본 발명은 홍삼의 부산물인 홍삼박을 비롯한 톱밥류, 맥반석, 칼슘 등이 혼합된 버섯의 배지 조성물을 이용함으로서 인삼이 함유하고 있는 사포닌의 일반적인 함량보다 더 많은 사포닌을 함유하는 버섯을 재배할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 사포닌 함유 버섯 재배용 배지 조성물에 관한 것이다.
본 발명에서 적용 가능한 버섯류로는 새송이버섯, 느타리버섯 중에서 어느 한 종을 선택하여 재배할 수 있다.
본 발명의 사포닌 함유 버섯 재배용 배지 조성물은 미송 톱밥 20.0 내지 45.0 중량%, 버드나무 톱밥 10.0 내지 20.0 중량%, 참나무 톱밥 4.0 내지 10.0 중량%, 소맥피 5.4 내지 25.0 중량%, 미강 10.0 내지 15.0 중량%, 홍삼박 0.12 내지 0.20 중량%, 맥반석 0.12 내지 0.20 중량%, 칼슘 0.3 내지 0.4 중량%, 흑설탕 0.06 내지 0.10 중량%, 물 25.0 내지 30.0 중량%를 포함하여 사포닌을 함유하는 버섯을 재배할 수 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하여 재배되는 버섯은 그 사포닌 성분의 함량이 일반 6년근 수삼에 함유되어 있는 사포닌 성분의 함량인 7.98mg/g보다 훨씬 많은 12.2mg/g까지 함유할 수 있다는데 그 특징이 있으며, 본 발명에 의하여 재배되는 버섯의 사포닌 성분의 함량은 7.98 내지 12.2mg/g이 바람직하다. 사포닌 성분의 함량이 상기 함량의 범위보다 낮을 경우에는 수삼에 비해 사포닌 성분의 약효가 떨어지기 때문이며, 상기 함량의 범위보다 높을 경우에는 사포닌 성분의 항균작용에 의해 버섯균류가 사멸하기 때문이다.
상기의 미송 톱밥은 양질의 조밀한 목질 섬유가 포함되어 있기 때문에 자체가 목질섬유 분해균인 버섯이 생육하기에 대단히 적합하다. 그 사용량은 20.0 내지 45.0 중량%가 바람직한데, 사용량이 20.0 중량% 미만이 되면, 목질 섬유의 성분이 부족하기 때문에 버섯이 충분히 생육할 수 없는 조건이 되고, 함량이 45.0 중량%를 초과하더라도 버섯의 생육이 더욱 좋아지지는 않는다.
그리고 버드나무 톱밥은 미송보다는 육질이 부드럽고, 버섯 재배용 배지의 수분 유지와 공극의 형성에 의한 공기 유통이 원활하도록 하는 역할을 하며, 그 사용량은 10.0 내지 20.0 중량%이 바람직한데, 그 사용량이 10.0 중량% 미만이 되면, 버섯 재배용 배지의 함유 수분이 일정하게 유지되어 지지 않을 뿐만 아니라 공기의 유통이 원활하지 못하기 때문에 버섯의 생육이 저하되고, 그 사용량이 20.0 중량%를 초과하게 되면, 버섯 재배용 배지 내에서 많은 수분을 함유할 뿐만 아니라 배지 내에 형성된 많은 기공에 의해 도리어 버섯의 생육을 저하시키게 된다.
또한 참나무 톱밥은 탄닌성분을 가지고 있기 때문에 재배된 버섯의 맛과 향을 높여주는 역할을 한다. 그 사용량은 4.0 내지 10.0 중량%가 바람직한데, 그 사용량이 4.0 중량% 미만이 되면, 버섯의 맛과 향을 충분히 낼 수 없으며, 그 사용량이 10.0 중량%를 초과하더라도 더 이상의 버섯의 향과 맛을 증가시키지는 않는다.
상기와 같은 톱밥은 배지의 기본 재료로 사용되며, 수분과 산소를 공급하는 역할을 하게 되고, 버섯이 성장하는데 알맞은 습도를 유지하는 역할을 한다.
그리고 소맥피는 그 주성분이 단백질로서 처음 버섯이 필때 초기 영양제의 역할을 하는데, 그 사용량은 5.4 내지 25.0 중량%가 바람직하며, 그 사용량이 5.4 중량% 미만이 되면, 버섯의 초기 발육이 부진하기 때문에 후기 성장이 떨어지게 되며, 그 사용량이 25.0 중량%를 초과하게 되면, 배지의 점도가 상승하여 배지 내의 공기 유통이 원활하지 못하므로 공기가 부족하게 되어 버섯의 성장이 저하된다.
또 미강은 그 주성분이 탄수화물로서, 생육에 필요한 양분이 전부 함유되어 있기 때문에 단기 생육의 재배용 첨가제로 사용하는데, 그 사용량은 10.0 내지 15.0 중량%가 바람직하며, 그 사용량이 10.0 중량% 미만이 되면, 탄수화물의 공급이 충분하지 못하기 때문에 버섯의 생육이 저하되고, 그 사용량이 15.0 중량% 초과하더라도 버섯의 생육을 촉진시키지는 않는다.
홍삼박은 홍삼 가공식품 제조 후에 남는 찌꺼기의 부산물로서 사포닌 성분이 포함되어 있기 때문에 버섯 재배시 사포닌 성분의 공급원 역할을 한다. 홍삼 사포닌은 약성이 온화하고 당연히 독성이 없을 뿐만 아니라 용혈작용이 거의 없으며, 타 식물에서 발견되는 사포닌과 화학구조가 다르다. 홍삼 사포닌은 다른 식물계 사포닌과 구별하기 위하여 인삼(Ginseng) 배당체(glycoside)란 의미로 진세노사이드(Ginsenoside) 라고 불리는데, 특히 항종양작용과 항피로작용과 정신안정작용 및 노화억제 작용 등 여러 가지 약리 작용을 갖는다.
홍삼은 수삼을 100℃에서 약 2~3시간 정도 쪄서 말린 것으로 가열에 의한 화학성분의 변화와 약리효과의 증대가 보고되어 있다. 인삼은 항산화 작용 등 여러 생리 활성의 효과가 있는데 대부분 백삼보다는 홍삼이 그 기능이 강한 것으로 알려져 있다.
홍삼에는 백삼에는 없는 몇 가지 새로운 사포닌이 들어 있으며 폴리 아세틸렌, 페놀성 성분 등의 비극성 성분의 함량이 백삼보다 높다. 이러한 홍삼의 특이 성분은 대부분 미량성분으로 비교적 최근에야 밝혀졌다. 백삼과 홍삼의 효능차이는 바로 이러한 홍삼에 미량 함유되어 있는 특이성분의 차이에서 오는 것으로 여겨지며, 최근 홍삼 특유의 여러 미량 사포닌 성분이 분리되어 그 구조가 규명되었는데 이들 성분은 홍삼 제조과정에서 가열에 의하여 수삼에 존재하던 인삼 사포닌이 탈말로닐화(Demalonylation), 이성질화(Isomerization), 가수분해(Hydrolysis), 탈수(Dehydration) 등의 과정을 거치면서 생성된 것이다.
이러한 홍삼의 특이(特異) 사포닌 성분은 매우 유용한 효과가 있는 것으로 알려져 있다.
홍삼박의 사용량은 0.12 내지 0.20 중량%가 바람직한데, 그 사용량이 0.12 중량% 미만이 되면, 버섯 재배용 배지 내에 추출되는 사포닌 성분의 농도가 낮아지기 때문에 재배 버섯에 충분한 양의 사포닌을 공급할 수 없게 되고, 그 사용량이 0.20 중량% 초과하게 되면, 버섯 재배용 배지 내에 추출되는 사포닌 성분의 농도가 높아져 재배 버섯에 과량의 사포닌이 공급되기 때문에 사포닌 성분의 항균작용에 의해 버섯 균류가 사멸하게 된다.
또 맥반석은 상기 홍삼박에 함유되어 있는 사포닌의 추출을 도와주는 역할을 하며, 그 사용량은 0.12 내지 0.20 중량%가 바람직하다. 그 사용량이 0.12 중량% 미만이 되면, 홍삼박에 함유되어 있는 사포닌 성분의 추출이 충분하지 못하고, 그 사용량이 0.20 중량% 초과하게 되면, 사포닌 성분의 추출이 원활해져 과량의 사포닌이 버섯에 공급되기 때문에 사포닌 성분의 항균작용에 의해 버섯균류가 사멸하게 된다.
칼슘은 버섯의 신선도와 그리고 입안에서 씹을 때 아삭거릴 수 있도록 육질의 강도를 유지시켜주는 역할을 하며, 그 사용량은 0.3 내지 0.4 중량%가 바람직하다. 그 사용량이 0.3 중량% 미만이 되면, 버섯의 신선도와 육질의 강도가 저하되며, 그 사용량이 0.4 중량%를 초과하게 되면, 버섯의 강도가 너무 높아지기 때문에 육질이 질겨 식용으로는 부적합하게 된다.
흑설탕은 버섯 배지 속에 함유되어 있는 영양분의 공급의 지속성을 유지시켜주는 융화제 역할을 하며, 그 사용량은 0.06 내지 0.10 중량%가 바람직하다. 그 사용량이 0.06 중량% 미만이 되면, 배지에 함유되어 있는 영양분이 지속적으로 재배 버섯에 공급되지 못하기 때문에 버섯의 성장이 떨어지게 되고, 그 사용량이 0.10 중량%를 초과하게 되면, 단시간에 과잉의 영양분이 공급되어 버섯이 성장되기 때문에 적정량의 사포닌 성분을 버섯이 흡수할 수 없게 된다. 본 발명에서는 영양분의 공급의 지속성을 유지시켜주는 융화제로서 흑설탕 대신 백설탕 또는 갈색설탕을 사용해도 좋다.
또한 물은 재배 버섯의 성장을 돕기 위해 수분을 공급하는 역할을 하는데, 그 사용량은 25.0 내지 30.0 중량%가 바람직하다. 그 사용량이 상기 사용량의 범위를 벗어날 경우로 재배 버섯에 공급되는 수분의 함량이 부족할 때는 재배 버섯의 생육이 저하되며, 과량의 수분이 버섯에 공급될 때는 버섯의 육질이 물러질 뿐만 아니라 버섯의 맛과 향기가 희석되어 그 맛을 잃게 된다.
본 발명에 따른 사포닌 함유 버섯은 본 발명의 버섯 재배용 배지 조성물을 이용하여 다음과 같이 통상적인 방법에 의해 재배되어진다.
1 단계 : 톱밥과 홍삼박 및 영양제류 혼합물의 제조
먼저 버섯 재배용 배지 조성물 전체 사용량에 대해 미송 톱밥 20.0 내지 45.0 중량%, 버드나무 톱밥 10.0 내지 20.0 중량%, 참나무 톱밥 4.0 내지 10.0 중량%, 소맥피 5.4 내지 25.0 중량%, 홍삼박 0.12 내지 0.20 중량%, 맥반석 0.12 내지 0.20 중량%, 칼슘 0.3 내지 0.4 중량%, 흑설탕 0.06 내지 0.10 중량%을 첨가하여 골고루 잘 혼합시켜 배지 조성물을 제조한다.
2 단계 : 배지 조성물의 숙성 및 살균
상기 1 단계에서 제조한 배지 조성물을 뒤집기와 물주기를 반복하여 배지 조성물 전체 사용량에 대한 물이 25.0 내지 30.0 중량%가 되도록 100~121℃에서 4~6시간 동안 숙성 및 살균한다.
3 단계 : 종균 접종
상기 2 단계에서 제조된 배지 조성물을 살균 소독한 배양병 내에 충진 시킨 후 냉각하여 종균 접종을 한다.
4 단계 : 배양
상기 3 단계에서 종균 접종이 완료되면 즉시 배양병을 배양실로 옮겨 배양실 내의 온도를 배양 초기에는 15~16℃로 유지하고, 배양 후기에는 20~22℃로 유지 관리한다. 이때 배양실의 실내습도는 60 내지 70% 정도 유지하고 환기는 배양실 내에는 무균 상태를 유지시키며, 30 내지 35일간 배양시키게 된다.
5 단계 : 생육
상기 4 단계에서 발이 후 억제를 시킨 다음 배양 병을 생육실로 이동하여 버섯의 상품화를 위하여 건조하게 관리하고, 생육의 경우 이산화탄소 농도를 2,000ppm이상, 4,000ppm이하로 관리하여 정상적인 버섯을 생산할 수 있다.
(실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 3)
실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 3은 아래 [표 1]과 같은 배지 조성물에서 새송이 버섯의 일반적인 재배 과정으로 종균을 접종하여 배양시킨 후 생육 과정을 거쳐 수확한 것을 사용하였으며, 각각의 사포닌 함량의 측정 결과를 평균하여 [표 2]에 나타내었다. 일반 수삼은 4년근의 사포닌 함량 6.54mg/g이고, 6년근의 사포닌 함량이 7.98mg/g(고려인삼학회지, 11-1호, 1987년 발간)이다.
[표 1]
구 분 |
실시예 |
비교예 |
1 |
2 |
3 |
1 |
2 |
3 |
미송 톱밥 |
45 |
30 |
20 |
30 |
30 |
32 |
버드나무 톱밥 |
10 |
15 |
10 |
15 |
15 |
10 |
참나무 톱밥 |
4 |
8 |
10 |
8 |
8 |
8 |
소맥피 |
5.4 |
9.3 |
19.1 |
10 |
12.55 |
2.7 |
미강 |
10 |
12 |
15 |
11.9 |
14 |
15 |
홍삼박 |
0.12 |
0.16 |
0.2 |
0.1 |
0.12 |
0.3 |
맥반석 |
0.12 |
0.16 |
0.2 |
- |
0.08 |
0.3 |
칼슘 |
0.3 |
0.3 |
0.4 |
- |
0.2 |
0.5 |
흑설탕 |
0.06 |
0.08 |
0.1 |
- |
0.05 |
0.2 |
물 |
25 |
25 |
25 |
25 |
20 |
31 |
[표 2]
구 분 |
실시예 |
비교예 |
1 |
2 |
3 |
1 |
2 |
3 |
사포닌 (㎎/g) |
11.6 |
11.9 |
12.2 |
5.2 |
7.4 |
14.8 |
상기 사포닌 성분의 함량 측정은 식품공전의 인삼제품류 시험방법과 동일하게 실험하였다.
- 시험방법 : 인삼성분
검체 1∼2g을 정밀히 달아 삼각플라스크에 넣고 물 60ml에 녹여 분액깔때기에 옮기고 에테르 60ml로 씻은 다음 물층을 물포화 부탄올 60ml로 3회 추출한다.
추출액을 모두 합쳐서 물 50ml로 씻는다. 물포화 부탄올층을 미리 항량으로 한 농축플라스크에 옮겨 감압 농축한 후 105℃에서 20분간 건조하고, 다시 데시케이타에서 30분간 식혀 무게를 달아 다음 식에 따라 인삼성분(조사포닌)의 양을 구한다.
A : 물포화 부탄올층을 농축 건조한 후의 플라스크의 무게(mg)
B : 항량으로 한 빈 플라스크의 무게(mg)
S : 검체의 채취량(g)
다만, 인삼성분과 유사한 성분의 혼입을 확인하기 위해서는 무게를 단 후의 농축액을 메탄올에 녹여 아래와 같은 조건으로 측정한다.
(고속액체크로마토그래피의 측정조건 예)
- 칼럼 : 탄수화물 분석용
- 용매 : 아세토니트릴, 물, 부탄올(80:20:15)
- 검출기 : RI
상기 [표 2]의 결과에 따르면, 실시예 1 내지 3의 사포닌의 함량은 각각 11.6mg/g, 11.9mg/g 및 12.2mg/g으로 일반 수삼에 비해 사포닌 함량이 높으며, 비교예 1의 경우에는 배지에 홍삼박이 첨가되어 있음에도 불구하고, 다른 비교예에 비해 사포닌 함량이 낮은 것은 맥반석을 첨가하지 않음에 따라 홍삼박으로부터 사포닌 성분이 충분히 추출되지 않았음을 알 수 있으며, 비교예 2의 경우에는 맥반석을 배지에 첨가함에 따라 홍삼박으로부터 사포닌 성분의 추출이 용이하여 비교예 1에 비해 사포닌의 함량이 높으나 여전히 일반 수삼 6년근이 함유하고 있는 사포닌 함량에 비해 낮으며, 비교예 3의 경우에는 홍삼박과 맥반석을 과량 첨가함에 따라 사포닌 함량은 높으나 생육 재배한 버섯균류가 출하 시기 전에 사멸한 것이 확인되었다.