KR100276842B1 - 눈꽃 동충하초 배양용 배지조성물 및 그의 배양방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 약용 버섯 중에서 항암효과와 면역증강 및 자양 강장 효과가 우수한 눈꽃 동충하초 버섯을 기존 인공재배 방법보다도 더 쉽고 저렴하며 신속하게 배양할 수 있는 배지의 조성물 및 그 생산방법에 관한 것이다. 농가의 부산물인 미강과 톱밥을 버섯 재배병에 넣고 수분을 공급하여 균일한 입자 크기를 형성하도록 교반, 혼합한 후 번데기를 공급하여 멸균한다. 멸균된 배지에 액체 종균을 접종하여 25℃에서 균사의 성장이 이루어지도록 배양한 후, 온도 20℃ 이하, 습도 95% 이상, 조도는 약 500 룩스(Lux) 이상의 환경을 조성한 배양실에서 버섯의 자실체 생성을 유도한다. 위의 동충하초 인공 배양용 배지의 구성분은 모두가 쉽고 저렴하게 구할 수 있는 것이므로 누구나 일정한 시설만 확보하면 동충하초를 생산할 수 있으며 동충하초 버섯의 가격 하락에 따른 수익률 감소도 상당히 줄일 수 있으며, 기술의 보급 및 전파가 용이하여 농촌 경제 활성에 기여할 수 있다.

Description

눈꽃 동충하초 배양용 배지조성물 및 그의 배양방법

본 발명은 약용 버섯 중에서 항암효과와 면역증강 및 자양 강장 효과가 우수한 눈꽃 동충하초 버섯을 기존의 인공재배 방법보다도 더 쉽고 저렴하며 신속하게 배양할 수 있는 방법에 관한 것이다.

동충하초란 코르디셉스(Cordyceps) 속균에 감염된 곤충에서 균사가 증식하면서 기주 곤충을 죽게 한 후 곤충내에서 균사가 충만해지면 자실체를 형성하는 버섯의 일종으로, 겨울철에는 숙주인 곤충체내에 있다가 여름이 되면 충체를 뚫고 나와 이를 기주로 형성되는 버섯으로 자낭균류에 속한다. 자실체인 버섯은 성냥꼴 모양등 여러 가지 형태가 있으며, 자낭은 원뿔형이며 대부분의 자낭포자는 실같은 형태이다. 자연상태에서는 지하부나 지상부에 균사나 포자로 서식하는 균으로 기생하는 곤충은 나비목(Lepidoptera)을 비롯하여 딱정벌레(Coleoptera), 노린재목(Hemiptera), 메뚜기목(Odonata) 등의 유충, 번데기 및 성충 등 곤충의 생장기 전반에 걸쳐 침입하게 된다. 한방에서는 본 균의 자실체를 이용하여 결핵, 황달, 아편중독의 해독제, 강장제, 불로장생의 비약으로 사용되어져 왔으며, 또한 근래에 와서는 높은 항암성이 있다는 것이 임상연구에서 실증되기도 하였다. 또한 본 균의 자실체 추출물인 코르디세핀(Cordycepin)은 연쇄상구균, 포도상구균, 피부진균 등의 생장을 억제하는 것으로 잘 알려져 있다. 이 버섯의 자실체를 인공적으로 형성시키는 연구는 미국 등 각국에서 성공한 보고가 있으며, 특히 중국에서는 인공적으로 자실체를 형성시켜 한약제로 사용하는 연구가 활발하게 진행되어 실용단계에 있다. 국내에서도 인공 자실체를 형성하는 연구가 근래에 활발히 진행되고 있으며, 이미 상업적 목적으로 이용하기 위한 다양한 연구가 진행중이다.

본 발명과 관련된 버섯 배지 제조에 관한 기술 중에서 일반 버섯 재배와 관련된 국내 특허 공개번호 96-036902호가 있는데, 이는 톱밥, 퇴비, 밀, 보리, 쌀겨 등을 배지로 이용한 일련의 버섯 재배용 종균의 제조방법에 관한 것이며, 또 다른 버섯 배지의 기술로는 공개번호 94-008557호의 버섯 재배용 배지 및 그의 제조방법이 있는데, 역시 톱밥을 85% 까지 주성분으로 사용하고 쌀겨 및 비지를 미량으로 조성하여 일반 버섯의 배지로 이용하는 기술이다. 그러나 일반 버섯 배지를 동충하초 버섯에 사용한 예를 찾아 볼 수 없으며, 본 발명의 배지와는 조성비 및 수분 함량의 차이가 있고, 구성분의 혼합 시기 및 방법에 따른 배지 구성분 사이의 공극 형성 유무 등에 따라서 배양 성상의 차이가 발생하므로 본 발명의 방법과는 차이가 있다.

동충하초 배양에 관련 된 기술은 공개번호 98-2244호의 동충하초 버섯용 곤충 종균배지 및 그 상자 재배방법, 공개번호 98-2241호의 동충하초 버섯재배용 배지조성물 및 그 재배방법이 있으나, 본 발명과는 배지 조성성분의 차이가 있으며, 공개번호 98-13의 곤충을 이용한 동충하초 버섯 종균의 배양방법, 그리고 공개번호 97-68810호의 누에 번데기를 이용한 번데기 동충하초의 종균 배양방법 및 재배방법과는 본 발명이 한번의 톱밥, 미강, 번데기 배지의 준비로 훨씬 간편하게 동충하초를 배양할 수 있는 차이점을 가지고 있다. 한약제를 사용한 공개번호 97-68809호의 동충하초 대량 인공배양에 관한 신기술 및 배지 조제방법은 액체 종균의 사용은 동일하나 배지의 조성물이 농가의 부산물을 이용하는 본 발명과는 전혀 다르다.

종래의 동충하초 인공배양에 관한 기술은 살아있는 누에의 주변 환경에 변화를 주어서 누에의 표피가 약해지도록 유도한 후 동충하초 포자를 무균적인 방법을 통하여 직접 접종해서 버섯 포자가 발아하여 쉽게 누에의 몸속으로 침투 할 수 있도록 배양한다. 이 후 누에가 고치를 틀고 성장하도록 한 다음 고치를 하나씩 절단 개봉하여 고치 속의 누에 번데기를 밖으로 꺼낸 후, 버섯 자실체가 성장하기에 적당한 온도와 습도를 유지하면서 버섯을 키워서 수확하는 방법이 있는데, 이는 병균에 오염되지 않은 건강한 누에를 길러서 유지한 후 사용해야 하는 버섯 재배 이전의 사전 작업이 필요하며, 또한 누에고치를 하나씩 일일이 사람 손으로 절개하여 고치속의 누에를 꺼내는 불편한 작업과 수작업을 통한 인건비의 증가에 의해 생산비가 증가된다. 또한 누에 자체가 고가의 배지 역할을 하므로 차후 많은 농가에서 재배를 할 경우 동충하초는 가격 하락이 예상되며 그때는 생산비와 비교하였을 때 더 이상 고소득의 작물이 될 수 없으리라 생각된다.

각종 곡물 가루 및 누에 가루 등을 사용하는 배양 방법에서도 곡물가루 구입에 의한 생산비 증가에 따른 가격 경쟁력 하락과 자실체 수확률을 높이기 위하여 여러 단계를 거치는 배양 방법 등은 번거로울 뿐만 아니라 버섯 균주를 다루는데 있어서 미생물학적 지식이 부족한 비전문가인 일반 농민의 경우 오히려 오염도를 유발시키는 방법이 될 수 있으므로 버섯 재배 방법의 일반 농가 전파에 어려움이 있다. 본 발명은 농가에서 부산물로 발생하는 미강과 톱밥, 그리고 번데기를 이용하여 일반 버섯에 비하여 고가로 판매되는 동충하초 버섯의 생산비 대비 수익률을 높여 대량 생산시에도 그 수익성을 유지시키고, 또한 배양 방법의 간편화를 통한 대량생산이 가능하며, 일반 농가에 동충하초 재배 방법의 전파가 용이할 수 있도록 한다.

즉 본 발명의 목적은 약용 버섯 중에서 항암효과와 면역증강 및 자양 강장 효과가 우수한 눈꽃 동충하초 버섯을 기존의 인공재배 방법보다도 더 쉽고 저렴하며 신속하게 배양할 수 있는 눈꽃 동충하초 생산용 배지조성물과 눈꽃 동충하초 대량 생산방법을 제공하는데 있다.

본 발명에 사용된 균주는 강원대학교내의 한국 동충하초 은행에서 눈꽃 동충하초 2종류(Paecilomyces japonica KEFC-C660과 Paecilomyces japonica KEFC-C240)를 분양받아 사용하였다.

분양받은 균주의 보관은 Potato Dextrose Agar (PDA, Difco) 배지를 사용하였으며, 액체 종균 배지로 사용되는 황백당은 삼양사 제품을 사용하였으며, 콩가루는 일반 시중에서 판매되는 메주 콩가루를 이용하였다. 자실체 생산 유도에 사용되는 톱밥은 일반 버섯농가에서 사용하는 사전 발효하여 숙성한 것을 사용하였으며, 미강은 쌀알을 도정할 때 발생하는 쌀가루를 이용하였다. 번데기는 시장에서 구입하였다. 버섯 배양병은 입구 넓이가 60mm이고, 높이가 170mm인 멸균 가능한 제품으로서 일반적인 버섯 재배에 사용중인 제품을 구입하여 실험에 이용하였다. 다음의 실시예로 본발명을 보다 구체적으로 설명한다. 이 실시예는 본발명의 예시를 나타내는 것으로서 본 발명의 기술적 범위를 제한하는 것은 아니다.

< 실시예 >

1. 종균배양

눈꽃동충하초(Paecilomyces japonica)를 분양 받은 후 PDA 배지에 접종하여 계대 배양해서 액체 종균에 접종할 접종원으로 준비하였다. 액체 종균 배지로서 황백당 3.0%(w/v)와 콩가루 0.3%(w/v)의 조성으로 준비하여 121℃, 15기압으로 15분간 멸균한 후 PDA 배지에서 자라고 있는 접종원을 코크보러를 이용하여 균사체를 배지에서 떼어내어 액제 배지에 접종, 25℃에서 150 rpm으로 7일간 배양 한다.

2. 자실체 배양배지제조

자실체 생산용 배지의 탄소원으로 농가의 부산물인 미강 40g과 산업 폐기물인 톱밥 40g을 버섯 배양병에 넣고 물을 40ml 첨가한 다음 골고루 섞어준다. 미강과 톱밥 그리고 수분의 조성비는 배지내에서의 공극 형성과 버섯 자실체 생장 시 포자 형성을 가능한 늦추면서 자실체만의 성장을 지속시키기 위한 조건이다. 일반적으로 공극을 형성하기 위하여 주로 탄소원으로서 현미를 사용하는데, 이유는 가압 습윤 멸균 후 현미가 무르지 않고 계속 공극을 형성할 수 있기 때문이다. 배지내의 공극은 균사체 성장을 용이하게 할뿐만 아니라 다른 잡균의 오염을 막을 수 있게 하므로 중요한 성장 요소가 된다. 마지막으로 익히지 않은 생번데기 10g을 배지의 표면 전체에 퍼지도록 놓고, 병뚜껑을 닫은 후 멸균기를 이용하여 121℃, 15기압으로 60분간 멸균한다.

3. 동충하초 배양

7일간 배양한 액체 종균을 준비한 자실체 생산용 배지에 무균적인 환경에서 멸균한 피펫을 이용하여 다른 균의 유입 없이 접종한 후 25℃에서 배지 전체에 버섯 균사체가 퍼지며 성장할 때까지 약 5∼7 일간 배양한다.

버섯 균사체가 배지 전체에 완전히 퍼져 자라면 이때부터는 균사체의 생장을 억제하고, 자실체만의 생장을 위하여 20℃에서 배양을 시작한다. 그리고 자실체 생장을 위한 조건으로 500 룩스(Lux) 이상의 빛을 쬐어주고, 가습기를 이용하여 95% 이상의 충분한 습도를 배양기내에 형성하여야 한다.

자실체의 성장 후 20여 일이 경과하면 약 6∼8 cm로 성장한 동충하초를 포자가 형성되기 전에 수확하여 냉암소에서 건조한 후 밀봉하여 보관한다.

본 발명의 배지와 현미를 이용한 배지에서의 시간 및 온도에 따른 균사체 성장을비교하여 표 1에 정리하였다.

표 1. 동충하초 배지에서의 균사체 성장 관찰 결과

배양일자	온도	성 장 상 태
		본 발명	현미 배지
1일째	25℃	균사 발아 시작	균사가 발아하며 잘 성장함
2일째	25℃	배지전체의 약 50% 이상 퍼지면서 균사체 성장 중	현미사이의 공극 때문에 균사체의 확산은 빠르게 진행되며 성장 중
4일째	25℃	번데기에서 자실체의 성장관찰됨	균사체의 배지 전체 성장
5일째	25℃	자실체 원기의 성장 중 (1∼2mm),자실체 원기 숫자 증가	지속적인 균사체 성장 중
7일째	20℃	자실체 형성 및 성장온도로 전환(20℃로 전환)	자실체 원기 관찰 시작 됨
8일째	25℃	3∼4mm로 자실체 성장	2∼3mm정도의 자실체가 관찰됨
9일째	20℃	광원을 향하여 계속 성장	자실체 성장유도(20℃로 전환)
10일째	20℃	자실체만 성장하고 균사체의 성장은 더 이상 관찰되지 않음	본격적인 자실체 성장 시작
12일째	20℃	자실체의 길이가 2∼3cm의 길이로 성장	자실체의 숫자 증가 및지속적인 길이 성장

배양일자	온도	성 장 상 태
		본 발명	현미 배지
15일째	20℃	자실체 성장이 왕성함	1cm 정도의 자실체 성장
16일째	20℃	자실체 길이 4∼5cm로 길이성장 계속, 자실체에서 포자형성은 관찰되지 않음(산누에를 이용한 동충하초의 수확시 45일 이상 소요되며 길이만큼 성장함)	자실체 길이 성장이 왕성해짐
17일째	20℃	자실체가 빛을 향하며 성장 중(자실체가 꼬이면서 성장하는 것도 있음)	약 3cm 정도의 길이 생장한 것도 관찰됨
18일째	20℃	변화 없이 잘 성장 중	계속 정상적인 자실체 성장, 약 4cm 정도의 길이 성장
20일째	20℃	특별한 변화 없이 지속적인 자실체 형성 중	특별한 변화 없이 지속적인 자실체 형성 중
22일째	25℃	평균 6∼8cm의 길이로 성장	자실체 끝부분에 포자형성 시작
25일째	20℃	재배병 목 부근까지 자실체 성장	포자 형성속도가 빨라지면서 포자량이 매우 증가
30일째	20℃	자실체 끝부분에 포자형성 많이됨, 자실체의 성장은 미미함, 버섯 수확	거의 모든 자실체에 흰색의 포자가 매우 많이 형성됨
43일째	20℃		버섯 수확

본 발명의 톱밥, 미강, 번데기를 이용한 동충하초 인공배양 배지는 원료가 농가 부산물로서 미강과 톱밥은 구입이 용이하며 특히 번데기는 보관과 관리가 간편하여 배지제조에 장점이 많다. 본 발명의 인공배양 배지는 제조비용이 저렴하고 버섯 수확률이 높으므로 고소득의 동충하초버섯을 대량으로 생산이 가능하다. 또한 재배 방법의 간편화에 따른 일반 농민에의 버섯 재배기술의 전파가 용이하여 농촌 경제 활성화에 본 발명이 크게 이바지 할 수 있을 것으로 기대된다.

Claims (4)

1. 총 중량을 기준으로 하여 톱밥 25∼35%, 미강 25∼35%, 생번데기 5∼15% 및 물 25∼35%로 구성된 눈꽃 동충하초(Paecilomyces japonica) 배양용 배지조성물.
2. 제 1항 기재의 배지에 눈꽃 동충하초를 무균접종하여 20∼30℃에서 5∼7일간 배양한 후, 18∼22℃에서 조도 500 Lux 이상, 습도 95% 이상의 조건으로 자실체 생장을 유도배양하고 포자형성이전에 수확하는 것을 특징으로 하는 눈꽃 동충하초 배양방법.
3. 제 2항에 있어서, 배지조성물은 톱밥, 미강 및 물을 동일 중량비율로 혼합 교반한 후 생번데기를 배지표면에 투입하여 121℃, 15기압에서 60분간 멸균하는 것을 특징으로 하는 눈꽃 동충하초 배양방법.
4. 제 2항에 있어서, 눈꽃 동충하초 종균은 황백당 1∼5%(w/v), 콩가루 0.1∼0.5%(w/v)으로 구성된 액체배지를 121℃, 15기압에서 10∼20분간 멸균한 후 접종하는 것을 특징으로 하는 눈꽃 동충하초 배양방법.