목차
국문 요약문 3
SUMMARY 5
제1장 연구개발과제의 개요 9
1. 연구개발 목적 9
가. 곤충분의 소화율 조사 10
나. 곤충분 이용성 평가 10
다. 어분대체 EP제조 후 관능평가 10
2. 연구개발의 필요성 10
가. 국내ㆍ외 기술개발현황 및 문제점 10
나. 국내연구개발의 필요성 11
다. 연구개발대상 기술의 경제적, 산업적 중요성 및 연구개발의 필요성 11
3. 연구개발 범위 12
가. 곤충분의 이용성 평가 12
나. 식용곤충의 생산 및 대량생산 단가절감을 위한 자동생산체제 구축 12
다. 어분대체가능 식용곤충의 탐색 및 양질의 저렴한 곤충먹이원 개발 12
라. 최적의 어분대체 곤충을 활용한 시제품 개발 및 경제성 분석 12
제2장 국내외 기술 개발 현황 13
1. 국외 기술ㆍ산업동향 13
2. 국내 기술ㆍ산업동향 13
3. 특허 동향 14
4. 정부지원정책 현황 16
5. 연구개발과제 및 대상기술의 중복성 16
가. 본 연구개발과제 관련 선행연구 현황 16
나. 연구개발과제의 중복방지를 위한 조사 및 검토결과 17
다. 연구개발과제의 차별화 방안 19
6. 종합 결론 19
제3장 연구 수행 내용 및 성과 20
1. 조피볼락 사료 내 곤충분의 함량에 따른 치어의 성장 20
가. 재료 및 방법 20
나. 결과 및 고찰 21
2. EP사료를 이용한 치어의 사육시험-중형어 24
가. 연구내용 24
나. 연구결과 25
3. 곤충분의 영양학적 가치 분석 28
가. 재료 및 방법 28
나. 결과 28
4. 곤충분의 최적 건조조건 탐색 29
가. 재료 및 방법 29
나. 결과 및 고찰 29
5. 갈색거저리를 이용한 양어사료 생산의 경제성 분석 29
가. 분석방법 29
나. 분석결과 30
다. 경제성평가 결과요약 34
6. 어분대체가능 식용곤충 탐색 및 양질의 저렴한 곤충먹이원 개발 35
가. 어분대체가능 식용곤충의 탐색 35
나. 양질의 저렴한 곤충먹이원 개발 39
다. 식용곤충의 영양성분 및 안정성 분석 50
라. 곤충사육 자동화 관련 실증시험(추가연구) 57
7. 식용곤충의 생산 및 대량생산 단가 절감을 위한 자동생산체제 구축 59
가. 식용 곤충의 생산 및 단가절감을 위한 자동화 추진 59
나. 원료제품(분말) 공정개발 74
다. 인건비 절감 및 최소 설비 보급등 경제성 파악 79
라. 대량생산과 단가절감을 위한 친환경 자동 분리 장치 81
8. 곤충분의 소화율 조사 92
가. 곤충분의 영양학적 가치 분석 92
나. 곤충분의 최적 건조조건 탐색 98
다. 조피볼락 사료내 곤충분의 소화율 평가 100
9. 곤충분의 이용성 평가 106
가. 조피볼락 사료내 어분 대체 단백질원으로 곤충분의 이용성-어분 대체 효과 106
나. 조피볼락 사료내 어분 대체 단백질원으로 곤충분의 이용성-어분 대체에 따른 제한 아미노산 보충 효과 114
10. 어분대체 EP제조 및 관능평가 122
가. 조피볼락 EP사료 제조 및 사양효과 검증 122
나. 어체 품질 및 관능평가 132
제4장 목표 달성도 및 관련 분야 기여도 135
1. 목표 달성도 135
2. 관련 분야 기여도 135
제5장 연구개발성과의 활용계획 136
제6장 연구 과정에서 수집한 해외 과학기술 정보 136
1. 곤충의 자동사육장치 관련 일본에서 출원, 등록 되어진 기술정보 확보 136
2. 곤충의 자동사육장치 관련 중국에서 출원, 등록 되어진 기술정보 확보 137
3. 밀웜사육 다기능 분리기 138
제7장 연구개발성과의 보안등급 140
가. 보안등급의 분류 140
나. 결정사유 140
제8장 국가과학기술종합정보시스템에 등록한 연구시설ㆍ장비 현황 140
제9장 연구개발과제 수행에 따른 연구실 등의 안전 조치 이행 실적 140
제10장 연구개발과제의 대표적 연구 실적 144
제11장 기타사항 146
제12장 참고문헌 147
표 1-1. 곤충분 함량에 따른 조피볼락 치어의 성장 21
표 2-1. 곤충분 함량에 따른 조피볼락 중형어의 성장 25
표 2-2. 조피볼락 전어체 일반성분 및 지방산 조성 26
표 2-3. 곤충분 함량에 따른 전어체 지방산 조성 26
표 2-4. 관능 평가를 위한 대조구 및 곤충분 함유 사료를 섭이한 조피볼락 중형어의 어육 비교 27
표 3-1. 사료원료의 영양소 영양성분 분석 결과 29
표 5-1. 현재 기술에 의한 생 갈색거저리 1kg 생산시의 생산원가 31
표 5-2. 건조 갈색거저리 1kg의 생산원가 31
표 5-3. 현재 기술에 의한 사료용 갈색거저리 생산원가와 어분수입가격의 비교 32
표 5-4. 대량생산기술에 의한 생 갈색거저리 1kg 생산 시의 생산원가 33
표 5-5. 건조 갈색거저리 1kg의 생산원가 33
표 6-1. 시료분석, 농업기술실용화재단 35
표 6-2. 식용곤충(후보종) 영양성분 35
표 6-3. 육류와 곤충 영양성분의 비교 36
표 6-4. 갈색거저리 유충과 흰점박이꽃무지 유충의 일반성분 함량 36
표 6-5. 갈색거저리 유충과 흰점박이꽃무지 유충의 유해물질 분석 38
표 6-6. 갈색거저리 주먹이원과 대체먹이원의 일반성분 함량 39
표 6-7. 갈색거저리 주먹이원과 대체먹이원의 유해물질 분석 43
표 6-8. 막걸리박(MSG) 함량에 따른 유충의 발육기간, 번데기 무게, 용화율 47
표 6-9. 발효맥주박(FFWBG) 함량에 따른 유충의 발육기간, 번데기 무게, 용화율 49
표 6-10. 분석항목에 따른 분석방법 50
표 6-11. 건조방법에 따른 일반 조성분 51
표 6-12. 건조방법에 따른 유해성분 51
표 7-1. 부형계의 종류 및 적용 75
표 7-2. 열풍기 사양 77
표 7-3. Microwave 규격 77
표 7-4. Microwave 시간별 중량변화 78
표 7-5. 일반성분 수분보정 78
표 7-6. 배설물 분리 시 미세먼지량 비교 91
표 7-7. 배설물분리 방법에 따른 15kg 당 배설물 분리 시간 91
표 8-1. 시료원료의 영양소 영양성분 분석결과 93
표 8-2. 사료원료의 아미노산 조성(% in protein) 95
표 8-3. 곤충분의 지방산 조성(% of total fatty acids) 96
표 8-4. 사료원료의 미량영양소 분석 결과(건물 기준) 97
표 8-5. 사료원료의 중금속 분석 결과(ppm 건물기준) 97
표 8-6. 곤충분 건조 조건별 일반성분 결과(건물 기준) 99
표 8-7. 곤충분 건조 조건별 아미노산 조성(% in protein) 99
표 8-8. 곤충분 소화율 사료 조성표 101
표 8-9. 사료의 영양소 소화율 분석 결과 105
표 8-10. 곤충분 원료 소화율 분석 결과 105
표 9-1. 사료 원료의 영양성분 108
표 9-2. 실험사료 109
표 9-3. 8주간 실험사료를 먹은 조피볼락 성장 결과 111
표 9-4. 8주간 실험사료를 먹은 조피볼락 치어의 사료이용성 112
표 9-5. 8주간 실험사료를 먹은 조피볼락 치어의 중량지수 113
표 9-6. 곤충분 조피볼락 치어 전어체의 일반성분 결과 113
표 9-7. 조피볼락 치어의 혈액성분 114
표 9-8. 실험사료 115
표 9-9. 실험사료 아미노산 조성 116
표 9-10. 8주간 실험사료를 먹은 조피볼락 치어의 성장 결과1 117
표 9-11. 8주간 실험사료를 먹은 조피볼락 치어의 사료이용성 결과 118
표 9-12. 8주간 실험사료를 먹은 조피볼락 치어의 중량지수 118
표 9-13. 조피볼락 등근육 일반성분 및 아미노산 조성 119
표 9-14. 조피볼락 전어체 일반성분 및 아미노산 조성 120
표 9-15. 조피볼락 치어의 혈액성분 121
표 10-1. Ingredients and nutrient composition of the experimental diet 123
표 10-2. Fatty acid (% of total fatty acids) and essential amino acid (% in protein) composition of the experimental diets 124
표 10-3. Extrusion operating conditions of experimental diet 124
표 10-4. Growth performance of juvenile rockfish fed the experimental diets for 14 weeks 127
표 10-5. Feed utilization of juvenile rockfish fed the experimental diets for 14 weeks 127
표 10-6. Morphological parameters of juvenile rockfish fed the experimental diets for 14 weeks 127
표 10-7. Proximate composition of the liver and dorsal muscle of juvenile rockfish fed the experimental diets for 14 weeks 128
표 10-8. Hematological parameters of juvenile rockfish fed the experiment diets for 14 weeks 129
표 10-9. Muscle essential amino acid composition (% in protein) of juvenile rockfish fed the experimental diets for 14 weeks 129
표 10-10. Muscle fatty acid composition (% of total fatty acid) of juvenile rockfish fed the experimental diets for 14 weeks 130
표 10-11. Antioxidant enzyme activities in plasma, muscle and liver of juvenile rockfish fed the experimental diets for 14 weeks 131
표 10-12. Non-specific immune responses of juvenile rockfish fed the experimental diets for 14 weeks 131
표 10-13. Chroma value in dorsal muscle of juvenile rockfish fed the experimental diets for 14 weeks 133
표 10-14. Textural properties of the dorsal muscle in rockfish fed the experimental diets for 14 weeks 133
표 10-15. Sensory evaluation scores of rockfish fillet fed the experimental dies for 14 weeks 134
그림 1-1. 실험 사육수조 20
그림 2-1. 실험기간에 따른 전장 및 체중 성장 25
그림 2-2. 곤충분 함량에 따른 근육탄력 27
그림 5-1. 갈색거저리를 이용한 양어사료 생산의 경제성 분석 절차 30
그림 6-1. 갈색거저리 유충과 흰점박이꽃무지 유충의 아미노산 함량 37
그림 6-2. 갈색거저리 유충과 흰점박이꽃무지 유충의 지방산 함량 37
그림 6-3. 갈색거저리 유충과 흰점박이꽃무지 유충의 무기물 분석 38
그림 6-4. 갈색거저리 주먹이원과 대체먹이원의 필수아미노산 함량 40
그림 6-5. 갈색거저리 주먹이원과 대체먹이원의 비필수아미노산 함량 41
그림 6-6. 갈색거저리 주먹이원과 대체먹이원의 지방산 함량 42
그림 6-7. 갈색거저리 주먹이원과 대체먹이원의 무기질 함량 43
그림 6-8. 대체먹이원 함량에 따른 유충의 생존율 44
그림 6-9. 대체먹이원 함량에 따른 유충무게/1마리 44
그림 6-10. 대체먹이원 함량에 따른 유충의 발육기간 45
그림 6-11. 대체먹이원 함량에 따른 용무게 45
그림 6-12. 대체먹이원 함량에 따른 용화율 45
그림 6-13. 막걸리박(MSG) 함량에 따른 유충의 생존율 46
그림 6-14. 막걸리박(MSG) 함량에 따른 유충무게/1마리 47
그림 6-15. 막걸리박(MSG) 함량에 따른 유충무게/1마리 48
그림 6-16. 발효맥주박(FFWBG) 함량에 따른 유충의 생존율 48
그림 6-17. 발효맥주박(FFWBG) 함량에 따른 유충무게무게/1마리 49
그림 6-18. 건조방법별 갈색거저리 유충 50
그림 6-19. 건조방법별 갈색거저리 유충 분말 50
그림 6-20. 마이크로파 건조에서 보관온도별 수분 및 일반 조성분 52
그림 6-21. 마이크로파 건조에서 보관온도별 위생 화학 안전성 검사 53
그림 6-22. 열풍 건조에서 보관온도별 수분 및 일반 조성분 54
그림 6-23. 열풍건조에서 보관온도별 위생 화학 안전성 검사 54
그림 6-24. 마이크로파 건조 곤충분의 기간에 따른 보관온도별 화학안전성 변화 55
그림 6-25. 열풍 건조 곤충분의 기간에 따른 보관온도별 화학안전성 변화 56
그림 6-26. 배설물분리 방법에 따른 미세먼지량 57
그림 6-27. 배설물분리 방법에 따른 15㎏ 당 배설물 분리량 57
그림 6-28. 배설물분리 방법에 따른 15kg 당 배설물 분리 시간 58
그림 7-1. 곤충 대량 생산 시스템의 평면도 및 측면도 60
그림 7-2. 곤충 대량 생산 시스템의 설계도 및 사시 60
그림 7-3. 각 생산 라인에 사각 순환 방식이 적용된 시스템의 평면도 62
그림 7-4. 다수의 생산라인이 구비된 곤충 대량생산 시스템의 다른 방향에서의 사시도 62
그림 7-5. 시스템의 평면도, 측면도 및 정면도 62
그림 7-6. 전면부 63
그림 7-7. 투시도 63
그림 7-8. 측면부 63
그림 7-9. 사육 연속 장치 설계도 64
그림 7-10. 사육 연속 장치 65
그림 7-11. 3D 설계도 66
그림 7-12. 제작 및 개발 완료된 제품 67
그림 7-13. 설계도 69
그림 7-14. 3D 설계도 69
그림 7-15.곤충의 대량 생산을 위한 자동제어 생산 시스템 70
그림 7-16. 전기 회로도 70
그림 7-17. 각 zone 공조 구성도 70
그림 7-18. 전기 제어부 70
그림 7-19. 정면도를 개략적으로 도시 72
그림 7-20. 항온 항습 챔버가 구동되는 것을 보여주는 개략도 72
그림 7-21. 제어부의 블록도 73
그림 7-22. 곤충사료 생산 공정도 74
그림 7-23. 생산재료(3종) : 가수분해물, 지방코팅물, 가수분해 지방 코팅물 76
그림 7-24. 곤충 건조분말 가수분해, 지방코팅물 및 첨가제 76
그림 7-25. 온도별(60℃, 70℃, 80℃, 90℃) 시간별 중량변화 78
그림 7-26. 분변토와 곤충의 분리 장치의 개념을 나타낸 도면. 400 : 유충 분리부, 410 : 메인 테이블, 420 : 필터 테이블, 440 : 유충 수거부, 430 : 구동부 81
그림 7-27. 분변토와 곤충의 분리 장치 제작 과정 82
그림 7-28. 분변토와 곤충의 분리 장치 제작 완성 82
그림 7-29. 대량생산과 단가절감을 위한 친환경 자동 분리 장치 83
그림 7-30. 설계도 84
그림 7-31. 3D 설계도 85
그림 7-32. 대량생산과 단가절감을 위한 친환경 자동 분리 장치 85
그림 7-33. 분리망 86
그림 7-34. 곤충의 대량생산과 단가절감을 위한 친환경 자동 분리 장치 87
그림 7-35. 곤충의 대량생산과 단가절감을 위한 친환경 자동 분리 장치의 진동부 88
그림 7-36. 집진기 및 속도 조정기 89
그림 7-37. 사료투입구 및 먼지배출구 89
그림 7-38. 곤충의 대량 생산과 단가절감을 위한 친환경 자동 분리 장치 (최종 prototype) Ⓐ유충 Ⓑ배설물 Ⓒ먹이 Ⓓ파워조절장치 Ⓔ먼지흡입장치 90
그림 8-1. 사료 원료의 조단백질 함량 94
그림 8-2. 사료 원료의 조지질 함량 94
그림 8-3. 사료 원료의 에너지 함량 94
그림 8-4. 조피볼락의 곤충분 사료 원료의 단백질 소화율 105
그림 8-5. 조피볼락의 곤충분 사료 원료의 에너지 소화율 106
그림 9-1. 실험어 사육 및 관리 110
그림 9-2. 조피볼락 치어의 증체율 111
그림 9-3. 조피볼락 치어의 일간성장율 112
그림 10-1. 실험어 사육 및 관리 125