최근 소득수준의 향상과 의학의 발달 등으로 평균수명이 증 가하고 있으며, 식생활의 서구화로 인한 고혈압, 당뇨, 고지혈 증 등 생활습관형 질병의 발생이 증가하고 있다. 이러한 질병 의 예방 및 치료를 위해 식생활의 변화, 건강보조식품과 영양 보충제 등 2차 먹거리에 대한 관심이 날로 증대되고 있는 실 정이다(Bukkens, 1996). 이러한 측면에서 일반적으로 단백질, 불포화 지방산 및 미네랄이 다량 함유되어 있는 고급 단백질 공급원으로 알려져 있는 곤충자원에 대한 식·약용 소재화를 위 한 연구가 많이 이루어지고 있으며(Bukkens, 1996), 특히 나비 목(Lepidoptera), 딱정벌레목(Coleoptera), 메뚜기목(Orthoptera), 흰개미목(Isoptera) 및 벌목(Hymenoptera) 등이 현재 민간에서 식용곤충으로 이용되고 있다(Chung et al., 2013).

흰점박이꽃무지(Protaetia brevitarsis seulensis)는 딱정벌레목 (Coleoptera) 꽃무지과(Coteoniidae)에 속하며 알, 유충, 번데기 및 성충의 단계를 거치는 완전변태를 하며 딱정벌레목에 속하 는 유충을 굼벵이 또는 제조(蠐螬)라 칭한다(Gu, 1973; Kim, 1978; Kim, 1998). 전체길이가 약 17 ~ 24 mm 정도의 식식성 (植食性) 곤충으로서 한국, 일본, 대만, 중국 및 유럽에 분포하 고, 성충은 7월 상순부터 성충이 출현하여 8월 상순에 발생피 크를 나타낸다(Zhang, 1984; Kim and Kang, 2005; Kim and Kang, 2006). 유충은 미생물에 의해 발효된 참나무톱밥과 같은 부엽토 속에서 서식하여 10월 하순에 3령 유충 상태로 월동에 들어간다(Kim et al., 2005).

우리나라에서 약용으로 가장 많이 활용되고 있는 흰점박이 꽃무지의 유충은 동의보감에 간에서 비롯되는 질병, 즉 간암, 간경화, 간염, 누적된 피로의 해소 등을 포함하여 월경불순, 시 력감퇴, 백내장, 금창, 산후풍, 악성종기, 구내염, 파상풍 및 중 풍 등의 성인병을 치료하는데 효과가 있다고 기록되어 있으며, 특히 간 질환에 탁월한 효능이 있는 것으로 알려져 한방과 민 간요법으로 많이 이용되고 있다(Kang et al., 2000; Lee et al., 2001; Cho et al., 2003). 흰쥐를 이용한 동물임상 실험에 서 안전성이 규명되었으며(Yoon et al., 2007; Hwang et al., 2001), 또한 최근에는 흰점박이꽃무지를 함유한 음료의 생리 활성 효능 및 안전성 검증과(Park et al., 2012) 일반성분과 유해물질에 대한 안정성을 확보하였다(Chung et al., 2013; Noh et al., 2015). Kwon 등(2013)은 흰점박이꽃무지의 유충 을 식품원료로 사용하기 위한 전처리 조건을 확립하여 2014 년 10월부터 식품의약품안전처(Ministry of Food and Drung Safety)의 한시적 인정제도에 따라 한시적으로 식품허가를 받 게되어, 앞으로 흰점박이꽃무지의 수요가 증가 할 것으로 예 상되어 경제적인 대체먹이 개발이 요구되는 상황이다.

최근까지 흰점박이꽃무지의 사육에 관한 연구는 인공사육 환경(Park et al., 1994), 형태 및 생육특성에 관한 내용이 보 고되었으나(Kang et al., 2005; Kim, 2005; Kim et al., 2005; Kim & Kang, 2005), 사육과정에서 중요한 급여에 관 해서는 발효알로에 대체먹이 급여(Kang, 2011)를 제외하면 없 는 실정이며, 유충발육의 대체먹이 급여에 대한 연구는 미흡 한 상황이다.

따라서 본 연구는 식·약용 소재로서 각광을 받고 있는 흰점 박이꽃무지의 유충 생산성 향상을 위한 사육기술을 확립하고 자 다양한 과채류 분말을 발효톱밥에 혼합한 대체먹이 급여에 따른 흰점박이꽃무지의 발육특성을 조사하고자 하였다.

재료 및 방법

흰점박이꽃무지의 사육

본 실험의 공시충인 흰점박이꽃무지의 유충과 먹이인 참나 무 발효톱밥은 농업회사법인 귀농생태마을(경남진주)에서 공 급받았다. 공시충은 경남과학기술대학교의 농장 곤충사육실 (16L : 8D, 25 ± 2°C, 60 ± 5% RH)에서 사육하였다. 투명한 폴리프로필렌(polypropylene) 재질의 직사각형(400 × 320 × 180 mm) 용기에 우화한 암수 10쌍을 넣어 산란한 알에서 부화한 유충을 이용하였다. 유충은 참나무 발효톱밥을 급여하였으며, 유충의 발달 단계에 따라서 크기가 다른 폴리프로필렌 직사각 형(268 × 193 × 127mm, 285 × 220 × 200mm 및 400 × 320 × 180 mm) 용기를 이용하여 사육을 하였다.

대체먹이 급이

다양한 대체먹이의 확보와 유충의 발육향상을 위해 주사료 인 발효톱밥에 다양한 재료를 첨가한 대체먹이를 개발하기 위 하여 시중에 판매되고 있는 알로에(사포나리아), 사과(부사), 바나나(케번디쉬), 단감(부유) 및 단호박을 건조시켜 각각 분 말로 만들어 발효톱밥에 1%의 비율로 혼합하였다. 조제된 대 체먹이는 유충의 발육을 조사할 때마다 새것으로 교체하였으 며, 유충의 발육특성을 알아보고자 2령 유층부터 급여하였다.

유충 발육 조사

대체먹이 급여에 따른 흰점박이꽃무지 유충의 발육 조사는 자체 제작한 3차원형태측량기(150 × 50 × 45 mm)를 이용하여 유충의 체폭, 체장 및 전체 체중을 조사하여 증가율과 누적증 가율을 계산하였다. 흰점박이꽃무지와 근연종인 점박이꽃무지 (Protaetia orientalis) 유충의 발육은 1령은 10.6일, 2령 18.7 일, 3령 38.1일이며, 생태적 특징은 흰점박이꽃무지와 유사하 다는 보고(Kim et el., 2002)에 따라 처리군별 2령 유충 30마 리를 시작으로 2령 9일 후, 3령은 12일 후 조사하는 것으로 2령 3회(전기, 중기, 후기), 3령 3회(전기, 중기, 후기)로 총 6 회 조사하였다. 모든 실험은 3반복으로 수행되었다.

통계분석

대체먹이 급이에 따른 흰점박이꽃무지 유충의 체중 및 크기 와 관련된 유의성 검정은 SAS프로그램(V. 9.2, Cary, NC, USA)의 PROC ANOVA procedure를 이용하여 Duncan의 다 중검정(Duncan's multiple rage test, DMRT)으로 처리간 평균 값을 비교하였다.

결과 및 고찰

대체먹이 급여에 따른 체중변화

대체먹이 급여에 따른 흰점박이꽃무지 유충의 체중 변화는 Table 1과 같았다. 처리 전인 2령 전기에 유충의 평균체중은 89.7 mg으로 Kim (2001), Kim & Kang (2005)이 보고한 92.5 및 103.1mgmg 보다 가벼운 것으로 나타났다. 대체먹이 급여 후 첫 조사인 2령 중기의 체중은 사과 급여에서 269 mg 로 가장 무거웠으며, 대조구보다 61mg 무거웠다. 2령 후기부터 마지막 조사시기인 3령 후기까지 사과 급여구에서 2,992 mg로 가장 무거웠으며, 다음은 단호박 및 알로에 급여 순으로 나타 났다. 무처리와 바나나 급여는 3령 전기를 제외한 나머지 조 사시기에서 2,121와 2,078 mg으로 유의한 차이를 나타나지 않 았다. 급여한 먹이에 따른 흰점박이꽃무지 유충의 체중변화에 대해 Kim (2001), Kim & Kang (2005)은 실내사육에서 3령 후기의 체중 2,643과 2,374 mg으로 단감, 바나나 및 무처리 와 비슷하거나 가벼웠으나 사과, 단호박 및 알로에 급여에서 더 무거운 것으로 조사되었다. 또한, 이러한 대체먹이원에 따 른 유충의 체중변화에 차이가 나타나는 원인에 대한 대체먹이 원의 성분분석 및 유충의 성분분석 변화의 추가 연구가 이루 어져야 할 것으로 생각된다.

대체먹이 급여에 따른 체장

대체먹이 급여에 따른 흰점박이꽃무지 유충의 체장증가율과 누적체장 증가율은 Fig. 1과 같았다. 유충의 체장 증가율은 2 령 중기 조사시기에서는 알로에, 사과, 단감 및 단호박 급여에 서 62 ~ 59% 높은 증가율이 나타났으나, 대조구에서 52%로 낮은 증가율이 나타났다. 2령 후기에서는 사과 급여에서 72% 로 가장 높았다. 또한 유충의 체장 증가율은 3령 초기까지 사 과 급여에서 가장 높았으나, 3령 중기와 후기에서 오히려 무 처리에서 가장 높은 증가율을 나타났다. 그리하여 흰점박이꽃 무지 유충의 누적체장 증가율은 사과 급여에서 193%로 가장 높았으며, 다음으로 단호박, 알로에, 단감 및 바나나 순으로 나 타났다(Fig. 1(B)).

이러한 결과는 대체먹이 급여에 따른 유충의 체장의 생육속 도에 유의적인 영향이 미치는 것으로 나타났으며, 이와 관련 된 대체먹이 급여의 다양한 공급형태, 배합비율 및 분석 등의 추가 연구가 이루어져야 할 것으로 사료된다.

대체먹이 급여에 따른 체폭

대체먹이 급여에 따른 유충의 체폭을 알아본 결과는 Fig. 2 와 같았다. 먼저 체폭의 증가율을 변화에서는 사과와 단호박 급여에서 2령 중기에서 78 ~ 75%의 높은 증가율을 보였으며, 2령 후기에서는 사과 급여에서 90%의 높은 증가율을 보이고 다음으로 단호박, 알로에 및 단감 급여로 82 ~ 78% 나타났다. 3령 초기부터는 체폭의 증가율이 전 조사시기에 비해 감소하 였으며, 3령 초기와 3령 후기에서는 급여구간 유의성 없는 것 으로 나타났다.

유충 체폭의 전체적인 변화를 알아볼 수 있는 누적 증가율 인 Fig. 2(B)에서는 사과 급여구에서 229%로 높은 누적 증가 율을 보였으며, 다음으로 단호박, 알로에 순으로 체폭 누적 증 가율에서는 바나나와 단감 급여에서 202%로 가장 낮게 나타 났다. 초기 조사시기에서는 높은 증가율을 보였으나, 성장시기 가 지날수록 체폭의 증가율이 감소하여 누적 증가율도 감소하 는 것으로 나타났다. 대체먹이에 따른 유충의 체폭 변화는 앞 의 체장과 같은 경향 순으로 나타났으며, 이러한 변화는 유충 의 체중에 변화에 따른 것으로 생각되며 아직 다양한 대체먹 이원 및 영양원에 따른 유충의 발육 및 성분변화 등의 연구가 없는 상황으로, 이에 대한 보다 다양한 연구가 계속 이루어져 야 할 것이다.

대체먹이 급여에 따른 체중

흰점박이꽃무지 유충의 생산성과 직접적인 연관이 있는 유 충의 체중 증가율에서는 2령 중기 조사시기에서 사과 급여에 서 202%로 높은 증가율을 보였으며, 다음으로 단호박과 알로 에 순으로 189, 179% 체중 증가율을 보였다(Fig. 3(A)). 사과 급여는 2령 후기까지 가장 높은 증가율이 나타났으며, 단호박 과 알로에 급여와 함께 402 ~ 383%로 높은 증가율을 보이고, 무처리와 비교시 최대 103% 차이가 나타났다. 3령기 이후에 서는 급여구간 유의성의 차이는 나타나지 않았다.

체중 누적 증가율에서는 사과 급여에서 702% 가장 높은 증 가율을 보였으며, 다음으로 단호박, 알로에, 단감, 바나나 및 무처리구 순으로 나타났다(Fig. 3(B)). 체중 누적 증가율이 가 장 높았던 사과 급여 대비 무처리구 체중 누적 증가율은 155%의 차이를 보였다. 가장 높은 증가율을 보인 시기는 2령 후기로서 402 ~ 299%의 증가율 변화를 나타났으며, 가장 낮은 증가율 변화는 3령 후기로 4.0 ~ 1.4% 변화 차이가 나타났다.

이러한 결과는 흰점박이꽃무지 유충을 식품원료로 사용하는 3령 유충에서(Noh et al., 2015) 대체먹이 급여에 의해 체장과 체폭의 발육변화는 유충의 생산성과 직접적인 관련이 있는 체 중의 뚜렷한 생육속도에 유의적인 영향을 미치는 것으로 나타 나, 이를 이용시 대체먹이로 급여 하는 것이 유리 할 것으로 사료된다. 따라서 추후 보다 다양한 대체먹이의 혼합비율 함 량과 종류, 형태 등의 급여 연구를 통해 사료의 다양성 확보 는 물론 보조 영양원으로써의 활용을 통해 흰점박이꽃무지 유 충의 생산성을 더욱더 높일 수 있을 것으로 생각된다.

대체먹이 급여에 따른 사망률

대체먹이 급여에 따른 유충의 사망률을 알아본 결과는 Fig. 4와 같았다. 먼저 2령 중기에서 높은 사망률은 사과 급 여로서 9.9%로 나타났으며, 다음 알로에, 바나나 및 단감 급 여로서 6.6%의 사망률이 나타났으나, 무처리에서는 사망률이 나타나지 않았다. 2령 중기 이후, 사과 급여는 사망률 변화는 없었으며, 나머지 급여에서는 3령 전기 이후부터 변화를 보이 지 않았다. 조사기간동안 사과 급여와 무처리에서 9.9% 낮은 사망률이 나타났으며 알로에, 바나나, 단감 및 단호박 급여에 서는 11.2% 사망률이 나타났다.

이러한 사망률의 변화는 대체먹이에 따른 큰 영향을 미치지 않는 것으로 사료되며, 앞으로 대체먹이와 배합비율이 사망률 에 어떠한 영향을 미치는지에 대한 추가연구와 일상에서 구입 하기 쉬우며 저렴한 식품 등의 대체먹이 등에 관한 연구가 이 루진다면 흰점박이꽃무지 유충의 안정적이고 체계적인 사육기 술을 확립에 중요한 자료가 될 것으로 사료된다.

적 요

본 연구는 시중에 판매되고 있는 알로에, 사과, 바나나, 단 감 및 단호박을 흰점박이꽃무지 유충의 참나무 발효 톱밥과의 대체먹이 급이에 따른 체장, 체폭, 체중 및 사망률 등을 알아 보았다.