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년 월 2017 2 석사학위 논문

벼메뚜기 사육용 먹이선발과 연중사육에 관한 연구

Studies on proper feed selection and year-round rearing of rice grasshopper, Oxya chinensis sinuosa Mistshenko

조선대학교 대학원

생 명 과 학 과

강 성 주

20 17 년 월2 석 사 학 위 논 문

벼 메 뚜 기

사 육 용 먹 이 선 발 과 연 중 사 육 에

관 한

연 구

강

성

주

벼메뚜기 사육용 먹이선발과 연중사육에 관한 연구

Studies on proper feed selection and year-round rearing of rice grasshopper, Oxya chinensis sinuosa Mistshenko

년 월 일

2017 2 24

조선대학교 대학원

생 명 과 학 과

강 성 주

벼메뚜기 사육용 먹이선발과 연중사육에 관한 연구

Studies on proper feed selection and year-round rearing of rice grasshopper, Oxya chinensis sinuosa Mistshenko

지도교수 박 현 용

이 논문을 이학 석사 학위신청 논문으로 제출함

년 월

2016 10

조선대학교 대학원

생 명 과 학 과

목 차

ABSTRACT

제 장 서론 1 ··· 1

제 장 재료 및 방법 2 ··· 4

제 절 벼메뚜기 사육에 적합한 먹이의 선발 1 ··· 4

실험 벼메뚜기 1. ··· 4

벼과작물 먹이의 선발 2. ··· 5

인공사료 급여시기와 재료선발 3. ··· 5

우량난괴 확보에 적합한 보조사료의 선발 4. ··· 6

발육단계별 먹이량 및 소화율 구명 5. ··· 6

통계처리 6. ··· 6

제 절 벼메뚜기 연중 사육기술 개발 2 ··· 7

조기부화 및 장기간 저장방법의 개발 1. ··· 7

가 난 보호기간에 따른 부화율의 변화 . ··· 7

나 저온 저장기간에 따른 부화율의 변화 . ··· 7

다 난괴의 저장기간에 따른 부화율 . ··· 8

라 온 . ・ 습도가 부화에 미치는 영향 ··· 8

사육환경이 발육에 미치는 영향 2. ··· 9

연중생산을 위한 사육모델 연구 3. ··· 10

수확시기 설정 및 방법 4. ··· 10

가 적합한 수확시기 조사 . ··· 10

제 절 벼메뚜기의 성분분석 3 ··· 12

건조방법에 따른 화학적 특성조사 1. ··· 12

가 수분 . ··· 12

나 조단백질 . ··· 12

다 조지방 . ··· 13

라 조회분 . ··· 13

마 무기성분 . ··· 14

바 아미노산 . ··· 15

사 지방산 . ··· 16

기능성 성분분석 2. ··· 17

가 테스토스테론 . ··· 17

나 에스트로겐류 . ··· 18

다 아르기닌 . ··· 18

라 키틴 . ··· 19

제 장 결과 및 고찰 3 ··· 20

제 절 벼메뚜기 사육에 적합한 먹이선발 1 ··· 20

벼과작물 먹이의 선발 1. ··· 20

인공사료 개발 2. ··· 24

우량난괴 확보에 적합한 보조사료의 선발 3. ··· 27

발육단계별 먹이량 및 소화율 구명 4. ··· 31

제 절 벼메뚜기 연중 사육기술 개발 2 ··· 32

조기부화 및 장기간 저장방법의 개발 1. ··· 32

가 난 보호기간에 따른 부화율의 변화 . ··· 32

나 저온 저장기간에 따른 부화율의 변화 . ··· 33

다 난괴의 저장기간에 따른 부화율 . ··· 35

사육환경이 발육에 미치는 영향

2. ··· 39

가 사육밀도 . ··· 39

나 사육온도 . ··· 43

다 일장시간 . ··· 45

연중생산을 위한 사육모델 연구 3. ··· 47

수확시기의 설정 및 방법 4. ··· 54

가 적합한 수확시기 조사 . ··· 54

나 수확 전 적합한 절식시간 측정 . ··· 59

다 수확방법 . ··· 60

제 절 벼메뚜기의 성분분석 3 ··· 63

건조방법에 따른 화학적 특성조사 1. ··· 63

가 일반성분 분석 . ··· 64

나 무기성분 분석 . ··· 65

다 아미노산 분석 . ··· 66

라 지방산 분석 . ··· 69

기능성 성분분석 2. ··· 70

가 테스토스테론 . ··· 70

나 에스트로겐류 . ··· 70

다 아르기닌 . ··· 71

라 키틴 . ··· 72

제 장 결과요약 4 ··· 73

참고문헌 ··· 74

표 목 차

Table 1. 무기성분 분석조건 ··· 14 아미노산 분석조건

Table 2. ··· 15 지방산 분석조건

Table 3. ··· 16 테스토스테론 분석조건

Table 4. ··· 17 에스트로겐 분석조건

Table 5. ··· 18 아르기닌 분석조건

Table 6. ··· 19 겨울작물 급이에 따른 성충의 발육량

Table 7. ··· 20

겨울작물 생엽의 값 비교

Table 8. SPAD ··· 21 겨울작물의 건조방법별 영양성분 분석결과

Table 9. ··· 22

발육단계별 먹이식물 선호성

Table 10. ··· 23

먹이식물 식흔부위의 값 비교

Table 11. SPAD ··· 24 부화후 미급이시 경과기간별 폐사율

Table 12. ··· 24 수박껍질 급이 부화약충의 경과일수에 따른 발육

Table 13. ··· 25

탄수화물 단백질원 급이에 따른 생존율

Table 14. + ··· 26

탄수화물 보조사료 성분분석 결과

Table 15. ··· 28 통곡실분 탄수화물 급이에 따른 산란횟수 및 성충수명

Table 16. ( ) ··· 29

단백질 급이에 따른 산란횟수 및 성충수명

Table 17. ··· 30

산란 후 난 보호기간에 따른 부화율

Table 18. ··· 32 저온저장 미처리 난괴의 부화율

Table 19. ··· 33 저온처리 경과일수에 따른 부화율

Table 20. ··· 34 벼메뚜기 난괴 저온 저장기간별 부화율

Table 21. ··· 35

벼메뚜기 난괴 저장온도 및 저장기간별 부화소요일

Table 22. ··· 36

온도 처리에 따른 부화율

Table 23. ··· 37 습도처리에 따른 부화율

Table 24. ··· 38 벼메뚜기 사육밀도별 발육량

Table 25. ··· 39

벼메뚜기 사육온도별 발육량

Table 27. ··· 43 벼메뚜기 사육온도별 탈피 및 약충기간

Table 28. ··· 44

벼메뚜기 일장시간별 탈피 및 약충기간

Table 29. ··· 45

벼메뚜기 사육모델별 발육량

Table 30. ··· 49 벼메뚜기 사육모델별 첫 교미 및 산란까지 소요일수

Table 31. ··· 50

벼메뚜기 사육모델별 약충기간 및 식용출하 소요일

Table 32. ··· 51

벼메뚜기 연중 사육모델별 암컷 성충의 발육

Table 33. ··· 52

벼메뚜기 우화 후 경과일수에 따른 수컷의 발육양상

Table 34. ··· 54

벼메뚜기 우화 후 경과일수에 따른 암컷의 발육양상

Table 35. ··· 55

벼메뚜기 수확시기별 일반성분 함량

Table 36. ··· 56 벼메뚜기 수확시기별 무기성분 함량

Table 37. ··· 56 벼메뚜기 수확시기별 아미노산 함량

Table 38. ··· 57 벼메뚜기의 건조방법에 따른 수분 함량의 변화

Table 39. ··· 63

벼메뚜기의 일반성분 함량

Table 40. ··· 64 벼메뚜기의 무기성분 함량

Table 41. ··· 65 벼메뚜기 암컷의 아미노산 함량

Table 42. ··· 67 벼메뚜기 수컷의 아미노산 함량

Table 43. ··· 68 벼메뚜기의 지방산 함량

Table 44. ··· 69 벼메뚜기의 테스토스테론 함량

Table 45. ··· 70

벼메뚜기의 에스트로겐류 함량

Table 46. (estradiol) ··· 71 벼메뚜기의 아르기닌 함량

Table 47. ··· 71 벼메뚜기의 키틴 함량

Table 48. ··· 72

그 림 목 차

벼메뚜기의

Fig. 1. life cycle ··· 4

벼메뚜기 발육단계별 수당 일 먹이량 및 소화율

Fig. 2. 1 1 ··· 31

산란 후 난 보호기간에 따른 난괴의 형태

Fig. 3. ··· 33

우화시부터 경과일별 성충비율

Fig. 4. ··· 41 밀도별 경과일별 생존율

Fig. 5. ··· 41 벼메뚜기 밀도별 생존율

Fig. 6. ··· 42 벼메뚜기 밀도별 산란난괴수

Fig. 7. ··· 42 벼메뚜기 일장처리별 성충비율과 생존율

Fig. 8. ··· 46

벼메뚜기 일장처리별 암컷 수당 산란 난괴수

Fig. 9. 1 ··· 46

벼메뚜기 사육모델별 사육온도 환경

Fig. 10. ··· 47 벼메뚜기 사육모델별 부화약충 입식 및 첫 산란기

Fig. 11. ··· 48

벼메뚜기 사육방법별 연중사육 체계도

Fig. 12. ··· 53 벼메뚜기 절식시간별 폐사율

Fig. 13. ··· 59 저온 경과시간별 수컷의 미동비율

Fig. 14. ··· 60 저온 경과시간별 암컷의 미동비율

Fig. 15. ··· 60 시 이후 비닐하우스 내 온도변화

Fig. 16. 20 ··· 61 야간 비닐하우스내 수확비율

Fig. 17. ··· 61 야간 광원별 벼메뚜기 성충의 유인비율

Fig. 18. ··· 62

A B S T R A C T

Studies on proper feed selection and year-round rearing of rice grasshopper, Oxya chinensis sinuosa Mistshenko

This study was performed to select proper feed of rice grass- hopper for artificial culture and to develop a year-round rearing method of them. Feed selection tests showed that 1 to 3 stadium nymphs favor wheats while 4 stadium nymphs and adults do F1 hybrid sorghum and maize leaves. In the experiment for the development of artificial feed for adults after emergence, feeding of mixed powder of rice, wheat, and maize grains together with fresh leaves exhibited the most effective production of 1~2 more egg messes and extended life span of 2~6 more days. The stage- specific feed amount of 3 and 4 stadium nymphs showed increase of 0.14 g and 0.32 g, respectively wheres the feed amount of adults increased rapidly but the digestion rate decreased.

The most efficient hatching condition for the year-round rearing leading to 92.8% hatching rate, the highest survival rate, and 115 days reduction in hatching period compared with natural hatching condition was developed as follows. The egg messes produced at the current year were induced to hatch at 28~32 ℃ after incubation for 10 days of protection period at 25 ℃ and 50 days of low- temperature period. The egg masses stored at 8 ℃ showed 82%

hatching rate for 355 days after oviposition. For the year-round

growth condition, the optimal feeding density was maintained as

500~1100 insects/m

²

until emergence period with little changes while

temperature was 28~32 ℃ in which insects developed the highest fresh weight and reduced the nymph period by 25~58 days compared to below-20 ℃ -conditions. The treatment of 10~12 hour of day length resulted in the 2 days reduction in nymph stage and 2 times increase of oviposition. For the year-round rearing model of rice grasshopper, a field rearing required 101.2 days for the yield once for a year, a glass greenhouse rearing did 83.8 days twice for a year and an indoor rearing did 64.3~65.1 days four times for a year with 78.2~79.8% survival rate. The optimal harvesting period was 25 day-after-emergence when insects exhibited the highest fresh weight and ideal body composition contents. The proper fasting time of insects was 36~48 hours before the harvesting for food. The most suitable harvest condition was lowering the temperature to 10 ℃ and incubated for 3~4 hours in the indoor rearing or around 5~6 a,m. before the dawn reaching at the lowest temperature in the vinyl-house condition. The composition of nutrient varied little regardless of the drying methods after harvests but the micro-components such as iron and magnesium showed 2~3 times differences.

Kang sungju

Advisor : Prof. Park hyunyong, Ph.D.

Department of Life Science

제 장 서 론 1

우리벼메뚜기(

Oxya chinensys sinuosa

Mistshenko)는 분류학적으로 메뚜기목

메뚜기과 벼메뚜기속

(Orthoptera), (Acrididae), (

Oxya

)이며 한국 고유아종으로서 원아종은

chinensys chinensys

이다 김태우( , 2013). 벼메뚜기는 작물에 피해를 주는 해충으로 인식하고 있지만 예로부터 단백질 보충을 위하여 농촌 들녘에서 채집하여 튀기거나 볶음요리 식품으로 이용해 왔다 또한. , 1969년에 50 , 1973 에톤 년 톤의 벼메뚜기를 일본에 수출한 예도 있다 그러나 년대 중반에 쌀 자급

20 . , 1970

자족 정책에 따라 일반계 벼가 통일계 다수확 벼로 대체되고 살충 농약 사용량이 많아지면서 벼메뚜기 개체가 크게 감소되었다. 1990년대 부터 소득 향상과 함께 건강 먹거리에 대한 관심이 부각되면서 농약사용이 억제되는 친환경 농업이 증대 되고 일반계 벼가 재배되면서 다시 벼메뚜기의 개체수는 점차 증가하기 시작했다.

2000년대에 접어들어 메뚜기 수요가 많아지면서 중국으로부터 2006년에 약 90 ,톤 년에 톤의 냉동 또는 건조메뚜기를 수입해 식품의약품안정청

2007 19 ( , 2007, 2008)

시중에 유통되었다 이 시기에 많은 양의 냉동 또는 건조 제품이 수입되었지만. 중국에서 들어 온 메뚜기는 황충(蝗虫)이라는 풀무치 종류로 벼메뚜기와 맛의 차이가 있어 그 후 수입량이 크게 줄었다 중국에서는 메뚜기를 사육하여 식용과. 사료용으로 이용하고 있는데 주로 야시장에서 꼬치구이의 식용과 파리 거저리, , 메뚜기 곤충 분말을 섞어 삼충분(三虫粉)이라는 상표로(劉玉升, 2008) 모피동물, 가축 또는 양어의 사료로 시중에 유통되고 있다.

메뚜기를 식용으로 이용한 가장 오래된 기록으로는 기원전 700년경 고대 아시리아 센나케리브(Sennacherib)왕 시대로 시종이 메뚜기를 꼬챙이에 꿰어 운반하는 부조의 모습에서 알려지게 되었다. 구약성서 레위기에도 먹을 수 있는 곤충은 메뚜기, 방아깨비, 귀뚜라미라고 기술되어 있고, 이슬람 성서인 코란에서 마호 메트가 율법에 위반되지 않고 먹을 수 있는 음식이 4종류가 있는데 죽은 동물의 간과 지라 그리고 생선과 메뚜기라고 하면서 먹었다고 한다 강필돈 등( , 2012).

아프리카에서는 옛날부터 사막비황 이주비황 붉은비황 갈색비황을 먹었고 태국의, , , , 북부 치앙마이 등에서는 풀무치 종류의 동남아 아종 등을 먹었다. 중국에서는

을 식용하고 있으며 보편적으로 먹기 시작한 시기는 당나라 때부터라

(中華蚱蜢) , 고

알려졌다 소수민족인 거라오족. (仡 族佬 )은 매년 6월 곤충 먹는 날(吃虫节)을 정해 기름에 튀긴 메뚜기 잔치를 벌였다고 보고되고 있다(劉玉升, 2008). 멕시코를 중심으로 한 라틴아메리카에서는 차풀리네(chapuline)가 가장 잘 알려진 식용 메 뚜기이며 태국에서는 메뚜기를 튀긴 딱까뗀이 유명하다 윤은영 등, ( , 2014). 우리 나라에서는 예로부터 벼메뚜기와 방아깨비가 식용으로 널리 이용되어 왔다 이와. 같이 지구상에 존재하는 메뚜기종의 약 80%는 식용으로 이용되고 있다 메뚜기. 종들 가운데 벼메뚜기를 이용한 관련제품으로는 일본에서 옛날 향수 식품으로 설탕과 간장에 절인 메뚜기 요리 이나고노츠쿠다니(いなごの佃煮)와 기름에 튀겨 간장에 양념한 이나고이리(いなご炒り) 등이 시판되고 있다. 양조기술이 발달한 일본 와카야마 지역에서는 콩을 이용해 간장을 만드는 대신 동물성 단백질인 벼 메뚜기 일부를 대체하여 발효시킨 균주에 따라 쌀누룩(米麴)균을 이용한 이나고소스

호와 장유국 균을 이용한 이나고소스 호

(いなごソ スー ) 1 (醬油麴) (いなごソース) 2 간장을 개발하여 발효 조미료로서 고가에 시판되고 있다 류시두( , 2015).

한편 국제식량농업기구, (FAO)에서는 지구 온난화와 물부족 대책 그리고 기아를, 해결할 수 있는 미래 단백질 식품원으로 곤충을 자원화 하도록 권장하고 있다.

FAO 자료에 의하면 메뚜기목 곤충은 고기 1 kg을 생산하기 위한 먹이량은 1.7 kg 으로 소의 10 kg, 돼지 5 kg, 닭 2.5 kg에 비해 상대적으로 적게 소비하고 있다. 식용 가능량의 경우 소는 생체중 1 kg당 400 g, 돼지와 닭은 550 g이나 메뚜기는 800 g으로 매우 높게 나타나고 있다(Arnold Van H. et. al., 2013). 또한 사육하는, 노동력의 강도와 자본재 투입 생산기간과 분변의 악취 환경오염 문제 사육시설, , , 면적과 인수 공통 전염병 등 여러 면에서 많은 장점을 나타내고 있다 윤은영 등( , 2014).

우리나라에서는 2010년 곤충산업화를 위한 법률이 제정되었고 농림축산식품부, 에서는 새로운 농가소득 성장 동력원으로서 제 차 곤충 산업화 정책을 추진하고2 있다 농림축산식품부( , 2016). 벼메뚜기는 누에 번데기와 함께 식품 재료로 이용할 수 있는 곤충으로 식품공전에 등록되어 있으나 김미애 등( , 2014) 자연 환경에서는 1년 1회 가을철에 채집하여 이용하는 실정으로 공급확대에 한계가 있다 이를 해결. 하기 위해서는 연중 인공적인 대량사육 방법의 개발을 통해 수요를 충족시킬 수 있을 것으로 사료된다 인공 대량사육을 위해서는 우선적으로 먹이 선발과 야생에서.

연 1세대인 벼메뚜기의 연중사육을 위한 부화기술개발이 요구된다 야생에서 벼. 메뚜기의 먹이로는 강아지풀, 바랭이 등 벼과 잡초들로 알려져 있지만 이러한 야생식물들은 종자가 작고 집단재배가 용이하지 않아 많은 양의 종자 채취가 어렵다 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 대책으로 종자 대량생산이 가능한 벼과. 작물들이 있으며 재배시기에 따라 여름작물과 겨울작물로 구분된다 여름작물에는. 옥수수, 수단그라스, 수수, 기장, 조, 율무, 벼 등이 있으며, 겨울작물로는 밀, 보리 귀리 호밀 트리티케일 등이 있다 약충 시기에는 벼과식물의 풀잎을 주로, , , . 먹기 때문에 많은 양의 생엽 채취와 발육에 적합한 작물의 선발이 요구되며 성충, 시기에는 어린 이삭을 가해하므로 씹어 먹기에 알맞은 입의 구조 특성을 고려하여 벼과 작물의 통곡실 가루를 이용한 인공사료의 개발이 요구된다 다음으로 최대한. , 메뚜기 난의 부화시기를 단축시킬 수 있는 기술 개발을 통해 지속적인 연중 계대 사육이 가능할 수 있다 메뚜기의 생태형은 크게 난지형과 한지형으로 나눌 수. 있으며 중국 남부지방의 동아메뚜기는 난지형으로 연중, 2~3세대 사육이 가능 하지만(劉玉升, 2008), 예비실험 결과 우리나라의 벼메뚜기는 난 상태로 일정기간 저온을 경과한 후 부화율이 높아지는 특성을 나타냈다.

최근 우리나라에서 벼메뚜기를 사육하고자 하는 농가와 다양한 용도로 가공을 통해 이용하려는 수요가 점차 증가하고 있으나 연중 사육기술이 개발되지 않아 대량 사육하는 농가가 거의 없는 실정이다. 앞으로, 산업화를 위하여 생산물의 가공이나 다양한 용도를 개발하여 부가가치를 향상시켜야 하며 이를 통해 연 8조원의 국내 동물 사료시장과 연 17조원의 국내 육류시장의 일부를 곤충 부문으로 대체할 수 있다면 큰 시장이 형성될 수 있을 것으로 사료된다 또한 국제적으로. , UN의 저개발국 식량원조 정책으로 추진하고 있는 구호식품 시장은 연 100억 $에 달하고 있다 이와 같이 식량부족에 따른 국제 식량정책의 시장 확보를 위해 대체 식량생산. 의 새로운 기술개발과 미래 수출시장을 위한 대책 마련이 시급히 요구된다.

제 장 재료 및 방법 2

제 절 벼메뚜기 사육에 적합한 먹이의 선발 1 실험 벼메뚜기

1.

실험 곤충은 전남 나주시 산포면 전라남도농업기술원 수도작 시험포장 주변에서 채집한 우리벼메뚜기(

Oxya chinensis sinuosa

Mistshenko 를 유리온실 안에서) 사육하여 8월말부터 10월 중순까지 산란한 난괴를 저장한 후 다음 해 부화한 약충을 이용하였다.

사육은 Fig. 1에서 보는 바와 같이 life cycle과 실험방법에 따라 환경조건과 먹이, 사육시설을 다르게 하여 각 실험별 조사항목에 의해 발육량과 생존율 등을 측정 하였다.

벼메뚜기의

Fig. 1. life cycle

벼과작물 먹이의 선발 2.

인공사육을 위해 벼과 잡초는 종자 채취나 집단재배가 어렵기 때문에 벼과 작물 가운데 선호도가 높고 약충 발육이 양호한 작물을 선발하고자 하였다. 겨울철 사육을 위한 벼과 겨울작물은 이탈리안라이그라스(IRG), 겉보리 영양( ), 밀 백중( ), 귀리 다크호스( ), 호밀 트리티케일 조성, ( ), 쌀보리 흰찰쌀 등( ) 7종의 먹이원 작물을 180 cm 이랑에 춘파 하였다 초장이. 50 cm 정도 성장한 시기에 아크릴 사육상자에 벼메뚜기 3령 약충을 입식하고 지속적으로 각 작목별 생엽을 채취하여 먹이로 급여하였다 우화 후. 20일경 성숙한 성충이 된 시기에 각 개체의 몸길이와 체중 등 발육량을 측정하였다 먹이 작물의 식흔부위의 엽록도. (Spad Value) 차이점을 파악하기 김덕수 등( , 2002) 위해 엽록소지수는 클로로필메터(MINOLTA SPAD- 502PLUS)를 이용하였고 각 영양성분 분석은 식품공전의 분석방법에 따라 실시, 하였다.

벼과 여름작물은 옥수수 광평옥( ), 교잡수수(F1), 벼 일미 를 실험재료로 하였고( ) 겨울작물은 보리 밀, , 귀리를 재배하여 약충 1~3령 시기는 초장이 15cm 이상 성장한 시기에 4령 이후는 50 cm 정도 자랐을 때 급이하였다 부화 약충을 입식한. 후 매일 각 작물별로 벼메뚜기가 섭식한 흔적이 있는 부위의 수를 측정한 식흔수를 조사하여 비교하였다.

인공사료 급여시기와 재료선발 3.

인공먹이 급여시기 결정을 위한 1차 실험으로 10~30마리씩 부화 후 먹이를 제공 하지 않은 상태에서 경과기간별 약충의 폐사율을 통해 생존기간을 5회 조사하였다.

수분만 공급한 경우 10일 동안 각 30마리씩 사육하고 있는 약충을 대상으로 경과 일수별 폐사율을 3회에 걸쳐 조사하였고 수박껍질과 같이 약간의 당분과 비타민류, 등을 함유하고 있는 먹이를 공급한 경우에는 20일 동안 2회에 걸쳐 11~20마리씩 경과일수별 폐사율과 발육량을 조사하였다.

차 실험을 바탕으로 적합한 인공사료의 조성을 위해 탄수화물원인 통보리 가루와 1

통귀리 가루 단백질원인 밀기울 대두분 난백분 카제인을 조합된 비율에 따라, , , , 일 동안 실험구별 마리에게 물과 함께 급이하고 경과일수에 따라 생존율과

15 20

탈피유무 등을 조사하였다.

우량난괴 확보에 적합한 보조사료의 선발 4.

성충이 될 때까지 교잡수수와 옥수수 생엽을 급이하여 사육하였다. 우화 후 투명한 4리터의 플라스틱 사육상자에 암수 성충을 무작위 추출하여 1:1 성비로 입식하였으며 기본 먹이는 옥수수 또는 교잡수수 생엽을 모든 처리구에 각, 10 g/일 급이 하였다 탄수화물을 보조사료로 급이한 경우 산란과 수명에 미치는 영향을. 측정하기 위하여 생예사료를 대조구로 통벼가루 통밀가루 통옥수수가루를 각각, , 2 g/일 급이하여 3회 반복 산란횟수 등을 조사하였다 단백질을 보조사료로 급이한. 경우 산란과 수명에 미치는 영향에 대한 실험에서는 생예사료를 대조구로 밀기울, 대두분 카제인 난백분을, , 30×10 mm 페트리접시에 담아서 각각 2 g/일 급이하였다. 먹고 남은 먹이는 매일 제거하고 산란상자에서 산란된 난괴를 수집하여 난괴 제원과 산란횟수 산란간격 성충수명 등을 조사하였다, , .

발육단계별 먹이량 및 소화율 구명 5.

발육단계별 생엽 먹이량과 소화율을 측정하기 위하여 집단사육장에서 각 영기별로 탈피한 후 3~4일된 개체를 무작위 추출하여 사각형태의 260×155×160 mm 규격 사육상자에 1령에서 3령까지는 20마리 그 이후에는, 10마리씩 입식하였다 그 후. 각 처리별 동일 작물과 동질의 먹이로 옥수수 또는 교잡수수 생엽을 급이 3회 반복 실험 하였다 먹이를 급이 하기 전 생엽중을 측정하고 급이 후. 24시간이 경과한 시기에 잔존 먹이와 분변을 수거하여 중량을 측정하였다 또한 수분 증발에 의한. , 자연 감소량을 측정하기 위하여 동일규격 사육상자에 동질 먹이식물의 생엽중을 측정하여 넣은 후. 24시간이 경과한 시기에 수거하여 중량을 측정하였다 소화율은. 먹이 공급시 생엽중에서 잔존먹이 중량과 배변중량 그리고 자연감소 중량을 감하여 비율을 산출하였고 3회 반복실험을 통해 결과를 도출하였다.

통계처리 6.

각 실험결과의 자료는 공개 소프트웨어인 R 통계처리 프로그램을 이용하였다. 통계처리는 ANOVA procedure를 실시하였고 다중범위검정(Duncan’s multiple

을 이용하여 수준에서 유의성을 검정하였다

range test) 0.05% .

제 절 벼메뚜기 연중 사육기술 개발 2 조기부화 및 장기간 저장방법의 개발 1.

가. 난 보호기간에 따른 부화율의 변화

빠른 부화방법을 찾기 위한 실험재료는 전남 나주에서 채집한 벼메뚜기를 유리 온실 내에서 사육하여 산란 후 2일째 단단해진 난괴를 수집하여 사용하였다 시험. 처리를 위해 4리터 밀폐용기 뚜껑 상단에 송곳 끝으로 직경 0.6 mm의 구멍 30개를 뚫고 용기 내에 7×7×10 mm 사각용기 6개를 넣었다 각 사각용기 안에는 원예용. 상토 피트모스 펄라이트( + )를 2 cm 넣고 난괴 개를 세운 후 난괴 상단 위로1 1.5 c 가m 덮여지도록 나머지를 채워 넣었다. 난 보호는 25℃ 온도와 60~70% 공중습도 조건에서 5, 10, 15, 20일간 각각 처리한 뒤 꺼내어 8℃ 저온조건에서 50일간 저장하였다 난 보호기간 동안 경과일수에 따라 내난각과 외난각의 형성 정도를. 실체 현미경(ZEISS stemi 2000-C)을 통하여 확인하였다. 심한 온도차에 의해 백사란이 발생했다는 Kazuo Totani 등의 보고(1953)에 따라 저장 후 꺼내어 온도 충격을 줄이기 위해 저온저장 온도와 부화실 온도의 중간온도인 18℃에 12시간 경과 시켰다 부화를 위해. 28℃ 온도조건의 부화실(Multi-room incubator HB-103-4)에 입고하여 부화율과 부화일수 부화강세 부화 후, , 5일 까지 생존율 등을 측정하였다. 부화강세는 부화한 수를 매일 측정하여 부화초기에 얼마나 많은 비율로 부화하여 대량생산에 효율적으로 이용할 수 있을지를 판단하고자 했다.

나. 저온 저장기간에 따른 부화율의 변화

대조구로는 저온 처리하지 않은 난괴를 32℃의 부화실에 넣고 94일까지 부화율을 조사하였다 저온저장 기간이 부화율에 미치는 영향에 관한 실험은. 25℃에서 10일간의 난 보호기간을 거쳐 8℃ 저온에서 30, 40, 50, 60일간 저장한 후 꺼내어 12시간 동안 안정화 시킨 후, 28℃의 부화실(Hanbaek Sci. Co., HB-301L-3)에 넣고 10 째일 부터 경과일수에 따라 부화소요일수 부화율 부화강세 부화 후, , , 5일까지 생존율을 조사하였다.

한편 또 다른 휴면타파법과 부화방법을 시도하고자, 成洙一 등(1973)과 鐮倉 등 의 급격한 온도 충격방법에 따라 실험하였다 동일한 난 보호기간을 경과한

(1966) .

난괴를 –10, -20℃ 온도조건에서 각각 30분, 1시간, 2시간의 경과시간을 두고 처리하여 4℃ 냉장조건에서 보관하였다 이와 같은 방법으로. 3일간 계속하여 반복 처리한 후 냉장과 부화실의 중간온도인, 16℃에서 12시간 동안 안정화 시켜 28℃의 부화실에 입고하여 부화율을 조사하였다.

다 난괴의 저장기간에 따른 부화율 .

벼메뚜기 연중 다세대 사육을 위해 1세대 난괴를 당년 조기에 부화시켜 계대사육 할 수 있는 조기부화 방법과 전년도에 생산된 난괴를 저온저장 하면서 장기간 이용하는 방법을 개발하고자 실험하였다 난괴의 자연부화에 소요되는. 195일을 대조구로 하였고, 10일간의 난 보호기간을 거쳐 8℃에서 235, 275, 315, 355일간 저장한 난괴를 처리구로 하여 부화소요일수 부화율 부화강세 부화후, , , 5일까지의 생존율을 조사하였다 이를 토대로. 2차 실험은 동일한 난 보호기간을 거쳐 4℃와

의 저온저장실에 난괴를 저장하였고 각각 일이 경과

8℃ , 150, 200, 250, 300, 400

한 후 난괴를 꺼내 부화실에 입고 전 20℃의 온도에 12시간 안정화 하였다 그 후. 의 부화실에 입고하여 일이 지나면서 각 처리별로 부화소요일수 부화율

32℃ 10 , ,

부화강세 생존율을 조사하였다, .

라. 온・습도가 부화에 미치는 영향

부화에 알맞은 온도조건 측정은 8℃에서 149일간 저장한 난괴를 부화실에 넣고 각각 20, 24, 28, 32, 38℃로 설정한 후 부화소요일수 부화율 부화강세 부화 후, , , 생존율 등을 조사하였다 또한 부화에 알맞은 습도의 측정은. , 10일간의 난보호기간 후 난괴를 8℃에서 50일간 저온저장한 뒤, 2중의 부화용 밀폐상자를 이용하여 40, 60, 80%의 습도를 조정하여 28℃ 부화실에 넣고 부화소요일수 부화율 부화강세, , , 부화 후 생존율 등을 조사하였다.

사육환경이 발육에 미치는 영향 2.

연중사육을 위한 사육밀도 실험은 30±2 , 65±5%℃ 습도, LED 백색광 15W에서 일장 10시간으로 조절된 환경에서 부화 약충을 입식하여 실험을 수행하였다 사육. 상자는 400×400×400 mm 규격으로 3면에 직경 200 mm 원형의 그물망이 설치된 투명 아크릴 상자를 이용하였으며 먹이는 밀 또는 옥수수 잎을 급이하였다 사육, . 밀도는 500, 700, 900, 1100마리/m²로 사육상자당 61, 86, 110, 135마리를 입식 하는 방법으로 3회 반복실험을 실행하였다. 각 처리별 발육량은 부화 후 50일 성충시기에 조사하였고 영기별 소요일수는 탈피시기에 따라 부화 후 날짜 일수를, 계산하였으며 생존율은 부화 후 입식일 부터 경과일수에 따라 조사하였다, .

적절한 사육온도의 측정은 4실배양기(Multi-room incubator HB-103-4)를 이용 하였으며 각 사육실을, 20, 24, 28, 32℃로 온도를 조정하여 측정하였다 사육은. 규격의 투명 사각상자를 사용하였으며 처리구 당 마리의

345×195×235 mm 20

약충을 입식하였다 발육이 늦은. 20℃ 처리구와 발육량을 비교하기 위해 처리 후 83일 암수별로 체중과 폐사율 등을 조사하였고 그 후 우화가 완료될 때 까지 탈피, 횟수와 약충기간을 조사하였다.

사육실 일장의 영향에 대한 실험은 사육실에 3단 철제 사육선반과 LED 백색광

를 설치한 후 시간 광원 조사를 통해 실행하였다 각

15W 8, 10, 12, 14, 16 LED .

처리구는 서로 광 간섭을 최대한 억제하기 위하여 2중의 빛 차단 암막커텐을 설치 하였으며 사육상자는, 400×400×400 mm 규격으로 3면에 직경 200 mm 원형의 그물망이 설치된 투명 아크릴 상자를 이용하여 각 처리별로 부화 약충 50마리씩 입식하였다 각 실험을 위해 사육장 온도는. 30±2℃와 습도는 65±5%로 설정하고, 먹이는 밀 또는 옥수수 잎을 각 처리별로 동일한 양을 매일 급이하였다 각 처리. 별 약충기간은 탈피경과에 따라 조사하였고 부화 후, 40일 성충비율과 생존율을 조사 비교하였다 일장처리별 산란난괴수는 첫 산란일부터. 50일간 조사하여 암컷 마리당 산란한 난괴수로 측정하였다.

3. 연중생산을 위한 사육모델 연구

사육모델 연구는 자연환경과 유사한 조건조성을 위하여 노지에 2400×1800×

1800 mm 철제골격 그물망을 설치하고 내부에 옥수수를 재배하여 5월 말부터 10월 중순 까지 연 1세대 사육하는 것을 대조구로 설정하였다 연. 2세대 생산의 경우 유리온실 내에서 3월 중순에 부화하여 입식한 후, 5월 하순에 첫 산란을 유도하여 난괴를 25℃에서 10일간 보호하였다 그 후 난괴를. 8℃ 저온 저장고에 50일간 보관한 후 30±2℃ 부화실에서 부화시켜 8월 중순부터 11월 까지 생산하는 방법을 시도하였다 다회순환사육은 지난 해 산란 받아 저장한 난괴를. 3월부터 1개월 간격 으로 부화시켜 사육하는 형태로 5월 이후부터 성충을 지속적으로 생산하는 방법을 시도하였다. 이동사육은 전후기로 나누어 약충 3령 전기까지는 유아용 모기장 안에서 20~25일 동안 먹이와 해충구제 노동력 절감을 위해 집중관리하고 이후, 넓은 장소의 사육공간으로 이동하여 성충을 생산하는 형태로 실험하였다 연 세대. 1 사육을 제외하고 각 처리별 실험은 400×400×400 mm 규격으로 면에 직경3 200 mm 원형의 그물망이 설치된 투명 아크릴 상자를 이용하여 약충 50마리씩 입식하였으며, 부화율 부화강세 생존율 등을 조사하였다, , .

수확시기의 설정 및 방법 4.

가 적합한 수확시기 조사 .

유리온실 내에서 교잡수수 생엽을 먹여 사육 중인 약충을 우화하기 5일전 실내 사육실의 400×400×400 mm 아크릴상자로 옮겨 사육하였다 식용에 가장 적합한. 수확시기를 구명하고자 마지막 탈피를 완료한 때를 기준으로 5, 10, 15, 20, 25, 30일째에 수확하여 암수 성별로 발육량을 조사하였으며 수확시기에 따른 체성분의, 변화를 분석하기 위해 40℃로 설정한 열풍건조기(Hanbaek Sci. Co., HB- 501L) 에서 건조하여 조단백질 조지방 조회분 무기질 아미노산 등을 분석하였다, , , , .

나 수확 전 적합한 절식시간 측정 .

벼메뚜기를 식용으로 이용하기 위해서는 급이를 중단하고 절식시켜 뱃속에 있는 분변을 제거해야 한다 적합한 절식시기를 규명하기 위하여 월에는 암수 각. 6 50마리씩, 9월에는 암수 각 100마리씩 입식하여 급이를 중단한 후 매일 동일한 시간대에

암컷과 수컷의 폐사 개체수를 측정하였다. 6월에는 5일간, 9월에는 7일간 2회에 걸쳐 조사하였다.

다 수확방법 .

수확방법에 관한 실험은 사육형태에 따라 실내사육과 비닐하우스사육으로 구분 하여 실행하였다. 실내사육에서는 4실 항온항습기를 이용하여 온도를 7.5, 10, 12.5, 15℃로 설정한 후 각 처리별로 암컷과 수컷 각, 20마리씩 입식한 후 경과 시간별 움직임이 적은 개체수를 조사하였다 비닐하우스사육에서는 암수 구분없이. 망실에 처리구 당 마리를 입식하고 일몰 후 분부터

800×900×1200 mm 500 9:30

아침 7:30분 까지 2시간 간격으로 6회에 걸쳐 수확되는 개체수를 조사하였다 또한. , 광원의 종류와 빛의 세기에 따른 수확방법을 찾고자 30, 100W 백열전구와 20, 30W 주백 주광 전등색의, , LED등을 설치한 후 각 처리별로 암수 구분없이 500마리씩 입식하여 3시간 후 감응하여 유인되는 개체수를 조사하였다.

제 절 벼메뚜기의 성분분석 3

건조방법에 따른 화학적 특성조사 1.

벼메뚜기의 열풍건조는 열풍건조기(Temp & Timer Controller HB-502L, Hanbaek

를 이용하여 에서 건조하였으며 동결건조는 일신 로

co.) 20, 40, 60, 80℃ , FD8512

건조하여 AOAC (1990)의 일반성분시험법에 따라 조단백질 조지방 조섬유 무기질, , , 등을 분석하였다.

가 수분 .

수분은 AOAC (1990)의 상압가열건조법에 따라 시료 1 g을 측정하여 항량의 용기에 담은 후 105℃로 항량에 도달할 때까지 건조하여 수분함량을 측정하였다.

수분    

  

× (수식 1)

수식 1에서 a는 칭량접시의 무게(g), b는 칭량접시와 검체의 무게(g), c는 건조 후 항량이 되었을 때 무게(g)이다.

나 조단백질 .

조단백질 분석은 AOAC (1990)의 마이크로세미킬달법에 따라 질소함량 2~3 m 에g 해당하는 시료를 킬달플라스크에 넣고 황산으로 분해한 후 수산화나트륨으로 중화화고, 수증기 증류한 후 0.05N 황산으로 적정하여 얻어진 질소량으로 질소계수를 곱하여 조단백질 함량을 산출하였다.



  ^×  × 검체의채취량

 × (수식 2)

황산

* 0.05N 1mL = 0.7003 N㎎

수식 2에서 a는 공시험에서 중화에 소요된 0.1N 수산화나트륨액의 값(mL), b는 본시험에서 중화에 소요된 0.1 N 수산화나트륨액의 값(mL)이다 수식. 2는 검체의 분해액을 전부 사용해서 적정했을 때의 값이므로 분해액의 일부를 사용할 때는 그

계수를 곱하여 얻어진 질소량에 질소계수 6.25를 곱하여 조단백질 함량을 측정 하였다.

조단백질 



×질소계수 (수식 3)

다 조지방 .

조지방은 AOAC (1990)의 에테르추출법에 따라 시료 1 g을 원통여과지에 여과하여 속슬렛 추출 관에 넣고 무수에테르로 8시간 추출한 후 에테르를 증발시키고, 98~100℃ 건조기로 항량에 도달할 때까지 건조한 후 칭량하여 조지방 함량을 산출하였다.

조지방  





_



_

× (수식 4)

수식 4에서 S는 검체의 채취량(g), W1은 조지방을 추출하여 건조시킨 그릇의 무게(g), W0는 받은 그릇의 무게(g)이다.

라 조회분 .

조회분은 AOAC (1990) 방법에 따라 깨끗한 도가니를 전기로에서 600℃ 이상으로 여러 시간 강하게 가열한 후 데시케이터에 옮겨 실온으로 식힌 다음 곧 화학천칭 으로 칭량하였다 다시. 2시간 강하게 가열하여 건조 칭량하고 이 조작을 항량이 될 때까지 반복하였다 시료를 도가니에 정밀히 달아 넣고 회화료에 옮겨. 550~600℃

에서 여러 시간 가열하여 백색 회백색의 회분이 얻어질 때까지 계속하였다 회화가~ . 끝난 후 가열을 그치고 그대로 식혀 온도가 약, 200℃로 되었을 때 데시케이터에 옮겨 식힌 후 실온으로 되면 곧 칭량하여 검체의 회분량(%)을 다음식에 따라 산출 하였다.

조회분  





_



_

× (수식 5)

수식 5에서 S는 검체의 채취량(g), W0는 항량이 된 도가니에 무게(g), W1은 회화 후의 도가니와 회분의 무게(g)이다.

마 무기성분 .

미량영양성분시험법의 무기성분 측정방법에 따라 시료를 건식분해법으로 전처리 하여 원자흡광분광광도계로 측정하였다. 즉 일정량의 시료를 회화용기에 취하여 탄화시킨 후 550~600℃의 온도에서 여러 시간 가열하여 백색 회백색의 회분이~ 얻어질 때까지 회화하였다 이 회분을 방냉 후 주의하여 물로 적신 후 염산용액. (1→2) 약 10 mL를 가해 수욕 상에서 완전 증발건고 시켰다 이 건고물에 염산용액.

약 를 가해 몇 분 동안 가열 후 메스플라스크에 여과

(1→4) 8~10 mL 100 mL

하였다 불용물은 여과지와 같이 사용했던 회화용기에 옮겨 건고한 후 다시 회화. 하였다 이 회분을 물로 적시어 염산용액. (1→4) 약 2 mL를 가해 물 약 5 mL로 희석한 후 수욕 상에서 가온하고 여과한 액을 앞의, 100 mL 메스플라스크에 채워 물을 가하여 100 mL로 하여 시험용액으로 사용하였다. 각 무기성분의 정량은 로 각 Atomic Absorption Spectrophotometer (Perkin Elmer Analyst 300, USA) 원소의 표준 용액농도를 1, 3 및 5 ppm으로 조제하여 표준 검량곡선을 작성하여 분석하였다.

무기성분 분석조건 Table 1.

Item Condition

Instrument Atomic Absorption Spectrophotometer (Perkin Elmer Analyst 300, USA) Flow rate C2H2, 2.0 ml/min

Oxidant flow Air, 10.0 L/min

Wavelength (nm) K; 766.5, Mg; 285.2, Na; 589.0 Ca; 422.7, Fe; 248.3, Zn; 214.9

바 아미노산 .

와 년 의 방법에 따라 시료 에 증류수를 가하고

Ohara I. Ariyoshi S. (1979 ) 1 g

로 마쇄하여 교반 후 침출시켜 homogenizer (OGAWA SEIKI CO., LTD, JAPAN)

100 mL로 정량하여 원심분리(3,000 rpm, 30 min)한 후 상등액을 취하여 여과하였다.

여과액 10 mL에 sulfosalicylic acid 25 mg을 첨가하여 4℃에서 시간 동안 방치시4 킨 후 원심분리(50,000 rpm, 30 )분 하여 단백질 등을 제거하고, 상등액을 0.45 µm 로 여과하여 얻은 여액을 일정량 취하여 아미노산자동분석기 membrane filter

로 분석하였다 (Biochrom30 + Amino Acid Analyzer, UK) .

아미노산 분석조건 Table 2.

Item Condition

Instrument Biochrom 30 + Amino Acid Analyser (Pharmacia Biotech Ltd, UK)

Detector Ninhydrin

(Pharmacia Biotech Ltd, UK)

Column pre-wash and Accelerated Lithium Column Temperature Column 37℃

reaction coil 135℃

Buffer solution 1 : Lithium citrate buffer pH 2.8 2 : Lithium citrate buffer pH 3.0 3 : Lithium citrate buffer pH 3.15 4 : Lithium citrate buffer pH 3.5 5 : Lithium citrate buffer pH 3.55 6 : Lithium hydroxide solution

Flow rate Buffer 25.0 mL/hr, reagent 20.0 mL/hr Injection volume 20 uL

사 지방산 .

의 분석법에 따라 시료 에 메탄올과 디에틸에테르

D.V. Wungaarden (1967) 0.5 g 를

첨가하여 교반하면서 침출시킨 후 100 mL로 정량하여 얻은 지질분획을 10 mL 취하여 용매를 완전히 제거한 후 BF_-methanol을 이용하여 methyl ester로 조제하여 분석용 시료로 하였다 즉 지방질 시료에. , 0.5N methanolic sodium hydroxide 2 m 를 첨가하고L 5분간 환류 가열하였다 그 후. 14% BF_-methanol 2 mL를 첨가해 2분간 다시, n-hexane 4 mL를 첨가해 4분간 가열하고 여기에 sodium

포화용액을 충분히 가하여 방치한 후 상층액 일부를 취하여

chloride , gas

로 분석하였다 chromatography .

지방산 분석조건 Table 3.

Item Condition

heating temp. 220℃

column temp. 180℃ (10min) → 3/min → 220℃ (20min)

detector temp. 250℃

carrier gas N_, 3.0 mL/min

Split ratio 10 : 1

기능성 성분분석 2.

벼메뚜기를 -40℃로 동결하여 보관한 후 테스토스테론 에스트로겐 아르기닌, , , 키틴 등을 조사하기 위하여 열풍건조는 열풍건조기(Temp & Timer Controller 를 이용하여 와 로 나누어 건조하였으며 동결건조는 일신

HB-502L) 40℃ 60℃ ,

로 건조하여 시료로 사용하였다

FD8512 .

가 테스토스테론 .

등의

M.P. George 분석법(2010)에 따라 시료에 메탄올을 가하여 homogenizer 로 마쇄하여 교반 후 침출시켜 로 정량 (OGAWA SEIKI CO., LTD, JAPAN) 100 mL

하여 원심분리(3,000 rpm, 30 min)한 후 상등액을 취하여 여과하였다 여과액에. 디클로로메탄을 일정량 첨가한 후 OASIS cartridge로 정제하여 HPLC로 분석하였다.

Item Condition

Instrument 1260 infinity LC (Agilent, USA) Detector DAD, 242nm

Column Eclipse Plus C_(35um, 4.6×100mm) Temperature 25℃

Mobile phase ACN : DW = 45 : 55 (v/v) Flow rate 0.8 mL/min

Injection volume 10 uL 테스토스테론 분석조건

Table 4.

나 에스트로겐류 .

등 의

S.H. Kim (2005) 분석법에 따라 시료에 메탄올을 가하여 homogenizer 로 마쇄하여 교반 후 침출시켜 로 정용 (OGAWA SEIKI CO., LTD, JAPAN) 100 mL

하여 원심분리(3,000 rpm, 30 min)한 후 상등액을 취하여 여과하여 액체크로마토 그래피로 분석하였다.

Item Condition

Instrument 1260 infinity LC (Agilent, USA)

Detector DAD, 205nm

Column Eclipse Plus C_(35um, 4.6×100mm)

Temperature 25℃

Mobile phase ACN : DW = 55 : 45 (v/v)

Flow rate 1.0 mL/min

Injection volume 10 uL 에스트로겐 분석조건

Table 5.

다 아르기닌 .

와 의 방법에 따라 분석하였다 즉 시료에 증류수를

Ohara I. Ariyoshi S. (1979) . ,

가하고 homogenizer (OGAWA SEIKI CO., LTD, JAPAN)로 마쇄하여 교반 후 침출시켜 100 mL로 정량하여 원심분리(3,000 rpm, 30 min)한 후 상등액을 취하여 여과하였다 여과액. 10 mL에 sulfosalicylic acid 25 mg을 첨가하여 4℃에서 4시간 동안 방치시킨 후 원심분리(40,000 rpm, 30 min)하여 단백질 등을 제거하고 상등액, 을

0.45 µm membrane filter로 여과하여 얻은 액을 일정량 취하여 아미노산자동분석기 로 분석하였다

(Biochrom 30 + Amino Acid Analyzer, UK) .

아르기닌 분석조건 Table 6.

Item Condition

Instrument Biochrom 30 + Amino Acid Analyser (Pharmacia Biotech Ltd, UK)

Detector Ninhydrin

(Pharmacia Biotech Ltd, UK)

Column pre-wash and Accelerated Lithium Column Temperature Column 37℃

reaction coil 135℃

Buffer solution 1 : Lithium citrate buffer pH 2.8 2 : Lithium citrate buffer pH 3.0 3 : Lithium citrate buffer pH 3.15 4 : Lithium citrate buffer pH 3.5 5 : Lithium citrate buffer pH 3.55 6 : Lithium hydroxide solution

Flow rate Buffer 25.0 mL/hr, reagent 20.0 mL/hr Injection volume 20 uL

라 키틴 .

의 방법을 변형하여 분석하였다 시료에 을 가하여 R.H. Hackman (1955) . 2N HCl

실온에서 48시간 방치하여 회분을 제거 후 수세하였다. 이어서 1N NaOH로 95~100℃에서 48시간 처리하여 단백질을 제거한 다음 충분히 수세한 후 50~60℃ 에서 건조하여 키틴 함량을 측정하였다.

제 장 결과 및 고찰 3

제 절 벼메뚜기 사육에 적합한 먹이선발 1 벼과작물 먹이의 선발

1.

일반적으로 식량작물과 사료작물로 재배되고 있는 겨울작물들을 선별하여 벼 메뚜기 연중사육을 위해 우선적으로 발육이 좋은 먹이를 선발하고자 하였다 실험에. 사용한 작물로는 이탈리안라이그라스(IRG) 등 7종이며 각각 생엽 형태로, 50일간 급이한 후 성충의 체중을 측정한 결과는 Table 7과 같다 체중은 밀을 급이한. 처리구에서 0.95 g으로 가장 높았고 귀리를 급이한 처리구에서, 0.63 g으로 가장 낮은 결과를 나타냈다 이와 같은 차이는 식물체에 함유된 단백질의 차이에 의해. 나타나는 것으로 사료된다.

겨울작물 급이에 따른 성충의 발육량 Table 7.

작물명 얼굴길이

(mm)

가슴길이 (mm)

몸길이 (mm)

날개길이 (mm)

체중 (g) IRG 8.0±0.7 8.0±0.8 35.9±1.4 25.5±0.6 0.73±0.1 겉보리 8.6±1.5 9.8±1.5 36.6±5.2 26.4±4.2 0.85±0.3 밀 8.9±1.0 9.4±0.9 38.4±4.7 28.3±3.5 0.95±0.2 귀리 7.9±0.3 7.8±0.6 35.0±2.6 23.5±2.6 0.63±0.1 호밀 8.7±1.0 9.5±0.9 38.0±2.6 27.3±2.5 0.70±0.1 트리티케일 7.5±0.6 7.8±0.9 34.0±1.6 24.1±1.3 0.65±0.1 쌀보리 8.4±0.8 9.5±1.4 36.8±1.7 26.5±1.7 0.73±0.2

겨울작물을 먹이로 제공하기 전 각 처리별로 엽록소지수를 측정한 SPAD 값을 조사한 결과는 Table 8과 같다 벼 품종육성 시 엽록소와 질소농도와의 관계에서. 지엽의 엽록도(Spad Value)에 따라 품종에 차이가 있었다는 보고가 있는데 김덕수( 등, 2002), 벼메뚜기의 선호도와 발육량이 좋은 밀에 있어서 SPAD 값은 호밀처럼 낮거나 트리티케일 처럼 높지 않고 중간 수준을 나타내었다.

겨울작물 생엽의 값 비교 Table 8. SPAD

단위

( : spad unit)

IRG 겉보리 밀 귀리 호밀 트리티케일 쌀보리

38.4±1.6 46.9±2.1 41.1±1.3 51.3±1.0 38.9±1.8 48.0±2.4 42.0±1.9

겨울작물이 벼메뚜기 사육에 사용될 인공사료의 기본 재료로서 이용 여부를 검토하기 위해 각 작물의 건조방법에 따른 영양성분을 분석하여 비교하였다 결과는. 에서 보는 바와 같이 조지방 조단백질 조회분의 성분에 커다란 차이가

Table 9 , ,

나타나지 않았다.

겨울작물의 건조방법별 영양성분 분석결과 Table 9.

단위 ( : %)

작물명 건조방법 수 분 조단백질 조지방 조회분

IRG

열풍40℃

열풍60℃

동결건조

6.40±0.10 7.34±0.64 4.03±0.03

14.77±0.20 13.65±0.11 17.07±0.08

3.17±0.14 2.45±0.14 2.83±0.08

10.21±0.06 11.76±0.32 12.27±0.28

겉보리

열풍40℃

열풍60℃

동결건조

6.73±0.41 7.40±0.75 10.87±0.67

16.24±0.14 16.38±0.13 14.54±0.22

2.33±0.06 2.39±0.14 3.02±0.04

10.57±0.30 10.62±0.20 11.28±0.05

밀 백중( )

열풍40℃

열풍60℃

동결건조

7.64±0.42 6.00±0.17 4.72±0.15

20.53±0.20 21.85±0.69 16.85±0.07

3.31±0.05 3.17±0.01 2.28±0.02

9.86±0.17 10.93±0.44

9.69±0.06

귀 리

열풍40℃

열풍60℃

동결건조

13.54±0.28 8.13±0.45 9.64±0.62

16.32±0.03 17.78±0.14 16.89±0.12

3.07±0.07 2.71±0.10 2.95±0.07

8.28±0.17 8.02±0.15 9.52±0.11

호 밀

열풍40℃

열풍60℃

동결건조

6.86±0.23 6.24±0.08 6.84±0.81

22.62±0.21 20.10±0.10 21.98±0.08

3.64±0.0.5 4.44±0.03 3.36±0.18

10.93±0.08 12.50±1.12 12.27±0.20

트리티케일

열풍40℃

열풍60℃

동결건조

3.33±0.28 6.62±0.16 4.48±0.14

19.47±0.28 17.77±0.50 17.69±0.11

2.34±0.07 2.60±0.11 2.52±0.07

10.00±0.50 9.27±0.48 9.30±0.17

쌀보리

열풍40℃

열풍60℃

동결건조

11.48±1.18 6.88±0.16 4.79±0.14

17.59±0.33 16.96±0.14 15.91±0.33

2.41±0.04 2.23±0.14 2.40±0.02

9.69±0.17 11.62±0.22

9.40±0.13

또한, 벼메뚜기 발육에 양호한 겨울작물과 여름작물의 선호성을 비교하였다. 실험에는 교잡수수 등 6개 작물을 함께 급여한 후 약충 발육단계별로 매일 선호하는 먹이의 식흔수를 조사한 결과는 Table 10과 같다 약충. 1~3령에서는 밀> 교잡 수수 > 옥수수 순으로 식흔수가 많았고, 4령이후 성충기에는 교잡수수> 옥수수 > 밀

> 벼 순으로 많았다. 4령 이후 겨울작물인 보리와 귀리는 여름철 고온기에 말라죽는 하고(夏枯) 현상이 나타나 먹이로서 적합하지 않았다 밀 역시 겨울작물 이지만. 귀리나 보리에 비교하여 상대적으로 고온기에 하고현상 정도가 약해 약충사육에 문제가 없었으며 상대적으로 선호성이 좋은 결과를 나타냈다.

발육단계별 먹이식물 선호성 Table 10.

구 분

여름작물 식흔수 일 수( /1 ,1 ) 겨울작물 식흔수( /1일 수,1 )

교잡수수 옥수수 벼 밀 귀리 보리

령

1 ~ 3 1.8 0.4 0 2.1 0 0

령 성충

4 ~ 4.2 3.4 0.6 1.8 - -

위 실험에서 벼메뚜기가 먹은 흔적이 있는 잎 주변 식흔부위 의 엽록소 정도를( ) 파악하기 위해 SPAD 값을 조사한 결과 Table 11과 같았다 작물의 생엽. SPAD값은 0에서 50사이의 값을 측정하며 최상위엽은 엽록소와 광합성에 의한 영양축적이 충분하지 않아 수치가 낮게 나타났다 노화된 잎은 엽색이 짙고 경화정도가 높아. 값은 커지며 품종에 따라 차이가 있는데 김덕수 등 보리와 귀리는

SPAD , ( , 2002)

값이 높아 선호성이 떨어지는 것이 확인되었다.

먹이식물 식흔부위의 값 비교

Table 11. SPAD

단위

( : spad unit)

구 분

여름작물 겨울작물

교잡수수 옥수수 벼 밀 귀리 보리

식흔주변 30.6±2.8 30.9±2.0 26.4±1.0 38.1±2.6 43.3±2.5 45.8±3.8 최상위엽 21.5±2.5 21.6±1.6 21.8±2.0 26.5±3.5 30.2±4.1 29.8±1.8

인공사료 개발 2.

벼메뚜기의 인공사료 급이에 알맞은 시기결정을 위하여 부화 후 먹이를 주지 않거나 수분만 공급 또는 약간의 당분과 수분 등을 함유하는 수박껍질을 급이, 하였을 때 경과기간에 따른 폐사율을 조사한 결과는 Table 12와 같다. 먹이를 급이하지 않은 경우 부화 후 1일째부터 폐사가 시작되어 4일 이내 전체 폐사되었고, 수분만 공급한 경우 2일째부터 폐사가 진행되어 6일 이내 전체 폐사하였다 수박. 껍질을 급이 하였을 경우는 부화 후 19일 까지도 생존 가능하였지만 생예사료를 제공하는 경우 동일기간 동안 2차례 이상의 탈피가 이루어지는데 반하여 미급이와 수분만 급이한 처리구와 마찬가지로 전혀 탈피가 이루어지지 않았다.

부화후 미급이시 경과기간별 폐사율 Table 12.

단위 ( : %) 처리별 1일 2일 3일 4일 5일 6일 7일 8일 9일 10일11일12일13일 19일

미급이 2.2 21.1 53.4 23.3 - - - -

수분만 - 5.6 22.2 36.7 25.5 10.0 - - - - 수박껍질 - 3.2 13.0 6.5 12.9 9.7 3.2 6.4 6.5 6.5 9.7 6.5 3.2 12.9

또한, 소량의 당분과 수분을 함유하고 있는 수박껍질을 급이한 약충에서는 과 같이 생육일수가 경과되어도 탈피하지 못하고 부화시기의 체중과 Table 13

유사한 크기만을 유지하는 결과를 나타냈다 이러한 결과를 볼 때 부화 후. 2일 이내에 급이가 시작되어야 하며 정상적인 벼메뚜기의 발육과 탈피를 위해서는, 수분이나 수박껍질 등에 함유되어 있는 영양성분으로는 부족하고 탄수화물과 단백질 등의 주요 영양공급원이 충분히 공급되어야 할 것으로 사료된다.

수박껍질 급이 부화약충의 경과일수에 따른 발육 Table 13.

단위

( : mm)

구 분 머리 가슴 배

길이

몸전체 길이

날개 길이

더듬이 길이

탈피 너비 길이 높이 너비 길이 유무

부화당일 1.2 0.9 2.0 1.0 1.1 2.3 5.0 0.6 1.0 무 부화후12일 1.3 1.2 2.1 1.2 1.8 4.0 8.2 1.0 1.7 무

벼메뚜기 발육에 요구되는 탄수화물 공급원으로 통보리가루와 통귀리 가루, 단백질원으로는 밀기울 대두분 난백분 카제인을 각각 수분과 함께 급이한 생존율, , , 의 실험결과는 Table 14에서 나타나는 바와 같다 탄수화물원인 통보리가루 통귀리. , 가루와 단백질원으로서 밀기울 등을 급이한 결과 부화 후 15일까지 통귀리와 난백분의 조합에서 상대적으로 생존율이 높았다 하지만 정상적인 자연환경에서는 같은 기간. 동안 2번 정도의 탈피가 나타나는데 탈피가 전혀 나타나지 않았다 이러한 결과는. 다른 탄수화물원과 단백질원 그리고 무기염류 등의 조합이 필요하며 추후 통벼가루, 나 통밀가루 등 다른 곡류와의 조합으로 추가적인 실험이 요구되어진다 한편 일본. , 에서 벼메뚜기 인공사료에 관한 보고에서 벼, 강아지풀, 억새 건조 잎을 기본 사료로 조합하여 급이한 실험결과 우화율이 50% 미만으로 나타났다(Yasuhiko, 2004) 이는 인공사료로서. 100% 완전한 우화가 어렵다는 것을 암시하고 있다 보다. 우화율을 향상시키기 위해서는 생예사료와 곡물사료의 적당한 배합을 통해 정상적인 발육과 탈피 율을 높이는 방법을 개발해야 할 것으로 사료된다.

탄수화물 단백질원 급이에 따른 생존율 Table 14. +

단위 ( : %) 탄수화물원 단백질원 부화후 일4 7일 10일 15일 탈피

통보리가루

밀기울 100 90 90 15 무

대두분 85 80 55 20 무

난백분 85 70 65 60 무

카제인 85 65 40 35 무

통귀리가루

밀기울 100 100 90 65 무

대두분 100 90 50 15 무

난백분 95 90 80 70 무

카제인 100 100 90 65 무

우량난괴 확보에 적합한 보조사료의 선발 3.

벼메뚜기가 자연 생육하는 과정에서 약충기간은 벼과 식물의 잎을 섭취하며 성충시기에는 벼가 출수되고 유숙기가 된 이후 어린 벼이삭을 주로 섭취한다.

벼이삭에서 충분한 영양을 공급받은 성충은 이후 짝짓기를 시작으로 번식기에 접어든다 이러한 벼메뚜기의 생육을 기초로 인공사육용 우량 난괴의 확보를 위해. 보조사료의 효과를 실험하였다 보조사료로 사용될 수 있는 곡물류의 분말에 함유된. 성분을 분석한 통벼가루는 다른 보조사료원에 비교하여 조단백질 함량이 낮고 조섬유와 조회분의 함량이 높게 나타났다(Table 15). 통귀리가루와 통보리가루는 조단백질 함량이 높게 나타났고 통옥수수가루는 무기염류의 대부분에서 상대적으로, 낮은 함량을 나타내고 있다.

탄수화물 보조사료 성분분석 결과 Table 15.

단위 ( : %)

구 분 수 분 조단백질 조지방 조섬유 조회분

통벼가루 7.35 6.96 2.10 8.86 3.41

통옥수수가루 6.80 7.56 4.06 1.94 1.23

통밀가루 6.47 10.60 1.36 2.04 1.66

통귀리가루 4.03 16.90 3.82 13.38 3.07

통보리가루 5.70 17.28 2.16 3.85 2.75

구 분 Ca (%)

Cu (mg)

Fe (mg)

K (%)

Mg (%)

Mn (mg)

Na (mg)

P (%)

통벼가루 0.02 10.93 23.63 0.33 0.11 43.36 72.49 0.27

통옥수수가루 0.01 5.08 17.98 0.44 0.12 6.37 93.42 0.31

통밀가루 0.03 7.09 61.76 0.46 0.14 45.13 55.61 0.41

통귀리가루 0.07 6.98 63.96 0.49 0.16 45.39 156.92 0.42

통보리가루 0.06 7.38 73.62 0.51 0.17 28.45 106.77 0.49

은 벼메뚜기의 성충 암수 쌍을 사육상자에 넣고 옥수수 또는 교잡수수

Table 16 1

생예사료를 급이한 대조구와 통곡실분 통벼 통밀 통옥수수 을 급이한 후 생산된( , , ) 난괴와 산란횟수 암컷의 성충 수명 등을 조사한 자료이다 이 표에서 통곡실분을, . 급여한 모든 처리구에서 대조구보다 산란횟수와 성충수명이 더 연장되었으며, 특히 통벼가루에서는 난괴가 크고 1난괴당 산란수도 21% 높게 나타났다 이와 같은. 결과를 통해서 산란기에는 단순히 생예사료를 급이하는 것 보다 통곡실분 사료를 추가적으로 제공해 주는 경우 산란수 증가에 커다란 영향을 미치는 것으로 사료된다.

통곡실분 탄수화물 급이에 따른 산란횟수 및 성충수명 Table 16. ( )

처리별 난괴장

(mm)

난괴경 (mm)

난괴중 개 (g/ )

산란횟수 회 ( )

산란수 개 난괴 ( / )

산란간격 일 ( )

최고 산란수

수명

♀ 일 ( )

생예사료 15.6±1.0 7.8 0.2 4.3±1.9 31.8 7.4 7 41

통벼가루 16.6±1.4 8.2 0.2 5.3±2.2 38.6 7.2 8 47

통밀가루 16.1±0.5 7.8 0.2 5.0±3.2 35.5 6.4 9 46

통옥분 16.0±2.1 7.8 0.2 5.0±3.6 35.2 6.0 9 43

은 밀기울 대두분 카제인 난백분의 단백질 급여에 따른 산란횟수와

Table 17 , , ,

암컷 성충의 수명 등을 조사한 실험결과를 나타내고 있다 실험결과 식물성 단백. 질인 밀기울과 대두분은 생예사료를 급이한 대조구에 비교하여 난괴가 크고 산란횟수가 많지만 성충 수명은 2~5일 더 짧은 결과를 나타냈다 동물성 단백질인 카제인과. 난백분의 급이구에서는 생예사료를 급이한 대조구 보다 산란횟수가 1~3.5회로 감소하고 성충 수명이, 18~35일 급격하게 짧아지는 결과를 나타냈다 이와 같은. 결과는 초식곤충인 벼메뚜기에 동물성 단백질의 제공이 소화율 등의 어려운 점을 통해서 발육에 부정적인 영향을 미치는 것으로 사료된다. 따라서, 벼메뚜기의 우량 난괴 확보와 정상적인 발육을 위해서는 식물성 단백질원을 이용하는 것이 효율적일 것으로 사료된다.

단백질 급이에 따른 산란횟수 및 성충수명 Table 17.

처리별 단백질 생물가

난괴장 (mm)

난괴경 (mm)

난괴중 개 (g/ )

산란횟수 회 ( )

산란수 개 난괴 ( / )

산란간격 일 ( )

최고 산란수

수명

♀ 일 ( )

생예사료 - 15.6±0.5 7.9 0.2 5.3±1.5 32.3 6.9 6 49

밀기울 30 16.2±1.0 8.2 0.2 5.8±1.0 37.5 6.5 7 42

대두분 59 16.8±0.9 8.0 0.2 5.5±3.0 37.1 6.3 7 47

카제인 77 16.3±0.3 8.1 0.2 1.8±0.5 30.2 8.7 2 14

난백분 88 16.9±1.6 7.8 0.2 4.3±1.7 36.8 6.2 6 31

발육단계별 먹이량 및 소화율 구명 4.

벼메뚜기의 발육 단계에 따른 먹이량은 Fig. 2와 같이 4령 시기에 급속하게 증가하였다 성충 암컷의 평균체중은. 0.7 g이며 먹이량은 0.51 g으로 약 73%, 수컷의 평균체중은 0.4 g이고 체중의 약 83%를 섭식하였다. 소화율은 영기가 많아질수록 낮아지는 결과를 나타냈고, 먹이량과 소화율의 상관계수는 –0.94로 먹이량이 많을수록 소화율이 저하되는 음의 상관관계에 있으며 R² 결정계수는

로 과 사이에서 높은 상관을 보이고 있다

0.88 0 1 .

0.12 0.13 0.14

0.320.340.360.38 0.51

0.33

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6

1령 2령 3령 4령 5령 6령 7령 ♀성충♂성충 먹이섭식량

98.3 96.293

90.285.7

83.180.674.1 86.6

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

1령 2령 3령 4령 5령 6령 7령 ♀ ♂ 소화율

벼메뚜기 발육단계별 수당 일 먹이량 및 소화율

Fig. 2. 1 1

제 절 벼메뚜기 연중 사육기술 개발 2 조기부화 및 장기간 저장방법의 개발 1.

가. 난 보호기간에 따른 부화율의 변화

벼메뚜기의 연중 다세대 사육을 위하여 산란 당년에 빠른 부화기술 개발이 가장 중요 사항이며 이를 위해서는 우선 산란 후 내난각과 외난각 형성과 함께 인위적인, 휴면을 유도하는 난 보호기간 설정이 중요하다 난 보호기간은 누에의 경우. 2일, 왕귀뚜라미의 경우 8일 정도가 적절한 것으로 보고되고 있으며(Kim 등, 2005, 2006), 벼메뚜기는 이들보다 알이 더 크기 때문에 더 오랜 보호기간이 필요할 것으로 사료된다 따라서 부화 후. , 25℃에서 난 보호기간 5, 10, 15, 20일 처리하고 저온저장한 뒤 부화율 등을 측정하였다 결과는. Table 18에서 보는 바와 같이, 5일 처리가 다른 처리구에 비교하여 소요기간이 짧지만 부화율(77.4%)이 낮아 부정적인 결과를 나타냈다. 10일의 보호기간은 5일에 비교하여 부화 소요기간이 2일 더 증가하지만 부화율과 부화강세가 높았고 부화 후 5일 까지 생존율(94.1%)이 가장 높게 나타냈다.

산란 후 난 보호기간에 따른 부화율 Table 18.

처리별

입고후 부화까지

일 ( )

부화소요 일 일( )

부화율 (%)

부화강세 부화 후

일까지 5

생존율(%) 부화당일 2일째 3일째↑

일

5 22±0.5 77 77.4±7.9^b 87.7 9.8 2.5 89.2 일

10 19±1.2 79 92.8±4.0^a 87.4 10.8 1.9 94.1 일

15 20±1.0 85 88.1±6.8^a 84.5 12.7 2.8 92.4 일

20 19±0.7 89 80.4±13.9^a 88.9 10.1 1.0 91.0 자연부화 - 194 94.7±3.2 92.9 6.6 0.5 92.9

또한, 10일에는 Fig. 3의 실체현미경 관찰에서 나타나는 바와 같이 외난각 형성이 확실하게 보이고 부화율도 92.8%로 가장 높게 나타났다. 15일은 88.1%, 20일은

로 보호기간이 길어질수록 부화율이 다시 점점 감소하는 결과를 나타냈다

80.4% .

자연환경 조건에서 부화 총소요일수는 194일인 것과 비교하면 115일 빠른 결과를 나타냈으며 다른 처리에 비교하여도, 10일간의 난 보호기간이 연중사육을 위해 가장 적합할 것으로 사료된다.

내난각 외난각

보호 2일 : 외난각 × 보호 9일 : 외난각 △ 보호 10일 : 외난각 ○ 산란 후 난 보호기간에 따른 난괴의 형태

Fig. 3.

나. 저온 저장기간에 따른 부화율의 변화

벼메뚜기는 부화과정에서 일정기간 절대휴면 기간이 요구되는 종이 있고 그렇지 않은 종이 있는 것으로 보고되고 있다 김태우( , 2013). 따라서 벼메뚜기의 휴면, 기간을 조사하기 위해 산란 후 1일째 난괴를 채취한 후 보호기간을 거쳐 휴면하지 않은 채 32℃의 부화실에 넣고 94일까지 부화율을 조사한 결과 Table 19와 같이 부화율은 9.0±2.7%로 나타났다.

저온저장 미처리 난괴의 부화율 Table 19.

난괴당 알수 개 ( )

부화율 (%)

부화강세 미부화

일째

1 2일째 3일째↑ 휴면율(%) 부패율(%)

26.4±4.2 9.0±2.7 48.8 27.9 23.3 81.5±4.1 9.5±1.8