KR101169358B1 - 해양심층수를 첨가한 배지로 배양한 고품질 느타리버섯의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 해양심층수를 첨가한 배지로 배양한 고품질 느타리버섯의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 미네랄 성분이 함유된 해양심층수를 첨가하여 배지를 제조하되, 염 농도를 적정하게 조절하여 제조하고, 상기 배지로 배양한 미생물을 이용하여 영양성분이 풍부한 고품질의 느타리버섯을 재배함으로써 건강을 중요시하는 소비자의 요구에 부합하도록 느타리버섯의 영양학적 및 상품가치를 향상시킴과 아울러 수확량을 증대함에 따라 느타리버섯 재배농가의 소득증대를 도모할 수 있도록 하는 해양심층수를 첨가한 배지로 배양한 고품질 느타리버섯의 제조방법에 관한 것이다.
이를 위하여 본 발명은, 해양심층수로 염 농도를 0.1~0.3%로 조절하여 만들어진 배지를 이용하여 느타리버섯을 제조하되, 상기 배지를 온도 60~65℃에서 12~24시간 동안 살균하고, 50~55℃에서 3~4일 동안 발효 후 온도 20~25℃에서 상기 배지와 느타리버섯 종균을 혼합 접종하고 입봉한 다음, 온도 20~23℃, 습도 75~80%, CO₂ 농도 2,000~2,500ppm가 되도록 온도, 습도 및 환기를 자동으로 조절하여 배양하는 것을 특징으로 하는 것이다.

Description

해양심층수를 첨가한 배지로 배양한 고품질 느타리버섯의 제조방법 {The method of preparing of high quality oyster mushroom cultured by culture medium using deep sea water}

본 발명은 해양심층수를 첨가한 배지로 배양한 고품질 느타리버섯의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 미네랄 성분이 함유된 해양심층수를 첨가하여 느타리버섯 배지를 제조하되, 염 농도를 0.1~0.3%로 적정하게 조절하여 제조하고, 상기 배지로 배양한 미생물을 이용하여 영양성분이 풍부한 고품질의 느타리버섯을 재배함으로써 느타리버섯의 영양학적 및 상품가치를 향상시켜 건강을 중요시하는 소비자의 요구에 부합하도록 함과 아울러 수확량을 증대하여 느타리버섯 재배농가의 소득증대를 도모할 수 있도록 하는 해양심층수를 첨가한 배지로 배양한 고품질 느타리버섯의 제조방법에 관한 것이다.

해양심층수는 수심 200m 이상의 깊은 곳에 존재하여 수온이 2도 이하의 저온상태를 유지하고 각종 병원균이나 유기오염물도 거의 없이 청정하며, 무기물이 풍부하고 칼슘이나 마그네슘과 같은 세포의 작용을 돕는 미네랄이 다량 함유되어 있다.

이로 인해 최근 들어 해양심층수를 이용하여 생수, 음료, 주류, 소금, 두부 등의 식품분야를 비롯하여 농업, 수산업, 화장품, 미용용품, 생활용품 분야 등 여러 분야에서 다양한 종류의 제품이 개발되고 있고, 특히, 농업분야에서는 해양심층수의 미네랄 특성을 이용하여 농산물 재배 비료로서도 활용되고 있다.

이러한 환경조건 하에서 강원도 고성군에서는 해양심층수를 끌어올리는 해상 플랜트 시설을 완공하고 2008년 11월 통수식을 가진 것을 기점으로 하여 해양심층수 전용 농공단지 조성사업에 착수하는 등 해양심층수를 이용한 고기능성 및 고품질의 농작물 생산을 위한 기틀을 마련하고 있는 중이다.

아울러, 버섯은 우리나라 농가의 주요 소득 작목으로 주목받고 있기는 하나 FTA 협정체결 등 시장개방화 추세로 인해 버섯 생산 농가들이 대내외적으로 어려움을 겪고 있을 뿐만 아니라, 통상 버섯은 기술, 노동 및 자본집약적 특성을 가지고 있음에 따라 이러한 시장변화의 흐름에 대응하고 경쟁력 있는 고소득 작물로 육성하기 위해서는 재배환경을 개선하고 새로운 부가가치가 향상된 버섯을 개발할 필요가 있었다.

그런데, 미생물을 배양하여 효소를 생산하는 과정에서 배지조성에 미네랄 성분이 없을 경우에는 미생물이 효소를 분비하지 못하거나 또는 효소 활성(enzyme activity)이 낮아지는데, 고성군 해양심층수의 경우 미네랄 함량이 나트륨(Na) 11,033㎎/ℓ, 마그네슘(Mg) 1,270㎎/ℓ, 칼슘(Ca) 367㎎/ℓ, 칼륨(K) 357㎎/ℓ, 철(Fe) 1.89㎍/ℓ, 아연(Zn) 0.95㎍/ℓ, 셀레늄(Se) 0.01㎍/ℓ, 망간(Mn) 6㎍/ℓ이 함유되어 있어 일본의 해양심층수에 비해 그 함량이 높게 나타남에 따라 본 출원인은 해양심층수의 미네랄 성분이 버섯 배지나 또는 버섯 배지에서 생장하는 느타리버섯의 성분에 영향을 미칠 수 있다는 점에 착안하여 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 미네랄 성분이 함유된 해양심층수를 첨가하여 배지를 제조하되, 염 농도를 적정하게 조절하여 배지를 제조한 후 이를 이용하여 영양성분이 풍부한 기능성 느타리버섯을 제조하는 방법을 제공하는데 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 느타리버섯 배지를 제조함에 있어서, 해양심층수로 염 농도를 0.1~0.3%로 적정하게 조절하여 만들어진 배지에 느타리버섯 종균을 접종하여 일정 조건 하에서 배양하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 해양심층수를 첨가한 배지로 배양한 고품질 느타리버섯의 제조방법에 따르면, 해양심층수와 물을 희석하여 적정한 염 농도로 조절한 후 이를 살균 및 발효하여 배지로 제조한 다음 느타리버섯을 배양함으로써 해양심층수의 미네랄 성분이 발효하면서 미생물에 영향을 주어 발효가 촉진될 뿐 아니라 느타리버섯 성분 변화에 영향을 줌에 따라 미네랄과 아미노산 등 영양성분이 풍부한 느타리버섯을 수확할 수 있어 느타리버섯의 품질을 향상할 수 있음과 아울러 인체에도 유익하여 안정성과 고품질의 제품을 선호하는 소비자의 요구에 부합할 수 있으며, 아울러 느타리버섯 재배농가의 소득에도 크게 이바지할 수 있다는 장점을 가진 것이다.

도1은 본 발명에 따른 해양심층수를 첨가한 배지를 이용하여 느타리버섯을 제조하는 과정을 나타낸 순서도
도2a는 본 발명의 제조과정 중 배지제조기에 해양심층수를 공급하는 사진
도2b는 본 발명의 제조과정 중 해양심층수와 물을 혼합하는 사진
도2c는 본 발명의 제조과정 중 혼합된 물의 염 농도를 조절하는 사진
도2d는 본 발명의 제조과정 중 폐면을 투입하는 사진
도2e는 본 발명의 제조과정 중 폐면에 물 축이기를 하는 사진
도2f는 본 발명의 제조과정 중 배지를 살균 및 발효하는 사진
도2g는 본 발명의 제조과정 중 배지에 종균을 접종 후 입봉하는 사진
도2h는 본 발명의 제조과정 중 입봉한 배지를 배양실에서 배양하는 사진

본 발명은 해양심층수에 함유된 영양학적 가치를 활용하여 배지로 제조한 후 이를 이용하여 느타리버섯을 제조하는 방법에 관한 것으로서, 해양심층수에 물을 넣고 희석하여 염 농도를 0.1~0.3%로 조절한 후 이를 이용하여 배지를 제조하고 여기에 종균을 접종하여 느타리버섯을 배양하는 것을 특징으로 하는 것이다.

이하, 본 발명에 따른 해양심층수를 첨가한 배지로 배양한 고품질 느타리버섯의 제조방법에 대하여 구체적으로 설명하기로 한다.

[1] 해양심층수를 이용한 배지 제조 및 느타리버섯의 배양

① 원료 준비

먼저, 느타리버섯 종균 및 폐면(폐솜)을 준비하는데, 느타리버섯 종균은 장안5호 등을 사용할 수 있으며, 폐면은 짧은 솜털이 많은 천연솜을 이용함이 좋다.

② 배지 제조(물 공급 및 염 농도 조절)

배지제조기 내부에 물과 해양심층수를 투입하여 희석시킨 후 혼합된 물의 염 농도(salinity) 및 총 용존고형물(TDS, Total Dissolved Solid)을 측정한다.

이때, 원하는 염 농도가 되도록 해양심층수의 투입량을 조절하고, 필요한 정도의 염 농도로 조절이 되면 해양심층수의 투입을 중지한다.

예컨대, 필요로 하는 염 농도가 0.3%일 경우 배지제조기 내에 물 6톤을 넣고 해양심층수 원수(염 농도 3.4%)의 양을 조절하여 총 400ℓ를 투입한 후 염도계로 측정하게 되면 농도가 0.3% 정도가 나오게 된다.

본 발명에서 상기 해양심층수가 첨가된 물의 염 농도는 0.1~0.3%로 조절함이 바람직하다.

③ 물 축이기

상기 염 농도의 조절이 끝나면 배지제조기에 폐면을 투입하고 물 축이기를 하여 버섯 재배용 배지를 제조한다.

④ 살균 및 발효

상기 폐면의 물 축이기가 끝나면 배지제조기를 가열하여 배지온도를 60~65℃로 상승시키고 12~24시간 동안 살균작업을 하여 각종 병해충을 제거한 후 온도를 50~55℃로 하강시켜 3~4일 동안 고온성 발효를 시킨다.

이때 폐면의 수분 함량은 70~75%가 되도록 조절해준다.

⑤ 종균 접종 및 입봉

발효가 끝나면 배지온도를 20~25℃로 냉각시켜 열기를 제거한 후 느타리버섯 종균과 배지를 혼합 접종하고 큰 봉지에 8~12㎏ 정도로 입봉한다.

⑥ 배양

입봉이 끝나면 배양실의 온도, 습도 및 환기를 자동으로 조절하여 배양을 시작하는데, 이때 온도 20~23℃, 습도 75~80%, CO₂ 농도 2,000~2,500ppm, 바람직하게는 2,450ppm의 조건 하에서 15일 정도 배양함이 바람직하다.

본 발명에 따라 제조된 느타리버섯의 생육 상태를 하기 참고도1에 나타내었다.

[참고도1] 배양일수 경과에 따른 느타리버섯의 생육 상태의 변화

[2] 폐면 배지 내 해양심층수 농도별 처리 느타리버섯의 재배시험

느타리버섯의 품종을 장안5호를 공시하여 폐면 배지 내에서 해양심층수를 염 농도별로 조절한 후 큰 봉지 재배를 3회 반복 실시하고 그 수확량을 측정하여 하기 표1 및 참고도2에 나타내었다.

[표1] 큰 봉지 재배법에 의한 해양심층수의 농도별 처리 수확량 대비

[참고도2] 해양심층수의 농도별 처리 수확량 측정 그래프

상기 표1 및 참고도2에 따르면, 해양심층수를 처리하지 아니한 대조구1의 수확량을 100%로 보았을 때 해양심층수를 첨가한 물의 염 농도가 0.1%인 것으로 처리한 시험구는 수확량이 101%, 0.2%로 처리한 시험구는 105%, 0.3%로 처리한 시험구는 115%로 높게 나타난 반면, 0.4%, 0.5%로 처리 및 제품수로 처리한 대조구2는 각각 57%, 32%, 91%로 상당히 낮게 나타남에 따라 해양심층수에 의한 농도에 따라 수확량의 차이가 크게 나타남과 아울러 0.4%, 0.5%와 같이 염 농도가 높아지면 오히려 버섯생육에 장해를 일으켜 수확량이 현저하게 감소함을 알 수 있다.

[3] 해양심층수 농도별 처리 느타리버섯의 영양성분 분석시험

가. 미네랄 성분 분석

① 해양심층수 배지 처리 느타리버섯의 미네랄 성분 분석

해양심층수로 염 농도를 각각 조절하여 얻어진 배지를 살균 발효 후 느타리버섯을 배양하여 생육시킨 다음 수확된 느타리버섯을 시료로 하여 습식법으로 칼륨, 칼슘, 마그네슘, 나트륨, 셀레늄 등의 미네랄 성분을 분석하였다.

우선, 느타리버섯 시료 약 1~2g를 취한 후 유해금속분석용 질산 7㎖와 과산화수소 1㎖를 넣고 마이크로웨이브(microwave)로 처리하여 시료액이 맑아질 때까지 열분해한다. 이어서, 상기 시료액을 냉각시킨 후 50㎖로 정용하고 유도결합 플라즈마 분광분석기(ICP-OES)로 분석한다. 이때, 상기 시료액의 농도가 진할 경우에는 희석하여 사용한다. 분석조건은 아래와 같다.

상기와 같이 행해진 분석결과를 하기 표2 및 참고도3에 나타내었다.

[표2] 해양심층수 배지 처리 느타리버섯의 미네랄 성분 분석 결과

[참고도3] 배지 처리 느타리버섯의 미네랄 성분 분석 그래프

상기 표2 및 참고도3에 따르면, 해양심층수를 첨가하여 염 농도 0.1% 내지 0.3%로 처리한 배지에서 배양된 느타리버섯의 미네랄 성분 함량이 전체적으로 가장 높게 나타남을 알 수 있다.

② 해양심층수 관수 처리 느타리버섯의 미네랄 성분 분석

다음으로, 느타리버섯이 발이(勃焉)하여 2~3cm 자란 후 1일 2회씩 3일 동안 제품수, 농축수, 칼슘액(Liquid Calcium)을 처리하여 수확 후 미네랄 성분을 분석하여 그 결과를 하기 표3 및 참고도4에 나타냄과 아울러 각각의 생육상태를 참고도5에 나타내었다.

[표3] 해양심층수 관수 처리 느타리버섯의 미네랄 성분 분석 결과

[참고도4] 관수 처리 느타리버섯의 미네랄 성분 분석 그래프

[참고도5] 관수 처리 느타리버섯의 생육상태

상기 표3 및 참고도4에 따르면, Ca 성분은 칼슘액으로 처리하였을 때 가장 높은 수치를 보이기는 하나, 농가 현장에서 사용하고자 할 때는 비싼 가격으로 인하여 경제성이 맞지 않아 사용이 어려우므로 Ca 성분을 높일 목적으로 기능성 느타리버섯을 생산하고자 한다면 제품수를 사용하는 것이 적당할 것으로 판단되며, Mg은 농축수로 처리 시 가장 많이 검출되는 것으로 나타났으나 여타의 성분과 비교하여 큰 차이를 보이지 않았으며, 결과적으로 해양심층수를 전혀 처리하지 않은 대조구에 비하여 제품수 및 농축수로 처리한 경우 미네랄 함량이 높게 나타났으나, 본 발명에 따라 염 농도를 조절하여 배지 처리한 느타리버섯에 비해서는 미네랄 성분이 적게 함유되어 있음을 알 수 있다.

나. 아미노산 성분 분석

① 구성아미노산 성분 분석

해양심층수로 염 농도를 각각 조절하여 배지를 살균 발효하고 이를 이용하여 느타리버섯을 배양한 후 생육시킨 다음 수확된 느타리버섯을 시료로 하여 구성아미노산 성분 함량을 측정하였다.

구성아미노산 함량 측정을 위한 전처리는, 먼저 느타리버섯 시료 약 0.1g를 6N HCl 10㎖와 혼합하여 온도 110℃에서 22시간 동안 가수분해하고 진공 농축(HCl 제거)시킨 후 0.02N HCl 100㎖로 녹인 다음 여과하여 아미노산 자동분석기로 분석하였으며, 구성 아미노산 분석 시의 기기조건은 아래와 같다.

상기와 같이 해양심층수를 농도별로 처리한 배지에서 생육된 느타리버섯의 아미노산 분석결과를 하기 표4에 나타내었다.

[표 4] 농도별 구성아미노산 함량 분석 결과

② 유리아미노산 성분 분석

다음으로, 해양심층수로 염 농도를 각각 조절하여 배지를 살균 발효하여 느타리버섯을 배양한 후 생육시킨 다음 수확된 느타리버섯을 시료로 하여 유리아미노산 함량을 측정하였다.

유리아미노산의 함량 측정을 위한 전처리는, 우선, 상온에서 느타리버섯 시료 약 3g에 70% 에탄올 30㎖를 가하고 1시간 동안 추출 후 10분간 방치한 다음 1500rpm으로 15분간 원심분리한다. 이어서 추출과 원심분리 과정을 3회 반복 실시한 후 원심분리하여 얻어진 추출액을 진공 감압 농축하고 0.02N HCL 20㎖로 녹인 후 여과하여 아미노산 자동분석기로 분석하였으며, 유리아미노산 분석 시의 기기조건은 아래와 같다.

상기와 같이 해양심층수를 농도별로 처리한 배지에서 생육된 느타리버섯에 대한 유리아미노산의 함량은 표5 및 참고도6에 나타내었다.

[표5]농도별 유리 아미노산 함량 분석 결과

[참고도6] 해양심층수 농도별 처리 유리아미노산 분석 그래프

상기 표5 및 참고도6에 나타난 해양심층수 농도별 처리 유리아미노산 비교분석 결과에 따르면, 해양심층수로 염 농도를 0.1~0.3%로 조절하여 제조한 느타리버섯의 경우 종전의 느타리버섯에는 없던 타우린이 형성됨과 아울러 GABA(γ-Amino-n-butyric acid)의 함량도 증가하였다.

타우린(Taurine)은 동맥경화, 고혈압, 뇌졸중, 심부전 등의 성인병에 유효하고, 지방 흡수, 혈중 콜레스테롤 농도의 저하, 뇌 발달, 심장근육 수축, 삼투압 조절, 면역체계 유지 및 항산화활성 등과 같은 매우 다양한 기능을 지닌 생체 내 활성물질로서, 어패류와 육류 등의 동물성 조직에 고농도로 존재하는 것과는 달리 식물성 조직에서는 전혀 발견되지 않거나 곡류나 채소류 일부에 매우 낮은 농도로 함유되어 있는데, 표5를 보면 대조구에는 타우린이 함유되어 있지 않은 것과는 달리 본 발명에 따라 제조된 느타리버섯의 경우 0.84㎎/100g, 1.134㎎/100g 등으로 나타남을 알 수 있다.

또한 GABA(γ-Amino-n-butyric acid)는 고혈압 예방, 통증 완화, 숙취해소, 불안감 해소, 인슐린 효과 증대, 식욕감퇴와 불면증 및 우울증 등에 효과가 있으며 뇌세포의 대사기능을 활발하게 함으로써 중풍 치매예방, 정신집중력 강화, 기억력 증진, 성장호르몬 분비조절 등에 있어 그 효과를 인정받고 있는 것으로서, 대조구에는 GABA가 3,825㎎/100g가 함유된 것과는 달리 해양심층수의 염 농도 0.2%로 제조된 해양심층수 배지를 이용하여 생육된 버섯은 10.677㎎/100g, 0.3%로 제조된 배지에서 생육된 버섯이 8.624㎎/100g으로 가장 높은 함량을 보였음을 알 수 있다.

아울러, 알라닌(Alanine)은 생물학상 중요한 아미노산으로서 간 대사를 촉진하여 유해물질 무독화, 인체의 독소 생성 억제 및 혈당조절을 하는바, 상기 알라닌은 대조구에는 140.421㎎/100g 함유된 것에 비하여 본 발명에 따라 염 농도 0.2%로 제조된 배지에서 생육된 버섯은 152.939㎎/100g, 0.3%로 제조된 버섯은 159.838㎎/100g으로 가장 높은 함량을 보였으며, 0.4%로 제조 시에는 83.29㎎/100g으로 급격히 저하됨을 알 수 있다.

이에 따라 해양심층수를 이용하여 느타리버섯 배지를 제조했을 경우 해양심층수의 미네랄 성분이 배지 발효 시 미생물에 영향을 줌을 확인할 수 있을 뿐만 아니라 해양심층수로 염 농도를 0.1~0.3%로 조절하여 제조된 배지에서 생육된 느타리버섯이 훌륭한 기능성 식품이 될 수 있음을 짐작할 수 있게 한다.

Claims (3)

1. 삭제
2. 삭제
3. 해양심층수로 염 농도를 0.1~0.3%로 조절하여 만들어진 배지를 온도 60~65℃에서 12~24시간 동안 살균하고, 50~55℃에서 3~4일 동안 발효 후 온도 20~25℃에서 상기 배지와 느타리버섯 종균을 혼합 접종하고 입봉한 다음, 온도 20~23℃, 습도 75~80%, CO₂ 농도 2,000~2,500ppm가 되도록 온도, 습도 및 환기를 자동으로 조절하여 배양하는 것을 특징으로 하는 해양심층수를 첨가한 배지로 배양한 고품질 느타리버섯의 제조방법.

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