인류는 과거부터 전 세계적으로 누에, 거저리, 귀뚜라미, 메뚜기, 딱정벌레, 벌, 개미, 흰개미 등 1,900종 이상의 다양한 곤충을 식용으로 섭취해 왔으며, 한국에서도 과거부터 메뚜기나 누에 번데기를 주로 섭취해 왔으나, 점차 감소하는 추세였다(Kim, 2017; Gao 등, 2021). 현재 세계적인 인구증가로 인해 더 많은 동물성 단백질이 요구되고 있는데, 육류 소비의 증가로 인해 가축사육을 위한 더 많은 토지 및 식량자원과 같은 많은 에너지의 투입이 필요하며, 미래 식량안보에 대한 심각한 문제가 초래될 수 있을 것이다(Orkusz, 2021). 따라서 최근 식용곤충에 관한 관심이 다시 증가하고 있으며, 식용곤충의 사육은 기존 가축사육 시스템보다 상대적으로 작은 양의 온실가스를 배출하고 토지, 물, 사료 등 자원과 에너지의 소모가 작다는 이점이 있다(Mishyna 등, 2021; Ojha 등, 2021). 그뿐만 아니라 식용곤충 산업은 기후 변화, 식량 부족 등 세계적인 환경오염과 기아 문제를 해결하는 방법으로 주목받고 있다(Wade와 Hoelle, 2020). 국내에서는 누에 유충, 누에 번데기, 벼메뚜기 및 백강잠만이 지난 30년 동안 식품 원료로 제조 및 판매할 수 있었으며, 최근 식용곤충 사업 활성화를 위한 연구가 이루어지면서 쌍별귀뚜라미, 장수풍뎅이 유충을 포함하여 총 7종의 곤충이 식품 원료로 추가 등록되었다(Hwang 등, 2022). 한국 농림축산식품부에서도 식용곤충의 활용성 및 이용성에 대한 다각적 관심과 관련 산업의 성장 필요성을 인식하여 식용곤충 산업의 지원 및 육성에 힘쓰고 있다(Kim, 2017).

곤충에는 단백질, 지질, 탄수화물과 같은 주요 에너지원뿐만 아니라 비타민, 칼슘, 철 및 아연 등 풍부한 미량영양성분이 함유되어 있어 식량자원으로서 높은 가치가 있다(Zielińska 등, 2015). 일반적으로 식용곤충은 세계보건기구(WHO, World Health Organization)에서 지정한 필수 아미노산 조건을 모두 충족하고 있으며, 식물성 단백질보다 높은 소화율을 나타내어 대체 단백질 공급원으로서 우수한 잠재성을 가지고 있다(Gravel과 Doyen, 2020). 또한 지방 함량이 높아 돼지고기를 제외한 대부분 육류와 비슷한 열량을 나타내어 우수한 에너지 공급원이라 할 수 있다(Zielińska 등, 2015). 누에는 다른 식용곤충에 비해 단백질 함량이 높고 조지방 함량이 낮은 것으로 알려졌으며, 일반적으로 섭취하는 소고기, 닭고기, 돼지고기, 달걀과 비교하여도 고단백질원인 것이 확인되었다(Kweon 등, 2019). 또한, 쌍별귀뚜라미는 항산화, 항당뇨, 항비만, 항노화 및 면역조절 작용 등에 효능이 있으며(Cho 등, 2019; Kim 등, 2020), 장수풍뎅이 유충은 항산화, 항비만, 간 보호 효능, 항균 효과 및 치매 예방 등의 효과가 있는 것으로 보고된 바 있다(Choi 등, 2020). 이렇듯 식용곤충은 영양학적 측면을 포함하여 다양한 연구가 수행되어 왔으나(Baek 등, 2017), 비타민 B군에 대한 함량정보는 극히 미비한 실정이며, 식용곤충의 식량자원으로서의 잠재성을 고려했을 때 함유된 수용성 비타민의 함량 연구는 극히 중요하다 할 수 있다.

비타민 B군은 필수적인 조효소로 세포 에너지 대사, 산화･환원 반응의 촉매 역할, 탄수화물, 단백질 및 지방 대사, 중추신경계 발달, 스테로이드 분비, 신경전달물질 대사 및 피부와 모발 건강 등에 중요한 역할을 하며, 결핍 시 빈혈, 신경 손상, 아동의 성장장애 등을 유발할 수 있으므로 다양한 식품의 비타민 B군 함량정보는 중요한 정보일 것이다(Basiri 등, 2016; Çatak, 2019; Jeon 등, 2020; Zhang 등, 2020; Musafili 등, 2021; Zeng 등, 2021). 이러한 중요성에도 불구하고 국내에서 식품의 원료로 인정된 식용곤충의 비타민 B군에 대한 정보는 극히 미흡한 실정이다. 따라서 본 연구는 대표적인 식용곤충에 함유된 비타민 B군 함량을 정량적으로 검토하여 국민 식생활 개선 및 건강증진을 위한 기초자료를 제공하고자 하였다.

실험재료

본 연구에 사용된 식용곤충 시료는 농촌진흥청 국립농업과학원에서 제공받았으며, 5종의 식용곤충[누에 유충(Bombyx mori, larvae), 누에 번데기(Bombyx mori, pupae), 벼메뚜기(Oxya sinuosa), 쌍별귀뚜라미(Gryllus bimaculatus) 및 장수풍뎅이 유충(Allomyrina dichotoma, larvae)]을 분석시료로 사용하였다.

본 연구에 사용된 메탄올, 초순수 증류수 및 acetonitrile은 J.T. Baker Co.(Phillipsburg, NJ, USA)에서 구매했으며, acetic acid는 Daejung Chemicals & Metals Co.(Siheung, Korea)에서 구매하여 사용하였다. 또한 triethylamine, sodium 1-hexanesulfonate, sodium phosphate monobasic, potassium phosphate monobasic 및 sodium acetate와 본 분석에 사용된 표준시약인 thiamine hydrochloride, riboflavin-5′-adenosine diphosphate, riboflavin-5′-phosphate, riboflavin, nicotinic acid 및 nicotinamide, pantothenic acid 및 pyridoxine은 Sigma-Aldrich Co.(St. Louis, MO, USA)에서 구매하여 사용하였다.

추출 및 전처리

식용곤충에 함유된 티아민, 리보플라빈, 나이아신, 판토텐산 및 피리독신의 추출 방법은 Kim 등(2014)의 추출법을 사용하였다.

티아민 및 나이아신의 경우, 균질화된 식용곤충 시료를 1~5 g 칭량한 후 5 mM sodium 1-hexanesulfonate 용액 25 mL를 첨가하여 40°C 조건에서 30분간 초음파 추출기(JAC 4020, KODO Technical Research Co., Ltd., Hwaseong, Korea)로 추출하였다. 이 추출액을 14,000 rpm에서 10분간 원심분리(1730MR, Gyrozen, Daejeon, Korea)하고 0.45 μm 실린지 필터(polyvinylidene difluoride filter media, Whatman Inc., Maidstone, UK)를 이용하여 여과한 후 HPLC 분석용 샘플로 사용하였다.

리보플라빈은 균질화된 곤충 시료 1~5 g을 칭량한 후 초순수 증류수 50 mL를 첨가하여 80°C의 water bath에서 30분간 환류 추출한 뒤 방랭하였다. 이후 14,000 rpm으로 추출액을 원심분리한 후 0.45 μm 실린지 필터를 이용하여 여과하고, HPLC 분석 샘플로 사용하였다.

판토텐산은 균질화된 시료 1~5 g을 정확하게 칭량하여 초순수 증류수 20 mL를 가하고 10분간 40°C의 조건에서 초음파 추출한 뒤 3% acetic acid 2 mL를 첨가하여 다시 같은 조건에서 10분간 초음파 추출하였다. 그 후 초순수 증류수를 이용하여 40 mL로 정용하여 14,000 rpm으로 원심분리한 후 0.45 μm 실린지 필터로 여과하여 분석하였다.

피리독신의 경우, 균질화된 곤충 시료 1~5 g을 칭량하고 50 mM sodium acetate 용액(pH 4.5) 25 mL를 가하여 40°C의 조건에서 30분간 초음파 추출한 뒤 초순수 증류수 15 mL를 첨가하였다. 그 후 14,000 rpm의 조건에서 원심분리한 후 0.45 μm 실린지 필터로 여과하여 HPLC 분석용 샘플로 이용하였다.

HPLC 분석조건

Kim 등(2014)의 HPLC 분석법을 적용하여 식용곤충에 함유된 티아민, 리보플라빈, 나이아신, 판토텐산 및 피리독신의 함량을 정량적으로 분석하였다. 즉, 티아민, 니코틴산, 니코틴아마이드 및 판토텐산은 HPLC/DAD법을, FAD(flavin adenine dinucleotide), FMN(flavin mononucleotide), 리보플라빈 및 피리독신은 HPLC/FLD법을 사용하여 분석했으며, 각 성분의 자세한 분석법은 Table 1에 나타내었다.

Table 1 . HPLC operating condition for thiamine, riboflavin, niacin, pantothenic acid, and pyridoxine analysis.

Thiamine and niacin	Instrument	HPLC (Agilent 1200 series)
	Column	YMC-Pack ODS AM (250 mm×4.6 mm, 5 μm)
	Column temp.	40°C
	Detector	Diode array detector (270 nm)
	Injection volume	20 μL
	Flow rate	0.8 mL/min
	Mobile phase	A: 5 mM sodium 1-hexanesulfonate (acetic acid 7.5 mL＋triethylamine 0.2 mL/L)
		B: MeOH
	Gradient elution	Time (min)	A%	B%
		0	100	0
		8	100	0
		20	75	25
		30	55	45
		31	100	0
		45	100	0
Riboflavin	Instrument	HPLC (Agilent 1260 infinity series)
	Column	YMC-Pack Pro C18 Rs (250 mm×4.6 mm, 5 μm)
	Column temp.	40°C
	Detector	Fluorescence detector (Ex=445 nm, Em=530 nm)
	Injection volume	20 μL
	Flow rate	0.8 mL/min
	Isocratic elution	10 mM sodium phosphate monobasic (pH 5.5):MeOH＝75:25 (v/v)
Pantothenic acid	Instrument	HPLC (Agilent 1200 series)
	Column	YMC-Pack ODS AM (250 mm×4.6 mm, 5 μm)
	Column temp.	30°C
	Detector	Diode array detector (270 nm)
	Injection volume	20 μL
	Flow rate	1.0 mL/min
	Isocratic elution	50 mM potassium phosphate monobasic (pH 3.5):acetonitrile＝95:5 (v/v)
Pyridoxine	Instrument	HPLC (Agilent 1260 infinity series)
	Column	YMC-Pack Pro C18 Rs (250 mm×4.6 mm, 5 μm)
	Column temp.	30°C
	Detector	Fluorescence detector (Ex=290 nm, Em=396 nm)
	Injection volume	20 μL
	Flow rate	1.0 mL/min
	Isocratic elution	20 mM sodium acetate (pH 3.6):acetonitrile＝97:3 (v/v)

비타민 B의 함량평가

식용곤충에 함유된 수용성 비타민 B의 함량을 평가하기 위하여 표준용액을 여러 농도로 희석하여 표준검량선을 작성하였고, 각 시료의 peak area를 대입하여 계산한 후 다음 식에 적용하여 계산하였다(MFDS, 2020).

$$비타민B의함량\left(mg/100g\right)=\frac{S\times a\times b}{검체채취량\left(g\right)}\times \frac{100}{1,000}$$

S: 시험용액에 함유된 비타민 B의 농도(μg/mL)

a: 시험용액의 전체 용량(mL), b: 시험용액의 희석배수

비타민 B 분석법의 직선성, 선택성 및 분석감도 검증

티아민, 리보플라빈, 나이아신, 판토텐산 및 피리독신 분석법의 직선성을 검증하기 위하여 각 성분의 표준검량선을 작성하였다. 성분별 표준검량선의 농도는 티아민과 나이아신의 경우 0.03~20 mg/L, 리보플라빈은 0.01~10 mg/L로 설정하였고, 판토텐산 및 피리독신은 각각 0.05~20 mg/L 및 0.01~10 mg/L로 설정하였으며, 작성된 표준검량선의 결정계수(R²)를 검토하여 직선성을 확인하였다. 검체와 표준용액의 크로마토그램을 통해 분리 양상을 확인하여 HPLC 분석법의 선택성을 검토하였으며, 각 표준용액 peak의 이론단수(number of theoretical plate), 이론단 높이(height equivalent to theoretical plate), 분리능(peak resolution) 및 peak 대칭성(peak symmetry)을 확인하였다(Jeon 등, 2021). 또한, LOD(검출한계, limit of detection) 및 LOQ(정량한계, limit of quantification)를 검토하여 분석법의 분석감도를 확인하였고 성분별 표준용액을 농도별로 분석하였으며, LOD는 peak의 signal/noise가 3:1이 될 때의 농도를, LOQ는 peak의 signal/noise가 10:1이 될 때의 농도로 설정하였다(Kim 등, 2014; Dolan, 2015; Barth, 2018).

비타민 B 분석법의 재현성 및 정확성 검증

비타민 B 분석법의 재현성을 검토하기 위해 강화 조제분유를 in house quality control 시료로 사용하였으며, intra-day 10회, inter-day 15회 반복 추출한 후 정량분석을 실시하여 분석법의 재현성을 평가하였다. 또한, 표준인증물질(SRM, standard reference material)을 사용하여 분석법의 정확성을 검증하였으며, 본 연구에 사용된 표준인증물질은 티아민, 리보플라빈 및 나이아신의 경우 SRM-3280(multivitamin), 판토텐산과 피리독신의 경우 SRM-3233(fortified breakfast cereal)을 사용하였고, 성분별 회수율 및 상대표준편차(RSD%, relative standard deviation, %)를 검토하였다.

통계처리

각 시료의 비타민 B 함량분석은 3 반복으로 수행되었으며, 기본통계(처리 간 평균, 표준편차 및 상대표준편차)는 Microsoft사(Redmond, WA, USA)의 office 365 excel 프로그램을 이용하였다. 또한, 처리 평균 간 유의성 검정인 Duncan’s multiple range test는 SAS 9.4(Statistical Analysis System, SAS Institute Inc., Cary, NC, USA) 프로그램을 이용하였다.

비타민 B 분석법의 직선성, 선택성 및 분석감도 평가

비타민 B군 분석법의 직선성, 선택성 및 분석감도를 평가하여 그 결과를 Table 2에 나타내었다. 직선성을 확인하기 위하여 성분별 표준용액 농도 대비 peak 면적을 통해 표준검량선을 작성한 결과, 성분별 표준검량선의 결정계수는 모두 0.999** 이상으로 높은 직선성을 나타내었다. 분석법의 선택성을 검토하기 위해 표준용액과 대표시료의 크로마토그램을 Fig. 1에 나타내었으며, 모든 성분이 우수하게 분리되는 것을 확인하였다. 또한, peak의 이론단수, 이론단 높이, 분리능 및 대칭성을 검토하여 그 결과를 표로 나타내었다(Table 2). 분석감도를 평가하기 위해 성분별 LOD 및 LOQ를 확인한 결과, LOD의 경우 티아민은 0.016, 니코틴산은 0.022, 니코틴아마이드는 0.028 mg/L였으며, FAD는 0.033 mg/L, FMN은 0.009 mg/L, 리보플라빈은 0.004 mg/L, 판토텐산은 0.048 mg/L 및 피리독신 0.010 mg/L였다. 또한, LOQ의 경우 티아민은 0.05 mg/L, 니코틴산은 0.07 mg/L, 니코틴아마이드는 0.09 mg/L였으며, FAD는 0.11 mg/L, FMN은 0.03 mg/L, 리보플라빈은 0.01 mg/L, 판토텐산은 0.16 mg/L 및 피리독신 0.03 mg/L로 충분한 분석감도임을 확인하였다.

Table 2 . Comparison of the sensitivity, selectivity, and linearity of the HPLC method.

Vitamin	Sensitivity		Selectivity				Linearity
	LOD1)	LOQ2)	N3)	HETP4)	S5)	Rs6)	Calibration curve	R2
	(mg/L)
Nicotinic acid	0.022	0.07	12,457	0.02007	0.946	－	y＝1,950.00x－1.66	0.999**
Nicotinamide	0.028	0.09	95,260	0.00262	0.959	28.18	y＝1,608.45x－1.94	0.999**
Thiamine	0.016	0.05	426,328	0.00006	0.951	60.61	y＝1,712.20x－2.79	0.999**
FAD7)	0.033	0.11	6,284	0.03978	0.921	－	y＝633.34x＋0.13	0.999**
FMN8)	0.009	0.03	10,773	0.02321	0.944	11	y＝6,219.86x－1.04	0.999**
Riboflavin	0.004	0.01	13,420	0.01863	0.927	13.69	y＝8,684.69x＋0.13	0.999**
Pantothenic acid	0.048	0.16	10,205	0.0245	0.971	－	y＝999.21x＋0.33	0.999**
Pyridoxine	0.01	0.03	5,828	0.0429	0.963	－	y＝6,336.87x＋0.85	0.999**

¹⁾Limit of detection. ²⁾Limit of quantification. ³⁾Number of theoretical plate. ⁴⁾Height equivalent to theoretical plate..

⁵⁾Peak symmetry. ⁶⁾Peak resolution. ⁷⁾Flavin adenine dinucleotide. ⁸⁾Flavin mononucleotide..

Fig 1. Representative HPLC chromatograms of thiamine, riboflavin, niacin, pantothenic acid, and pyridoxine in edible insect. 1: nicotinic acid, 2: nicotinamide, 3: thiamine, 4: flavin adenine dinucleotide, 5: flavin mononucleotide, 6: riboflavin, 7: pantothenic acid, 8: pyridoxine.

비타민 B 분석법의 재현성 및 정확성 평가

티아민, 리보플라빈, 나이아신, 판토텐산 및 피리독신 분석법의 재현성 및 정확성을 평가하여 Table 3에 나타내었다. 강화 조제분유를 intra-day 및 inter-day로 반복 추출 및 분석하여 재현성을 검토한 결과, 비타민 B군의 상대표준편차가 5% 이하를 나타내어 재현성이 우수한 것을 확인하였다. 또한 분석법의 정확성을 평가하기 위하여 SRM-3280 및 SRM-3233을 분석하였다. 티아민의 표준인증값은 1.060±0.120 mg/g이었으며, 실제 측정값은 1.067±0.005 mg/g으로 회수율은 100.70%를 나타내었다. 또한 리보플라빈의 표준인증값은 1.320±0.170 mg/g, 측정값은 1.312±0.005 mg/g, 회수율은 99.42%였으며, 나이아신의 경우 표준인증값(14.100±0.230 mg/g)과 비교했을 때 측정값(14.223±0.017 mg/g)의 회수율이 100.87%로 확인되었다. 판토텐산의 측정값은 0.545±0.010 mg/g으로 표준인증값(0.540±0.040 mg/g)과 비교하여 100.87%의 회수율을 나타내었으며, 피리독신의 경우 표준인증값(0.078±0.005 mg/g)에 대한 측정값(0.079±0.000 mg/g)의 회수율은 100.81%인 것으로 확인되었다. 또한, 티아민, 리보플라빈, 나이아신, 판토텐산 및 피리독신의 반복 간 상대표준편차는 각각 0.432%, 0.404%, 0.117%, 1.793%, 0.126%로 본 분석에 사용된 비타민 B군의 추출 및 분석법은 추가적인 개선이 불필요함을 확인하였다.

Table 3 . Results of precision and accuracy test for thiamine, riboflavin, niacin, pantothenic acid, and pyridoxine.

Vitamin	Precision		Accuracy
	RSD (%)1)		Content (mg/g)			Recovery (%)	RSD (%)
	Intra-day (n=10)	Inter-day (n=15)	Material	Reference value	Analysis value
Thiamine	2.176	2.211	SRM-3280	1.060±0.120	1.067±0.005	100.7	0.432
Riboflavin	1.305	4.062		1.320±0.170	1.312±0.005	99.42	0.404
Niacin	1.717	1.712		14.100±0.230	14.223±0.017	100.87	0.117
Pantothenic acid	2.79	3.579	SRM-3233	0.540±0.040	0.545±0.010	100.87	1.793
Pyridoxine	3.115	1.65		0.078±0.005	0.079±0.000	100.81	0.126

¹⁾Relative standard deviation..

식용곤충 함유 티아민 및 나이아신 함량평가

5종의 식용곤충에 함유된 티아민 및 나이아신 함량을 Table 4에 나타내었다. 생체시료를 건물중(dry matter weight; DW)으로 환산했을 때 누에 번데기(6.714±0.021 mg/100 g)가 티아민 함량이 가장 높았으며, 벼메뚜기(3.962 ±0.061 mg/100 g), 누에 유충(3.177±0.021 mg/100 g), 장수풍뎅이 유충(0.247±0.000 mg/100 g)의 순으로 높았고, 쌍별귀뚜라미에서는 검출되지 않았다. 니코틴산의 경우 누에번데기(7.364±0.050 mg/100 g) 벼메뚜기(3.617± 0.002 mg/100 g)를 제외한 다른 곤충에게서는 검출되지 않았다. 니코틴아마이드는 모든 검체에서 검출되었는데, 벼메뚜기가 2.746±0.017 mg/100 g으로 가장 많이 함유되어 있었으며, 장수풍뎅이 유충(0.842±0.006 mg/100 g), 누에 번데기(0.555±0.000 mg/100 g), 쌍별귀뚜라미(0.300± 0.030 mg/100 g), 누에 유충(0.215±0.000 mg/100 g) 순으로 함유되어 있었다. 또한, 나이아신 함량이 가장 높은 식용곤충은 누에 번데기였는데, 니코틴산 및 니코틴아마이드의 총 함량이 7.919±0.049 mg/100 g으로 가장 높은 함량을 나타내었으며, 벼메뚜기(6.362±0.015 mg/100 g), 장수풍뎅이 유충(0.842±0.006 mg/100 g), 쌍별귀뚜라미(0.300 ±0.030 mg/100 g), 누에 유충(0.215±0.000 mg/100 g)의 순이었다. Finke(2002)는 누에 유충에 함유된 티아민의 함량이 0.33 mg/100 g FW(fresh weight)라고 보고하였으며, Rumpold와 Schlüter(2013)의 연구에 따르면 Sphenarium purpurascens(메뚜기 종)의 나이아신 함량이 1.56 mg/100 g DW로 확인되었다. Acheta domesticus(집귀뚜라미)의 경우 티아민은 0.13 mg/100 g DW, 나이아신은 12.59 mg/100 g DW가 함유되었다고 보고되어 본 연구의 쌍별귀뚜라미와 차이를 보였는데, 이러한 차이는 식용곤충의 종 차이에 따른 것으로 생각할 수 있다(Rumpold와 Schlüter, 2013). 반면 본 연구에 이용된 식용곤충 외에 다른 곤충에 관한 선행연구에 의하면 Finke(2013)는 house flies(집파리)에 함유된 티아민의 함량이 1.13 mg/100 g FW라고 하였으며, Orkusz(2021)는 Pyralidae(명나방과) 유충에 함유된 티아민 함량이 0.23 mg/100 g FW, 나이아신 함량은 3.75 mg/100 g FW라고 보고하였다.

Table 4 . Comparison of thiamine and niacin contents in edible insect (mg/100 g DW).

Insect	Thiamine	Nicotinic acid	Nicotinamide	Total niacin1)
Allomyrina dichotoma, larvae	0.247±0.000D2)	ND3)	0.842±0.006B	0.842±0.006C
Bombyx mori, larvae	3.177±0.021C	ND	0.215±0.000E	0.215±0.000E
Bombyx mori, pupae	6.714±0.021A	7.364±0.050A	0.555±0.000C	7.919±0.049A
Gryllus bimaculatus	ND	ND	0.300±0.030D	0.300±0.030D
Oxya sinuosa	3.962±0.061B	3.617±0.002B	2.746±0.017A	6.362±0.015B

¹⁾Total niacin (nicotinic acid＋nicotinamide)..

²⁾Means with different letters (A-E) within a column are significantly different by Duncan’s multiple range test at P<0.05..

³⁾ND: Not detection..

식용곤충 함유 리보플라빈 함량평가

식용곤충 5종에 함유된 리보플라빈 함량을 Table 5에 나타내었다. 본 연구에 이용된 모든 식용곤충에서 FAD가 검출되지 않았으며, 장수풍뎅이 유충의 경우 FMN 및 리보플라빈이 검출되지 않았다. 생체시료에서 분석된 함량 값을 건물중으로 환산했을 때, FMN을 함유한 식용곤충 중 함량이 가장 높은 검체는 벼메뚜기(1.151±0.028 mg/100 g)였으며, 누에 유충(1.042±0.005 mg/100 g), 쌍별귀뚜라미(0.628±0.005 mg/100 g), 누에 번데기(0.464±0.000 mg/ 100 g)의 순으로 많이 함유되었다. 또한, 리보플라빈이 가장 많이 함유된 곤충은 누에번데기(8.769±0.063 mg/100 g)였으며, 다음으로 벼메뚜기(2.546±0.028 mg/100 g)였다. 총 리보플라빈 함량이 가장 높은 식용곤충은 누에번데기(9.134±0.063 mg/100 g)였으며, 벼메뚜기(3.452±0.050 mg/100 g), 누에 유충(2.037±0.012 mg/100 g), 쌍별귀뚜라미(1.545±0.009 mg/100 g)의 순이었다. Rumpold와 Schlüter(2013)에 의하면 Acheta domesticus(집귀뚜라미)에 함유된 리보플라빈의 함량은 11.07 mg/100 g DW, Sphenarium magnum(메뚜기 종)에는 1.28 mg/100 g이 함유되어 있다고 보고하였다. Bukkens(1997)에 따르면 Oxya verox(메뚜기 종)에 리보플라빈이 7.84 mg/100 g DW 함유되었는데, 여러 선행연구와 본 연구 결과를 검토했을 때 식용곤충 검체의 사육환경 및 종 차이에 의해 리보플라빈 함량의 차이가 있을 수 있음을 알 수 있다. 한편, soldier flies(동애등에과 곤충) 유충에 리보플라빈이 1.62 mg/100 g FW 함유되어 있다고 보고된 바 있으며(Finke, 2013), Rhynchophorus phoenicis(딱정벌레 종)에는 2.21 mg/100 g FW 함유되어 있다고 보고된 바 있다(Banjo 등, 2006). 또한, Hlongwane 등(2020)은 Macrotermes natalensis(흰개미 종)에 1.5 mg/100 g DW, Apis mellifera(양봉꿀벌)에는 3.2 mg/100 g DW의 리보플라빈이 함유되었다고 보고하였다.

Table 5 . Comparison of riboflavin contents in edible insect (mg/100 g DW).

Insect	FAD1)	FMN2)	Riboflavin	Total riboflavin3)
Allomyrina dichotoma, larvae	ND4)	ND	ND	ND
Bombyx mori, larvae	ND	1.042±0.005B5)	1.217±0.009C	2.037±0.012C
Bombyx mori, pupae	ND	0.464±0.000D	8.769±0.063A	9.134±0.063A
Gryllus bimaculatus	ND	0.628±0.005C	1.051±0.013D	1.545±0.009D
Oxya sinuosa	ND	1.151±0.028A	2.546±0.028B	3.452±0.050B

¹⁾Flavin adenine dinucleotide..

²⁾Flavin mononucleotide..

³⁾Total riboflavin (FAD×0.4537＋FMN×0.7869＋riboflavin)..

⁴⁾ND: Not detection..

⁵⁾Means with different letters (A-D) within a column are significantly different by Duncan’s multiple range test at P<0.05..

식용곤충 함유 판토텐산 및 피리독신 함량평가

식용곤충에 함유된 판토텐산 및 피리독신 함량을 Table 6에 나타내었다. 생체시료에서 분석된 함량 값을 건물중으로 환산하여 비교하면, 판토텐산의 함량이 가장 높았던 곤충은 22.224±0.020 mg/100 g 함유된 누에 번데기였으며, 장수풍뎅이 유충(18.250±0.009 mg/100 g), 쌍별귀뚜라미(6.768±0.038 mg/100 g), 벼메뚜기(4.990±0.000 mg/100 g), 누에 유충(2.375±0.013 mg/100 g)의 순이었다. 반면, 피리독신의 경우 검토된 모든 곤충 시료에서는 검출되지 않았다. Finke(2002)는 silkworms(누에 유충)에 2.16 mg/100 g DW의 판토텐산이 함유되었다고 보고하여 본 연구 결과(2.375±0.013 mg/100 g DW)와 유사한 수준이었으나, crickets(귀뚜라미)의 판토텐산 함량은 2.3 mg/100 g DW로 본 연구에 사용된 쌍별귀뚜라미가 약 3배 많이 함유되어 있음을 확인하였다. 또한, 선행연구에 따르면 black soldier fly(아메리카 동애등에) 유충의 판토텐산 함량은 3.85 mg/100 g FW였으며, rusty red cockroach(녹슨 붉은 바퀴벌레)는 3.70 mg/100 g FW로 곤충의 종류는 다르나 본 연구 결과 범위에 포함됨을 확인하였다(Koutsos 등, 2019).

Table 6 . Comparison of pantothenic acid and pyridoxine contents in edible insect (mg/100 g DW).

Insect	Pantothenic acid	Pyridoxine
Allomyrina dichotoma, larvae	18.250±0.009B1)	ND2)
Bombyx mori, larvae	2.375±0.013E	ND
Bombyx mori, pupae	22.224±0.020A	ND
Gryllus bimaculatus	6.768±0.038C	ND
Oxya sinuosa	4.990±0.000D	ND

¹⁾Means with different letters (A-E) within a column are significantly different by Duncan’s multiple range test at P<0.05..

²⁾ND: Not detection..

식용곤충과 육류, 유제품 및 콩 식품의 비타민 B군 함량 비교

식용곤충은 대체 단백질 공급원으로서 우수한 잠재성을 가지고 있으므로 선행 연구자에 의해 검토되었던 유통 형태의 육류, 유제품 및 콩 식품 등 대표적인 단백질 공급 식품에 함유된 비타민 B군 함량을 문헌적으로 조사하여 본 연구의 식용곤충의 결과와 상호 비교하였으며(Table 7), 비교에 사용된 육류, 유제품 및 콩 식품들의 비타민 B군 함량은 모두 건조되지 않은 생체중(FW) 함량의 결과이다. 티아민의 경우 돼지고기의 부위별로 0.240~1.069 mg/100 g의 함량을 나타내어 소고기(0.040~0.082 mg/100 g)나 닭고기(0.014~0.203 mg/100 g)와 비교해 높은 수준이었다(RDA, 2016; Cho 등, 2021). 본 연구에 이용된 식용곤충의 경우 티아민 함량이 0.000~6.714 mg/100 g DW로 종류에 따라 돼지고기와 유사하거나 우수함을 알 수 있는데, 특히 누에 번데기(6.714±0.021 mg/100 g DW) 및 벼메뚜기(3.962±0.061 mg/100 g DW)는 다른 육류, 유제품 및 두류와 비교해 높은 함량임을 알 수 있다(Kim 등, 2014; RDA, 2016; USDA-ARS, 2019a; 2019b; 2022; Cho 등, 2021). 문헌적으로 리보플라빈 함량이 높은 대표적인 단백질 공급원은 분유(0.604~1.314 mg/100 g)였는데(RDA, 2016), 본 연구 결과에서 식용곤충은 0.000~9.134 mg/100 g DW로 기존 육류, 유제품 및 두류와 비교하여 높은 함량을 나타내었으며, 특히 누에 번데기는 9.134±0.063 mg/100 g DW로 다른 식품군과 비교하여 매우 높은 수준이었다(Kim 등, 2014; RDA, 2016; USDA-ARS, 2019a; 2019b; 2022; Cho 등, 2021). 닭고기는 나이아신 함량이 4.130~10.815 mg/100 g으로 다른 유제품이나 콩 식품보다 높은 함량을 나타내었는데(Kim 등, 2014; RDA, 2016; USDA-ARS, 2019a; 2019b; 2022; Cho 등, 2021), 식용곤충의 나이아신 함량(0.215~7.919 mg/100 g DW)은 조사된 기타 비타민 B군에 비해 상대적으로 낮은 수준이지만, 다른 단백질 공급 식품과 비교하여 우수한 것을 알 수 있다. 또한, 문헌적으로 분유에는 판토텐산이 3.435~5.253 mg/100 g 함유되었는데, 본 연구 결과에 의하면 누에 번데기는 22.224±0.020 mg/100 g DW가 함유되어 있으므로 분유 대비 약 4배 이상의 함량임을 알 수 있다(RDA, 2016). 다만, 피리독신의 경우 본 연구에서 검토된 모든 식용곤충에서는 검출되지 않았는데, 피리독신은 생체 대사에 중요한 물질로 결핍 시 신경 손상, 빈혈, 우울증, 구강염 및 피부염과 같은 질환의 원인이 될 수 있다(Zhang 등, 2020; Musafili 등, 2021). 따라서 식용곤충을 식품으로 가공할 때, 검정콩(0.220~1.090 mg/100 g)과 같이 상대적으로 피리독신 함량이 우수한 다른 식품을 첨가물로 이용하거나 함께 섭취하는 등 균형 잡힌 식단을 위한 노력이 필요할 것으로 보인다(Kim 등, 2014).

Table 7 . Vitamin B contents in meat, dairy, and soy product (mg/100 g FW).

Food		Thiamine	Riboflavin	Niacin	Pantothenic acid	Pyridoxine	References
Dairy product	Milk	0.035∼0.074	0.118∼0.178	0.090∼0.150	0.338∼0.414	0.053∼0.076	USDA-ARS, 2019b
	Powdered milk	0.158∼0.644	0.604∼1.314	0.913∼6.560	3.435∼5.253	0.000∼0.827	RDA, 2016
	Cheese (ricotta)	0.030∼0.050	0.270∼0.420	0.130∼0.220	0.460∼0.810	0.089∼0.109	USDA-ARS, 2019a
Soy product	Black soybean	0.090∼0.720	0.120∼0.160	2.160∼4.000	0.340∼2.380	0.220∼1.090	Kim et al., 2014
	Soy milk	0.030∼0.070	0.250∼0.455	0.120∼0.180	NC1)	0.032∼0.052	USDA-ARS, 2022
	Tofu	0.020∼0.150	0.020∼0.179	0.159∼0.400	0.000∼0.100	0.007∼0.020	RDA, 2016
Meat	Beef	0.040∼0.082	0.076∼0.347	1.634∼5.307	0.519∼3.595	0.024∼0.050	Cho et al., 2021
	Chicken	0.014∼0.203	0.054∼0.120	4.130∼10.815	0.717∼1.155	0.020∼0.040	RDA, 2016
	Pork	0.240∼1.069	0.012∼0.472	1.192∼6.620	0.000∼1.436	0.013∼0.059	RDA, 2016

¹⁾Not consider..

본 연구 결과인 5종의 식용곤충에 함유된 수용성 비타민 티아민, 리보플라빈, 나이아신, 판토텐산 및 피리독신의 함량정보는 국가표준식품성분표 제10개정판 출간에 필요한 데이터베이스로 활용될 것이며, 기존 주요 단백질 공급원으로 사용되는 식품군과의 함량 비교를 통해 향후 국민 식생활 개선 및 건강증진을 위한 기초자료로 사용될 수 있을 것이다.

식용곤충은 단백질 대체식품으로서 다양한 영양성분에 관한 연구가 수행되고 있으나, 수용성 비타민 B군에 대한 정보는 제한적인 실정이다. 따라서 본 연구는 식용곤충 함유 비타민 B군 함량을 HPLC를 이용하여 정량 분석했으며, 직선성, 선택성, 분석감도, 재현성 및 정확성을 검토하여 분석법을 검증하였다. 식용곤충에 함유된 비타민 B군의 함량을 건물중으로 환산했을 때 티아민은 0.247~6.714 mg/100 g, 리보플라빈은 0.000~9.134 mg/100 g, 나이아신은 0.215~7.919 mg/100 g, 판토텐산은 2.375~22.224 mg/100 g이었으며, 피리독신은 검출되지 않았다. 또한, 본 연구 결과를 선행 연구된 주요 단백질 공급원들(육류, 유제품 및 콩 식품)과 비교 평가하였다. 본 연구 결과는 향후 국가표준식품성분표 제10개정판 출간의 기초자료로 사용될 것이다.

본 연구 결과의 일부는 농촌진흥청 공동연구사업(PJ0133982022)의 지원을 받아 수행되었으며, 이에 감사드립니다.