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.

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.

흰점박이 꽃무지 유충은 식품원료로서 영양적 가치가 우수하지만 소비자의 기호도 개선을 위해 가공공정기술의 적용을 검토할 필요가 있다. 따라서 본 연구에서는 흰점박이 꽃무지 유충을 다양한 추출 공정(온수, 열수, 초음파, 고압 추출)으로 처리하여 추출물을 제조하였고 유리아미 노산 함량과 지방산 조성의 변화를 관찰하였다. 유리아미 노산 함량 및 조성은 모든 추출물에서 향상되었다. 특히 고압추출물에서 유리아미노산 총량과 필수아미노산 분포 비율이 각각 2.9, 4.6배 증가하여 고압 처리가 흰점박이 꽃무지 유충의 유리아미노산 함량 증가 및 조성 개선에 가장 큰 효과가 있다는 것을 확인하였다. 한편 지방산 조성은 초음파 추출물과 고압 추출물에서 개선되었다. 원료에 비해 포화지방산 비율은 감소하고 불포화지방산 비율이 증가하여 기존의 주요 단백질급원인 육류에 비해 불포화지방산 섭취 측면에서 유리할 것으로 판단된다. 따라서 흰점박이 꽃무지 유충은 초음파 추출과 고압 추출에 의해 유리아미노산과 지방산의 품질 특성이 개선될 수 있으므로 해당 추출물은 식약용 소재로서의 활용 가능성이 매우 높을 것으로 판단된다. 또한, 추후 초음파 추출과 고압 추출 공정의 최적화 연구가 이루어진다면 흰점박이 꽃무지 유충의 활용가치는 더욱 높아질 것으로 예상된다.

Hydrolyzed proteins have an advantage over intact proteins in terms of their rate of digestion and absorption. The high-pressure enzymatic extraction (HPE) method has been shown to improve the quality characteristics of hydrolysates from Protaetia brevitarsis seulensis (Kolbe) larvae (PBSL). This study investigated the effects of the HPE treatment period, a key candidate factor, on the quality characteristics of PBSL HPE hydrolysates. The hydrolysates were prepared by HPE for 0, 12, 18, 24, 30, and 36 h under optimized conditions—solid:solvent ratio (1:14 [w/v]), using complex proteases (Alcalase:Flavorzyme:Bromelain = 1:1:1, 4%), treatment temperature (50oC), and pressure level (100 MPa). All quality characteristics tended to be superior with longer HPE treatment periods, most of which had the highest values at 30 h, with no significant difference or a slight decrease after that. The quality characteristics of the PBSL HPE hydrolysates were improved by 1.3-1.7 times under conditions of optimal HPE treatment period.

곤충의 면역반응에 대한 연구는 곤충 체내 침입한 미생물들과 직접 반응하는 기작들을 중심으로 연구되었다. 그러나 미생물들이 곤충 체내에 침입 한 후 발생되는 다양한 미생물 분비물질에 의한 곤충 면역반응의 시작여부 등에 대한 연구는 거의 없는 실정이다. 이를 위하여 흰점박이 꽃무지(Protaetia brevitarsis seulensis) 유충의 장내에 존재하는 공생균과 체외 병원균을 동일한 조건에서 배양 하고 다양한 분비물질들이 존재 할 거라 예상되는 배양액만을 분리, 유충에 주사하여 면역반응 여부를 조사하였다. 공생균 배양액을 주입한 유충들은 비교적 건강하고 면역반응도 발생하지 않았으나 병원균 배양액을 주입한 유충의 경우 150시간 후 60% 이상 사망하였고 주사된 자리도 짙은 갈색의 멜라닌화가 관찰 되었다. 이러한 면역반응은 과립혈구세포의 리소좀(Lysosomes) 활성화 여부로 재확인 하였다. 병원균 배양액이 주입된 유충들의 경우 12시간 후 리소좀 이 ~50% 이상 활성화 되었으나 공생균 배양액이 주입된 유충들의 경우 ~5% 미만으로 활성화 되는 것으로 나타났다. 따라서 공생균 배양액내에 는 기주면역반응을 유도하는 물질들이 없거나 량이 매우 적게 존재하는 것을 추측 할 수 있었다.

본 연구는 흰점박이꽃무지(Protaetia brevitarsis seulensis (Colbe) (Cetoniidae, Coleoptera) 유충의 혈림프에 존재하는 혈구세포들의 형태 학적 특성분석을 위하여 수행하였다. 흰점박이꽃무지 유충 혈강 내에는 과립혈구세포, 세포질혈구세포, 편도혈구세포, 구상적혈구세포, 전혈구 세포, 지방혈구세포 총 여섯 종류의 혈구세포들이 관찰 되었다. 그 중 과립혈구세포는 핵, 미토콘드리아, 골지체를 포함하여 잘 발달된 세포소기관들이 관찰 되었고 외래물질 침입시 면역학적 식균작용을 수행하는 것으로 밝혀졌다. 특히, 과립혈구세포의 세포질에는 잘 발달된 리소좀(<1 ㎛ 직경)들이 세포막 주변으로 분포되어 존재하고 있음을 알 수 있었다. 식균된 외래물질은 다양한 크기의 리소좀들과 서로 합쳐지면서 외래물질을 제거하는 것으로 판단된다. 그 외 다섯 종의 혈구세포들은 외래물질 침입시 면역학적 활성화와 관계가 없는 것으로 관찰되었다.

This study was conducted to evaluate the structure and composition (i.e., pH, moisture, total-N, pathogens, and volatile fatty acids) of broiler and duck manure treated with larvae of three insect larvae, namely, Tenebrio molitor, Protaetia brevitarsis seulensis, and Ptecticus tenebrifer. Hatched Tenebrio molitor (n=300), Protaetia brevitarsis seulensis (n=60), and Ptecticus tenebrifer (n=300) were used in this study; specially, the larvae were divided into six treatments with three replicates. The treatments were as follows: T1: 110 g broiler manure + Tenebrio molitor larvae (n=50), T2: 110 g duck manure + Tenebrio molitor larvae (n=50), T3: 125 g broiler manure + Protaetia brevitarsis seulensis larvae (n=10), T4: 125 g duck manure + Protaetia brevitarsis seulensis larvae (n=10), T5: 105 g broiler manure + Ptecticus tenebrifer larvae (n=50), and T6: 105 g duck manure + Ptecticus tenebrifer larvae (n=50). For all the larval treatments, the following results were observed: The moisture content of the duck manure treat with three insect larvae was higher than that of the broiler manure (p<0.05), whereas broiler manure had a higher pH (p<0.05). In addition, the total nitrogen content of broiler manure was higher than that of duck manure (p<0.05). However, the insect larvae did not significantly affect pathogens (E.coli and Salmonella) and the volatile fatty acids (p>0.05). In conclusion, the use of the three insect larvae to create organic nitrogen compost using poultry manure is feasible.

This study investigated the oviposition characteristics of Protaetia brevitarsis seulensis after emergence as adults from the larva collected from three regions in Gangwon-do, Chungcheongnam-do, and Jeju-do. The laying egg method was identified with zone breeding, and the average and cumulative number of eggs laid were measured once a week for seven weeks. The average number of eggs laid peaked until 4 weeks, and subsequently decreased. The source areas with respect to average number and cumulative number of eggs laid were in the order of Jeju > Chungnam > Gangwon. In conclusion, this result suggests a method for continuously improving management and economic feasibility of insect farming by securing genetic diversity, and raising the most productive breeds to select individuals form regions associated with high numbers of laid eggs.

The present study was investigated the oviposition characteristics of Protaetia brevitarsis seulensis with a focus on winter larvae to improve the utilization of insect resources. The average oviposition tendency and average cumulative number of eggs laid during a 7-week period were measured in adults emerging from larvae that had hibernated for 4 months in five farmhouses. The study covered five zones: Gimje, Jangsu, Wanju, Iksan and Yeoju. The average oviposition tendency over a 7-week period showed increased egg laying between 2 to 3 weeks and 5 to 6 weeks. Overall, it was found that the average cumulative number of eggs laid during the 7-week period was initially low and increased proportionally with time. Our results suggest that using adults that have emerged from hibernated larvae is effective in increasing the oviposition rate and utilization of the insect.