• International Journal of Industrial Entomology and Biomaterials
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• 제48권2호
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• pp.86-97
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• 2024

Alkaline- or salt-assisted extractions have been widely used to extract edible insect proteins, however, there is a need for extraction techniques that balance cost-efficient production as well as preserving the protein properties. Mealworm proteins (Tenebrio molitor larvae) were extracted using three different extraction methods-alkali (AMP), salt (SMP), and water (WMP)-and then physicochemical and techno-functional properties were examined. AMP had high yield, protein, and amino acid contents, whereas WMP had high moisture, ash, and fat contents. SDS-PAGE showed a wide range of molecular weights in WMP whereas mostly low molecular weights were observed in AMP and SMP. AMP had poor protein solubilities compared to SMP and WMP across all pHs. AMP had enhanced water-holding capacity and emulsion stability, whereas WMP had improved oil-holding capacity and foaming properties. WMP formed a gel with and without the transglutaminase. The physicochemical and techno-functional properties demonstrated that water-soluble mealworm protein was superior to alkali-and salt-soluble mealworm proteins. Considering the cost efficiency and minimal impact on the environment as well, a cold press juicer could be utilized for mass production of mealworm protein compared to the conventional methods of protein extraction using alkali and salt.

• 한국잠사곤충학회지
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• 제52권1호
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• pp.73-78
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• 2014

본 연구에서는 갈색거저리 유충의 식품등록 후 산업화에 대비하여 대량생산 시설에 적용 가능한 동결건조 갈색거저리 유충곤충의 제조공정을 확립하였다. 갈색거저리 유충을 1 ~ 2일간 절식시킨 후 식용을 목적으로 하므로 위생적인 측면을 고려하여 분변제거 및 세척한 후 고온 고압 살균법으로 살균하였다. 살균시 용기 내에 부직포($48cm{\times}55cm$)를 깔고 갈색거저리 투입량은 1 kg(3 cm)이하로 하는 것이 세균 및 진균의 제거에 효율적임을 확인하였다. 또한 생산효율을 증가시키기 위하여 다단식 살균기를 사용하여 각 단 사이의 공간을 10 cm 이상 확보하여 $115^{\circ}C$, $1kgf/cm^2$에서 10분간 고온 고압 살균한 경우 미생물이 검출되지 않음을 확인하였다. 살균한 갈색거저리 유충 동결건조를 위해 동결은 $-35^{\circ}C$ 이하에서 용기[$W(63cm){\times}L(57cm){\times}H(3cm)$]별 4 kg씩(두께 1.5 cm 이하) 투입하여 실시하고, 건조는 $-15^{\circ}C$ 이하, 0.5 torr 이하에서 최소 30시간 이상 건조하는 것이 효율적인 것으로 판단하였다. 동결건조 갈색거저리 유충의 자가규격으로 수분 5% 이하, 산가 3 mg/g 이하, 과산화물가 30 meq/g 이하, 조단백 45% 이상, 조지방 25% 이상, 올레산 11 ~ 16%를 허용범위로 설정하였다. 마지막으로 이화학적 특성, 관능적 특성, 미생물학적 지표 조사를 통한 유통기한 설정 결과 PET 재질 용기로 포장될 경우 동결건조 갈색거저리 유충의 최종 유통기한은 제조일로부터 12개월로 결정하였다. 따라서 본 연구를 통해 확립된 대량생산 시설에 적용 가능한 동결건조 갈색거저리 유충의 제조공정을 통해 식품등록 후 산업화시 보다 위생적이며 균일한 제품 제조가 가능할 것이고, 자가규격 및 유통기한은 제품 관리에 응용되어 보다 안전성 및 안정성 확보가 가능할 것이라고 사료된다.

• BMB Reports
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• 제31권4호
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• pp.364-369
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• 1998

Insect plasma protein is abundant in the hemolymph of holometabolous insect larvae and is used as a source of amino acids and energy for construction of adult structures during metamorphosis. In order to understand the mechanism of decomposition of larval plasma proteins by hemocyte protease, we tried to purify a cysteine protease from the hemocyte lysate by using Carbobenzoxy-L-Phenylalanyl-L-Arginine-4-Methyl-Coumaryl-7-Amide (Z-Phe-Arg-MCA) as substrate and to identify plasma proteins that are selectively susceptible to the purified protease. Here, we describe the purification and characterization of a cysteine protease that specifically hydrolyzes the plasma protein of the coleopteran insect, Tenebrio molitor, larvae. The molecular mass of this enzyme was 25 kDa, as determined by SDS-PAGE under reducing conditions. The amino acids sequence of its $NH_{2}-terminus$ was determined to be Leu-Pro-Gly-Gln-Ile-Asp-Trp-Arg-Asp-Lys-Gly. This sequence contained Pro, Asp, and Arg residues, conserved in many papain superfamily enzymes. The specific cysteine protease inhibitors, such as E-64 and leupetin, inhibited its hydrolytic activity. One plasma protein with a molecular mass of 48 kDa was selectively hydrolyzed within 3 h when the purified enzyme and plasma proteins were incubated in vitro. However, the 48 kDa protein was not hydrolyzed by the purified 25 kDa protease in the presence of E-64. Western blotting analysis at various developmental stages showed that the purified enzyme was detected at larvae, pupae, and adult stages, but not the embryo stage.

• 생명과학회지
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• 제32권11호
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• pp.865-871
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• 2022

황반 변성은 현대 사회에서 발병율이 급격히 증가한 질환 중 하나이다. 황반 변성의 대표적인 원인은 노화로 인한 산화 스트레스로 널리 알려져 있고 최근 노령화로 인해 발병 연령은 40대부터 급격하게 증가하고 있다. 따라서 본 연구에서는 TMH를 이용해 산화적 스트레스에 대한 항산화 효능 및 세포 사멸 억제연구를 통해 눈 건강 개선 소재를 개발하였다. 먼저 TMH의 인간 망막색소상피세포 사멸 억제 효능 평가를 위해 MTS assay로 세포 생존율을 측정하였다. 망막색소상피세포에서 H₂O₂에 의한 산화적 스트레스로 인해 약 60%의 세포 생존율을 확인 할 수 있었고 TMH에 의해 농도 의존적으로 세포 사멸을 억제됨을 확인할 수 있었다. 또한 LDH release assay를 통해 세포막 보호 효능을 확인 하였으며 세포 내 ROS 측정을 통해 세포 내 활성산소종 조절을 통한 항산화 효능을 확인 할 수 있었다. 마지막으로 세포 생존과 사멸에 관여하는 세포 내 신호 단백질인 MAPKs의 인산화 조절, 항산화 효소인 HO-1 발현 조절, 세포 사멸 관여 단백질인 Bax/Bcl-2의 발현 그리고 cleaved caspase-3 단백질 분석을 통해 TMH의 산화 스트레스에 대한 항산화 그리고 세포 사멸 억제 경로를 확인 하였다. 위와 같은 결과 도출을 통해 TMH의 눈 건강 기능성 소재로서의 가능성을 확인하였다.

• Journal of Nutrition and Health
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• 제54권4호
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• pp.342-354
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• 2021

Purpose: Obesity is a serious public health issue for the modern society and is considered a chronic health hazard. There are many surgical and pharmacological approaches to treat obesity. However, various potentially hazardous side effects remain the biggest challenge. Therefore, diets based on foods derived from natural products have gained increasing attention compared to anti-obesity drugs. Recently, research on edible insects as a food source has been a topic of considerable interest in the scientific communities. This study examined the anti-obesity effects of ingesting an edible insect by feeding a high-fat diet (HFD)-induced obese mouse models with a diet containing Tenebrio molitor larvae powder (TMLP). Methods: Six-week-old female C57BL/6J mice were divided into 4 groups according to treatment: 100% normal diet (ND), 100% HFD (HFD), HFD 99% + TMLP 1% (TMLP), and HFD 97% + TMLP 3% (TMLP 3%). TMLP was added to the HFD for 6 weeks for the latter two groups. Results: Compared to the HFD group, mice in the TMLP group showed weight loss, and micro-computed tomographic imaging revealed that the volume of the adipose tissue in the abdominal area also showed significant reduction. After an autopsy, the fat weight was found to be significantly reduced in the TMLP group compared to the HFD group. In addition, the degree of fat cell deposition in the liver tissue and the size of the adipocytes significantly decreased in the TMLP group. Reverse transcription polymerase chain reaction analysis for the mRNA expression of adipogenesis-related genes namely CCAAT-enhancer-binding proteins (C/EBP-β, C/EBP-δ), and fatty acid-binding protein 4 (FABP4) showed that the expression levels of these genes were significantly reduced in the TMLP group compared to the HFD group. Serum leptin level also decreased significantly in the TMLP group in the comparison with the HFD group. In addition, total cholesterol, triglyceride, and glucose levels in mouse serum also decreased in the TMLP group. Conclusion: Taken together, our results showed that TMLP effectively inhibited adipocyte growth and reduced body weight in obese mice.

• 생명과학회지
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• 제27권3호
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• pp.334-338
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• 2017

본 연구에서는 갈색거저리, 흰점박이꽃무지 및 장수풍뎅이 유충의 영양성분을 비교분석하였고, 이를 통해 식용곤충 이용 시 곤충 선택 기준확립에 기초 자료로 활용될 수 있을 것으로 사료된다. 3종 식용곤충의 영양성분 비교결과, 조단백질, 조지방, 탄수화물은 각각 흰점박이꽃무지, 갈색거저리 및 장수풍뎅이 유충에서 가장 높았다. 아미노산 함량 비교 분석 결과, 총 아미노산 함량과 필수 아미노산의 함량은 갈색거저리 유충에서 가장 높았다. 지방산의 조성은 갈색거저리와 흰점박이꽃무지 유충이 유사하였으며, 이들은 장수풍뎅이 유충에 비해 불포화 지방산 함량이 높았다. 또한, 무기질 함량의 비교 분석 결과, 칼슘과 철은 장수풍뎅이 유충에서 가장 높은 반면 인과 칼륨은 흰점박이꽃무지 유충에 가장 많이 함유되어 있었다. 위와 같은 결과를 통해 각각의 곤충이 함유하는 영양성분에 따라 노인, 어린이 및 임산부 등 다양한 영양 요구를 가지는 대상에 따라 필요한 곤충을 선택하여 섭취가 가능할 것이며 식용곤충을 다양하게 조합하는 경우 보다 풍부한 영양분을 섭취할 수 있을 것으로 사료된다.

• 수산해양교육연구
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• 제29권3호
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• pp.888-898
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• 2017

Tenebrio molitor larvae, also known as yellow mealworms (MW), are rich in protein and lipid and can serve as a potential alternative protein and energy source in commercial aquafeeds. Therefore, this study attempts to evaluate the effects of different drying methods on the nutritional value of MW meal. For this, live MW were cold-anaesthetized before being subjected to three different types of drying methods, including freeze-drying, oven-drying at $60^{\circ}C$ and air-drying at room temperature for three days, and compared for proximate composition and energy content. An in-vivo digestibility test was then conducted to evaluate the nutrient digestibility of MW meal in diets for rockfish, Sebastes schlegeli. A test diet was prepared by mixing the MW meal with a reference diet (Ref) in a 30:70 ratio with chromium oxide as an inert marker at the inclusion level of 0.5%. Rockfish with mean body weight of 150 g were stocked into a fecal collection system equipped with fiberglass tanks of 400 L capacity. Each group of fish was fed one of the experimental diets to apparent satiation for 4 weeks. The results of the proximate analysis showed that drying methods had no significant effect on crude protein, crude lipid, ash and energy contents of MW. Despite being a rich source of protein and lipid, MW meal was deficient in certain amino acids, particularly methionine, and highly unsaturated fatty acids, particularly 22:6n-3 (DHA) and 20:5n-3 (EPA). MW meal showed high digestibility values for protein (93%), lipid (97%) and energy (88%). These results may indicate that MW meal is a nutritious and acceptable feed ingredient, with comparable digestibility values to conventional animal and plant feedstuffs such as fish meal and soybean meal, in practical diet for rockfish at grower stage.

• 한국수산과학회지
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• 제56권6호
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• pp.861-869
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• 2023

This study aimed to evaluate the effectivity of full-fat black soldier fly Hermetia illucens (BSF) and defatted mealworm Tenebrio molitor (MW) larvae meal as a fish meal (FM) substitute in a low-fish meal (LFM) diet for juvenile olive flounder Paralichthys olivaceus. The LFM diet comprising 45% FM with tankage meal, poultry byproduct meal, soy protein concentrate and wheat gluten was the control diet. Three experimental diets were 10% FM in Con with BSF, MW and a mixture of both at the same ratio (designated as B10, M10 and B5M5, respectively). Four hundred and forty-fourth juvenile P. olivaceus (34.3±0.1 g) were randomly distributed into 12 tanks (425 L) in three replicate groups per treatment and fed the experimental diets for 15 weeks. At the end of the feeding trial, growth performance, survival, biological indices (condition factor, viscerosomatic index, hepatosomatic index), non-specific immune responses (lysozyme, myeloperoxidase) and intestinal histology (villi length and goblet cells) were not significantly affected by treatments. Feed utilization was significantly decreased in M10 compared to the control group. Alanine aminotransferase level was significantly higher in M10 than in the control group. Glucose level was significantly lower in B10 than in the control group. These results suggest that BSF and MW can be used as FM substitutes. However, considering feed conversion ratio and AST level, MW availability is thought to be lower than that of BSF, and feeding fish with a diet containing MW for an extended period is thought to adversely affect fish growth.

• 한국식품과학회지
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• 제50권3호
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• pp.297-307
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• 2018

본 연구에서는 식품의약품안전처에서 식품 원료로 사용 허용이 된 갈색거저리 유충(Tenebrio molitor larvae, Mealworm), 쌍별귀뚜라미(Gryllus bimaculatus), 번데기(Bombyx mori pupa, Silkworm pupa) 등 단백질이 풍부한 식용곤충 원료를 이용하여 된장 형태의 조미료를 제조하였다. 또한 된장 제조 시 발효에 관여하는 대표적인 미생물인 A. oryzae와 B. subtilis 균주를 사용하여 메주분말과 입국을 제조한 후 선행연구에 따른 저염 된장의 발효방식을 이용하여 곤충의 페이스트형 발효조미료를 개발하고자 하였다. 식용곤충을 이용하여 제조한 페이스트형 발효조미료의 수분은 47.58-49.58%로 나타났고 염도는 11.34-11.99%의 값을 보였다. pH는 발효가 진행되면서 천천히 감소하였으며 TMP가 가장 낮은 값으로 나타났다. 적정산도는 모든 시료에서 발효기간이 지남에 따라 계속 증가하는 경향을 보였다. 색도의 L값은 번데기 가장 높게 나타났으며, a값은 귀뚜라미와 번데기 비슷하게 나타났다. b값은 번데기 가장 높은 값을 보였다. 환원당의 경우 발효 기간에 따라 증가하다가 다시 감소하였으며, TMP의 환원당 함량을 가장 낮게 나타났다. 아미노질소는 모든 시료에서 발효 시간에 지남에 따라 증가하는 경향을 나타났으며, TMP가 가장 높은 값을 보였다. 총 질소는 큰 변화를 나타내지 않으며, 전반적으로 SBP에 비해 곤충소재 페이스트형 발효조미료가 높게 분석되었다. DPPH라디칼 제거능은 콩에 비해 곤충소재 페이스트형 발효조미료에서 높게 나타났으며, SPP가 80.95%로 가장 높은 값을 나타내었다. 유리 아미노산 함량은 발효가 진행되면서 전반적으로 2배 이상 증가하였다. 또한 맛의 기호성과 상관성이 높은 아미노산으로는 글루탐산, 아스파트산, 라이신, 페닐알라닌, 아르지닌, 세린 등으로 분석되었다. 전반적인 향, 맛, 전체적 기호도의 경우 곤충소재 페이스트형 발효조미료는 콩 된장보다 낮은 값을 나타내었는데, 이는 소비자들이 콩으로 만든 된장에 익숙해져 있는 상태로, 곤충소재에서 나타나는 특유의 맛이 전체적인 기호도에 영향을 미친 것으로 파악되었다. 곤충에 대한 관능적 차이는 있었으나 콩된장과 번데기로 만든 페이스트형 발효조미료는 유의적으로 비슷한 선호도를 보였다. 이를 통해 다양한 식용곤충 중에서 적절한 곤충을 선별하고 장류 미생물을 이용할 경우 차별화 된 페이스트형 발효조미료의 제조가 가능할 것으로 판단하였다.

• 한국잠사곤충학회지
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• 제51권1호
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• pp.9-14
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• 2013

본 연구에서는 갈색거저리 유충의 식품 원료화를 위한 전처리 조건을 설정하기 위해 세포생존율, 이취감소 및 살균조건을 확립하였다. 분말 전처리 조건으로 사료로 사용되는 밀기울은 고온의 증기로 5분 이상 처리하여 세균을 제거한 밀기울을 3일 이상 급여한 후 2일간 절식시켰으며, $115^{\circ}C$, $0.9kgf/cm^2$, 5분간 삭균 후 동결건조하여 제조한 분말에서 세균 및 진균을 포함한 미생물이 전혀 검출되지 않았다. 세균을 제거한 밀기울을 3일 이상 급여한 유충을 2일간 절식시킨 시료에 대한 관능평가 결과 색 및 냄새에 대한 선호도가 가장 좋은 것을 확인할 수 있었다. 또한 이들 시료에 대한 대식세포 생존율을 시험한 결과 $1000{\mu}g/ml$의 고농도에서 세포독성이 전혀 나타나지 않음을 확인할 수 있었다. 이상의 결과를 통해 갈색거저리의 식품화를 위해서는 개체 확보가 용이한 8령 이상의 최대 성장유충을 이용한 멸균 밀기울 급여 후 2일간 절식한 유충 건조물이 가장 소비자의 선호도가 높을 뿐만 아니라 안전성도 높을 것이라 사료되며 산업적 측면에서의 더욱 효율적인 활용이 가능할 것이라고 기대된다.