KR101190094B1 - 곡립배지를 이용한 꽃송이 버섯 균사체의 배양방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 꽃송이 버섯 균사체를 배양함에 있어서, 야생에서 채취한 버섯 자실체를 한천평판배지에 이식하여 2차에 걸친 계대배양을 실시한 후 균사를 떼어내어 평판배지상에 이식하고 24-26℃, 습도 60-70%의 배양기에서 20-28일간 배양하고 평판배지상에서 생장한 흰색의 균사표면에 투명하고 팽판배양기 내 균사가 80%정도 형성된 후, 평판배지와 멸균증류수를 균질기에 넣어 균질화하고, 균질화된 균액을 삼각 프라스크에 조제된 액체배지에 접종하여, 배양기에서 항온진탕 배양하고 상기 배양된 종균을 배양조에 조제된 액체 배지에 접종한 후 배양하는 종균 제조 단계; 곡립중에서 임의의 한 품목 또는 혼합된 곡립을 준비하고, 여기에 곡립 100중량부당 무기염류를 1-5 중량부와 수소이온농도 조정제를 첨가하여 pH를 4-6으로 조정하여 곡립배지를 조성하는 단계; 상기 곡립배지를 내열성 PP병에 입병하는 입병단계; 상기 곡립배지를 포함하는 PP병을 110-125℃, 1-1.2기압에서 60-90분간 살균하고 10-20℃로 냉각시키는 살균단계; 냉각된 곡립배지를 포함하는 PP병에 무균실에서 실시하는 종균의 접종단계; 상기 곡립배지에 접종된 꽃송이 버섯 균사를 배양온도 20-30℃, 습도 60-70%, 실내 CO₂ 농도 2,000-2,500ppm의 조건으로 30-40일간 무균처리된 산소를 공급하면서 균사체를 배양하는 단계; 상기 배양된 균사체를 집균하는 집균단계를 포함하는 곡립배지에서 균사체만을 배양하는 것을 특징으로 하는 꽃송이 버섯 균사체의 배양방법에 관한 것이다.

Description

곡립배지를 이용한 꽃송이 버섯 균사체의 배양방법 {PRODUCTION METHOD OF THE CAULIFLOWER MUSHROOM HYPHA USING GRAIN MEDIUM}

본 발명은 꽃송이 버섯 균사체를 배양하는 것에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 곡립배지를 사용하여 균사체만을 생장시켜서 이를 직접 식품에 적용하거나, 화장품 또는 의약으로서 사용하는 유효성분인 베타글루칸을 다량 함유하는 균사체만을 집균함으로써 짧은 기간에 베타글루칸을 다량 생산하고 생산성의 향상 및 생산비용의 절감을 목적으로 하는 곡립배지를 이용한 꽃송이 버섯 균사체의 배양방법에 관한 것이다.

꽃송이 버섯은 담자균류 민주름버섯목 꽃송이버섯과의 버섯으로서, 학명은 `Sparassis Crispa Wulf. ex Fr.`이다. 한국, 일본, 유럽, 북아메리카, 오스트레일리아 등지에 자생하며, 주로 침엽수를 자른 그루터기나 고목 언저리에서 자생한다. 꽃송이 버섯은 씹는 맛이 좋고 송이버섯과 같은 향이 나는 버섯이다.

상기 꽃송이 버섯은 베타(β)-글루칸이 100ｇ중 43.6ｇ이나 함유되어 있어서 베타글루칸 덩어리라고 해도 좋을 정도인데, 상기 베타글루칸은 인체의 면역력을 높여주는 핵심 성분으로서 신체의 면역 체계를 바로잡아, 암치료, 비만, 동맥경화, 당뇨병, 염증, 알러지, 바이러스(조류독감), 골다공증, 항균, 건선, 대사증후군, 간질환 및 신장질환 등을 다스리는 것으로 밝혀졌으며, 이러한 이유로 인하여 일반인의 면역증강을 위한 건강식품으로도 각광받고 있다. 다당체의 일종인 베타글루칸은 세포조직의 면역능력을 활성화시켜 암세포의 증식과 재발을 억제하고 면역세포의 기능을 활발하게 하는 인터루킨(interleukin), 인터페론(interferon)의 생성을 촉진시키는 것으로 보고되고 있다. 꽃송이 버섯은 항암작용으로 유명한 상황버섯이나 영지버섯보다도 베타글루칸이 3-4배 이상 함유되어 있는데, 특히 베타글루칸중 항암작용에 중요한 역할을 하는 β(1-3) 성분이 많아서 항암제로 임상에 활용되고 있는 실정이다.

한편, 꽃송이 버섯은 자연상태에서 자라는 양이 극히 적어서 신비의 버섯이라고도 알려져 이를 인공재배하기 위한 많은 노력이 있어 왔다. 일본국 특개평11-56098호에는 낙엽송을 열수추출하여 수가용 성분을 제거한 후 영양원을 첨가한 배지를 이용하여 꽃송이 버섯을 재배하는 방법이 개시된 바 있고, 또한, 대한민국 특허공개번호 제2002-48337호 "꽃송이 버섯의 인공재배법"에는 "낙엽송과 광엽수를 혼합한 배지에 활성탄 및 활성칼슘을 첨가하고, 통상적으로 사용되는 질소원을 첨가한 배지를 고온고압으로 살균한 후, 꽃송이버섯 균사를 배양할 때의 온도 변화를 이용하는" 꽃송이 버섯의 인공재배법이 개시된 바 있다.

더 나아가, 대한민국 등록특허 제10-0474980호에는 침엽수와 광엽수의 나무가루를 5:1 내지 3:1의 중량 비율로 배합하여 배지를 형성하고, 이 배지를 고온 상압 살균시키고, 버섯의 종균을 접종하고, 균사 만연전까지 배양 온도를 유지하는 균사 만연전 배양 과정과; 균사 만연후에는 상기 배지를 승온시켜 배양하는 균사 만연후 승온배양 과정과; 상기 균사 만연후 승온 과정 후에는 일정 럭스의 조도를 유지하면서 상기 배지를 강온시켜 배양하는 균사 만연후 강온/광조사 배양 과정을 포함함을 특징으로 하는 꽃송이 버섯의 인공 재배방법을 제공하고 있다.

그러나, 상기한 방법들은 자실체를 성숙시키기까지 평균 90-110일 정도가 소요되어 기능성 식품, 화장품 및 의약용도로 사용될 수 있는 베타글루칸의 생산에 장기간이 소요되어 비용이 증가하고, 생산성이 저하된다는 문제점이 있어 왔다.

따라서 본 발명은 상기한 과제를 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 곡립배지에서 30 내지 40일 만에 균사체만을 생산하여 이를 건조시킨 후 직접 기능성 식품에 첨가하거나 의약 또는 화장품으로 사용할 수 있는 꽃송이 버섯 균사체를 배양하여 자실체까지 생장시키는 기존의 꽃송이 버섯의 배양방법에 비해 극히 단기간에 꽃송이 버섯에 함유되어 있는 베타글루칸을 생산하는 꽃송이버섯 균사체의 배양방법을 제공한다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명에서는 곡립배지에서 균사체만을 생장시켜 이를 상기의 제품들에 직접 첨가하여 사용할 수 있도록 한다. 이는 균사체의 베타글루칸 함량이 평균 45.6% 함유되어 있다는 2008년 09월 16일자에 발표된 (주)한국분석기술연구원에서 행해진 연구결과(시험성적서)에 바탕을 두고 있다. 꽃송이 버섯의 균사체를 생장시키기 위하여는 30 내지 40일 정도만이 소요되므로 자실체까지 성숙시키는 노고와 소요시간의 경감을 이룰 수 있는 것이다.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여 사용하는 곡립배지의 곡립으로는 식용이 가능한 쌀, 현미, 보리, 밀, 옥수수, 조 등으로 이루어지는 모든 곡립을 포함한다. 이러한 곡립을 사용함으로써 침엽수의 톱밥 등을 사용하여 꽃송이 버섯을 재배할 때 필요한 탄소원과 질소원을 별도로 추가할 필요가 없게 된다. 즉, 곡립에 포함되어 있는 탄수화물과 단백질 및 아미노산에 의하여 탄소원과 질소원이 동시에 충족되게 되는 것이다. 예컨대, 쌀의 경우는 단백질은 글루텔린(glutelin)이 주성분으로서 약 80%를 차지하고 있고 그 다음이 프롤라민으로 10% 정도로 글로불린(5%)과 알부민(5%)도 소량 함유하고 있다. 쌀은 다른 곡류에 비하여 단백질 함량은 낮은 편이나 아미노산의 조성에 있어서 lysine 함량은 보리쌀보다 약간 높고 옥수수, 조, 밀가루보다는 약 2배 정도 높은 편이다. 쌀에서 전분 다음으로 많은 성분은 단백질이다. 현미의 단백질 함량은 7.1-15.4%로서 도정에 의하여 단백질이 풍부한 호분층이 제거된 백미에는 5.6-13.3%의 단백질이 함유되어 있다. 단백질 함량은 품종, 기후, 재배조건에 따라 변이가 심하나 대체로 인디카종이 자포니카종보다 많고 멥쌀보다 찹쌀이 많다.

배지를 조성하기 위한 곡립은 단일 품목을 사용하거나 두 가지 이상의 곡립을 사용할 수 있다. 예컨대, 쌀만으로 배지를 조성할 수도 있고, 밀 20%와 보리 80% 혼합으로 이루어진 배지를 조성할 수도 있다.

이러한 곡립배지에 무기염류로서, 곡립 100중량부당 식용이 가능한 인산일수소칼륨, 폴리인산나트륨, 및 제일인산칼슘, 및 제이인산칼륨 등을 1-5중량부 첨가하고 수소이온농도 조정제로서는 식품첨가제로 인정되는 것 중 염산, 초산, 유산 등의 유기산이나 수산화나트륨, 수산화칼륨, 염기성아미노산 등에서 선택되는 것을 사용할 수 있다. 이렇게 조성된 곡립배지에 수분 조절 및 살균,접종하여 꽃송이 버섯 균사체를 배양시킨다.

본 발명에 의한, 곡립배지를 이용하여 꽃송이 버섯의 균사체만을 배양함에 있어서는, 실내 CO₂ 농도 2,000-2,500ppm의 조건에서 배양온도를 20-30℃, 바람직하게는 24-25℃, 수소이온농도는 pH 4.0-6.0, 바람직하게는 pH 4.5-5.5 범위에서 배양한다.

곡립배지에서 꽃송이 버섯 균사체를 배양시키는 방법은 도 1에 나타낸 바와 같으며 구체적으로는 다음과 같다.

1. 종균제조단계

야생에서 채취한 균주를 평판배지, 예컨대 페트리 디쉬에 이식하여 2차 또는 3차에 걸친 계대배양을 실시한 후 균사를 떼어내어 평판 배지상에 이식ㆍ접종하고 배양온도 24-26℃, 습도 60-70%의 배양기에서 22-28일간 배양하고 평판배지상에서 생장한 흰색의 투명한 균사표면이 80%정도 형성된 후 평판배지와 멸균 증류수를 균질기에 넣어 균질화 한다. 균질화 된 균액을 삼각 플라스크의 액체배지에 접종한 후 배양온도 24-26℃에서 10-15일간 항온 진탕배양 하여 접종원으로 사용한다. 상기 삼각 플라스크에 배양된 접종원을 종균 제조 과정에서 조제된 배양조 액체 배지에 접종한 후 배양 온도 24-26℃에서 8-12일 배양하여 종균으로 사용한다. 상기의 배양기간 및 온도는 본 발명의 종균을 제조하기에 최적의 범위에 속한다.

2. 곡립배지조성단계

쌀, 현미, 보리, 밀, 옥수수, 조 등으로 이루어지는 곡립중에서 임의의 한 품목 또는 두 가지 이상의 혼합된 곡립을 준비한다. 여기에 무기염류를 곡립대비 1-5 중량부와 수소이온농도 조정제를 첨가하여 pH를 4-6으로 조정한다. 이렇게 준비된 곡립배지에 곡립 100중량부당 음용수를 40-60 중량부 첨가한다. 무기염류와 pH 및 음용수가 상기의 범위에서 벗어나면 균사체의 성장이 충분치 않게 된다.

무기염류로는, 식품첨가제로 사용되는 인산일수소칼륨, 폴리인산나트륨, 제일인산칼슘, 및 제이인산칼륨 등을 사용할 수 있으며, 생장시킨 균사체를 식품에 직접 첨가하지 아니할 경우에는 이러한 무기염류를 풍부히 포함하고 있는 폐화석을 상기 중량부 사용할 수도 있다. 수소이온농도 조정제는 역시 식품첨가제로 인정되는 염산, 초산, 유산 등의 유기산이나 수산화나트륨, 수산화칼륨, 염기성 아미노산 등에서 선택하여 사용한다.

3. 입병단계

상기와 같이 제조된 곡립배지를 내열성 PP병에 적량 입병한다. 일 실시예로서 1100㎤ 내열성 PP병에 600g씩 입병한다.

4. 살균단계

상기한 곡립배지를 포함하는 PP병을 115-125℃, 바람직하게는 121℃ 및 1-1.2기압에서 60-90분간 살균하고 15-25℃, 바람직하게는 20℃로 냉각시킴으로써 배지조성이 완료된다. 살균단계에서는 내열/내압성인 전용 살균솥을 사용하여 꽃송이 버섯의 균사 생장에 저해되는 세균 및 곰팡이균 등을 멸균한다.

5. 접종단계

냉각된 곡립배지를 포함하는 내열성 PP병에 무균실에서 종균을 접종한다. 일 실시예로서 1100㎤ 내열성 PP병에 25-30g씩 접종한다. 입병 접종시 다른 균에 의해 배지가 오염되지 않도록 각별한 주의를 기울여야한다.

6. 배양단계

상기 곡립배지에 접종된 꽃송이 버섯 균사를 배양온도 20-30℃, 바람직하게는 24-26℃, 습도 60-70%, 실내 CO₂ 농도 2,000-2,500ppm의 암기조건에서 30-40일간 미세 필터를 사용하여 무균처리된 공기를 공급하면서 배양한다.

7. 집균단계

30-40일간 배양하여 곡립배지에 균사체가 만연할 때 집균하여 40-55℃의 온도에서 균사체를 함수율 8%가 되도록 송풍건조한다.

본 발명에 의하여 식용이 가능한 곡립배지를 이용하여 자실체를 가지지 아니하는 균사체만을 배양함으로써 베타글루칸을 풍부하게 포함하는 균사체를 짧은 기간내에 생산함으로써, 생산성이 향상되고 대량생산이 가능함으로써 의약품, 식품, 사료, 화장품 등 여러 산업 분야에 많이 이용할 수 있는 효과를 얻을 수 있고, 꽃송이 버섯 재배 업체의 수익 증대에 기여할 수 있다.

도 1은 본 발명의 곡립배지를 이용한 꽃송이 버섯 균사체의 배양방법의 일 실시예를 나타내는 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 균사체 배양방법의 배양온도의 변화에 따른 균사생장의 정도를 나타낸 그래프이다.
도 3은 본 발명의 균사체 배양방법의 배지 pH의 변화에 따른 균사생장의 정도를 나타낸 그래프이다.
도 4는 곡립의 종류에 따른 균사생장의 정도를 나타낸 그래프이다.
도 5는 배양실의 실내 CO₂ 함량의 변화에 따른 균사생장의 정도를 나타낸 그래프이다.

이하, 본 발명을 실시예에 의해 상세히 설명한다, 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.

실시예 1: 배양온도에 따른 균사생장

배양실의 온도를 10℃, 15℃, 20℃, 25℃ 및 30℃와 같이 조건을 달리하면서 꽃송이버섯 균사체를 배양하여 균사의 크기를 측정하였다.

곡립으로는 현미를 사용하고 현미 중량대비 2중량부의 인산칼륨을 첨가하며, pH를 5.0으로 조정하고, 실내 CO₂ 함량을 2,000ppm으로 정한 상태에서 38일간 균사를 배양하였다. 종균제조 과정을 통해 얻어진 액체 종균을 곡립배지에 접종균으로 사용했다.

결과를 그래프로서 도 2에 나타내었다. 도 2에서 알 수 있는 바와 같이, 배양온도가 20-26℃의 범위에서 균사생장이 70-80mm로서 가장 양호하다는 것을 알 수 있었다.

실시예 2: 배지 pH 에 따른 균사생장

균사의 생장이 균일한 종균을 곡립배지에 접종하고 배지의 pH를 각각 3.0 4.0, 5.0, 6.0, 7.0, 및 8.0으로 달리하면서 온도를 25℃로 고정하고 실시예 1과 같이 균사를 배양하였다.

결과를 그래프로서 도 3에 나타내었다. 도 3에서 알 수 있는 바와 같이, pH가 4.0-6.0의 범위에서 균사생장이 70-80mm로서 가장 양호하다는 것을 알 수 있었다.

실시예 3 : 곡립의 종류에 따른 균사생장

균사의 생장이 균일한 종균을 곡립배지에 접종하고 배양실의 온도를 25℃, pH를 5.0로 고정하고 곡립의 종류를 달리하면서 실시예 1과 같이 균사를 배양하였다.

결과를 그래프로서 도 4에 나타내었다. 도 4에서 알 수 있는 바와 같이, 현미만을 사용한 것의 균사생장이 78mm로서 가장 양호하다는 것을 알 수 있었다. 이와 같은 결과는 현미의 영양원, 즉, 탄소원과 질소원이 꽃송이 버섯 균사체를 생장시키기에 가장 우수하기 때문으로 추정할 수 있다.

실시예 4 : 실내 CO ₂ 함량의 변화에 따른 균사생장

배양실의 온도를 25℃, pH를 5.0로 고정하고 곡립으로는 현미를 사용하고 일정한 크기의 실내 공간에 각각 CO₂ 농도를 1,500, 2,000, 2,500, 3,000, 및 3,500ppm으로 달리하면서 실시예 1과 같이 균사를 배양하였다. 1m³의 공간에 1,100cm³의 PP병을 320개 넣고 CO₂ 농도를 조절했는데, 사용된 CO₂ 농도 조절기로서는 (CO₂ CONTROLLER, 두루산업사, 대한민국)을 사용하였다.

결과를 그래프로서 도 5에 나타내었다. 도 5에서 알 수 있는 바와 같이, 실내 CO₂ 농도가 2,000-2,500ppm에서 균사생장이 충분히 이루어짐을 알 수 있었다.

Claims (4)

1. 꽃송이 버섯 균사체를 배양함에 있어서,
   야생에서 채취한 균주를 평판배지에 이식하여 2차 또는 3차에 걸친 계대배양을 실시한 후 균사를 떼어내어 시험관에 이식ㆍ접종하고 24-26℃의 온도, 습도 60-70%의 배양기에서 22-28일간 배양하고 평판배지상에서 생장한 흰색의 투명한 균사표면이 80%정도 형성된 후, 평판배지와 멸균증류수를 균질기에 넣어 균질화하고, 균질화된 균액을 삼각 플라스크의 액체배지에 접종하고, 배양온도 24-26℃에서 10-15일간 배양기에서 항온진탕 배양하여 접종원을 제조하고, 상기 배양된 접종원을 배양온도 24-26℃에서 8-12일 배양조에 조제된 액체 배지에 접종한 후 배양하여 종균을 제조하는 단계;
   곡립중에서 임의의 한 품목 또는 혼합된 곡립을 준비하고, 여기에 곡립 100중량부당 무기염류를 1-5 중량부와 수소이온농도 조정제를 첨가하고 pH를 4-6으로 조정하여 곡립배지를 조성하는 단계;
   상기 곡립배지를 내열성 PP병에 입병하는 접종단계;
   상기 곡립배지를 포함하는 PP병을 110-125℃, 1-1.2기압에서 60-90분간 살균하고 15-25℃로 냉각시키는 살균단계;
   냉각된 곡립배지를 포함하는 PP병에 무균실에서 실시하는 종균의 접종단계;
   상기 곡립배지에 접종된 꽃송이 버섯 균주를 배양온도 24-26℃, 습도 60-70%, 실내 CO₂ 농도 2,000-2,500ppm의 조건에서 30-40일간 무균처리된 산소를 공급하면서 암기조건에서 균사체를 배양하는 단계;
   상기 단계에서 생장된 집균하는 집균단계;
   를 포함하는 곡립배지에서 균사체만을 배양하는 것을 특징으로 하는 곡립배지를 이용한 꽃송이 버섯 균사체의 배양방법.
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서,
   상기 수소이온농도는 pH 4,5 내지 5.5임을 특징으로 하는 곡립배지에서 균사체만을 배양하는 것을 특징으로 하는 곡립배지를 이용한 꽃송이 버섯 균사체의 배양방법.
4. 삭제

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