KR101262255B1 - 버섯 폐배지 및 음식물 퇴비를 함유하는 버섯 재배 배지의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 버섯을 재배하고 남은 버섯균사체, 톱밥 또는 쌀겨를 포함하는 버섯 폐배지를 수득하는 단계; 음식물류 폐기물을 퇴비화하여 음식물 퇴비를 수득하는 단계; 및 상기 버섯 폐배지와 상기 음식물 퇴비를 9 : 1 ~ 1 : 9의 중량비로 혼합하여 버섯 재배 배지를 제조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 버섯 재배 배지의 제조방법을 개시한다.

Description

버섯 폐배지 및 음식물 퇴비를 함유하는 버섯 재배 배지의 제조방법{Manufacture method of culture medium for mushroom cultivation containing spent mushroom substrates and composted food}

본 발명은 버섯 재배 배지의 제조방법에 관한 것으로, 구체적으로는 버섯을 재배하고 남은 버섯 폐배지 및 음식물류 폐기물을 퇴비화하여 얻어진 음식물 퇴비를 이용하여 버섯 재배 배지를 제조하는 방법에 관한 것이다.

버섯 폐배지는 버섯농가에서 버섯을 수확하고 남은 부산물로 밭농사를 하지 않는 버섯농가에서는 처리방법이 마땅하지 않아 야적되는 실정이다. 한편, 이러한 버섯 폐배지를 이용하는 기술로는 등록특허 제046823호, 공개특허 제2009-0065428호가 있으나, 이는 폐배지를 녹화공법이나 가축용 사료로 이용하는 것에 관한 것일 뿐 폐배지를 다시 버섯 재배에 이용하는 기술이 아니다. 한편, 버섯 폐배지를 이용하여 버섯을 재배하는 기술로 공개특허 제2006-0113343호가 있으나, 이는 상황버섯 균사체를 포함한 폐배지를 느타리 버섯 재배용 배지에 첨가하여 상황느타리버섯을 제조하는 기술에 관한 것일 뿐 폐배지를 버섯 재배 배지의 주원료로 이용하는 기술이 아니다.

퇴비화 반응은 호기적인 조건에서 유기물을 생물학적으로 분해하여 유익하게 사용할 수 있는 부식성 유기생성물로 변환시키는 것이다. 이는 원래 전통적인 농경사회에서 농가에서 발생되는 밀짚, 가축 및 인 분뇨 그리고 음식물류 폐기물 등을 쌓아 올린 퇴비 더미 내에서 자연적인 분해과정을 거쳐 퇴비를 만들어내는 방법으로 이용되던 것이다.

「전국 음식물 퇴비화 시설 현황」에 따르면 2007년 국내 음식쓰레기 퇴비화 시설은 101개소가 있으며, 여기서 생산하는 음식물 퇴비는 하루 1,051톤에 이른다. 퇴비화 시설은 호기성, 혐기성, 지렁이 사육 등의 시설을 말하며, 그 중 호기성 퇴비화 시설이 88개소로 대부분을 차지하고 있고 퇴비화 시설 101개소 중 62개소는 무상으로 퇴비를 공급하고 있으며, 이는 농가, 중간원료 등으로 사용되고 있다. 또한, 감사원에서 나온 「음식물류 폐기물 처리실태 감사결과 처분요구서」에 따르면 음식물류 폐기물의 퇴비화 과정에서 생산한 퇴비는 36%만이 제품으로 사용되고 있고 64%는 기준을 만족하지 못해 파쇄·탈수 등의 중간처리만 하고 배출하거나 매립된다고 한다. 그 외 수요처로는 2차 부산물 비료의 중간원료로 사용되고 있으며, 매년 상당량의 재고가 남아있어 그 처리가 문제가 되고 있는 실정이다.

이러한 문제점을 해결하기 위한 음식물 퇴비 처리 대책으로 2차 부산물 비료의 원료로 쓰이는 방법이나 시설보강 등의 방법들이 제시되고 있지만 경제적인 측면에서 효율성이 떨어지는 단점이 있다.

한편, 버섯생산에 있어서 배지는 통상 총 생산비의 20~30%를 차지하고 있다. 이에 기존 생산비 절감과 폐자원을 활용하는 방안에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 특허 등록번호 제10-0232056호에서는 제지부산물을 첨가하여 버섯재배를 하였으며, 특허 등록번호 제10-0522399호에서는 채소부산물을 첨가제 역할로 사용했다. 또한, 그 외 버섯재배 배지의 첨가제로서 감귤 과피, 게 껍질 및 기타 농산부산물 등의 폐자원을 활용하는 논문과 연구가 활발히 이루어지고 있다.

그러나 이들은 채소 등의 쓰레기 자체를 이용하는 방법으로 버섯 재배 효과가 충분하지 않다는 문제점이 있었으며, 아직까지는 버섯을 재배하고 남은 버섯 폐배지와 음식물류 폐기물을 퇴비화하여 얻어진 음식물 퇴비를 버섯 재배에 활용하는 것에 대한 연구는 전혀 없는 실정이다.

이에 본 발명의 발명자들은 버섯 폐배지와 음식물 퇴비를 혼합하여 버섯 재배 배지를 구성하여 효율적인 자원 재순환과 효과적인 버섯 생산량 증대를 이룰 수 있는 방법에 대하여 예의연구한 결과 본 발명을 이르게 된 것이다.

본 발명은 상기 종래 기술의 문제점을 해결하고자 하는 것으로 버섯 폐배지와 음식물 퇴비를 사용하여 버섯 재배 배지를 제조하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 종래의 버섯농가에서 일반적으로 총 생산비용의 20~30%를 차지하던 배지 비용을 획기적으로 줄일 수 있는 버섯 재배 배지의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 기존 버섯 재배 배지에 비하여 자실체의 중량 및 유효경수를 탁월하게 증대시킬 수 있는 버섯 재배 배지의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 버섯 폐배지와 음식물 퇴비를 사용하여 버섯 재배 배지를 제조함으로써, 이들 부산물을 효율적으로 활용하여 정기적인 수요처를 제공할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 버섯을 재배하고 남은 버섯균사체, 톱밥 또는 쌀겨를 포함하는 버섯 폐배지를 수득하는 단계; 음식물류 폐기물을 퇴비화하여 음식물 퇴비를 수득하는 단계; 및 상기 버섯 폐배지와 상기 음식물 퇴비를 9 : 1 ~ 1 : 9의 중량비로 혼합하여 버섯 재배 배지를 제조하는 단계를 포함하는 버섯 재배 배지의 제조방법을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에서 상기 버섯 폐배지는 느타리버섯을 재배하고 남은 폐배지인 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 방법으로 제조된 버섯 재배 배지의 수분 함량을 55~85중량%로 조절하는 단계; 상기 수분 함량이 조절된 배지를 살균 또는 멸균하는 단계; 상기 살균 또는 멸균된 배지에 버섯 균주를 접종한 후 균사체를 배양하는 단계; 및 상기 배양된 균사체를 자실체로 생육시키는 단계;를 포함하는 것을 버섯 재배 방법을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 방법으로 재배된 버섯을 특징으로 한다.

이하에서는 본 발명의 버섯 재배 배지의 제조방법, 이를 이용하여 버섯을 재배하는 방법 및 이와 같이 재배된 버섯에 대하여 구체적으로 설명하겠다.

1. 버섯 재배 배지의 제조

본 발명은 버섯을 재배하고 남은 버섯균사체, 톱밥 또는 쌀겨를 포함하는 버섯 폐배지에 음식물류 폐기물을 퇴비화하여 얻어진 음식물 퇴비를 혼합하여 버섯 재배 배지를 제조하는 것을 특징으로 한다. 이와 같이 본 발명은 버섯 폐배지와 음식물 퇴비를 이용하여 버섯 재배 배지를 제조함에 따라 배지 생산비용을 탁월하게 줄임과 동시에 종래의 버섯 배지에 비하여 자실체의 중량 및 유효경수를 현저하게 증대시킬 수 있다.

본 발명의 버섯 폐배지는 버섯을 재배하고 남은 버섯균사체, 톱밥 또는 쌀겨를 포함하는 폐배지이다. 종래에는 버섯 배지로 쌀겨, 톱밥, 폐면, 면실피, 볏짚, 콘코프, 사탕수수, 비트펄프 또는 면실박 등이 단독으로 또는 혼합하여 사용되었는데, 본 발명은 이와 같은 종래의 버섯 배지에 버섯을 재배하고 남은 버섯 폐배지를 이용하는 것이다. 바람직하게는, 톱밥과 쌀겨로 이루어진 버섯 배지에 느타리버섯을 재배하고 남은 폐배지를 이용하는데, 이 경우 폐배지에 탄소와 질소성분이 각각 96중량%, 90중량% 이상 남아있어 버섯재배에 필요한 영양원을 충분히 공급해줄 수 있다.

본 발명의 음식물 퇴비는 음식물류 폐기물을 퇴비화 공정을 거쳐 얻어진 산물로, 일반적으로 버려지는 음식물 쓰레기와는 다른 것이다. 여기서 퇴비화 방법은 특별히 한정되는 것은 아니고 통상 사용되는 퇴비화 공정을 사용할 수 있다. 이러한 음식물 퇴비는 버섯이 자라는데 필요한 탄소원, 질소원 등을 충분히 함유하고 있어 버섯재배에 필요한 영양원을 충분히 공급해 줄 수 있다. 게다가 발효 또는 부숙과정을 거친 음식물 퇴비의 영양소는 기존 버섯 배지의 영양소에 비하여 매우 빠르고 쉽게 섭취될 수 있기 때문에 자실체의 유효경수 및 중량을 탁월하게 증대시킬 수 있다. 한편, 본 발명의 음식물 퇴비는 기타 환경조건의 영향을 배제하기 위해 4℃ 냉장 보관하는 것이 바람직하다

본 발명은 상기 버섯 폐배지와 상기 음식물 퇴비를 혼합하여 버섯 재배 배지를 제조한다. 이와 같이 버섯 폐배지와 음식물 퇴비를 혼합하면, 버섯 폐배지의 남아있는 탄소, 질소원과 음식물 퇴비의 영양소가 상호 보완작용을 하여 기존의 버섯 배지에 비하여 자실체 수량 및 중량을 현저하게 증대시킬 수 있다. 이때, 버섯 폐배지와 음식물 퇴비의 혼합비율이 특별히 한정되는 것은 아니며, 바람직하게는 버섯 폐배지와 음식물 퇴비를 9 : 1 ~ 1 : 9의 중량비로 혼합하는 것이 좋다.

2. 버섯 재배

본 발명은 상기와 같이 제조된 버섯 재배 배지를 이용하여 버섯을 재배하는데, 바람직하게는 상기와 같이 제조된 버섯 재배 배지의 수분 함량을 55~85중량%로 조절하는 단계; 상기 수분 함량이 조절된 배지를 살균 또는 멸균하는 단계; 상기 살균 또는 멸균된 배지에 버섯 균주를 접종한 후 균사체를 배양하는 단계; 및 상기 배양된 균사체를 자실체로 생육시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 상기와 같이 제조된 버섯 재배 배지의 수분 함량을 55~85중량%로 조절한다. 배지의 수분 함량이 상기 범위를 만족하는 경우, 균사생장속도가 빠르고 균사밀도도 증가하게 된다.

본 발명은 상기 수분 함량이 조절된 배지를 살균 또는 멸균하는데, 이때, 121℃에서 30분간 고압 멸균하는 것이 바람직하다.

본 발명은 상기 살균 또는 멸균된 배지에 버섯 균주를 접종하고 균사체를 배양시킨다. 이때, 접종되는 버섯 균주의 종류가 특별히 한정되는 것은 아니나, 느타리버섯(Pleurotus ostreatus (Jacq.) Quel.) 균을 접종하는 것이 바람직하다. 느타리버섯 균은 식용으로 사용되는 버섯으로 재배가 비교적 용이하고 높은 염분 농도에서도 영향을 적게 받으므로 본 발명의 버섯 폐배지와 음식물 퇴비가 혼합된 버섯 재배 배지에서 더욱 효과적으로 재배될 수 있다. 또한, 균사 배양 방법은 특별히 한정되는 것은 아니고 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상 사용하는 방법으로 균사를 배양하면 된다. 예를 들면, 해당 균주의 최적 생장온도를 유지하며 배양시키고, 무균 배양실에서 배양시키는 것이 바람직하다.

본 발명은 상기 배양된 균사체를 자실체로 성숙시킨다. 이때, 자실체로 성숙시키는 방법은 특별히 한정되는 것은 아니고 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상 사용하는 방법으로 자실체를 성숙시키면 된다. 예를 들면, 해당 균주가 자실체로 전환될 때 요구되는 습도, 온도, CO₂, 빛 등의 환경조건을 적절하게 조절하여 수일간 배양하는 것이 바람직하다.

이와 같이 본 발명의 버섯 폐배지와 음식물 퇴비를 혼합한 버섯 재배 배지에서 버섯을 재배하면 기존의 배지에서보다 자실체의 수량 및 중량을 현저하게 증대시킬 수 있다.

본 발명의 버섯 폐배지와 음식물 퇴비를 혼합한 버섯 재배 배지에 의하면 수확되는 버섯 자실체의 중량 및 유효경수가 현저하게 증대될 수 있다. 이는 본 발명의 버섯 재배 배지는 종래의 버섯 배지보다 우수한 영양원이 될 수 있다는 것을 보여준다.

또한, 본 발명에 의하면 무상 또는 저가로 공급되는 버섯 폐배지 및 음식물 퇴비를 활용함으로써 버섯 재배 배지 제조에 소비되던 농가의 지출을 획기적으로 줄일 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면 농가의 생산비 절감과 버섯 수확량 증대로 인해 국내·외 버섯농업분야의 충분한 시장성 확보와 경제성을 갖출 수 있게 된다.

또한, 본 발명에 의하면 효율적으로 활용되지 못하고 버려지는 버섯 폐배지와 음식물 퇴비를 사용함으로써 폐자원을 활용할 뿐만 아니라 2차적인 환경문제를 예방할 수 있게 된다.

도 1은 본 실시예, 비교예 및 대조군에서 측정한 균사생장량과 자실체의 모습을 나타내는 사진이다.

이하, 본 발명의 내용에 대해 하기 실시예에서 더욱 상세히 설명하지만, 본 발명의 권리범위가 하기 실시예에만 한정되는 것은 아니고, 이와 등가의 기술적 사상의 변형까지 포함한다.

<배지 원료의 준비>

1. 버섯 폐배지의 수득

톱밥 80 중량%, 쌀겨 20 중량%를 혼합하여 수분을 65%로 조절하고 850 cc 재배용기에 담아서 121℃에서 30분간 고압살균하였다. 그 후 병을 무균작업대에서 실온까지 방냉하고 느타리 버섯균을 접종하여 25 ± 2℃의 온도에서 30~40일간 배양하였다. 배양이 완성된 종균은 균긁기 작업을 거친 후 생육실 15℃, 상대습도 80~90%에서 느타리버섯을 발생시켜 생육했다. 발생한 자실체를 수확하고 남은 폐배지를 탈병하여 버섯 폐배지를 수득하였다.

2. 음식물 퇴비는 기존에 시판되는 음식물 퇴비를 구입하여 사용하였다.

실시예 1 내지 5 : 버섯 폐배지 및 음식물 퇴비를 혼합한 버섯 재배 배지의 제조

음식물 퇴비와 버섯 폐배지를 1:9, 2:8, 3:7, 4:6, 5:5 중량비로 혼합하였다. 배합된 재료를 수분함량 65%로 조절한 후, 850 cc, Φ59인 재배병에 입병하고 그 중앙에 지경 1.5 cm의 구멍을 뚫어 121℃에서 30분간 멸균작업을 거친 후, 멸균된 병을 무균작업대에서 실온까지 방냉을 하였다.

대조군 1 : 버섯 폐배지만으로 이루어진 버섯 재배 배지의 제조

버섯 폐배지 100중량% 함유하는 것을 제외하고는 상기 실시예와 동일하게 버섯 재배 배지를 제조하였다.

대조군 2 : 관행배지의 제조

톱밥과 쌀겨를 8:2의 중량비로 혼합한 것을 제외하고는 상기 실시예와 동일하게 버섯 재배 배지를 제조하였다.

비교예 1 내지 5 : 버섯 폐배지를 첨가한 버섯 재배 배지의 제조

관행배지(톱밥:쌀겨가 8:2의 중량비로 이루어진 버섯 배지)와 버섯 폐배지를 1:9, 2:8, 3:7, 4:6, 5:5 중량비로 혼합한 것을 제외하고는 상기 실시예와 동일하게 버섯 재배 배지를 제조하였다.

	배지 재료
실시예 1	음식물 퇴비 10중량% + 폐배지 90중량%
실시예 2	음식물 퇴비 20중량% + 폐배지 80중량%
실시예 3	음식물 퇴비 30중량% + 폐배지 70중량%
실시예 4	음식물 퇴비 40중량% + 폐배지 60중량%
실시예 5	음식물 퇴비 50중량% + 폐배지 50중량%
대조군 1	폐배지 100중량%
대조군 2	톱밥 80중량% + 쌀겨 20중량%
비교예 1	관행배지 10중량% + 폐배지 90중량%
비교예 2	관행배지 20중량% + 폐배지 80중량%
비교예 3	관행배지 30중량% + 폐배지 70중량%
비교예 4	관행배지 40중량% + 폐배지 60중량%
비교예 5	관행배지 50중량% + 폐배지 50중량%

실험예 1 : 버섯 재배 배지의 성분 분석

본 실험예에서는 버섯 재배 배지의 원료인 톱밥과 쌀겨, 음식물 퇴비, 관행배지, 폐배지의 탄소와 질소 성분을 분석하였다.

pH는 폐기물공정시험법의 1:5법에 준하여 분석하였으며, T-C도 폐기물공정시험법에 준하여 수분 및 고형물을 105~110℃에서 4시간 건조한 뒤 600℃에서 30분간 강열한 뒤 그 무게를 달아 계산하였고, T-N은 Kjedahl법을 사용하여 측정하였다.

	톱밥	쌀겨	음식물 퇴비	관행배지(8:2)	폐배지
pH(1:5)	5.54	6.97	5.87	6.52	4.63
T-C(%)	57.11	50.61	48.10	51.81	49.33
T-N(%)	0.18	2.48	2.38	0.61	0.55
C/N ratio	604	23	21	81	90

상기 표 1에 나타나는 바와 같이, 톱밥은 탄소함량이 57.11%로 높았으며 쌀겨는 질소성분이 2.48%로 높은 수치를 보였다. 음식물 퇴비는 영양원으로 사용하는 쌀겨와 질소성분이 비슷한 수준으로 2.38%로 나왔으며 탄소함량도 마찬가지로 비슷한 수준으로 48%로 나타났다. 이로부터 음식물 퇴비는 버섯배지의 영양원으로서 충분이 활용될 수 있음을 알 수 있었다.

또한, 톱밥 80%와 쌀겨 20%를 혼합한 관행배지는 T-C 51.81%, T-N 0.61%로 측정됐으며, 폐배지는 이보다 미량 감소한 49.33%, 0.55%로 나타났다. 이로부터 버섯을 수확하고 남은 폐배지에 탄소와 질소성분이 96중량%, 90중량% 남아있어 버섯재배에 충분한 영양을 공급해줄 수 있음을 알 수 있었다.

실험예 2 : 균사 생장 특성 및 자실체 유효경수 , 수량의 측정

본 실험예에서는 상기 실시예 1 내지 5, 대조군 1, 2 및 비교예 1 내지 5에서 제조된 버섯 재배 배지에 느타리버섯(Pleurotus ostreatus (Jacq.) Quel.) 균을 접종하고 20일간 배양(배양단계: 온도 25 ±2℃, 상대습도 60%, 생육단계: 온도 15 ±2℃, 상대습도 90%, 환기량은 버섯생육에 맞는 적정량)한 후, 균사생장량, 균사밀도, 자실체 유효경수 및 중량을 측정하였다.

상기 표 3에 나타나는 바와 같이, 실시예 1 내지 5(특히, 실시예 2)는 유효경수가 현저하게 높아 자실체를 확연하게 많이 수확할 수 있음을 알 수 있었다. 또한, 자실체 중량면에서도 실시예3에서 최고 74 g의 버섯을 수확할 수 있었으며, 이는 대조군 1과 2에 비해 약 2배 높은 것으로 관찰되었다. 또한, 실시예 1 내지 5는 비교예 1 내지 5에 비해서도 버섯 중량이 현저하게 증가함을 알 수 있었다. 이는 버섯 폐배지와 음식물 퇴비가 혼합된 버섯 재배 배지는 기존의 관행배지의 성분보다 버섯균이 이용하기 쉬운 형태로 존재하여 최대한 빠르고 쉽게 섭취될 수 있고, 이에 자실체의 중량 및 유효경수를 탁월하게 증대시킬 수 있음을 알 수 있었다.

Claims (4)

1. 버섯을 재배하고 남은 버섯균사체, 톱밥 또는 쌀겨를 포함하는 버섯 폐배지를 수득하는 단계;
   음식물류 폐기물을 퇴비화하여 음식물 퇴비를 수득하는 단계; 및
   상기 버섯 폐배지와 상기 음식물 퇴비를 9 : 1 ~ 1 : 9의 중량비로 혼합하여 버섯 재배 배지를 제조하는 단계를 포함하고,
   상기 버섯 폐배지는 느타리버섯을 재배하고 남은 폐배지인 것을 특징으로 하는 버섯 재배 배지의 제조방법.
2. 삭제
3. 제1항의 방법으로 제조된 버섯 재배 배지의 수분 함량을 55~85중량%로 조절하는 단계;
   상기 수분 함량이 조절된 배지를 살균 또는 멸균하는 단계;
   상기 살균 또는 멸균된 배지에 버섯 균주를 접종한 후 균사체를 배양하는 단계; 및
   상기 배양된 균사체를 자실체로 생육시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 버섯 재배 방법.
4. 제3항의 방법으로 재배된 버섯.

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