곤충은 여러 종류의 동물에서 중요한 자연식품으로 사람과 동물들을 위한 영양소일 뿐만 아니라, 의약품과 유기물을 재활 용하는 용도로 이용되고 있으며 다른 동물성 단백질 공급원에 비하여 적은 면적에 낮은 비용으로 사육할 수 있다(Choi, 2013). 이에 따라 미래에 유망한 산업 인식되어 왔으며(Anand et al., 2008), 유엔식량농업기구(FAO)에서는 식용곤충에 대한 이용 과 잠재력을 평가하기 시작하면서 크게 성장할 새로운 산업으 로 평가되고 있다(Huis et al., 2013). 또한 곤충은 알려진 것만 80만 종이 넘으며 가축의 생산과정에서 배출되는 온실 가스와 암모니아 가스로 인한 환경오염문제의 우려가 없는 친환경적 인 식량자원인 것으로 보고되고 있다(Huis et al., 2013). 유럽 등 선진국에서는 곤충을 식용으로 이용하였을 때 영양학적으 로 가치가 충분한지(Roos and Huis, 2017), 사료용으로 이용할 때 면역체계 증진 및 항체사용을 줄여 주어 동물을 건강하게 해 주는지(Gasco et al., 2018) 등에 대한 연구가 이루어지고 있다.

Zophobas morio는 중남미에서 퍼져 나갔으며 언제부터 인 공사육하기 시작했다는 정확한 기록이 남겨 있지 않은 종으로 박 등(Park et al., 2010)은 2011년부터 수입되어 사육된 갈색거 저리와 Zophobas morio는 DNA 바코드 특성과 형태를 이용하 여 분류학적 동정을 한 바 있다. Zophobas morio 유충은 18령 기로, 16~17령기에 번데기로 되는 비율이 25.71%로 가장 높다 고 알려져 있다(Kim et al., 2015). Zophobas morio는 동물 먹이 용으로 가장 많이 이용되는 갈색거저리 유충에 비하여 몸 크기 가 국내에서 가장 커 슈퍼밀웜(super mealworm) 또는 아메리 카왕거저리로 불리어 왔으며, 소형 동물류(절지동물, 조류, 양 서파충류, 소형 포유류)의 주요 단백질 보급원으로 폭넓게 사 용되고 있다(Eilenberg et al., 2015;Kaiser et al., 2010;Latney et al., 2017;Leung et al., 2012).

그러나 아직까지 Zophobas morio는 식품의약품안전청의 식품공전에 식용으로 등록되어 있지 않아 식용으로 사용할 수 없지만 조류, 어류 등의 사료용 또는 바이오 디젤 등 다양한 소 재로 활용 될 수 있어(Leung et al., 2012), 이 종의 대량사육을 위한 먹이습성, 산란능력 등 사육체계 연구가 필요하다. 따라서 본 연구에서는 효과적이고 원할한 Zophobas morio의 사육 방 안과 이용을 위한 기초자료를 제공하고자 한다.

재료 및 방법

대상곤충

Zophobas morio는 농촌진흥청 농업과학원에서 2015년에 분양 받아 누대사육을 하였으며 밀기울을 주 먹이원으로 플라 스틱 상자(54 × 42 × 13 cm)에 사육하였다. 수분 공급을 위해 무우를 잘라서 2일 간격으로 공급하였으며 사육온도는 27 ± 2℃ 상대습도 35 ± 2%, 광주기 L:D = 16:8의 사육실 조건에서 진행하였다.

온도별 유충 무게 변화

Zophobas morio 노숙유충을 1마리씩 밀기울 1 g이 들어 있 는 105공 포트(Dongo tech, 53 × 28 ×5 cm)에 옮겨 주어 번데기 를 유도하였다. 성충으로 우화한지 5일 이내의 개체 200마리를 한곳에 모아 두어 산란을 유도하였다. 산란은 5일 동안 받아 사 육실 내에 보관하면서 부화를 유도하였으며, 막 부화한 유충은 크기가 작아 부화 후 10일이 지난 유충을 사용하였다. 온도가 21, 24, 27, 30℃로 설정된 4실 배양기(Hanbaek scientific Co., HB-103-4)에 밀기울 50 g과 2령 유충이 1마리씩 들어 있는 개 체 사육용기(15 × 11 × 5 cm) 15개를 넣고 20일 후부터 10일 간 격으로 7회 유충무게를 측정하였다. 배양실 내의 조명은 원형 형광등(Keumho electronic, FCL40SD/38)을 타이머와 함께 설 치하여 광주기 L:D = 16:8의 조건을 유지하였다. 유충 5개체를 1반복으로 총 3반복 완전임의배치법으로 시험을 하였다.

보조먹이별 유충 무게 변화

온도별 유충시험과 마찬가지로 동일 령기의 유충을 확보하 여 27 ± 2℃의 항온조건에서 광조절이 되는 배양기(Hanbaek scientific Co., HB-301L-3)에 밀기울 45 g을 넣고 여기에 Soybean powder 5 g, Fish powder 5 g, Barley powder 5 g, Buckwheat 5 g을 각각 넣어 유충 먹이가 50 g이 되는 사육용기에 2령 유충 을 1마리씩 넣고 투입 20일 후부터 10일 간격으로 7회 유충무 게를 측정하였다. 조명은 광주기 L:D = 16:8의 조건을 유지하 였고, 유충 5개체를 1반복으로 총 3반복 완전임의배치법으로 시험을 하였다.

성충의 산란간격

Zophobas morio 유충을 균일하게 지속적으로 확보하기 위 하여 성충의 산란 간격을 5일, 10일, 15일로 설정하여 시험하 였다. 성충확보는 노숙유충을 1마리씩 밀기울 1 g이 들어 있는 105공 포트(Dongo tech, 53 × 28 × 5 cm)에 옮겨 번데기를 유도 하였다. 성충이 된 후 24시간 이내의 성충을 동일 성충으로 간 주하고, 암수를 구분하여 각각 1마리씩 2마리가 투입된 개체 사 육용기(15 × 11 × 5 cm)를 27 ± 2℃의 항온조건에서 조명조절 이 되는 배양기(Hanbaek scientific Co., HB-301L-3)에 젤리를 급여하여 실험을 실시하였다. 각각 사육통에 든 성충을 5일, 10 일, 15일 후에 다른 개체사육통에 옮겨 주고 산란된 사육통은 배양기에서 30일 동안 두어 부화한 유충수를 조사하였다. 5일 간격으로 성충을 옮긴 처리구는 60일 동안 12회, 10일 간격은 6 회, 15일 간격은 4회를 각각 새로운 개체사육통으로 옮겨주어 산란을 받았으며, 성충 5개체를 1반복으로 총 10반복 완전임의 배치법으로 시험을 하였다.

결과 및 고찰

온도별 유충 무게 변화

Zophobas morio 유충을 온도별로 사육을 하면 21℃ 저온에 서는 거의 발육을 하지 못하였다. 그러나 24~30℃ 에서는 정상 적으로 발육이 가능하였다(Fig. 1). 초기 유충의 무게는 21℃는 0.03 g에서 80일 후에는 0.1 g으로 27℃의 30일째 무게와 비슷 하였고, 80일 후에는 24℃에서 무게 0.54 g, 27℃, 0.66 g, 30℃ 에서 0.72 g으로 27℃와 30℃에서는 통계적 유의 차이가 없었 으나 24℃ 이하에서는 차이가 있었다(F = 178.352, P < 0.0001). 따라서 Zophobas morio를 사육하기 위해서는 최소 27℃를 유 지해야 효과적일 것으로 판단되었다. 특히 비교적 고온인 30℃ 에서는 초기 무게 0.06 g에서 지속적으로 증가하기 시작하여 80일째에는 0.72 g까지 증가하여 고온에 대한 적응력이 아주 높은 종으로 보였다. 김 등(Kim et al., 2016)은 갈색거저리 (Tenebrio molitor) 유충 발육이 20, 25, 30, 35℃ 조건 중에서 30℃에서 가장 빨랐다고 하여 거저리류는 30℃ 내외의 온도가 사육에 가장 적합할 것으로 판단된다. 생존율은 24℃ 이상에서 97% 이상으로 높게 나타났으나 21℃에서는 91.7%로 비교적 낮아 저온에서는 발육도 늦지만 생존율도 낮음을 알 수 있었으 며(Fig. 2), 갈색거저리 유충이 20℃ 이하의 저온이나 30℃ 이 상의 고온에서 사육할 경우에는 발육이 저해되는 결과와 유사 하였다(Kim et al., 2016;Koo et al., 2013).

보조먹이별 유충 무게 변화

Zophobas morio 보조먹이인 콩가루, 어분, 보리, 메밀의 열 량, 단백질함량, 수분 등은Table 1과 같다. 아메리카왕거저리 의 주먹이원으로 밀기울을 주로 사용하는데 보조먹이원을 찾 기 위해 콩, 어분, 보리, 메밀을 이용하였다. 이들의 총칼로리는 어분만 288 칼로리이고 나머지는 350 정도로 높은 편이었다. 특히 콩과 어분의 단백질 함량이 45.3과 55.5 g/100 g으로 아주 높음을 알 수 있었다. 단백질 함량이 높은 콩가루와 어분은 유 충 접종 20일째부터 유충의 무게가 0.12 g, 0.14 g으로 밀기울 0.05 g, 보리 0.06 g, 메밀 0.05 g 보다 훨씬 높게 나타났으며 60 일째에 콩가루와 어분을 공급한 유충의 무게는 수확 가능한 수 준인 0.75 g, 0.76 g으로 나타나 다른 보조 사료보다 우수하였으 며 통계적 유의차이가 있었다.

그러나 보리와 메밀을 보조사료로 공급한 유충의 무게는 80 일째에 각각 0.74 g, 0.73 g으로 밀기울 단독으로 사육했을 때 0.72 g과 큰 차이가 나지 않았다(Figs. 3, 4). 유충의 생존율은 밀 기울 단독 공급이 98.7%로 다른 보조사료보다는 낮지만 통계 적 유의는 나타나지 않았다(Fig. 5).

Zophobas morio를 음식물 폐기물 건조사료로 사육 하여도 밀기울과 유사하게 발육하였고, 폐사개체가 없어 음식폐기물 건조사료는 성충보다 유충에 공급하는 것이 좋다는 보고가 있 는데(Hong et al., 2015), 본 연구에서 Zophobas morio 유충 발 육이 보리와 메밀은 밀기울과 유사하고 콩가루와 어분은 발육 효율이 높으므로 두 가지를 보조사료로 추가 활용한다면 Zophobas morio의 발육이 더 빠를 것으로 판단된다.

Zophobas morio 성충의 산란간격

Zophobas morio 성충을 5일 간격으로 산란틀을 옮겨 주었 을 때 5일까지는 산란하지 않았으며 5일 이후부터 산란을 하기 시작하였다. 산란 20일 후 유충의 평균 무게는 0.02 g이지만 21~25일과 26~30일 간격의 유충 무게는 각각 0.09 g, 0.08 g으 로 다른 처리구보다 높게 나타나 이 시기에 산란된 알이 가장 우수한 개체라는 것을 확인할 수 있었으며 이후에 다른 처리보 다 무게가 더 많이 높게 생장하였다(Fig. 6).

10일 간격으로 산란을 받은 경우 20일 후의 유충 평균 무게 는 0.02 g으로 5일 간격 산란과 유사하였으나 초기 1~10일 동 안 산란받은 처리구는 70일까지 무게가 증가하지 않아 발육이 더디게 이루어졌으며(Fig. 7) 이러한 경향은 5~10일 동안 산란 받은 처리구도 마찬가지로 나타나(Fig. 6), Zophobas morio 초 기 산란된 알의 배자발생이 완전하지 않은 것으로 보아 우수한 형질의 유충을 확보하기 위해서는 성충 우화 직후 최소 10일 이 후부터가 적당할 것으로 판단된다.

15일 간격으로 산란을 받은 경우 20일 후의 유충 평균 무게 가 0.06 g으로 5일과 10일 간격으로 산란 시키는 것보다 높았으 나 1~15일 동안 산란 받은 유충 무게는 0.006 g에 지나지 않아 5 일과 10일 간격으로 산란 받을 때와 마찬가지로 초기의 배자 발 육이 불안정함을 확인할 수 있었다(Fig. 8). 또한 유충의 생육이 전반적으로 느렸으며, 80일째의 유충 무게가 0.54 g으로 5일과 10일 간격의 80일째 무게 0.68 g과 0.69 g보다 더 낮음을 알 수 있었다. 이와 같은 결과는 15일 간격으로 산란을 시켰을 때에는 유충의 령기가 균일하지 않고, 개체 간 동종포식을 하기 때문으 로 판단된다.

Zophobas morio 성충을 5일, 10일, 15일 간격으로 산란시켜 부화한 유충수는 5일 간격에서 총 7,256마리(Fig. 9), 10일 간격 에서 5,439마리(Fig. 10), 15일 간격에서 2,060마리로(Fig. 11) 5일 간격으로 산란을 시켰을 때 가장 많은 유충수를 확보할 수 있었다. 5일 간격으로 산란시킨 경우 16일부터 50일째 까지 평 균 800마리 이상의 유충을 지속적으로 확보가 가능하였으며, 10일 간격에서도 11일부터 50일째 까지 높은 유충수를 확보할 수 있었다. 그러나 15일 간격에서는 16~30일에서만 1,061마리 로 높게 나타나 15일 간격으로 산란시키는 방법은 많은 유충수 를 확보할 수 없고, 유충 무게가 낮아 효율성이 떨어졌다(Fig. 12). 김 등(Kim et al., 2016)은 갈색거저리를 3, 7, 14일 간격으 로 산란 받은 처리구에서 총 산란수는 1,011개, 899개, 619개로 산란 간격이 좁을수록 유충의 산란수가 높고, 개체의 크기를 균 일하게 하기 위해서는 7일 간격 이내로 산란기간의 간격을 유지 하는 것이 좋다고 보고하였는데, 본 연구에서도 유사한 경향을 나타내어 Zophobas morio 성충은 5일 간격으로 산란시키는 것 이 인력과 시간을 절감시키는 효율적인 방법이라고 판단된다.