[논문]황 및 유황 급이에 따른 흰점박이꽃무지 유충의 체성분 변화

박철진; 강호인; 김삼웅; 방규호; 김태완; 김현욱; 김일석

doi:10.5352/jls.2022.32.6.455

황 및 유황 급이에 따른 흰점박이꽃무지 유충의 체성분 변화
Changes in Body Composition of Protaetia brevitarsis seulensis Larvae Fed Sulfur and Selenium 원문보기

생명과학회지 = Journal of life science, v.32 no.6, 2022년, pp.455 - 462

박철진 ((주) 품드림) , 강호인 ((주)유황먹인토종굼벵이) , 김삼웅 (경상국립대학교 농식품바이오융복합연구원) , 방규호 (경상국립대학교 제약공학과) , 김태완 ((주)굼벵이누리) , 김현욱 (경상국립대학교 동물생명융합학부 동물응용과학전공) , 김일석 (경상국립대학교 축산과학부 동물소재공학전공)

초록
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본 연구는 유황 및 셀레니움을 급이하였을 때 굼벵이 체 성분의 변화를 관찰하기 위해 수행되었다. 일반 성분 중에서 단백질의 증가는 황 급이구에서 나타난 반면에, 지방산 증가는 셀레니움 및 황/셀레니움 급이구에서 보였다. 구조아미노산은 대조구에 비교하여 전반적으로 상승되는 경향성을 보였지만, 아미노산 중에서는 특이적으로 변화가 유발되는 것은 관찰되지 않았다. 유리아미노산은 셀레니움 및 황/셀레니움 급이구에서 증가되었다. 비필수아미노산 중 GABA, Pro가 황/셀레니움 급이구에서 증가되었다. 유리아미노산의 필수아미노산 중에서는 Met, Trp, Val이 셀레니움 및 황/셀레니움 그룹에서 증가되는 경향성을 보였다. 지방산은 황/셀레니움 급이구에서 monounsaturated fatty acid가 감소한 반면에, saturated and polyunsaturated fatty acids가 증가되는 경향성을 보였다. 특히, oleic acid가 전혀 검출되지 않은 반면에, palmitic acid, palmitoleic acid, linoleic acid가 증가되는 양상을 보였다. 황 및 셀레니움의 급이에 따른 체 성분 변화를 관찰해 본 결과, 황/셀레니움 급이구는 체 성분의 급격한 변화가 유발될 가능성이 있는 것으로 추정된다. 이와 같은 변화 적절하게 조절하여 기능성을 강화한 굼벵이를 제조하는 것이 가능한 것으로 제의된다.

Abstract ▼ AI-Helper

This study examined changes in the body composition of Protaetia brevitarsis larvae fed sulfur and selenium. Among the general chemical components, an increase in protein was observed in the sulfur-fed group, whereas an increase in fatty acid was found in the groups fed selenium and sulfur/selenium. The structural amino acid showed some tendency to be increased compared to the control group, but this was especially true in the sulfur-fed group. The free amino acid were increased in the groups fed selenium and sulfur/selenium, with GABA, Glu, and Pro, in particular, being increased in the group fed sulfur/selenium. Among the essential amino acids, Met, Trp, and Val tended to be increased in selenium and sulfur/selenium groups. Saturated and polyunsaturated fatty acids showed a tendency to increase in the group fed sulfur/selenium, but monounsaturated fatty acid tended to be decreased in the group. In particular, no oleic acid was detected in the sulfur/selenium group, whereas palmitic acid, palmitoleic acid, and linoleic acid were increased. From observations of these body composition changes associated with the feeding of sulfur and selenium, it is estimated that the group fed sulfur/selenium would likely undergo a pronounced change in body composition. Therefore, we suggest that it is possible to manufacture a food that has enhanced functionality by appropriately adjusting the diet of Protaetia brevitarsis larvae.

주제어

표/그림 (6)

그림 Fig. 1. Examination of general chemical component depending on sulfur and selenium-fed conditions. The general components were analyzed from each sample of control, sulfur, selenium, and sulfur/selenium-fed groups. X- and Y-axes indicate general component types and content, respectively. C; control group, S; sulfur-fed group, SE; selenium-fed group, and S+SE; sulfur and selenium-fed group. Capital and small letters indicate significant differences among fatty acids and among the treated conditions, respectively.
그림 Fig. 2. Changes of structural amino acid content depending on sulfur and selenium-fed conditions. The structural amino acids were examined by essential and non-essential amino acids. X- and Y-axes indicate essential or non-essential amino acid types and content, respectively. C; control group, S; sulfur-fed group, SE; selenium-fed group, and S+SE; sulfur and selenium-fed group. Capital and small letters indicate significant differences among fatty acids and among the treated conditions, respectively.
그림 Fig. 3. Changes of free amino acid content depending on sulfur and selenium-fed conditions. The free amino acids were examined by essential and non-essential amino acids. X- and Y-axes indicate essential or non-essential amino acid types and content, respectively. C; control group, S; sulfur-fed group, SE; selenium-fed group, and S+SE; sulfur and selenium-fed group. Capital and small letters indicate significant differences among fatty acids and among the treated conditions, respectively.
그림 Fig. 4. Changes of saturated fatty acid content depending on sulfur and selenium-fed conditions. The saturated fatty acids were examined from each sample of control, sulfur, selenium, and sulfur/selenium-fed groups. X- and Y-axes indicate saturated fatty acid types and content, respectively. C; control group, S; sulfur-fed group, SE; selenium-fed group, and S+SE; sulfur and selenium-fed group. Capital and small letters indicate significant differences among fatty acids and among the treated conditions, respectively.
그림 Fig. 5. Changes of unsaturated fatty acid content depending on sulfur and selenium-fed conditions. The unsaturated fatty acids were examined from each sample of control, sulfur, selenium, and sulfur/selenium-fed groups. X- and Y-axes indicate unsaturated fatty acid types and content, respectively. C; control group, S; sulfur-fed group, SE; selenium-fed group, and S+SE; sulfur and selenium-fed group. Capital and small letters indicate significant differences among fatty acids and among the treated conditions, respectively.
그림 Fig. 6. Changes of mineral component content depending on sulfur and selenium-fed conditions. The mineral components were examined from each sample of control, sulfur, selenium, and sulfur/selenium-fed groups. X- and Y-axes indicate mineral component types and content, respectively. C; control group, S; sulfur-fed group, SE; selenium-fed group, and S+SE; sulfur and selenium-fed group. Capital and small letters indicate significant differences among fatty acids and among the treated conditions, respectively.

AI 본문요약
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문제 정의

최근까지 흰점박이꽃무지의 사육에 관한 연구는 인공사육 환경[24], 형태 및 생육특성에 관한 내용이 보고되었으나[11, 14-16], 사육과정에서 중요한 급여에 관해서는 발효 알로에 대체먹이 급이를 제외하면 자료를 탐색하기 어려움이 있을 뿐만 아니라[10], 유충발육의 대체먹이 및 영양원의 급이에 대한 연구는 미흡한 상황이다. 따라서 본 연구는 식․약용 소재로서 각광을 받고 있는 흰점박이꽃무지의 유충 생산성 향상을 위한 사육기술을 확립하고자 유황 및 셀레니움 분말을 발효톱밥에 혼합하여 급 이에 따른 흰점박이꽃무지의 유충의 성분에 미치는 영향을 평가하여 식품을 위한 기초자료로 활용하고자 한다.

제안 방법

유충은 참나무 발효톱밥을 급이하였으며, 유충의 발달 단계에 따라서 크기가 다른 폴리프로필렌 직사각형(268×193×127 mm, 285×220×200 mm 및 400×320×180 mm) 용기를 이용하여 사육을 하였다.
유황 및 셀레니움의 급이가 굼벵이의 체성분에 미치는 영향을 알아보기 위해 일반성분을 분석하였다. 일반성분분석 결과, 단백질 함량은 황을 먹인 처리구에서 55.
황 및 셀레니움의 급이에 따른 굼벵이의 영양요소 변화를 관찰하기 위해 주사료인 발효톱밥에 황 및 셀레니움을 1%의 비율로 혼합하였다. 조제된 대체먹이는 2령 유층부터 급이하였으며, 3령 유충을 3일 동안 절식상태로 배변을 유도하였다.

대상 데이터

공시충은 유황먹인농장 곤충사육실 (16L:8D, 25±2℃, 60±5% RH)에서 사육하였다
본 실험의 공시충인 흰점박이꽃무지의 유충과 먹이인 참나무 발효톱밥은 농업회사법인 귀농생태마을(경남 진주)에서 공급받았다. 공시충은 유황먹인농장 곤충사육실 (16L:8D, 25±2℃, 60±5% RH)에서 사육하였다.

데이터처리

각 시료의 분석결과에 대한 유의성 검정은 분산분석을 한 후 p<0.05 수준에서 Duncan’s multiple range test (DMRT)를실시하였다.
반복 실험을 통하여 얻은 결과는 SAS program (V. 9.

성능/효과

3). 각 개별 유리노산 함량 변화를 분석해 본 결과, 황/셀레니움 복합 처리구에 비필수 아미노산 중에서 감마-아미노부틸릭산(GABA), 글루탐산, 프롤린 등에 특이적인 상승효과가 관찰되었다(Fig. 3).
8 mg/100 g dry biomass인 것으로 알려져 있다[12]. 따라서 rice에 비교하여 3.1배 이상의 GABA 생산량을 유지하는 것으로 나타났기 때문에 산업적 활용 가치가 매우 높은 것으로 판단된다.
따라서 구조아미노산의 경우에는 처리구에 따라 특이적인 경향성이 관찰되지 않았지만, 셀레니움 처리구에 유리 아미노산의 경우에서 산업적 가치성이 있는 GABA, 글루탐산 및 루이신 등의 함량이 증가되며, 특히 GABA의 경우에는 매우 의미 있는 개선 효과가 있는 것으로 관찰되었다.
따라서 증가된 이들 불포화지방산을 수거하여 건강 기능성 성분으로 활용 가능성이 있는 것으로 추정된다. 그러나 황 및 셀레니움을 개별 처리할 경우에는 일가 불포화지방산의 함량이 증가되는 반면에 황/셀레니움 복합 처리 시 다가 불포화지방산이 증가되지만, 포화지방산도 증가되는 경향성을 보였다.
이와 같은 현상을 바탕으로 인위적인 기능성 불포화 지방산의 생산이 가능한 것으로 판단된다. 따라서 황과 셀레니움 기반 무기염류에 의해 대사산물을 인위적으로 조절하여 기능성이 증가된 굼벵이를 사육하는 것이 가능할 것으로 제의된다.
따라서 황은 단백질과 지방의 함량을 증진시키는 반면에, 셀레니움은 탄수화물의 함량을 증진시키는 것으로 추정되었다.
4%보다 높게 유지되었다. 본 결과에서 나타난 바와 같이 체 성분 중에 탄수화물의 함량이 높은 것은 톱밥을 제거하기 위해 사용한 밀가루에 기인하여 탄수화물이 과도하게 체 성분으로 이행되어 나타나는 현상으로 추정된다.
다른 한편으로, 탄수화물 함량이 높은 보조사료(supplementary feed)를 제공할 경우에 체 단백질 함량이 감소하는 것으로 나타나고 있다[29]. 본 연구에서, 보조 성분으로 먹인 황과 셀레니움은 체 단백질 함량을 급격히 감소시키지는 않는 것으로 나타났다.
유사한 실험의 경우는 셀레니움 단독처리시 리놀레산 함량의 변화가 관찰되지 않았지만, 비타민 E와 동시에 처리할 경우에 이 지방산의 함량이 증가되는 경향성을 보였다[27]. 본 연구에서도 셀레니움 단독처리시에는 특이적인 경향성이 보이지 않았지만, 황과 동시 처리시 리놀레산이 증가되는 양상을 보였다.
유황 및 셀레니움의 급이가 굼벵이의 체성분에 미치는 영향을 알아보기 위해 일반성분을 분석하였다. 일반성분분석 결과, 단백질 함량은 황을 먹인 처리구에서 55.2%로 가장 높게 나타났지만, 대조구와 통계적 유의성에서 벗어나지 못했다. 반면에 셀레니움을 먹인 처리구에서 49.
전체 유리아미노산은 셀레니움 및 황/셀레니움 처리 구에서 대조구나 황 처리구에 비교하여 높게 유지되는 것으로 관찰되었다(Fig. 3).
그러나 황/셀레니움 복합 처리 구에서는 일가 불포화지방산의 함량이 감소된 반면에 포화 및 다가불포화지방산의 함량이 증가되는 경향성을 보였다. 황/셀레니움 복합 처리구에 포화지방산 중 팔미트산과 스레아릭산의 함량이 매우 증가되었다(Fig. 4).

후속연구

그러나 황 및 셀레니움을 개별 처리할 경우에는 일가 불포화지방산의 함량이 증가되는 반면에 황/셀레니움 복합 처리 시 다가 불포화지방산이 증가되지만, 포화지방산도 증가되는 경향성을 보였다. 그러므로 황/셀레니움 복합 처리에 따른 다가 불포화지방산의 산업적 활용 가치를 증진시키기 위해서는 포화지방산을 제거하는 부분 정제 시스템의 도입이 요구된다.

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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