산지별 식용 귀뚜라미의 이화학적 특성

귀뚜라미를 전라도, 강원도, 경기도, 충청도 및 경상도 지역별로 구분하여 시료를 구입하고자 전남 영광(YG), 강 원 정선(JS), 강원 원주(WJ), 경기 화성(HS), 경남 거창(GC) 및 충북 충주(CJ)의 농장에서 크기 2.5~3 cm의 성충을 생체 로 구매하여 사용하였다. 모든 귀뚜라미 원료는 2~3회 수세 후, 탈수한 다음 심온동결고에 1 kg 단위로 소포장하여 보관 하며 실험원료로 사용하였다. 분석용 시료는 동결시료를 동결건조기(FD8508, Ilshin Co., Seoul, Korea)를 이용하여 동결건조 하였으며, 이를 분쇄(40 mesh)하여 분말시료를 실험원료로 사용하였다.

산지별 귀뚜라미의 일반성분 분석은 AOAC법(18)에 따 라 수분은 105℃ 상압가열건조법, 단백질은 Kjeltec system (Kjeltec auto sampler system 8240 analyzer, Foss Tecator, Hilleroed, Denmark), 조지방은 diethyl ether에 의한 Soxhlet 추출법, 조회분은 550℃ 회화법, 조섬유는 1.25% 황산 분해 법을 이용하여 측정하였다. 귀뚜라미의 일반성분을 100% 로 하고 이것에서 수분, 단백질, 지방, 회분 및 섬유의 함량 을 뺀 나머지를 nitrogen free extract(NFE)라고 하여 탄수화 물 함량을 나타내었다.

산지별 귀뚜라미의 지방산 분석은 Folch 등(19)의 방법에 따라 2:1(v/v)로 chloroform과 methanol을 섞은 용액으로 추 출하였고, 추출된 지질은 Morrison과 Smith(20)의 방법에 준하여 전처리 후 gas chromatography(Shimadzu Co., Tokyo, Japan)를 사용하여 분석하였다. Gas chromatography 조건은 capillary column(SP-2380, film thickness 0.25 μm, SUPELCO Inc., Bellefonte, PA, USA)을 이용하였고 injector 온도 260℃, detector 온도270℃, detector는 FID를 사용하였다.

산지별 귀뚜라미의 아미노산 분석은 각 시료 약 1.0 g을 정확히 취하여 ample에 넣고 6 N HCl 15 mL를 가한 다음 N2로 치환하여 신속하게 밀봉하였다. 이를 105℃ 오븐에서 24시간 가수분해 시킨 뒤 방냉하여 탈이온수로 50 mL 정용 플라스크에 정용 후, 0.2 μm membrane 필터로 여과하였다. 여액 2 mL를 취해 25 mL 정용한 후, 이를 AccQ-Tag 방법 (21)으로유도체화(AccQ-Fluor Reagent Kit, Waters corporation, Milford, MA, USA) 시키고 아미노산 분석기(pump PU-980, detector FP-920, autosampler AS-950-10, Jasco, Easton, MD, USA)를 이용하여 아미노산을 분석하였다. 이때 구성아미 노산 분석조건은 칼럼은 Nova-Pak C18(3.9×150 mm, Waters corporation, Milford, MA, USA), 주입량은 10 μL, 칼럼 온도는 30℃, 검출기는 fluorescence (Ex. 250 nm, Em. 395 nm), 이동상은 0.14 M sodium acetate(A), 60% acetonitrile(B)의 gradient법(21)으로 분석하였다. 이때 사용 한 시약은 특급 및 HPLC용을 사용하였으며, 아미노산 표준 물질은 amino acid standard(Sigma Chemical Co., St. Louis, MO, USA)를 사용하였다.

산지별 귀뚜라미 시료에 함유된 무기질 성분은 식품공전 의 무기질 성분 분석법과 AOAC 방법(18)에 따라 분석하였 고, Ca, Mg, Mn, Fe, Zn, Cu 등의 성분을 측정하였다. 무기질 성분의 분석은 유도결합플라즈마 원자방출분광기(ICP-AES Optima 4300DV, Perkin Elmer Inc., Waltham, MA, USA)를 사용하였으며, 음이온 성분인 Cl-와 SO₄^2-의 정량에 이용한 이온크로마토그래프(ion chromatograph, IC)는 Dionex사 (DX-120, Dionex Co., Sunnyvale, CA, USA)의 것을 사용하 였으며 분석조건은 eluent로 Na₂CO₃/NaHCO₃를 AS14 column과 1.2 mL/min의 flow rate 그리고 conductivity detector를 사용하였다. 각 무기질의 검출 파장은 Ca: 393.366, P: 213.618, K: 766.491, Mg: 279.553, Mn: 257.610, Fe: 238.204, Zn: 213.856 및 Cu: 324.754 nm이었다.

산지별 귀뚜라미의 중금속 분석은 ICP-OES(Spectro Arcos, Spectro Analytical Instruments GmbH, Kleve, Germany)를 이용하여 식품공전의 규정에 따라 분석하였다. 원소별 측정 파장은 Pb: 220.353, Cd: 228.802, As: 193.696 및 Hg: 194.227 nm로 측정하였다.

실험결과는 SAS program(SAS Institute Inc, Cary, NC, USA)을 이용하여 분산분석(ANOVA)을 실시하였으며, 평 균간의 유의성 검증은 tukey test로 p<0.05에서 실시하였다.

국내 6곳에서 수집한 귀뚜라미는 영양소의 절대량 비교 를 위해 raw basis와 dry basis로 일반성분 및 조섬유소 함량 을 각각 나타내었다(Table 1). 귀뚜라미의 평균 수분함량은 70.22%였으며, 단백질과 지방함량이 각각 20.04%와 4.35% 로 나타났다. 동결건조 귀뚜라미 분말의 경우 단백질 함량 은 충북 충주에서 67.40%로 가장 높았으며, 전남 영광에서 59.42%로 가장 낮았다. 조지방의 경우 전남 영광에서 20.61%로 가장 높았으며, 충북 충주지역이 14.04%로 가장 낮았다. 조회분의 경우 강원 원주가 3.91%로 가장 낮았으 며, 타지역은 5.30~5.97%를 나타내었다. NFE값은 2.13~ 2.79%로 산지별로 유사한 함량을 나타내었다. 분석결과 산지별 통계적 유의차는 있었지만(p<0.05), 실제 함량의 차 이는 크게 나타나지 않았다. 이는 식용 풍뎅이나 콩박각시 를 분석한 결과와 일치하였다(22,23). 본 연구를 포함하여 식용 풍뎅이나 콩박각시 모두 65% 내외의 단백질 함량을 나타내어 식용 곤충은 고단백질 식품으로서 고기의 대용으 로 사용이 가능함을 보여주었다. 섬유소의 함량은 8.83~ 10.49% 수준으로 매우 높았는데 이는 식용곤충의 딱딱한 큐티클 층에 기인하는 것으로 이의 가공 방법에 따라 기능 성 식품의 원료로 이용 가능성이 충분함을 나타낸다. 실제 로 일부 아프리카에서는 흰개미를 이용한 의약품 생산에 큐티클 층을 이용하는 것으로 알려져 있다(24).

산지별 귀뚜라미의 지방산 함량을 조사한 결과 palmitic acid(C16:0), oleic acid(18:1) 및 linoleic acid(18:2)함량이 높 게 나타났다(Table 2). 이는 Hutchins과 Martin(25), Grapes 등(26)과 Kim과 Jung(27)이 조사한 연구와 비슷한 경향을 나타내었다. 강원 원주, 경기 화성 및 전남 영광에서 linoleic acid 함량은 각각 37.85, 34.46 및 34.45 g/100 g으로 높았으 며, oleic acid 함량은 22.73, 21.66 및 21.29 g/100 g으로 유사한 함량을 나타내었고, palmitic acid 함량은 23.72, 23.37 및 21.09 g/100 g을 나타내었다. 충북 충주, 강원 정선, 경남 거창에서는 linoleic acid 함량이 30.54, 29.86 및 29.74 g/100 g을 나타내었고, oleic acid 함량은 24.46, 23.50 및 23.03 g/100 g으로 유사하였으며, palmitic acid 함량은 22.67, 24.00 및 24.19 g/100 g을 나타내었다. 전체 지방산 중 불포화 지방산 함량의 비율은 57.97~63.93%로 포화지방 산 보다 높은 함량을 나타내었고, 강원 원주가 63.93%로 가장 높은 함량을 나타내었다. 경남 거창과 충북 충주에서 는 myristic acid가 나타나지 않았으며, 강원 원주에서는 myristic acid와 eicosenoic acid가 발견되지 않았다. 경기 화성에서는 linolenic acid가 발견되지 않았다.

따라서, 귀뚜라미의 식용화 시 oleic acid 및 linoleic acid 와 같은 불포화 지방산이 풍부함으로 이용가치가 높다고 할 수 있다.

산지별 귀뚜라미의 아미노산 함량은 Table 3에 나타내었 으며, threonine 외 16종의 아미노산이 확인되었다. 총 아미 노산 함량은 경남 거창이 57.93 g/100 g으로 가장 높았으며, 전남 영광이 48.65 g/100 g으로 가장 낮았다. 필수 아미노산 함량 중 valine, leucine 및 lysine 함량이 높았으며, valine 함량은 전남 영광 지역이 2.92 g/100 g으로 타지역 3.97~4.47 g/100 g보다 낮은 함량을 나타내었다. 필수 아미노산의 함 량은 18.01~22.80 g/100 g으로 산지별 큰 차이가 없었다. 비필수아미노산 중 감칠맛의 대표성분으로 알려진 glutamic acid 함량이 경남 거창에서 6.91 g/100 g으로 가장 높게 나타났으며, 충북 충주 6.00 g/100 g으로 가장 낮게 나타났으나 큰 차이는 나타나지 않았다. 필수 아미노산 중 높은 함량을 나타낸 val, leu, ile 등의 branched chain amino acid는 운동이나 보디빌딩을 하는 사람들의 근육량 증가에 특히 유리할 것으로 생각되며(28) arginine 함량도 높아 음 주 후 숙취해소 효과도 있을 것으로 추정되고(29), methionine 은 혈중 콜레스테롤 수준 저하와 간의 지방 침착 해소효과 등의 효과가 있을 것으로 사료된다(30).

따라서, 산지별 귀뚜라미는 17종의 아미노산을 골고루 함유하고 있어 영양학적인 측면에서 우수한 식품원으로 이용할 수 있을 것으로 판단된다.

귀뚜라미 원료의 무기질 함량을 분석한 결과 평균적으로 칼륨과 인의 함량이 0.92~1.01 mg/100 mg와 0.74~0.88 mg/100 mg로 높게 나타났다(Table 4). 칼슘의 함량은 전남 영광에서 0.30 mg/100 mg으로 경기 화성 0.17 mg/100 mg보 다 높게 나타났다. 철의 경우 전남 영광에서 103 ppm으로 타 지역의 44~82 ppm보다 높은 값을 나타내었다. 전체적으 로 망간과 구리의 함량은 낮으나, 항산화 효소의 필수적인 금속이온인 아연은 170~299 ppm으로 높은 함량을 갖는 것으로 조사되었다. 아연은 약 300여 종의 효소에 필요한 성분으로 단백질 합성, 면역 등 생명활동의 기본으로 작용 하는 것이 많고 DNA의 회복과 활성산소 제거에 작용하는 효소에도 관여하므로 노화와 암의 예방에 중요한 성분으로 알려져 있다(31).

귀뚜라미 원료의 중금속인 납, 카드뮴, 비소 및 수은함량 을 분석한 결과 경남 거창에서는 0.26 ppb의 납 성분이 검출되었으며 전남 영광, 강원 정선, 경남 거창에서는 카드 뮴이 각각 0.07, 0.03, 0.03 ppb가 검출되었다(Table 6). 수은 은 모든 지역에서 검출되었으며 비소는 모든 지역에서 검출 되지 않았다. 이는 사육지역의 환경적 요인(지하수 등)에 의한 결과로 해석된다. 중금속은 체내 축적성이 강하며 장 기간 축적 시 급・만성 질환의 건강장해를 일으킬 수 있기 때문에(32), 중금속 허용기준치가 규정되어 있다. 따라서, 식품으로 사육시 표준화된 사육방법의 설정이 요구된다. 산지별 귀뚜라미의 경우 CODEX 쌀 카드뮴 허용치 : 0.4 ppm이하(33), 식약처고시 0.2 ppm이하(34)에 미달되는 함 량으로 식품원료로서 문제가 없는 수준이었다. 또한, 산지 별 귀뚜라미 시료의 수은함량은 1.00~3.30 ppb로 나타났으 나, 식품공전의 수산물에 대한 수은 기준인 0.5 ppm 이하 (34)와 비교할 때 1/100 수준 이하인 것으로 나타나 산지별 귀뚜라미 모두 식품원료로서 문제가 없음을 확인하였다. Table 5