3. 농업환경연구과 과제구분 기본연구 수행시기 전반기 연구과제 및 세부과제 수행 기간 소 속 책임자 농가에 적합한 부식성곤충 대량 사육기술 개발 12~ 13 농업환경연구과 곤충팀 이영혜 1) 부식성 곤충 먹이 제조 기술 개발 12~ 13 농업환경연구과 곤충팀 이영혜 색인용어 부식성곤충, 장수풍뎅이, 계통, 먹이제조 ABSTRACT In first check, the weights of Allomyrina dichotoma larvae fed on the oak sawdust fermentated, with 10% wheat bran and 10% ferment product were not different significantly. but The weights of Allomyrina dichotoma fed on the oak sawdust with 10% fecal pellet and 10% Hong-Sam refuse were 14.7 g and 12.8 g. The head-capsule widths were not different significantly in whole tests. In second check, the results was similar to the first results. The weight of Allomyrina dichotoma fed on the oak sawdust with 10% fecal pellet and 10% Hong-Sam refuse was 18.7 g equally, and with 10% ferment product was the lowest at 10.6 g. The mortality of Allomyrina dichotoma larvae was the lowest in the oak sawdust fermentated with 10% wheat bran and 10% ferment product, and the highest in with 10% Hong-Sam refuse. 1. 연구목표 장수풍뎅이(Allomyrina dichotoma)의 분포는 한국, 일본, 중국, 인도 등지이고 체장은 35 55mm 이며 체색은 적갈색 내지 흑갈색으로 수컷은 광택이 있고, 머리에는 대형의 각상돌기가 있다(Cho, 1969). 성충은 6월하순 8월 상순까지 출현하고 유충은 부식토에서 살며 살아있는 식물에게는 해를 가하지 않는다(Zhang, 1984). 성충은 한여름에 참나무나 밤나무 등의 진에 모이며 야행성으로 불빛에 날아오고, 유충은 겨울을 난 후 7월경에 번데기가 된다(Kim, 1988). 장수풍뎅이에서 추출한 렉틴은 강력한 사이토카인 생성능을 보여 항암효과를 기대할 수 있고(Jeune et al., 2001) 장수풍뎅이에서 분 리한 단백질은 세균에 대해 강한 활성억제를 보인다(Miyanoshita et al., 1996; Motobu et al., 2004; Sagisaka et al., 2001; Saido-Satanaka et al., 1999; Yamada et al., 2004). 또한 Choi et al., (2006)은 사염화탄소에 의해 손상된 간에 장수풍뎅이 유충 추출물이 효과가 있기 때문에 간독성의 예방을 위 한 천연물질로써 활용이 가능하다 하였다. 교육 및 애완용으로 가장 활용도가 높은 장수풍뎅이의 약 - 565 -
농업 과학기술 개발 연구사업 보고서 리효과가 밝혀지고 지속적인 식약용 곤충으로써의 가치가 인정되는 가운데 생육특성에 관한 연구는 Kim and Kang (2005)에 의한 발육단계별 온도의 영향에 관한 것으로 국한되어 왔다. 따라서 본 연 구는 식용과 약용으로 사용되는 유충의 우량성에 초점을 두고 유충의 먹이인 발효톱밥 제조시 첨가 되는 첨가재료에 의한 유충의 발육정도를 조사하여 장수풍뎅이 사육의 기초자료를 확보하기 위한 목 적으로 수행하였다. 2. 재료 및 방법 가. 장수풍뎅이와 흰점박이꽃무지의 적정 대체먹이 선발 장수풍뎅이와 흰점박이꽃무지의 부식성곤충이 선호하는 성충의 먹이가 생육과 번식에 어떠한 영 향을 주는지를 조사하였다. 관행처리구는 곤충젤리를 제공하였고 바나나, 수박+멜론+참외, 바나나+계 란흰자, 바나나+요쿠르트, 바나나+우유, 우유, 요쿠르트 등 관행을 포함한 8가지 처리를 두었으며 사 육조건은 55 40 30cm의 플라스틱 용기에 15마리씩 집단 사육하였으며 사육온도는 27 로 하였다. 실험에 사용한 곤충은 충청남도 금산군에 위치한 키울에서 구입하여 사용하였다. 나. 장수풍뎅이 유충의 먹이별 발육특성 시험곤충은 충청남도 금산군에 위치한 키울의 장수풍뎅이를 활용하였다. 장수풍뎅이 유충의 먹 이로는 참나무폐목톱밥에 밀기울 10%, 퇴비발효제 10%, 풍뎅이분변 10%, 홍삼박 10%를 섞어 발효 시켰고 폐목톱밥만을 발효시킨 것을 대조로 하였다. 발효조건은 70, 상대습도 >90%, 20일로 하였 다. 5단의 사육대를 제작하여 단별로 20마리의 유충을 사육하였고 제조된 유충의 먹이별로 사육대 를 달리 하였다. 이는 사육실내 상부와 하부의 온도편차를 고려한 것이다. 유충의 먹이별 접종한 령 기는 2령충을 기준으로 하였고 사육을 하면서 1개월 간격으로 2히 유충의 무게와 두피를 조사하였 다. 유충의 무게는 전자저울을 사용하였으며 두피는 버니어켈리퍼스로 두폭을 조사하였다. 또한 제조 된 먹이별 유충의 사망률을 동시에 조사하였다. 3. 결과 및 고찰 가. 장수풍뎅이의 적정 대체먹이 선발 충청남도 금산군 키울에서 구입한 장수풍뎅이 애벌레 종령의 무게는 평균 21.63g 이었으며 용화 후 성충으로의 우화율은 79.7% 였다. 우화한 성충의 성비는 암컷 38.2%, 수컷 61.8% 였다(표 1). 성 충에 공급한 먹이 종류별 성충의 무게를 조사한 결과 곤충젤리, 바나나+요쿠르트, 바나나+우유, 요쿠 르트,에서 7g 이상으로 가장 무게가 높았다(표 2). 먹이 종류별 섭취량도 충체의 무게에 비례하는 것 으로 조사되었다(그림 1) - 566 -
3. 농업환경연구과 표 1. 애벌레 무게 및 성충 우화율 충체무게 (g) 우화율 (%) 암 성비(%) 수 21.63 79.7 38.2 61.8 표 2. 우화 성충 무게 (g/마리) 처리내용 평균 암 수 평 균 7.14 6.51 7.76 곤충젤리 7.27 6.51 8.04 바 나 나 6.98 6.33 8.21 과 일 구 6.82 6.01 7.63 바나나+계란흰자 6.93 5.92 7.93 바나나+요쿠르트 7.24 6.63 7.84 바나나+우유 7.41 6.92 7.89 우 유 6.95 6.65 7.25 요쿠르트 7.21 7.12 7.30 그림 1. 성충의 먹이종류별 일일 섭취량 - 567 -
농업 과학기술 개발 연구사업 보고서 요쿠르트와 곤충젤리는 장수풍뎅이 사육에 양호한 것으로 판단되었으나 다른 먹이에 비하여 상대 적으로 단가가 높다는 단점이 있고 요쿠르트와 바나나를 이용하는 경우에는 먹이가 쉽게 부폐하는 단점이 있었다. 따라서 추후 부폐의 문제를 줄인다면 저가의 바나나가 적정 먹이가 될 수 있을 것으 로 판단되었다(표 3). 표 3. 장수풍뎅이 성충의 먹이별 특성 구 분 먹 이 특 성 곤충젤리 바 나 나 과일구(멜론, 수박) 바나나+계란흰자 바나나+요쿠르트 바나나+우유 취급이 간편하고 곤충 선호가 높음 고가(150원/16g)임 신선과보다는 완숙시 선호 상대적으로 가격이 저렴 계절적인 수급 편중이 심함 주요산지와 연계시 저렴한 가격으로 공급 가능 곤충선호도 높음 단백질 먹이로 부패가 심함 곤충선호도 높음 가격이 고가임 곤충선호도 높음 쉽게 부패 우 유 곤충 선호도 낮음 액체상태로 익사 위험 상존 및 쉽게 부패 요쿠르트 곤충선호도는 보통으로 충체에 많이 묻음. 상대적으로 가격이 높고 쉽게 부패 나. 장수풍뎅이 유충의 먹이별 발육특성 1차 먹이별 유충의 무게와 두폭은 9월 5일에 실시하였다. 참나무톱밥만을 발효한 폐목톱밥과 밀기 울 10%와 퇴비발효제 10%를 첨가한 폐목톱밥에서는 유충의 무게에 차이가 없었으나 애벌레분변 10%와 홍삼박 10%를 첨가한 폐목톱밥에서는 각각 14.7g과 12.8g 으로 큰 차이를 보였다(표 4)(df=4, F=69.2, P<0.001, LSD-test). 두폭의 경우 폐목톱밥과 애벌레분변 10%가 다소 높게 조사되었으나 전 체적으로 큰 차이를 보이지는 않았다(df=4, F=3.0, P=0.02, LSD-test). - 568 -
3. 농업환경연구과 표 4. 1차 먹이별 유충의 무게와 두폭 (2013년 9월 5일) 조사내용 유충먹이 N 평균 표준편차 폐목톱밥 15 8.1a 1.83 10%밀기울 15 7.6a 0.88 무게 10%애벌레변 15 14.7c 1.98 (g) 10%퇴비발효제 15 6.9a 1.28 10% 홍삼박 15 12.8b 1.89 폐목톱밥 15 11.6b 0.58 10%밀기울 15 11.2ab 0.61 두폭 10%애벌레변 15 11.6b 0.62 (mm) 10%퇴비발효제 15 10.8a 0.81 10% 홍삼박 15 11.2ab 0.73 2차 먹이별 유충의 무게와 두폭은 10월 5일에 실시하였다. 1차 조사와 마찬가지로 애벌레분변 10%를 첨가한 폐목톱밥과 홍삼박 10%를 첨가한 폐목톱밥에서 18.7g으로 동일하게 조사되었으며 퇴 비발효제 10%가 첨가된 폐목톱밥은 10.6g으로 가장 낮게 조사되었다(표 5) (df=4, F=26.5, P<0.001, LSD-test). 두폭의 경우 폐목톱밥이 가장 높게 조사되었고 애벌레분변 10%와 홍삼박 10%가 그 다 음 이었다. 표 5. 2차 먹이별 유충의 무게와 두폭 (10월 5일) 조사내용 유충먹이 N 평균 표준편차 폐목톱밥 15 15.9c 2.04 무게 (g) 두폭 (mm) 10%밀기울 15 13.8b 1.98 10%애벌레변 15 18.7d 3.01 10%퇴비발효제 15 10.6a 1.72 10% 홍삼박 15 18.7d 3.67 폐목톱밥 15 11.4c 1.07 10%밀기울 15 10.6b 0.75 10%애벌레변 15 11.1bc 0.80 10%퇴비발효제 15 9.9a 0.37 10% 홍삼박 15 10.9bc 0.70-569 -
농업 과학기술 개발 연구사업 보고서 제조된 유충의 먹이별 사망률은 밀기울 10%와 퇴비발효제 10%를 첨가한 것에서 가장 낮았고 폐 목톱밥만을 사용한 것과 애벌레분변 10%를 첨가한 것에서 그 다음 낮았으며 홍삼박 10%를 첨가한 것에서 가장 유충의 사망률이 높았다 (그림 2) (df=4, F=3.750, P=0.020, LSD-test) 그림 2. 먹이별 유충의 사망률 위의 결과로 볼 때, 유충의 먹이로써 애벌레분변과 홍삼박은 유충의 충체중량을 높이는데 효과적 인 것으로 판단되었다. 유충의 사망률이 밀기울 10%와 퇴비발효제 10%에서 가장 낮았던 것은 폐목 톱밥이 밀기울과 퇴비발효제에 의하여 완전발효가 됨으로써 이산화탄소의 발생이 적었던 것으로 생 각되며 상대적으로 애벌레분변 10%와 홍삼박 10% 그리고 대조인 폐목톱밥의 경우 완전발효가 덜 되었기 때문에 이산화탄소의 발생이 많았던 것으로 추정된다. 따라서 식용과 약용으로 판매되는 유 충의 경제적 이득을 위해서는 충체중량을 늘려야 하며 그러기 위해서는 애벌레분변과 홍삼박의 이용 가능성은 충분하나 이산화탄소를 줄이기 위한 완전발효를 위해서는 밀기울이나 퇴비발효제를 추가적 으로 첨가하는 것이 좋을 것으로 판단되었으며 추후 이와 관련된 연구가 필요하다. 4. 적 요 가. 장수풍뎅이의 적정 대체먹이 선발 (1) 입식된 애벌레는 개체간 차이는 크나 평균 21.63g이었음. (2) 성충우화율은 평균 79.7%이었고 처리별 성비는 암 38.2%, 수 61.8%이었음. (3) 성충의 개체별 체중은 암 6.51g, 수 7.76g으로 수컷이 1.25g 정도 무거웠고 평균 7.14g 이었음. (4) 1일 먹이섭취량 조사결과 곤충젤리구가 가장 섭취량이 많았고, 바나나와 바나나와 우유, 요 쿠르트 등 혼합처리구가 섭취량이 많았음. - 570 -
3. 농업환경연구과 나. 장수풍뎅이 유충의 먹이별 발육특성 (1) 장수풍뎅이 유충의 먹이 종류별 유충의 무게에 있어서는 10% 애벌레변과 10% 홍삼박이 첨 가된 발효톱밥에서 가장 높았으며 유충의 두폭에는 큰 차이가 없었다. (2) 먹이 종류별 유충의 사망률은 10% 애벌레변과 10% 홍삼박에서 가장 높았다. 5. 인용문헌 Cho, P.S. 1969. Illustrated encyclopedia of fauna & flora of Korea, Vol. 10. Insecta(Ⅱ). Samhwa, Seoul. Korea. pp. 693-694. Choi, Y.H., Lee, K., Yang, K.M., Jeong, Y.M., Seo, J.S. 2006. Effect of larva extract of Allomyrina dichotoma on carbon tetrachloride-induced hepatotoxicity in mice. J. Korean Soc. Food Sci. Nutr. 35(10), 1349-1355. Jeune, K.H., Jung, M.Y., Choi, S.J., Lee, J.W., Park, W.H., Cho, S.H., Lee, S.H., Chung, S.R. 2001. Immunomodulating effect of the lectin from Allomyrina dichotoma. Kor. J. Pharmacogn. 32(1), 31-38. Kim, J.I. 1998. Insects Life in Korea(Ⅲ) Coleoptera. Korea Univ. Seoul. Korea. p. 55. Miyanoshita, A., Hara, S., Sugiyama, M., Asaoka, A., Taniai, K., Yukuhiro, F., Yamakawa, M. 1996. Isolation and characterization of new member of the insect declension family from a beetle, Allomyrina dichotoma. Biochem. Biophys. Res. Commun. Mar;27(3), 526-531. Motobu, M., Amer, S., Yamada, M., Nakamura, K., Saido-Sakanaka, H., Asaoka, A., Yamakawa, M., Hirota, Y. 2004. Effects of antimicrobial petides derived from the beetle, Allomyrina dichotoma defension on mouse peritoneal macrophages stimulated with lipopolysaccharide. J. Vet. Med. Sci. Mar;66(3), 319-322. Sagisaka, A., Miyanoshita, A., Ishibashi, J., Yamakawa, M. 2001. Purification, characterization and gene expression of a glycine and proline-rich antifacterial protein family from larvae of a beetle, Allomyrina dichotoma. Insect Mol. Biol. Aug;10(4), 293-302. Saido-Sakanaka, H., Ishibashi, J., Sagisaka, A., Momotani, E., Yamakawa, M. 1999. Synthesis and characterization of bacterial oligopeptides designed on the basis of an insect anti-bacterial peptide. Biochem. J. Feb;15;338(Pt 1), 29-33. Yamada, M., Nakamura, K., Saido-Sakanaka, H., Asaoka, A., Yamakawa, M., Sameshima, T., Motobu, M., Hirota, Y. 2004. Effect of modified oligopeptides from the beetle Allomyrina dichotoma on Escherichia coli infection in mice. J. Vet. Med. Sci. Feb;66(2), 137-142. - 571 -
농업 과학기술 개발 연구사업 보고서 Zhang, Z.L. 1984. Economic insect fauna of china. Fasc. 28. Coleoptera: larva of Scarabaeidae, Science Press, Beijing (IN Chinese). pp. 34-35. 6. 연구결과 활용 성과지표명 영농활용 정책제안 농자재등록 시범사업화 홍 보 SCI 논문게제 비SCI 국 제 학술발표 국 내 출 원 산업재산권 등 록 유 상 기술이전 무 상 육 성 품종육성 출 원 계 1년차(2012) 2년차(2013) 계 목표 실적 목표 실적 목표 실적 7. 연구원 편성 세부과제 구 분 소 속 직 급 성 명 수행업무 참여년도 12 13 2) 부식성 곤충 먹이 제조 기술 개발 책임자 농업환경연구과 농 업 연구사 이영혜 연구총괄 공 동 연구자 잠사곤충사업장 이진일 시험및분석 농업환경연구과 최용석 시험및분석 공무직 황인수 곤충사육 - 572 -