Ecdysteroids were first discovered in silkworm larvae in 1954 and are known to act as molting hormones in insects. Recently, biologically active phytoecdysone has gained increasing interest as it affects many physiological functions in mammals and has been reported to have a wide range of pharmacological properties such as protein synthesis and anticancer. 20-Hydroxyecdysone is a class of ecdysteroids commonly found in plants and animals and is known to stimulate antibody formation in humans, reduce cholesterol levels, and exert anabolic and blood sugar-lowering effects. In order to determine the content of 20-Hydroxyecdysone in Achyranthes japonica (roots) and Protaetia brevitarsis (larvae), which are known to have related benefits, we wanted to confirm their value as medicinal ingredients. The results of the analysis showed 0.0389 ug/g for Protaetia brevitarsis and 4.36 ug/g for Achyranthes japonica. These results confirm that plants secrete high concentrations of ecdysteroids to prevent insect damage, and are expected to be used as a basis for future research on the extraction of 20-Hydroxyecdysone for biological control and pharmacological use.

Protaetia brevitarsis larvae have been widely used for traditional medicine and food in East Asia. This research comprised two experiments. The first experiment compared the growth in densities (10, 20, 30 larvae), substrates (commercial, self-made), and containers (Tyvek, zipper bags). In the second experiment, different numbers of air holes (16, 32, 48 holes) in zipper bags experiment is ongoing. The results indicated that the larvae development rate was 72.6%, 69.98%, and 55.33% in 10, 20, and 30 larvae densities, respectively. However, there was no significant difference in larvae survival rate and weight. In the different feed material experiments, the average larvae weight of commercial feed was 1.09g and for self-made, it was 2.85g. The survival rate was 86% and 96% in commercial and self-made feed, respectively. Lastly, while 96% of larvae survived in Tyvek bags, none of the larvae survived in the zipper bags.

우리나라의 “곤충산업의 육성 및 지원에 관한 법률”은 곤충산업에 대한 직면한 문제 등 다양한 관점에서 다루 고 있다는 점을 시사한다. 이는 곤충에 대한 연구를 인간과 함께 할 수 있는 식용화, 약리활성 접근법을 통해 변화 를 가져야 한다는 것을 의미하기도 한다. 최근의 시사점은 곤충을 식용화하여 곤충산업을 활성화 하는 것이 최우 선 과제로 이 역시 곤충에 대한 혐오가 가장 큰 문제였다. 예를 들면, 곤충은 생리활성물질을 포함하고 있어 기능성 식품으로 개발되었지만 곤충에 대한 인식전환의 문제점을 내포하고 있다. 곤충을 활용할 때 가장 큰 장점은 유기 성 폐자원을 분해할 수 있기 때문에 우수한 곤충자원을 확보하는 하는 것이 우리의 연구에서 매우 중요하다. 따라서 본 연구에서는 대표적인 곤충인 굼벵이 유충을 성장단계에 따라 유기성 폐자원을 분해할 수 있는지를 평가했다. 우리의 연구에서 굼벵이 유충은환경정화곤충으로서의 가치는 감소가 되었다. 또한 이 결과는 곤충농 가의 활용 측면에서 기초적 정보를 제공하는데 있다.

Protaetia brevitarsis seulensis larvae from industrial insects are traditionally recognized as functional health foods in South Korea. We evaluated the immuno-modulatory effects of feeding beneficial microorganism (Bacillus velezensis TJS119) to P. brevitarsis larvae as a dietary source. In this study, we investigated the immune-enhancing activities of P. brevitarsis larvae hot-water extract (PLW) and PLW after treatment with B. velezensis TJS119 (PLWB) using the RAW 264.7 macrophage cell line. We examined the effects of PLWB on cell proliferation, cytokine production, and nitric oxide production in RAW264.7 cells. PLWB showed no cytotoxicity at concentrations ranging from 7.8 to 1,000 μg/mL in RAW264.7 cells. Treatment with PLWB increased the production of nitric oxide and pro-inflammatory cytokines [tumor necrosis factor-alpha (TNF-α), interleukin-6 (IL-6), and interleukin-1β (IL-1β)] at doses of 62.5 to 1,000 μ g/mL in RAW264.7 cells. As a result, PLWB exhibited a stronger immune-enhancing effect compared to PLW. In conclusion, the results of this study offer experimental evidence to support the potential utilization of PLWB as an immunity-enhancing nutraceutical ingredient.

Bacillus velezensis TJS119 was isolated from the freshwater, and antagonistic activity against of pathogenic fungi. Strain TJS119 showed a broad spectrum of antagonistic activities many fungal pathogens, including the green muscardine fungus Metarhizium anisopliae. The whole-genome sequence of B. velzensis TJS119 was analyzed using the illumina platform. The genome comprises a 3,809,913 bp chromosome with a G + C content of 46.43%, 3,834 total genes, 10 rRNA and 73 tRNA genes. The genome contained a total of 8 candidate gene clusters (difficidin, fengycin, bacillaene, macrolactin, bacillibactin, bacilysin, surfactin and butirosin) to synthesize secondary metabolite biosynthesis. Overall, our data will aid future studies of the biocontrol mechanisms of B. velezensis TJS119 and promote its application in insect disease control.

베리류톱밥 발효기간중 톱밥내 온도변화와 발효기간에 따른 흰점박이꽃무지 유충의 발육특성을 조사한 결과 참나무톱밥에 비해 발효속도가 빠르고, 발효기간 50~70일이 유충 발육에 가장 적합하였다. 발효기간중 톱밥내 온도변화는 발효초기에 베리류톱밥이 참나무톱밥이 40℃이하로 경과한데 반하여 베리류톱밥은 60℃ 이상 고온으로 경과되면서 빠르게 발효가 되었고, 60일 이내에 안정화 되었다. 개체사육에서 발효기간별 흰 점박이꽃무지 유충의 총 발육기간은 베리류톱밥은 30일간 발효에서 104.8일로 가장 길고, 유의차가 인정되었으며, 50~90일 발효는 90일 정도로 차이가 없었다. 참나무톱밥도 베리류톱밥과 마찬가지 경향이나, 유충 발육기간이 30일정도 길었다. 유충 령기별 발육기간은 베리류톱밥과 참나무 톱밥에서 차이가 컸고, 유의차가 인정되었다. 톱밥 발효기간에 따른 유충 무게는 베리류톱밥과 참나무톱밥 모두 발효기간이 긴 90일 발효에서 가 장 가볍고, 발효기간 30~70일 발효에서는 차이가 없었다. 생존율은 개체사육에서는 95% 이상으로 발효기간에 따른 차이는 없었으나, 집단사육에 서는 개체사육보다 생존율이 낮고, 발효기간 90일에서 가장 낮았다. 집단사육에서 출하기준인 2.5 g 이상 유충 비율은 베리류톱밥 발효기간 30~70일까지는 85% 정도로 차이가 없었지만, 발효기간 90일에서는 70%로 낮고, 유의차가 인정되었다. 참나무톱밥도 마찬가지 경향이며, 베리 류톱밥에 비해 10%정도 낮았다. 또한, 베리류톱밥은 40~60일이면 유충의 무게가 2.5 g 이상이 되었고, 참나무 발효톱밥은 75~105일이 걸렸다.

흰점박이꽃무지[Protaetia brevitarsis seulensis (Kolbe)]의 적정 사육 밀도를 구명하기 위해 상대적으로 발육기간이 긴 3령 유충을 대상으로 밀도 실험을 수행하였다. 3령 유충기부터 번데기까지의 발육기간과 3령 유충부터 성충까지의 발육기간은 모두 30마리 밀도에서 가장 짧았다. 하지만, 번데기에서 성충까지 걸리는 시간은 유의미한 차이가 없었다. 성충의 외형적 특성도 밀도 간 통계적으로 유의미한 차이가 나타났는데, 그중 20마리 밀도 조건에서 사육된 성충은 무게와 체장, 체폭이 가장 우량하였다. 암수의 외형적 특성 차이는 주로 20마리 조건에서 유의미하게 나타났다. 암컷은 밀도 조건에 영향을 받지 않았지만, 수컷의 경우는 모든 외형적 특성에서 밀도에 영향을 받는 것으로 분석되었으며, 특히 20마리 조건은 다른 조건보다 성충의 크기가 큰 것을 확인하였다. 결론적으로, 흰점박이꽃무지의 3령 유충은 3L 사육상자에 30마리 밀도 조건으로 사육하는 것이 효율적이며, 이를 통해 3령에서 성충까지의 발육기간을 단축할 수 있고, 사료 비용도 절감할 수 있다.

흰점박이꽃무지(Protaetia brevitarsis seulensis) 유충을 사육상자(가로 543 × 세로 363 × 높이 188 mm) 안에서 뽕나무 발효톱밥 기반 사료 를 이용하여 집단으로 사육할 때(25°C, 16:8 L:D), 투입될 수 있는 갓 부화한 유충의 밀도를 검토하였다. 100-175마리 투입구는 90일후 생존율 이 80% 이상으로 사육밀도 사이에 차이가 없었다. 그러나 200마리 밀도에서는 생존율이 약 10% 이상 감소하였다. 100-150마리 밀도에서 유충 평균 무게는 처리 밀도 사이에 유의한 차이가 없었으나, 175마리와 200마리 밀도에서는 100마리 밀도에 비해 유충 무게가 유의하게 낮았다. 사 육밀도가 낮을수록 유충 무게가 더 빨리 증가하였다. 이상의 결과를 종합하여 100-150마리가 처음 투입밀도로 적절하다고 판단하였다. 두 번째 실험으로, 종령 유충을 저온에 보관하는 조건을 검토하였다. 종령 유충을 4개의 무게 집단(1.8-2.0, 2.0-2.3, 2.3-2.5, 2.5 g 이상)으로 구분하여 4, 8, 10°C에 보관하였을 때, 4°C에서는 70일 보관된 유충들은 무게에 관계없이 모두 사망하였다. 그러나 8°C에서는 70일 보관집단에서 약 80%의 유충이 생존하였다. 보관하는 유충의 무게가 무거울수록 생존율이 높았다. 4°C 보관에서는 무게가 2.3 g 이상인 유충을 50일까지 보관한 후 우화 한 성충들만 적은 수의 산란을 하였다. 8°C와 10°C 처리에서는 유충 무게에 관계 없이 모두 산란을 하였다. 이상의 결과로부터 무게가 2.3 g 이상 인 흰점박이꽃무지 종령 유충을 8°C에서 30-50일 범위에서 저장할 수 있다고 판단하였다.

뽕나무, 복분자, 블루베리의 전정 가지 대부분은 버려지고 있다. 따라서, 이들 버려지는 전정 가지를 활용하여 흰점박이꽃무지의 사육 가능 성을 검토하기 위하여 발육 및 산란 특성을 조사하였다. 베리류 발효톱밥을 먹인 흰점박이꽃무지 유충 발육 기간은 뽕나무 발효톱밥 157.3일, 복 분자 발효톱밥 130.3일, 블루베리 발효톱밥은 140일로 참나무 발효톱밥 169.3일에 비하여 짧아지고, 유충 무게가 증가하였으며, 생존율이 높았 다. 흰점박이꽃무지 유충 집단 사육시 2.5 g 이상인 유충 비율은 3종류의 발효톱밥 모두 6주에서 8주사이에 60% 이상인 반면 같은 기간에 참나무 발효톱밥은 10% 이내였고, 10주가 지나야 2.5 g 이상인 유충의 비율이 높아졌다. 흰점박이꽃무지의 평균 산란수는 80개 이상으로 평균 산란기 간은 9주정도 소요되었지만, 개체당 편차가 커서 유의차는 없었다. 3종류의 베리류 발효톱밥은 서로 혼합하여 사용해도 참나무 발효톱밥에 비해 유충 발육속도가 빠르고, 산란수는 차이가 없었다. 따라서, 흰점박이꽃무지를 사육하는데 있어서 베리류 발효톱밥이 참나무 발효톱밥에 비하여 효과적으로 추정된다.

This study evaluated the Protaetia brevitarsis larvae powder’s characteristic changes using hot air drying (60±2.5oC, 12 h) with different pre-treatment methods, including two sacrifice methods, two storage temperatures, and two defatting processes. Appearance, yield, moisture contents, pH, color, proximate analysis, volatile basic nitrogen level, DPPH radical scavenging activity, and total phenol content were assessed. Results revealed that a combination of blanching, defatting, and -20oC storage temperature resulted in higher total phenol contents, lower water contents, and lower volatile basic nitrogen levels than other methods. Defatted treatment resulted in a higher L-value than the non-defatted treatment. Taken together, these results indicate that a combination of -20oC storage, blanching, and defatting is the optimal pre-treatment method for obtaining P. brevitarsis larvae powder with high total phenol content, low water content, and low volatile basic nitrogen, taking into account cost efficiency considerations.