KR100736882B1

KR100736882B1 - 아스파르트산을 이용한 셀레늄 고함유 표고버섯 및백화고의 재배방법

Info

Publication number: KR100736882B1
Application number: KR1020060125668A
Authority: KR
Inventors: 이광륜; 김영진; 조장옥
Original assignee: (주)한국셀고농산; 김영진; 조장옥
Priority date: 2006-12-11
Filing date: 2006-12-11
Publication date: 2007-07-09

Abstract

본 발명은 아스파르트산을 이용한 셀레늄 고함유 표고버섯 및 백화고의 재배방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 1종 이상의 셀레늄공급원과 버섯 내 셀레늄 축적을 유도하는 아스파르트산을 함유하는 종균배양용 고체, 액체 배지 조성방법 및 배양방법, 봉지 배지 제조단계, 본 배양 시 셀레늄을 함유시키는 셀레늄 혼합방법, 셀레늄을 함유하는 표고버섯의 백화고 생성단계를 포함하는 셀레늄 함유 백화고 표고버섯 재배방법 및 한번 사용된 배지를 셀레늄과 특정 아미노산 등 무·유기 영양액에 자연침수하여 계속적으로 셀레늄 고함유 표고버섯 및 백화고 표고버섯을 생산하는 방법이 제공된다.

표고버섯, 종균, 액체배양, 셀레늄, 봉지 배지, 백화고

Description

아스파르트산을 이용한 셀레늄 고함유 표고버섯 및 백화고의 재배방법{The cultivating method of Lentinus edodes containing high content of Selenium using aspartic acid}

도 1은 침수 방법을 이용하여 배지를 재사용한 경우의 표고버섯 수량을 나타낸 그래프이다.

도 2는 본 발명에 따라 바람직한 셀레늄 함유 표고버섯의 재배방법을 나타낸 공정도이다.

도 3은 본 발명에 따라 바람직한 셀레늄 함유 백화고 표고버섯 재배방법을 나타낸 공정도이다.

본 발명은 아스파르트산을 이용한 셀레늄 고함유 표고버섯 및 백화고의 재배방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 셀레늄 공급원과 유기태 셀레늄 축적을 유도하는 특정 아미노산을 함유하는 종균배양용 고체, 액체 배지 조성방법 및 배양방법, 봉지모양의 배지제조단계, 본 배양시 1종 이상의 셀레늄을 함유시키는 셀레늄 혼합방법, 셀레늄을 함유하는 표고버섯의 백화고 생성단계를 포함하는 셀레늄 함유 백화고 표고버섯의 재배방법 및 한번 사용된 배지를 셀레늄과 특정 아미노산이 포함된 무·유기 영양액에 자연침수하여 계속적으로 셀레늄 고함유 표고버섯 및 백화고 표고버섯을 생산하는 방법에 관한 것이다.

표고(瓢菰: Pyogo, 학명 : Lentinula edodes ( Berk.) Pegler)는 송이과(Tricholomataceae) 표고屬(Lentinula)에 속하는 버섯으로, 예로부터 향심(香梁), 마고(磨菰), 참나무버섯 등 여러 가지의 이름으로 불리어 왔으며, 맛이 뛰어나 송이 및 능이와 더불어 우리 나라의 3대 주요 식용 버섯으로 취급되어 왔다.

표고버섯은 다른 버섯과 달리 중간온성(최적온도 22-28℃, 최고 32℃)의 생육조건을 가지며, 갓은 직경 4∼10cm 다갈색으로 처음에는 둥글고, 가장자리가 안쪽으로 말리지만, 더 커질수록 평평해진다. 육질은 단단하고 희며, 마르면 표고버섯 특유의 향이 강해진다. 주름은 가늘고 흰색이다. 줄기는 흰색이나 다갈색 섬유질로서 질기다. 표고버섯은 봄, 여름, 가을에 걸쳐 참나무류(상수리나무, 신갈나무, 졸참나무 등)나 서나무, 밤나무 등 활엽수의 죽은 나무나 죽은 가지에서 발생하나, 일찍부터 인공재배에 대한 시도가 이루어진 버섯이다.

표고버섯은 건강식으로 약 20 여년 전부터 영양적 가치와 약효에 대한 연구가 시작되었으며, 지금은 비만, 고혈압, 당뇨병, 동맥경화 등의 성인병을 예방하고, 암세포의 증식을 억제하는 작용이 있는 것으로 인정되었고, 각종 미네랄과 식이섬유를 포함한 저칼로리의 건강식품이라는 것이 밝혀져 있다.

현대인들은 고도의 산업화에 따른 환경오염과 과다한 스트레스에 노출되어 있으며, 식생활과 생활습관의 변화는 우리 몸의 항산화 물질의 불균형을 초래하여, 주요 성인병과 암의 발생을 급격히 증가시키고 있다. 따라서 현대인들은 각종 스트레스와 질병을 예방하고자, 건강보조식품을 섭취하거나, 영양소나 기능성물질을 기존의 농축산물에 함유시켜 이용하고자하는 노력이 많이 시도되고 있다. 대표적인 예로 오메가 계란, 요오드를 강화한 옥도란, CLA(공액화 리놀레산)를 강화한 강화 계육, 글로코사민유도체급여돈육 및 셀레늄 강화 계란 등이 생산되고 있다.

현재 외국에서는 천연 항산화제인 셀레늄을 다양한 식품원료에 공급하여 암 및 성인병 예방에 이용하고 있다.

셀레늄(원자번호 34, 기호 Se, 원자량 78.9)은 1871년 스웨덴에서 처음 발견된 미량원소로, 항산화 작용뿐만 아니라 갑상선 호르몬의 활성화 및 세포의 산화환원에 관여하는 여러 가지 셀레늄함유 단백질의 구성성분이며, 일반적으로 황아미노산에서 황의 위치에 셀레늄이 치환되어 합성되는 유기태 셀레늄(SeMet, SeCys, SeCys₂)이 체내에서 항산화작용, 항암작용 등 여러 효능을 보이는 것으로 보고되고 있다. 성인의 셀레늄 권장 섭취량은 40ug/day이며, 신체 내에서 셀레늄 부족 시에는 두뇌와 심장의 근육에 이상을 유발시킨다고 알려져 있다.

이에 본 발명자들은 상기와 같은 점들을 감안하여, 기존의 셀레늄을 첨가한 단순배지에서 버섯을 생산하여 백화현상을 유도하는 기술과 크게 다른 방법으로, 셀레늄과 셀레늄 원을 함유한 종균배양용 특수 고체나 액체 배지에서 종균배양을 실시한 후 셀레늄과 셀레늄원이 함유된 봉지 배지에서 버섯을 배양할 경우 전체 셀레늄 함량과 생체 기능성이 높은 유기태 셀레늄 함량이 더욱 높은 버섯을 생산할 수 있음을 확인하였고, 버섯생산 후 셀레늄이 함유된 유·무기성분액에 침수를 통해 7회 정도의 안정된 셀레늄함유 표고버섯을 생산할 수 있음을 확인하였으며, 백화고 유도에 있어서, 하우스 내부 온도 10±3℃, 습도 75±5% 정도로 유지하다가 열풍을 이용하여 온도 35∼40℃, 습도 40% 정도로 3시간 동안 급격하게 환경 변화를 주어 갓 표면을 건조시켜 갈라짐을 유도 한 뒤, 다시 온도 5∼10℃, 습도 75±5%로 변경시키는 급격한 온도와 습도의 변화를 1∼3회/1일, 7일간을 반복하여 백화고를 유도하는 셀레늄 함유 백화(白花)고(건표고버섯)의 재배방법을 완성하게 되었다.

따라서 본 발명의 목적은 셀레늄원이 함유된 배지조성물, 재배방법, 이를 이용하여, 셀레늄 성분이 전이된 표고버섯을 생산하는 것에 있으며, 제품의 고부가가치를 유도하기 위하여 후처리 과정을 통한 셀레늄 함유 백화고를 형성하고, 사용된 배지를 셀레늄 함유 용액에 침수시킴으로써, 7회까지 연속적으로 표고 및 백화고를 생산하는데 있다.

본 발명은 셀레늄과 아스파르트산을 함유한 종균배양용 특수 고체나 액체 배지에서 종균배양을 실시하면서 셀레늄을 종균에 1차 전이시킨 후 셀레늄과 셀레늄원이 함유된 봉지 배지에서 버섯을 배양하여 2차 전이시켜 전체 셀레늄 함량과 생체 기능성이 높은 유기태 셀레늄 함량이 더욱 높은 셀레늄 표고버섯을 생산하고, 버섯생산 후 셀레늄과 아스파르트산이 함유된 유·무기 성분액에 24시간 침수를 통해 7회 정도의 안정된 셀레늄함유 표고버섯을 생산하며, 백화고 유도에 있어서, 하 우스 내부 온도 10±3℃, 습도 75±5% 정도로 유지하다가 열풍을 이용하여 온도 35∼40℃, 습도 40% 정도로 3시간 동안 급격하게 환경 변화를 주어 갓 표면을 건조시켜 갈라짐을 유도 한 뒤, 다시 온도 5~10℃, 습도 75±5%로 변경시키는 급격한 온도와 습도의 변화를 1∼3회/1일, 7일간을 반복하는 과정을 거처 기존의 갈색 표고와 비교하여 외관상 큰 차이를 보이며, 미적 효과를 높인 고품질, 고부가가치의 셀레늄 함유 백화고 표고버섯을 생산함에 목적이 있다. 또한 기존의 원목을 이용한 버섯생산과 달리 봉지 배지 제조를 통해 작업효율성 및 공간활용을 최적화하였다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 표고버섯 및 백화고 재배방법에 있어서, (a) 표고균을 0.01∼0.05 ppm의 셀레늄과 5∼10 ppm의 아스파르트산이 함유된 고체 배지나 액상 배지에서 2∼3일 동안 배양하는 종균 배양 단계; (b) 상기 (a) 단계에서 종균 배양된 배양물을 0.01∼0.05 ppm의 셀레늄과 5∼10 ppm의 아스파르트산이 함유된 고체 배지에 접종하여 표고버섯 갓의 직경이 2∼4cm가 될 때까지 배양하는 본 배양 단계; 및 (c) 상기 (b) 단계 완료 후, 표고버섯을 수확하고 남은 고체 배지를 0.05∼0.1ppm의 무기 셀레늄과 10∼20 ppm의 아스파르트산이 혼합된 침수액에 16∼24 시간 동안 침지하고 배지의 수분함량이 적어도 75%가 되게 하여, (b) 단계의 본 배양 고체 배지로 1∼7번을 재활용하는 단계; 를 포함하여 이루어지는 아스파르트산을 이용한 셀레늄 고함유 표고버섯 및 백화고의 재배방법을 제공한다.

또한, 상기 (a) 단계는 먼저 액상 배지에서 2∼3일 동안 배양한 후, 0.01∼0.05 ppm의 셀레나이트(selenite) 용액과 5∼10 ppm의 아스파르트산를 배지에 첨가하여 종균 배양을 수행하는 것을 특징으로 한다.

아울러, 상기 액상 배지는 물 1L 기준으로 글루코스 50g, 펩톤 2.5g, 효모 추출물 2.5g, 인산칼륨(KH₂PO₄) 1.0g, 황산마그네슘(MgSO₄·7H₂0) 0.5g, 염화칼슘(CaCl2·2H₂0) 0.5g, 황산철(FeSO₄·6H₂0) 10mg, 염화망간(MnCl₂) 7.2mg 및 염화아연(ZnCl₂) 4mg을 포함하여 이루어지는 배지인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 (a) 단계의 고체 배지는 참나무 톱밥 60∼70 중량%, 도토리박 15∼25 중량%, 미강 10∼20 중량%, 불석 1∼5 중량%, 탄산칼슘 0.5∼1.5 중량% 및 설탕 1∼2 중량%를 포함하여 이루어지는 배지인 것을 특징으로 한다.

아울러, 상기 (b) 단계의 고체 배지는 참나무 톱밥 60∼80 중량%, 도토리박 5∼15 중량%, 미강 10∼20 중량%, 불석 1∼5 중량%, 탄산칼슘 0.5∼1.0 중량% 및 설탕 0.1∼1 중량%를 포함하여 이루어지는 배지인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 (b) 단계에서 표고버섯 갓의 직경이 2∼4cm로 성장하면, 내부 온도 10±3℃ 및 습도 75±5%를 유지하다가 열풍을 이용하여 내부 온도 35∼40℃, 습도 35∼40%로 2∼4시간 동안 급격하게 변화를 주어 표고버섯 갓 표면을 건조시켜 갈라짐을 유도한 다음, 다시 내부 온도 5∼10℃, 습도 70∼80%로 낮춰서 급격하게 변화를 주는 환경 변화를 1일 기준으로 1∼3 번을 반복하여 7일 동안 수행하여 표고버섯이 갈색에서 백색으로 변하게 하는 것을 특징으로 한다.

아울러, 상기 셀레늄은 무기 셀레늄, 유기 셀레늄 및 이들의 혼합물에서 선택된 것임을 특징으로 한다.

이때, 본 발명에서 사용하는 무기 셀레늄, 유기 셀레늄 및 이들의 혼합물을 사용할 수 있다. 여기서 무기태 셀레늄은 셀레늄을 함유하는 무기 화합물을 말하는 것으로 셀레나이트(selenite), 구체적으로 소듐 셀레나이트(Na₂SeO₃) 등을 사용하고, 유기태 셀레늄은 세포내에서 함황 아미노산인 메치오닌과 시스테인이 생합성 시, 황의 위치에 셀레늄이 치환되어 생성되는 셀레노메티오닌(selenomethionine)이나 셀레노시스테인(selenocystein)을 사용한다. 하지만, 상술한 구체적인 셀레늄으로 본 발명의 셀레늄이 국한되는 것은 아니다.

또한, 본 발명에서 사용하는 아스파르트산(Aspartic acid)은 열에 약하기 때문에, 배지 멸균 시 다른 구성성분과 함께 멸균하지 않고 배지가 식은 다음에 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다.

이하, 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.

이때, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가진다.

또한, 종래와 동일한 기술적 구성 및 작용에 대한 반복되는 설명은 생략하기로 한다.

본 발명에서 사용하는 참나무 톱밥은 톱밥의 입자 크기가 1mm 이하인 고운 것과 2∼5mm 정도의 굵은 것을 1:1로 혼합한 톱밥을 사용하는 것이 바람직하다. 이 는 입자가 너무 고우면 배지 내부의 통기성이 저하되어 균사의 생장속도가 느려지고 입자가 지나치게 굵은 경우에는 통기성이 우수하고 배양속도는 빨라지나 수분 흡수가 어려워 균사체가 톱밥을 분해하여 활용하는 시간이 늦어지므로 후기 배양속도가 느려지게 되기 때문이다.

그리고, 본 발명의 배지에서 사용하는 도토리박은 탄닌 성분을 제공하기 위해 사용하는데, 탄닌은 잡균의 발생과 생육을 억제하는 한편 표고균을 잘 자라게 하는 역할을 하기 때문이다.

본 발명은 기존의 참나무 원목재배에서 봉지재배 방식을 취함으로써, 공간을 절약하고, 작업의 효율성을 제고하며, 셀레늄이 함유된 영양소를 함유한 배지를 제조함으로써, 생산되는 표고버섯에 셀레늄이 함유되도록 하며, 이렇게 생산된 표고버섯을 열풍건조시켜 고급 백화고 표고버섯을 생성시켜 상품의 부가가치를 높이는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 배지제조 및 셀레늄 혼합단계, 종균배양단계, 버섯재배단계, 백화고 표고버섯생성단계 및 배지 재사용을 통한 생산성 확보로 구성되며, 본 발명에 따른 셀레늄 함유 표고버섯의 생성단계는 아래와 같다.

(1) 원균배양 및 보관단계

표고(Lentinula edodes (Berk.) Pegler)균은 무균상에서 Potato Dextrose Agar(Difco) 배지를 함유하는 페트리디쉬에 접종하고, 25℃의 항온기에서 3∼6일간 배양한 뒤, Potato Dextrose broth(Difco) 배지에 재 접종한 뒤, 25℃ 진탕배양기 에서 100~150rpm의 조건으로 3∼6일간 배양한 뒤, 수확하여, 50% 글라이세롤과 1:1로 혼합하여, -70℃의 초저온냉동고에 보관하여 원균으로 사용한다.

(2) 종균배양 단계

종균 배양은 셀레늄이 함유된 고체 배지와 액상 배지의 두 가지 형태가 가능하다. 이때, 고형 배지는 참나무 톱밥 60∼70 중량%, 도토리박 15∼25 중량%, 미강 10∼20 중량%, 불석 1∼5 중량%, 탄산칼슘 0.5∼1.5 중량% 및 설탕 1∼2 중량%를 포함하여 이루어지는 배지를 사용하는 것이 바람직하다. 이는 액상 배지에서 각 구성 성분의 사용 범위에서 최소량 미만을 사용하면 표고균의 균사체 생육이 저하되고 최대량을 초과하여 사용하면 오히려 표고균의 균사체 생육을 억제하기 때문에, 상술한 각 구성 성분의 사용범위 내에서 사용하는 것이 바람직하기 때문이다. 하지만, 본 발명에서는 상술한 고체 배지로 국한되는 것은 아니며, 표고균을 균사체로 배양할 수 있는 고체 배지라면 상술한 성분 이외의 다른 구성 성분으로 이루어지는 고체 배지를 사용해도 무방하다. 그리고, 고체 배지인 경우에는 0.01∼0.05 ppm의 셀레늄과 5∼10 ppm의 아스파르트산을 첨가하는 것이 바람직하다. 이는 셀레늄과 아스파르트산이 상술한 최소량 미만으로 사용하면 균사체에 셀레늄 축적이 미미하고 상술한 최대량을 초과하면 초과 첨가량 및 비용 증가에 비례하여 셀레늄 축적 효과가 증가하지 못하기 때문이다.

액상 배지의 경우에는 물 1L 기준으로 글루코스 50g, 펩톤 2.5g, 효모 추출물 2.5g, 인산칼륨(KH₂PO₄) 1.0g, 황산마그네슘(MgSO₄·7H₂0) 0.5g, 염화칼슘(CaCl2 ·2H₂0) 0.5g, 황산철(FeSO₄·6H₂0) 10mg, 염화망간(MnCl₂) 7.2mg 및 염화아연(ZnCl₂) 4mg을 포함하여 이루어진 배지를 사용하되 pH는 5∼6인 액상 배지를 사용하는 것이 바람직하다. 하지만, 본 발명에서는 상술한 액상 배지에 국한되는 것은 아니며, 표고균의 균사체를 배양할 수 있는 액상 배지라면 상술한 성분 이외의 다른 구성 성분으로 이루어지는 액상 배지를 사용해도 무방하다.

그리고, 종균 배양 시 먼저 상기 성분으로 이루어지는 액상 배지에 표고균을 접종하고 2∼3일을 배양한 후, 0.01∼0.05 ppm의 셀레나이트(selenite)과 5∼10 ppm의 아스파르트산(aspartic acid)를 첨가하여 종균 배양을 한다.

이는 일반적으로 메티오닌은 아스파르트산에서 호모세린을 거쳐 생합성되는데 생체 내에서 메치오닌의 활성화 효소와 ATP가 반응하여 S-아데노실메티오닌(활성메티오닌)이 되고, 이것이 알코올, 니코틴산 및 그 밖의 여러 가지 수용체에 메틸기를 전달한 후, 호모시스테인, 시스타티오닌을 거쳐 시스테인이 되는 생합성 과정을 거치므로, 셀레노메티오닌의 함량을 늘리기 위해서는 세포 내에서 S-아데노실메티오닌이 형성되기 전 단계(종균 배양 2∼3일 정도)에서 충분한 셀레늄이 공급되어야 하며 셀레늄과 경쟁 관계인 황을 배지에서 최소한으로 배제함으로써 세포 내 셀레노메티오닌의 축적을 유도해 내기 때문이다.

또한, 본 발명의 액상 배지에서 셀레나이트와 아스파르트산의 첨가 범위가 상술한 최소량 미만을 사용하면 상술한 효과가 미미하고 최대량을 초과하여 사용하면 사용량에 비례하여 균사체 내 셀레늄 축적 효과가 증가하지 않기 때문에, 상술 한 사용범위 내에서 사용하는 것이 바람직하다.

이와 같이 종균 배양단계에서부터 셀레늄을 첨가하면, 균사체 내 셀레늄 함량이 증가하게 되고 본 배양 및 생육단계를 거치면서 최종산물인 자실체에는 다량의 셀레늄을 함유하게 된다.

(3) 봉지 배지 제조 단계

상기 단계(2)에서 배양한 종균을 접종하여, 버섯을 수확할 배지를 제작하는 것으로 배지의 구성은 상기 단계 (2)의 고형 배지 조성과 유사하게 사용하되, 참나무 톱밥 60∼80 중량%, 도토리박 5∼15 중량%, 미강 10∼20 중량%, 불석 1∼5 중량%, 탄산칼슘 0.5∼1.0 중량% 및 설탕 0.1∼1 중량%를 포함하여 이루어지는 배지를 사용하는 것이 바람직하다. 그리고, 상기 고체 배지에 상기 단계 (2)에서 상술한 동량의 셀레늄와 아스파르트산을 첨가하여 배지 성분을 조제한다. 이는, 본 배양에서 설탕은 초기 균사의 생장을 촉진하나 무균 상태에서 배양하는 것이 아니기 때문에 푸른 곰팡이 등의 오염 발생을 줄이기 위하여 설탕의 사용량을 줄이고 표고 버섯의 자실체 성장에 필요한 참나무 톱밥의 사용량을 높이는 것이 표고버섯 재배에 바람직하기 때문이다.

그리고, 상술한 원재료를 완전히 혼합한 후에 물을 넣어서 수분을 맞추어야 하며, 이때 함수율은 60∼65%가 되도록 한다. 함수율이 조정된 배지는 P.P 봉지(폴리프로필렌 봉지)에 넣어 둥근 기둥형의 배지로 만드는데, 이때 사용되는 P.P봉지의 규격은 아래와 같다.

봉지 배지에 사용되는 P.P봉지는 기본적으로 통기구멍이 크고, 수가 많은 것을 사용한다. 봉지에 둥근 기둥형으로 배지를 넣은 후 가볍게 다져주는데, 너무 허술하게 넣으면 버섯수확량이 적어지고, 또 너무 단단하게 다져주면, 균사의 생장이 늦어진다. 따라서 버섯의 생산성을 높이고, 양질의 버섯을 얻기 위해서는 저온성은 약 3kg, 그리고 중저온성은 약 4kg의 배지를 제조한다. 이렇게 제조된 둥근 기둥형 배지의 크기와 무게는 아래와 같다.

(4) 배지 살균 및 접종 단계

상기 단계 (3)의 봉지 배지는 증기살균 방법으로 살균한다. 표고균 배양용 배지를 고압살균기에 넣고, 내부의 공기를 서서히 제거하면서 수증기를 넣어 멸균기 내부 전체가 수증기로 채워지도록 한다. 내부의 공기를 충분히 제거하지 않으면, 멸균기 내부에서 공기가 이동하게 되며, 설정된 살균조건이 멸균기 내부의 톱밥배지에 골고루 전달되지 않으므로, 반드시 내부의 공기를 모두 제거한다. 수증기가 모두 채워지게 되면, 내부의 압력을 1.0~1.2kg/cm²로 하여 118∼121℃의 고온에서 약 60∼90분간 살균한다. 살균이 끝난 배지는 뜨거울 때(배지 온도 85℃ 정도) 꺼내며, 무균실로 옮겨 배지 온도를 25℃이하로 식힌다. 접종하기에 가장 적합한 배지의 온도는 18℃ 내외이며, 접종량은 배지의 크기에 따라 다르지만, 약 10∼20g으로 한다. 종균을 고형으로 배양하였을 경우에는 접종기를 이용하여 종균의 회수 및 접종하며, 액상 종균의 경우에는 분주기를 이용하여 접종한다. 이때, 본 발명에서는 액상 종균의 경우 고형종균보다 생육이 왕성하고 균사체가 톱밥봉지에 고루 퍼지게 되어, 생육이 빠르고 균일하게 이루어질 수 있기 때문에 액상 종균을 접종하는 것이 바람직하다.

(5) 표고버섯 배양단계

표고균이 접종된 배지는 하우스에서 배양하는데, 주간에는 20~25℃, 야간에는 10~15℃, 배지 속 온도는 15℃에서 80~100일간 배양한다. 배양중 배지의 건조와 과습을 피하기 위하여 연무형 가습기를 사용하여 배지 내부의 습도를 60~80%로 유지한다. 배양 중 탄산가스의 농도가 10%이하 일때, 원기가 형성되고 자실체가 충분히 발생하므로, 충분히 환기시켜 배지 속의 탄산가스의 농도를 조절하며, 배양 시작 후 30~40일 사이에 1회 뒤집기를 하여 선반 상단과 하단, 그리고 선반 속의 배지를 겉으로 위치를 바꾸어 배지 내의 탄산가스의 농도를 균일하게 유지한다. 표고균사가 자라서 톱밥 배지에 만연하게 되면, 배지의 표면이 갈색 내지 흑갈색의 피막으로 덮히게 되고, 이때 톱밥 배지를 약 50~150 룩스(lux)의 빛을 유지하여 배양하게 되면 배지 표면에 갈색 피막이 형성된다. 이 피막이 형성되면 이제까지 P.P 봉지로 보호되던 표고균이 만연된 배지덩이는 외부공기와 접촉시켜도 다른 균에 잘 오염되지 않을 뿐만 아니라, 배지 내의 수분증발을 억제하게 된다.

(6) 셀레늄 함유 동고 및 백화고 표고버섯 생성단계

균사생장이 완료된 배지는 하우스의 온도는 주, 야간 5℃를 유지해서 발아를 유도한다. 선반 위에 정렬된 배지를 세워서 싹을 찾으며, 배지의 3면만 비닐을 도려내고 선반과의 접촉면(배지밑면)은 베주지 않는다, 배지 한 개당 발아되는 버섯의 수는 8∼14개로 조절하여, 버섯의 수량과 안정된 품질을 확보한다. 색깔이 좋고, 곧고, 단단하고, 모양이 비슷한 것을 위주로 선별관리하며, 크기에 관계없이 모양이 찌그러진 것과 물렁한 것을 먼저 솎아내야 한다. 일조량이 좋을 때는 하루에 한번 씩 하우스를 개폐하여 통풍시켜 주어야 한다. 일반표고(동고)와 백화고의 재배방법은 발아후 처리에 따라 달라지게 되는데, 동고를 수확할 경우, 표고버섯의 갓의 직경이 2∼4cm 정도 되었을 때, 바로 수확하면 셀레늄함유 표고버섯을 얻게 된다. 반면 백화고의 경우, 버섯갓의 크기가 2∼4cm 일 때부터 하루에 3시간씩 35∼40℃의 열풍을 약 7일간 반복하여 처리하고, 고온처리시간 이외에는 5∼10℃로 급격히 냉각시킨다. 습도는 열풍처리 전에는 75±5%정도로 유지하나, 열풍처리시에는 하우스의 습도를 40% 이하로 낮추어야만 백화고를 생성시킬 수 있으며, 열풍처리 중 천장의 통풍구만을 열어서 하우스 내의 습기가 제거되도록 해야 한다. 열풍처리 후에는 하우스의 앞뒤 문을 열어서 급격하게 온도가 떨어지게 한다. 열풍작업은 1일 1회를 실시하나, 비가 오거나 습도가 높은 날에는 1일 2∼3회 정도 실시하여, 표고버섯이 지나친 수분을 함유하는 것을 방지하여야 한다. 화고작업(건조작업)은 온도를 내려서 천천히 자라게 하는 것과 습도관리가 중요하다. 이와 같은 처리는 표고버섯의 표면이 갑작스런 건조한 열풍에 표면의 수분이 증발되면서, 갓이 탱탱해지면서 갈라지게 되며, 고온 열풍의 반복처리로 버섯 갓의 갈라진 부분이 더욱 생장하게 되어, 7일 후에는 버섯갓 전체에 백화가 진행되게 되며, 버섯 갓의 크기가 7∼10cm일 때, 수확하게 된다. 이와 같은 공정으로 본 발명의 셀레늄 함유 백화고 표고버섯을 얻을 수 있다.

(7) 수확 후 배지를 재사용 단계

표고버섯을 수확하고 남은 배지는 폐기하지 않고 셀레늄 침수과정을 거처 약 7회까지 재사용한다. 셀레늄 용액의 침투를 용이하게 하기 위하여 배지 한 개당 6∼12개의 구멍을 뚫어 0.05∼0.1ppm의 무기 셀레늄[셀레나이트(Na₂SeO₃)]과 10∼20 ppm의 아스파르트산이 혼합된 침지액에 20±4시간 침수한다. 이는 초기의 종균배양과 비교하여, 셀레늄과 아스파르트산의 농도를 전체적으로 증가시켜야 하는데, 이는 톱밥 배지에 균사체가 생장하면서 발생하는 점액질 등에 의해 배지가 단단해지게 되고, 이에 따른 침수액의 흡수율이 다소 저하되기 때문이다. 즉, 상술한 무기 셀레늄과 아스파르트산이 상술한 최소 농도 미만으로 사용되면 흡수율 저하로 인하여 배지에서 필요로 하는 셀레늄과 아스파르트산 농도가 유지되지 못하고, 최대 농도를 초과하면 배지 내 셀레늄과 아스파르트산 농도가 증가하기 때문에 상술한 농도로 유지하는 것이 바람직하다.

그리고, 압력을 이용한 침수의 경우, 배지 전체에 수분이 골고루 퍼지지 못함에 따라 버섯 생장에 오히려 장애를 주고, 많은 수의 배지를 넣지 못함에 더 많은 노동력이 소요되며, 셀레늄 용액이 배지에 골고루 침투되지 못하기 때문에 버섯이 균일하게 생장하지 못함으로써, 상품의 가치가 떨어지게 된다. 따라서 본 발명에서는 가압하여 침수하는 기존의 방법보다, 많은 배지를 넣을 수 있고, 배지 내에 수분과 영양분이 골고루 침투됨에 따라 양질의 버섯을 다량으로 수확할 수 있는 침수조를 이용한 자연침수 방법을 이용한다. 침수된 배지는 수분함량이 약 75% 이상이 되도록 한다.

침수 후에는 상기단계 (5)에서 (7)까지 7차례 반복하여 표고버섯 및 백화표고버섯을 생산한다.

이하, 본 발명을 구체적인 실시 예 및 실험 예에 의해 보다 더 상세히 설명하고자 한다. 하지만, 본 발명은 하기 실시예 및 실험 예에 의해 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 사상과 범위 내에서 여러 가지 변형 또는 수정할 수 있음은 이 분야에서 당업자에게 명백한 것이다.

[실시 예]

1. 본 발명에 따른 표고버섯 및 백화표고 제조

1-1. 종균 배양

가. 고체 배지

참나무 톱밥 65 중량%, 도토리박 15 중량%, 미강 15 중량%, 불석 2 중량%, 탄산칼슘 1 중량% 및 설탕 2 중량%를 균일하게 혼합하여 고체 배지 기본을 조제한 다음, 상기 소듐셀레나이트 0.03ppm와 아스파르트산 5ppm을 첨가하여 본 발명의 종균 배양용 고체 배지를 제조하였다.

나. 액상 배지

물 1L 기준으로 글루코스 50g, 펩톤 2.5g, 효모 추출물 2.5g, 인산칼륨(KH₂PO₄) 1.0g, 황산마그네슘(MgSO₄·7H₂0) 0.5g, 염화칼슘(CaCl2·2H₂0) 0.5g, 황산철(FeSO₄·6H₂0) 10mg, 염화망간(MnCl₂) 7.2mg 및 염화아연(ZnCl₂) 4mg을 첨가하여 균일하게 혼합하고 pH를 5.5 정도로 적정하여, 본 발명의 종균 배양용 액상 배지를 제조하였다.

다. 종균 배양

상기 (나)에서 제조한 액상 배지에 표고균을 접종하여 2일간 배양한 다음, 0.03 ppm의 소듐셀레나이트와 5ppm의 아스파르트산을 첨가하고 5일 동안 더 배양하여 종균 배양을 수행하였다.

1-2. 본 배양

참나무 톱밥 70 중량%, 도토리박 10 중량%, 미강 15 중량%, 불석 3.5 중량%, 탄산칼슘 0.5 중량% 및 설탕 0.5 중량%를 균일하게 혼합하고 0.03 ppm의 소듐 셀레나이트와 5 ppm의 아스파르트산을 첨가한 다음, 멸균처리하여 제조한 본 배양용 고체 배지 3kg 전후를 P.P 봉지에 충전하고, 상기 P.P 봉지에 상기 (1-1)에서 종균 배양한 배양물을 접종하였다.

그리고, 표고균이 접종된 배지를 하우스에서 배양하는데, 주간에는 22℃, 야간에는 12℃ 전후, 배지 속 온도는 15℃에서 배지 내부의 습도를 70% 전후로 유지하면서 90일간 배양하였다. 이때, 하우스를 충분히 환기시켜 배지 속의 탄산가스의 농도를 조절하며, 배양 시작 후 30~40일 사이에 1회 뒤집기를 하여 선반 상단과 하단, 그리고 선반 속의 배지를 겉으로 위치를 바꾸어 배지 내의 탄산가스의 농도를 균일하게 유지하여 자실체가 발달되도록 유도하였다. 그리고, 표고균사가 자라서 톱밥 배지의 표면이 갈색 내지 흑갈색의 피막으로 덮히게 되면 약 100 룩스의 빛을 제공하여 배지 표면에 갈색 피막이 형성되게 하였다.

가. 표고버섯 재배

상기 갈색 피막이 형성된 배지는 하우스의 온도를 주, 야간 5℃로 유지하여 자실체 발아를 유도하는데, 발아된 표고버섯의 갓의 직경이 2∼4cm 정도 되었을 때수확하여, 본 발명의 셀레늄 함유 표고버섯을 수득하였다.

나. 백화고 재배

상기 표고 버섯 갓의 크기가 2∼4cm 일때, 수확하지 말고 하루에 3시간씩 35∼40℃의 열풍을 약 7일간 반복하여 처리하고, 고온처리시간 이외에는 5∼10℃로 급격히 냉각시킨다. 이때, 내부 온도 10±3℃ 및 습도 75±5%를 유지하다가 열풍을 이용하여 내부 온도 35∼40℃, 습도 35∼40%로 2∼4시간 동안 급격하게 변화를 주어 표고 버섯 갓 표면을 건조시켜 갈라짐을 유도한 다음, 다시 내부 온도 5∼10℃, 습도 70∼80%로 낮춰서 급격하게 변화를 주는 환경 변화를 1일 기준으로 1∼3 번을 반복하여 7일 동안 수행되도록 하였다.

그런 다음, 표고버섯이 갈색에서 백색으로 변하고, 버섯 갓의 크기가 7∼10cm 일 때 수확하여, 본 발명의 셀레늄 함유 표고버섯을 수득하였다.

[실험 예] 표고버섯에 함유된 총 셀레늄 측정

1. 표고버섯에 함유된 셀레늄 측정을 위한 시료 준비

표고버섯에 축적된 셀레늄의 총량은 미량영양성분시험법 중 무기성분 분석을 위한 습식분해법을 이용하였다. 표고버섯을 200∼300ml 분해 플라스크에 취하여 질산 5ml를 가하여 서서히 약하게 가열하고 최초의 심한 반응이 끝난 후 다시 온도를 올려 가열시킨다. 질산이 휘산되어, 내용물이 거의 건조될 때까지 가열하고, 질산용액(1→2: 화학식과 농도 기재 요망) 10ml와 70% 과염소산 10ml를 가하여 가열을 조절하면서 서서히 가열시킨다. 고형물이 완전히 용해되고 액이 거의 무색이 될 때까지 가열을 계속하여 분해한다. 만약, 액이 착색되어 있으면, 70% 과염소산 수 ml를 가하여 분해한다. 분해 후 냉각하고, 소량의 물로 희석한 후 직경이 9cm의 자제증발접시에 액을 씻어 옮기고 증발건고하여 과염소산을 증발시킨다. 잔류물에 염산 용액 약 10ml를 가하고 동량의 물로 희석시켜 수욕상에서 가온하여 완전히 녹인 후 100ml 메스플라스크에 옮겨 물을 가하여 전량을 100ml로 하여 시험용액으로 하여 ICP법으로 전체 셀레늄양을 측정하였다.

2. ICP 발광분석법

ICP발광분석법은 1859년 Kirchhoff와 Bunsen이 여러 가지 알칼리 금속염과 알칼리 토금속염을 Bunsen 불꽃 속에서 가열하여 원자스펙트럼을 얻었으며, 이 불꽃에서 나오는 가시영역의 빛을 분광기를 사용하여 여러 빛으로 나누었으며, 이를 기초로 하여 물질을 분석하는 분광학적 방법이다. 발광분석법은 어떤 원소의 증기가 독특한 빛의 파장에서만 빛의 흡수와 발광이 일어난데 기초를 두고 있는데, 어떤 특정한 파장의 빛을 분석하여, 정성분석을 이용할 수 있고, 발광 및 흡수의 강도로 정량분석에 이용할 수 있다.

본 실험에서는 아르곤가스에 고주파를 유도결합방법으로 걸어 방전되어 얻어진 아르곤프라즈마에 시험용액을 주입하여, 목적원소의 원자선 및 이온선의 발광정도를 측정하여, 시험용액 중의 총 셀레늄 함량을 구하였다.

3. 유기태 셀레늄함량 측정

유기태 셀레늄의 정량은 하기 표 3에서 나타낸 바와 같이, 상기 실시 예에서 수득한 표고버섯과 백화표고버섯에 함유된 전체 셀레늄 양에서 무기상태로 남아있는 셀레나이트 양을 빼줌으로써 정량하였다. 정량 방법으로는 3,3’-디아미노벤지딘법을 사용하였다. 3,3’-디아미노벤지딘은 셀레나이트 이온과 반응하여 황색착물을 형성하지만 시스테인에 셀레늄이 치환된 셀레노시스테인이나 메티오닌에 셀레늄이 치환된 셀레노메티오닌과 같은 유기태셀레늄과는 전혀 반응하지 않는다. 적당한 양의 동결건조된 버섯 분말을 플라스크안에서 염화암모늄 용액에 녹이고 PH를 2 내지 3으로 보정하였다. 여기에 0.5% 3,3’-디아미노벤지딘 용액을 첨가하여 발색반응을 실시하였고, 다시 암모니아수로 pH를 중성으로 보정하였다. 생성된 황색 물질을 유기용매 톨루엔으로 추출하여 420nm에서 흡광도를 측정하였다. 정확한 물질의 농도를 알기 위해 나트륨셀레나이트용액을 표준물질로 사용하여 구한 표준곡선을 이용하였다.

4. 표고버섯 수확 후 배지 재사용에 따른 수량 비교

표고버섯 재배 후 발생되는 폐배지의 양을 줄이고, 적은 비용으로 안정적인 생산을 확보하고자 수확 후 발생한 배지를 셀레늄 혼합액에 침지하여 버섯을 생육시켰다. 본 발명에서는 제조된 배지의 제작 및 사용횟수에 따른 노동력 및 소용비용을 산출하여, 가장 이상적인 배지의 재사용 횟수를 결정하고자 사용횟수에 따른 버섯 생산량을 조사하였으며, 배지의 재사용에 따른 버섯의 상품성을 관찰한 결과 아래와 같은 결과를 얻었다. 표고버섯 재배용 배지의 재사용 횟수에 따른 수량은 2회일 때가 가장 높으며 사용횟수가 늘어날수록 수량이 감소하는 경향을 보이나, 7회까지 사용 가능하며, 배지 중량 3kg을 기준으로 하였을때, 약 1.542kg의 버섯 수확이 가능하였다. 8회 이상으로 배양할 경우, 버섯의 발생이 급격히 떨어지며, 생산성과 상품성도 저하되어, 가장 이상적인 재사용 횟수는 7회임을 확인하였다.

일반적으로 한국인의 셀레늄 섭취는 매우 부족한 것으로 확인되고 있다. 그리고 이의 셀레늄 1일 권장량은 미국(Panel on Dietary Antioxidants and Related Compounds, 2000)의 경우 성인남녀 기준으로 55ug으로 규정하고 있으며, 세계보건기구(WHO, 1996)는 40ug이상으로 설정하고 있다.

따라서, 상술한 결과로 보아 본 발명에 따라 제조된 셀레늄 함유 백화표고버섯은 종균의 배양단계에서부터 셀레늄을 함유시켜 자실체로 전이되는 양을 증가시켜 다른 셀레늄 함유 버섯과 차별되며, 최적의 배지 재사용 방법과 횟수를 검증하여 셀레늄 함유 버섯을 재배하고자 하는 농가의 소득 증대에도 중요한 영향을 미칠 것으로 기대된다.

이와 같이, 본 발명은 표고버섯 배양 시, 종균 배양용 배지, 본 배양용 배지 및 침수 용액에 셀레늄을 첨가하여 표고 버섯을 배양하는 방법을 개발하고, 세포내 셀레노메티오닌 생합성을 유도하기 위하여 아스파르트산을 첨가함으로써, 다량의 셀레늄을 함유한 표고버섯을 제공할 수 있게 한 것이다.

그리고, 기존의 단순 온도 조절을 통한 백화고 유도와 달리, 백화고를 유도하는 정확한 온도와 습도 조건을 제공함으로써, 안정적이면서 지속적인 셀레늄 함유 백화고 표고버섯을 생산할 수 있게 한 것이다.

또한, 사용한 배지는 침수과정을 통해 재사용하여 생산성 증대와 더불어 폐배지의 발생량을 저감하여 농업, 환경, 및 식품산업에 매우 유용한 발명인 것이다.

Claims

삭제
표고버섯 및 백화고 재배방법에 있어서,

(a) 표고균을 액상 배지에서 2∼3일 동안 배양한 후, 0.01∼0.05 ppm의 셀레나이트(selenite) 용액과 5∼10 ppm의 아스파르트산를 배지에 첨가하여 종균 배양을 수행하는 종균 배양 단계;

(b) 상기 (a) 단계에서 종균 배양된 배양물을 0.01∼0.05 ppm의 셀레늄과 5∼10 ppm의 아스파르트산이 함유된 고체 배지에 접종하여 표고버섯 갓의 직경이 2∼4cm가 될 때까지 배양하는 본 배양 단계; 및

(c) 상기 (b) 단계 완료 후, 표고버섯을 수확하고 남은 고체 배지를 0.05∼0.1ppm의 무기 셀레늄과 10∼20 ppm의 아스파르트산이 혼합된 침수액에 16∼24 시간 동안 침지하고 배지의 수분함량이 적어도 75%가 되게 하여, (b) 단계의 본 배양 고체 배지로 1∼7번을 재활용하는 단계;

를 포함하여 이루어지는 아스파르트산을 이용한 셀레늄 고함유 표고버섯 및 백화고의 재배방법.
제 2 항에 있어서,

상기 (a) 단계의 액상 배지는 물 1L 기준으로 글루코스 50g, 펩톤 2.5g, 효모 추출물 2.5g, 인산칼륨(KH₂PO₄) 1.0g, 황산마그네슘(MgSO₄·7H₂0) 0.5g, 염화칼슘(CaCl2·2H₂0) 0.5g, 황산철(FeSO₄·6H₂0) 10mg, 염화망간(MnCl₂) 7.2mg 및 염화아연(ZnCl₂) 4mg을 포함하여 이루어지는 배지인 것을 특징으로 하는 아스파르트산을 이용한 셀레늄 고함유 표고버섯 및 백화고의 재배방법.
삭제
제 2 항에 있어서,

상기 (b) 단계의 고체 배지는 참나무 톱밥 60∼80 중량%, 도토리박 5∼15 중량%, 미강 10∼20 중량%, 불석 1∼5 중량%, 탄산칼슘 0.5∼1.0 중량% 및 설탕 0.1∼1 중량%를 포함하여 이루어지는 배지인 것을 특징으로 하는 아스파르트산을 이용한 셀레늄 고함유 표고버섯 및 백화고의 재배방법.
제 2 항에 있어서,

상기 (b) 단계에서 표고버섯 갓의 직경이 2∼4cm로 성장하면, 내부 온도 10±3℃ 및 습도 75±5%를 유지하다가 열풍을 이용하여 내부 온도 35∼40℃, 습도 35∼40%로 2∼4시간 동안 급격하게 변화를 주어 표고버섯 갓 표면을 건조시켜 갈라짐을 유도한 다음, 다시 내부 온도 5∼10℃, 습도 70∼80%로 낮춰서 급격하게 변화를 주는 환경 변화를 1일 기준으로 1∼3 번을 반복하여 7일 동안 수행하여 표고버섯이 갈색에서 백색으로 변하게 하는 것을 특징으로 하는 아스파르트산을 이용한 셀레늄 고함유 표고버섯 및 백화고의 재배방법.
제 2 항, 제 3 항, 제 5 항 및 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 셀레늄은 무기 셀레늄, 유기 셀레늄 및 이들의 혼합물에서 선택된 것임을 특징으로 하는 아스파르트산을 이용한 셀레늄 고함유 표고버섯 및 백화고의 재배방법.