Evaluation of Sprouted Barley as a Nutritive Feed Additive for Protaetia brevitarsis and Its Antibacterial Action against Serratia marcescens

송명하,김낭희,박관호,김은선,김용순 한국생명과학회 2021 생명과학회지 Vol.31 No.5

Interest in edible insects such as Protaetia brevitarsis has increased rapidly, and several insect producers use these insects in industrialized mass production. However, mass rearing of insects can cause insect diseases. Sprouted barley is a valuable source of nutrients and has antioxidant, antimicrobial, anti-inflammatory, and anti-cancer effects. This study was conducted to investigate the effect of sprouted barley as a feed additive for producing healthy P. brevitarsis larvae. P. brevitarsis larvae were fed feeds with or without sprouted barley, and their body weight and larval period wewe checked weekly. To confirm the antibacterial effects of sprouted barley, in vitro bioassays were performed by counting Serratia marcescens colonies, and in vivo bioassays were performed by determining the survival rate and body weights of the S. marcescens-infected larvae. Larvae fed different feeds were analyzed for their nutrient compositions (i.e., such as proximate composition, minerals, amino acids, and heavy metals). Larvae fed 5% and 10% sprouted barley had maximum weight increases of 19.2% and 23.1%, respectively. Both treatment groups had significantly shorter larval periods than those of the control group. Sprouted barley markedly inhibited the growth of entomopathogenic S. marcescens. Furthermore, larvae fed sprouted barley exhibited higher Cu, Zn, and K levels. Seventeen amino acids were present in larvae fed sprouted barley, of which, tyrosine and glutamic acid were predominant. No heavy metals were detected in any of the investigated groups. Therefore, sprouted barley may be a suitable feed additive for producing high-quality P. brevitarsis larvae.

Twenty-eight-day repeated inhalation toxicity study of dodecylguanidine hydrochloride in rats

송명하,김혜원,임연미,임성광,최주형,최영은,이지영,왕승준 환경독성보건학회 2022 한국독성학회 심포지움 및 학술발표회 Vol.2022 No.5

Acute and 28-day repeated inhalation toxicity study of Stearyl trimethly ammonium chloride in Sprague-Dawlye rats

송명하,임성광,김혜원,이지영,왕승준 환경독성보건학회 2022 한국독성학회 심포지움 및 학술발표회 Vol.2022 No.10

Effect of different diets on growth and development of the twospotted cricket, Gryllus bimaculatus (Orthoptera: Gryllidae)

송명하,한문희,곽규원,이석현,김은선,박관호,김원태,최지영 한국잠사학회 2016 International Journal of Industrial Entomology Vol.33 No.2

Many insects have gained increasing attention as an alternative protein for humans. Among those, the two-spotted cricket, Gryllus bimaculatus (Orthoptera: Gryllidae), was recently approved as a general food ingredient by the Korean Ministry of Food and Drug Safety. For industrial utilization of G. bimaculatus , mass rearing techniques and production system should be standardized first. In this study, we investigated the effects of five different feeds on the growth and development of G. bimaculatus . Feed is the one of the key factors that has considerable effects on rearing insects. With five different kinds of feed on 1st, 3rd, and 5th instar nymphs, the change of survival rate, body weight were monitored up to eight wk after hatching. We concluded that 50% of soybean flour, 20% of corn powder, 10% of rice bran, 9% of milk serum, 10% of rice flour, 0.5% of microorganisms, and 0.5% of multivitamins and minerals (diet C) was the best mix for promoting growth and development of 3rd instar nymphs compared to the control diet.

식용곤충 사육 선도농가 실태 조사

송명하(Myung-Ha Song),한문희(Moon-Hee Han),이석현(Seokhyun Lee),김은선(Eun-Sun Kim),박관호(Kwan-Ho Park),김원태(Won-Tae Kim),최지영(Ji-Young Choi) 한국생명과학회 2017 생명과학회지 Vol.27 No.6

최근 쌍별귀뚜라미와 갈색거저리, 흰점박이꽃무지 및 장수풍뎅이의 유충이 식품의약품안전처에서 정한 식품공전에 등록되어 일반식품원료로 인정되면서 식용곤충에 대한 관심이 높아짐에 따라 안전한 사육기술의 개발 및 표준화에 관한 연구가 요구되고 있다. 본 조사는 대표적인 식용곤충종인 흰점박이꽃무지, 장수풍뎅이, 그리고 갈색거저리를 대량사육하는 선도농가에 대한 현장조사 결과로, 흰점박이꽃무지와 장수풍뎅이는 참나무톱밥을 기본 먹이원으로 사용하고 갈색거저리는 밀기울을 기본 먹이원으로 사용하며, 각 곤충별로 추가되는 첨가물의 조성, 발효법, 먹이원의 공급시기, 사육조건, 출하 전까지의 유충 발육기간 등의 전반적인 생육조건들은 농가별로 상이하였다. 단지, 식용곤충별 유충의 무게는 사육밀도가 낮으며 출하 전까지 유충의 사육기간이 긴 경우 가장 무거운 것으로 조사되었다. 또한 식용곤충별로 48시간 절식 후 중금속 함량 분석 결과, 모든 곤충종에 있어 납과 카드뮴, 또는 비소의 함량이 식품의약품안전처에서 제시한 일반식품허용기준 이하의 수준이거나 검출되지 않았다. 따라서 조사 결과들을 바탕으로 흰점박이꽃무지, 장수풍뎅이, 그리고 갈색거저리의 사육조건과 먹이원, 사육방법 등을 표준화함으로써 양질의 균일한 곤충을 생산하고, 출하 전 48시간 이상의 절식 조건을 준수하여 중금속으로부터 안전성을 확보함으로써 식·약용 소재로의 활용 가능성이 매우 높을 것으로 기대된다. Insects and their extract have been traditionally used as medicinal resources in Asia. Recently, Gryllus bimaculatus and the larva of Tenebrio molitor, Protaetia brevitarsis, and Allomyrina dichotoma were enlisted as general food ingredients by Korean Ministry of Food and Drug Safety. As the interest in these insects is growing, the detailed investigation is needed for the standardization of suitable and safe rearing techniques. This survey was conducted via personal interviews about edible insect rearing farms in Korea. The basic feed is fermented oak sawdust for P. brevitarsis and A. dichotoma and wheat bran for T. molitor. The various feed additives are blended with each farm’s own recipes. The overall growth condition, including sawdust fermentation method, feeding period, and rearing density, varies among the investigated farms. It seems that weight of last instar larva was correlated with the rearing density and duration of the larval period. The heavy metal contents were analyzed after 48 hour starvation and they were very small amount or not detected in investigated insects. We believe that the present data will contribute to develop and standardize the safe rearing techniques of edible insects in Korea.

가축사료를 첨가한 먹이원의 급여가 부식성 식용곤충의 생육에 미치는 영향

송명하(Myung-Ha Song),이희삼(Heui-Sam Lee),박관호(Kwanho Park) 한국생명과학회 2018 생명과학회지 Vol.28 No.5

곤충은 식량·기능성 소재·농업자재 등 미래의 농업자원으로 유망하며, 지속적인 시장성장이 예상되고 있다. 또한 갈색거저리 유충, 쌍별귀뚜라미, 흰점박이꽃무지 및 장수풍뎅이의 유충이 일반식품원료로 인정됨에 따라 식용곤충에 대한 관심이 높아지고, 이에 대량생산을 위한 사육기술의 표준화 및 먹이원 개발에 관한 연구가 요구되고 있다. 본 연구는 흰점박이꽃무지와 장수풍뎅이 유충의 발육촉진 효과를 확인하기 위해 애견사료 및 양돈사료와 같은 시판 중인 가축사료와 밀기울을 첨가한 발효톱밥을 이용하였다. 밀기울 첨가 처리구는 흰점박이꽃무지와 장수풍뎅이의 생존율과 증체율이 현저히 낮은 수준으로 곤충 먹이원의 소재로 사용되기에 부적합한 발육양상을 보였다. 애견사료 및 양돈사료를 첨가한 먹이원을 급여하였을 때 흰점박이꽃무지와 장수풍뎅이 모두에서 유충의 생존율 및 증체율이 높고 유충기간이 단축되는 것으로 나타났다. 특히, 애견사료 5% 첨가 조건에서 흰점박이꽃무지 유충의 증체율은 초기 무게와 대비하여 179.2%로 가장 높았고, 장수풍뎅이 유충의 증체율은 애견사료 2.5% 첨가 조건에서 299.9%로 가장 높았다. 또한, 애견사료 2.5% 첨가 사료를 급여했을 때 흰점박이꽃무지와 장수풍뎅이의 유충기간은 약 67일과 116일로 기본 발효톱밥을 급여한 대조구에 비해 40일 이상 짧게 조사되었다. 따라서 가축사료는 부식성 식용곤충에 우수한 발육 효과를 나타내는 곤충 먹이원의 소재로서 활용될 수 있을 것으로 기대된다. The insect industry is a promising agricultural resource and expected to grow steadily. In Korea, Gryllus bimaculatus and the larvae of Tenebrio molior, Protaetia brevitarsis, and Allomyrina dichotoma were listed as general food ingredients. As interest in these edible insects increases, rearing techniques and nutritious food sources are needed for mass production. In this study, wheat bran, dog feed, and pig feed were investigated for their effects on the larval growth of P. brevitarsis and A. dichotoma. When fermented sawdust with 30% wheat bran was used, the larval survival rate of P. brevitarsis and A. dichotoma (p=0.244341 and p=0.007966, respectively) and growth rate (p=0.001400 and p=0.000051, respectively) were significantly lower than those of the control (fermented sawdust with no supplement). Therefore, fermented sawdust with a high density of wheat bran was inappropriate for both insects. When fed fermented sawdust with 2.5 or 5% of dog and pig feed, the survival rate and growth rate of the larvae were higher than those of the control. Interestingly, the maximum larval weight with 2.5% dog feed was increased by 3.35±0.10 g and 32.59±0.79 g for P. brevitarsis and A. dichotoma, respectively. In addition, the larval period of both was shorter than that of the control by 40 days or more. Therefore, it is considered that animal feed can be used as a feed source for these edible insects.

Effect of Chlorella Supplementation on Survival and Larval Growth of the Edible Beetles, Protaetia brevitarsis and Allomyrina dichotoma

Myung-Ha Song(송명하),Kwanho Park(박관호),Eunsun Kim(김은선),Yongsoon Kim(김용순) 한국생명과학회 2019 생명과학회지 Vol.29 No.9

국제연합식량농업기구(FAO)의 보고에 따르면, 미래의 식량문제 해결 방안으로 식용곤충을 지목하였다. 식용곤충은 단백질을 비롯한 무기질과 비타민 등의 함량이 풍부하여 영양학적 가치가 높은 것으로 평가된다. 따라서 국내 곤충산업의 확대를 위해서는 안정적인 대량사육 시스템의 개발과 안전한 식용곤충 전용 사료의 개발 등에 대한 연구가 요구된다. 본 연구에서는 액상과 분말 클로렐라를 식용곤충종인 흰점박이꽃무지와 장수풍뎅이의 사료 첨가제로 이용하여 각 유충의 생육에 미치는 효과를 분석하였다. 두 곤충 모두에서 클로렐라 액상과 분말을 첨가했을 때 유충의 생존율이 대조구보다 높았다(흰점박이꽃무지; p>0.05, 장수풍뎅이; p<0.05). 클로렐라 분말을 첨가한 사료를 급여했을 때 흰점박이꽃무지와 장수풍뎅이 유충의 3령 기간이 각각 최대 24일(p<0.05)과 19일(p<0.05) 단축되어 곤충 사육농가의 노동력 절감 효과를 기대할 수 있을 것으로 생각된다. 또한, 장수풍뎅이는 주로 학습애완용으로 판매되는 것에 비해 식용 소재로 활발히 활용되고 있는 흰점박이꽃무지 실험구에 대하여 영양성분 분석을 실시하였다. 그 결과, 클로렐라 액상 및 분말 첨가 처리구에서 수분, 조단백질, 조섬유 및 구리, 아연, 마그네슘과 같은 무기질의 함량이 높았고, 납과 카드뮴, 수은 및 비소 등 중금속은 모든 실험구에서 검출되지 않았다. 이러한 연구결과를 바탕으로 흰점박이꽃무지와 장수풍뎅이 사육 시 사료 첨가제로서 클로렐라가 활용될 수 있을 것으로 기대된다. Edible insects are reported to be rich in protein, minerals and vitamins, and much attention has been paid to them as a future food source. In Korea, they were massively reared and sold. In order to enhance the market value of edible insects for industrialized mass production, it is important to develop the safe and nutritious feed sources for rearing them are needed. In this study, a chlorella-free control feed (Exp1) and six experimental feeds supplemented with 0.5~2.0% liquid or powder types of chlorella were formulated. Protaetia brevitarsis and Allomyrina dichotoma, registered as food ingredients in Korea, were fed with the designed feeds and parameters of growth including larval survivorship, larval body weight, and larval period were analyzed. When chlorella added, larval survivorship was increased 2~13%(p>0.05) and 9~22%(p<0.05) in each beetle compared to the control. Interestingly, the larval period of chlorella powder-added groups was shortened by 24 days (Exp3, p<0.05) in P. brevitarsis and 19 days (Exp4, p<0.01) in A. dichotoma. Meanwhile, some parameters, crude protein, crude fiber, copper, zinc, potassium, magnesium, and phosphorous, in chlorella-added groups of P. brevitarsis were also higher than the control group. Therefore, chlorella could promote the larval growth performance of these two beetles and be used as a feed additive in rearing them.

Brewers’ Dried Grain as a Feed Additive for the Korean Rhinoceros Beetle, Allomyrina dichotoma

Myung-Ha Song(송명하),Heui-Sam Lee(이희삼),Kwanho Park(박관호) 한국생명과학회 2018 생명과학회지 Vol.28 No.12

장수풍뎅이 유충은 쌍별귀뚜라미와 갈색거저리 및 흰점박이꽃무지 유충과 함께 국내 식품의약품안전처의 식품공전에 일반식품원료로 등록되었다. 이에 곤충에 대한 종합적인 관리 시스템 개발이 요구되고, 이와 함께 양질의 곤충을 대량생산하기 위한 위생적이고 안전한 식용곤충 전용 먹이원 개발 등과 관련된 연구를 지속적으로 수행할 필요가 있다. 식품가공 부산물은 단백질, 지질, 무기질 및 기타 여러 가지 생리활성 물질을 함유하고 있어 가축등 동물 사료의 대체 에너지원으로 활용되고 있다. 따라서 본 연구에서는 감귤박, 비지박, 대두박, 맥주박 등 4종의 식품가공 부산물을 첨가한 먹이원 급여에 따른 장수풍뎅이 유충에 미치는 효과를 비교하였다. 장수풍뎅이 3령유충에 10% 맥주박을 첨가한 먹이원을 급여했을 때 가장 높은 생존율을 보였고, 유충의 무게 또한 대조구 대비 약 26% 증가된 것으로 나타났다. 유충기간에 있어서도 10% 맥주박을 첨가했을 때 약 120일로 대조구보다 28일 이상 단축되는 것을 확인하였다. 뿐만 아니라 10% 맥주박 첨가 실험구의 용무게와 용화율이 가장 높게 나타나는 것으로 보아 맥주박이 장수풍뎅이 사육용 사료 소재로서 충분히 활용될 가치가 있을 것으로 생각된다. 더불어 맥주박은 시중에서 쉽고 저렴하게 구매할 수 있어 곤충사육 농가에서 손쉽게 활용할 수 있으며, 식품가공 부산물을 친환경적으로 처리하고 식용곤충을 안전하고 경제적으로 사육하는 데 도움이 될 것으로 기대된다. Edible insects have recently been increasingly promoted as a source of protein. As the number of farms rearing these insect increases, it is important to develop safe and nutritious feed sources to improve their commercial quality. The aim of the current study was to determine the effect of food by-products as feed supplements for the Korean rhinoceros beetle, Allomyrina dichotoma, which has been registered as a general food ingredient in Korea. We compared the effects of waste citrus peel, soybean curd cake, soybean oil meal, and brewers’ dried grain on the growth of third instar larvae of A. dichotoma. Groups of larvae were fed with fermented sawdust and nine different combinations of the above by-products and the effects on their growth were measured until pupation. The highest survival rate was with feed supplemented with 10% brewers’ dried grain (66.7%, p<0.05), and these larvae were also 26% heavier (p<0.05) than the control group that received no supplementation. In the 10% brewers’ dried grain group, the larval period of third instar was shortened by almost 28 days (p<0.01) compared to the control group. Of all the groups, only that which was fed the brewers’ dried grain supplement showed more than a 90% pupation rate (p<0.05). Therefore, brewers’ dried grain may be useful as a source of feed for A. dichotoma.

Growth Performance and Nutrient Composition in the White-spotted Flower Chafer, Protaetia brevitarsis (Coleoptera: Scarabaeidae) Fed Agricultural By-product, Soybean Curd Cake

Myung-Ha Song(송명하),Moon-Hee Han(한문희),Seokhyun Lee(이석현),Eun-Sun Kim(김은선),Kwan-Ho Park(박관호),Won-Tae Kim(김원태),Ji-Young Choi(최지영) 한국생명과학회 2017 생명과학회지 Vol.27 No.10

세계적으로 곤충시장이 매년 성장하는 가운데 우리나라에서도 곤충산업이 미래 유망 산업으로 주목 받고 있다. 뿐만 아니라, 최근 갈색거저리와 쌍별귀뚜라미, 흰점박이꽃무지 및 장수풍뎅이가 일반식품원료로 등록됨에 따라 식용곤충에 대한 관심이 늘고 곤충의 대량사육이 전국적으로 이루어지고 있다. 이에 안전하고 고영양성분이 포함된 식용곤충 전용 먹이원 개발 연구가 필요하다. 최근 들어 각종 부존자원의 사료화는 부존자원의 활용, 사료비 절감, 환경보존 등의 효과를 거두고 있는 것으로 나타나고 있다. 따라서 식용곤충으로 많이 사육되고 있는 흰점박이꽃무지의 생육을 촉진하면서 경제적이고 안정적인 사육을 도모하기 위해 감귤박, 비지박, 대두박, 맥주박 등 4종의 부존자원을 이용하여 효과를 조사하였다. 10% 비지박을 급여한 유충의 무게가 대조구 대비 약 3.5배 증가하였고, 유충기간 또한 40% 이상 단축되었다. 또한, 10% 비지박 첨가 실험구에서 일반조성분과 미네랄 및 아미노산의 함량이 전체적으로 높은 것으로 나타났다. 중금속 함량 분석 결과, 납과 카드뮴 및 비소는 모든 실험구에서 검출되지 않았다. 본 연구결과는 흰점박이꽃무지 유충의 생육 촉진 효과를 가지는 비지박이 곤충 먹이원의 소재로 활용될 수 있음을 보여준다. Insects are gaining recognition as an alternative source of protein. As a result, more and more domestic farms have begun mass rearing of edible insects. In order to produce high quality insects, studies on the development of safe and nutritious feed sources are needed. Given the cost of rearing insects, agricultural and industrial by-products are good sources for feed. The efficient utilization of these by-products can help in reducing the cost of production and preventing environmental pollution. In the current study, Citrus unshiu peel (CP), soybean curd cake (SCC), soybean oil meal (SOM), and brewers dried grain (BDG) were investigated for their effects on larval growth and development of Protaetia brevitarsis. Interestingly, the feed with 10% SCC increased larval weight by 3.5 times. For the larval period, the group of 10% SCC was significantly shorter than the control. Furthermore, minerals such as Zn, Ca, K, Mg, Na, and P were recorded to be high in 10% SCC. A total of 17 amino acids were present in 10% SCC, of which tyrosine and arginine were predominant. The heavy metal contents were very small amounts or not detected in any of the investigated groups. These findings provided a scientific basis for the utilization of soybean curd cake as a nutritional feed source to promote larval growth and produce quality insects.

흰점박이꽃무지에 발생하는 병원성 곰팡이 Metarhizium anisopliae에 대한 옻나무 추출액의 항진균 효과

김낭희,송명하,김은선,김용순,박관호,김선영,Kim, Nang-Hee,Song, Myung-Ha,Kim, Eunsun,Kim, Yongsoon,Park, Kwan-Ho,Kim, Sunyoung 한국하천호수학회 2020 생태와 환경 Vol.53 No.4

흰점박이꽃무지(Protaetia brevitarsis) 유충은 동아시아에서 식용 및 약용으로 널리 사용되고 있다. 흰점박이꽃무지 수요 증가로 인해 유충의 대량 사육 방법이 필요하지만 좁은 공간에서 대량으로 유충을 사육할 경우 곤충 병원성 질병 감염에 취약해진다. Metarhizium anisopliae는 흰점박이꽃무지 유충에 치명적인 곤충 병원성 곰팡이 중 하나이다. 이를 저해하기 위해 항진균 성분이 함유된 옻나무(Rhus verniciflua Stokes) 추출액을 첨가하였고, 연구 결과 1% 옻나무 추출액을 첨가한 경우 녹강균에 의한 유충의 치사율이 유의미하게 낮았다. 또한 일반톱밥을 급여한 대조구에 비해 옻나무 추출액 처리구에서 유충의 무게가 더 무거웠고 유충 기간이 짧아지는 것을 확인하였다. 따라서 이 연구를 통해 곤충 병원성 곰팡이에 대한 옻나무 추출액의 항진균 효과를 확인할 수 있었으며 흰점박이꽃무지 유충 사육 시 옻나무 추출액을 첨가하여 급여한다면 병원성 곰팡이에 의한 유충의 치사율을 낮추고 증체량을 높이는 데 효과가 있을 것이다. The white-spotted flower chafer (Protaetia brevitarsis) larva is one of the insects widely-used for edible and medicinal purposes in Eastern Asia. As a result of increasing demand for P. brevitarsis, massrearing systems in domestic farms have become necessary. However, the mass-rearing of larvae under confined rearing conditions could provide conditions unsuitable for preventing entomopathogenic diseases. Metarhizium anisopliae is the strongest fatal entomopathogenic fungus against P. brevitarsis. For inhibition of M. anisopliae, we used a Rhus verniciflua Stokes extract that has antifungal components. We investigated the inhibitory effect of the R. verniciflua extract at 1%, 5%, and 10% concentrations. The results showed that a 1% R. verniciflua extract added to sawdust produced a significantly low P. brevitarsis mortality rate. Moreover, extract-treated groups were heavier and had a shorter larval period than those of the untreated group. Consequently, we suggest that using an R. verniciflua extract can reduce the P. brevitarsis fatality rate from entomopathogenic fungi (e.g. M. anisopliae), resulting in more effective mass-rearing systems for P. brevitarsis.