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문제 정의
- 본 연구는 대부분 폐기처분 되는 한약재 부산물을 이용하여, 흰점박이꽃무지 유충의 먹이원으로써 영양성분 분석을 통한 안정성을 검증하고 대체 먹이원으로 유충의 생육에 미치는 영향을 알아보았다.
- 흰점박이꽃무지 유충의 먹이 급이에 따른 영양성분을 분석하기 위하여 한국식품연구원에 분석 의뢰하였다. 일반성분은 AOAC의 기준에 준하여 분석하였다(AOAC 2000).
제안 방법
- 그리고 사료의 안전성 확인을 위하여 중금속 분석은 마이크로웨이브로 분해하여 Inductively Coupled Plasma-mass spectrometer (ICP-MS, Perkin Elmer, USA)를 사용하여 분석하였다.
- 실험은 투명한 폴리프로필렌 (polypropylene) 재질의 원형 (외경 ∅ 12 cm, 내경 ∅ 9cm, 높이 8cm) 용기에서 1령 초기 유충 10마리씩 사용하였으며 번데기 방을 짓는 날까지 처리군 간 생육속도를 비교하기 위하여 주 1회 미량전자저울(한성계기 전자저 울, HS3130F)을 이용하여 무게를 측정하였고 유충의 생존율, 마리당 유충무게, 유충의 발육기간을 비교 관찰하였다.
- 한약재 부산물의 발효를 위해 농가에서 관행적으로 사용하는 유용미생물 (effective microorganisms; yeast, lactic acid bacteria, Bacillus, photosynthetic bacterium, 의령군 유용미생물 배양센터에서 분양)을 이용하여 중량대비 20%의 비율로 EM균을 첨가하여 잘 혼합한 후 상온 25°C에서 30일간 발효과정을 실시하였다.
- 완전히 발효된 각각의 한약재 부산물을 기존 농가에서 관행적으로 사용하는 참나무 발효톱밥(effective mic- roorganisms 발효)에 먹이 비율은 총중량 200 g을 100% 기준 잡아 중량 비율 0% (control), 20% (HMB20), 40% (HMB40), 60% (HMB60), 80% (HMB80), 100% (HMB 100) 비율로 첨가 혼합하여 흰점박이꽃무지 1령 초기 유충부터 각각 급이 하였다(Table 1).
- 흰점박이꽃무지 유충의 먹이원으로써의 안전성과 영양성분을 확인하기 위하여 농업기술 실용화재단 종합분석검정센터에 의뢰하여 일반성분 및 중금속 함량을 분석 의뢰하였다. 일반성분은 AOAC (Association of Official Analytical Chemists)의 기준에 준하여 분석하였다(AOAC 2000).
대상 데이터
- 본 실험에서 사용한 공시충인 흰점박이꽃무지 유충은 경상남도 합천군 ‘희망곤충농장’에서 공급 받았다.
- 일반 농가에서 관행적으로 사용하는 참나무 발효톱밥 (참나무 톱밥 홍천 ‘신우임산’ 구입)을 대조군으로 사용하였고 실험군으로 한약재 부산물을 사용하였다.
데이터처리
- 수집된 데이터는 SAS프로그램(Ver. 9.2)의 Repeated measure ANOVA (PROC GLIMMIX)를 이용하여 시기별, 처리별 평균값을 5% 유의수준에서 비교하였다(SAS insti- tute 2010).
이론/모형
- 일반성분은 AOAC (Association of Official Analytical Chemists)의 기준에 준하여 분석하였다(AOAC 2000).
- 일반성분은 AOAC의 기준에 준하여 분석하였다(AOAC 2000).
- 조단백질 함량은 Kjeldahl 분석기(2300 Kjeldahl Analyzer Unit, Foss Tecator, Eden Prairie, MN, USA)를 이용하여 자동분석기법, 조지방함량은 ether 추출법 원리 (FOSS soxtecTM 2050)를 이용한 조지방자동분석기법, 회분함량은 550°C 직접회화법을 이용하여 분석하였다.
- 조단백질 함량은 Kjeldahl 분석기(2300 Kjeldahl Analyzer Unit, Foss Tecator, Eden Prairie, MN, USA)를 이용하여 자동분석기법, 조지방함량은 ether 추출법 원리(FOSS soxtecTM 2050)를 이용한 조지방 자동분석기법, 회분함량은 550°C 직접회화법을 이용하여 분석하였다.
성능/효과
- 그리고 먹이원의 안전성을 확인하기 위하여 카드뮴, 납, 수은 등의 중금속 함량을 분석한 결과,참나무 발효톱밥, 미발효·발효 한약재 부산물에서 불검출로 확인되었다(Table 3).
- 그리고 유의한 수준에서 차이를 보이기시작한 4주차 대비 7주차에서의 유충의 체중증가율은 대조구인 참나무 발효톱밥을 급이한 유충은 110%, 실험구인 한약재 부산물을 급이한 유충은 199%로 한약재 부산물을 급이한 실험구에서 89% 가량 높게 나타났다.
- 그리고 지방 함량에서는 참나무 발효톱밥 대비 한약재 부산물을 급이한 흰점박이꽃무지 유충의 수치가 낮음을 확인하였다.
- 본 연구결과, 발효된 한약재 부산물을 참나무 발효톱밥과 섞은 새로운 먹이원은 흰점박이꽃무지 유충의 동일한 체중까지의 발육기간을 줄이는 결과를 보였으며, 이는 곤충산업 종사자가 겪는 사육의 금전적 문제를 일부 해결하고, 국내 곤충산업 규모 확대를 위한 안정적이고 경제적인 대량사육 방법의 개선을 유도할 것이다.
- 한약재 부산물을 급이한 흰점박이꽃무지 유충의 단백질 함량이 65.1% 로 참나무발효톱밥을 급이한 유충의 단백질 함량 45.6% 에 비하여 42% 높음을 확인하였다.
- 그 중 한약재 부산물20%를 급이한 실험구는 405%로 가장 높은 증가율을 보였다.
- 본 연구 내용을 종합하여 볼 때 흰점박이꽃무지 유충의 대체 먹이원으로 한약재 부산물을 급이 시 유충의 사육기간단축을 통한 식용곤충으로서 출하시기를 앞당길 수 있어 사육 농가의 사료비를 절감할 수 있다. 또한 영양성분에서의 우수한 결과로 안정적이면서 경제적인 사육 방법이 가능하리라 판단된다.
- 이는 단백질의 경우 곤충의 성장과 생체중 증가에 영향을 줄 것으로 보이며 한약재 부산물의 급이에 따라 흰점박이꽃무지 유충의 성장에 있어서 생체중의 증가와 생장기간 단축에 효과가 있을 것으로 판단되며, 또한 한약재 부산물의 발효와 미발효 조건을 비교한 결과 발효한 약재 부산물의 경우 조지방을 제외하고 조단백질과 조섬유, 조회분 등이 높은 것으로 나타났다.
- 한약재 부산물 첨가별 급이에 따른 흰점박이꽃무지 유충의 중량을 비교한 결과 7주차에서 한약재 부산물 40% 가 3.367 g으로 가장 높은 중량을 보였다 (Fig. 3).
- 한약재 부산물 첨가별 급이에 따른 흰점박이꽃무지 유충의 체중 증가율은 3주차에 모든 실험구에서 300% 이상의 증가율을 보였다.
- 흰점박이꽃무지 사육농가에서 주로 사용하는 방법으로 EM균을 활용하여 발효시킨 참나무 발효톱밥과, 미발효시킨 한약재 부산물, EM균으로 발효시킨 한약재 부산물의 영양성분을 비교한 결과 조섬유를 제외한 조단백, 조지방, 조회분 함량이 미발효, 발효조건 한약재 부산물 모두에서 높게 나타났으며, 특히 조단백질의 함량이 매우 높게 나타났다(Table 2).
후속연구
- 또한 사육 기간을 2주간 단축함으로써 유충의 출하 시기를 앞당길 수 있으며 이는 단축된 기간 동안 사육 농가의 사료비 절감으로 경제 효율성 증대가 예상되며, 이에 대한 추가 연구가 필요할 것으로 생각된다.
- 이는 Table 2에서 먹이원의 단백질 함량과 같은 결과를 나타내고 있으며 먹이원의 높은 단백질 함량은 흰점박이꽃무지 유충의 단백질 함량과 관계가 있다고 판단되며 이에 대한 추가연구가 필요하다고 생각된다.
- 본 연구 내용을 종합하여 볼 때 흰점박이꽃무지 유충의 대체 먹이원으로 한약재 부산물을 급이 시 유충의 사육기간단축을 통한 식용곤충으로서 출하시기를 앞당길 수 있어 사육 농가의 사료비를 절감할 수 있다. 또한 영양성분에서의 우수한 결과로 안정적이면서 경제적인 사육 방법이 가능하리라 판단된다.
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