Economic and Environmental Gains from the Use of Yeast By-Products in the Feeding of Dairy Cows

낙농업의 세계에서 소에게 먹이를 주는 것과 지구에 먹이를 주는 것 사이의 균형은 끊임없는 외줄타기입니다. 농부들은 가축의 건강과 생산성을 유지하기 위해 충분한 고품질 영양을 제공해야 하지만, 대두와 같은 단백질 공급원의 비용은 변동성이 크고 비쌀 수 있습니다. 동시에 축산업은 환경 발자국을 줄여야 한다는 점점 커지는 압박에 직면해 있습니다. 소는 음식을 소화하는 과정에서 강력한 온실가스인 메탄을 자연적으로 배출합니다. 이 가스는 기후 변화의 원인일 뿐만 아니라, 동물이 우유를 생산하는 데 사용할 수 있었던 에너지가 낭비되는 것을 의미하기도 합니다. 해결책을 찾는 과정은 종종 다른 산업의 가장자리로 이어져, 가치 있는 자원으로 변모할 수 있는 폐기물을 찾게 됩니다. 그러한 부산물 중 하나가 바이오 연료인 에탄올을 만드는 발효 과정에서 나옵니다. 이 과정 중에 효모 세포가 풍부한 액체 잔류물이 생성됩니다. 이 물질은 영양가가 높은 슬러리이지만, 종종 산업 폐기물로 취급되어 방치될 경우 처리 문제와 환경적 위험을 초래합니다.

브라질의 연구진은 이 액체 효모 잔류물이 두 가지 문제를 동시에 해결할 수 있는지 확인하고자 했습니다. 즉, 소에게 더 저렴하고 효과적인 사료를 제공하는 동시에 메탄 배출을 줄일 수 있는지에 대한 것입니다. 그들은 구체적인 질문에 집중했습니다. 농부가 이 부산물을 사용하기 시작하는 것이 경제적으로 가치가 있는가, 그리고 이것이 실제로 환경에 도움이 되는가 하는 점입니다. 연구팀은 단순히 소가 얼마나 많은 우유를 생산하는지만 본 것이 아니라, 가축 구입부터 노동자 임금 지급까지 모든 비용을 계산하여 소규모 낙농장의 10년 치 전체 재무 구조를 구축했습니다. 또한 그들은 이 효밀이 식단에 포함되었을 때 소가 배출하는 메탄의 양을 추정하여 환경적 영향을 모델링했습니다. 목표는 이 전략이 지속 가능한 농업을 위한 실행 가능한 경로인지, 아니면 단지 이론적인 아이디어에 불과한지를 결정하는 것이었습니다.

연구는 안락함과 효율성을 위해 설계된 시스템 속에서 30마리의 소가 살고 있는 브라질 마투그로수두술 주의 한 실제 낙농장에서 진행되었습니다. 연구진은 소들을 그룹으로 나누어 서로 다른 식단을 제공했습니다. 일부는 표준 식단을 받았고, 다른 일부는 식단에 액체 효모 잔류물을 추가했습니다. 그들은 이 효모가 다양한 영양 조건 하에서 어떻게 기능하는지 확인하기 위해 두 가지 서로 다른 수준의 사료 내 단백질 함량과 함께 이 첨가물을 테스트했습니다. 몇 달 동안 그들은 소가 얼마나 먹는지, 우유를 얼마나 생산하는지, 그리고 그 우유의 품질이 어떠한지를 면밀히 추적했습니다. 효모는 다른 모든 성분을 대체하는 마법의 탄환이 아니었습니다. 오히려 기존 식단에 혼합되어 소가 음식을 더 효과적으로 소화하도록 돕는 보충제 역할을 했습니다.

연구진이 이 방식이 재정적으로 타당한지 계산했을 때, 결과는 고무적이었습니다. 그들은 소 구입, 기반 시설 구축, 사료 구매 비용을 포함하여 처음부터 이 시스템을 채택했을 때의 잠재적 이익을 계산했습니다. 10년 동안 이 프로젝트는 명확한 이익을 보여주었습니다. 우유 판매와 송아지 및 노령우 판매를 통해 벌어들인 돈은 모든 비용을 충당하고도 상당한 잉여금을 남겼습니다. 분석 결과, 투자된 1달러당 농장은 초기 비용을 초과하는 수익을 창출하는 것으로 나타났습니다. 연구진은 우유 가격이 하락하거나 사료 비용이 상승하는 상황에서도 프로젝트가 어떻게 버텨낼지 테스트했음에도 불구하고, 재무적 전망은 여전히 긍정적이었습니다. 농부가 초기 투자금을 회수하는 데 걸리는 시간은 7.5년으로 추정되었는데, 이는 장기적인 농업 프로젝트로서 합리적인 기간입니다.

환경적인 측면에서도 결과는 매우 설득력이 있었습니다. 연구진은 확립된 과학적 모델을 사용하여 소가 배출하는 메탄 가스의 양을 추정했습니다. 그들은 효모가 보충된 식단을 먹은 소들이 표준 식단을 먹은 소들보다 메탄을 적게 배출한다는 것을 발견했습니다. 구체적으로, 효모의 추가는 연간 메탄 배출량을 소 한 마리당 약 8kg 감소시켰습니다. 이 감소량을 이산 가스의 온난화 효과를 비교하는 표준 방식인 이산화탄소 당량으로 환산하면, 각 소가 매년 대기 중으로 배출하는 이산화탄소의 양을 224.6kg만큼 피할 수 있음을 의미합니다. 이러한 감소는 효모가 소의 음식 이용 효율을 높여주었기 때문에 발생했으며, 이는 더 적은 에너지가 가스로 손실되고 더 많은 에너지가 우유 생산에 활용되었음을 뜻합니다.

연구진은 모든 소로부터 실험실 환경에서 직접 가스를 측정했다고 주장한 것이 아니라, 소의 실제 성과와 식단을 바탕으로 한 예측 모델을 통해 환경 수치를 도출했습니다. 이는 결과가 개별 동물에 대한 절대적인 측정 사실이라기보다는 명확한 경향성을 가리키는 강력한 추정치임을 의미합니다. 그러나 식단 내 다양한 단백질 수준 전반에 걸친 데이터의 일관성은 그 효과가 실재함을 시사합니다. 연구진은 또한 효모가 다른 사료 성분의 필요성을 대체하지는 않지만, 소화 시스템의 전반적인 효율성을 개선하는 강력한 보완제 역할을 했다는 점에 주목했습니다.

궁극적으로, 이 연구는 산업 폐기물을 사료 보충제로 전환하는 것이 다각적인 차원에서 작동하는 전략임을 시사합니다. 이는 가축 사육 비용을 낮추는 동시에 낙농업의 환경적 영향을 줄이는 방법을 제시합니다. 농부에게 이는 가축의 건강을 희생하지 않으면서도 경제적 안정성을 확보할 수 있는 길을 의미합니다. 환경 측면에서 이는 온실가스 배출을 실질적으로 줄이는 것을 의미합니다. 이 연구는 액체 효모 잔류물을 채택하는 것이 단순한 생태적 제스처가 아니라 건전한 비즈니스 결정이며, 낙농업이 더 지속 가능한 미래로 나아가기 위한 실질적인 도구를 제공한다고 결론짓고 있습니다.