료를 비교했다
  2. 품종(비글, 잡종 하운드)에 따라 소화율·분변 대사물·미생물이 달라짐을 보였다
  3. 두류 위주의 곡물 무함유 사료도 소화율이 높았음을 확인했다

4. 제안 방법론

  • 전체 접근 논리: 동물성 단백질 비율(고/저)과 곡물 포함 여부(포함/무함유)를 달리한 4종 압출 사료를 완전임의배치로 급여하고, 소화율과 분변 지표를 비교했다.
  • 단계:
    • 비글 32두와 잡종 하운드 33두를 품종·성별·체충실지수(BCS)로 층화하여 4개 사료군에 배정하고 180일간 개별 사육 급여
    • 180일 중 마지막 4일(176~180일)에 전체 분변을 수집하여 무게 측정, 분변 점수 기록, 건조 후 성분 분석
    • 외견상 전소화관 소화율(ATTD), 분변 단기지방산(SCFA)·암모니아·페놀·인돌·담즙산 분석 및 분변 미생물 군집 분석

5. 실험 설정

항목 내용
대상/재료 성견 65두(비글 32두: 평균 24.2개월·9.8 kg, 잡종 하운드 33두: 평균 13.3개월·27.6 kg)
처리 조건 HA-GI(고동물성 단백질·곡물 포함), LA-GF(저동물성 단백질·곡물 무함유), LA-GI(저동물성 단백질·곡물 포함), HA-GF(고동물성 단백질·곡물 무함유). 고동물성은 단백질의 70%, 저동물성은 45%가 동물성 급원. AAFCO 성견 유지 기준에 맞춰 배합, 1일 1회 급여
대조군 별도의 무처리 대조군은 없고 4개 사료군을 서로 비교(HA-GI 등 곡물 포함 사료가 기준 비교 대상으로 쓰임)
측정 방법 다량영양소 외견상 전소화관 소화율, 분변 점수, 분변 단기지방산·암모니아·페놀·인돌, 분변 담즙산, 분변 미생물(알파 다양성·조성)

6. 실험 결과 분석

지표 변화(Δ) 조건 · 유의성
소화율 및 건강 모든 사료가 소화가 잘 되었고 시험 기간 중 모든 개가 건강했다 4종 사료 공통, 화학 조성이 유사하도록 배합
분변 단기지방산(SCFA) 잡종 하운드는 비글보다 총 SCFA·암모니아가 많고 인돌이 적었다. 잡종 하운드에서 LA-GF가 HA-GI·LA-GI보다 총 SCFA가 많았으나 비글에서는 나타나지 않았다 P < 0.05
단백질 발효 산물(암모니아·페놀·인돌) HA-GI가 LA-GF보다 암모니아·페놀·인돌 농도가 높았다 P < 0.05
분변 담즙산 잡종 하운드가 비글보다 cholic acid가 많았고, 잡종 하운드에서 LA-GF가 HA-GI·LA-GI보다 cholic acid가 많았다. LA-GF는 다른 군보다 2차 담즙산이 적었다 P < 0.05
분변 미생물 LA-GF는 군집 분포가 달랐고 알파 다양성이 낮았으나 Selenomonadaceae, Veillonellaceae, Lactobacillaceae, Streptococcus, Ligilactobacillus, Megamonas, Collinsella aerofaciens, Bifidobacterium 속이 더 많았다 LA-GF 대 나머지 3개 군
품종 효과 소화율, 분변 대사물, 미생물 모두에서 유의한 품종 효과가 있었다 비글 대 잡종 하운드

제안 기전(인과 사슬): 저동물성 단백질·곡물 무함유(두류 기반) 사료 → 분변 SCFA 증가·Megamonas 등 증가 및 알파 다양성 감소 → 단백질 발효 산물(암모니아·페놀·인돌) 감소, 1차 담즙산 증가·2차 담즙산 감소

7. 비판적 평가

강점

  • 두 품종 65두를 180일간 장기 급여하고 개별 사육하여 관리했다
  • 소화율, 분변 성상, 대사물, 담즙산, 미생물을 함께 평가했다

한계 · 의문

  • 두 품종 모두 실험 시설에서 개별 사육한 개체여서 일반 가정견으로 일반화에 제한이 있다
  • 제공된 초록과 발췌만으로는 심장 지표(DCM 관련) 결과가 확인되지 않아 이번 결과는 소화율·분변 지표에 한정된다

8. 향후 연구 방향

  • 본문 발췌에서 확인되지 않아 명시되지 않음

9. 결론

소화율, 분변 특성, 대사물, 미생물은 품종과 사료 처리의 영향을 받았다. LA-GF 사료는 분변 SCFA 증가, 단백질 발효 산물 감소, 담즙산 변화, 미생물 조성 이동을 보였다. 두류가 많은 사료가 소화율을 낮출 수 있다는 우려와 달리 모든 사료의 소화율은 높았다.

Keywords

dog, grain-free, animal protein, digestibility, fecal microbiota, short-chain fatty acids, bile acids, extruded diet

원문 그림

Figure 1. Principal coordinated plot of unweighted UniFrac distances (A) and nonmetric multidimensional scaling (NMDS) of UniFrac distances (B) of
Figure 1. Principal coordinated plot of unweighted UniFrac distances (A) and nonmetric multidimensional scaling (NMDS) of UniFrac distances (B) of
Figure 2. Principal coordinated plot of weighted UniFrac distances (A) and nonmetric multidimensional scaling (NMDS) of UniFrac distances (B) of fecal
Figure 2. Principal coordinated plot of weighted UniFrac distances (A) and nonmetric multidimensional scaling (NMDS) of UniFrac distances (B) of fecal
Figure 3. Principal coordinated plot of Bray–Curtis dissimilarity (A) and nonmetric multidimensional scaling (NMDS) of Bray–Curtis dissimilarity (B) of
Figure 3. Principal coordinated plot of Bray–Curtis dissimilarity (A) and nonmetric multidimensional scaling (NMDS) of Bray–Curtis dissimilarity (B) of
Figure 4. Fecal microbial α-diversity as (A) observed taxa, (B) Chao 1, and (C) Inversed Simpson diversity of dogs fed experimental diets containing
Figure 4. Fecal microbial α-diversity as (A) observed taxa, (B) Chao 1, and (C) Inversed Simpson diversity of dogs fed experimental diets containing
Figure 5. Canonical correspondence analysis of taxa abundance.
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원문 그림 · 라이선스: cc-by

paperdoggrain-freeanimal-proteindigestibilityfecal-microbiotashort-chain-fatty-acids