KR100432472B1 - 동충하초속균의 자실체 및 균사체의 대량 생산방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 번데기, 누에, 굼벵이 등과 같은 동물성 배지에 진피(陳皮)를 혼합한 배지에서 동충하초속균을 재배하여 동충하초의 자실체 및 균사체 생산량을 증대시키는 방법에 관한 것이다. 또한 본 발명은 번데기, 누에, 굼벵이 등과 같은 동물성 배지에 진피(陳皮)를 혼합시킴으로써 물리적 성질을 개선한 배지에서 동충하초를 재배하여 동충하초의 자실체 및 균사체를 대량 생산하는 방법에 관한 것이다.

본 발명에 따른 혼합배지에서 동충하초를 재배하면 동충하초의 자실체 및 균사체를 빠른 시일 내에 대량 생산할 수 있으며, 배양률 및 수확률을 증대시킬 수 있다.

Description

동충하초속균의 자실체 및 균사체의 대량 생산 방법{A METHOD FOR PRODUCING FURIT BODIES AND MYCELIA OF CORDYCEPS SPP. IN LARGE SCALE}

본 발명은 동충하초속균의 자실체 및 균사체를 대량 생산하는 방법에 관한 것이다. 상세하게는, 번데기, 누에, 굼벵이 등과 같은 동물성 배지에 진피(陳皮)를 혼합한 배지에서 동충하초속균을 재배하여 동충하초의 자실체 및 균사체 생산량을 증대시키는 방법에 관한 것이다. 또한 본 발명은 번데기, 누에, 굼벵이 등과 같은 동물성 배지에 진피(陳皮)를 혼합시킴으로써 물리적 성질을 개선한 배지에서 동충하초속균을 재배하여 동충하초속균의 자실체 및 균사체를 대량 생산하는 방법에 관한 것이다.

동충하초는 겨울에 벌레 상태로 있다가 여름이 되면 풀 모양이 된다는 뜻에서 나온 이름으로, 곤충에서 자실체가 형성되는 자낭균류의 일종인데, 주로 온습도가 높아지는 시기에 살아있는 곤충의 몸속으로 들어가 발육 증식하면서 기주 곤충을 죽이고 얼마후 자실체를 곤충의 표피에 형성하는 일종의 약용버섯이다.

원래 동충하초는 박쥐나방과의 유충에서 나온 동충하초인 코디셉스 시넨시스 (Cordyceps sinensis)를 지칭하는 것이었지만, 오늘날에는 곤충 뿐만 아니라 거미, 균류 등에서 나오는 버섯을 총칭해서 동충하초라 부르며, 이러한 동충하초는 기주 곤충의 종류에 따라, 일반적으로 코디셉스 시넨시스, 번데기동충하초 (Cordyceps militaris) 및 눈꽃동충하초 (Paecilomyces japonica)로 크게 구분할 수 있는데, 번데기동충하초와 눈꽃동충하초는 나비목 곤충의 번데기 (특히, 누에번데기)를 기주로 할 수 있다는 점에서 공통점을 가진다고 할 수 있다.

이러한 동충하초는 고대로부터 중국에서 결핵, 천식, 황달의 치료 및 아편중독의 해독제, 병후의 보양 및 강장제, 면역 기능 강화제로서 이용되어온 고가의 한방 약재이며 [Humber, R.A. 1990. Fungal pathogens of insects, spiders, and mites; isolation, preservation, and identification. USDA Agricultural Research Service; Jianzhe, Y., Xiaoloan, M., Qiming, M., Yichen, Z. and Huaan, W. 1989. Icons of medicinal fungi from China. Science Press. China. p. 575; Kobayasi, Y. 1940. The genus and its allies. Sci. Rept. Tokyo Bunrika Daikaku, Sect. B., 5: 53-260; Shimizu, D. 1994. Color iconography of vegetable sasps and plant worms. Seibundo Shinkosha. Japan. pp.38], 그의 자실체와 관련해서는, 자실체의 주성분이기도 한 코디세핀이 항암작용이 있는 것으로 밝혀졌고 [Cunningham, K.G., W. Manson. F.S. Spring and S.A. Hutchinson. 1950.Cordycepin, a metabolic product from cultures of (Linn.) Link. nature, 166. 949], 중국에서는 자실체가 궁중요리로도 이용되고 있으며, 일본에서도 동충하초가 약용으로 사용되어지고 있다.

동충하초는 자연 상태에서 채집되기도 하지만, 자연 상태에서의 자실체의 채집은 상당히 어려워 공급이 한정되고 있으며, 최근 생태계 파괴 및 공해로 인한 이상 기후 현상 등으로 자실체의 자연 채취가 점점 어려워짐에 따라 자실체의 안정적 인공 생산 기술이 요구되고 있다 [Basith, M., and Madelin, M.F. 1968. Studies on the production of perithecial stromata by in artificial culture. Canadian Journal of Botany. 46: 473-480].

동충하초의 자실체의 생산 기술로는, 자연 상태에서 자실체를 채집하는 방법, 누에 번데기를 이용한 종균배양 및 재배방법, 그리고 인공 배지를 이용한 대량 배양 방법이 있으나, 상기한 바와 같이 자연 상태에서의 자실체의 채집은 상당히 어려워지고 있는 추세인 바, 국내외의 수요 증대에 적절하게 대응할 수 없어, 누에 번데기를 이용한 종균배양 및 재배방법, 그리고, 인공 배지를 이용한 대량 배양 방법에 대한 연구가 최근 들어 활발하게 이루어지고 있다.

눈꽃동충하초 (Paecilomyces japonica)의 경우 삼각플라스크에 균사체를 배양하여 균사체와 상기 배양 과정에서 균사에서 형성된 자실체를 수확하여 재배하는 방법이 한국 특허 공개 공보 제98-082143호에 개시되어 있다. 그러나, 상기 방법은 액체 배양을 통해서만 균사체와 자실체를 얻고자 하였으므로 자연 생태계 내에서와 같이 곤충에서 유래된 배지가 아니었다.

또한, 한국 특허 공개 공보 제98-033558호에는 번데기와 곡물을 혼합하여 동충하초 자실체를 형성시키는 배양 방법으로 액체 종균 배양시에 질소원과 탄소원으로 무기 영양 염류를 사용한 기술이 개시되어 있다. 그러나, 상기 방법에서는 자실체나 균사체를 생산하기 위한 배지, 즉, 본 배양시에는 무기 영양 염류를 첨가하지 않고 번데기와 곡물 배지만을 사용하였다.

가잠을 이용한 번데기동충하초 (Cordyceps militaris)의 생산법이 한국 특허 공개 공보 제98-025198호에 개시되어 있다. 상기 방법은 누에의 번데기를 이용한 방법이 아니라 5령기 유충을 이용하여 곤충에게 직접 포자를 취식토록 한 후 동충하초 포자에 감염된 누에 5령기 유충에서 버섯을 발생시키는 방법이다. 그러나, 상기 방법은 누에 유충에 대하여 분생포자 또는 자낭 포자를 취식토록 한 접종 방법으로 생산성이 50% 내외로 극히 낮고 잡균에 의해 오염될 확률이 높다.

또한, 한국 특허 공개 공보 제98-000013호에는 곤충을 종균병에 넣고 살균하여 접종한 후 동충하초 균사를 접종하여 종균 배양을 실시하는 방법이 기재되어 있고, 상기 방법에서 배양된 종균을 활용하여 상자에서 자실체를 발생시키는 방법이 한국 특허 공개 공보 제98-002244호에 개시되어 있다. 상자 재배법은 병 재배법에 비하여 광 투여량이 적어도 되는 장점이 있으나 재배실 내의 습도 조절이 비교적 어렵고 잡균 침투 위험이 높으며 버섯 발생이 안정적이지 못하다.

또한, 한국 특허 공개 공보 제97-38332호에는 누에 번데기를 이용한 번데기 동충하초의 종균 배양방법 및 재배 방법이 공지되어 있으나, 접종원을 누에 번데기 종균으로 할 경우 접종 효율이 떨어지고 배양 기간이 길어진다는 단점이 있다.

현재 농가에서 눈꽃동충하초 (Paecilomyces japonica)를 제외하고는 자실체를 형성하기 어려운데, 그 이유는, 첫째, 자실체 형성 능력의 차이가 심하고, 둘째, 현미 또는 누에 번데기만을 독립적으로 사용하거나 혼합하여 사용하여 배지 첨가물에 대한 연구가 미흡하였고, 셋째로는 광(빛) 조건, 환기, 습도 등의 재배 조건을 적절하게 제공하지 못하는데 있었다.

상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 예의 검토한 결과, 번데기, 누에, 굼벵이 등과 같은 동물성 배지 및 진피(陳皮)의 혼합 배지에서 동충하초를 재배하면 동충하초의 자실체 및 균사체를 빠른 시일 내에 대량 생산할 수 있음을 확인하여 본 발명을 완성하였다. 또한, 종래의 일반 식용 번데기를 배지로 사용하면 균 배양률이 저하되고, 수확률이 저하되는데, 진피(陳皮) 또는 여러 배지를 첨가함으로써 균 배양률 및 수확률을 증대시킬 수 있으며, 번데기 특유의 냄새로 인한 혐오감도 반감시킬 수 있고, 계대 개념의 접종원으로 인하여 수확률 저조가 생기는데 이를 균 배양 환경, 즉 주광성과 습도 및 온도를 조절하여 균 활력을 최대로 하여 줌으로써 자실체의 수확률을 증대시킬 수 있고, 액체 배양을 함으로써 균의 색이나 냄새, 형태 등으로 오염 여부를 미리 판단할 수 있으며, 동충하초의 생리활성 물질이 개선됨을 알아내었다. 본 발명은 이러한 발견에 기초하여 완성되었다.

본 발명의 목적은 번데기, 누에, 굼벵이 등과 같은 동물성 배지에 진피(陳皮)를 혼합하여 동충하초를 재배하여 동충하초의 자실체 및 균사체 생산량을 증대시키는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 번데기, 누에, 굼벵이 등과 같은 동물성 배지에 진피(陳皮)를 혼합시킴으로써 물리적 성질을 개선한 배지에서 동충하초를 재배하여 동충하초의 자실체 및 균사체를 대량 생산하는 방법을 제공하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 번데기, 누에, 굼벵이 등과 같은 동물성 배지에 진피(陳皮)를 혼합시킴으로써 물리적 성질을 개선한 배지에서 동충하초를 재배한다.

본 발명에 따른 배지의 조성과, 본 발명의 배지를 이용한 동충하초의 균사체 및 자실체의 생산 방법을 구체적으로 서술하면 다음과 같다.

1. 배지의 조성

건조된 진피(陳皮)를 밤새 물에 담궈 수분을 취하게 하여 배지 총량의 20내지 30중량부를 동물성 배지류에 혼합하여 600 내지 850 ml의 플라스틱 병에 넣고, 배지 내의 총 수분을 60 내지 85% 정도로 조절한 다음 밀봉한다.

진피(陳皮)는 시판되는 임의의 것을 사용할 수 있으며, 그의 첨가량은 배지의 총 양을 기준으로 20 내지 30 중량부, 바람직하게는 30중량부 이다.

동물성 배지로는 번데기, 누에, 굼벵이 등을 단독 또는 혼합하여 그대로, 또는 마쇄 상태로 이용할 수 있다. 그의 첨가량은 배지의 총 양을 기준으로 10 내지 40중량부, 바람직하게는 20 내지 30 중량부 이다.

한편, 곡물 배지를 첨가하는 경우 그 곡물 배지는 현미, 콩, 옥수수, 땅콩, 조, 수수, 팥 등을 단독으로, 또는 배합하여 사용할 수 있으며, 이들은 그대로 또는 마쇄 상태로 이용될 수 있다. 또한, 이의 첨가량은 배지의 총 양을 기준으로 10 내지 40중량부, 바람직하게는 20 내지 30중량부 이다.

또한, 식물성 배지를 첨가하는 경우 그 식물성 배지는 허브류의 레몬글라스, 구아바, 디기타리스, 딜, 라벤더, 로즈메리, 마조랑, 세이지, 베르가모트, 셀프힐, 캐모마일, 탄지, 콘플라워 등을 마쇄하여 배지의 총양을 기준으로 10 내지 40중량부, 바람직하게는 20 내지 30중량부를 첨가하거나, 추출물 0.1 내지 40%, 바람직하게는 0.2 내지 30%를 첨가하여 배지내의 총 수분을 상기와 같이 30 내지 45% 정도로 조절한다.

2. 살균

혼합 배지를 충진시킨 플라스틱병을 고압 살균솥에 넣고 110 내지 135℃에서 20 내지 90분 정도 고압 살균한다.

3. 접종원 준비 및 종균 배양

동충하초속균을 PDA, YM 평판 배지에 접종한 후, 항온기에서 인공 조명을200 내지 700 lux, 바람직하게는 300 내지 600 lux로 하여 70 내지 90%, 바람직하게는 75 내지 85%의 습도 하에서 10일 내지 15일, 바람직하게는 13일 배양하여 건강한 균을 접종원으로 준비할 수 있다. 준비된 접종원을 진탕플라스크에 넣고 진탕 배양한 후 균사체를 분쇄기에서 마쇄하여 8 내지 20 ℓ 배양병에서 배양을 6 내지 10일, 바람직하게는 8일간 행한 다음 종균으로 사용한다.

4. 접종

접종기를 이용하여 준비된 배지에 종균을 5 내지 15 ml씩 접종한다.

5. 균배양

접종이 끝난 배양병을 22 내지 25℃ 정도의 깨끗한 배양실에서 300 내지 1200 lux, 바람직하게는 500 내지 1000 lux의 인공 조명 하에 배양을 실시한다.

배양 후 20 내지 30일 정도 경과하면, 배지내에 균사가 충만한지를 확인하여 배양을 완료한다.

6. 균사체 수확

균사체 생산만을 할 경우 습도를 60% 정도로 낮추고 배양병의 균사가 충만된 내용물을 꺼내어 수확하고 건조기에 넣어 40 내지 60℃에서 24시간 정도 건조시킨다.

7. 자실체 생육

배양된 배지를 18 내지 22℃의 생육실에 놓는다. 생육실의 습도를 80 내지 97% 정도로 유지시킨다. 자실체의 원만한 발이를 위해 인공 조명을 300 내지 1200 lux 정도, 바람직하게는 500 내지 1000 lux로 광을 조사한다. 자실체의 발이가 되면 처음 관수를 하여주고 그 후 관수를 4 내지 6일 간격으로 한다. 자실체의 발이 수가 배양병의 절반이 넘었을 때 이산화탄소의 농도를 적게 하기 위해 배양병 내부의 공기와 외부의 신선한 공기를 교차시켜 주어야 하며, 실내 습도를 90% 이상 유지시킨다. 자실체의 완전한 생장이 이루어지면 균사체와 자실체의 부패 방지를 위해 습도를 60%로, 그리고 온도를 20℃로 낮추어서 자실체의 생육을 정지시킨다.

8. 자실체 수확

자실체의 생육이 완료되면 습도를 60%로 낮추고 배양병 내부에서 자실체를 꺼내 수확한다.

9. 건조

자실체의 모양과 색택을 그대로 보존하기 위해 동결건조기를 이용하여 -70℃에서 12시간 건조시킨다. 수확을 마친 자실체를 건조기에 넣어 40 내지 60℃에서 24시간 정도 건조시킨다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 구체적으로 예시하겠으나, 본 발명이 그에 의해 한정되는 것은 아니다.

실시예 1

시중에서 구입한 번데기, 누에, 굼벵이 각 10g 및 진피(陳皮) 30g을 혼합하여 동충하초 재배용 배지를 제조하여, 이를 850 ml의 플라스틱 병에 충진시키고, 120℃에서 30분 정도 살균한 후, 종균을 10 ml 접종하고, 이어서 접종이 끝난 배양병을 약 22 ℃ 정도의 깨끗한 배양실에서 700 lux의 인공 조명 하에 배양을 실시한다. 배양한 지 25일 후, 배양을 완료하였다.

균사체 생산의 경우, 습도를 60% 정도로 낮추고 배양병의 균사가 충만된 내용물을 꺼내어 수확하고 건조기에 넣어 50℃에서 24시간 정도 건조시켰다.

자실체 생산의 경우, 배양된 배지를 22℃의 생육실에 놓고, 생육실의 습도를 90% 정도로 유지시키며, 자실체의 원만한 발이를 위해 인공 조명을 1000 lux 정도로 하여 광을 조사하였다. 자실체의 발이가 되면 처음 관수를 하여주고 그 후 관수를 5일 간격으로 하였으며, 자실체의 발이 수가 배양병의 절반이 넘었을 때 이산화탄소의 농도를 적게 하기 위해 배양병 내부의 공기와 외부의 신선한 공기를 교차시켜 주고, 실내 습도를 90% 이상 유지시켰다. 자실체의 완전한 생장이 이루어지면 균사체와 자실체의 부패 방지를 위해 습도를 60%로, 그리고 온도를 20℃로 낮추어서 자실체의 생육을 정지시켰다. 자실체의 생육이 완료되면 습도를 60%로 낮추고 배양병 내부에서 자실체를 꺼내 수확하고, 이어서 동결건조기를 이용하여 -70℃에서 12시간 건조시키고, 수확을 마친 자실체를 건조기에 넣어 50℃에서 24시간 정도 건조시켰다. 이와 같이 하여 얻은 자실체 및 균사체의 생성량을 하기 표 1에 나타내었다.

실시예 2

동충하초 재배용 배지를, 실시예 1에서 사용한 배지에 현미,콩,옥수수 각 10g 및 콘플라워,레몬글라스, 구아바 각 10 g을 첨가하여 제조한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방식으로 동충하초의 자실체 및 균사체를 얻어 그 생성량을 하기 표 1에 나타내었다.

비교예 1

동충하초 재배용 배지를 번데기 120g만을 사용하여 제조 한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 동충하초의 자실체 및 균사체를 얻어 그 생성량을 하기 표 1에 나타내었다.

구분	자실체	균사체
실시예 1	+++	++
실시예 2	+++	+++
비교예 1	+	+
+: 자실체 및 균사체가 약간 형성됨 (10 내지 30% 정도)++: 자실체 및 균사체가 약간 많이 형성됨 (60% 정도)+++: 자실체 및 균사체가 많이 형성됨 (70% 이상)

표 1에서도 알 수 있듯이, 본 발명에 따른 배지에서 재배한 동충하초의 자실체 및 균사체의 생성량은 종래의 배지에서 재배한 동충하초의 자실체 및 균사체 생성량에 비하여 크게 증대되었다.

이상에서 서술한 바와 같이, 번데기, 누에, 굼벵이 등과 같은 동물성 배지 및 진피(陳皮)의 혼합 배지에서 동충하초를 재배하면 동충하초의 자실체 및 균사체를 빠른 시일 내에 대량 생산할 수 있다. 또한, 종래의 일반 식용 번데기를 배지로 사용하면 균 배양율이 저하되고, 수확률이 저하되는데, 진피(陳皮) 또는 여러 배지를 첨가함으로써 균 배양율 및 수확률을 증대시킬 수 있다.

Claims (2)

1. 번데기, 누에 및 굼벵이로 구성된 군으로부터 선택되는 하나 이상의 동물성 배지를 포함하는 동충하초균 재배용 배지에 있어서, 배지의 총 양을 기준으로 진피(陳皮) 20 내지 30중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 배지에서 동충하초속균을 재배함으로써 동충하초속균의 자실체 또는 균사체를 대량 생산하는 방법
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