KR100514907B1 - 뽕나무 버섯 균사체 생산방법 및 그 배지 조성물 - Google Patents

뽕나무 버섯 균사체 생산방법 및 그 배지 조성물 Download PDF

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Abstract

뽕나무 버섯 균사체 생산방법 및 그 배지 조성물이 개시된다. 뽕나무 버섯 재배용 배지 조성물은 적어도 맥아로부터 추출한 맥아즙이 소정 비율 투입된 맥아즙 배지이다. 뽕나무 버섯 균사체 생산방법은 버섯재배용 배지로 맥아즙 배지를 형성하는 단계 및 맥아즙 배지에 뽕나무 버섯 균주를 소정 시간 배양하는 단계를 포함한다. 본 발명에 의하면, 뽕나무 버섯균사체 대량 생산이 가능하게 된다.

Description

뽕나무 버섯 균사체 생산방법 및 그 배지 조성물{Method for mycelial production of Armillaria mellea and its mudium composition}
본 발명은 뽕나무 버섯 균사체 생산방법 및 그 배지 조성물에 관한 것이다.
뽕나무 버섯균(Armillaria mellea)은 담자균의 일종으로 나무 뿌리모양의 균사속을 형성하며, 자실체 갓의 직경은 3∼12㎝, 갓 중앙부가 암갈색이고, 주변 및 주름살은 황갈색을 띠고, 갓의 주변에는 방사상의 선이 있다.
또한, 뽕나무 버섯은 식용 버섯으로 노인병, 중풍, 현기증, 두통, 신경 쇠약, 불면증, 사지마비, 소아마비, 간질 등에 효과가 있는 것으로 알려져 있다.
종래, 뽕나무 버섯균은 일반적으로 펩톤(peptone), 이스트 추출물(yeast extract), 각종 식물체 추출물과 같은 복합기질들이 함유된 영양원이 풍부한 배지나 PDA, 맥아 배지에서는 균사속이 잘 형성되나, 영양이 불충분한 배지 상태에서는 균사는 생육하지만 균사속을 전혀 형성하지 못하는 것으로만 알려져 있다.
또한, 각종 대사산물에 의한 뽕나무 버섯 균사속의 생육촉진 효과도 보고된 바 있다.
그러나, 아직까지 뽕나무 버섯균에 대한 연구는 생태학 및 형태학적 연구에만 국한되어 있고, 뽕나무 버섯균의 생리적 특성에 대한 연구는 매우 부족한 상태에 있다.
그런데, 뽕나무 버섯 균사체의 상업적 생산을 위해서는 먼저 배지에서 균사속의 형태로 생장시킬 수 있는 배지선정과 균사속 형성시에도 균사체의 생산량을 증대시킬 수 있는 배지의 개발이 중요한 과제이다.
또한, 뽕나무 버섯은 생산면에서 지금까지 알려져 있는 어떠한 미생물체 보다 높은 생산수율을 보여 배양액 1000㎖ 당 550g(생체량) 이상의 균사체 생산 가능성이 확인된 바 있어 영양적 또는 생리활성적 효능에 착안한다면 식품이나 의약품으로 높은 잠재력을 가지고 있다고 판단된다.
따라서, 뽕나무 버섯균사체 대량 생산의 최적 조건을 확립하기 위한 체계적인 연구가 요망되고 있다.
상기 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 뽕나무 버섯균사체 대량 생산이 가능한 뽕나무 버섯 균사체 생산방법 및 그 배지 조성물을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
상기 목적을 달성하기 위해, 뽕나무 버섯 재배용 배지에 있어서, 상기 버섯 재배용 배지는 적어도 맥아로부터 추출한 맥아즙이 소정 비율 투입된 맥아즙 배지인 것을 특징으로 하는 버섯 재배용 배지 조성물이 제공된다.
상기 버섯 재배용 배지는 보관용으로서 2.5% 맥아 추출물에 2%(w/v) 아가를 첨가한 배지를 pH 6.0으로 조절한 것이 바람직하다.
상기 버섯 재배용 배지는 배양용으로서 태백보리 품종을 이용하여 17℃, 상대습도 80%에서 싹이 2㎜될 때가지 발아시켜 천일 건조한 것이 바람직하다.
상기 버섯 재배용 배지는 건조된 엿기름에 4배의 증류수를 첨가하여 60℃에서 6시간 동안 당화한 후 11 Brix°, pH 6.0으로 조절한 것이 바람직하다.
또한, 상기 다른 목적을 달성하기 위해, 버섯재배용 배지로 맥아즙 배지를 형성하는 단계;및 상기 맥아즙 배지에 뽕나무 버섯 균주를 소정 시간 배양하는 단계;를 포함하는 것을 사용하는 것을 특징으로 하는 버섯 재배방법이 제공된다.
상기 맥아즙 배지는 25 ~ 27 ℃ 내외의 상온에서 배양시키는 것이 바람직하다.
상기 맥아즙 배지는 pH 5.5 ~ 6.0 에서 배양시키는 것이 바람직하다.
상기 맥아즙 배지는 배양기간 14 ~ 17일 동안 배양시키는 것이 바람직하다.
다음은 본 발명에 따른 뽕나무 버섯 균사체 생산방법 및 그 배지 조성물의 실시예를 도면을 참고하여 설명한다.
<실시예1>
실시예 1은 뽕나무 버섯 재배용 최적화 배지를 발견하기 위한 실험이다.
뽕나무 버섯 균사체 생산 최적 배지를 선택하기 위해 기존에 보고된 천연, 합성, 반합성 액체 배지에 50㎖당 건조 균체량으로 153∼155㎎ 접종원을 접종하여 25℃에서 11일 동안 배양시켜 건조 균체량을 측정하였다. 뽕나무 버섯균을 균주로서 사용한다.
여기서, 사용된 배지는 MCM(Mushroom Complete Medium:버섯 완전 배지), YEPD(Yeast Extract Peptone Dextrose medium), MEB(Malt Extract Broth medium), 변형된 Weinhold's, PDB(Potato Dextrose Broth medium: 감자추출물 배지), DSM(Defatted Soybean Meal medium: 탈지대두박 배지), GMEB(saccharified germinated-malt: 맥아즙 배지)가 있으며, 이들 배지의 각각의 구성 성분은 표 1과 같다.
배지 구성 성분
MCM malt extract 2%, yeast extract 0.2%, dextrose 2%
YEPD yeast extract 0.3%, peptone 0.5%, dextrose 2%
MEB malt extract 2%
Weinhold's glucose 0.5%, (NH4)2PO4 0.2%, KH2PO4 0.175%, MgSO4·7H2O 0.075%, thiamine-HCL 0.1㎎%
PDB potato extract 20%, dextrose 2%
DSM soybean extract 0.3%, sucrose 3%, KH2PO4 0.45%, MgSO4 0.05%
GMEB germinated-malt extract broth with 11 Brix°
도 1은 본 발명의 제 1실시예에 따라서, 각종 다른 배지에서 뽕나무 버섯균 배양의 시간경과에 따른 건조균체량을 나타낸 그래프이다.
각각의 배지에서 건조균체량을 측정한 결과, 도 1에 나타낸 것같이, 맥아즙(GMEB) 배지가 2.3149g으로 가장 양호하였고, 그 다음으로는 MCM, YEPD, PDB, DSM, MEB, 변형된 Weinhold's의 배지순이었다.
맥아즙(GMEB) 배지의 균사체 생산 수율은 그외의 배지에서 보다 4.6 ~ 14.2배 높게 나타났다.
그 이유는 보리에는 전분, 단백질, 지방의 유기질, phosphate, potassium salts 등의 무기질 성분과 polyphenol성 물질 및 tannin, vitamin B1, B2, E 등의 성분 뿐만 아니라 발아시 작용되는 amylase, β-glucanase, protease, phosphatase 등의 효소에 의한 고분자 물질의 저분자 물질로의 전환에 의하여 맥아즙 배지에 풍부한 영양물질이 공급되어짐에 따라 맥아즙 배지에서 균사체 생산이 우수한 것으로 추정된다.
따라서, 맥아즙 배지가 뽕나무 버섯을 재배용 배지로 최적임을 알 수 있다.
맥아즙 배지를 이용하는 경우, 보관용 배지는 2.5% 맥아 추출물에 2%(w/v) 아가(agar)를 첨가한 배지를 pH 6.0으로 조절하여 사용하며, 3개월 주기로 계대배양하여 냉장보관하는 것이 바람직하다.
또한, 배양용 배지는 태백보리 품종을 이용하여 17℃, 상대습도 80%에서 싹이 2㎜될 때까지 발아시켜 천일 건조한 것을 배지원료로 사용하는 것이 바람직하다.
그리고, 건조된 엿기름은 4배의 증류수를 첨가하여 60℃에서 6시간 동안 당화한 후 11 Brix°, pH 6.0으로 조절한 것을 사용하며, 시험관(Φ21㎝ x 21㎝)에 50㎖ 씩 분주하여 살균한 후 배지를 종배양용 배지로 사용한다.
<실시예2>
실시예 2에서, 실시예 1에 의해 결정된 맥아즙 배지에 대하여 뽕나무 버섯 균사체 생산의 최적 조건을 구하는 실험을 행한다.
이를 위해, 맥아즙 배지의 농도를 달리하여 pH 6.0, 25℃에서 14일 동안 배양시킨 후 건조균체량을 측정하였다.
도 2는 본 발명의 제 2실시예에 있어서, 맥아즙 배지의 농도를 달리한 경우 건조균체량을 나타낸 그래프이다.
도 2에 나타내 보인 것과 같이, 맥아즙 배지의 농도 11 Brix°보다 15 Brix°에서 건조 균체량이 가장 우수하였으며, 그 이상의 농도에서는 오히려 억제 효과를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 제 2실시예에 있어서, 15 Brix°맥아즙 배지에서 pH를 가변시킬 때, 배양기간에 따른 건조 균체량을 나타낸 그래프이다.
도 3에 나타내 보인 것같이, pH 5.5와 pH 6.0에서는 흡사한 경향을 보인 반면, pH 5.0에서는 현저한 증식 억제를 보인다. 따라서, pH 5.5 ~ 6.0 및 배양기간 14 ~ 17일에서 뽕나무 버섯 균사체 생산이 가장 양호한 것을 알 수 있다.
도 4는 뽕나무 버섯 균사체 생산을 위해 온도를 21 ~ 29 ℃, pH를 5.0 ~ 7.0 및 배양기간을 10 ~ 18일로 각각 달리하여 균사체 생산 최적조건을 위한 반응표면 실험계획법을 실행하여 균사체 생산에 미치는 영향을 검토한 그래프이다.
도 4에 나타내 보인 것같이, 온도, pH, 배양기간의 배양 조건을 변화시킬 때, 23℃ 미만, 29℃ 이상의 온도와 5.0이하와 7.0 이상의 pH에서는 뽕나무 버섯 균사체 생육이 현저하게 저하된 반면, 25 ~ 27 ℃, pH 5.5 ~ 6.0 및 배양기간 14 ~ 17일에서 뽕나무 버섯 균사체 생산이 가장 양호한 것을 나타낸다.
특히, pH 5.5 ~ 6.0범위에서 pH 변화에 대해서는 둔감하게 작용한 반면 온도와 배양기간의 변화가 뽕나무 버섯 균사체 생산에 민감하게 작용함을 나타내고 있다.
결론적으로, 맥아즙 배지에서 뽕나무 버섯균 균사체 생산을 위한 적정 조건은 맥아즙 농도 15 Brix°이었으며, 온도, pH, 배양기간의 조건을 반응표면분석법에 의해서 실행한 결과, 통계적으로 25.9 ℃, pH 5.72, 배양기간 15.22일에서 최대 예측치 3.04g/50㎖가 얻어진다.
<실시예 3> - 각종 천연물 추출액을 첨가하는 시험
실시예 1 및 실시예 2를 통하여 뽕나무 버섯 균사체는 높은 생산 수율을 보이는 반면, 생리활성 면에서는 큰 효과를 나타내지 않았다.
따라서, 실시예 3에서는 생산용 배지에서 균사체의 기능적 특성을 향상시키기 위해 국내에서 약용 및 식용으로 이용되는 각종 기능성 소재(즉, 천연물 추출액)들의 첨가가 균사체 생산에 미치는 영향을 조사한다.
도 5는 11 Brix° 맥아즙 배지에 1 ∼ 5%농도로 각종 천연물 추출액을 첨가한 뒤, 첨가된 천연물 추출액이 뽕나무 버섯 균사체 생산에 미치는 영향을 나타내는 그래프이다.
그 결과 대부분의 천연물 추출액의 첨가는 균사체 생산에 큰 영향을 주지 않았으나 가시오갈피 가지, 옻피 처리시 증식이 약간 억제되었다. 특히, 인삼첨가구에서는 현저한 증식 억제를 보였다.
다음은 본 발명에 따른 뽕나무 버섯 균사체 생산방법에 대하여 설명한다.
도 6은 본 발명에 따른 뽕나무 버섯 균사체 생산방법의 실시예의 플로우도이다.
먼저, 맥아즙 배지를 준비한다(단계 S502).
보관용 배지는 2.5% 맥아 추출물에 2%(w/v) 한천을 첨가한 배지를 pH 6.0으로 조절하여 사용한다.
배양용 배지는 태백보리 품종을 이용하여 17℃, 상대습도 80%에서 싹이 2㎜될 때까지 발아시켜 천일 건조한 것을 배지원료로 사용한다.
건조된 엿기름은 4배의 증류수를 첨가하여 60℃에서 6시간 동안 당화한 후 11브릭스, pH 6.0으로 조절한 것을 사용한다.
그리고, 준비된 맥아즙 배지에 뽕나무 버섯 균사체 생산을 위한 적어도 온도, pH, 배양기간 등의 생산조건을 조정한다(단계 S504).
여기서, 생산조건은 온도 25 ~ 27 ℃, pH 5.5 ~ 6.0 및 배양기간 14 ~ 17로 조정한다.
더 바람직하게는 25.9 ℃, pH 5.72, 배양기간 15.22일에서 최대 예측치 3.04g/50㎖가 얻어진다.
조정된 조건에 따라서 맥아즙 배지에 뽕나무 버섯균을 균주로서 사용하여 뽕나무 버섯 균사체를 배양한다(단계 S506).
본 발명에 의하면, 뽕나무 버섯균사체 대량 생산이 가능한 뽕나무 버섯 균사체 생산방법 및 그 배지 조성물을 제공하는 것이 가능하게 된다.
도 1은 본 발명의 제 1실시예에 따라서, 각종 다른 배지에서 뽕나무 버섯균 배양의 시간경과에 따른 건조균체량을 나타낸 그래프이다.
도 2는 본 발명의 제 2실시예에 있어서, 맥아즙 배지의 농도를 달리한 경우 건조균체량을 나타낸 그래프이다.
도 3은 본 발명의 제 2실시예에 있어서, pH를 가변시킬 때, 배양기간에 따른 건조 균체량을 나타낸 그래프이다.
도 4는 본 발명의 제 2실시예에 있어서, 11 Brix° 맥아즙 배지에 1 ∼ 5%농도로 각종 천연물 추출액을 첨가한 뒤, 첨가된 천연물 추출액이 뽕나무 버섯 균사체 생산에 미치는 영향을 나타내는 그래프이다.
도 5는 뽕나무 버섯 균사체 생산을 위해 온도를 21∼29℃, pH를 5.0∼7.0, 배양기간을 10∼18일로 각각 달리하여 균사체 생산 최적조건을 위한 반응표면 실험계획법을 실행하여 균사체 생산에 미치는 영향을 검토한 그래프이다.
도 6은 본 발명에 따른 뽕나무 버섯 균사체 생산방법의 실시예의 플로우도이다.

Claims (8)

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  4. 건조된 엿기름에 4배의 증류수를 첨가하여 60℃에서 6시간 동안 당화한 후 11 Brix°, pH 6.0으로 조절한 것을 특징으로 하는 뽕나무 버섯 재배용 배지 조성물.
  5. 건조된 엿기름에 4배의 증류수를 첨가하여 60℃에서 6시간 동안 당화한 후 11 Brix°, pH 6.0으로 조절함으로써 뽕나무 버섯 재배용 배지를 형성하는 단계;및
    상기 배지에 뽕나무 버섯 균주를 접종하여 pH 5.5 ~ 6.0 에서, 25 ~ 27 ℃ 내외의 상온에서, 14 ~ 17일 동안 배양하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 뽕나무 버섯의 재배 방법.
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