KR101391130B1 - 곤충의 성장발달과 영양성 증가를 위한 기능성 곤충 사료 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 곤충을 사육하기 위한 건조사료 100 중량% 기준에서, 곤충이 주식으로 하는 소재는 20~30 중량%, 복분자박 분말, 홍삼 분말, 효모 분말이 각각 0.5~10 중량% 함유되는 것을 특징으로 하는 기능성 곤충 사료에 관한 것이다.
본 발명은, 뽕잎 분말, 오디 분말을 각각 0.5~10 중량% 씩 추가로 함유되는 것을 특징으로 하는, 기능성 곤충 사료에 관한 것이다.
본 발명인 곤충 사료가 누에에 적용될 경우에는, 누에의 1-DNJ 함량을 증가시키고, 누에 숨문의 크기를 증가시키는 것을 특징으로 한다.

Description

곤충의 성장발달과 영양성 증가를 위한 기능성 곤충 사료{FUNCTIONAL INSECT FEED TO INCREASE THE GROWTH AND NUTRITIONAL COMPONENTS OF INSECT}

본 발명은, 곤충을 사육하기 위한 건조사료 100 중량% 기준에서, 곤충이 주식으로 하는 소재는 20~30 중량%, 복분자박 분말, 홍삼 분말, 효모 분말이 각각 0.5~10 중량% 함유되는 것을 특징으로 하는 기능성 곤충 사료에 관한 것이다.

본 발명은, 뽕잎 분말, 오디 분말을 각각 0.5~10 중량% 씩 추가로 함유되는 것을 특징으로 하는, 기능성 곤충 사료에 관한 것이다.

본 발명인 곤충 사료가 누에에 적용될 경우에는, 누에의 1-DNJ 함량을 증가시키고, 누에 숨문의 크기를 증가시키는 것을 특징으로 한다.

곤충은 뛰어난 환경 적응력으로 인해 전세계에 광범위하게 서식하고 있으며 그 종 다양성 또한 매우 풍부하다. 과거에는 곤충을 해충이라고 인식하여 기피하였으나, 최근 곤충을 유용한 생물자원으로 인식하고 활용하기 위한 많은 노력이 증가 추세에 있다. 이에 따라 세계 각국에서 곤충 자원의 탐색, 보전을 통한 생물자원 확보 경쟁이 날로 치열해지고 있다.

우리나라의 경우에도, 농림수산식품부는 2011년 1월 11일 곤충을 새로운 미래 농산업으로 육성하기 위해 곤충조사, 유용 곤충 발굴, R&D 및 곤충농가육성지원 등을 내용으로 한 제1차 곤충산업육성 5개년 종합계획을 발표하였다.

1920년대부터 곤충병리학적인 관점에서 생체 방어기작에 대한 기초연구가 시작되었고, 1980년대에 접어들면서 다양한 곤충 유래 생체 방어 물질들이 분리되고 새로운 항생제로 개발 이용할 수 있는 가능성이 대두되었다.

현재 항생물질, 항암물질, 소염제 및 순환기질환 치료제 개발 등과 관련된 소재로서의 활용도가 크게 기대되고 있고, 효능 및 유효성분 분석 연구는 최근 들어 더욱 각광을 받고 있다.

일 예로, 누에, 동충하초, 반모, 백강잠, 굼벵이, 지렁이, 거머리, 지네, 전갈, 거미 등 많은 곤충자원이 산업 전반과 인류의 질병치료에 이용되고 있는 상황이다.

특히 누에는 대표적인 산업 곤충으로서 누에 나방의 유충인 누에(Bombyx mori)는 곤충강 나비목 누에나방과 (Lepidoptera bombycidae)에 속하며 완전 변태를 하며 뽕잎을 주식으로 한다. 1990년대 이르러 뽕나무, 누에산물이 갖고 있는 생리활성 물질에 관한 다양한 연구들로 인하여 누에가 가지고 있는 기능성이 알려지며 누에를 생산하는 양잠 농가가 보다 증가하게 되었다.

그런데 대부분의 양잠 농가에서는 현재 인공사료를 사용하여 누에를 키우고 있는데, 인용사료를 사용함으로써 적은 양의 뽕잎을 사용하여 저렴한 비용으로 누에를 사육할 수 있는 장점이 있으나, 성장발육이 현저히 떨어지고 질병에도 약해 사육의 어려움이 있고 또한 기능성을 증강시키지 못하는 단점 등이 제기되어 왔다.

따라서 본 발명자들은 많은 곤충 자원들이 각각이 주식으로 하는 성분을 함유하고 있는 각 인공사료에 추가할 수 있는 천연물 소재들을 연구함으로써, 각 곤충 자원의 기능성을 증가시킬 수 있는 기능성 곤충 사료를 안출하였다.

한편 곤충 자원을 소재로서 활용하기 위해서는, 인공적으로 사육할 수 있는 사료가 필요한바 이에 대한 선행기술을 살펴보면 다음과 같다.

대한민국 등록특허공보 10-0713684호에는 곤충 사육을 위하여 사료 성분에 결착제를 첨가 배합한 후에 압출하여 펠릿화하는 것이 기재되어 있다. 또한 대한민국 등록특허공보 10-0786501호에는 풍뎅이과 애벌레의 혼합 사료 조성물로서 참나무 부엽토, 물, 스트렙토코커스 페시움, 발미 포르민, 리파제를 포함한 조성물이 기재되어 있다. 또한 대한민국 등록특허공보 10-1156061호에는 벚나무사향하늘소에 대하여 유충용 및 성충용 사료 조성물이 기재되어 있다.

정리하여 보면, 선행기술들은 사료의 펠릿 제조 또는 특정 곤충의 사료에 대한 것인바 기능성 곤충 사료에 포함될 수 있는 천연물 소재에 대한 사항은 기재되어 있지 않다고 할 수 있다.

한편 본 발명자들은 뽕잎, 오디, 복분자박, 홍삼 및 효모를 기능성 곤충 사료에 포함시킴으로써 이들 소재 자체의 생리 활성 기능을 이용하여 곤충의 기능성을 보다 증강시키고자 하는바, 이하 이들 소재의 생리 활성 기능에 대하여 간략하게 살펴본다.

먼저, 뽕잎(Foil Moro)은 뽕나무 잎으로서, 뽕잎에는 일반적으로 수분, 탄수화물, 단백질 및 아미노산이 들어 있다. 특히 조단백질이 평균 20%이상 함유되어 있고 어린잎에는 40%까지 들어 있어서 식물 중에서 콩 다음으로 함량이 높다. 또한 루틴함량은 건물무게의 0.29%로 루틴이 많이 들어있다고 알려진 메밀 씨 속의 루틴함량인 0.04 ~ 0.12% 보다 2배 이상 높은 것으로 보고되고 있다. 또한 녹차 잎의 칼슘함량이 440 mg인데 비해서 2,699 mg으로 6배정도 높으며 녹차 잎의 섬유질이 11%인데 비해서 뽕잎에는 52%로 매우 높고, 필수 아미노산 및 숙취를 없애주는 alanine과 aspartic acid, glutamic acid가 많고, 뇌의 혈액 순환과 노인성 치매를 예방해 주는 serine과 tyrosine 성분의 함량이 높아 노인식 메뉴개발과 건강식품소재로서의 가치가 높은 식품재료이다.

오디(Fructus mori)는 뽕나무과(Moraceae)에 속하는 낙엽목인 뽕나무(Morus alba L.)의 열매로서 장원형으로 길이 1~2 cm, 지름 0.5~0.8 cm이며 5월부터 6월에 걸쳐 과실의 색이 검은색 또는 자홍색을 나타낼 때 채취한다. 뽕나무 오디는 온대에서 아열대에 이르기까지 널리 분포하며, 분포밀도가 가장 높은 곳은 동아시아의 한국, 중국 및 일본이다.

오디는 포도당과 과당 및 유기산을 비롯하여 anthocyanin 계통의 색소를 다량 함유하고 있다. 그 중에서 Ca, K, Vit C의 함량은 후지 사과에 비하여 각각 14배, 2배, 18배 높고, 특히 Vit C가 많은 것으로 알려진 감귤보다 Vit C의 함량이 1.5배 높다고 보고 되었다. 또한 1-deoxynojirimycin(DNJ), arylbenzofurans, cyanidin 3-giucoside(C3G), cinnamic acid 및 quercetin 유도체, -aminobutyric(GABA) 및 resveratrols 유도체 등의 항당뇨, 항산화, 항고혈압 및 항노화성 생리물질을 함유하고 있다.

복분자(Rubus conreanus)는 장미과 (Rosaceae)에 속하는 낙엽 활엽성 관목으로 중국이 원산지이며 우리나라의 제주도를 비롯한 남부지방, 중부지방의 해발 50~1000 m 의 계곡과 산기슭 주변의 양지에서 자란다. 빛을 많이 요구하는 수종이며 5~6월에 연한 홍색의 꽃이 피고, 7~8월에 열매가 성숙된다. 핵과는 둥글고 붉은색으로 익지만 나중에 흑색으로 완숙된다.

복분자는 포도당, 과당, 서당, 펙틴 등을 함유하고 있으며, 유기산으로는 사과산, 개미산, 주석산 및 비타민 B 또는 C, 무기성분과 카로틴, 폴리페놀, 안토시아닌이 풍부한 것으로 알려져 있다. 복분자 열매에 함유된 성분 연구로는 quercetin 및 다양한 페놀산의 존재가 보고되어져 있으며 미성숙 복분자 열매로부터 gallotannin, ellagitannin, gallic acid, 4 -2,3-(S)-HHDP-D-gluco-pyranoside, sanguin H-4 및 H-6가 보고되었다. 또한 niga-ichigoside F1 및 23-hydroxytormentic acid,rosam ultin, kaji-ichgoside F1, tormentic acid, eusacaphic acid, 19-hydroxyurasane-type triterpenoid 성분이 항염증의 활성을 나타내는 것으로 알려져 있다.

홍삼은 인삼을 증숙한 것으로서 인삼에는 존재하지 않는 진세노사이드-Rh2, -Rs1, -Rs2, -Rh4 등 홍삼 특유의 사포닌과, maltol, glycero-galactolipid, glycosyldiglyceride, Arg-Fru-Glc(아미노당) 등의 홍삼고유의 생리활성물질이 항산화활성, 항피로효과, 면역활성 등의 약리효능이 우수한 것으로 보고되고 있다.

효모(yeast)는 생활의 대부분을 구형, 계란형 등의 단세포로 생활하며, 주로 출아에 의해 생식하는 진균류의 총칭이지만, 곰팡이, 버섯과 같이 분류학상으로 부르는 명칭은 아니다. 산업적으로 가장 중요한 효모는 Saccharomyces cerevisiae로서 당을 분해하여 알코올과 탄산가스를 생성하기 때문에 예로부터 맥주, 포도주양조 및 빵의 제조에 이용하였으며, 균체는 식품, 사료용 단백질, 비타민류 및 핵산물질의 공급원으로 사용된다.

효모는 저렴하면서도 지방과 단백질을 많이 함유하고 있으므로 주로 사료로 이용된다. 또한 비타민 B군을 풍부하게 함유할 뿐 아니라 비타민 D를 함유하는 것도 있으며, 의약품 공업에도 사용되고 있다. 효모의 세포벽은 주로 글루칸과 만난에 의하여 구성되며, 그밖에 지질, 단백질과 소량의 키틴질을 함유한다. 세포내에는 핵, 미토콘드리아, 액포, 글리코겐 과립을 가지며, 발효뿐 아니라 호흡도 잘한다.

효모 균체 내에는 50% 내외의 단백질, 지질, RNA등의 핵산, 각종 비타민 및 미네랄을 함유하고 있으며, 효모로부터 제조되는 효모추출물은 미생물배지, 건강식품 및 조미료 등의 원료로 전 세계적으로 많은 양이 소비되고 있다.

본 발명은 곤충 자원 각각이 주식으로 하는 성분을 함유하고 있는 각 인공사료에 추가할 수 있는 천연물 소재들을 제공함으로써, 각 곤충 자원의 기능성을 증강시킬 수 있는 기능성 곤충 사료를 제공하고자 한다.

본 발명은 누에의 인공사료에 추가될 수 있는 천연물 소재들을 제공함으로써, 각 곤충 자원의 기능성을 증강시킬 수 있는 기능성 곤충 사료를 제공하고자 한다.

본 발명은, 곤충을 사육하기 위한 건조사료 100 중량% 기준에서, 곤충이 주식으로 하는 소재는 20~30 중량%, 복분자박 분말, 홍삼 분말, 효모 분말이 각각 0.5~10 중량% 함유되는 것을 특징으로 하는 기능성 곤충 사료를 제공함으로써 기술적 과제를 해결하고자 한다.

본 발명은, 뽕잎 분말, 오디 분말을 각각 0.5~10 중량% 씩 추가로 함유시킨 기능성 곤충 사료를 제공함으로써 기술적 과제를 해결하고자 한다.

본 발명은, 상기 사료가 누에에 적용되었을 경우에 누에의 1-deoxynojirimycin(1-DNJ) 함량을 증가시키는 것을 특징으로 하는 기능성 곤충 사료를 제공함으로써 기술적 과제를 해결하고자 한다.

본 발명은, 상기 사료가 누에에 적용되었을 경우에 누에 숨문의 크기를 증가시키는 것을 특징으로 하는 기능성 곤충 사료를 제공함으로써 기술적 과제를 해결하고자 한다.

본 발명인 기능성 곤충 사료는 천연물 소재의 생리 활성 기능을 이용하여 곤충의 기능성을 보다 증강시킬 수 있는 현저한 효과를 보유하고 있다.

본 발명인 기능성 곤충 사료는 누에의 사육을 위한 사료로 사용시에는 누에의 숨문 크기 및 숨문간 간격을 증가시키는 등 대사 활성화를 촉진할 수 있는 현저한 효과를 보유하고 있다.

본 발명인 기능성 곤충 사료는 누에의 사육을 위한 사료로 사용시에는 1-DNJ 함량, 조단백질 및 조지방 함량을 증진시킬 수 있는 현저한 효과를 보유하고 있다.

도 1은 실험예 1에 따른 누에 숨문의 크기를 측정한 실험의 결과를 사진으로 나타낸 도면이다.
도 2는 실험예 1에 따른 누에 숨문 사이의 간격을 측정한 실험의 결과를 사진으로 나타낸 도면이다.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서 본 명세서에 기재된 참고예 및 실험예 등에 기재된 사항은 본 발명의 가장 바람직한 일 예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

참고예 1. 누에를 위한 기능성 곤충사료 실험 방법

1-1. 실험시료 준비

(1) 누에 인공사료

충북 청원군 강내면 학천리 소재의 대한잠사회로부터 2010년 10월 구입한 누에 인공사료를 5℃에 보관하여 실험의 시료로 사용하였다.

누에 인공사료는 뽕잎분말 25g, 옥수수 전분 7.5g, 설탕 8g, 탈지 콩분말 36g, 콩기름 1.5g, 콩스테롤 0.2g, 무기염 혼합물 3g, Cellulose 분말 15g, 한천 7.5g, 아스코르빈산 1g, 구연산 4g(Total 108.7g)의 성분을 가지며 Vitamine B군을 첨가한 건물사료 100g당 물 280ml, 물 100g당 빙초산 1.3 ml를 첨가하여 반죽하여 플라스틱 팩에 1kg 씩 담은 후 5℃에 보관하였다. 하기의 [표 1]에 누에 인공 사료의 성분에 대하여 기재되어 있다.

Ingredients	Dry diet (g)
Mulberry leaf powder	25
Corn starch	7.5
Sucrose	8
Soybean powder	36
Soybean oil	1.5
Soybean sterol	0.2
Ascorbic Acid	3
Cellulose	15
Agar	7.5
Citric acid	1
Sorbic Acid	4
Vitamin B
Total	(108.7)
Water	280ml/dry diet 100g
galcial acetic acid	1.3ml/water 100ml

(2) 뽕잎가루

2010년 전북 부안군 변산면 마포리 유유마을 일대에서 생산되는 7년생 청일뽕 나무의 뽕잎을 9~10월에 채취하여 세척 후 -40℃에서 4시간 동안 급속냉동 후, 24시간 진공 동결 건조하고 입자의 크기가 120메시가 되도록 분쇄하여 폴리에틸렌 수지에 팩킹 한 전북 부안군 주산면 소재의 동훈푸드산업의 시제품 200g을 구입하여 실험의 시료로 사용하였다.

(3) 오디가루

2010년 전북 부안군 변산면 마포리 유유마을 일대에서 생산되는 3년생 뽕나무 과상2호의 뽕나무 열매 오디를 5월 한 달간 채취하여 -20℃에서 1차 보관 후 -40℃에서 4시간 이상 급속냉동 후, 24시간 진공 동결 건조하고 입자의 크기를 120메시로 분쇄하여 폴리에틸렌 수지에 팩킹 한 전북 부안군 주산면 소재의 동훈푸드산업의 시제품 200g을 구입하여 실험의 시료로 사용하였다.

(4) 복분자박

복분자박은 복분자를 이용하여 술, 음료, 농축액을 만들고 난 찌꺼기를 의미하는 것으로서, 술, 음료 제조 공정 이후의 부산물이거나 물 또는 주정 추출한 후의 부산물을 의미한다.

복분자박에서 이물질을 제거하고 40 ~ 100℃의 열로 건조, 0.1∼10㎜ 크기의 분말 형태로 분쇄하여 가열교반기에 의하여 80∼200℃로 열로 3∼20분 동안 볶아 40℃ 이하에서 냉각시킨 후 사용하였다.

(5) 홍삼 열수 추출물

홍삼 열수 추출물은 2010년 전북 진안군에서 생산된 6년생 인삼을 잘 씻고 말려 인삼을 찌고 말리는 과정을 9회 반복하여 제조된 홍삼으로 가공한 홍삼 1kg에 물 10ℓ를 더하여 20ℓ용량의 엑기스 제조기에서 24시간 80℃의 열을 가하여 얻은 홍삼추출물 10ℓ중 200㎖를 100㎖씩 폴리에틸렌 수지 팩에 담아 5℃에 보관하여 실험의 시료로 사용하였다. 조건에 따라, 주정 추출물을 이용할 수도 있음은 물론이다.

(6) 효모

효모는 효모배양체로써 고온, 고압에서 팽창시킨 익스팬딩(expanding) 옥수수와 대두박을 배양배지로 사용하여 자체효모(Saccharomyces cerevisae)를 사용하여 5~7일 이상 숙성 시켜 효모 대사산물을 생산한 이스트컬쳐((주)엠케이생명과학, 수원, 한국) 제품을 사용하였다.

1-2. 누에의 사육 및 실험군 구성

(1) 누에씨의 분양 및 품종

본 실험의 공시 재료인 누에씨(누에알)는 농촌진흥청 국립농업과학원 농업생물부 잠사양봉소재과로 부터 500개의 알을 제공받아 사용 하였다. 누에씨의 품종은 잠213 X 잠214이다.

(2) 누에씨의 부화 및 부화 후 11일간 사육 조건

누에씨의 부화는 총 4단계로 HB-302S-4 인큐베이터(한백과학, 부천, 한국)를 사용하여 각 단계에 필요한 온도, 습도 및 일광시간 등을 조절하였다. 누에씨의 부화는 총 13일간 진행되었으며 농업과학기술원 잠사곤충부의 누에씨 깨기 권장안에 준하여 진행되었다. 하기의 [표 2]에 부화 과정에 대하여 기재되어 있다.

Step 1	누에씨의 보관 온도 5℃, 습도 50% 암실 보관.
Step 2	누에씨를 온도 15℃, 습도 75%에서 3일간 20W 형광등으로 12시간 점등 12시간 소등했다.
Step3	온도 23℃ 습도 80%에서 5일간 20W 형광등으로 12시간 점등 12시간 소등했다.
Step4	온도 25℃ 습도 85%에서 5일간 20W 형광등으로 18시간 점등 6시간 소등했다.

부화된 누에 500마리를 페트리 접시(150 X 20 mm)에 담아 항온항습실에서 인공사료를 급이하여 사육하였다. 인공사료는 1일 2회 오전 10시와 오후 5시에 먹고 남을 정도의 양으로 무제한 급이 하였다. 부화 후 1~3일까지는 온도 25±1℃, 습도 70±10%에서 12시간 점등, 12시간 소등하며 150 X 20 mm의 페트리 접시에 500마리 사육하였으며, 부화 후 4~11일에는 온도 25±1℃, 습도 60±10%에서 12시간 점등, 12시간 소등하며 150 X 20 mm의 페트리 접시에 100마리씩 5개군으로 나누어 사육하였다.

(3) 실험군 구성 및 실험시료 사육 조건

부화 후 11일간 인공사료로 사육된 누에 500마리에서 표준 범위 안에 드는 누에 300마리를 선별하여 실험군을 구성하였다.(하기의 [표 3] 참조)

실험군은 총 5개 군으로서, Control군(인공사료만 급이), 실험군 A(인공사료 + 뽕잎가루 5% ), 실험군 B(인공사료 + 오디가루 5%), 실험군 C(인공사료 + 복분자박 5% ), 실험군 D(인공사료 + 홍삼액 5%), 실험군 E(인공사료 + 효모 5%)로 나누어 군별로 각기 다른 첨가 사료를 급이 하였다. 사육환경은 온도 25℃±1℃ 습도 60%±10%에서 12시간 점등 12시간 소등하고 각각의 첨가사료는 1일 2회, 오전 10시와 오후 5시에 먹고 남을 정도의 양을 무제한 급이 하였다.

Group	Inoculation			Started Silkworms age	No. of Silkworms	Study period
	Artificial Diet	Added amount of Functional feed	Functional feed
Con	Yes(100%)	No		11 day-old	50	25 day-old
A	Yes(95%)	+5%	Mulberry Leaves Powders	11 day-old	50	25 day-old
B	Yes(95%)	+5%	Mulberry Powders	11 day-old	50	25 day-old
C	Yes(95%)	+5%	Rubus Coreanus Remainders	11 day-old	50	25 day-old
D	Yes(95%)	+5%	Red Ginseng Extracts	11 day-old	50	25 day-old
E	Yes(95%)	+5%	Yeast	11 day-old	50	25 day-old

1-3. 통계학적 분석

얻어진 모든 실험결과는 평균 ± 표준편차 (mean ± SD)로 나타내었다. 각 시험군의 유의성에 대한 통계는 대조군과 실험군 간의 통계학적 비교를 위해 Repeated Measured ANOVA SPSS v. 12 (USA)를 사용하여 분석하였으며, Duncan's 사후검정을 실시하여 P < 0.05 이하일 때 통계적으로 유의한 것으로 판단되었다.

실험예 1. 누에 숨문의 크기 및 숨문 사이의 간격 측정 실험

1-1. 누에 숨문의 크기 측정 결과

숨문(stigma, 氣門)은 기관호흡(氣管呼吸)을 하는 곤충의 체표면에 있는 호홉문으로서, 공기는 숨문으로부터 기관(氣管) 내부로 들어가서 좌우로 연락되며, 다시 잘게 나누어져 체내의 여러 기관에 이른다. 따라서 숨문의 크기 및 숨문 사이의 간격을 통하여 곤충의 대사 활성화 여부를 추정할 수 있다.

각 실험군에 맞게 시료를 급이하고, 부화 25일째 누에의 3~4번째 숨문의 크기, 즉 세로 길이를 측정하였고 이에 대한 결과를 도 1에 나타내었다.

도 1을 참조하여 보면, Control 군의 경우 0.34 mm이었으며 실험군 A는 0.73 mm, 실험군 B는 0.71 mm, 실험군 C는 0.59 mm, 실험군 D는 0.76 mm, 실험군 E는 0.67 mm로 측정되었음을 알 수 있다.

즉 Control 군에 대비하여, A, B, C, D, E 모든 실험군에서 숨문의 세로 길이가 더 길어진 것을 확인할 수 있다. 특히 A, D 군에서 숨문 세로 길이가 가장 길게 측정되었다.

따라서 인공사료만 제공한 Control 군에 비하여 천연물 소재를 추가한 실험군들에서 누에의 대사 활성화가 더욱 촉진되었다고 할 수 있겠다.

1-2. 누에 숨문 사이의 간격 측정 결과

상기 누에 숨문 크기를 측정한 방식과 동일하게 누에 3~4번째 숨문 간격의 길이를 측정한 결과를 도 2에 나타내었다.

도 2를 참조하여 보면, Control 군의 경우 3.97 mm이었으며, 실험군 A는 6.01 mm, 실험군 B는 4.56 mm, 실험군 C는 3.28 mm, 실험군 D는 6.74 mm, 실험군 E는 3.4mm 로 측정되었음을 알 수 있다.

즉 Control 군과 대비하여, A, B, D 군에서 숨문 간격이 더 길어진 것을 확인 할 수 있다. 그 중에서도 홍삼 추출물을 추가 급여한 D 그룹의 숨문 간격이 제일 긴 것을 확인할 수 있었다. 반면 복분자박과 효모를 5% 추가 급여한 C, E 군에서는 Control 군과 비교하여 숨문 간격이 다소 짧아진 것을 확인할 수 있었다.

실험예 2. 누에의 1- DNJ 함량 분석 실험

2-1. 혈당 강하제로서의 1- DNJ 의 의의

누에의 생리활성에 관한 연구를 살펴보면 누에고치에 함유되어 있는 다양한 아미노산은 항암, 항산화, 지질대사 개선 또는 뇌의 기능 활성에 긍정적인 영향을 미치는 것으로 보고되고 있다. 수컷 누에 분말은 성기능 개선에도 효과가 있다는 보고도 있다.

또한 누에는 혈당 강하 작용를 갖고 있는데 그 주요 기작은 α-glucosidase 활성을 저해하여 혈당상승을 억제하는 것으로서 누에의 추출물로부터 정제된 1-deoxynojirimycin(DNJ)가 α-glucosidase를 억제하는 것으로 알려져 있다.

즉 1-DNJ는 포유동물의 소장에 존재하는 혈액으로의 포도당 유입을 억제함으로써, 식후 고혈당증을 유발하는 인슐린 비의존형 (Type Ⅱ) 당뇨병 환자들의 혈당강하제로 이용되고 있다. 또한 1-DNJ는 α-glucosidase 활성 저해기능 외에 간염바이러스나 AIDS 바이러스와 같은 외막 형성 바이러스의 증식을 억제함으로써 이를 응용한 바이러스성 질병 치료제로의 이용가능성도 제기되고 있다.

2-2. 누에 동결 건조

누에를 진공 동결 건조기(WSA-P200A, WSA, Korea)에 넣고 -40℃에서 24시간 동결한다. 진공 동결 건조기 관체(건조관)에 누에 샘플을 넣고 문을 닫고 진공펌프를 가동시켜 진공이 760이 되면 관체 온도를 -40℃되도록 유지하여 24시간 동결 건조시킨다.

2-3. 누에 1- Deoxynojirimycin ( DNJ ) 분석 방법

200mg의 동결 건조 시료를 0.05 M HCl 200mL 에 넣은 후 30분간 ultrasonication한다. 10,000rpm에서 10분간 원심 분리하였다. 상층액을 취한 후 pellet은 상기의 방법대로 재추출하였다. 첫 번째와 두 번째 상층액을 섞은 후 최종 부피가 50mL가 되도록 D.W.를 넣었다. 각각의 천연물 유래 소재를 첨가한 실험군에 대하여 1-Dxoynojirimycin (DNJ)의 함량 변화에 대하여 알아보고자 동결 건조한 누에를 국립목포대학교 공동 실험 실습관에 의뢰하여 각각의 실험군에 대하여 1-DNJ 함량을 분석하였다. LC 분석 (Algilent 1260 series) 조건(하기의 [표 4] 참조)은 30°C에서 Symmetry R C18 3.5 m 2.1×10mm column을 사용하여 0.4mL/min의 flow rate에서 실험 물질을 10ul씩 inject 하여 실험하였다.

Column	SymmetryR C18 3.5 m 2.1x10mm
Column temperature	30℃
Flow rate	0.4 mL/min, no split
Mobile phase A	0.1% Acetic acid, DW
Mobile Phase B	0.1% Acetic acid, ACN
Injection volume	10 μL

2-4. 누에의 1- DNJ 함량 분석 결과

부화 25일째에 각각의 실험군에 대하여 상기의 방법에 따라 동결 건조된 누에를 분말화하여 1-DNJ standard solution과 sample을 3회 반복 측정한 후 평균값을 바탕으로 검량 곡선과 1-DNJ 함량 분석을 하였다. 하기의 [표 5]는 1-DNJ 함량 분석 결과를 표로 기재한 것이다.

Group	Experiments			Average(ug/mL)
	1st	2nd	3rd
Control	2.8	2.7	2.7	2.7
A	4.3	4.4	4.4	4.3
B	1.5	1.5	1.5	1.5
C	2.2	2.2	2.1	2.2
D	4.9	5.0	4.4	4.8
E	2.5	2.2	2.4	2.3

[표 5]를 참조하여 보면, 분석 결과 Control 군은 평균 2.7 ug/mL의 1-DNJ 함량을 보였다. 각 실험군과 비교해봤을 때 5%의 뽕잎 가루를 첨가한 A 군과 5%의 홍삼 추출물을 첨가한 D 군에서 1-DNJ 함량의 평균이 각각 4.3 ug/mL, 4.8ug/mL으로 Control 군의 2.7 ug/mL 보다 크게 증가한 것을 확인할 수 있었다.

반면에 오디가루를 첨가한 B 군, 복분자박을 첨가한 C 군, 효모를 첨가한 E 군에서는 Control 군 보다 1-DNJ의 함량이 다소 감소하였음을 알 수 있다.

실험예 3. 누에의 조단백질 및 조지방 분석 실험

3-1. 조단백질 및 조지방 분석 방법

각각의 천연물 유래 소재 첨가한 실험군에 대하여 조단백질 및 조지방 함량 변화에 대하여 알아보고자 동결 건조한 누에를 국립목포대학교 공동 실험 실습관에 의뢰하여 각각의 실험군에 대하여 조단백질 및 조지방 함량을 분석하였다.

누에의 일반 성분은 AOAC의 표준 분석법 (AOAC, 2000)에 준하여 분석하였다. 조단백질은 Kjeldahl 법으로 측정한 후 질소-단백질 환산계수를 이용하여 산출하였다. 조지방은 Soxhlet 추출방법으로 분석하여 3회 반복 실험한 측정치의 평균값을 백분율로 나타내었다.

3-2. 조단백질 및 조지방 분석 결과

부화 25일째에 각각의 실험군에 대하여 동결 건조된 누에를 분말화하여 조단백질과 조지방의 함량을 측정하였다. 하기의 [표 6]은 조단백질(Crude Protein) 및 조지방(Crude Lipid)의 분석 결과를 표로 기재한 것이다.

Group	Crude Protein(%)	Crude Lipid
Control	62.90	8.09
A	63.10	9.31
B	61.10	12.00
C	63.00	10.55
D	60.50	9.15
E	62.80	5.85

[표 6]을 참조하여 보면, 조단백질 함량의 경우 Control 군에서 62.9 %의 함량을 보였으며 이와 비교하였을 때 A, B, C, D 및 E 군 전체적으로 큰 변화가 나타나지는 않았음을 확인할 수 있었다. 단 뽕잎가루를 첨가한 A 군, 복분자박을 첨가한 C 군에서 조단백질 함량이 약간 증가한 경향을 보였다.

조지방 함량의 경우, Control 군의 조지방 함량은 8.09%였으며 효모를 첨가한 E 군을 제외한 모든 실험 군에서 Control 군보다 조지방의 함량이 증가한 결과를 보였다.

그 중에서도 오디가루를 첨가한 B군에서 12.00 %, 복분자박을 첨가한 C 군에서 10.55 %로 Control 군의 8.09 %에 비해 크게 증가함을 확인 할 수 있었다.

실시예 1. 기능성 곤충 사료의 제조

먼저, 누에, 반모, 백강잠, 굼벵이, 지렁이, 거머리, 지네, 전갈 및 거미 등의 곤충 자원 각각은 주식으로 하는 소재가 있으며, 이 소재를 건조사료 100중량 % 기준에서 20~30 중량%가 포함되도록 한다.

다음으로, 곤충의 기능성을 강화시키기 위한 소재로서 복분자박, 홍삼, 효모를 포함시키되 각각 건조사료 100중량 % 기준에서 0.5~10 중량% 포함되도록 한다.

여기에서, 복분자박은 미성숙 및/또는 성숙 과실을 이용하여 술, 음료, 농축액을 만들고 난 찌꺼기를 의미하는 것으로서, 술, 음료 제조 공정 이후의 부산물이거나 물 또는 주정 추출한 후의 부산물을 의미한다.

복분자박은 주로 분말의 형태로 포함되며, 이 경우에는 40 ~ 100℃의 열로 건조, 0.1∼10㎜ 크기의 분말 형태로 분쇄하여 가열교반기에 의하여 80∼200℃로 열로 3∼20분 동안 볶아 40℃ 이하에서 냉각시킨 후 사용할 수 있다.

또한 홍삼은 열수 또는 주정 추출한 후에 추출액을 분말의 형태로 가공하여 사용하거나 또는 홍삼 자체를 분쇄하여 분말로 가공하여 사용할 수도 있다. 조건에 따라서, 홍삼 대신에 홍삼박을 이용하여 분말로 가공하여 사용할 수 있다.

또한 효모(Saccharomyces cerevisae)는 5~7일 이상 자체 숙성시킨 효모 대사산물을 이용할 수 있다.

다음으로, 곤충 사료로서 첨가 가능한 영양 성분 등을 포함할 수 있는데, 일 예로, 옥수수 전분, 설탕, 탈지 콩분말, 콩기름, 콩스테롤, 무기염 혼합물, 셀루로스 분말, 아스코르빈산, 구연산, 비타민 등을 이용하여 전체 건조사료의 100중량%를 만족시킨다. 조건에 따라서, 상기 열거된 첨가 가능한 영양 성분은 첨가되지 않거나 다른 성분으로 대체될 수 있다.

실시예 2. 기능성 곤충 사료의 제조

먼저, 누에, 반모, 백강잠, 굼벵이, 지렁이, 거머리, 지네, 전갈 및 거미 등의 곤충 자원 각각이 주식으로 하는 소재를 건조사료 100중량 % 기준에서 20~30 중량%가 포함되도록 한다.

다음으로, 곤충의 기능성을 강화시키기 위한 소재로서 복분자박, 홍삼, 효모를 포함시키되 각각 건조사료 100중량 % 기준에서 0.5~10 중량% 포함되도록 한다.

또한 뽕잎 및 오디를 추가로 포함시키되 각각 건조사료 100중량 % 기준에서 0.5~10 중량% 포함되도록 한다.

복분자박, 홍삼, 효모는 실시예 1의 경우와 동일하게 가공하여 사용할 수 있으며, 뽕잎은 분말의 형태로 사용될 경우에는 뽕잎을 세척 후 -40℃에서 4시간 동안 급속냉동 후, 24시간 진공 동결 건조하고 입자의 크기가 120메시가 되도록 분쇄하여 사용할 수 있다.

또한 오디는 분말의 형태로 사용될 경우, 열매를 채취한 후 -20℃에서 1차 보관 후 -40℃에서 4시간 이상 급속냉동 후, 24시간 진공 동결 건조하고 입자의 크기를 120메시로 분쇄하여 사용할 수 있다.

다음으로, 곤충 사료로서 첨가 가능한 영양 성분 등을 포함할 수 있는데, 일 예로, 옥수수 전분, 설탕, 탈지 콩분말, 콩기름, 콩스테롤, 무기염 혼합물, 셀루로스 분말, 아스코르빈산, 구연산, 비타민 등을 이용하여 전체 건조사료의 100중량%를 만족시킨다. 조건에 따라서, 상기 열거된 첨가 가능한 영양 성분은 첨가되지 않거나 다른 성분으로 대체될 수 있다.

Claims (6)

1. 곤충을 사육하기 위한 건조사료 100 중량% 대비,
   복분자박 분말, 홍삼 분말, 효모 분말이 각각 0.5~10 중량% 함유되는 것을 특징으로 하는 곤충 사료.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   뽕잎 분말, 오디 분말이 각각 0.5~10 중량% 씩 추가로 함유되는 것을 특징으로 하는 곤충 사료.
   
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
   상기 사료가 누에에 적용되었을 경우에 누에의 1-deoxynojirimycin(1-DNJ)함량을 증가시키는 것을 특징으로 하는 곤충 사료.
   
4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
   상기 사료가 누에에 적용되었을 경우에 누에 숨문의 크기를 증가시키는 것을 특징으로 하는 곤충 사료.
   
5. 청구항 1 또는 청구항 2에 기재된 곤충 사료로 사육한 누에에서 추출한 혈당 강하제.
   
6. 청구항 1 또는 청구항 2에 기재된 곤충 사료로 사육한 누에를 이용한 건강기능식품.

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