[전남인터넷신문]오늘날 세계에서 생산되는 식품의 약 1/3이 소비되지 않고 낭비되고 있다. 식품의 낭비와 함께 어류와 가축의 사료를 확보하기 위해 지구 생태계가 왜곡될 정도로 자원 남획과 자원 소모적인 농업 생산도 문제가 되고 있다. 이러한 과정에서 발생하는 유기성 폐기물은 최종적으로 에탄올과 메탄 발효 및 가열 소각에 의해 처리되는데, 이는 지구 온난화를 유발하는 온실가스의 원천이다.

지구 온난화를 막고, 지속 가능한 재활용 지향 사회를 실현하기 위해 유기성 폐기물을 재이용하려는 노력이 진행되고 있다. 그러나 효과적이고 경제적인 자원 회수 기술은 아직 잘 확립되어 있지 않고 있다.

음식쓰레기 등 유기성 폐기물을 자연 상태에서 수분을 증발시키고, 분해시켜서 거름으로 사용하게 되면 친환경적이지만 세균에 의해 썩게 되고 악취가 매우 심해 악취를 제거하는 기술 개발이 요구된다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 음식물 쓰레기, 분뇨 등의 유기성 폐기물을 잘 먹음으로써 성장하는 아메리카동애등에(Hermetia illucens)라는 곤충을 이용하여 유기성 폐기물을 분해 및 재활용하는 방법이 적용되고 있으나 이 경우에도 악취가 문제시 되고 있다.

그런데, 최근 일본 국립농업식품연구기구, 도쿄 대학, 쓰쿠바 대학의 연구진은 아메리카동애등에의 장내 세균총의 도움으로 유기물을 효율적으로 분해하는 것과 음식물 쓰레기를 이용하여 아메리카동애등에의 유충을 사육한 잔류물에 아메리카동애등에의 장내 세균이 다량 포함되어 있다는 사실에서 유기물의 분해와 악취제거에 대한 아이디어를 얻고, 실험을 수행하였다.

연구진은 음식물 쓰레기에서 아메리카동애등에의 유충을 사육했을 때 박테리아 종의 수가 감소하였고, 특정 악취 물질의 대표성분인 메틸 디설파이드와 유황 냄새를 방출하는 메틸 트리설파이드 함량이 현저히 감소 된다는 사실을 밝혀냈다.

연구진은 또한 음식물 쓰레기에 아메리카동애등에의 사육 잔류물을 미리 첨가하는 방법 및 아메리카동애등에의 장내 세균총에서 추출한 박테리아를 음식물 쓰레기에 섞었을 때 음식물 쓰레기가 썩을 때 발생하는 악취가 최대 1/7까지 억제됨을 규명하였다. 이것은 아메리카동애등에의 장내 박테리아가 악취를 유발하는 물질의 대사 및 분해에 관여하는 효소를 가지고 있어 악취가 억제된 것으로 해석되었다.

이러한 연구 결과로부터 ① 아메리카동애등에의 유충을 음식물 쓰레기에 기르고, 그 잔유물을 음식물 쓰레기에 혼합하면 음식물 쓰레기가 부패하고 냄새가 나는 것을 방지하면서 효율적인 분해를 가능하게 한다. ② 음식물의 분해를 촉진하고 악취를 제거하는 아메리카동애등에의 장내 세균를 분리 배양하여 음식물 쓰레기에 첨가하는 것에 의해 악취를 제거한다. ③ 음식물 쓰레기를 먹이로 하여 사육한 아메리카동애등에는 단백질 사료로 어분 대신 닭 사료나 양식 어류의 사료용 사용할 수 있다.라는 모델을 만들고, 온실가스 감축에 활용할 수 있을 것으로 기대된다. 

곤충은 식품과 사료, 해충의 방제 측면 뿐만아니라 위와 같이 활용범위가 무궁무진하다. 관련 기관에서는 그 가능성을 찾고, 농업에 유용하게 활용할 수 있도록 다양한 시각에서 접근하고, 적극적인 연구개발을 하길 바란다.

인용 자료

Rena Michishita, Masami Shimoda, Seiichi Furukawa, Takuya Uehara. 2023. Inoculation with black soldier fly larvae alters the microbiome and volatile organic compound profile of decomposing food waste. Scientific Reports 13:4297.