식용곤충은 예로부터 일부 지역에서 전통적으로 소비되어 왔으나(Chung et al., 2014), 최근에는 높은 단백질·지방·미네랄 함량과 더불어 온실가스 배출, 토지·수자원 이용 측면에서 환경 부담이 상대적으로 낮다는 점이 부각되면서 지속가능한 식량 체계 구축을 위한 대체 단백질원으로 주목받고 있다(Lange and Nakamura, 2021;Van Huis et al., 2013). 이러한 특성 때문에 식용곤충은 기존 축산물 일부를 대체함으로써 환경오염과 자원 소모를 완화할 수 있는 잠재력을 가지며, 환경보건 측면에서도 안전성과 영양학적 가치를 객관적으로 평가하는 연구가 요구되고 있다.

우리나라에서는 현재 10종의 곤충이 식용으로 등록되어 있으며, 이 가운데 흰점박이꽃무지(Protaetia brevitarsis) 유충은 사육 농가 수와 생산·유통 물량에서 가장 큰 비중을 차지하는 대표적 식용곤충이다(Lim et al., 2022;Noh et al., 2015). 흰점박이꽃 무지 유충은 조단백질과 불포화지방산, 비타민, 무기질이 풍부하여 영양학적 가치가 높고, 기능성 식품 및 건강 보조 소재로의 활용 가능성이 보고되어 학계와 산업계의 관심을 동시에 받고 있다(Chung et al., 2013;Kim et al., 2024). 또한 버섯 재배 부산물 등 유기성 자원을 사료로 활용하는 사례가 축적되면서(Kim et al., 2024), 흰점박이꽃무지 유충은 자원순환과 환경부하 저감에 기여할 수 있는 환경친화적 단백질 자원으로 인식되고 있다.

식용곤충을 원료로 한 제품을 제조·유통하기 위해서는 장기 저장성과 위생·안정성을 확보할 수 있는 건조 공정이 필수적이다. 현재 산업 현장에서는 열풍건조(hot-air drying)가 가장 널리 활용되고 있으며(Son, 2017;Won et al., 2019), 고품질 분말 생산을 위해 동결건조(freeze-drying)가 적용되기도 한다(Chung et al., 2013). 최근에는 에너지 효율과 처리시간 측면에서 장점이 있는 마이크로파건조(microwave drying) 기술이 갈색거저리나 동애등에 등 일부 산업곤충에 도입되고 있다(Baek et al., 2015;Hyun et al., 2023). 건조방법은 수분 함량, 색도, 조직감, 저장성뿐 아니라 단백질·지방·무기질 등의 영양성분과 중금속과 같은 유해물질의 농도에도 영향을 미칠 수 있으므로, 에너지 소비와 환경부하, 제품 안전성을 함께 고려한 건조 공정 선택이 중요하다(Oh et al., 2024;Son et al., 2023).

흰점박이꽃무지 유충에 대해서는 일반성분과 중금속 함량 등을 보고한 연구가 있으나(Chung et al., 2013;Kim et al., 2024;Noh et al., 2015), 동일한 사육 조건에서 생산된 유충을 대상으로 열풍건조, 동결건조, 마이크로파건조를 비교하여 영양성분 조성(일반성분, 지방산, 아미노산, 무기질)과 유해물질을 통합적으로 평가한 연구는 제한적이다. 실제 농가에서는 관행적으로 열풍건조가 주로 사용되고, 일부에서는 동결건조 또는 마이 크로파건조 설비를 도입하고 있으나, 건조방법별 영양성분 보존과 중금속 안전성에 대한 과학적 근거가 부족하여 공정 선택 시 경험적 판단에 의존하는 실정이다. 이는 식용곤충 산업의 환경친화성과 제품 안전성을 객관적으로 평가하고, 에너지 효율과 품질을 동시에 고려한 건조 공정을 확립하는 데 한계 요인으로 작용한다.

따라서 본 연구에서는 흰점박이꽃무지 유충을 대상으로 열풍건조, 동결건조, 마이크로파건조 세 가지 건조방법을 적용한 후, 수분 보정 기준으로 일반성분, 지방산 조성, 아미노산 조성, 무기질 함량 및 중금속 함량을 비교·분석하였다. 이를 통해 건조 방법에 따른 영양성분 및 유해물질의 변화를 규명함으로써, 흰점박이꽃무지 유충의 안전한 식품·사료 소재화와 더불어 에너지 효율성과 환경성을 고려한 건조 공정 선택에 기초자료를 제공하고자 한다.

재료 및 방법

본 연구는 흰점박이꽃무지(Protaetia brevitarsis) 유충을 이용하여 건조방법에 따른 영양성분 및 유해물질 함량 차이를 규명하기 위해 수행하였다. 건조방법은 열풍건조(hot-air drying, HAD), 동결건조(freeze-drying, FD), 마이크로파건조(microwave drying, MD)의 3수준으로 설정하였다. 모든 분석은 동일 사육 조건에서 선별한 개체를 무작위 배정하여 처리하였고, 각 처리당 3개의 생물학적 반복을 독립 시료로 전 과정(전처리-건조-분쇄-분석)에 적용하였다. 모든 성분 분석 결과는 건물 기준(dry matter, DM)으로 제시하였다.

실험곤충 및 전처리

흰점박이꽃무지 유충은 국립농업과학원 산업곤충과 곤충사육실에서 사육하였다. 사육 조건은 온도 25 ± 1°C, 상대습도 50 –60%, 광주기 16L:8D로 유지하였다. 먹이원은 참나무 발효톱밥(힐링벅스, 김제)을 사용하였으며, 수확 기준 체중(약 2.5 g/개체)에 도달한 3령 말기 개체만 선별하였다. 장 내용물 제거를 위해 찹쌀가루를 48 시간 급여한 후 48 시간 먹이원을 제거한 채로 절식하였다. 이후 유충을 흐르는 물로 3회 세척하여 표면 오염원을 제거하고 여과지로 표면수를 가볍게 제거하였다. 세척 개체는 –80°C에서 하룻밤(≥ 12 시간) 예비동결 후 각 건조 공정에 투입하였다.

건조 처리 및 시료 조제

열풍건조는 예열된 순환식 열풍건조기(KED-M07D1, Kiturami, Korea)를 사용하여 50-60°C에서 운전하고, 잔류수분(상 압건조법, 105°C) 기준 ≤ 5%에 도달할 때까지 약 35시간 동안 수행하였다. 동결건조는 -80°C에서 예비동결한 시료를 동결건 조기(LP20-30, Ilshin Biobase, Korea)에 장입하여 챔버 압력 ≤ 0.1 mbar, 응축기 온도 ≤ -50°C 조건에서 상수중량에 도달할 때까지 60 ± 5시간 동안 진행하였다. 마이크로파건조는 마이크로파건조기(M-200, Entomo Co. Ltd., Korea)를 사용하여 시료를 ≤ 10 mm로 균일하게 펼친 뒤 과열을 방지하기 위해 인터미 턴트(가열–정지) 사이클을 반복하였다. 각 사이클 사이에 시료를 뒤집어 균일 건조를 유도하였고, 생물 10 kg 기준일 때 80°C 에서 32분간 건조시켰다. 모든 건조 시료는 실온에서 1시간 평형 후 스테인리스 분쇄기(100-mesh)로 균질화하였다. 제조된 분말은 소분하여 -20°C에서 보관하였다.

일반성분 분석

일반성분은 식품공전의 식품성분시험법 및 공인분석화학자협회의 공인법을 준용하여 분석하였다. 수분은 135°C의 가열감량법으로 측정하였고, 조회분은 700°C에서 직접 회화하여 분석 하였다. 조단백질은 Kjeldahl법으로 산출하였다. 시료에 단백질 분해촉진제와 황산을 가해 분해한 뒤, 자동 단백질 분석기 FOSS Kjeltec 8400(FOSS Analytical, Hillerød, Denmark)으로 함량을 측정하였다. 조지방은 에테르추출법을 적용하였으며, 추출 용매로 에틸에테르를 사용하였다. 추출 후 용매를 제거한 뒤 잔여물의 질량을 측정하여 조지방 함량을 산출하였다. 조섬유는 여과포 분석법을 적용하였으며, 탄수화물은 차감법[100 - (수분 + 회분 + 단백질 + 지방)]으로 산출하였다.

아미노산 분석

아미노산 조성은 AOAC 지침에 따라 닌히드린 검출법으로 분석하였다. 가수분해를 위해 각 시료 50 mg을 4 N 염산 40 mL에 넣고, 산화를 방지하기 위해 질소 기류 하에 110°C로 24 시간 가열하였다. 가수분해 후 50°C에서 감압하여 염산을 제거하였고, 잔류물은 pH 2.2의 0.2 N 시트르산나트륨 완충용액 50 mL로 재용해하였다. 이어서 용액을 0.45 μm 여과지(Pall Life Sciences, California, USA)로 여과하였으며, 여과액을 아미노산 분석기(L-8900 Hitachi High-Tech, Tokyo, Japan)로 정량하였다.

지방산 조성 분석

총지질은 Folch 방법과 Soxhlet 추출로 분리하였다. 균질화한 시료 50 g에 클로로포름:메탄올(2:1, v/v) 250 mL를 가하여 3,000 rpm에서 재균질화하였다. 추출된 지질은 무수 황산나트륨으로 건조한 뒤 45°C에서 농축하였다. 이어 0.5 N 수산화나트륨 용액 1 mL를 첨가하고 100°C에서 20분 가열한 후 실온에서 30분 냉각하였다. 그 다음 삼플루오린화붕소 시약 2 mL를 가하여 다시 20분 가열하고 30분 냉각하였다. 이후 n-헵탄 1 mL와 염화나트륨 포화용액 8 mL를 첨가하여 층 분리를 유도하였고, 상층 유기층에 포함된 지방산 메틸에스테르를 회수하였다. 지방산 메틸에스테르는 모세관 컬럼(SP-2560, 30 m 0.3 × 2 mm I.D., 0.25 μm)이 장착된 가스크로마토그래피(GC; US/HP 6890, Agilent Technologies, Seoul, Korea)로 분석하였으며, 주 입구 온도는 250°C로 설정하고 시료 1 μL를 주입하였다.

무기질 조성 분석

무기질 분석을 위해 건조 유충 분말 50 mg을 건식회화하였으며, 시료를 건조·탄화한 뒤 회화로에서 450-550°C로 완전 회화하였다. 생성된 회분은 염산에 용해하고 유리 여과기를 사용하여 여과하였다. 원소별 농도는 유도결합 플라즈마 발광분광법(ICP-OES; Horiba, Kyoto, Japan)으로 정량하였다. 몰리브 덴과 셀레늄은 건식 소화 전처리 후 분석하였다. 염소 함량은 염을 포함한 시료 1 g을 회화한 뒤, 회분을 물에 용해·여과하고 크롬산칼륨을 지시약으로 첨가한 후 질산은 용액으로 적정하여 산출하였다.

중금속 분석

중금속 분석을 위해 시료를 전기로에서 600°C, 2시간 이상 건식 회화하였다. 상온에서 방냉 후 1:1 (v/v) 염산으로 용해하여 18시간 방치한 뒤, 용액을 여과지(Whatman No. 6, Whatman International Co., Maidstone, UK)로 여과하였다. 납(Pb), 카드뮴(Cd), 그리고 비소(As)의 농도는 ICP-OES로 각각 220.35, 226.50, 193.70 nm에서 정량하였다.

통계 분석

시료 처리 간 차이가 유충 일반성분, 아미노산, 지방산, 무기질 조성에 미치는 영향을 평가하기 위해 일원분산분석(one-way ANOVA)을 실시하였다. 통계 분석은 PASW Statistics 22.0 for Windows (IBM Corp., Chicago, IL, USA)를 사용하여 수행하 였다. 사후 검정은 Tukey의 HSD 검정을 적용하였으며, 필요 시 독립표본 t-검정을 추가로 수행하였다.

결과 및 고찰

건조 후 외관, 무게 변화 및 건물 수율 비교

건조방법에 따른 흰점박이꽃무지 유충의 외형은 Fig. 1에 제시하였다. 동결건조(FD_PBL)된 유충은 생물과 유사한 연한 베이지색을 띠며, 외관 변형이 가장 적었다. 열풍건조(HAD_PBL) 된 유충은 짙은 갈색으로 변색되었고, 체형이 현저하게 수축된 형태를 보였다. 마이크로파건조(MD_PBL)된 유충은 연한 갈색을 띠며, 체형이 다소 팽화된 외형을 나타내었다.

또한, 건조 후 유충 무게 및 건물 수율을 비교하였다(Table 1). 유충 무게는 건조 전 무게(약 2,500 mg)와 비교 시, FD_PBL에서 545.6 ± 52.0 mg로 4.6배 감소, HAD_PBL에서 533.6 ± 23.5 mg으로 4.7배 감소, MD_PBL에서 603.2 ± 46.3 mg으로 4.1배 감소하는 경향이 나타났으며, 건물 수율은 각각 21.8 ± 2.1 %, 21.3 ± 0.9%, 24.1 ± 1.9%로 확인되었다. 건조방법에 따른 유충 무게 및 건물 수율의 차이는 통계적으로 유의하지 않았다 (p > 0.05).

일반성분 비교분석

일반성분을 비교한 결과(Table 2), 조단백질 함량은 FD_PBL, HAD_PBL, MD_PBL에서 각각 51.9 ± 2.3%, 53.2 ± 2.9%, 57.6 ± 0.6%로, 세 건조방법 모두에서 가장 높은 비율을 차지하였다. 특히 MD_PBL에서 조단백질 함량이 FD_PBL 및 HAD_ PBL보다 각각 5.7 및 4.4%p 높아, FD_PBL 대비 약 1.1배 수준으로 유의하게 증가하였다. 조지방 함량 역시 FD_PBL (10.9 ± 0.7%)과 HAD_PBL (12.5 ± 1.0%)에 비해 MD_PBL에서 17.7 ± 0.0%로 가장 높았으며, FD_PBL 대비 약 1.6배, HAD_PBL 대비 약 1.4배 증가하는 뚜렷한 차이를 보였다. 반면 식이섬유 함량은 FD_PBL, HAD_PBL, MD_PBL에서 각각 30.4 ± 1.5%, 18.7 ± 0.0%, 18.0 ± 0.4%로, FD_PBL에서 가장 높았고 HAD_ PBL 및 MD_PBL에서는 FD_PBL 대비 약 1.6-1.7배 낮은 수치를 나타냈다. 탄수화물 함량 역시 FD_PBL (30.2 ± 1.7%), HAD_ PBL (26.3 ± 1.4%), MD_PBL (19.7 ± 0.5%) 순으로 감소하여, FD_PBL과 HAD_PBL이 MD_PBL보다 약 1.3-1.5배 높았다.

이와 같이 건조방법에 따라 조단백질, 조지방, 식이섬유, 탄수화물의 상대적 비율에는 차이가 있었으나, 세 처리 모두에서 조단백질이 가장 높은 비중을 차지하고 그 다음으로 탄수화물과 조지방, 식이섬유 순으로 구성되는 기본 패턴은 유지되었다. 이는 국내 상업농가에서 생산된 흰점박이꽃무지 유충의 일반성분(조단백질 약 50-58%, 탄수화물 약 25-30%)을 보고한 선행 연구 결과(Chung et al., 2013;Kim et al., 2024;Noh et al., 2015)와 일치하였다. 다만, 마이크로파건조 처리구에서만 탄수화물의 함량이 기 연구된 동결 및 열풍 건조 흰점박이꽃무지 유충에서 보다 1.3-1.5배 낮았다.

또한 동애등에 및 갈색거저리 유충을 대상으로 한 선행 연구들에서도, 열풍·마이크로파건조·동결건조 등 건조방법에 따라 수분과 일부 탄수화물·섬유소 분획이 차별적으로 제거되면서 조단백질과 조지방이 상대적으로 농축되거나, 반대로 섬유소·탄수화물 비율이 감소하는 경향이 보고된 바 있다(Gómez-Oquendo et al., 2024;Oh et al., 2024;Son et al., 2023). 본 연구에서 마이크로파 건조 처리구(MD_PBL)에서 조단백질과 조지방 함량이 가장 높고 식이섬유와 탄수화물이 낮게 나타난 결과는 이러한 건조공정 특성에 따른 상대적 농축 효과와 일치하는 양상으로 해석할 수 있다.

아미노산 비교분석

건조방법에 따른 흰점박이꽃무지 유충의 아미노산 조성은 Fig. 2 및 Fig. 3에 제시하였다. 총 18종의 아미노산 중 필수아미노산(Essential Amino Acids, EAA)은 히스티딘, 이소류신, 류신, 라이신, 메티오닌, 알라닌, 트레오닌, 발린, 트립토판 등 9종이며, 비필수아미노산(Non-Essental Amino Acids, NEAA)은 알라닌, 아르기닌, 아스파르트산, 글루탐산, 글리신, 프롤린, 세린, 티로신, 시스테인 등 9종으로 구성된다. EAA 총 함량은 FD_PBL에서 147.5 mg/g, HAD_PBL에서 182.9 mg/g, MD_ PBL에서 174.3 mg/g으로 확인되었으며, FD_PBL과 비교 시 HAD_PBL과 MD_PBL에서 약 1.2배 수준으로 유의하게 증가하였다(p < 0.01, p < 0.05). FD_PBL에서는 발린 24.4 mg/g, HAD_PBL에서는 발린과 류신 함량이 29.6 mg/g, MD_PBL은 류신이 28.5 mg/g으로 필수아미노산 중 가장 많은 함량을 나타냈으며, FD_PBL 대비 HAD_PBL에서 약 1.2-1.3배, MD_PBL 에서 1.2배 더 높았다. 특히 BCAA로 분류되는 류신, 이소류신, 발린의 합산 함량은 FD_PBL 63.0 mg/g, HAD_PBL 77.7 mg/g, MD_PBL 74.6 mg/g으로, HAD_PBL과 MD_PBL에서 약 1.2배 높게 나타났다(p < 0.01, p < 0.05). 이는 마이크로파건 조가 단백질 분해를 최소화하고 BCAA 농축에 효과적이라는 선행연구(Gómez-Oquendo et al., 2024;Hyun et al., 2023)와도 일치한다.

NEAA 총 함량은 FD_PBL 251.5 mg/g, HAD_PBL 327.6 mg/g, MD_PBL 314.0 mg/g으로, FD_PBL 대비 HAD_PBL에서 약 1.3배, MD_PBL에서 약 1.2배 수준으로 유의하게 높았으며(p < 0.001 또는 p < 0.01), 모든 군에서 NEAA 함량 중 글루탐산 함량이 54.8-71.9 mg/g으로 FD_PBL과 비교 시 1.2-1.3배 높았다.

총 아미노산 함량은 FD_PBL 399.1 mg/g, HAD_PBL 510.5 mg/g, MD_PBL 488.4 mg/g으로, HAD_PBL에서 가장 높은 값을 나타냈으며, 각각 FD_PBL 대비 약 1.3배, MD_PBL에서 약 1.2배 많은 함량을 나타냈다(p < 0.01). 이는 조단백질 분석 결과와도 일치하며, 마이크로파건조가 수분 제거 속도와 열 전달 방식 측면에서 단백질 구조 안정성에 긍정적인 영향을 미친 것으로 해석된다.

또한 세 건조방법 모두에서 필수 아미노산이 전체 아미노산의 약 36~37%를 차지하는 균형 잡힌 조성을 유지하였으며, 이러한 결과는 흰점박이꽃무지 유충이 기능성 식품은 물론, 고령친화식품 및 특수영양식품 소재로서 활용 가능성이 높은 영양학적 가치를 갖추고 있음을 보여준다.

지방산 조성 비교분석

건조방법별 흰점박이꽃무지 유충의 지방산 함량 및 조성은 Fig. 4에 제시하였다. 미리스트산, 팔미트산, 스테아르산, 라우르산 4종을 합산한 총 포화지방산 함량은 FD_PBL, HAD_PBL, MD_PBL에서 각각 2.2, 2.8, 2.3 g/100 g 수준이었고, 팔미톨레산, 올레산, 리놀레산, γ-리놀렌산, α-리놀렌산, 에이코센산, 에이코사펜타엔산(Eicosapentaenoic Acid, EPA), 도코사헥사엔산(Docosahexaenoic Acid, DHA), 아라키돈산 9종을 합산한 총 불포화 지방산 함량은 각각 8.7, 9.2, 13.3 g/100 g으로 나타났다. 이에 따라 세 처리 모두에서 불포화지방산을 합산한 값이 포화지방산보다 약 3.3-5.8배 높았으며, 건조방법에 관계없이 불포화지방산이 우세한 지방산 조성을 유지하였다. 개별 지방산을 살펴보면, 포화 지방산 중에서 팔미트산이 FD_PBL, HAD_PBL, MD_PBL에서 각각 1.8, 2.3, 2.0 g/100 g으로 가장 높은 함량을 보였고, 미리스트산, 스테아르산, 라우르산은 모두 0.1 g/100 g 미만의 낮은 수준이었다. 불포화지방산 중에서는 올레산이 FD_PBL 6.6 ± 0.2, HAD_PBL 7.1 ± 0.1, MD_PBL 10.5 ± 0.4 g/100 g으로 가장 풍부한 지방산이었으며, 팔미톨레산은 1.5-2.1 g/100 g, 리놀레산은 0.6-0.9 g/100 g 범위에서 두 번째, 세 번째로 높은 함량을 나타내었다. 이러한 지방산 조성은 흰점박이꽃무지 유충에서 올레산, 팔미트산, 팔미톨레산, 리놀레산이 전체 지방산의 대부분을 차지한다고 보고한 선행연구와 일치하며, 본 연구에서 적용한 건조 조건이 종 특이적인 지방산 프로파일을 크게 변형시키지 않았음을 시사한다.

건조방법 간 차이를 살펴보면, 포화지방산의 경우 HAD_PBL에서 팔미트산 함량이 2.3 g/100 g으로 FD_PBL (1.8 g/100 g) 대비 약 1.3배 높았고, MD_PBL에서도 2.0 g/100 g으로 FD_ PBL 대비 약 1.1배 높은 수준을 보였으나 통계적으로 유의한 차이는 아니었다. 미리스트산과 스테아르산은 세 처리 간 0.04– 0.40 g/100 g 범위 내에서만 변동하여 처리 효과가 크지 않았고, 라우르산은 모두 0.01 g/100 g 이하로 매우 낮은 수준이었다. 반면 불포화지방산에서는 일부 구성 성분에서 뚜렷한 차이가 나타났다. 팔미톨레산은 FD_PBL, HAD_PBL, MD_PBL에서 각각 1.5, 1.2, 2.1 g/100 g으로, MD_PBL에서 FD_PBL 대비 약 1.4배, HAD_PBL 대비 약 1.7배 높은 경향을 보였다. 올레산은 FD_PBL 6.6 ± 0.2, HAD_PBL 7.1 ± 0.1, MD_PBL 10.5 ± 0.4 g/100 g으로, MD_PBL에서 FD_PBL 대비 약 1.6배, HAD_PBL 대비 약 1.5배 수준으로 유의하게 증가하였으며(p < 0.01), 세 건조방법 중 가장 큰 차이를 보인 지방산이었다. 리놀레산은 FD_PBL 0.6, HAD_PBL 0.9, MD_PBL 0.7 g/100 g으로 HAD_ PBL에서 FD_PBL 대비 약 1.5배 높았으나, 처리 간 유의한 차이는 나타나지 않았다. 소량 존재하는 γ-리놀렌산, α-리놀렌산, 에이코센산, 아라키돈산 등은 모두 0.003-0.050 g/100 g 범위의 낮은 함량을 보였으나, MD_PBL에서 α-리놀렌산과 에이코센산, 아라키돈산이 FD_PBL 대비 각각 약 2.2배, 4.2배, 4.4배 수준으로 증가하는 경향을 보였다. EPA와 DHA는 모든 처리구에서 검출되지 않았다.

이러한 결과는 갈색거저리와 동애등에를 대상으로 건조·전처리 공정에 따른 지방산 조성 및 지질 품질 변화를 평가한 연구에서, 건조 조건에 따라 올레산, 리놀레산 등 주요 불포화지방산의 상대적 비율과 산화 안정성이 변할 수 있다고 보고한 내용(Oh et al., 2024)과 부분적으로 부합한다. 특히 본 연구에서 마이크로파 건조 처리구에서 올레산과 팔미톨레산을 비롯한 일부 불포화지 방산의 상대적 농축 효과가 나타난 것은, 짧은 처리시간과 내부 가열 특성으로 인해 지질의 열·산화 손실을 상대적으로 억제하면서 수분만을 효율적으로 제거한 결과로 해석할 수 있다. 그럼에도 불구하고 세 건조방법 모두에서 포화·불포화지방산의 상대적 비율과 주요 지방산 구성은 선행연구에서 보고된 범위 내에 있었으며, 흰점박이꽃무지 유충이 올레산과 팔미트산을 중심으로 한 불포화지방산 우세형 지질원이라는 영양학적 특성은 유지되었다. 따라서 산업 현장에서 건조 공정을 선택할 때에는 지방산 프로파일의 급격한 변화를 우려하기보다는 에너지 효율, 색도 및 관능 품질, 미생물 안전성, 저장 안정성 등 다른 품질 지표와 함께 고려하여 공정을 최적화하는 것이 타당할 것으로 판단된다.

무기질 조성 비교분석

건조방법에 따른 흰점박이꽃무지 유충의 무기질 함량은 Fig. 5A(다량무기질)와 Fig. 5B(미량무기질)에 제시하였다. 분석 대상은 수분 보정 기준으로 칼슘(Ca), 인(P), 칼륨(K), 마그네슘 (Mg) 등 4종의 다량무기질과 아연(Zn), 철(Fe) 등 2종의 미량무 기질이었다. FD_PBL을 대조군으로 설정하여 HAD_PBL 및 MD_PBL 처리군과 비교하였다.

다량무기질 중 칼슘은 FD_PBL에서 405.3 mg/100 g으로 가장 높았으며, HAD_PBL과 MD_PBL에서는 각각 243.7 mg/ 100 g, 125.8 mg/100 g으로 FD_PBL 대비 각각 39.9%, 68.9% 감소하였다. 특히 MD_PBL 처리군에서 칼슘 함량은 FD_PBL 대비 유의하게 낮았다(p0.05), MD_PBL에서는 629.1 mg/100 g으로 FD_PBL 대비 약 33.8% 감소하며 유의한 차이를 보였다 (p < 0.05).

미량무기질의 경우, 아연은 FD_PBL에서 9.7 mg/100 g, HAD_PBL에서 8.8 mg/100 g, MD_PBL에서 10.7 mg/100 g으로 나타났으며, 처리 간 유의한 차이는 없었다(p > 0.05). 철은 FD_PBL에서 8.2 mg/100 g, HAD_PBL에서 7.6 mg/100 g, MD_PBL에서 8.5 mg/100 g으로 역시 통계적으로 유의한 차이가 없었다(p > 0.05).

이러한 결과는 건조방법에 따라 일부 다량무기질 성분(특히 Ca, K, P)의 함량이 유의하게 변화할 수 있음을 보여주며, 마이크로파 건조 시 손실이 두드러지는 경향을 나타냈다. 이는 건조 시 발생하는 열 스트레스와 수분 제거 속도가 무기질의 용해도 및 분포에 영향을 줄 수 있다는 선행연구(Ghosh et al., 2017;Hyun et al., 2023)와도 일치한다. 반면 아연과 철과 같은 미량무 기질은 건조방법에 관계없이 비교적 안정적인 수준을 유지하여, 흰점박이꽃무지 유충이 미량무기질 공급원으로서의 기능을 유지할 수 있음을 시사한다.

따라서 무기질 측면에서 볼 때, 마이크로파 건조는 일부 다량 무기질의 손실 가능성이 있으므로 영양소 보존을 고려한 공정 최적화가 필요하며, 특히 칼슘과 칼륨 함량이 중요한 기능성 식품 소재로 활용될 경우에는 동결건조 또는 열풍건조 방식이 더 적합할 수 있다.

유해물질 비교분석

건조방법에 따른 흰점박이꽃무지 유충의 중금속(납, 카드뮴, 비소) 함량은 Table 3에 제시하였다. 분석 결과, 납(Pb)은 FD_ PBL에서 0.07 mg/kg, HAD_PBL과 MD_PBL에서 각각 0.08 mg/kg으로 검출되었으며, 카드뮴(Cd)은 모든 처리구에서 동일하게 0.06 mg/kg 수준이었다. 비소(As)는 FD_PBL에서 0.04 mg/kg, HAD_PBL과 MD_PBL에서 각각 0.05 mg/kg으로 나타났다.

세 가지 건조방법 간 중금속 함량의 차이는 통계적으로 유의하지 않았으며(p > 0.05), 모든 처리구에서 국내 식용곤충 중금속 관리 기준을 충분히 하회하는 수준이었다. 따라서 건조방법에 관계없이 흰점박이꽃무지 유충은 중금속 오염으로부터 안전성이 확보되었음을 확인할 수 있었다. 이는 선행연구에서 보고된 흰점박이꽃무지 및 다른 식용곤충의 중금속 함량이 안전 기준치 이하임을 제시한 결과(Chung et al., 2013;Ghosh et al., 2017;Kim et al., 2024)와도 일치한다.

종합하면, 동일한 사육조건에서 생산된 흰점박이꽃무지 유충을 서로 다른 건조방법으로 가공하더라도, 일반 성분 구성은 기존 보고 범위 내에서 고단백·고지방 특성을 유지하였고, 중금속 함량은 국내 식용곤충 기준을 충분히 하회하는 수준으로 유지되었다. 따라서 흰점박이꽃무지 유충을 식용 또는 기능성 소재로 활용하는 가공공정에서 건조방법 선택은 주로 에너지 효율, 건조시간, 색·질감, 저장성 등 물리·관능적 품질 지표를 중심으로 최적화하면 될 것으로 보이며, 본 연구에서 평가한 세 가지 건조방법(FD, HAD, MD)은 중금속 안전성 측면에서 모두 실용적으로 허용 가능한 공정 대안으로 제시될 수 있다.