갈색거저리 유충 먹이 공급원으로서 다양한 농업부산물의 타당성 조사

1. 서 론

현재 곤충은 식품 및 축산업에서 발생하는 유기성 폐기물인 음식물쓰레기와 축분을 생 분해할 수 있기 때문에 각 나라에서는 경축순환과 자원순환 경제 전략과 부합되도록 정책을 추진하고 있다(Kelemu et al., 2015; Sangiorgio et al., 2022; Choi, 2024). 더 나아가 최근 몇 년 동안 환경적 이점과 영양가치로 인해 큰 주목을 받고 있는 것은 식용 곤충을 지속 가능한 단백질 공급원으로 활용하는 것이다(Can Karaca et al., 2023). 특히 축산업에서 사료 단백질 공급원은 어분과 대두박이 대부분을 차지하며, 이 또한 사료비의 가격이 상승하고 있어 이를 부분적으로 대체하거나 지속 가능한 단백질 공급원을 찾기 위한 노력을 기울이고 있다(Henchion et al., 2017; Gorissen and Witard 2018). 다른 연구에 의하면, 곤충은 평균 단백질 함량이 35%~65%로 다양하고 특정 종의 경우 최대 77%에 달하는 것으로 알려져 있어 가축사료를 대체할 공급원으로서 적합하다고 하였다(Papastavropoulou et al., 2021; Can Karaca et al., 2023). 이러한 이유로 유럽에서는 갈색거저리 유충은 2017년에 양어 사료 원료로 승인되었다(EC, 2017). 그 이후 유럽위원회(EC, 2021)와 유럽식품안전청(Turck et al., 2021)에서 가금과 돼지 사료의 성분으로 사용하는 것과 사람이 섭취하는 것으로 각각 승인되었다. 우리 나라에서의 갈색거저리 유충은 인체 안전성과 성분분석 등의 과학적 입증과정을 통해 2016년에 식품공전에 등재되었다(Baek et al., 2017). 따라서, 식용 곤충 선발과 가축사료 개발의 두가지 관점 모두 곤충 유충의 대량사육을 위한 고 영양 전용 먹이 공급원의 다양성 확보와 지속적인 연구개발의 필요성이 수반된다. 대표적인 곤충 유충의 대체 먹이 원 연구로서 가축사료, 한약재 부산물 등이 있다. 그러나 자원 순환 관점에서 밀기울(Wheat bran), 쑥 부산물(Mugwort by-product) 그리고 비지박(Soy pulp)을 갈색거저리 유충에 적용한 사례는 없다. 이러한, 농업부산물은 원재료를 짜고 남은 찌꺼기로 상당량의 영양성분이 그대로 남아 있어 갈색거저리 유충의 먹이원으로 대체할 가능성을 제시한다. 본 연구에서는 다양한 농업부산물을 갈색거저리 유충 먹이 급여를 통해 이들 농업부산물의 영양성분을 조사하고 그 타당성을 평가하고자 하였다.

2. 재료 및 방법

2.1. 갈색거저리 유충 사육 및 시험설계

본 곤충실험에 사용된 갈색거저리 3령 유충은 울산광역시 울주군 언양에 위치한 Modnilove로부터 구입하였다. 곤충사육은 경상대학교 동물영양학 실험실에서 15일 동안 진행하였다. 곤충 사육통은 곤충들이 호흡할 수 있도록 양방향으로 구멍을 뚫린 뚜껑과 4각형 모양의 투명한 플라스틱 상자(15 × 7 × 8 cm)로 구성되었다. 갈색거저리 유충을 사육을 위한 조건은 Table 1에 제시하였다.

Table 1.

Insect breeding conditions for Tenebrio molitor larvae

갈색거저리 유충 3령의 먹이 공급원은 농업부산물인 밀기울(Wheat bran), 쑥 부산물(Mugwort by-product) 및 비지박(Soy pulp)으로 구성되었으며 이들 부산물은 진주전통시장에서 건조분말 상태로 공급받아 사용하였다. 곤충사양실험은 대조구(Con)에 밀기울로 처리하였고, TRT1 및 TRT2 처리구는 쑥 부산물과 비지박을 처리하여 세 처리구별로 3반복으로 설계하였다. 갈색거저리 유충과 농업부산물의 처리 비율은 다음과 같이 적용되어 완전임의배치법으로 수행하였다.

$\[ \begin{array}{c}\mathrm{C}\mathrm{o}\mathrm{n}\mathrm{ }\mathrm{ }\mathrm{ }=\mathrm{ }180\mathrm{ }\mathrm{g}\mathrm{ }\mathrm{o}\mathrm{f}\mathrm{ }\mathrm{w}\mathrm{h}\mathrm{e}\mathrm{a}\mathrm{t}\mathrm{ }\mathrm{b}\mathrm{r}\mathrm{a}\mathrm{n}\mathrm{ }+\mathrm{ }20\mathrm{ }\mathrm{g}\mathrm{ }\mathrm{o}\mathrm{f}\mathrm{ }3\mathrm{r}\mathrm{d}\mathrm{ }\mathrm{i}\mathrm{n}\mathrm{s}\mathrm{t}\mathrm{a}\mathrm{r}\mathrm{ }\mathrm{T}\mathrm{M}\mathrm{ }\mathrm{l}\mathrm{a}\mathrm{r}\mathrm{v}\mathrm{a}\mathrm{e}\hfill \\ \mathrm{T}\mathrm{R}\mathrm{T}1\mathrm{ }=\mathrm{ }180\mathrm{ }\mathrm{g}\mathrm{ }\mathrm{o}\mathrm{f}\mathrm{ }\mathrm{m}\mathrm{u}\mathrm{g}\mathrm{w}\mathrm{o}\mathrm{r}\mathrm{t}\mathrm{ }\mathrm{b}\mathrm{y}-\mathrm{p}\mathrm{r}\mathrm{o}\mathrm{d}\mathrm{u}\mathrm{c}\mathrm{t}\mathrm{ }+\mathrm{ }20\mathrm{ }\mathrm{g}\mathrm{ }\mathrm{o}\mathrm{f}\mathrm{ }3\mathrm{r}\mathrm{d}\mathrm{ }\mathrm{i}\mathrm{n}\mathrm{s}\mathrm{t}\mathrm{a}\mathrm{r}\mathrm{ }\mathrm{T}\mathrm{M}\mathrm{ }\mathrm{l}\mathrm{a}\mathrm{r}\mathrm{v}\mathrm{a}\mathrm{e}\hfill \\ \mathrm{T}\mathrm{R}\mathrm{T}2\mathrm{ }=\mathrm{ }180\mathrm{ }\mathrm{g}\mathrm{ }\mathrm{o}\mathrm{f}\mathrm{ }\mathrm{s}\mathrm{o}\mathrm{y}\mathrm{ }\mathrm{p}\mathrm{u}\mathrm{l}\mathrm{p}\mathrm{ }+\mathrm{ }20\mathrm{ }\mathrm{g}\mathrm{ }\mathrm{o}\mathrm{f}\mathrm{ }3\mathrm{r}\mathrm{d}\mathrm{ }\mathrm{i}\mathrm{n}\mathrm{s}\mathrm{t}\mathrm{a}\mathrm{r}\mathrm{ }\mathrm{T}\mathrm{M}\mathrm{ }\mathrm{l}\mathrm{a}\mathrm{r}\mathrm{v}\mathrm{a}\mathrm{e}\hfill \end{array} \]$

3. 결과 및 고찰

본 연구에서 갈색거저리 유충에 급여한 각 농업부산물 분석한 결과에 대한 영양성분 함량은 Fig. 1에 제시하였다. 모든 처리구에서 건물과 조회분 함량의 경우 통계적 차이는 관측되지 않았다(p>0.05). 각 처리구 함량은 건물의 경우 72.0%~ 74.7%, 조회분은 4.5%~6.6% 범위로 비슷한 수준으로 나타났다. 이는 각 농업부산물로부터 분석된 건물과 조회분 함량이 갈색거저리 유충의 성장을 위해 큰 영향을 주는 요인이 아니라는 것을 의미한다. 조단백질과 조지방 함량은 모든 처리구에서 통계적 유의성이 있는 것으로 나타났다(p<0.05).

Fig. 1.

DM, CP, CF, and CA contents in various agricultural by-products as diets for Tenebrio molitor after the end of experimental period. a,bBars are significantly different at p<0.05. The treatments included Con, TRT1, and TRT2, in which 180 g of wheat bran, mugwort by-product, or soy pulp, respectively, was used as feed for 20 g of 3rd instar TM larvae.

특히 조단백질 함량은 갈색거저리의 유충의 성장을 결정하는 중요한 요인이다. 비지박 처리구(TRT2)가 조단백질 함량이 32.5%로 가장 높았고 밀기울(Con)에서는 21.3%, 쑥 부산물(TRT1)은 14.7% 순으로 낮게 나타났다. 따라서 농업부산물 중 비지박은 갈색거저리 유충에게 급여시 가축 또는 가축사료를 위한 단백질 공급원으로 활용될 가치가 있을 것으로 판단된다. 그 이유는 비지박에 함유된 단백질 함량이 높고, 일부 보고에서도 두부를 생산하고 난 부산물인 비지박의 단백질 함량이 대략 건물기준으로 24% 정도 되는 것으로 알려져 있다(Shin et al., 2008). 예를 들면, Kim and Choi(2025)은 굼뱅이 유충을 다양한 농산부산물을 급여했을 때, 영양성분들 중 비지박을 처리한 구에서 조단백질 함량이 높다고 보고하였다. 다른 연구에서도 Kim et al.(2020)은 밀기울로 사육한 경우보다 인공사료 사료로 사육한 아메리카왕거저리 유충의 조단백질 함량이 62.5%로 나타나 1.4배 높았다고 보고하였다.

또한 비지박 처리구에서 조지방 함량이 높게 나타난 이유는 비지박에 함유된 성분의 고유한 특성으로 설명된다.

농업부산물의 ADF와 NDF 함량에 대한 결과는 Fig. 2에 제시하였다. ADF 함량은 모든 처구리구 간에 통계적 유의성이 인정되었지만(p<0.05), NDF 함량은 관측되지 않았다(p>0.05). ADF 함량은 밀기울 처리구(Con, 14.4%)가 가장 낮았으며 쑥 부산물 처리구(TRT1, 32.5%)가 가장 높았다. 비지박 처리구(TRT2, 22%)가 그 중간순으로 나타났다. NDF의 경우 밀기울과 쑥 부산물 처리구는 46.3%~47.7%로 비슷한 수준이었고 비지박 처리구(41.2%)가 가장 낮은 함량으로 관측되었다. Cantalapiedra -Hijar et al.(2009)에 의하면, ADF와 NDF 함량이 낮으면 조사료를 섭취한 반추동물에서는 소화율과 사료섭취량이 증가된다고 하였다. 마찬가지로 비지박은 이러한 맥락으로 갈색거저리의 유충에 적용할 수 있음을 알 수 있다. 또한, Kim and Choi(2025)은 굼뱅이 유충에 적용한 결과에서도 본 연구와 유사한 결과를 얻었다고 보고하였다. 그러나 비지박과 연계된 영양성분과 곤충과의 상호작용 등에 관한 인과적인 연구가 거의 없어 이에 대한 설명이 어렵다.

Fig. 2.

ADF and NDF contents in various agricultural by-products as diets for Tenebrio molitor after the end of experimental period. a,bBars are significantly different at p<0.05. The treatments included Con, TRT1, and TRT2, in which 180 g of wheat bran, mugwort by-product, or soy pulp, respectively, was used as feed for 20 g of 3rd instar TM larvae.

4. 결 론

본 연구는 다양한 농업부산물인 밀기울, 쑥 부산물 및 비지박을 갈색거저리 유충 먹이 공급원으로 급여를 통해 실험 종료 후 이들 농업부산물을 채취하여 영양성분을 비교 조사하였다. 모든 처리구는 건물, 조회분, NDF 함량에 영향을 주지 않았지만(p>0.05), 조단백질, 조지방, ADF 함량에 차이가 있는 것으로 관측되었다(p>0.05). 연구 결과 비지박은 갈색거저리의 유충의 성장을 결정하는 중요한 영양성분인 조단백질 함량은 가장 높고 ADF와 NDF 함량이 낮았다. 따라서 갈색거저리 유충에게 급여 시 동물사료를 위한 먹이 대체 공급원으로 활용될 가치가 높을 것으로 판단된다.

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