This study was performed to develop patties with quality characteristics using mealworm powder, followed by assessments of general compositions and the branched-chain amino acid (BCAA) levels of the patties. An analysis of the chromaticity of the patties shows that the lightness and yellowness were decreased, whereas the redness was increased, as the amount of mealworm powder was increased. According to the sensory evaluation, the mealworm patty that contain 20% of mealworm powder (M20) showed an overall high preference level. In terms of the mechanical properties, the hardness, gumminess, and chewiness were significantly increased, whereas the springiness and cohesivensee were decreased, as the amount of mealworm powder was increased. The general composition of the M20 consists of 41.84% (moisture), 8.78% (carbohydrates), 34.42% (crude protein), 13.15% (crude fats), and 1.81% (crude ash). The BCAA contents (leucine, isoleucine, and valine) significantly increased in correspondence with the increases of the as mealworm-powder amount regarding the M20, the BCAA composition consists of the following: leucine (2,906.25 mg/100 g), isoleucine (1,459.09 mg/100 g), and valine (1,813.18 mg/100g). The conclusion of this study suggests that mealworm is a potential food material that could possibly replace meat.

This study examined the quality characteristics of cookies comprised of various amounts of barley-sprout powder by analyzing the physico-chemical characteristics of the cookies and investigating a sensory evaluation. For the study, the cookies were cooked with the following levels of barley-sprout powder: 0%, 3%, 6%, 9%, and 12%. The results show that the moisture content of the cookies was increased in accordance with the level of barley-sprout powder and this result is the same as the spreadability factor of the cookies (p<0.001). Also, the pH and brix values of the samples decreased in accordance with the level of barley-sprout powder (p<0.001). Regarding hunter's colors, the values of L (lightness), a (redness), and b (yellowness) are significantly decreased, increasing the quantity of barley-sprout powder (p<0.001). For the textural characteristics, the results show that the hardness of the cookies decreased in accordance with the addition of the barleysprout powder; furthermore, the results indicate a tendency whereby the DPPH-radical-scavenging activity and the total polyphenol content of the cookies were increased, thereby increasing the quantity of the barley-sprout powder (p<0.001). For the sensory evaluation, the cookies that were made with 6 % barley-sprout powder received the highest scores in terms of appearance, taste, and overall preference (p<0.05, p<0.001). This study suggests that barley-sprout powder is an excellent ingredient for improving the acceptability and functionality of cookies, and that, in relation to the flour quantity the ideal proportion of barley-sprout powder is 6%.

레몬그라스 분말을 첨가한 머핀의 품질특성 및 항산화를 측정하기 위하여 레몬그라스 분말 0%, 1%, 3%, 6%, 9%를 첨 가하여 머핀을 제조하였다. 머핀의 높이, 부피 및 비체적은 분말의 첨가량이 증가할수록 감소하였다. 레몬그라스 분말 첨가군의 수분 함량과 점도는 대조군과의 유의적 차이가 나 타내지 않았으며, 색도 측정 결과, 명도와 황색도는 레몬그라 스의 농도가 증가할수록 유의적으로 감소하였으나, 적색도는 증가하였다. Texture를 측정한 결과, 레몬그라스 분말의 씹힘 성은 첨가량이 증가할수록 감소하였다. 관능검사는 색, 향, 맛, 조직감, 기호도를 측정했으며, 그 결과 3% 첨가군에서 가 장 높은 관능검사 결과를 보여주었다. 레몬그라스 머핀의 DPPH 라디칼 소거능 측정 결과, 레몬그라스의 농도가 증가함에 따라 유의적으로 항산화 활성이 증가하였으므로, 레몬그라스의 첨 가가 머핀의 기능성에 좋은 영향을 나타낼 것으로 사료된다.

The purpose of this study is the examination of stress levels and the eating habits that are affected by stress, and the provision of basic nutritional education data for the improvement of the eating habits of students who have experienced stress-related nutritional problems. Using the BEPSI-K instruments, a questionnaire survey was administered to 327 student subjects (166 male and 161 female) in the areas of Seoul and Gangwon province. The subjects were classified into 3 groups (low-stress, medium-stress and high-stress), and 59 students (18%) belonged the high-stress group. The BMI readings of the Gangwon province students are significantly higher than those of the Seoul students. The survey results show that the lunch frequency and vegetable intake levels are lower in the high-stress group, whereas the intakes of hot spicy food is higher in this group; they also show that Gangwon province students had eating habits that are relatively undesirable compared with the Seoul students. There are significant differences between the Seoul students and Gangwon porvince students regarding residence type, household economic level, types of leisure activities and level of some stresses. The Gangwon province students ate occasionally breakfast, lunch and snacks, but their midnight snack consumption is relatively frequent compared with the Seoul students. The results of the survey indicate that the BEPSI-K score has a negative correlation with the following variables : sleeping time, economic level of household, degrees of satisfaction regarding appearance and academic achievements, lunch frequency and vegetable intakes. Desirable eating habits are essential for the maintenance of a favorable health status and for the stress-management of university students who need to be a healthy members of society in the near future. To facilitate the formation of desirable eating habits among university students, community-based nutritional assistance and appropriate nutritional education programs should be considered necessary.

The purpose of this study is the examination of stress levels and the eating habits that are affected by stress, and the provision of basic nutritional education data for the improvement of the eating habits of students who have experienced stress-related nutritional problems. Using the BEPSI-K instruments, a questionnaire survey was administered to 327 student subjects (166 male and 161 female) in the areas of Seoul and Gangwon province. The subjects were classified into 3 groups (low-stress, medium-stress and high-stress), and 59 students (18%) belonged the high-stress group. The BMI readings of the Gangwon province students are significantly higher than those of the Seoul students. The survey results show that the lunch frequency and vegetable intake levels are lower in the high-stress group, whereas the intakes of hot spicy food is higher in this group; they also show that Gangwon province students had eating habits that are relatively undesirable compared with the Seoul students. There are significant differences between the Seoul students and Gangwon porvince students regarding residence type, household economic level, types of leisure activities and level of some stresses. The Gangwon province students ate occasionally breakfast, lunch and snacks, but their midnight snack consumption is relatively frequent compared with the Seoul students. The results of the survey indicate that the BEPSI-K score has a negative correlation with the following variables : sleeping time, economic level of household, degrees of satisfaction regarding appearance and academic achievements, lunch frequency and vegetable intakes. Desirable eating habits are essential for the maintenance of a favorable health status and for the stress-management of university students who need to be a healthy members of society in the near future. To facilitate the formation of desirable eating habits among university students, community-based nutritional assistance and appropriate nutritional education programs should be considered necessary.

The objective of the present study was to determine the total phenol and flavonoid contents and to evaluate the antioxidant potential, of different solvent extracts (ethyl acetate, n-butanol, chloroform, and water) from Robus idaeus in various radical scavenging models (DPPH activity, superoxide dismutase (SOD) activity, reducing power, and nitrite scavenging activity), along with their antimicrobial potential. Measurement of total phenol and flavonoid content of the ethyl acetate extract of R. idaeus was found to be significantly higher than those of the other extracts. The ethyl acetate extract (at a concentration of 1,000 μg/mL) showed significantly higher reducing power and DPPH radical scavenging activity as compared to the other extracts. Results were dose-dependent. Moreover, the ethyl acetate extract of R. idaeus (1,000 μg/mL) showed potent antioxidant efficacy (85.5±1.18%) as evidenced by nitrite scavenging ability at pH 1.2. All solvent extracts of R. idaeus showed lower SOD-like activity (13.72~20.54%). In addition, the antimicrobial activity of all solvent extracts except water extract showed strong inhibition (inhibitory zones in mm) of Staphylococcus aureus (19.40±1.00 mm) and Bacillus cereus (20.50±0.21 mm) growth. In particular, ethyl acetate extracts (100 mg/mL) showed antimicrobial activity comparable to that of tetracycline (0.01 mg/mL), which was used as a positive control. The results of this study indicate that the ethyl acetate extract of R. idaeus is a natural antioxidant and antimicrobial, with enriched phenols and flavonoids concentration, that has potential in the development of health-enhancing food products.

This study analyzes the chemical composition of green tea, white tea, yellow tea, oolong tea and black tea with respect to extraction temperature and time. The optimum extraction conditions for these teas were determined by assessing the chemical composition of tea brewed at different temperature (50, 60, 70, 80℃) and extraction times (1, 3, 5, 10 minute). Catechins contents were the largest at 5 minutes and generally declined by 10 minutes. Green tea catechins contents were highest when brewed at 70℃ and besides other teas a change of the trend variation at 70 and 80℃. These temperatures did not extract theaflavins in green tea. Extract temperature and time did not significantly affect theaflavins content of white tea, yellow tea, and oolong tea. Black tea, however, was noticeably dependent on extract conditions, which were most effective at 70℃, brewed for 5 minutes. Caffeine content of green tea, yellow tea, and oolong tea was highest at 5 minutes, but temperature did not appear to affect the content. White tea and black tea caffeine content was highest when brewed at 70℃ for 5 minutes. Theobromine content of green tea, yellow tea, oolong tea, and black tea did not show major differences between the study times or temperature, though the content in white tea increased with higher temperatures when brewed for 5 minutes. The extraction of phenolic compounds increased until 5 minutes, and showed not further increase at 10 minutes. Antioxidant capacity of green tea, white tea, and yellow tea were maximized at 70℃ for 5 minutes or 80℃ for 3 minutes, while oolong and black tea were reached maximum antioxidants at 70℃ for 5 minutes. In general, to optimize the beneficial chemical content of brewed tea, a water temperature of 70℃ for 5 minutes is recommended.

The effects of extracts from Lentinula edodes (L. edodes) and Aquilariae agallocha (A. agallocha) on the DNA damage response in ultraviolet A (UVA)-exposed HaCaT cells and on the allergic contact dermatitis caused by 2,4-dinitro-chlorobezene (DNCB) were investigated. When UVA-exposed cells were incubated for 24 hours in medium containing L. edodes or A. agallocha extract, the level of 8-OHdG and CPD decreased in a concentration-dependent manner. The combined treatment with both extracts potentiated the decrease in UVA-induced 8-OHdG and CPD levels as compared with those following treatment with a single extract. In addition, the two extracts showed preventive effects against the UVA-induced reduction in collagen levels. Furthermore, the blood levels of IgE, IL-6, and histamine decreased more significantly upon combined treatment with L. edodes and A. agallocha extracts as compared with those following treatment with single extracts in DNCB-induced allergic contact dermatitis in the ICR mouse. The results of the present study suggest that the components with in the extracts of L. edodes and A. agallocha can help to prevent of UVA-induced genomic instability via a decrease in DNA damage, and to decrease the DNCB-induced allergic dermatitis via modulation of relevant proteins including IgE and IL-6. Further study is needed to clarify the purified components related to the preventative effects of the two extracts against UVA- or DNCB-induced genomic damage.

This study was conducted to investigate the antioxidant and anti-obesity activity of ethanol extracts from fermented Arctium lappa L. Arctium lappa fermented twice with Phellinus linteus (2nd FA) showed more DPPH radical scavenging activity than non-fermented Arctium lappa (NFA), and Arctium lappa fermented once (1st FA) at a concentration of 62.5 ppm. The 2nd FA showed the highest level of ABTS radical scavenging activity at concentration range of 31.5~125 ppm. The ABTS free radical scavenging activities of 1st FA and 2nd FA were similar to that of BHA, a synthetic antioxidant, at a concentration of 250 ppm. The total polyphenol content of 2nd FA was higher than those of NFA and 1st FA. The flavonoid content was significantly increased in 1st FA and 2nd FA than NFA. During adipocyte differentiation, lipid accumulation in 3T3-L1 cells was significantly decreased in the order of NFA, 1st FA, and 2nd FA at all concentrations. In conclusion, the antioxidant and anti-obesity activities of A. lappa were increased depending on the degree of fermentation. It is suggested that fermented Arctium lappa, especially 2nd FA, could be used as a natural ingredient for functional foods and medicine.

본 연구에서는 숙성 온도와 기간에 따른 마늘의 품질특성 변화를 살펴보기 위하여 통마늘을 60℃에서 60일간, 70℃에 서 40일간 숙성 처리하여 pH, 총산도, 갈변도, 5-HMF 함량, fructose 함량, SAC 함량, 총 폴리페놀 함량 및 DPPH radical 소거활성 측정하였다. 숙성 온도가 높고 숙성 기간이 길어질 수록 마늘의 pH는 감소하고, 총 산도, 갈변도 및 5-HMF 함량 은 증가하는 경향을 보였다. 특히, 5-HMF 함량은 60℃ 숙성 처리 시 0.08~3.30 mg/100 g으로 증가량이 적은 반면, 70℃ 숙 성 처리 시 0.05~106.07 mg/100 g으로 숙성 25일차부터 급격 히 증가하는 것으로 나타났다. Fructose 함량은 60℃의 숙성 온도에서는 0.77~14.57%으로 지속적으로 증가한 반면, 70℃ 숙성 온도에서는 30일차까지 1.07~19.75%까지 증가 후 15.11% 로 감소하는 것으로 나타났다. SAC 함량은 생마늘의 경우 48.11 mg/100 g이었으며, 60℃에서 20일 숙성 시 100.50 mg/ 100 g으로, 70℃에서 5일 숙성 시 85.55 mg/100 g까지 증가한 후 숙성 기간이 경과할수록 SAC 함량은 감소하였다. 생마늘 의 총 폴리페놀 함량은 98.38 mg/100 g이었고, 60℃ 숙성 처 리 시 591.82 mg/100 g까지, 70℃ 숙성 처리 시에는 665.22 mg/100 g까지 생마늘에 비해 각각 6.01배 및 6.67배 증가하였 다. DPPH radical 소거활성의 경우, 숙성 온도가 높고 숙성 기 간이 길어질수록 증가하는 경향을 보였다. 따라서 마늘 섭취 가 용이하고 항산화 활성이 우수한 숙성 마늘 제조를 위해서 는 70℃에서 30일, 숙성 마늘의 유효성분인 SAC의 다량 생산 을 위해서는 60℃에서 15일간 숙성 처리하는 하는 것이 적합 할 것으로 판단되며, 이상의 결과는 항산화 효과가 강화 및 SAC 함량 증진 등 선택적인 숙성 마늘의 제조에 활용이 가능 할 것으로 기대된다.

본 연구에서는 국산밀 품종에 대해 발아시간에 따른 항산 화 성분 및 항산화 활성을 측정하였다. 발아시간에 따른 국산 밀 에탄올 추출물의 총 폴리페놀, 플라보노이드 및 탄닌 등 페놀성분의 함량은 발아시간에 따라 유의적인 차이를 보이 는 것으로 나타났다. 무처리 금강밀, 조경밀, 백중밀 및 고소 밀의 총 폴리페놀 함량은 13.74, 15.05, 16.84 및 13.02 mg GAE/100 g이었으며, 발아시간이 증가함에 따라 유의적으로 증가하는 경향을 보였다(p<0.05). 총 플라보노이드 함량은 각 각 5.11, 6.72, 6.28 및 5.43 mg CE/100 g이었으며, 발아시간이 증가함에 따라 큰 차이를 보이지 않았으나, 유의성을 보이는 것으로 나타났다(p<0.05). 총 탄닌 함량은 각각 9.19, 8.86, 8.93 및 8.66 mg TAE/100 g이었으며, 발아시간이 증가함에 따 라 큰 차이를 보이지 않았으나, 유의성을 보이는 것으로 나타 났다(p<0.05). 금강밀, 조경밀, 백중밀 및 고소밀의 DPPH 라 디칼 소거활성은 각각 30.77, 23.88, 25.35 및 18.73 mg TE/100 g이었으며, 25℃에서 72시간 발아 시료가 각각 47.47, 44.17, 38.22 및 42.85 mg TE/100 g으로 유의적으로 높은 활성을 보 이는 것으로 나타났다(p<0.05). ABTS 라디칼 소거활성은 각 각 83.42, 88.53, 88.87 및 79.97 mg TE/100 g이었으며, 발아시 간이 증가함에 따라 유의적으로 증가하는 경향을 보였다 (p<0.05). 이상의 결과 국산밀의 발아를 통하여 페놀성분 및 라디칼 소거활성이 증진된 효과를 얻을 수 있는 것을 확인할 수 있었다.

지난 수세기 동안 진행된 인구증가 비율을 넘어서는 금세기 인구 증가 비율은 2050년 100억을 넘는 기록적 통계치를 보이고 있으며 이에 따른 식량문제, 수자원 부족, 환경오염 문제를 야기하고 있다. 증가하는 인구와 서구화에 따른 현대인의 육류소비 증가 요구에 맞춰 날로 거대화 되어 가는 축산물의 대량 밀집사육은 토지와 수자원의 오염, 황폐화를 가속화 시키고 있으며 자본주의 시장경제로 인해 식품의 빈익빈 부익부 현상이 심화되면서 식량안보 라는 새로운 국가 간 문제로 비화되고 있다. 량사육에 따른 생태계 파괴는 야생동물과 인간이 가진 최소한의 접점지역 조차 무너트리며 바이러스에 따른 전염병을 발생시키기 이르렀으며 이는 먹이 피라미드의 최상위 포식자인 인류에서 기아, 질병, 나아가 종의 존망 자체에 대한 위험성으로 고스란히 돌아오고 있다. 이러한 식량부족 현상, 특히 대체단백질원의 시급함은 2009년 UN 총회에서 알려지게 되며 2012년 FAO 총회에서 미래 대체 식량 이라는 주제로 세계의 주목을 받게된다. 10여년 간의 리써치 끝에 좁혀진 미래 단백질원으로 “식용곤충(Edible Insect)”이 발표되면서 전세계 식량연구자들 및 관련 업계 연구자들의 주목을 받기 시작한 식용곤충식 연구는 네덜란드, 미국, 영국, 프랑스, 노르웨이 등 선진국을 중심으로 확산되기 시작하였으며 대한민국 역시 농림축산식품부를 중심으로 연구 및 상업화에 박차를 가하는 추세이다. 본 발표자는 국내 식용곤충을 활용한 식품산업의 현 주소와 발전상황 그리고 앞으로의 식용곤충 산업의 전망을 현재 국내 유일하게 운영 중인 식용곤충 전문 레스토랑&디저트 카페 “빠삐용의 키친”을 Case 로 설명하고자 하였다.

2050년에는 세계 인구가 90억에 이를 것이라는 전망은 익히 알려져 있다. 따라서 미래 식량 수요에 대해서 우리가 먹고 있는 식품과 그 생산 방법을 재조명할 필요가 있으며, 최근 FAO에서는 미래 식량 대체 자원으로서 식용곤충의 필요성을 강조하고 있다. 국내에서도 갈색거저리, 흰점박이꽃무지, 장수풍뎅이, 뀌뚜라미 등 4종의 곤충에 대해서 식품 소재화를 위해서 안전성을 검토하여 한시적 식품으로 인정받았다. 또한, 애기뿔소똥구리로부터 항생제 후보 물질인 코프리신을 분리하여 기능을 검정한 결과, 인체 유해균인 구강균, 피부포도상균, 여드름 원인균에 대해 강한 항균활성을 나타낼 뿐 만 아니라 종래 항생제에 내성을 유발하는 내성균 방제에도 효과가 있는 것으로 확인되었다. 피부상처의 대표적인 그람양성 감염균인 황색포도상구균에 대해서도 항생효과가 우수하였다. 또한 코프리신 처치가 치명적인 감염성 질환인 Clostridium difficile (C.d)세균이 유발하는 급성-위막성 대장염(Pseudomembraneous colitis)을 효과적으로 억제하는 것으로 확인되었다. C.d균 감염을 통해 확립한 급성장염 동물모델의 경우 5일째 80%의 치사율을 보였으나 코프리신을 전 처리한 동물은 치사율이 30%로 감소했다. 특이하게도 이물질은 Bifidobacterium과 Lactobacillus와 같은 대장내 정상 세균총에 대해서는 항생효과가 나타나질 않고 C.d균에 대해서만 선별적 항균효과를 나타내었다. 또한 면역세포의 과도한 활성을 감소시키거나 다양한 혈액암, 위암 세포주들의 세포성장을 특이적으로 억제하는 것으로도 확인 되었다. 이 물질을 이용하여 기능성 화장품을 개발 하였다. 이외에도 왕지네로부터 스콜로펜드라신 1을 개발하여 아토피 치유 효능을 검정하였다.

OECD, FAO 등 국제기구의 농업전망 보고에 따르면 2050년 세계인구는 약 96억명에 이를 것이며 그에 따른 식품 수요가 약 60%이상 증가될 것으로 전망하고 있다. 그러나 지구온난화,에 따른 농업생산성의 불안정성, 농지의 개발에 의한 경작지 감소와 지역별 농산물 수요 공급의 불균형에 따른 가격 불안정 문제, 기아인구의 증가, 식품소비패턴의 변화 등으로 미래의 안정적인 식품 공급을 위해서는 농업분야에 있어 혁신적인 신기술 개발이 절실히 요구되고 있는 실정이다. 농업 생산성에 있어서 생물농약을 포함한 작물 보호제 사용에 따른 병해충 및 잡초 방제기술은 기본적으로 세계 주요 작물에 대한 수확량의 손실예방 효과가 무농약 재배에 비해 약 28% 이상인 것으로 보고되고 있어 비록 사용자 안전성과 환경부하에 대한 부정적인 우려에도 불구하고 인구 증가에 따라 급증하게 될 식량 수요 문제 해결에 없어서는 안 될 중요한 농업생산 필수자재이다. 그러나 작물보호제의 대부분을 차지하고 있는 유기합성 농약의 개발에는 단일 성분 기준으로 평균 약10여년의 오랜 시간과 약 2,600억원에 달하는 막대한 비용이 소요되고 있는 실정이며 최종적으로 개발된 신 물질의 제품화 성공률도 약 200,000분의1로서 점점 낮아짐으로써 글로벌 대형 농화학 회사들은 이미 종자 및 유전자변형 식물 등 생명공학 기술을 이용한 혁신적인 새로운 사업모델을 창출하고자 많은 노력을 기울여 오고 있다. 최근에는 매우 낮은 개발비용으로도 환경 안전성이 탁월하면서 유기합성농약에 버금가는 병해충 방제효과를 보이는 생물농약 개발에 대한 관심과 투자가 증가 추세에 있으며 특히 현재 세계 작물보호제 시장점유에 있어 상위에 있는 신젠타, 바이엘, 몬산토 등의 대형 회사들은 최근 3, 4년 동안 세계 주요 생물농약 회사들과 전략적, 기술적 공동개발 제휴를 맺거나 혹은 공격적인 인수-합병의 방식으로 생물농약 시장 진출과 점유율 확장 경쟁에 참여하고 있어 지난 5년간의 시장 성장율이 약 16%로써 비록 전체 작물보호제 시장에서 그 점유율이 아직 4%에 불과하나 유기합성 농약시장의 성장율 5.7%에 비해 매우 가파른 성장세를 보이고 있다. 또한 제품 등록 절차의 단순함으로 인해 제품개발에 따른 특허건수도 매년 매우 빠른 증가추세에 있는 것으로 보고되고 있다. 이러한 가파른 성장의 요인에는 유기합성농약과는 달리 농약잔류독성 면제품목으로 분류됨으로써 안전한 농산물에 대한 소비자의 근본적인 요구에 부합되면서 또한 효율적인 저항성 관리에 따른 긴 제품수명, 그리고 제품 등록에 있어 저렴한 비용과 신속성, 기존 유기합성 농약과 기술적으로 잘 조화된 작물보호 체계의 개발이 주요 동인으로 요약되며 그러한 다양한 장점을 극대화 하면서 대형 농화학 회사가 가진 오랜 연구개발 노하우와 우수한 연구인력, 막강한 마케팅 자원과 영업 네트웍의 활용에 따른 상승효과 등이 향후 생물 농약 시장의 점진적인 성장 가능성을 긍정적으로 전망할 수 있게 하고 있다.

우리나라 식탁에는 최근 한시적 식품원료로 등록된 흰점박이꽃무지, 갈색거저리, 장수풍뎅이, 쌍별귀뚜라미 4종을 포함하여 누에번데기, 메뚜기, 백강잠 총 7종이 합법적으로 오를 수 있다. 식용곤충(edible insect)은 인간의 먹거리로서 식품안전성 기준에 맞게 생산되어야 하므로 농가에서 활용할 수 있는 표준화된 사육기준이 필요하다. 한편 제한된 공간 내 사육시 발생하는 질병문제로 농가에서 많은 어려움을 겪고 있다. 이에 국내 식용곤충의 산업적 이용성을 배가하기 위해 한시적 식품원료로 등록된 곤충에 대한 사육, 생산조건 및 사육시설의 표준화된 기준을 제시하고, 곤충대량사육중 문제가 되고 있는 질병과 예방법을 소개하고자 한다. 곤충사육 시설은 일반적인 건축물과 유사하나 매우 전문화된 건물이다. 특히 식용으로 이용되는 곤충은 각종 유해물질로부터 분명하게 분리될 수 있는 여건을 갖추어야 하고, 보존 및 저장까지 품질과 안정성이 보장되어야 한다. 사육관리는 곤충의 종류, 크기, 특성 및 생육상태 등을 고려한 적정한 사육시설 또는 관리시설을 갖추고 그에 알맞은 환경을 조성, 제공하여야 한다. 사육실은 ①기본적으로 온도, 습도, 광조절이 필요하고 ②사육실로 유입되는 공기는 필터를 통할 수 있도록 설비하여야 하며 ③사육실마다 냉, 난방기, 가습기 및 광조절 장치를 설비하여야 한다. ④방의 넓이는 10~13㎡ 정도가 용이하며 ⑤작은 사육실을 여러 개 만들어 단계별로 사육하는 것이 좋다. 추가로 필요한 시설로는 사료조제, 채란, 유충, 번데기의 수거작업, 사육용기의 세척, 소독작업을 할 수 있는 작업실과 사료나 곤충을 저장할 수 있는 저장실이다. 모든 동물이 먹이를 통하여 영양분을 섭취하여 살아갈 수 있는 에너지를 공급받는 것처럼 곤충들도 균형 잡힌 양질의 먹이를 통해 정상적으로 발육하고 산란할 수 있다. 여러 세대를 사육함으로써 충질이 나빠졌을 때는 먹이, 밀도, 온도 및 습도 등 환경이 오염된 경우가 많기 때문에 사육방법을 재검토하여 개량함으로써 개선하도록 하여야 한다. 사육규모가 작으면 교배시에 근친교배가 되기 쉬운 동시에 충질의 약화도 일어나기 쉽다. 따라서 사육규모를 가급적 크게 하여 교배 임의로 계속되게 함으로써 충질이 나빠지는 것을 예방할 수 있다. 한편, 곤충의 대량 사육시 질병이 발생하면 최소 50%이상의 치사율을 나타내며 질병의 종류에 따라 전체가 전멸하는 경우가 많다. 따라서 사육과정 중 유충의 생육상태를 면밀하게 관찰하여 이상 징후가 느껴질 경우 신속히 조치하여 사육구의 전멸을 방지할 수 있도록 하는 것이 중요하다. 식용곤충 소비가 촉진되기 위해서는 해당제품에 대한 높은 소비자 신뢰가 요구된다. 곤충식품 안전성에는 미생물 안정성, 독소, 불쾌한 맛, 유해물질 오염, 불량사료의 사용 등으로 인한 문제점들이 발생할 수 있다. 곤충에는 식품 안정성에 영향을 미칠 수 있는 미생물이 포함될 수 있다. 일반적으로 곤충병원균은 척추동물 병원균과 분류학상으로 별개이며 인체에 무해하다. 따라서 곤충병원균의 위험성보다는 곤충사육시 이용되는 먹이원의 종류나 관리방법, 그리고 가공된 곤충의 오염 및 부패에 따른 미생물 위험에 주의하여야 한다. 한편 중금속 등에 오염된 유기물을 먹은 곤충은 지방 및 장기 등 여러 신체부위 세포에 축척될 수 있기 때문에 이에 따른 관리가 이루어져야 한다. 식용곤충의 소비를 본격적으로 확대하기 전에 국제적 차원의 식품안전성기준의 마련이 필요하며, 이것은 안전생산 및 소비자 신뢰 확보를 위해 향후 우리가 풀어나가야 할 숙제이다. 현재 국내사육 식용곤충 중 가장 문제가 되고 있는 질병은 장수풍뎅이는 누디바이러스병이고, 꽃벵이는 녹강병과 응애 피해이다. 이들은 숙주곤충에 물리적 손상이나 영양탈취, 독성물질 생산 등의 방법으로 결국엔 죽음으로 이르게 만든다. 이러한 질병을 예방하기 위해서는 병원체, 숙주, 환경 3대 질병요인을 잘 관리하여야 한다. (Pathogen)질병체가 발생하면 즉시 제거하고 철저한 소독을 통해 확산을 막아야하며, (Insect)영양분이 풍부한 사료와 건전한 환경으로 곤충을 건강하게 키우고, (Environment)병원체가 증식하기 좋은 환경은 피한다. 무엇보다도 곤충질병을 예방하기 위해서는 사육자의 사랑과 관심이 무엇보다 중요하다.

이온화에너지(Ionizing irradiation)는 검역대상 병해충의 소독에 있어 각광받고 있는 비화학적 소독기술 중 하나이다. 현재 선진국에서는 감마선, X-선, 전자빔 등을 이용하여 화훼류, 과일, 채소, 저장 곡물의 살충작용 뿐만 아니라 식품과 의료품의 살균, 종자발아 억제 등에 널리 사용되고 있다. 본 연구에서는 이온화에너지에 의한 곤충의 발육과 생식에 미치는 영향을 조사하였고 어떤 기작을 통해 불임을 유발하는지 관련 메커니즘을 규명고자 하였다. 그 결과, 이온화에너지에 의해 성충 수명에는 영향이 없었고 부화율, 우화율, 용화율, 그리고 F1세대의 발육 및 생식에는 조사선량이 증가할수록 무처리 대조군에 비해 비정상적인 발육과 불임현상을 보였다. 불임 메커니즘 규명을 위해 먼저 난황단백질의 발현에 초점을 맞추어 연구하였고 또한 날개 형태기형에 관여하는 유전자 발현정도를 조사하였다. 또한 약제 저항성을 지닌 해충에 이온화에너지가 미치는 영향도 조사하였다.

전 세계 각국에서는 수출입 식물로 부터 외래병해충이 전반되어 자국내 생태계가 파괴되고 농업생산에 뜻하지 않는 손실이 발생하는 것을 막기 위하여 식물검역이라는 법적방제를 강구하고 있다. 지난 오랜기간 동안 검역해충방제에 메틸브로마이드 훈증제가 그 중심적인 역할을 해오고 있었으나 최근 오존층 파괴물질로 지정돼 사용금지 협약이 발효됨에 따라 선진국가를 중심으로 이온화에너지(방사선) 이용한 검역기술 이를 대체하여 널리 사용되기 시작하였다. 특히 근래에 들어서 동남아를 중심으로 한 개발도상국에서도 활발하게 활용되고 있다. 이온화에너지를 이용한 검역해충방제의 효시는 1995년 하와이산 과실류의 미국본토 통관을 위하여 시작되었으며 USD-APHIS 방사선 조사 과실류에 대한 미국 수입규정을 공시하여 멕시코를 비롯한 많은 나라에서 수입되는 과일의 대부분에 대응하고 있다. 그 후 이온화에너지 검역기술은 2004년 호주, 2006년, 태국, 2007 인도 등으로 확대되었고, 지금은 동남아 대부분 국가와 인도, 파키스탄, 남아공에서 방사선 식물 검역 표준절차지침(SOP)을 마련하여 이온화에너지 검역처리기술을 활발히 활용하고 있다. 우리나라는 2015년 까지 이온화에너지 검역 SOP를 마련할 예정이다. 이온화에너지 식물검역에서 가장 어려운 점은 이온화에너지 조사식품에 대한 각국 정부의 시각이 다르고 일부 국가에서는 상당히 까다로운 허가 조건을 제시하고 있다는 것이다. 다만 화훼류과 같이 식품 아닌 농산물의 경우에는 그러한 문제에서 자유롭다. 향후 이온화에너지 검역기술의 원활한 활용을 위해서는 국가간의 조사식품에 대한 개방 확대를 위한 연구와 협상으로 풀어나가야 할 것으로 사료된다.

농산물의 국가간 교역에 있어서 검역관리가 매우 중요한데 지금까지 널리 이용되어 오던 MeBr 훈증처리가 오존층 파괴 환경공해물질로 판명되면서 2016년부터 사용이 전면 금지됨에 따라 이를 대체할 수 있는 다양한 검역기술들을 적극 개발 중에 있으며, 이온화에너지 역시 대체가능한 기술 중 하나로 주목받고 있다. 이온화에너지는 식품에 조사 시 미생물에 대해 강력한 살균효과를 나타내면서 식품의 물리·화학적 특성에 영향을 미치지 않아 식품 살균방법으로 활용도가 커지고 있는 추세이다. 그러나 과실, 채소 등과 같은 신선 농산물은 살아있는 세포들로 구성된 유기체이며 수확후에도 생명활동을 계속하고 있기 때문에 검역해충 방제를 위한 이온화에너지 기술의 적용은 좀 더 신중히 검토되어야 한다. 원예산물에 1kGy 이하의 감마선 처리 시 나타나는 일반적인 생리적 변화는 호흡이 증가하고 에틸렌발생량이 감소한다는 것이다. 이에 대해 Climacteric 과실이나 에틸렌에 민감한 작목은 성숙·노화의 지연으로 저장성이 향상될 가능성이 있다는 것과, 이와 더불어 감마선의 미생물 살균효과로 인해 부패가 억제되어 저장기간이 연장될 것이라는 기대가 있었다. 그러나 이와 동시에 감마선 처리는 세포벽구성물질의 붕괴와 membrane의 변형을 야기하여 이로 인해 조직감(texture)이 변하고 과육이 갈변되며, 오히려 미생물에 대한 감수성이 증가하게 되기도 하므로 이러한 품질변화 양상이 이온화에너지 기술적용의 제한요인이 되어 왔다. 이온화에너지 처리에 의한 품질변화 양상은 품목, 품종, 성숙정도, 저장온도 등에 의해 다르게 나타난다. 그러므로 검역을 위한 이온화에너지 처리기술의 적용을 위해서는 우선 국내 주요 수출품목에 대한 이온화에너지 처리 시 품질변화의 요인 분석과 한계선량의 설정이 필요하다. 2013년부터 방사선 처리에 따른 수출 과실류 및 화훼류의 품질영향 평가를 수행한 결과는 다음과 같다. ‘후지’ 사과는 감마선 처리시 흡수선량 0.6kGy이하에서 과실표피의 외관지수, 내부갈변, 이취 및 당산도 차이가 크게 관찰되지 않으나 선량에 따라 경도(firmness)의 저하가 나타났다. 사과에서는 종합식미와 가장 연관성이 높은 것이 조직감인데 경도저하에 따른 조직감의 변화가 사과 품질한계를 결정하는 지표가 되었으며, 감마선 0.4kGy가 품질손실에 대한 한계선량으로 적절하다고 판단되었다. ‘신고’ 배의 경우, 과피 표면의 반점이 가장 먼저 드러나며 외관지수를 떨어뜨렸고 이 요인이 품질한계지표가 되었다. 반면 ‘캠벨얼리’ 포도는 주요 품질저하요인이 Botrytis cinerea 감염에 의한 부패인데, 감마선 조사가 미생물 수를 억제하여 유통 초·중기에 오히려 부패억제와 신선도에 좋은 영향을 미치기도 하지만, 식미와 관련한 품질한계지표는 과육의 조직감과 과육갈변이었다. 화훼는 작목뿐 아니라 품종별로 이온화에너지에 대한 반응성 차이가 크므로 기술적용에 특히 유의해야하는 품목이었다. 국내에서는 아직까지 이온화에너지 처리가 원예산물의 품질에 미치는 영향에 대한 다양한 연구가 부족한 실정이다. 이온화에너지 처리기술을 활용하고 있는 나라에서는 방사선 처리에 따른 품질영향평가 외에도 품질에 가장 큰 문제가 되는 경도저하와 같은 부정적인 영향을 최소화하고자 1-MCP, Coating 등의 전처리와 병행하여 신선도 관련 품질을 향상시키고자 하는 연구가 진행되고 있다.

이온화에너지(ionizing radiation)는 미생물 및 해충 소독기술로 최근 들어 조명을 받는 기술이며 감마선, 엑스선 전자빔 등이 있다. 그 중 전자빔은 짧은 처리시간 및 사용자의 조사선량의 조절이 용이한 이점이 있으며 현재 의료, 반도체, 식품 분야에서 널리 사용되고 있다. 본 연구에서는 담배거세미나방을 대상으로 전자빔 조사 후 나타나는 불임과 형태기형을 보고자 하였다. 담배거세미나방의 성충에 전자빔 조사 후 산란수는 차이가 없었으며 부화율은 선량이 증가할수록 억제되었다. 번데기에 전자빔을 조사한 후 우화한 성충의 산란수는 선량이 증가할수록 감소하였으며 부화율 또한 감소하였다. 이러한 불임의 원인을 규명하기 위해 comet assay, real time-PCR, 및 SDS-PAGE 등을 통해 실험한 결과, 전자빔 조사에 의해 세포내 DNA가 손상이 되었으며 vitellogenine의 발현정도에 변화가 나타났다. 유충의 경우에는 전자빔 조사 후 발육 지연 및 형태 변화가 보였으며 번데기로 용화 후 무처리에 대비하여 기형율이 매우 높게 나타났다. 또한 번데기에 전자빔을 처리 했을 경우 우화한 성충의 날개부분에서 기형이 높게 나타났으며 이와 관련된 유전자 발현수준을 조사하였다.

최근 농업 환경은 농가인구의 지속적 감소와 고령화, 경지면적의 감소, 농업소득의 정체 등 난관에 봉착해 있으며, 주식인 쌀은 자급율을 유지하고 있으나 전체 식량과 곡물 자급율은 2009년 이후 하락하고 있다. 또한 FTA등 시장개방의 확대, 기후변화로 인한 재배환경 변화 등 농업관련 주변 여건이 어려운 상황에 직면하고 있어 우리나라 농업과 식량 안보에 위협을 줄 수 있는 실정에 이르렀다. 지난 반세기 동안 우리나라 농업은 과학기술 위주의 농업으로 발전해 왔으며, 농업과학기술의 발전은 지난 반세기 대한민국 성장의 저력이 되었다. 우리나라 농업연구는 통일벼 개발로 주곡자급을 달성한 60~70년대의 녹색혁명과, 과채류의 연중공급을 가능하게 한 80~90년대의 백색혁명을 달성하였으며, 2000년대부터는 농업 관련산업의 융복합과 바이오혁명 등을 통한 농업의 6차 산업화를 통해 농업의 소득을 향상시키는 등 첨단 과학이 스며든 새로운 트렌드로 변모하고 있다. 이처럼 농생명산업의 패러다임 전환은 과학기술기반 경제운영과 상상력, 창의력으로 무장한 창조사회와 맥을 같이한다. 이의 산물로 ICT융합, 스마트기반 농장자동화와 같은 첨단 농법개발을 통해 농업의 자동화시대를 열어가고 있다. 향후 농생명산업은 과거의 1차 산업에 국한되지 않고 다양한 영역으로 융복합되고, 확대될 것이다. 관광, 치유, 신소재, 바이오신약 등 산업간 융복합과 우주농업, 바다농업, 극지농업 등 새로운 형태의 농업으로 영역이 확대되어 나갈 것이다. 앞으로 농생명산업은 그동안 축적된 농업과학기술을 토대로 ICT, BT, 문화예술, 힐링 등 다양한 분야와 연계하여 농업+식품+융복합을 통해 미래의 성장산업으로 전환하여 새로운 산업으로 다시 태어날 것이다.