Evaluating the Effects of Additives on Productivity, Egg Quality, and Corticosterone for Cage-Free Laying Hen: A Commercial Farm Study = 케이지 프리 산란계의 생산성, 계란 품질, 코르티코스테론에 미치는 첨가제 효과 평가: 동물복지인증 산란계 농장 현장 연구

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

South Korea's animal welfare regulations have improved, promoting aviary, floor, and barn systems for laying hens. However, research on feeds for floor-raised hens remains to be limited due to low profitability in the poultry feed sector. Furthermore, the transition to animal welfare-certified cage-free systems, which are more susceptible to bacterial diseases compared to cage housing, highlights the necessity for cost-effective dietary interventions to improve productivity and mitigate stress. This study investigated the effects of Glucose Oxidase (GOX) and Enterosure (probiotics) on productivity, egg quality, and stress reduction in laying hens under commercial farming conditions. A total of 60,488 Lohmann Brown-Lite laying hens were allocated to one of three dietary treatments: a basal diet (CON), CON supplemented with 0.03% GOX (T1), and CON supplemented with 0.02% Enterosure (T2). Key indicators, including feed conversion ratio (FCR), egg mass, egg quality parameters, and corticosterone levels, were monitored during six weeks. The results showed no significant differences in productivity such as FCR, egg mass, or egg production rate, among the treatment groups. However, T1 significantly improved yolk color (p < 0.05), likely due to the antioxidant effects of GOX enhancing carotenoid stability. Corticosterone levels declined across all groups, with T1 showing the largest reduction (34.6%), indicative of potential stress-mitigating properties despite a lack of statistical significance. Other egg quality parameters, such as shell thickness and Haugh unit, showed no significant differences between dietary treatments. The lack of notable improvements in productivity would be attributed to high quality basal diets or less optimal additive dosages. The findings highlight the need for further research to optimize the use of dietary additives in commercial and animal welfare-focused systems. Future trials should explore synergistic additive combinations, longer study durations, and cost-benefit analyses to maximize their practical utility in the poultry industry.

국문 초록 (Abstract)

대한민국은 동물복지 인증을 받은 케이지 프리 시스템을 도입하며 산란계의 다단식계사, 평사, 방사 시스템을 장려하고 있다. 그러나 산란계의 낮은 수익성으로 인해 평사 사육 닭을 위한 사료 연구는 여전히 부족한 상황이다. 특히, 케이지 사육에 비해 세균성 질병에 더 취약한 케이지 프리 시스템에서는 생산성을 높이고 스트레스를 완화하기 위한 비용 효율적인 사료 개입이 필요하다.
본 연구는 산란계 농장에서 포도당 산화효소(Glucose Oxidase)와 Enterosure(Probiotics)가 산란계의 생산성, 계란 품질, 스트레스 감소에 미치는 영향을 평가하였다. 총 60,488마리의 로만 브라운 라이트(Lohmann Brown-Lite) 닭을 기초 사료(CON), 0.03% GOX를 첨가한 사료(T1), 0.02% Enterosure를 첨가한 사료(T2)로 나누어 6주 동안 사료 전환율(FCR), 계란 질량, 계란 품질, 코르티코스테론 농도를 측정하였다.
연구 결과, FCR, 난중, 산란율과 같은 생산성 지표에서는 처리군 간 유의미한 차이는 없었다. 그러나 T1 그룹은 GOX의 항산화 효과로 인해 노른자 색상이 유의미하게 개선되었다(p < 0.05). 또한, 코르티코스테론 농도는 모든 그룹에서 감소했으며, T1 그룹에서 가장 큰 감소폭(34.6%)이 나타났으나 통계적으로 유의미하지는 않았다. 계란 껍질 두께와 Haugh 단위와 같은 다른 계란 품질 지표에서도 유의미한 변화는 발견되지 않았다.
본 연구는 동물복지인증 산란계 농장에서 사료 첨가제의 효능을 조사한 연구로 생산성과 스트레스 감소의 가능성을 발견한 연구로써, 향후 연구에서는 첨가제 간 시너지 효과, 장기간 급여 효과, 비용-수익 분석을 포함한 실질적 활용 가능성 연구가 필요한 것으로 사료되었다.

목차 (Table of Contents)

• Chapter 1. Introduction 1
• Chapter 2. Literature Review 5
• 2.1. Antibiotics 5
• 2.1.1. Introduction 5
• 2.1.2. History of Antibiotics 5
• 2.1.3. Antibiotic Regulation and Consumer Interest 6
• 2.1.4. Alternatives to Antibiotics 7
• 2.2. Glucose Oxidase 8
• 2.2.1. History of Glucose Oxidase 8
• 2.2.2. Definition of Glucose Oxidase 9
• 2.2.3. The Effects of Glucose Oxidase on Poultry 10
• 2.3. Probiotics 12
• 2.3.1. First-generation Probiotics 12
• 2.3.2. The Effects of Probiotics on Poultry 13
• 2.4. Conclusion 15
• Chapter 3. Materials and Methods 17
• 3.1. Animal Care 17
• 3.2. Description of the Experimental Farm 17
• 3.2.1. Farm Environment 17
• 3.3. GOX, Enterosure and Experimental Treatments 18
• 3.3.1. GOX, Glucose Oxidase 18
• 3.3.2. Enterosure, Probiotics 19
• 3.4. Experimental Design, Diet Composition, and Animals 20
• 3.5. Methods for Measuring Productivity & Mortality 21
• 3.6. Methods for Egg Quality, Corticosterone 22
• 3.7. Statistical Analysis 24
• Chapter 4. Results 30
• 4.1. Productivity & Mortality 30
• 4.2. Egg Quality 31
• 4.3. Corticosterone 31
• Chapter 5. Discussion 35
• 5.1. Overview of the Study 35
• 5.2. Productivity and Mortality 35
• 5.2.1. Feed Conversion Ratio (FCR) and Egg Production 36
• 5.3. Egg Quality 37
• 5.3.1. Mechanisms Underlying Yolk Color Improvement 38
• 5.4. Corticosterone and Stress Mitigation 38
• 5.4.1. Role of Antioxidants in Stress Reduction 39
• 5.5. Economic Viability of Additives 40
• 5.6. Implications for Cage-Free Systems 40
• 5.7. Limitations and Recommendations 41
• 5.8. Conclusion 42
• References 43
• Abstract (in Korean) 52