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JKFN Journal of the Korean Society of Food Science and Nutrition



Online ISSN 2288-5978

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Journal of the Korean Society of Food Science and Nutrition 2024; 53(8): 860-869

Published online August 31, 2024 https://doi.org/10.3746/jkfn.2024.53.8.860

Copyright © The Korean Society of Food Science and Nutrition.

Analysis of the Effect Size of Insect Foods on Metabolic Syndrome-Related Indicators

Chan-Hwi Lee1 and Ae-Jung Kim2

1Department of Alternative Medicine and 2Department of Nutrition Therapy, Graduate School of Alternative Medicine, Kyonggi University

Correspondence to:Ae-Jung Kim, Department of Nutrition Therapy, Graduate School of Alternative Medicine, Kyonggi University, 24, Kyonggidae-ro 9-gil, Seodaemungu, Seoul 03746, Korea, E-mail: aj5249@naver.com

Received: June 3, 2024; Revised: July 16, 2024; Accepted: July 18, 2024

This is an Open Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution Non-Commercial License (https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0) which permits unrestricted non-commercial use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited.

This study conducted a meta-analysis of 35 relevant articles published from 2003 to 2023 to quantify the effect sizes of three insect foods (silkworm, white-grub, and two-spotted cricket) on metabolic syndrome-related indicators, focusing on serum lipids and liver function markers such as alanine aminotransferase (ALT) and aspartate aminotransferase (AST). The effect size on serum triglycerides followed the order of two-spotted cricket (1.715), silkworm (1.445) and white-grub (0.958). The effect size on serum total cholesterol followed the order of silkworm (1.936), two-spotted cricket (1.455), and white-grub (0.688). The effect size on serum high-density lipoprotein-cholesterol was ranked in the order of two-spotted cricket (1.276), white-grub (1.161), and silkworm (1.037). The effect size on serum low-density lipoprotein-cholesterol followed the order of silkworm (2.321), two-spotted cricket (1.857), and white-grub (1.132). The effect sizes for liver function markers were observed in the following order: in the case of serum AST, two-spotted cricket (1.954), white-grub (1.103), and silkworm (0.897), in the case of serum ALT, two-spotted cricket (1.912), silkworm (1.517), and white-grub (1.377). In conclusion, this study suggests that insect foods (silkworm, white-grub, and two-spotted cricket) are useful for improving metabolic health. The observed positive effect sizes on serum lipids and liver function markers warrant further investigation into their potential application as functional food ingredients to prevent and alleviate metabolic syndrome symptoms.

Keywords: silkworm, white-grub, two-spotted cricket, insect foods, metabolic syndrome-related indicators

국민건강영양조사(KDCA, 2023b) 보고에 따르면 우리나라는 해마다 30세 이상 성인에서 비만, 고혈압, 당뇨병과 같은 대사성 만성질환이 증가하고 있다. 이 연령대의 대사증후군 발생의 주된 원인으로 운동 부족과 외식 빈도의 증가가 지적되고 있다(Kwak 등, 2022).

대사증후군(metabolic syndrome)이란 만성질환의 전 단계로 대사증후군의 5가지 지표인 허리둘레(복부비만), 혈압, 중성지방, high-density lipoprotein(HDL)-콜레스테롤, 공복 시 혈당 중 3가지 이상이 기준치보다 높은 경우를 말한다(KDCA, 2021). 이에 우리나라는 국민건강 증진 차원에서 대사증후군을 감소시키고자 바른 식생활습관의 중요성을 국가 차원에서 강조해 오고 있다(KDCA, 2023a). 그러나 최근 몇 년 동안 코로나 펜데믹(COVID-19 pendemic)을 겪으면서 배달 음식(고열량, 고단백, 고지방) 소비의 급증(Ham과 Kown, 2019)과 운동 부족(Jo와 Oh, 2019)으로 대사증후군 발생은 더욱 증가하였다. 이러한 대사증후군의 개선을 위해서 의약품에 의한 단기간의 치료보다는 예방 차원의 천연소재를 발굴하는 연구의 필요성이 부각되고 있다(Lee 등, 2005; You 등, 2010).

유엔식량농업기구에서는 지구온난화로 인해 발생하는 식량난을 해결하기 위해 육류 대체식품으로 곤충 식품의 섭취를 제안했다(van Huis 등, 2013). 곤충 식품은 소, 돼지, 닭과 같은 가축에 비해 메탄가스나 이산화탄소 발생량이 매우 적은 친환경 천연소재이다(Yun과 Hwang, 2016).

곤충 식품은 조단백질이 50~60%, 조지방이 8.1~59%, 조섬유소가 4.9~12.1% 정도 함유되어 있으며, 비타민 B군의 함량도 동량의 닭고기나 콩보다 200% 높은 영양학적으로도 가치가 있는 소재이다(Yun과 Hwang, 2016).

현재 국내외에서 식품으로 인정받는 곤충 식품이 해마다 증가하고 있으며, 우리나라도 백강잠(Beauveria bassiana Vuill.), 누에(유충, Bombyx mori L.), 메뚜기(Oxya japonica Thungberg), 갈색거저리(유충, Tenebrio molitor L.), 흰점박이꽃무지(유충, Protaetia brevitarsis seulensis), 장수풍뎅이(유충, Allomyrina dichotoma), 쌍별귀뚜라미(성충, Gryllus bimaculatus), 아메리카왕거저리(유충, Zophobas atratus), 수벌번데기(Apis mellifera L), 풀무치(Locusta migratoria) 등 총 10종이 식품의약품안전처의 허가를 받은 상태이다(MFDS, 2021).

그 가운데 누에, 흰점박이꽃무지, 쌍별귀뚜라미는 혈청 지질 수준과 간 기능 개선에 도움이 되는 영양 및 기능성 성분을 함유하고 있으며, 그와 관련된 연구 자료가 다양하게 보고되어 있다. 즉, 누에의 경우 tyrosine, leucine, glutamic acid와 같은 아미노산이 풍부하게 함유되어 있으며(Hwang, 2016), 누에에서 추출된 단백질은 혈중 콜레스테롤 수준을 낮춘다는 보고도 있다(Kim, 2017; Zhoh 등, 2012). 그리고 누에에는 aspartic acid, palmitic acid, oleic acid, linoleic acid, stearic acid와 같은 지방산도 풍부하게 함유되어 있어 알코올 분해를 촉진해 간 기능 개선에 도움이 된다는 보고도 있다(Lee 등, 2012). 흰점박이꽃무지에는 단백질(57.86%)과 불포화지방산(73.83%)이 풍부하게 함유되어 있을 뿐만 아니라 각종 미네랄과 비타민 등의 영양성분도 함유되어 있어(Lee 등, 2022) 간의 이상 질환(Chung 등, 2013; Kang 등, 2001; Sim 등, 2019)에 효과적이라고 보고되어 있다. 쌍별귀뚜라미에는 histidine, threonine, arginine, valine, methionine, tryptophan, phenylalanine, isoleucine, leucine, lysine과 같은 필수 아미노산이 다량 함유되어 있어(Kim 등, 2020), 간 기능 개선에 효과가 있음이 보고되어 있다(Ahn 등, 2015). 특히 쌍별귀뚜라미에 함유된 lysine은 지방산 대사의 핵심적인 화합물인 carnitine의 생성에 중요한 역할을 한다고 알려져 있다(Cho 등, 2019). 그리고 쌍별귀뚜라미 추출물은 에탄올에 의해 유도된 간세포 독성에서 높은 수준의 세포 생존율을 나타냄으로써 간 보호 효과가 있음이 보고되어 있다(Ku, 2021).

따라서 본 연구에서는 최근 20년간(2003년~2023년) 발표된 곤충 식품과 대사증후군 지표(혈청 중성지방, 혈청 콜레스테롤, 혈청 HDL-콜레스테롤, 혈청 low-density lipoprotein(LDL)-콜레스테롤) 및 간 기능 관련 지표(혈청 aspartate aminotransferase(AST)/glutamic oxaloacetic transaminase(GOT), alanine aminotransferase(ALT)/glutamic pyruvate transaminase(GPT))에 대한 연구 자료를 수집하여 곤충 식품이 대사증후군 및 간 기능 관련 지표에 미친 효과 크기를 분석하여 그 관련성을 규명하고자 하였다.

문헌검색

본 연구에서는 곤충 식품(누에, 흰점박이꽃무지, 쌍별귀뚜라미)이 대사증후군 관련 지표에 미친 효과 크기를 분석하고자 20년간(2003년 1월부터 2023년 12월까지) 출판된 연구 자료를 수집하였다. 연구 자료는 곤충 식품(누에, 흰점박이꽃무지 유충, 굼벵이, 쌍별귀뚜라미, silkworm, white grub, two-spotted cricket, Bombyxmori, P. brevitarsis, G. bimaculatus) 및 대사증후군 관련 지표(혈청 중성지방, 혈청 총콜레스테롤, 혈청 HDL-콜레스테롤, 혈청 LDL-콜레스테롤, 혈청 AST/GOT, 혈청 ALT/ GPT)를 검색어로 하여 학술연구정보서비스(RISS), 국회도서관(NAL), 국립의과학지식센터(NCMIK), 과학기술정보통합서비스(NDSL), Cochrane Library, PubMed(MEDLINE), Embase에서 문헌을 수집하였다. 본 연구를 통해 수집된 자료는 동물을 대상으로 하는 연구로 사람 대상의 대사증후군 관련 지표 중 혈청 glucose, 허리둘레와 혈압 자료가 없었으므로 제외하였다. 대신 대사증후군 관련 지표는 아니지만 동물실험에 대부분 포함되고 있는 GOT와 GPT 자료를 첨부하여 분석하였다. 문헌검색의 정확도를 높이고자 박사 1인과 박사 과정생 2인이 참여하여 3회 이상 검색어별로 확인 과정을 거쳤다.

연구 자료 선별

선별된 연구 자료는 PICOS(population/participant, intervention, comparison, outcome, study design) 형식에 따라 수량화된 평균값과 표준편차를 제시한 실험군과 대조군의 사전 값이나 사후 값을 비교한 문헌이었다(Cooper 등, 2016; Shin, 2015). 단, 조사연구, 코호트연구, 질적 연구 등 수량화된 데이터가 없는 경우, 그래프만 제시된 경우, 연구 자료 전체가 공개되지 않는 경우, 대조군이 없는 경우, 한 집단의 사전 값이나 사후의 값이 없는 경우 등은 분석용 자료에서 배제했다.

연구 대상 논문의 최종 선정

연구 자료 선정의 과정은 Fig. 1에 제시된 바와 같이 데이터베이스 검색을 통해 총 21,108편의 연구 자료가 수집되었다. 그중 제목과 초록으로 1차 검색 과정을 거쳐 연구 선정 기준에 적합한 연구 자료 99편으로 축약 선별하였고, 2차 검색 과정을 통해 본 연구의 목적에 적합하지 않은 51편을 배제한 48편을 선별하였다. 3차 검색 과정을 통해 연구의 결과 데이터가 명확하지 않은 연구 자료 13편을 거르고 남은 총 35편을 최종적으로 분석용 연구 자료로 결정하였다. Table 1에 제시된 바와 같이 누에를 처치한 연구 자료는 18편, 흰점박이꽃무지를 처치한 연구 자료는 13편, 쌍별귀뚜라미를 처치한 연구 자료는 4편이었다.

Table 1 . List of selected thirty-five articles about insect foods (silkworm, white-grub, and two-spotted cricket) concerned with metabolic syndrome-related indicators

No.AuthorYearInsect foodsStatistical values
1Kunz et al.2020SilkwormSerum triglyceride, serum total cholesterol, serum ALT/GPT, serum AST/GOT
2Park et al.2019Serum triglyceride, serum total cholesterol, serum HDL-cholesterol, serum ALT/GPT, serum AST/GOT
3Zhao et al.2019Serum triglyceride, serum total cholesterol, serum HDL-cholesterol, serum LDL-cholesterol
4Nam et al.2018Serum triglyceride, serum total cholesterol, serum HDL-cholesterol, serum LDL- cholesterol, serum AST/GOT, serum ALT/GPT
5Ampawong et al.2017Serum triglyceride, serum total cholesterol, serum AST/GOT, serum ALT/GPT
6Heo et al.2013Serum triglyceride, serum total cholesterol, serum AST/GOT, serum ALT/GPT
7Lee et al.2012Serum triglyceride, serum total cholesterol
8Nam2012Serum triglyceride, serum total cholesterol, serum HDL-cholesterol, serum LDL-cholesterol, serum AST/GOT, serum ALT/GPT
9Park2011Serum triglyceride, serum total cholesterol, serum HDL-cholesterol, serum LDL-cholesterol, serum AST/GOT, serum ALT/GPT
10Jung et al.2010Serum triglyceride, serum total cholesterol, serum HDL-cholesterol, serum LDL-cholesterol
11Kim et al.2010Serum triglyceride, serum total cholesterol, serum ALT/GPT, serum AST/GOT
12Eom2011Serum total cholesterol, serum HDL-cholesterol
13Yoo and Seok2009Serum triglyceride, serum HDL-cholesterol, serum LDL-cholesterol
14Kim2008Serum triglyceride, serum total cholesterol, serum HDL-cholesterol, serum LDL-cholesterol
15Lee et al.2007Serum triglyceride, serum total cholesterol, serum HDL-cholesterol
16Kwon et al.2006Serum triglyceride, serum total cholesterol
17Jang et al.2003Serum triglyceride, serum total cholesterol, serum HDL-cholesterol, serum LDL-cholesterol
18Lee et al.2003Serum triglyceride, serum total cholesterol, serum HDL-cholesterol, serum LDL-cholesterol, serum AST/GOT, serum ALT/GPT

19Lee et al.2022White-grubSerum triglyceride, serum total cholesterol, serum HDL-cholesterol, serum LDL-cholesterol, serum AST/GOT, serum ALT/GPT, ALP
20Hwang et al.2020Serum AST/GOT, serum ALT/GPT
21Lim2019Serum AST/GOT, serum ALT/GPT
22Sim et al.2019Serum triglyceride, serum total cholesterol, serum HDL-cholesterol, serum LDL-cholesterol
23Kim2019Serum triglyceride, serum total cholesterol, serum HDL-cholesterol, serum LDL-cholesterol, serum AST/GOT, serum ALT/GPT
24Sim2019Serum triglyceride, serum total cholesterol, serum HDL-cholesterol, serum LDL-cholesterol, serum AST/GOT, serum ALT/GPT
25Chon et al.2012Serum AST/GOT, serum ALT/GPT
26Park et al.2012Serum triglyceride, serum total cholesterol, serum HDL-cholesterol, serum LDL-cholesterol, serum AST/GOT, serum ALT/GPT
27Kang2012Serum AST/GOT, serum ALT/GPT, ALP
28Lee et al.2011Serum AST/GOT, serum ALT/GPT, ALP
29Jo et al.2008Serum triglyceride, serum total cholesterol, serum HDL-cholesterol, serum LDL-cholesterol
30Hwang et al.2005Serum triglyceride, serum total cholesterol, serum HDL-cholesterol, serum LDL-cholesterol, serum AST/GOT, serum ALT/GPT
31Kim and Yoon2003Serum triglyceride, serum total cholesterol, serum HDL-cholesterol, serum LDL-cholesterol, serum AST/GOT, serum ALT/GPT

32Kim et al.2022Two-spotted cricketSerum triglyceride, serum total cholesterol, serum ALT/GPT, serum AST/GOT
33Kim2021Serum triglyceride, serum total cholesterol, serum HDL-cholesterol, serum LDL-cholesterol, serum AST/GOT, serum ALT/GPT
34Kim2014Serum triglyceride, serum total cholesterol, serum HDL-cholesterol, serum LDL-cholesterol, serum AST/GOT, serum ALT/GPT
35Lee et al.2004Serum triglyceride, serum total cholesterol, serum HDL-cholesterol, serum LDL-cholesterol, serum AST/GOT, serum ALT/GPT

Fig. 1. PRISMA (Preferred Reporting Items for Systematic Reviews and Meta-Analyses) flow diagram.

자료의 코딩

선별된 연구 자료는 코딩 매뉴얼의 코딩표(Supplementary Table 1)를 이용하여 Excel 2016(Microsoft Corp. 1.0) 프로그램에 저장하였다. 단, 코딩된 데이터 중 표준오차는 엑셀의 함수(fx)를 이용하여 표준편차로 환산하여 저장하였다. 그 후 재검토 과정을 거치면서 혼재된 데이터의 오류를 찾아 수정한 후 최종적으로 사용 가능한 데이터 파일로 저장하여 분석용 최종 자료로 사용하였다.

이질성 검증

메타분석 시 개별 연구 자료에서 도출된 효과 크기의 분포 간에 차이가 있음을 알아보기 위해 이질성(heterogeneity) 검증이 필요하다. 즉, 이질성이란 개별 연구 자료 간의 효과 크기가 각각의 연구 결과마다 차이가 크다는 것을 의미한다(Borenstein 등, 2011; Hwang, 2014).

이질성 여부를 검증하는 방법에는 신뢰구간이 겹치는지를 시각적으로 확인하는 숲도표(forest plot) 방법(Borenstein 등, 2011; Borenstein, 2005)과 각 연구의 중재효과 값이 어느 정도 떨어져 있는지를 통계적으로 검증하는 카이제곱(Q statistics)과 Higgin’s I²(I squared) 방법이 있다(Cho, 2020; Terrin 등, 2003). 따라서 본 연구는 시각적 방법과 통계적 방법을 병행하여 개별 연구 간의 효과 크기의 이질성 여부를 검증하였다.

출판편향 검증

출판된 연구물들은 일반적으로 출판되지 못한 연구물에 비해 큰 효과 크기를 가지고 있는 경향이므로(Park과 Shin, 2014), 메타분석 시에는 이질성 검증과 더불어 출판편향 여부 또한 검증할 필요가 있다. 출판편향(publication bias)이란 출판된 연구 자료들을 종합적으로 분석할 때 결과가 왜곡될 수 있는 체계적 오류(systematic error)를 의미한다(Hwang, 2015).

출판편향 여부를 확인하는 방법으로는 깔때기 도표(funnel plot; Harbord 등, 2006)와 절삭과 채움 기법(trim-and-fill test; Duval과 Tweedie, 2000)이 있다. 따라서 본 연구에서는 깔때기 도표와 절삭과 채움 기법을 병행하여 출판편향 여부를 확인하였다(Kang, 2015).

효과 크기

효과 크기(effect size)란 집단 간의 평균 차이로, 중재의 영향을 받은 집단들의 결과를 비교하기 위해 메타분석에서 사용하는 하나의 표준화된 척도이다(Lee, 2016).

본 연구에서는 실험집단과 통제집단의 사전-사후를 비교하기 위해 d-family의 효과 크기 산출 방법을 사용하였다(Myung 등, 2009). 산출된 효과 크기에 대한 해석방법은 Cohen의 어림 법칙에 의하면 0.2 이하이면 작은 효과 크기, 0.5일 경우 중간 효과 크기, 0.8 이상이면 큰 효과 크기이다(Cohen, 1988).

이질성 검증

곤충 식품(누에, 흰점박이꽃무지, 쌍별귀뚜라미)이 대사증후군 지표(혈청 중성지방, 혈청 콜레스테롤, 혈청 HDL-콜레스테롤, 혈청 LDL-콜레스테롤, 혈청 AST/GOT, 혈청 ALT/GPT)에 미친 효과 크기 분석용으로 선별된 35편의 연구 자료 간의 이질성을 검증하고자 실시한 숲도표, 카이제곱과 Higgin’s I² 결과는 Fig. 2Table 2에 제시된 바와 같다.

Table 2 . The value of Q statistics and Higgin’s I2)

ModelK1)ES¯2)95% CI3)Q4)I2 5)SE6)
Random351.1690.986∼1.352488.27993.0370.093

1)K: number of study. 2)ES¯ : effect size (point estimate). 3)CI: confidence interval.

4)Q: Q statistics. 5)I2: Higgin’s I2 statistics. 6)SE: standard error.


Fig. 2. Forest plot of thirty-five selected articles for heterogeneity verification.

Fig. 2에 제시된 바와 같이 35편의 연구 자료 간에 상한값과 하한값의 범위에 0을 포함하지 않아 이질성이 시각적으로 확인되었다. 그리고 Table 2에 제시된 바와 같이 Q값이 488.279, Higgin’s I2값이 93.037로 각 연구 자료 간의 이질성이 통계적으로도 검증되었다.

출판편향 검증

깔때기 도표는 깔때기 모양의 분석표로 수평축은 효과 크기를 의미하고 수직축은 표준오차를 의미한다. 출판편향이 없는 경우 깔때기 모양이 좌우 대칭이며, 각각의 효과 크기가 상단부에 위치할수록 신뢰도가 높고, 우측에 위치할수록 효과 크기가 큰 것으로 시각적으로 판단할 수 있다(Hwang, 2014). 절삭과 채움 기법은 출판편향이 나타날 경우 보정된 값을 도출하여 출판편향을 교정하는 방법이다(Woo 등, 2019).

따라서 본 연구에서 분석용으로 사용한 35편 연구 자료들의 출판편향 여부를 알아보고자 깔때기 도표와 절삭과 채움 기법을 통해 얻은 결과를 Fig. 3Table 3에 제시하였다.

Table 3 . Duval and Tweedie’s trim and fill test

Studies trimmedPoint estimate95% CI1)Q2)

Lower limitUpper limit
Observed values0.9000.8540.947488.278
Adjusted values00.9000.8540.947488.278

1)CI: confidence interval. 2)Q: Q statistics.


Fig. 3. Funnel plot of thirty-five selected articles for verification of publication bias: (A) overall value, (B) adjusted value.

Fig. 3에 제시된 바와 같이 X축(보정된 효과 크기인 Hedges’s g의 값)과 Y축(추정된 표준오차)이 대칭된 깔때기도표에서 효과 크기 값들은 대부분 상단에 분포되어 있었고, 보정 전과 보정 후의 효과 크기의 분포가 동일하여 35편 연구 자료들의 출판편향은 없는 것으로 확인되었다. 또한, 시각적으로 판단하는 깔때기도표의 제한점을 보완하고자 Duval과 Tweedie(2000)의 절삭과 채움 기법으로도 출판편향 여부를 검증한 결과, 보정된 논문이 없었고, 처음 관측값과 보정값의 효과 크기가 0.900으로, 95% 신뢰구간(0.854~0.947)과 Q값이 488.278로 모두 동일하게 나타나 본 연구에서 선별된 35편 연구 자료들은 출판편향이 없는 것으로 확인되었다(Table 3).

곤충 식품이 혈청 지질 수준에 미친 효과 크기 분석

누에의 펩타이드 성분은 혈청 중성지방과 혈청 총콜레스테롤 수준의 감소뿐만 아니라 지방 합성을 억제하는 효과가 있어 혈액순환과 관련된 기능성 식품의 소재로 이용되고 있다(Hwang, 2016). 흰점박이꽃무지는 oleic acid(61.10%)를 풍부하게 함유하고 있어 각종 성인병을 예방하는 효과가 있음이 보고되어 있다(Kang 등, 2001). 쌍별귀뚜라미에 함유된 valine의 대사산물인 3-hydroxyisobutyric acid는 지방산 흡수 및 지질 감소 효과가 있는 것으로 나타났다(Cho 등, 2019). 이처럼 3가지 곤충 식품은 이상지질혈증을 저감화하는 데 효과적이라고 할 수 있다.

따라서 본 연구에서는 곤충 식품(누에, 흰점박이꽃무지, 쌍별귀뚜라미)이 혈청 중성지방, 혈청 총콜레스테롤, 혈청 HDL-콜레스테롤, 혈청 LDL-콜레스테롤에 미친 효과 크기를 구하여 Table 4에 제시하였다. 그 결과, 혈청 중성지방은 누에 1.445, 흰점박이꽃무지 0.958, 쌍별귀뚜라미 1.715, 혈청 총콜레스테롤은 누에 1.936, 흰점박이꽃무지 0.688, 쌍별귀뚜라미 1.455, 혈청 HDL-콜레스테롤은 누에 1.037, 흰점박이꽃무지 1.161, 쌍별귀뚜라미 1.276, 혈청 LDL-콜레스테롤은 누에 2.321, 흰점박이꽃무지 1.132, 쌍별귀뚜라미 1.857로 나타나 Cohen(1988)의 어림법칙을 기준으로 하여 모두 큰 효과 크기였다. 이 같은 결과로 곤충 식품은 대사증후군 지표(혈청 중성지방, 혈청 콜레스테롤, 혈청 HDL-콜레스테롤, LDL-콜레스테롤) 개선에 효과적으로 작용했음을 확인했다. 차후 누에, 흰점박이꽃무지, 쌍별귀뚜라미가 식품산업계에서 혈청 지질 개선용 신소재로 활용되길 기대한다.

Table 4 . The effect size of insect foods (silkworm, white-grub, and two-spotted cricket) on serum lipid levels

Insect foodVariablesK1)ES¯2)95% CI3)Q4)I2 5)SE6)
SilkwormSerum triglyceride381.4451.125∼1.765161.51377.0920.163
Serum total cholesterol381.9361.543∼2.329191.80780.7100.200
Serum HDL-cholesterol271.0370.713∼1.36191.53871.5970.165
Serum LDL-cholesterol202.3211.674∼2.968131.44985.5460.330

White-grubSerum triglyceride240.9580.695∼1.22244.72148.5700.134
Serum total cholesterol270.6880.486∼0.89034.56524.7790.103
Serum HDL-cholesterol271.1610.765∼1.556109.92176.3470.202
Serum LDL-cholesterol271.1320.785∼1.47991.27171.5130.177

Two-spotted cricketSerum triglyceride71.7150.888∼2.54118.31367.2360.422
Serum total cholesterol71.4550.975∼1.9347.81723.2400.245
Serum HDL-cholesterol61.2760.531∼2.0219.36746.6220.380
Serum LDL-cholesterol61.8570.972∼2.74311.29855.7450.452

1)K: number of study. 2)ES¯: effect size (point estimate). 3)CI: confidence interval.

4)Q: Q statistics. 5)I2: Higgin’s I2 statistics. 6)SE: standard error.



곤충 식품이 혈청 AST(GOT)와 ALT(GPT)에 미친 효과 크기 분석

누에는 tyrosine, leucine, glutamic acid와 같은 아미노산과 aspartic acid, palmitic acid, oleic acid, linoleic acid, stearic acid와 같은 지방산을 풍부하게 함유하고 있어(Hwang, 2016), 간장 질환 개선 관련된 기능성 식품의 소재로 이용되고 있다(Kwon 등, 2006).

흰점박이꽃무지는 불포화지방산 함량 73.83%로 높은 편이며, 각종 미네랄과 비타민 등의 풍부한 영양성분을 가지고 있어(Chung 등, 2013), 간 기능 예방과 각종 성인병을 예방하는데 효과가 높은 것으로 나타났다(Kang 등, 2001). 또한 혈중알코올농도를 감소시키며 만성 간세포 손상에 효과가 있다고 알려졌다(Kim 등, 2008).

쌍별귀뚜라미에 함유된 메티오닌은 지방과 친화성이 있어 간염 중독증의 치료에 효과적이며, 리신은 지방산 대사의 핵심적인 화합물인 카르니틴의 생성에 중요한 역할을 한다.

이처럼 3가지 곤충 식품은 간 기능 개선에 효과적이라고 할 수 있다. 따라서 본 연구에서 곤충 식품(누에, 흰점박이꽃무지, 쌍별귀뚜라미)이 혈청 AST(GOT)와 혈청 ALT(GPT)에 미친 효과 크기를 구하여 Table 5에 제시하였다.

Table 5 . The effect size of insect foods (silkworm, white-grub, and two-spotted cricket) on serum levels of AST (GOT) and ALT (GPT)

InterventionVariablesK1)ES¯2)95% CI3)Q4)I2 5)SE6)
SilkwormAST7)/GOT8)270.8970.609∼1.18684.49669.2290.147
ALT9)/GPT10)231.5170.993∼2.040112.49780.4440.267

White-grubAST/GOT271.1030.835∼1.37158.65355.6710.137
ALT/GPT321.3771.049∼1.705119.87074.1390.167

Two-spotted cricketAST/GOT71.9541.360∼2.5488.91232.6750.303
ALT/GPT71.9121.101∼2.72219.61369.4070.414

1)K: number of study. 2)ES¯: effect size (point estimate). 3)CI: confidence interval.

4)Q: Q statistics. 5)I2: Higgin’s I2 statistics. 6)SE: standard error.

7)AST: aspartate aminotransferase. 8)GOT: glutamic oxaloacetic transaminase.

9)ALT: alanine aminotransferase. 10)GPT: glutamic pyruvate transaminase.



곤충 식품이 혈청 AST(GOT)와 혈청 ALT(GPT)에 미친 효과 크기를 분석한 결과, 혈청 AST(GOT)는 누에 0.897, 흰점박이꽃무지 1.103, 쌍별귀뚜라미 1.954로 효과 크기가 나타났다. 혈청 ALT(GPT)는 누에 1.517, 흰점박이꽃무지 1.377, 쌍별귀뚜라미 1.912로 나타나 Cohen(1988)의 어림법칙을 기준으로 모두 큰 효과 크기였다.

이 같은 결과로 곤충 식품은 혈청 AST(GOT)와 혈청 ALT(GPT) 개선에 효과적으로 작용했음을 확인했다. 차후 누에, 흰점박이꽃무지, 쌍별귀뚜라미가 식품산업에서 간장 질환 예방 및 개선용 기능성 신소재로 활용되길 기대한다.

우리나라는 해마다 증가하고 있는 대사성 만성질환으로 인해 국가적 차원에서 막대한 자본 손실이 문제가 되고 있다. 이에 대사성 만성질환의 원인인 대사증후군의 저감화 대책으로 부작용이 적은 천연 신소재에 대한 소비자의 요구가 증가하고 있다. 곤충 식품은 유엔식량농업기구에서 육류 대체식품으로 추천하고 있는 친환경 천연소재이다. 곤충 식품에는 대사증후군의 저감화에 도움이 되는 영양, 기능성 물질들이 다양하게 함유되어 있고, 그와 관련된 연구들이 다양하게 보고되어 있다. 그 가운데 누에, 흰점박이꽃무지, 쌍별귀뚜라미의 이상지질혈증 저감화 및 간 기능 개선에 관한 연구 자료가 많이 보고되어 있다. 이에 본 연구는 누에, 흰점박이꽃무지, 쌍별귀뚜라미의 대사증후군 관련 지표(혈청 중성지방, 혈청 총콜레스테롤, 혈청 HDL-콜레스테롤, 혈청 LDL-콜레스테롤) 및 간 기능 관련 지표(혈청 AST와 ALT)에 미친 효과 크기를 분석하였다. 그 결과 누에, 흰점박이꽃무지, 쌍별귀뚜라미 모두 대사증후군 및 간 기능 관련 지표 개선에 대부분 큰 효과 크기가 나타났다. 결론적으로 본 연구를 통해 누에, 흰점박이꽃무지, 쌍별귀뚜라미와 같은 곤충 식품이 대사증후군 개선에 효과적으로 작용했음이 확인되었다. 최근 곤충 식품 관련 연구들은 전반적으로 육류 대체 식품 및 세계 식량안보를 대체하는 용도로서 곤충 식품의 영양학적 가치에 중점을 둔 연구가 이루어지고 있다. 즉, 현대사회에서 건강에 대한 사회적 인식이 높아짐에 따라 대사증후군과 관련된 기능성 식품에 관한 관심이 증대하고 있기 때문에 곤충 식품에 대한 다양한 기능성이 과학적으로 검증되고 있다. 이는 곤충 식품을 축산업의 범위로 인정하여 고부가가치의 산업화로서 지속적인 연구 가치가 있다는 것을 의미한다. 본 연구에서 확인한 곤충 식품의 효과 크기 결과는 차후 대사증후군 예방 및 개선에 도움이 되는 기능성 소재로서 식품산업의 발전을 위해 다양하게 활용되기를 기대하는 동시에, 효과적인 섭취 방법에 관한 후속 연구가 지속적으로 연계될 수 있는 방향성을 제시하는 데 의의가 있다.

본 연구는 2023학년도 경기대학교 학술연구비(일반연구과제) 지원에 의하여 수행되었습니다.

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Article

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Journal of the Korean Society of Food Science and Nutrition 2024; 53(8): 860-869

Published online August 31, 2024 https://doi.org/10.3746/jkfn.2024.53.8.860

Copyright © The Korean Society of Food Science and Nutrition.

곤충 식품이 대사증후군 관련 인자에 미친 효과 크기 분석

이찬휘1․김애정2

1경기대학교 대체의학과
2경기대학교 대체의학대학원 식품치료전공

Received: June 3, 2024; Revised: July 16, 2024; Accepted: July 18, 2024

Analysis of the Effect Size of Insect Foods on Metabolic Syndrome-Related Indicators

Chan-Hwi Lee1 and Ae-Jung Kim2

1Department of Alternative Medicine and 2Department of Nutrition Therapy, Graduate School of Alternative Medicine, Kyonggi University

Correspondence to:Ae-Jung Kim, Department of Nutrition Therapy, Graduate School of Alternative Medicine, Kyonggi University, 24, Kyonggidae-ro 9-gil, Seodaemungu, Seoul 03746, Korea, E-mail: aj5249@naver.com

Received: June 3, 2024; Revised: July 16, 2024; Accepted: July 18, 2024

This is an Open Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution Non-Commercial License (https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0) which permits unrestricted non-commercial use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited.

Abstract

This study conducted a meta-analysis of 35 relevant articles published from 2003 to 2023 to quantify the effect sizes of three insect foods (silkworm, white-grub, and two-spotted cricket) on metabolic syndrome-related indicators, focusing on serum lipids and liver function markers such as alanine aminotransferase (ALT) and aspartate aminotransferase (AST). The effect size on serum triglycerides followed the order of two-spotted cricket (1.715), silkworm (1.445) and white-grub (0.958). The effect size on serum total cholesterol followed the order of silkworm (1.936), two-spotted cricket (1.455), and white-grub (0.688). The effect size on serum high-density lipoprotein-cholesterol was ranked in the order of two-spotted cricket (1.276), white-grub (1.161), and silkworm (1.037). The effect size on serum low-density lipoprotein-cholesterol followed the order of silkworm (2.321), two-spotted cricket (1.857), and white-grub (1.132). The effect sizes for liver function markers were observed in the following order: in the case of serum AST, two-spotted cricket (1.954), white-grub (1.103), and silkworm (0.897), in the case of serum ALT, two-spotted cricket (1.912), silkworm (1.517), and white-grub (1.377). In conclusion, this study suggests that insect foods (silkworm, white-grub, and two-spotted cricket) are useful for improving metabolic health. The observed positive effect sizes on serum lipids and liver function markers warrant further investigation into their potential application as functional food ingredients to prevent and alleviate metabolic syndrome symptoms.

Keywords: silkworm, white-grub, two-spotted cricket, insect foods, metabolic syndrome-related indicators

서 론

국민건강영양조사(KDCA, 2023b) 보고에 따르면 우리나라는 해마다 30세 이상 성인에서 비만, 고혈압, 당뇨병과 같은 대사성 만성질환이 증가하고 있다. 이 연령대의 대사증후군 발생의 주된 원인으로 운동 부족과 외식 빈도의 증가가 지적되고 있다(Kwak 등, 2022).

대사증후군(metabolic syndrome)이란 만성질환의 전 단계로 대사증후군의 5가지 지표인 허리둘레(복부비만), 혈압, 중성지방, high-density lipoprotein(HDL)-콜레스테롤, 공복 시 혈당 중 3가지 이상이 기준치보다 높은 경우를 말한다(KDCA, 2021). 이에 우리나라는 국민건강 증진 차원에서 대사증후군을 감소시키고자 바른 식생활습관의 중요성을 국가 차원에서 강조해 오고 있다(KDCA, 2023a). 그러나 최근 몇 년 동안 코로나 펜데믹(COVID-19 pendemic)을 겪으면서 배달 음식(고열량, 고단백, 고지방) 소비의 급증(Ham과 Kown, 2019)과 운동 부족(Jo와 Oh, 2019)으로 대사증후군 발생은 더욱 증가하였다. 이러한 대사증후군의 개선을 위해서 의약품에 의한 단기간의 치료보다는 예방 차원의 천연소재를 발굴하는 연구의 필요성이 부각되고 있다(Lee 등, 2005; You 등, 2010).

유엔식량농업기구에서는 지구온난화로 인해 발생하는 식량난을 해결하기 위해 육류 대체식품으로 곤충 식품의 섭취를 제안했다(van Huis 등, 2013). 곤충 식품은 소, 돼지, 닭과 같은 가축에 비해 메탄가스나 이산화탄소 발생량이 매우 적은 친환경 천연소재이다(Yun과 Hwang, 2016).

곤충 식품은 조단백질이 50~60%, 조지방이 8.1~59%, 조섬유소가 4.9~12.1% 정도 함유되어 있으며, 비타민 B군의 함량도 동량의 닭고기나 콩보다 200% 높은 영양학적으로도 가치가 있는 소재이다(Yun과 Hwang, 2016).

현재 국내외에서 식품으로 인정받는 곤충 식품이 해마다 증가하고 있으며, 우리나라도 백강잠(Beauveria bassiana Vuill.), 누에(유충, Bombyx mori L.), 메뚜기(Oxya japonica Thungberg), 갈색거저리(유충, Tenebrio molitor L.), 흰점박이꽃무지(유충, Protaetia brevitarsis seulensis), 장수풍뎅이(유충, Allomyrina dichotoma), 쌍별귀뚜라미(성충, Gryllus bimaculatus), 아메리카왕거저리(유충, Zophobas atratus), 수벌번데기(Apis mellifera L), 풀무치(Locusta migratoria) 등 총 10종이 식품의약품안전처의 허가를 받은 상태이다(MFDS, 2021).

그 가운데 누에, 흰점박이꽃무지, 쌍별귀뚜라미는 혈청 지질 수준과 간 기능 개선에 도움이 되는 영양 및 기능성 성분을 함유하고 있으며, 그와 관련된 연구 자료가 다양하게 보고되어 있다. 즉, 누에의 경우 tyrosine, leucine, glutamic acid와 같은 아미노산이 풍부하게 함유되어 있으며(Hwang, 2016), 누에에서 추출된 단백질은 혈중 콜레스테롤 수준을 낮춘다는 보고도 있다(Kim, 2017; Zhoh 등, 2012). 그리고 누에에는 aspartic acid, palmitic acid, oleic acid, linoleic acid, stearic acid와 같은 지방산도 풍부하게 함유되어 있어 알코올 분해를 촉진해 간 기능 개선에 도움이 된다는 보고도 있다(Lee 등, 2012). 흰점박이꽃무지에는 단백질(57.86%)과 불포화지방산(73.83%)이 풍부하게 함유되어 있을 뿐만 아니라 각종 미네랄과 비타민 등의 영양성분도 함유되어 있어(Lee 등, 2022) 간의 이상 질환(Chung 등, 2013; Kang 등, 2001; Sim 등, 2019)에 효과적이라고 보고되어 있다. 쌍별귀뚜라미에는 histidine, threonine, arginine, valine, methionine, tryptophan, phenylalanine, isoleucine, leucine, lysine과 같은 필수 아미노산이 다량 함유되어 있어(Kim 등, 2020), 간 기능 개선에 효과가 있음이 보고되어 있다(Ahn 등, 2015). 특히 쌍별귀뚜라미에 함유된 lysine은 지방산 대사의 핵심적인 화합물인 carnitine의 생성에 중요한 역할을 한다고 알려져 있다(Cho 등, 2019). 그리고 쌍별귀뚜라미 추출물은 에탄올에 의해 유도된 간세포 독성에서 높은 수준의 세포 생존율을 나타냄으로써 간 보호 효과가 있음이 보고되어 있다(Ku, 2021).

따라서 본 연구에서는 최근 20년간(2003년~2023년) 발표된 곤충 식품과 대사증후군 지표(혈청 중성지방, 혈청 콜레스테롤, 혈청 HDL-콜레스테롤, 혈청 low-density lipoprotein(LDL)-콜레스테롤) 및 간 기능 관련 지표(혈청 aspartate aminotransferase(AST)/glutamic oxaloacetic transaminase(GOT), alanine aminotransferase(ALT)/glutamic pyruvate transaminase(GPT))에 대한 연구 자료를 수집하여 곤충 식품이 대사증후군 및 간 기능 관련 지표에 미친 효과 크기를 분석하여 그 관련성을 규명하고자 하였다.

재료 및 방법

문헌검색

본 연구에서는 곤충 식품(누에, 흰점박이꽃무지, 쌍별귀뚜라미)이 대사증후군 관련 지표에 미친 효과 크기를 분석하고자 20년간(2003년 1월부터 2023년 12월까지) 출판된 연구 자료를 수집하였다. 연구 자료는 곤충 식품(누에, 흰점박이꽃무지 유충, 굼벵이, 쌍별귀뚜라미, silkworm, white grub, two-spotted cricket, Bombyxmori, P. brevitarsis, G. bimaculatus) 및 대사증후군 관련 지표(혈청 중성지방, 혈청 총콜레스테롤, 혈청 HDL-콜레스테롤, 혈청 LDL-콜레스테롤, 혈청 AST/GOT, 혈청 ALT/ GPT)를 검색어로 하여 학술연구정보서비스(RISS), 국회도서관(NAL), 국립의과학지식센터(NCMIK), 과학기술정보통합서비스(NDSL), Cochrane Library, PubMed(MEDLINE), Embase에서 문헌을 수집하였다. 본 연구를 통해 수집된 자료는 동물을 대상으로 하는 연구로 사람 대상의 대사증후군 관련 지표 중 혈청 glucose, 허리둘레와 혈압 자료가 없었으므로 제외하였다. 대신 대사증후군 관련 지표는 아니지만 동물실험에 대부분 포함되고 있는 GOT와 GPT 자료를 첨부하여 분석하였다. 문헌검색의 정확도를 높이고자 박사 1인과 박사 과정생 2인이 참여하여 3회 이상 검색어별로 확인 과정을 거쳤다.

연구 자료 선별

선별된 연구 자료는 PICOS(population/participant, intervention, comparison, outcome, study design) 형식에 따라 수량화된 평균값과 표준편차를 제시한 실험군과 대조군의 사전 값이나 사후 값을 비교한 문헌이었다(Cooper 등, 2016; Shin, 2015). 단, 조사연구, 코호트연구, 질적 연구 등 수량화된 데이터가 없는 경우, 그래프만 제시된 경우, 연구 자료 전체가 공개되지 않는 경우, 대조군이 없는 경우, 한 집단의 사전 값이나 사후의 값이 없는 경우 등은 분석용 자료에서 배제했다.

연구 대상 논문의 최종 선정

연구 자료 선정의 과정은 Fig. 1에 제시된 바와 같이 데이터베이스 검색을 통해 총 21,108편의 연구 자료가 수집되었다. 그중 제목과 초록으로 1차 검색 과정을 거쳐 연구 선정 기준에 적합한 연구 자료 99편으로 축약 선별하였고, 2차 검색 과정을 통해 본 연구의 목적에 적합하지 않은 51편을 배제한 48편을 선별하였다. 3차 검색 과정을 통해 연구의 결과 데이터가 명확하지 않은 연구 자료 13편을 거르고 남은 총 35편을 최종적으로 분석용 연구 자료로 결정하였다. Table 1에 제시된 바와 같이 누에를 처치한 연구 자료는 18편, 흰점박이꽃무지를 처치한 연구 자료는 13편, 쌍별귀뚜라미를 처치한 연구 자료는 4편이었다.

Table 1 . List of selected thirty-five articles about insect foods (silkworm, white-grub, and two-spotted cricket) concerned with metabolic syndrome-related indicators.

No.AuthorYearInsect foodsStatistical values
1Kunz et al.2020SilkwormSerum triglyceride, serum total cholesterol, serum ALT/GPT, serum AST/GOT
2Park et al.2019Serum triglyceride, serum total cholesterol, serum HDL-cholesterol, serum ALT/GPT, serum AST/GOT
3Zhao et al.2019Serum triglyceride, serum total cholesterol, serum HDL-cholesterol, serum LDL-cholesterol
4Nam et al.2018Serum triglyceride, serum total cholesterol, serum HDL-cholesterol, serum LDL- cholesterol, serum AST/GOT, serum ALT/GPT
5Ampawong et al.2017Serum triglyceride, serum total cholesterol, serum AST/GOT, serum ALT/GPT
6Heo et al.2013Serum triglyceride, serum total cholesterol, serum AST/GOT, serum ALT/GPT
7Lee et al.2012Serum triglyceride, serum total cholesterol
8Nam2012Serum triglyceride, serum total cholesterol, serum HDL-cholesterol, serum LDL-cholesterol, serum AST/GOT, serum ALT/GPT
9Park2011Serum triglyceride, serum total cholesterol, serum HDL-cholesterol, serum LDL-cholesterol, serum AST/GOT, serum ALT/GPT
10Jung et al.2010Serum triglyceride, serum total cholesterol, serum HDL-cholesterol, serum LDL-cholesterol
11Kim et al.2010Serum triglyceride, serum total cholesterol, serum ALT/GPT, serum AST/GOT
12Eom2011Serum total cholesterol, serum HDL-cholesterol
13Yoo and Seok2009Serum triglyceride, serum HDL-cholesterol, serum LDL-cholesterol
14Kim2008Serum triglyceride, serum total cholesterol, serum HDL-cholesterol, serum LDL-cholesterol
15Lee et al.2007Serum triglyceride, serum total cholesterol, serum HDL-cholesterol
16Kwon et al.2006Serum triglyceride, serum total cholesterol
17Jang et al.2003Serum triglyceride, serum total cholesterol, serum HDL-cholesterol, serum LDL-cholesterol
18Lee et al.2003Serum triglyceride, serum total cholesterol, serum HDL-cholesterol, serum LDL-cholesterol, serum AST/GOT, serum ALT/GPT

19Lee et al.2022White-grubSerum triglyceride, serum total cholesterol, serum HDL-cholesterol, serum LDL-cholesterol, serum AST/GOT, serum ALT/GPT, ALP
20Hwang et al.2020Serum AST/GOT, serum ALT/GPT
21Lim2019Serum AST/GOT, serum ALT/GPT
22Sim et al.2019Serum triglyceride, serum total cholesterol, serum HDL-cholesterol, serum LDL-cholesterol
23Kim2019Serum triglyceride, serum total cholesterol, serum HDL-cholesterol, serum LDL-cholesterol, serum AST/GOT, serum ALT/GPT
24Sim2019Serum triglyceride, serum total cholesterol, serum HDL-cholesterol, serum LDL-cholesterol, serum AST/GOT, serum ALT/GPT
25Chon et al.2012Serum AST/GOT, serum ALT/GPT
26Park et al.2012Serum triglyceride, serum total cholesterol, serum HDL-cholesterol, serum LDL-cholesterol, serum AST/GOT, serum ALT/GPT
27Kang2012Serum AST/GOT, serum ALT/GPT, ALP
28Lee et al.2011Serum AST/GOT, serum ALT/GPT, ALP
29Jo et al.2008Serum triglyceride, serum total cholesterol, serum HDL-cholesterol, serum LDL-cholesterol
30Hwang et al.2005Serum triglyceride, serum total cholesterol, serum HDL-cholesterol, serum LDL-cholesterol, serum AST/GOT, serum ALT/GPT
31Kim and Yoon2003Serum triglyceride, serum total cholesterol, serum HDL-cholesterol, serum LDL-cholesterol, serum AST/GOT, serum ALT/GPT

32Kim et al.2022Two-spotted cricketSerum triglyceride, serum total cholesterol, serum ALT/GPT, serum AST/GOT
33Kim2021Serum triglyceride, serum total cholesterol, serum HDL-cholesterol, serum LDL-cholesterol, serum AST/GOT, serum ALT/GPT
34Kim2014Serum triglyceride, serum total cholesterol, serum HDL-cholesterol, serum LDL-cholesterol, serum AST/GOT, serum ALT/GPT
35Lee et al.2004Serum triglyceride, serum total cholesterol, serum HDL-cholesterol, serum LDL-cholesterol, serum AST/GOT, serum ALT/GPT

Fig 1. PRISMA (Preferred Reporting Items for Systematic Reviews and Meta-Analyses) flow diagram.

자료의 코딩

선별된 연구 자료는 코딩 매뉴얼의 코딩표(Supplementary Table 1)를 이용하여 Excel 2016(Microsoft Corp. 1.0) 프로그램에 저장하였다. 단, 코딩된 데이터 중 표준오차는 엑셀의 함수(fx)를 이용하여 표준편차로 환산하여 저장하였다. 그 후 재검토 과정을 거치면서 혼재된 데이터의 오류를 찾아 수정한 후 최종적으로 사용 가능한 데이터 파일로 저장하여 분석용 최종 자료로 사용하였다.

이질성 검증

메타분석 시 개별 연구 자료에서 도출된 효과 크기의 분포 간에 차이가 있음을 알아보기 위해 이질성(heterogeneity) 검증이 필요하다. 즉, 이질성이란 개별 연구 자료 간의 효과 크기가 각각의 연구 결과마다 차이가 크다는 것을 의미한다(Borenstein 등, 2011; Hwang, 2014).

이질성 여부를 검증하는 방법에는 신뢰구간이 겹치는지를 시각적으로 확인하는 숲도표(forest plot) 방법(Borenstein 등, 2011; Borenstein, 2005)과 각 연구의 중재효과 값이 어느 정도 떨어져 있는지를 통계적으로 검증하는 카이제곱(Q statistics)과 Higgin’s I²(I squared) 방법이 있다(Cho, 2020; Terrin 등, 2003). 따라서 본 연구는 시각적 방법과 통계적 방법을 병행하여 개별 연구 간의 효과 크기의 이질성 여부를 검증하였다.

출판편향 검증

출판된 연구물들은 일반적으로 출판되지 못한 연구물에 비해 큰 효과 크기를 가지고 있는 경향이므로(Park과 Shin, 2014), 메타분석 시에는 이질성 검증과 더불어 출판편향 여부 또한 검증할 필요가 있다. 출판편향(publication bias)이란 출판된 연구 자료들을 종합적으로 분석할 때 결과가 왜곡될 수 있는 체계적 오류(systematic error)를 의미한다(Hwang, 2015).

출판편향 여부를 확인하는 방법으로는 깔때기 도표(funnel plot; Harbord 등, 2006)와 절삭과 채움 기법(trim-and-fill test; Duval과 Tweedie, 2000)이 있다. 따라서 본 연구에서는 깔때기 도표와 절삭과 채움 기법을 병행하여 출판편향 여부를 확인하였다(Kang, 2015).

효과 크기

효과 크기(effect size)란 집단 간의 평균 차이로, 중재의 영향을 받은 집단들의 결과를 비교하기 위해 메타분석에서 사용하는 하나의 표준화된 척도이다(Lee, 2016).

본 연구에서는 실험집단과 통제집단의 사전-사후를 비교하기 위해 d-family의 효과 크기 산출 방법을 사용하였다(Myung 등, 2009). 산출된 효과 크기에 대한 해석방법은 Cohen의 어림 법칙에 의하면 0.2 이하이면 작은 효과 크기, 0.5일 경우 중간 효과 크기, 0.8 이상이면 큰 효과 크기이다(Cohen, 1988).

결과 및 고찰

이질성 검증

곤충 식품(누에, 흰점박이꽃무지, 쌍별귀뚜라미)이 대사증후군 지표(혈청 중성지방, 혈청 콜레스테롤, 혈청 HDL-콜레스테롤, 혈청 LDL-콜레스테롤, 혈청 AST/GOT, 혈청 ALT/GPT)에 미친 효과 크기 분석용으로 선별된 35편의 연구 자료 간의 이질성을 검증하고자 실시한 숲도표, 카이제곱과 Higgin’s I² 결과는 Fig. 2Table 2에 제시된 바와 같다.

Table 2 . The value of Q statistics and Higgin’s I2).

ModelK1)ES¯2)95% CI3)Q4)I2 5)SE6)
Random351.1690.986∼1.352488.27993.0370.093

1)K: number of study. 2)ES¯ : effect size (point estimate). 3)CI: confidence interval..

4)Q: Q statistics. 5)I2: Higgin’s I2 statistics. 6)SE: standard error..


Fig 2. Forest plot of thirty-five selected articles for heterogeneity verification.

Fig. 2에 제시된 바와 같이 35편의 연구 자료 간에 상한값과 하한값의 범위에 0을 포함하지 않아 이질성이 시각적으로 확인되었다. 그리고 Table 2에 제시된 바와 같이 Q값이 488.279, Higgin’s I2값이 93.037로 각 연구 자료 간의 이질성이 통계적으로도 검증되었다.

출판편향 검증

깔때기 도표는 깔때기 모양의 분석표로 수평축은 효과 크기를 의미하고 수직축은 표준오차를 의미한다. 출판편향이 없는 경우 깔때기 모양이 좌우 대칭이며, 각각의 효과 크기가 상단부에 위치할수록 신뢰도가 높고, 우측에 위치할수록 효과 크기가 큰 것으로 시각적으로 판단할 수 있다(Hwang, 2014). 절삭과 채움 기법은 출판편향이 나타날 경우 보정된 값을 도출하여 출판편향을 교정하는 방법이다(Woo 등, 2019).

따라서 본 연구에서 분석용으로 사용한 35편 연구 자료들의 출판편향 여부를 알아보고자 깔때기 도표와 절삭과 채움 기법을 통해 얻은 결과를 Fig. 3Table 3에 제시하였다.

Table 3 . Duval and Tweedie’s trim and fill test.

Studies trimmedPoint estimate95% CI1)Q2)

Lower limitUpper limit
Observed values0.9000.8540.947488.278
Adjusted values00.9000.8540.947488.278

1)CI: confidence interval. 2)Q: Q statistics..


Fig 3. Funnel plot of thirty-five selected articles for verification of publication bias: (A) overall value, (B) adjusted value.

Fig. 3에 제시된 바와 같이 X축(보정된 효과 크기인 Hedges’s g의 값)과 Y축(추정된 표준오차)이 대칭된 깔때기도표에서 효과 크기 값들은 대부분 상단에 분포되어 있었고, 보정 전과 보정 후의 효과 크기의 분포가 동일하여 35편 연구 자료들의 출판편향은 없는 것으로 확인되었다. 또한, 시각적으로 판단하는 깔때기도표의 제한점을 보완하고자 Duval과 Tweedie(2000)의 절삭과 채움 기법으로도 출판편향 여부를 검증한 결과, 보정된 논문이 없었고, 처음 관측값과 보정값의 효과 크기가 0.900으로, 95% 신뢰구간(0.854~0.947)과 Q값이 488.278로 모두 동일하게 나타나 본 연구에서 선별된 35편 연구 자료들은 출판편향이 없는 것으로 확인되었다(Table 3).

곤충 식품이 혈청 지질 수준에 미친 효과 크기 분석

누에의 펩타이드 성분은 혈청 중성지방과 혈청 총콜레스테롤 수준의 감소뿐만 아니라 지방 합성을 억제하는 효과가 있어 혈액순환과 관련된 기능성 식품의 소재로 이용되고 있다(Hwang, 2016). 흰점박이꽃무지는 oleic acid(61.10%)를 풍부하게 함유하고 있어 각종 성인병을 예방하는 효과가 있음이 보고되어 있다(Kang 등, 2001). 쌍별귀뚜라미에 함유된 valine의 대사산물인 3-hydroxyisobutyric acid는 지방산 흡수 및 지질 감소 효과가 있는 것으로 나타났다(Cho 등, 2019). 이처럼 3가지 곤충 식품은 이상지질혈증을 저감화하는 데 효과적이라고 할 수 있다.

따라서 본 연구에서는 곤충 식품(누에, 흰점박이꽃무지, 쌍별귀뚜라미)이 혈청 중성지방, 혈청 총콜레스테롤, 혈청 HDL-콜레스테롤, 혈청 LDL-콜레스테롤에 미친 효과 크기를 구하여 Table 4에 제시하였다. 그 결과, 혈청 중성지방은 누에 1.445, 흰점박이꽃무지 0.958, 쌍별귀뚜라미 1.715, 혈청 총콜레스테롤은 누에 1.936, 흰점박이꽃무지 0.688, 쌍별귀뚜라미 1.455, 혈청 HDL-콜레스테롤은 누에 1.037, 흰점박이꽃무지 1.161, 쌍별귀뚜라미 1.276, 혈청 LDL-콜레스테롤은 누에 2.321, 흰점박이꽃무지 1.132, 쌍별귀뚜라미 1.857로 나타나 Cohen(1988)의 어림법칙을 기준으로 하여 모두 큰 효과 크기였다. 이 같은 결과로 곤충 식품은 대사증후군 지표(혈청 중성지방, 혈청 콜레스테롤, 혈청 HDL-콜레스테롤, LDL-콜레스테롤) 개선에 효과적으로 작용했음을 확인했다. 차후 누에, 흰점박이꽃무지, 쌍별귀뚜라미가 식품산업계에서 혈청 지질 개선용 신소재로 활용되길 기대한다.

Table 4 . The effect size of insect foods (silkworm, white-grub, and two-spotted cricket) on serum lipid levels.

Insect foodVariablesK1)ES¯2)95% CI3)Q4)I2 5)SE6)
SilkwormSerum triglyceride381.4451.125∼1.765161.51377.0920.163
Serum total cholesterol381.9361.543∼2.329191.80780.7100.200
Serum HDL-cholesterol271.0370.713∼1.36191.53871.5970.165
Serum LDL-cholesterol202.3211.674∼2.968131.44985.5460.330

White-grubSerum triglyceride240.9580.695∼1.22244.72148.5700.134
Serum total cholesterol270.6880.486∼0.89034.56524.7790.103
Serum HDL-cholesterol271.1610.765∼1.556109.92176.3470.202
Serum LDL-cholesterol271.1320.785∼1.47991.27171.5130.177

Two-spotted cricketSerum triglyceride71.7150.888∼2.54118.31367.2360.422
Serum total cholesterol71.4550.975∼1.9347.81723.2400.245
Serum HDL-cholesterol61.2760.531∼2.0219.36746.6220.380
Serum LDL-cholesterol61.8570.972∼2.74311.29855.7450.452

1)K: number of study. 2)ES¯: effect size (point estimate). 3)CI: confidence interval..

4)Q: Q statistics. 5)I2: Higgin’s I2 statistics. 6)SE: standard error..



곤충 식품이 혈청 AST(GOT)와 ALT(GPT)에 미친 효과 크기 분석

누에는 tyrosine, leucine, glutamic acid와 같은 아미노산과 aspartic acid, palmitic acid, oleic acid, linoleic acid, stearic acid와 같은 지방산을 풍부하게 함유하고 있어(Hwang, 2016), 간장 질환 개선 관련된 기능성 식품의 소재로 이용되고 있다(Kwon 등, 2006).

흰점박이꽃무지는 불포화지방산 함량 73.83%로 높은 편이며, 각종 미네랄과 비타민 등의 풍부한 영양성분을 가지고 있어(Chung 등, 2013), 간 기능 예방과 각종 성인병을 예방하는데 효과가 높은 것으로 나타났다(Kang 등, 2001). 또한 혈중알코올농도를 감소시키며 만성 간세포 손상에 효과가 있다고 알려졌다(Kim 등, 2008).

쌍별귀뚜라미에 함유된 메티오닌은 지방과 친화성이 있어 간염 중독증의 치료에 효과적이며, 리신은 지방산 대사의 핵심적인 화합물인 카르니틴의 생성에 중요한 역할을 한다.

이처럼 3가지 곤충 식품은 간 기능 개선에 효과적이라고 할 수 있다. 따라서 본 연구에서 곤충 식품(누에, 흰점박이꽃무지, 쌍별귀뚜라미)이 혈청 AST(GOT)와 혈청 ALT(GPT)에 미친 효과 크기를 구하여 Table 5에 제시하였다.

Table 5 . The effect size of insect foods (silkworm, white-grub, and two-spotted cricket) on serum levels of AST (GOT) and ALT (GPT).

InterventionVariablesK1)ES¯2)95% CI3)Q4)I2 5)SE6)
SilkwormAST7)/GOT8)270.8970.609∼1.18684.49669.2290.147
ALT9)/GPT10)231.5170.993∼2.040112.49780.4440.267

White-grubAST/GOT271.1030.835∼1.37158.65355.6710.137
ALT/GPT321.3771.049∼1.705119.87074.1390.167

Two-spotted cricketAST/GOT71.9541.360∼2.5488.91232.6750.303
ALT/GPT71.9121.101∼2.72219.61369.4070.414

1)K: number of study. 2)ES¯: effect size (point estimate). 3)CI: confidence interval..

4)Q: Q statistics. 5)I2: Higgin’s I2 statistics. 6)SE: standard error..

7)AST: aspartate aminotransferase. 8)GOT: glutamic oxaloacetic transaminase..

9)ALT: alanine aminotransferase. 10)GPT: glutamic pyruvate transaminase..



곤충 식품이 혈청 AST(GOT)와 혈청 ALT(GPT)에 미친 효과 크기를 분석한 결과, 혈청 AST(GOT)는 누에 0.897, 흰점박이꽃무지 1.103, 쌍별귀뚜라미 1.954로 효과 크기가 나타났다. 혈청 ALT(GPT)는 누에 1.517, 흰점박이꽃무지 1.377, 쌍별귀뚜라미 1.912로 나타나 Cohen(1988)의 어림법칙을 기준으로 모두 큰 효과 크기였다.

이 같은 결과로 곤충 식품은 혈청 AST(GOT)와 혈청 ALT(GPT) 개선에 효과적으로 작용했음을 확인했다. 차후 누에, 흰점박이꽃무지, 쌍별귀뚜라미가 식품산업에서 간장 질환 예방 및 개선용 기능성 신소재로 활용되길 기대한다.

요 약

우리나라는 해마다 증가하고 있는 대사성 만성질환으로 인해 국가적 차원에서 막대한 자본 손실이 문제가 되고 있다. 이에 대사성 만성질환의 원인인 대사증후군의 저감화 대책으로 부작용이 적은 천연 신소재에 대한 소비자의 요구가 증가하고 있다. 곤충 식품은 유엔식량농업기구에서 육류 대체식품으로 추천하고 있는 친환경 천연소재이다. 곤충 식품에는 대사증후군의 저감화에 도움이 되는 영양, 기능성 물질들이 다양하게 함유되어 있고, 그와 관련된 연구들이 다양하게 보고되어 있다. 그 가운데 누에, 흰점박이꽃무지, 쌍별귀뚜라미의 이상지질혈증 저감화 및 간 기능 개선에 관한 연구 자료가 많이 보고되어 있다. 이에 본 연구는 누에, 흰점박이꽃무지, 쌍별귀뚜라미의 대사증후군 관련 지표(혈청 중성지방, 혈청 총콜레스테롤, 혈청 HDL-콜레스테롤, 혈청 LDL-콜레스테롤) 및 간 기능 관련 지표(혈청 AST와 ALT)에 미친 효과 크기를 분석하였다. 그 결과 누에, 흰점박이꽃무지, 쌍별귀뚜라미 모두 대사증후군 및 간 기능 관련 지표 개선에 대부분 큰 효과 크기가 나타났다. 결론적으로 본 연구를 통해 누에, 흰점박이꽃무지, 쌍별귀뚜라미와 같은 곤충 식품이 대사증후군 개선에 효과적으로 작용했음이 확인되었다. 최근 곤충 식품 관련 연구들은 전반적으로 육류 대체 식품 및 세계 식량안보를 대체하는 용도로서 곤충 식품의 영양학적 가치에 중점을 둔 연구가 이루어지고 있다. 즉, 현대사회에서 건강에 대한 사회적 인식이 높아짐에 따라 대사증후군과 관련된 기능성 식품에 관한 관심이 증대하고 있기 때문에 곤충 식품에 대한 다양한 기능성이 과학적으로 검증되고 있다. 이는 곤충 식품을 축산업의 범위로 인정하여 고부가가치의 산업화로서 지속적인 연구 가치가 있다는 것을 의미한다. 본 연구에서 확인한 곤충 식품의 효과 크기 결과는 차후 대사증후군 예방 및 개선에 도움이 되는 기능성 소재로서 식품산업의 발전을 위해 다양하게 활용되기를 기대하는 동시에, 효과적인 섭취 방법에 관한 후속 연구가 지속적으로 연계될 수 있는 방향성을 제시하는 데 의의가 있다.

감사의 글

본 연구는 2023학년도 경기대학교 학술연구비(일반연구과제) 지원에 의하여 수행되었습니다.

Fig 1.

Fig 1.PRISMA (Preferred Reporting Items for Systematic Reviews and Meta-Analyses) flow diagram.
Journal of the Korean Society of Food Science and Nutrition 2024; 53: 860-869https://doi.org/10.3746/jkfn.2024.53.8.860

Fig 2.

Fig 2.Forest plot of thirty-five selected articles for heterogeneity verification.
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Fig 3.

Fig 3.Funnel plot of thirty-five selected articles for verification of publication bias: (A) overall value, (B) adjusted value.
Journal of the Korean Society of Food Science and Nutrition 2024; 53: 860-869https://doi.org/10.3746/jkfn.2024.53.8.860

Table 1 . List of selected thirty-five articles about insect foods (silkworm, white-grub, and two-spotted cricket) concerned with metabolic syndrome-related indicators.

No.AuthorYearInsect foodsStatistical values
1Kunz et al.2020SilkwormSerum triglyceride, serum total cholesterol, serum ALT/GPT, serum AST/GOT
2Park et al.2019Serum triglyceride, serum total cholesterol, serum HDL-cholesterol, serum ALT/GPT, serum AST/GOT
3Zhao et al.2019Serum triglyceride, serum total cholesterol, serum HDL-cholesterol, serum LDL-cholesterol
4Nam et al.2018Serum triglyceride, serum total cholesterol, serum HDL-cholesterol, serum LDL- cholesterol, serum AST/GOT, serum ALT/GPT
5Ampawong et al.2017Serum triglyceride, serum total cholesterol, serum AST/GOT, serum ALT/GPT
6Heo et al.2013Serum triglyceride, serum total cholesterol, serum AST/GOT, serum ALT/GPT
7Lee et al.2012Serum triglyceride, serum total cholesterol
8Nam2012Serum triglyceride, serum total cholesterol, serum HDL-cholesterol, serum LDL-cholesterol, serum AST/GOT, serum ALT/GPT
9Park2011Serum triglyceride, serum total cholesterol, serum HDL-cholesterol, serum LDL-cholesterol, serum AST/GOT, serum ALT/GPT
10Jung et al.2010Serum triglyceride, serum total cholesterol, serum HDL-cholesterol, serum LDL-cholesterol
11Kim et al.2010Serum triglyceride, serum total cholesterol, serum ALT/GPT, serum AST/GOT
12Eom2011Serum total cholesterol, serum HDL-cholesterol
13Yoo and Seok2009Serum triglyceride, serum HDL-cholesterol, serum LDL-cholesterol
14Kim2008Serum triglyceride, serum total cholesterol, serum HDL-cholesterol, serum LDL-cholesterol
15Lee et al.2007Serum triglyceride, serum total cholesterol, serum HDL-cholesterol
16Kwon et al.2006Serum triglyceride, serum total cholesterol
17Jang et al.2003Serum triglyceride, serum total cholesterol, serum HDL-cholesterol, serum LDL-cholesterol
18Lee et al.2003Serum triglyceride, serum total cholesterol, serum HDL-cholesterol, serum LDL-cholesterol, serum AST/GOT, serum ALT/GPT

19Lee et al.2022White-grubSerum triglyceride, serum total cholesterol, serum HDL-cholesterol, serum LDL-cholesterol, serum AST/GOT, serum ALT/GPT, ALP
20Hwang et al.2020Serum AST/GOT, serum ALT/GPT
21Lim2019Serum AST/GOT, serum ALT/GPT
22Sim et al.2019Serum triglyceride, serum total cholesterol, serum HDL-cholesterol, serum LDL-cholesterol
23Kim2019Serum triglyceride, serum total cholesterol, serum HDL-cholesterol, serum LDL-cholesterol, serum AST/GOT, serum ALT/GPT
24Sim2019Serum triglyceride, serum total cholesterol, serum HDL-cholesterol, serum LDL-cholesterol, serum AST/GOT, serum ALT/GPT
25Chon et al.2012Serum AST/GOT, serum ALT/GPT
26Park et al.2012Serum triglyceride, serum total cholesterol, serum HDL-cholesterol, serum LDL-cholesterol, serum AST/GOT, serum ALT/GPT
27Kang2012Serum AST/GOT, serum ALT/GPT, ALP
28Lee et al.2011Serum AST/GOT, serum ALT/GPT, ALP
29Jo et al.2008Serum triglyceride, serum total cholesterol, serum HDL-cholesterol, serum LDL-cholesterol
30Hwang et al.2005Serum triglyceride, serum total cholesterol, serum HDL-cholesterol, serum LDL-cholesterol, serum AST/GOT, serum ALT/GPT
31Kim and Yoon2003Serum triglyceride, serum total cholesterol, serum HDL-cholesterol, serum LDL-cholesterol, serum AST/GOT, serum ALT/GPT

32Kim et al.2022Two-spotted cricketSerum triglyceride, serum total cholesterol, serum ALT/GPT, serum AST/GOT
33Kim2021Serum triglyceride, serum total cholesterol, serum HDL-cholesterol, serum LDL-cholesterol, serum AST/GOT, serum ALT/GPT
34Kim2014Serum triglyceride, serum total cholesterol, serum HDL-cholesterol, serum LDL-cholesterol, serum AST/GOT, serum ALT/GPT
35Lee et al.2004Serum triglyceride, serum total cholesterol, serum HDL-cholesterol, serum LDL-cholesterol, serum AST/GOT, serum ALT/GPT

Table 2 . The value of Q statistics and Higgin’s I2).

ModelK1)ES¯2)95% CI3)Q4)I2 5)SE6)
Random351.1690.986∼1.352488.27993.0370.093

1)K: number of study. 2)ES¯ : effect size (point estimate). 3)CI: confidence interval..

4)Q: Q statistics. 5)I2: Higgin’s I2 statistics. 6)SE: standard error..


Table 3 . Duval and Tweedie’s trim and fill test.

Studies trimmedPoint estimate95% CI1)Q2)

Lower limitUpper limit
Observed values0.9000.8540.947488.278
Adjusted values00.9000.8540.947488.278

1)CI: confidence interval. 2)Q: Q statistics..


Table 4 . The effect size of insect foods (silkworm, white-grub, and two-spotted cricket) on serum lipid levels.

Insect foodVariablesK1)ES¯2)95% CI3)Q4)I2 5)SE6)
SilkwormSerum triglyceride381.4451.125∼1.765161.51377.0920.163
Serum total cholesterol381.9361.543∼2.329191.80780.7100.200
Serum HDL-cholesterol271.0370.713∼1.36191.53871.5970.165
Serum LDL-cholesterol202.3211.674∼2.968131.44985.5460.330

White-grubSerum triglyceride240.9580.695∼1.22244.72148.5700.134
Serum total cholesterol270.6880.486∼0.89034.56524.7790.103
Serum HDL-cholesterol271.1610.765∼1.556109.92176.3470.202
Serum LDL-cholesterol271.1320.785∼1.47991.27171.5130.177

Two-spotted cricketSerum triglyceride71.7150.888∼2.54118.31367.2360.422
Serum total cholesterol71.4550.975∼1.9347.81723.2400.245
Serum HDL-cholesterol61.2760.531∼2.0219.36746.6220.380
Serum LDL-cholesterol61.8570.972∼2.74311.29855.7450.452

1)K: number of study. 2)ES¯: effect size (point estimate). 3)CI: confidence interval..

4)Q: Q statistics. 5)I2: Higgin’s I2 statistics. 6)SE: standard error..


Table 5 . The effect size of insect foods (silkworm, white-grub, and two-spotted cricket) on serum levels of AST (GOT) and ALT (GPT).

InterventionVariablesK1)ES¯2)95% CI3)Q4)I2 5)SE6)
SilkwormAST7)/GOT8)270.8970.609∼1.18684.49669.2290.147
ALT9)/GPT10)231.5170.993∼2.040112.49780.4440.267

White-grubAST/GOT271.1030.835∼1.37158.65355.6710.137
ALT/GPT321.3771.049∼1.705119.87074.1390.167

Two-spotted cricketAST/GOT71.9541.360∼2.5488.91232.6750.303
ALT/GPT71.9121.101∼2.72219.61369.4070.414

1)K: number of study. 2)ES¯: effect size (point estimate). 3)CI: confidence interval..

4)Q: Q statistics. 5)I2: Higgin’s I2 statistics. 6)SE: standard error..

7)AST: aspartate aminotransferase. 8)GOT: glutamic oxaloacetic transaminase..

9)ALT: alanine aminotransferase. 10)GPT: glutamic pyruvate transaminase..


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