KR102356059B1 - Culture method for enhancing content of Cordyceps militaris mycelium using Light-Emitting Diode - Google Patents

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Abstract

본 발명은 LED를 이용한 밀리타리스 동충하초 균사체의 함량을 증대하는 배양방법에 관한 것으로, 밀리타리스 동충하초 균사를 배지에 접종하는 접종단계; 및 접종된 배지를 광조건에서 배양하여 밀리타리스 동충하초 균사체를 얻는 배양단계; 를 포함하는 밀리타리스 동충하초 균사체의 함량을 증대하는 배양방법으로 이루어져 배지 및 광조건에 따라 밀리타리스 동충하초 균사체의 최대 생장량을 나타냄을 확인하였으며, 반응 표면 분석을 통하여 최적의 광량, 배지의 글루코스 함량 및 배양시간 조건을 도출하고, 이를 배양조건으로 이용함으로써 밀리타리스 동충하초 균사체의 최대 생장량을 효율적으로 수득할 수 있다.The present invention relates to a culturing method for increasing the content of Militaris Cordyceps mycelium using an LED, comprising: an inoculation step of inoculating a medium with Militaris Cordyceps mycelium; and culturing the inoculated medium under light conditions to obtain Militaris Cordyceps mycelium; It was confirmed that the maximum growth amount of the Militaris Cordyceps mycelium was performed according to the medium and light conditions, and the optimal light amount, the glucose content of the medium, and the By deriving a culture time condition and using it as a culture condition, it is possible to efficiently obtain the maximum growth amount of the mycelium of Cordyceps Cordyceps Militaris.

Description

LED를 이용한 밀리타리스 동충하초 균사체의 함량을 증대하는 배양방법{Culture method for enhancing content of Cordyceps militaris mycelium using Light-Emitting Diode}Culture method for enhancing content of Cordyceps militaris mycelium using Light-Emitting Diode}

본 발명은 LED를 이용한 밀리타리스 동충하초 균사체의 함량을 증대하는 배양방법에 관한 것이다.The present invention relates to a culturing method for increasing the content of Militaris Cordyceps mycelium using an LED.

동충하초(冬蟲夏草)는 겨울에는 벌레 여름에는 버섯으로 나온다는 뜻에서 이름이 붙여졌다. 대부분이 곤충병원성진균(entomopathogenic fungi)으로 약 800여종이 알려져 있으며, 기주 곤충에 감염되어 내부에서 균사 생장을 하여 자실체를 생성하는 것이 큰 특징이다. 이러한 동충하초는 아시아(중국, 한국, 일본 등)에서 예전부터 약초로 쓰여 왔다. 그 효능으로는 면역력 증강, 성인병 예방, 천식, 빈혈에 좋은 약재로 사용되어져 왔다. Dongchunghacho (冬蟲夏草) got its name from the meaning that it comes out as an insect in winter and a mushroom in summer. About 800 species are known, most of which are entomopathogenic fungi, and a major feature is that they are infected with host insects and mycelium grows inside to produce fruiting bodies. Cordyceps cordyceps has been used as a medicinal herb in Asia (China, Korea, Japan, etc.) since ancient times. For its efficacy, it has been used as a good medicine for strengthening immunity, preventing adult diseases, asthma, and anemia.

또한, 동충하초는 작물들 중 단백질 함량이 가장 높은 (건조함량의 28%이상) 군에 속하고, 면역력을 강화시키는 물질이 다량 함유되어 있다. 특히, 동충하초의 면역활성물질 중에는 키닉산(quinic acid)의 이성체로 밝혀진 '코디세핀(Cordycepin :3'-deoxy-adenosine)' 이 포함되어 있다. 코디세핀은 핵산 물질로서 세포의 유전정보에 관여하면서 저하된 면역기능을 활성화하여 정상세포가 암세포로 전환되는 것을 방지하는 작용을 한다. 동충하초를 투입한 임상실험에서 암세포를 죽이는 면역세포인 NK세포(natural killer cell/자연살해세포)와 면역세포에서 분비되는 사이토카인의 함량이 18%~25% 증가되는 것으로 확인되어 혈액암치료용으로 활용되고, 건강기능식품으로서도 많은 관심을 받고 있다. In addition, Cordyceps Cordyceps belongs to the group with the highest protein content (more than 28% of dry content) among crops, and contains a large amount of substances that enhance immunity. In particular, among the immunoactive substances of Cordyceps Cordyceps, 'Cordycepin (3'-deoxy-adenosine)', which was found to be an isomer of quinic acid, is included. Cordycepin is a nucleic acid substance that prevents normal cells from being converted into cancer cells by activating the reduced immune function while participating in the genetic information of cells. In clinical trials with Cordyceps Cordyceps, it was confirmed that the content of NK cells (natural killer cells) and cytokines secreted from immune cells, which are immune cells that kill cancer cells, increased by 18% to 25%, so it is used for blood cancer treatment. It is used as a health functional food and is receiving a lot of attention.

이러한 결과를 토대로 국내에서는 코디세핀이 함유된 동충하초가 건강기능식품으로 식약처 인증을 받았으며, 면역증강활성, 항암활성 외 항바이러스 효과와 항염증 효과 등 다양한 기능 등이 발표되고 있다.Based on these results, Cordyceps Cordyceps containing cordycepin has been certified by the Ministry of Food and Drug Safety as a health functional food in Korea.

상기와 같은 기능들로 인해 동충하초는 버섯류 중에서도 많은 소비가 이루어지고 있지만 천연에서 채집되는 양은 매우 적어서 수요를 충당할 수 없으므로 전 세계의 많은 농가들이 인공재배법으로 재배사를 만들어서 대량 재배하고 있다. 그러나 동충하초는 성장속도가 느리고, 외부환경에 민감하여 농약을 살포할 수 없는 식물이어서 재배가 매우 까다롭다. 또한, 대량재배에 성공하기는 하였지만 오랫동안 재배를 해온 농가에서도 동충하초 재배의 수확률은 저조한 것으로 알려져 있다. 즉, 10개를 배양하여 수확하면 1~2개 정도가 오염되거나 이상 균주가 성장하여 수확율이 낮아진다.Due to the above functions, Cordyceps is consumed a lot among mushrooms, but the amount collected from nature is very small and cannot meet the demand. However, Cordyceps is a plant that cannot be sprayed with pesticides due to its slow growth rate and sensitivity to the external environment, so it is very difficult to cultivate. In addition, although mass cultivation was successful, it is known that the yield of cordyceps cultivation is low even in farms that have been cultivating it for a long time. That is, if 10 are cultivated and harvested, about 1 or 2 are contaminated or abnormal strains grow, which lowers the yield.

최근, 동충하초의 자실체 생산보다 균사체 생산에 대한 연구가 주목받고 있으며, 균사체의 경우 자실체보다 단기간 재배가 가능하고 저비용으로 소규모 장소에서 배양이 가능하다는 장점을 가지고 있다. 뿐만 아니라, Feng et al. (2018)과 Tang et al. (2018)에 의하면 동충하초의 자실체와 균사체간의 성분에 대한 차이는 거의 없는 것으로 보고되었다. 따라서 자실체보다 단기간에 대량생산이 가능한 균사체를 배양하는 것이 경제적으로 유리하다고 판단된다. 하지만 현재까지 동충하초 균사체의 생산량 증대에 적합한 최적 조건에 관한 연구는 미비하다. Recently, research on the production of mycelium rather than the production of fruiting bodies of Cordyceps is attracting attention. In addition, Feng et al . (2018) and Tang et al . (2018) reported that there was almost no difference in the composition between the fruiting body and mycelium of Cordyceps. Therefore, it is judged that it is economically advantageous to cultivate mycelium that can be mass-produced in a shorter period of time than the fruiting body. However, to date, studies on optimal conditions suitable for increasing the production of Cordyceps mycelium are scarce.

따라서 코디세핀이 함유된 밀리타리스 동충하초 균사체의 생장량 증대를 위한 최적 배양방법에 대한 연구가 필요한 실정이다.Therefore, there is a need for research on the optimal culture method for increasing the growth amount of mycelia of Cordyceps Militaris containing cordycepin.

1. 대한민국 등록특허 제10-0465283호(2003.08.14.)1. Republic of Korea Patent Registration No. 10-0465283 (Aug. 14, 2003)

본 발명의 목적은 밀리타리스 동충하초의 최대 생장량을 위한 최적의 밀리타리스 동충하초 균사체의 배양방법을 제공하는 데에 있다.It is an object of the present invention to provide an optimal method for culturing Militaris Cordyceps mycelium for the maximum growth amount of Cordyceps Militaris.

또한, 본 발명의 다른 목적은 상기 배양방법에 따른 밀리타리스 동충하초 균사체를 제공하는 데에 있다.In addition, another object of the present invention is to provide a mycelium of Cordyceps Cordyceps Militaris according to the culturing method.

또한, 본 발명의 다른 목적은 밀리타리스 동충하초 균사체의 최대 생장량 예측방법을 제공하는 데에 있다.In addition, another object of the present invention is to provide a method for predicting the maximum growth amount of the mycelium of Cordyceps Cordyceps Militaris.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 밀리타리스 동충하초 균사를 배지에 접종하는 접종단계; 및 접종된 배지를 광조건에서 배양하여 밀리타리스 동충하초 균사체를 얻는 배양단계; 를 포함하는 밀리타리스 동충하초 균사체의 함량을 증대하는 배양방법을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention is an inoculation step of inoculating the medium with Militaris Cordyceps mycelium; and culturing the inoculated medium under light conditions to obtain Militaris Cordyceps mycelium; It provides a culturing method for increasing the content of the mycelium of Cordyceps Cordyceps Militaris comprising a.

또한, 본 발명은 상기 밀리타리스 동충하초 균사체의 배양방법에 따라 배양된 밀리타리스 동충하초 균사체를 제공한다.In addition, the present invention provides a Militaris Cordyceps mycelium cultured according to the method for culturing the Militaris Cordyceps mycelium.

또한, 본 발명은 상기 밀리타리스 동충하초 균사체의 건중량을 예측하는 방법에 있어서, (a) 박스 벤켄 계획법(Box-Behnken design)으로 광량(X1), 배지의 글루코스(glucose) 함량(X2), 배양시간(X3)에 대하여, -1, 0 및 1로 코드화하여 실험범위를 설계하는 단계; (b) 상기 단계 (a)의 설계된 실험범위로, 상기 광량, 배지의 글루코스 함량 및 배양시간에 대한 실험값을 얻는 단계; (c) 상기 단계 (b)의 실험값을 이용하여 하기 수학식 1로 표시되는 이차 회귀식 모델을 도출하는 단계; 및 (d) 상기 단계 (c)에서 도출된 수학식 1로 표시되는 이차 회귀식 모델을 변량분석(ANOVA)하여 상기 밀리타리스 동충하초 균사체의 건중량을 예측하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 밀리타리스 동충하초 균사체의 건중량 예측방법을 제공한다.In addition, the present invention is a method for predicting the dry weight of the Militaris Cordyceps mycelium, (a) the amount of light (X 1 ) in the box-Behnken design (Box-Behnken design), the glucose content of the medium (X 2 ) , for the incubation time (X 3 ), designing the experimental range by coding -1, 0, and 1; (b) obtaining experimental values for the amount of light, the glucose content of the medium, and the incubation time in the designed experimental range of step (a); (c) deriving a quadratic regression model expressed by Equation 1 below using the experimental values of step (b); And (d) predicting the dry weight of the Militaris Cordyceps mycelium by performing ANOVA on the quadratic regression model represented by Equation 1 derived in step (c); It provides a method for predicting the dry weight of the mycelium of Cordyceps Cordyceps Militaris comprising a.

[수학식 1][Equation 1]

Y1=13.18-1.22X1-1.08X2+0.4438X3 Y 1 =13.18-1.22X 1 -1.08X 2 +0.4438X 3

-1.00X1X2+0.7050X1X3+0.1975X2X3+2.60X1 2+2.56X2 2+2.55X3 2 -1.00X 1 X 2 +0.7050X 1 X 3 +0.1975X 2 X 3 +2.60X 1 2 +2.56X 2 2 +2.55X 3 2

(상기 수학식 1에서 Y1은 밀리타리스 동충하초 균사체의 건중량(g/L), X1은 광량(코드단위), X2는 배지의 글루코스 함량(코드단위) 및 X3는 배양시간(코드단위)을 의미함.)(In Equation 1, Y 1 is the dry weight (g/L) of Militaris Cordyceps mycelium (g/L), X 1 is the amount of light (code unit), X 2 is the glucose content of the medium (code unit), and X 3 is the incubation time (code unit).

본 발명에 따라 밀리타리스 동충하초 균사체는 PDB(potato dextrose broth) 액체배지에서 녹색 LED 광을 조사하여 배양한 경우 최대 생장량을 나타내었으며, 반응 표면 분석을 통하여 최적의 광량, 배지의 글루코스 함량 및 배양시간 조건을 도출하고, 이를 배양조건으로 이용함으로써 밀리타리스 동충하초 균사체의 최대 생장량을 효율적으로 수득할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, Militaris Cordyceps mycelium exhibited the maximum growth when irradiated with green LED light in a PDB (potato dextrose broth) liquid medium and cultured, and the optimal light amount, medium glucose content and culture time through response surface analysis. By deriving the conditions and using them as culture conditions, there is an effect of efficiently obtaining the maximum growth amount of the mycelium of Cordyceps Militaris.

또한, 본 발명에 따른 배양방법에 따라 수득된 밀리타리스 동충하초 균사체는 면역증강활성, 항암활성, 항바이러스 및 항염증 효과가 뛰어난 코디세핀을 함유하고 있으므로 건강기능식품으로도 유용하게 사용될 수 있다.In addition, the Militaris Cordyceps mycelium obtained according to the culture method according to the present invention contains cordycepin, which has excellent immune enhancing activity, anticancer activity, antiviral and anti-inflammatory effects, and thus can be usefully used as a health functional food.

도 1은 밀리타리스 동충하초(Cordyceps militaris) 균사체를 나타낸 도면이다.
도 2는 밀리타리스 동충하초의 액체배지 종류에 따른 균사체 생장량을 나타낸 도면이다(데이터는 3번의 실험 결과를 평균±표준편차로 나타냈다).
도 3은 밀리타리스 동충하초의 배양기간에 따른 균사체 생장량을 나타낸 도면이다(데이터는 3번의 실험 결과를 평균±표준편차로 나타냈다).
도 4는 형광등 및 UV-A가 설치된 shaking incubator를 나타낸 도면이다.
도 5는 형광등 및 UV-A 광량 및 on/off 조절을 위한 컨트롤 박스를 나타낸 도면이다.
도 6은 형광등 및 UV-A의 조사에 따른 밀리타리스 동충하초 균사체 생장량 변화를 나타낸 도면이다(데이터는 3번의 실험 결과를 평균±표준편차로 나타냈다).
도 7은 LED 단일광(red, green, blue)이 설치된 shaking incubator를 나타낸 도면이다.
도 8은 LED 단일광 광량 및 on/off 조절을 위한 컨트롤 박스를 나타낸 도면이다.
도 9는 밀리타리스 동충하초의 LED 단일광(red, green, blue)조사에 따른 균사체 생장량 변화를 나타낸 도면이다(데이터는 3번의 실험 결과를 평균±표준편차로 나타냈다).
도 10은 LED green광의 조사시간에 따른 밀리타리스 동충하초 균사체의 생장량 변화를 나타낸 도면이다(데이터는 3번의 실험 결과를 평균±표준편차로 나타냈다).
도 11은 밀리타리스 동충하초의 LED 단일광 및 혼합광 종류에 따른 균사체 생장량 변화를 나타낸 도면이다(데이터는 3번의 실험 결과를 평균±표준편차로 나타냈다).
도 12는 밀리타리스 동충하초 균사체에서 혼합광 red*green의 조사시간에 따른 균사체 생장량 변화를 나타낸 도면이다(데이터는 3번의 실험 결과를 평균±표준편차로 나타냈다).
도 13은 밀리타리스 동충하초 균사체 배양 조건과 균사체 생장량간의 상관관계를 나타낸 도면이다.
도 14는 LED 제어조건과 밀리타리스 동충하초 균사체 생장량간의 fit model을 나타낸 도면이다.
도 15는 밀리타리스 동충하초 균사체의 최대 균사체량을 위한 최적 LED 제어조건을 나타낸 도면이다.
도 16은 밀리타리스 동충하초 균사체의 최대 균사체량을 위한 최적 LED 제어조건 반응 모델의 적합도를 나타낸 도면이다.
Figure 1 is Militaris Cordyceps militaris ) is a diagram showing the mycelium.
2 is a view showing the mycelium growth according to the type of liquid medium of Militaris Cordyceps Cordyceps (data is the mean ± standard deviation of the results of three experiments).
3 is a diagram showing the mycelium growth according to the incubation period of Militaris Cordyceps Cordyceps (data shows the results of three experiments as mean ± standard deviation).
4 is a view showing a shaking incubator installed with a fluorescent lamp and UV-A.
5 is a view showing a control box for adjusting the amount of fluorescent lamp and UV-A light and on/off.
6 is a view showing changes in the growth amount of mycelia of Cordyceps mycelia of Militaris according to irradiation with fluorescent lamps and UV-A (data shows the results of three experiments as mean ± standard deviation).
7 is a view showing a shaking incubator installed with LED single light (red, green, blue).
8 is a view showing a control box for controlling the amount of single light and on/off of the LED.
9 is a view showing changes in the mycelium growth amount according to LED single light (red, green, blue) irradiation of Militaris Cordyceps Cordyceps (data shows the results of three experiments as mean ± standard deviation).
10 is a view showing the change in the growth amount of mycelia of Cordyceps Cordyceps Militaris according to the irradiation time of LED green light (data shows the results of three experiments as mean ± standard deviation).
11 is a view showing changes in the mycelium growth amount according to the type of LED single light and mixed light of Militaris Cordyceps Cordyceps (data is the mean ± standard deviation of the results of three experiments).
12 is a view showing changes in the mycelium growth amount according to the irradiation time of mixed light red*green in Mylitaris Cordyceps mycelium (data shows the results of three experiments as mean±standard deviation).
13 is a diagram showing the correlation between the culture conditions of Mylitaris Cordyceps mycelium and the mycelium growth amount.
14 is a diagram illustrating a fit model between LED control conditions and the amount of mycelial growth of Militaris Cordyceps cordyceps.
15 is a view showing the optimal LED control conditions for the maximum mycelium amount of Militaris Cordyceps mycelium.
16 is a diagram showing the fit of the optimal LED control condition response model for the maximum mycelium amount of Militaris Cordyceps mycelium.

이하에서는 본 발명을 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명자들은 PDB(potato dextrose broth) 액체배지에서 녹색 LED 광을 1일 12시간으로 4 내지 5일 동안 조사하여 배양한 경우, 밀리타리스 동충하초 균사체의 최대 생장량을 나타냄을 확인하였으며, 반응 표면 분석을 통하여 최적의 광량, 배지의 글루코스 함량 및 배양시간 조건을 도출하고, 이를 배양조건으로 이용함으로써 밀리타리스 동충하초 균사체의 최대 생장량을 효율적으로 수득할 수 있음을 밝혀내어 본 발명을 완성하였다.The present inventors confirmed that when irradiated with green LED light in a PDB (potato dextrose broth) liquid medium for 4 to 5 days a day for 12 hours a day and cultured, it exhibited the maximum growth amount of the mycelia of Cordyceps Cordyceps Militaris, and the response surface analysis was performed. The present invention was completed by deriving the optimal light amount, glucose content of the medium, and culture time conditions through this, and using these as culture conditions to efficiently obtain the maximum growth amount of the mycelia of Cordyceps Cordyceps Militaris.

본 발명은 밀리타리스 동충하초 균사를 배지에 접종하는 접종단계; 및 접종된 배지를 광조건에서 배양하여 밀리타리스 동충하초 균사체를 얻는 배양단계; 를 포함하는 밀리타리스 동충하초 균사체의 함량을 증대하는 배양방법을 제공한다.The present invention is an inoculation step of inoculating the medium with Militaris Cordyceps mycelium; and culturing the inoculated medium under light conditions to obtain Militaris Cordyceps mycelium; It provides a culturing method for increasing the content of the mycelium of Cordyceps Cordyceps Militaris comprising a.

이때, 상기 배지는 포테이토 덱스트로스 브로스(potato dextrose broth) 배지일 수 있으며, 상기 배양은 3일 내지 6일 동안 수행하는 것을 특징으로 하나, 바람직하게는 4일 내지 5일일 수 있다.In this case, the medium may be a potato dextrose broth medium, and the culture may be performed for 3 to 6 days, preferably 4 to 5 days.

또한, 상기 광조건은 LED 단일광 또는 혼합광을 접종된 배지에 조사하여 균사체를 배양하며, LED 단일광은 500nm 내지 550nm의 파장을 갖는 녹색광이며, LED 혼합광은 500nm 내지 550nm의 파장을 갖는 녹색광과 620nm 내지 780nm의 파장을 갖는 적색광을 혼합한 광인 것을 특징으로 하나, 바람직하게는 500nm 내지 550nm의 파장을 갖는 LED 녹색광을 이용할 수 있으며, 이때 밀리타리스 동충하초 균사체의 최대 생장량을 나타낼 수 있다.In addition, the light conditions include culturing the mycelium by irradiating the medium inoculated with LED single light or mixed light, the LED single light is green light having a wavelength of 500 nm to 550 nm, and the LED mixed light is green light having a wavelength of 500 nm to 550 nm and It is characterized in that the light is a mixture of red light having a wavelength of 620 nm to 780 nm, but preferably, LED green light having a wavelength of 500 nm to 550 nm can be used, and in this case, the maximum growth amount of the mycelium of Cordyceps Cordyceps mycelium can be shown.

또한, 상기 LED 단일광 또는 혼합광을 1일 5 내지 15시간 동안 접종된 배지에 조사하여 균사체를 배양하는 것을 특징으로 하며, 바람직하게는 1일 12시간 동안 조사할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In addition, it is characterized in that the mycelium is cultured by irradiating the LED single light or mixed light to the inoculated medium for 5 to 15 hours a day, and preferably irradiated for 12 hours a day, but is not limited thereto. .

이때, 상기와 같은 배양조건 및 광조건을 벗어나면 본 발명에 따른 밀리타리스 동충하초 균사체가 제대로 수득되지 않거나, 밀리타리스 동충하초 수득 수율이 현저히 낮아져 경제적이지 못한 문제가 야기될 수 있다.At this time, if the culture conditions and light conditions are deviated as described above, the Militaris Cordyceps mycelium according to the present invention may not be properly obtained or the yield of Militaris Cordyceps cordyceps may be significantly lowered, which may cause uneconomical problems.

또한, 상기 밀리타리스 동충하초 균사체의 건중량은 광량, 배지의 글루코스 함량 및 배양시간과 하기의 수학식 1과 같은 상관관계를 가지는 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, the dry weight of the Militaris Cordyceps mycelium may be characterized in that it has a correlation as shown in Equation 1 below with the amount of light, the glucose content of the medium, and the culture time.

[수학식 1][Equation 1]

Y1=13.18-1.22X1-1.08X2+0.4438X3 Y 1 =13.18-1.22X 1 -1.08X 2 +0.4438X 3

-1.00X1X2+0.7050X1X3+0.1975X2X3+2.60X1 2+2.56X2 2+2.55X3 2 -1.00X 1 X 2 +0.7050X 1 X 3 +0.1975X 2 X 3 +2.60X 1 2 +2.56X 2 2 +2.55X 3 2

(상기 수학식 1에서 Y1은 밀리타리스 동충하초 균사체의 건중량(g/L), X1은 광량, X2는 배지의 글루코스 함량 및 X3는 배양시간을 의미함.)(In Equation 1, Y 1 is the dry weight (g/L) of Militaris Cordyceps mycelium, X 1 is the amount of light, X 2 is the glucose content of the medium, and X 3 is the culture time.)

이때, 밀리타리스 동충하초 균사체의 최대 건중량을 얻기 위한 상기 광량, 배지의 글루코스 함량 및 배양시간의 배양조건은 각각 1000 내지 1500 lux, 1 내지 10 g/50mL, 10 내지 50 시간인 것을 특징으로 하며, 바람직하게 상기 광량, 배지의 글루코스 함량 및 배양시간의 배양조건은 각각 1273.75 lux, 5.00853 g/50mL, 26.5176 시간일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.At this time, the culture conditions of the light amount, the glucose content of the medium, and the culture time to obtain the maximum dry weight of the Militaris Cordyceps mycelium are 1000 to 1500 lux, 1 to 10 g/50mL, 10 to 50 hours, respectively, characterized in that, Preferably, the light amount, the glucose content of the medium, and the culture conditions of the culture time may be 1273.75 lux, 5.00853 g/50mL, and 26.5176 hours, respectively, but is not limited thereto.

또한, 본 발명은 상기의 밀리타리스 동충하초 균사체의 배양방법에 따라 배양된 밀리타리스 동충하초 균사체를 제공한다.In addition, the present invention provides a Militaris Cordyceps mycelium cultured according to the method for culturing the Militaris Cordyceps mycelium.

상기와 같이 배양된 밀리타리스 동충하초 균사체는 코디세핀이 함유되어 있으므로 면역증강활성, 항암활성을 위한 건강기능식품으로도 이용될 수 있을 것이다.Since the cultured Militaris Cordyceps mycelium contains cordycepin, it may be used as a health functional food for immune enhancing activity and anticancer activity.

또한, 본 발명은 상기 밀리타리스 동충하초 균사체의 건중량을 예측하는 방법에 있어서, (a) 박스 벤켄 계획법(Box-Behnken design)으로 광량(X1), 배지의 글루코스(glucose) 함량(X2), 배양시간(X3)에 대하여, -1, 0 및 1로 코드화하여 실험범위를 설계하는 단계; (b) 상기 단계 (a)의 설계된 실험범위로, 상기 광량, 배지의 글루코스 함량 및 배양시간에 대한 실험값을 얻는 단계; (c) 상기 단계 (b)의 실험값을 이용하여 하기 수학식 1로 표시되는 이차 회귀식 모델을 도출하는 단계; 및 (d) 상기 단계 (c)에서 도출된 수학식 1로 표시되는 이차 회귀식 모델을 변량분석(ANOVA)하여 상기 밀리타리스 동충하초 균사체의 건중량을 예측하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 밀리타리스 동충하초 균사체의 건중량 예측방법을 제공한다.In addition, the present invention is a method for predicting the dry weight of the Militaris Cordyceps mycelium, (a) the amount of light (X 1 ) in the box-Behnken design (Box-Behnken design), the glucose content of the medium (X 2 ) , for the incubation time (X 3 ), designing the experimental range by coding -1, 0, and 1; (b) obtaining experimental values for the amount of light, glucose content of the medium and culture time in the designed experimental range of step (a); (c) deriving a quadratic regression model expressed by Equation 1 below using the experimental values of step (b); And (d) predicting the dry weight of the Militaris Cordyceps mycelium by performing ANOVA on the quadratic regression model represented by Equation 1 derived in step (c); It provides a method for predicting the dry weight of the mycelium of Cordyceps Cordyceps Militaris comprising a.

[수학식 1][Equation 1]

Y1=13.18-1.22X1-1.08X2+0.4438X3 Y 1 =13.18-1.22X 1 -1.08X 2 +0.4438X 3

-1.00X1X2+0.7050X1X3+0.1975X2X3+2.60X1 2+2.56X2 2+2.55X3 2 -1.00X 1 X 2 +0.7050X 1 X 3 +0.1975X 2 X 3 +2.60X 1 2 +2.56X 2 2 +2.55X 3 2

(상기 수학식 1에서 Y1은 밀리타리스 동충하초 균사체의 건중량(g/L), X1은 광량(코드단위), X2는 배지의 글루코스 함량(코드단위) 및 X3는 배양시간(코드단위)을 의미함.)(In Equation 1, Y 1 is the dry weight (g/L) of Militaris Cordyceps mycelium (g/L), X 1 is the amount of light (code unit), X 2 is the glucose content of the medium (code unit), and X 3 is the incubation time (code unit).

이때, 밀리타리스 동충하초 균사체의 최대 건중량을 얻기 위한 상기 광량, 배지의 글루코스 함량 및 배양시간의 배양조건은 각각 1000 내지 1500 lux, 1 내지 10 g/50mL, 10 내지 50 시간인 것을 특징으로 하며, 바람직하게 상기 광량, 배지의 글루코스 함량 및 배양시간의 배양조건은 각각 1273.75 lux, 5.00853 g/50mL, 26.5176 시간일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.At this time, the culture conditions of the light amount, the glucose content of the medium, and the culture time to obtain the maximum dry weight of the Militaris Cordyceps mycelium are 1000 to 1500 lux, 1 to 10 g/50mL, 10 to 50 hours, respectively, characterized in that, Preferably, the light amount, the glucose content of the medium, and the culture conditions of the culture time may be 1273.75 lux, 5.00853 g/50mL, and 26.5176 hours, respectively, but is not limited thereto.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 요지에 따라 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명할 것이다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail through examples. These examples are only for explaining the present invention in more detail, and it is to those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains that the scope of the present invention is not limited by these examples according to the gist of the present invention. it will be self-evident

<< 실시예Example 1> 동충하초 균사체의 액체배양기술 확립 1> Establishment of liquid culture technology of Cordyceps mycelium

1. 공시재료1. Disclosure material

동충하초 균사체의 생장량을 평가하기 위하여 밀리타리스 동충하초(Cordyceps militaris)(KCCM 60304)를 한국미생물보존센터(KCCM)로부터 분양받았다(도 1). Cordyceps militaris (KCCM 60304) was distributed from Korea Center for Microorganisms Conservation (KCCM) in order to evaluate the growth amount of Cordyceps mycelium (Fig. 1).

2. 2. 밀리타리스Militaris 동충하초( Cordyceps ( CordycepsCordyceps militarismilitaris )의 액체배양 및 생장량 분석) of liquid culture and growth analysis

밀리타리스 동충하초(Cordyceps militaris)의 생장량 증대를 위한 배양환경 조건을 확립하기 위해 하기 표 1의 배양조성을 갖는 3종(YMG(yeast extract, malt extract, glucose 배지), PDB(potato dextrose broth), SDB(Sabouraud dextrose broth)의 액체 배양배지를 이용하였다.Militaris Cordyceps militaris ) of three kinds (YMG (yeast extract, malt extract, glucose medium), PDB (potato dextrose broth), SDB (Sabouraud dextrose broth) having the culture composition shown in Table 1 below to establish the culture environment conditions for increasing the growth amount A liquid culture medium was used.

배지 명badge person 배지 pHMedium pH 배지 조성(g/L)Medium composition (g/L) Yeast extractyeast extract Malt extractmalt extract GlucoseGlucose Potato extractPotato extract PeptonePeptone YMGYMG 6.06.0 44 1010 44 -- -- PDBPDB 5.25.2 -- -- 2020 44 -- SDBSDB 4.54.5 -- -- 2020 -- 1010

상기 KCCM으로부터 분양받은 밀리타리스 동충하초(Cordyceps militaris) 균사를 PDA(Potato Dextrose Agar) 평판배지를 이용하여 항온 배양기에서 25℃로 7일간 배양하였다. 이후, 배양된 균사의 가장자리 부위를 직경 5 mm 코르크 보러를 사용하여 3core씩 액체배지(YMG, PDB, SDB)에 접종하여 25℃에서 7일간 진탕배양(100 rpm)하여 액체 종균을 생산하였으며, 하루간격으로 배양된 액체 종균의 균사체 생장량을 측정하였다.The other pre-sale from the received millimeter-less KCCM Cordyceps (Cordyceps militaris ) mycelia were cultured for 7 days at 25° C. in an incubator using PDA (Potato Dextrose Agar) plate medium. After that, the edge portion of the cultured mycelium was inoculated into a liquid medium (YMG, PDB, SDB) by 3 cores using a cork borer with a diameter of 5 mm, and cultured with shaking (100 rpm) at 25 ° C for 7 days to produce a liquid spawn, one day The mycelium growth amount of the liquid seed culture cultured at intervals was measured.

상기 YMG, PDB 또는 SDB 배지는 100mL 삼각플라스크에 50mL 씩 각각 투입하고 121℃에서 15분간 살균한 다음 냉각시켜 사용하였다.Each of the YMG, PDB or SDB medium was put into a 100 mL Erlenmeyer flask by 50 mL, sterilized at 121° C. for 15 minutes, and then cooled before use.

또한, 배양된 밀리타리스 동충하초 균사체의 생장량은 Carvajal et al. (2012)의 건중량 측정법에 의해 하기의 방법으로 측정되었다.In addition, the growth amount of the cultured Militaris Cordyceps mycelium was determined by Carvajal et al . (2012) was measured by the following method by the dry weight measurement method.

① 배양이 끝난 균사체 배양액을 falcon tube에 옮김.① Transfer the cultured mycelium to the falcon tube.

② 원심분리 (4000 rpm, 10 min, 2회, Union 32R Plus, HANIL, Korea)를 실시하여 배양액과 균사체 분리.② Centrifuge (4000 rpm, 10 min, 2 times, Union 32R Plus, HANIL, Korea) to separate the culture medium and mycelium.

③ 균사체에 담겨있는 falcon tube를 60℃에서 24시간 건조.③ Dry the falcon tube contained in the mycelium at 60℃ for 24 hours.

④ 미리 측정한 falcon tube의 전건무게를 이용하여 균사체 무게 도출.④ Derive the mycelium weight using the pre-measured total dry weight of the falcon tube.

3. 3. 밀리타리스Militaris 동충하초( Cordyceps ( CordycepsCordyceps militarismilitaris )의 액체배양 배지에 따른 생장량) of growth according to the liquid culture medium

밀리타리스 동충하초 균사체의 액체배지 종류에 따른 균사체 생장량은 도 2에 나타냈다.The amount of mycelium growth according to the type of liquid medium of Mylitaris Cordyceps mycelium is shown in FIG. 2 .

결과적으로, 밀리타리스 동충하초 균사체의 생장량은 PDB (Potato Dextros Broth) 배지에서 배양했을 때 12.0 g/L의 생장량을 보여 가장 생장량이 높음을 확인하였다.As a result, it was confirmed that the growth amount of the mycelium of Cordyceps Cordyceps Militaris showed the highest growth rate of 12.0 g/L when cultured in PDB (Potato Dextros Broth) medium.

또한, 배양기간에 따른 밀리타리스 동충하초의 생장량을 분석한 결과, 도 3과 같이 5일 이후 일정한 균사체 생장량을 나타내어 밀리타리스 동충하초의 균사체 배양기간은 5일로 고정하였다.In addition, as a result of analyzing the growth amount of Militaris Cordyceps according to the culture period, the mycelium growth period of Militaris Cordyceps mycelium was fixed to 5 days as shown in FIG.

<< 실시예Example 2> 형광등 및 UV-A가 동충하초 균사체 생장량에 미치는 영향 평가 2> Evaluation of the effect of fluorescent lamps and UV-A on the growth of Cordyceps mycelium

1. 공시재료 및 밀리타리스 동충하초 균사체 배양방법1. Test material and method for culturing Militaris Cordyceps mycelium

형광등 및 UV-A의 조사에 따른 상기 <실시예 1-1>에서 분양받은 밀리타리스 동충하초 균사체의 생장량 변화를 평가하기 위하여 도 4와 같이 shaking incubator에 형광등과 UV-A (356 nm)를 설치하였다. 상기 광원은 배양액의 약 30cm 높이에 설치하였으며, 광도는 100pmol·m-2·s-1 로 설정하였다. Fluorescent lamp and UV-A (356 nm) were installed in the shaking incubator as shown in FIG. 4 in order to evaluate the change in the growth amount of the Mylitaris Cordyceps mycelium sold in <Example 1-1> according to the irradiation with fluorescent lamps and UV-A. did The light source was installed at a height of about 30 cm of the culture medium, and the light intensity was set to 100 pmol·m -2 ·s -1.

또한, 상기 광원의 on/off를 위한 컨트롤 박스는 도 5와 같이 (주)이에스레즈의 식물생장용 LED 조명 브랜드인 빛솔 LED로부터 구매하여 설치하였으며, 배양은 상기 <실시예 1-2>와 같은 조건으로 PDB 배지에서 25℃로 7일간 진탕배양(100 rpm)하여 액체 종균을 생산하였고, 형광등 및 UV-A는 12 h/day로 5일 동안 조사하여 건중량 측정법에 의해 생장량을 측정하였다.In addition, the control box for on/off of the light source was purchased and installed from Bitsol LED, an LED lighting brand for plant growth of Esrez, as shown in FIG. 5, and the culture was performed as in <Example 1-2>. Liquid spawn was produced by shaking culture (100 rpm) in PDB medium for 7 days at 25 ° C., and irradiated with fluorescent lamps and UV-A at 12 h/day for 5 days, and the growth amount was measured by dry weight measurement.

대조군으로는 암배양 조건으로 배양된 밀리타리스 동충하초 균사체를 이용하였다. As a control, Militaris Cordyceps mycelium cultured under cancer culture conditions was used.

2. 밀리타리스 동충하초의 형광등 및 UV-A 광원에 따른 생장량2. Growth amount of Militaris Cordyceps according to fluorescent lamp and UV-A light source

도 6은 밀리타리스 동충하초의 형광등 및 UV-A 조사에 따른 균사체의 생장량을 나타낸 것으로, 밀리타리스 동충하초는 암배양이나 UV-A보다 형광등 광원에서 배양했을 때 가장 많은 균사체 생장량을 나타냄을 확인하였으며, 암배양보다 약 2배 더 많은 균사체가 생산되는 것으로 확인되었다.Fig. 6 shows the growth amount of mycelium according to fluorescent lamp and UV-A irradiation of Militaris Cordyceps, and it was confirmed that Militaris Cordyceps growth showed the highest amount of mycelium when cultured under a fluorescent light source than in dark culture or UV-A. , it was confirmed that about 2 times more mycelium was produced than that of cancer culture.

<< 실시예Example 3> LED 3> LED 단일광의single light 제어조건(파장 종류, 조사 시간)에 따른 동충하초 균사체 생장량 평가 Evaluation of the growth rate of Cordyceps mycelium according to control conditions (wavelength type, irradiation time)

1. 공시재료 및 밀리타리스 동충하초 균사체 배양방법1. Test material and method for culturing Militaris Cordyceps mycelium

LED 단일광의 조사에 따른 밀리타리스 동충하초 균사체 생장량 변화를 평가하기 위하여 도 7과 같이 shaking incubator에 LED 단일광을 설치하였다. 단일광은 red, green, blue로 총 3종의 색을 설치했으며, 각 색상 당 120개의 수량으로 설치하였다(표 2). 상기 광원은 배양액의 약 30cm 높이에 설치하였으며, 광도는 64.9~108.0 pmol·m-2·s-1 로 설정하였다.In order to evaluate the change in the amount of mycelial growth of Militaris Cordyceps mycelium according to the irradiation of LED single light, LED single light was installed in a shaking incubator as shown in FIG. 7 . A total of three colors were installed for the single light, red, green, and blue, and 120 pieces were installed for each color (Table 2). The light source was installed at a height of about 30 cm of the culture medium, and the light intensity was set to 64.9-108.0 pmol·m -2 ·s -1 .

또한, 상기 LED 및 컨트롤 박스는 도 8과 같이 (주)이에스레즈의 식물생장용 LED 조명 브랜드인 빛솔 LED를 구매하여 설치하였으며, <실시예 1-2>와 같은 조건으로 PDB 배지에서 25℃에서 7일간 진탕배양(100 rpm)하여 액체 종균을 생산하였고, 단일광 3종은 12 h/day로 5일동안 조사하여 건중량 측정법에 의해 생장량을 측정하였다. In addition, as shown in FIG. 8, the LED and the control box were installed by purchasing and installing Bitsol LED, an LED lighting brand for plant growth of Esrez, at 25° C. in PDB medium under the same conditions as in <Example 1-2>. Shaking culture (100 rpm) was performed for 7 days to produce liquid spawn, and the three types of single light were irradiated for 5 days at 12 h/day, and the growth amount was measured by dry weight measurement.

대조군으로는 암배양, 형광등 및 UV-A 조건(실시예 2)으로 배양된 동충하초 균사체를 이용하였다.As a control, Cordyceps mycelium cultured under dark culture, fluorescent light and UV-A conditions (Example 2) was used.

색상colour 파장(nm)Wavelength (nm) LED 수량LED quantity PCB 수량PCB quantity PCB 한 개당 LED 수량LED quantity per PCB RedRed 650650 120120 1010 1212 GreenGreen 525525 120120 1010 1212 BlueBlue 450450 120120 1010 1212

2. 밀리타리스 동충하초의 LED 2. LED of Militaris Cordyceps 단일광single light 조건에 따른 생장량 Growth according to conditions

도 9는 밀리타리스 동충하초의 LED 단일광 조사에 따른 균사체의 생장량을 나타낸 것으로, 밀리타리스 동충하초는 green 광으로 조사했을 때, 25.3 g/L로 가장 많은 균사체 생장량을 나타냄을 확인하였으며, 이는 암배양보다 3.88배, 형광등보다 1.71배, UV-A보다 1.74배 높은 균사체 생장량을 나타내었다.9 shows the growth amount of mycelium according to the single light irradiation of LED Cordyceps Militaris, and when irradiated with green light, it was confirmed that Militaris Cordyceps showed the highest amount of mycelium growth at 25.3 g/L, which is a cancer Mycelium growth rate was 3.88 times higher than cultured, 1.71 times higher than fluorescent lamps, and 1.74 times higher than UV-A.

따라서, LED green 광은 밀리타리스 동충하초 균사체의 생장량 증대에 효과적인 것으로 판단되며, 도 10은 LED 단일광 중 green광의 조사시간에 따른 균사체 생장량 변화를 나타낸 것으로, 하루에 12시간 green광을 조사했을 때 가장 높은 생장량을 나타냄을 확인하였다.Therefore, it is judged that the LED green light is effective in increasing the growth amount of the Mylitaris Cordyceps mycelium. It was confirmed that the highest growth rate was exhibited.

<< 실시예Example 4> LED 4> LED 혼합광의mixed light 제어조건( control condition ( 혼합광mixed light 종류, 조사 시간)에 따른 동충하초 균사체 생장량 평가 Evaluation of mycelium growth of Cordyceps by type, irradiation time)

1. 공시재료 및 밀리타리스 동충하초 균사체 배양방법1. Test material and method for culturing Militaris Cordyceps mycelium

LED 혼합광의 조사에 따른 밀리타리스 동충하초 균사체 생장량 변화를 평가하기 위하여 혼합광은 red*green (650+525nm), red*blue (650+450nm), green*blue (525+450nm)를 이용하였으며, 상기 광원의 광도는 64.9~108.0 pmol·m-2·s- 1 로 설정하였다.Red*green (650+525nm), red*blue (650+450nm), green*blue (525+450nm) were used as the mixed light to evaluate the change in the growth amount of Militaris Cordyceps mycelium according to the irradiation of LED mixed light. brightness of the light source is 64.9 ~ 108.0 pmol · m -2 · s - was set to one.

또한, 배양은 <실시예 1-2>와 같은 조건으로 PDB 배지에서 25℃에서 7일간 진탕배양(100 rpm)하여 액체 종균을 생산하였으며, 혼합광 3종은 12 h/day로 5일동안 조사하여 건중량 측정법에 의해 생장량을 측정하였다.In addition, the culture was performed under the same conditions as in <Example 1-2> in PDB medium at 25° C. for 7 days with shaking (100 rpm) to produce liquid spawns, and the three types of mixed light were irradiated for 5 days at 12 h/day. Thus, the amount of growth was measured by a dry weight measurement method.

2. 밀리타리스 동충하초의 LED 2. LED of Militaris Cordyceps 혼합광mixed light 조건에 따른 생장량 Growth according to conditions

도 11은 밀리타리스 동충하초의 LED 혼합광 조사에 따른 균사체의 생장량을 나타낸 것으로, red*green, red*blue, green*blue 혼합광을 조사했을 때, 각각 13.9 g/L, 8.3 g/L, 13.7 g/L를 나타내었다.11 shows the growth amount of mycelium according to the LED mixed light irradiation of Militaris Cordyceps, when irradiated with red*green, red*blue, green*blue mixed light, 13.9 g/L, 8.3 g/L, respectively; 13.7 g/L.

따라서 혼합광 중 red*green을 동충하초 균사체에 조사했을 때, 균사체 생장량 증대에 가장 효과적인 것으로 확인되었다. Therefore, when red*green of the mixed light was irradiated on the mycelium of Cordyceps, it was confirmed that it was most effective for increasing the mycelium growth.

그러나 상기 <실시예 3>에서와 같이, 밀리타리스 동충하초 균사체 생장량 증대에 가장 효과적이었던 단일광인 green광 (C. militaris: 25.3 g/L)과 비교했을 때, 단일광이 혼합광보다 동충하초 균사체의 생장량 증대에 효과적인 것으로 확인되었다. However, as in <Example 3>, when compared with the green light (C. militaris : 25.3 g/L), which is the single most effective light for increasing the growth of mycelium of Cordyceps cordyceps mycelium, the single light was more effective than the mixed light. It was confirmed to be effective in increasing the growth rate.

따라서, 밀리타리스 동충하초 균사체의 생장량 증대를 위한 LED 적용은 혼합광 보다 단일광이 효과적인 것으로 판단되며, 도 12는 밀리타리스 동충하초의 Red*green 혼합광 조사 시간에 따른 균사체 생장량 변화를 나타낸 것으로, 12 h/day 조사했을 때, 가장 높은 균사체 생장량을 나타내었다.Therefore, it is judged that single light is more effective than mixed light for the LED application for increasing the growth amount of the Militaris Cordyceps mycelium. When irradiated for 12 h/day, it exhibited the highest mycelium growth.

<< 실시예Example 5> 균사체의 최대 생장량을 위한 LED의 최적 제어 조건 도출 5> Derivation of optimal control conditions for LED for maximum growth of mycelium

1. LED 제어조건과 균사체 1. LED control conditions and mycelium 생장량간의between growth 상관관계 도출 Correlation Derivation

LED 제어조건을 포함한 동충하초 균사체 배양 조건과 균사체 생장량간의 상관관계 도출은 피어슨 상관계수(Hauke and Kossowski, 2001)와 히트맵(Wilf et al., 2016)을 이용하였으며, 통계 프로그램은 R program (version 3.4.3)을 이용하였다.Pearson correlation coefficient (Hauke and Kossowski, 2001) and heat map (Wilf et al., 2016) were used to derive the correlation between the mycelium growth condition and the mycelium culture condition of Cordyceps including the LED control condition, and the statistical program was the R program (version 3.4). .3) was used.

밀리타리스 동충하초 균사체 배양조건 인자는 LED 파장, LED 광량, LED 조사 시간, 배지의 글루코스(glucose) 함량, 배지의 pH로 설정하였다.Militaris Cordyceps mycelium culture conditions factors were set as LED wavelength, LED light amount, LED irradiation time, glucose content of the medium, and pH of the medium.

상기 피어슨 상관계수에서 계수가 높은 수치를 나타낼수록 배양 조건 인자와 생장량간의 상관관계가 높다고 평가하였으며, LED 제어조건과 동충하초 균사체의 생장량간의 회귀식을 도출하기 위하여 CurveExpert program (version 3.4.3)의 fit model을 이용하였다.It was evaluated that the higher the coefficient in the Pearson correlation coefficient, the higher the correlation between the culture condition factor and the growth amount. model was used.

결과적으로, 밀리타리스 동충하초 균사체 배양 조건과 균사체 생장량간의 상관관계를 도 13에 나타내었으며, 밀리타리스 동충하초 균사체 생장량에 가장 큰 영향을 미치는 배양 조건은 배지의 글루코스(glucose) 함량 및 LED 파장으로, 특히 LED 파장은 균사체 생장량과 양의 상관관계(0.40)를 나타내는 것으로 확인되었다.As a result, the correlation between the Militaris Cordyceps mycelium culture conditions and the mycelium growth amount is shown in FIG. 13, and the culture conditions that have the greatest effect on the Militaris Cordyceps mycelium growth amount are the glucose content and LED wavelength of the medium, In particular, it was confirmed that the LED wavelength showed a positive correlation (0.40) with the mycelium growth.

또한, LED 제어조건과 동충하초 균사체의 생장량간의 fit model은 도 14에 나타내었으며, LED 제어 조건과 균사체 생장량간의 가장 상관관계가 높았던 LED 파장은 ‘Sinusoidal’ model인 것으로 확인되었다. 이를 이용한 회귀식은 표 3에 나타내었으며, 도출된 LED 제어조건과 균사체 생장량간의 회귀식을 통해 LED 제어조건(파장, 광량, 조사시간)만을 이용하여 생장량을 예측할 수 있을 것으로 판단된다.In addition, the fit model between the LED control condition and the growth amount of the Cordyceps mycelium is shown in FIG. 14, and the LED wavelength with the highest correlation between the LED control condition and the mycelium growth was confirmed to be the ‘Sinusoidal’ model. The regression formula using this is shown in Table 3, and it is judged that the growth amount can be predicted using only the LED control conditions (wavelength, light amount, irradiation time) through the regression formula between the derived LED control conditions and the mycelium growth amount.

No.No. χχ yy 회귀식regression 상수a constant 1One 파장wavelength 균사체 생장량Mycelium growth y=a+bcos(cχ+d)y=a+bcos(cχ+d) a=130.71; b=58.39; c=2.07; d=3.37a=130.71; b=58.39; c=2.07; d=3.37 22 광량amount of light 균사체 생장량Mycelium growth y=a+bcos(cχ+d)y=a+bcos(cχ+d) a=11.11; b=56.23; c=2.05; d=3.13a=11.11; b=56.23; c=2.05; d=3.13 33 조사시간investigation time 균사체 생장량Mycelium growth y=a+bχ+cχ2+dy=a+bχ+cχ 2 +d a=-0.388035; b=0.313334; c=-0.001540; d=0.000003a=-0.388035; b=0.313334; c=-0.001540; d=0.000003

2. 균사체 생장량 증대를 위한 최적 LED 조건 확립2. Establishment of optimal LED conditions for increasing mycelium growth

밀리타리스 동충하초 균사체 생장량 증대를 위한 최적 LED 제어 조건은 반응 표면 모델(Response Surface Model;RSM)의 박스 벤켄 계획법(Box-Benkhen design;BBD) 실험설계를 이용하였으며, 프로그램은 Design-Expert Software Version 10을 이용하였다. The optimal LED control condition for increasing the growth of mycelium of Cordyceps Cordyceps Militaris was the Box-Benkhen design (BBD) experimental design of the Response Surface Model (RSM), and the program was designed in Design-Expert Software Version 10 was used.

고정 인자는 밀리타리스 동충하초(C. militaris) 균사체이며, 변수는 광량 조건, 배지의 글루코스 함량, 배양시간으로 설정하였다. 이때, 변수의 범위는 예비 실험을 통하여 설정하였으며, BBD 실험 설계는 하기 표 4에서와 같이 총 17조건으로 설정하였다. The fixing factor was Militaris Cordyceps ( C. militaris ) mycelium, and the variables were set as the light quantity condition, the glucose content of the medium, and the incubation time. At this time, the range of variables was set through preliminary experiments, and the BBD experimental design was set to a total of 17 conditions as shown in Table 4 below.

RunRun 독립변수(Independent variables)Independent variables
(coded)(coded)
독립변수(Independent variables)Independent variables
(actual)(actual)
균사체 건중량(Mycelia dryMycelia dry weight
weight), g/Lweight), g/L
XX 1One XX 22 XX 33 XX 1One XX 22 XX 33 YY 1One 1One 1One 00 -1-One 13381338 7.57.5 2424 16.1216.12 22 00 00 00 669669 7.57.5 7272 13.1613.16 33 1One 00 1One 13381338 7.57.5 120120 18.6818.68 44 -1-One 1One 00 00 1010 7272 20.1720.17 55 00 00 00 669669 7.57.5 7272 13.5513.55 66 00 -1-One -1-One 669669 55 2424 19.6519.65 77 -1-One 00 -1-One 00 7.57.5 2424 19.3819.38 88 1One -1-One 00 13381338 55 7272 18.5118.51 99 -1-One 00 1One 00 7.57.5 120120 19.1219.12 1010 00 -1-One 1One 669669 55 120120 19.8819.88 1111 1One 1One 00 13381338 1010 7272 15.1415.14 1212 00 1One 1One 669669 1010 120120 17.3317.33 1313 00 00 00 669669 7.57.5 7272 11.0611.06 1414 00 00 00 669669 7.57.5 7272 15.0215.02 1515 -1-One -1-One 00 00 55 7272 19.5419.54 1616 00 1One -1-One 669669 1010 2424 16.3116.31 1717 00 00 00 669669 7.57.5 7272 13.1113.11 Independent variablesIndependent variables LevelsLevels -1-One 00 1One X1: 광량, luxX 1 : Light quantity, lux 00 669669 13381338 X2: 글루코스 함량, g/50 mLX 2 : glucose content, g/50 mL 55 7.57.5 1010 X3: 배양시간, h X 3 : incubation time, h 2424 7272 120120

도 15는 각 인자간의 상호관계를 반응 표면으로 나타낸 3차원 반응 표면 그래프와 유도된 2차 다항방정식 회귀식 모델을 나타낸 것으로, 결과적으로 밀리타리스 동충하초 균사체의 최대 균사체량을 위한 최적 배양 조건이 광량 1273.75 lux, 배지의 글루코스 함량 5.00853 g/50mL, 배양기간 26.5176시간 일 때, 26.5176 g/L까지 균사체 생장량이 증대되는 것으로 확인되었다.15 shows a three-dimensional response surface graph showing the correlation between factors as a response surface and a second-order polynomial regression model derived from it. As a result, the optimal culture conditions for the maximum mycelium amount of Militaris Cordyceps mycelium are When 1273.75 lux, the glucose content of the medium was 5.00853 g/50mL, and the incubation period was 26.5176 hours, it was confirmed that the mycelium growth amount was increased to 26.5176 g/L.

또한, 상기 2차 다항방정식 회귀식 모델을 변량분석(ANOVA)하여 도 16에서와 같이 반응 모델의 적합도를 나타내는 R2 (결정계수)를 얻었다. 그 결과 R2 (결정계수)는 0.8567로 높은 신뢰성을 나타내었으며, 이에 따라 상기 도 15에서 유도된 2차 다항방정식은 밀리타리스 동충하초의 최대 균사체량을 위한 최적 배양 조건의 반응값 예측에 적합한 것으로 판단된다.In addition, the second-order polynomial equation regression model was analyzed for variance (ANOVA ) to obtain R 2 (coefficient of determination) indicating the degree of fit of the response model as shown in FIG. 16 . As a result, R 2 (coefficient of determination) was 0.8567, indicating high reliability. Accordingly, the second polynomial equation derived in FIG. 15 is suitable for predicting the response value of optimal culture conditions for the maximum mycelium amount of Militaris Cordyceps. judged

Claims (14)

밀리타리스 동충하초 균사를 포테이토 덱스트로스 브로스(potato dextrose broth) 배지에 접종하는 접종단계; 및
접종된 배지를 525 nm 파장을 갖는 LED 녹색 광조건에서 배양하여 밀리타리스 동충하초 균사체를 얻는 배양단계; 를 포함하며,
상기 배양은 광량 1273.75 lux, 배지의 글루코스 함량 5.00853 g/50mL 및 배양시간 26.5176 시간의 조건으로 배양하는 것을 특징으로 하는 밀리타리스 동충하초 균사체의 함량을 증대하는 배양방법.
Inoculation step of inoculating the Militaris Cordyceps mycelium in a potato dextrose broth medium; and
Culturing step of culturing the inoculated medium under LED green light conditions having a wavelength of 525 nm to obtain Militaris Cordyceps mycelium; includes,
The culture method for increasing the content of Militaris Cordyceps mycelium, characterized in that the culture is carried out under the conditions of 1273.75 lux of light, 5.00853 g/50 mL of glucose in the medium, and 26.5176 hours of incubation time.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제 1항에 있어서,
밀리타리스 동충하초 균사체의 건중량은,
광량, 배지의 글루코스 함량 및 배양시간과 하기의 수학식 1과 같은 상관관계를 가지는 것을 특징으로 하는 밀리타리스 동충하초 균사체의 함량을 증대하는 배양방법:
[수학식 1]
Y1=13.18-1.22X1-1.08X2+0.4438X3
-1.00X1X2+0.7050X1X3+0.1975X2X3+2.60X1 2+2.56X2 2+2.55X3 2
(상기 수학식 1에서 Y1은 밀리타리스 동충하초 균사체의 건중량(g/L), X1은 광량, X2는 배지의 글루코스 함량 및 X3는 배양시간을 의미함.)
The method of claim 1,
The dry weight of Militaris Cordyceps mycelium is,
A culturing method for increasing the content of Militaris Cordyceps mycelium, characterized in that it has a correlation as shown in Equation 1 below with the amount of light, the glucose content of the medium, and the culture time:
[Equation 1]
Y 1 =13.18-1.22X 1 -1.08X 2 +0.4438X 3
-1.00X 1 X 2 +0.7050X 1 X 3 +0.1975X 2 X 3 +2.60X 1 2 +2.56X 2 2 +2.55X 3 2
(In Equation 1, Y 1 is the dry weight (g/L) of Militaris Cordyceps mycelium, X 1 is the amount of light, X 2 is the glucose content of the medium, and X 3 is the culture time.)
제 8항에 있어서,
광량, 배지의 글루코스 함량 및 배양시간의 배양조건은 각각 1000 내지 1500 lux, 1 내지 10 g/50mL, 10 내지 50 시간인 것을 특징으로 하는 밀리타리스 동충하초 균사체의 함량을 증대하는 배양방법.
9. The method of claim 8,
A culturing method for increasing the content of Militaris Cordyceps mycelium, characterized in that the culturing conditions for the amount of light, the glucose content of the medium and the incubation time are 1000 to 1500 lux, 1 to 10 g/50 mL, and 10 to 50 hours, respectively.
제 9항에 있어서,
광량, 배지의 글루코스 함량 및 배양시간의 배양조건은 각각 1273.75 lux, 5.00853 g/50mL, 26.5176 시간인 것을 특징으로 하는 밀리타리스 동충하초 균사체의 함량을 증대하는 배양방법.
10. The method of claim 9,
A culturing method for increasing the content of Militaris Cordyceps mycelium, characterized in that the light amount, the glucose content of the medium, and the culture conditions of the culture time are 1273.75 lux, 5.00853 g/50mL, and 26.5176 hours, respectively.
삭제delete 제 1항에 따른 밀리타리스 동충하초 균사체의 건중량을 예측하는 방법에 있어서,
(a) 박스 벤켄 계획법(Box-Behnken design)으로 광량(X1), 배지의 글루코스(glucose) 함량(X2), 배양시간(X3)에 대하여, -1, 0 및 1로 코드화하여 실험범위를 설계하는 단계;
(b) 상기 단계 (a)의 설계된 실험범위로, 상기 광량, 배지의 글루코스 함량 및 배양시간에 대한 실험값을 얻는 단계;
(c) 상기 단계 (b)의 실험값을 이용하여 하기 수학식 1로 표시되는 이차 회귀식 모델을 도출하는 단계; 및
(d) 상기 단계 (c)에서 도출된 수학식 1로 표시되는 이차 회귀식 모델을 변량분석(ANOVA)하여 상기 밀리타리스 동충하초 균사체의 건중량을 예측하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 밀리타리스 동충하초 균사체의 건중량 예측방법:
[수학식 1]
Y1=13.18-1.22X1-1.08X2+0.4438X3
-1.00X1X2+0.7050X1X3+0.1975X2X3+2.60X1 2+2.56X2 2+2.55X3 2
(상기 수학식 1에서 Y1은 밀리타리스 동충하초 균사체의 건중량(g/L), X1은 광량(코드단위), X2는 배지의 글루코스 함량(코드단위) 및 X3는 배양시간(코드단위)을 의미함.)
In the method for predicting the dry weight of Militaris Cordyceps mycelium according to claim 1,
(a) With respect to the amount of light (X 1 ), the glucose content of the medium (X 2 ), and the incubation time (X 3 ) by the Box-Behnken design, -1, 0 and 1 were coded as experiments designing a range;
(b) obtaining experimental values for the amount of light, glucose content of the medium and culture time in the designed experimental range of step (a);
(c) deriving a quadratic regression model expressed by Equation 1 below using the experimental values of step (b); and
(d) predicting the dry weight of the Militaris Cordyceps mycelium by performing ANOVA on the quadratic regression model represented by Equation 1 derived in step (c); Militaris Cordyceps mycelium dry weight prediction method comprising:
[Equation 1]
Y 1 =13.18-1.22X 1 -1.08X 2 +0.4438X 3
-1.00X 1 X 2 +0.7050X 1 X 3 +0.1975X 2 X 3 +2.60X 1 2 +2.56X 2 2 +2.55X 3 2
(In Equation 1, Y 1 is the dry weight (g/L) of Militaris Cordyceps mycelium (g/L), X 1 is the amount of light (code unit), X 2 is the glucose content of the medium (code unit), and X 3 is the incubation time (code unit).
제 12항에 있어서,
광량, 배지의 글루코스 함량 및 배양시간의 배양조건은 각각 1000 내지 1500 lux, 1 내지 10 g/50mL, 10 내지 50 시간인 것을 특징으로 하는 밀리타리스 동충하초 균사체의 건중량 예측방법.
13. The method of claim 12,
Light quantity, glucose content of the medium and culture conditions of culture time are 1000 to 1500 lux, 1 to 10 g/50 mL, and 10 to 50 hours, respectively. Method for predicting dry weight of mycelium of Cordyceps Cordyceps.
제 13항에 있어서,
광량, 배지의 글루코스 함량 및 배양시간의 배양조건은 각각 1273.75 lux, 5.00853 g/50mL, 26.5176 시간인 것을 특징으로 하는 밀리타리스 동충하초 균사체의 밀리타리스 동충하초 균사체의 건중량 예측방법.
14. The method of claim 13,
Light quantity, glucose content of the medium, and culture conditions of the culture time are 1273.75 lux, 5.00853 g/50mL, and 26.5176 hours, respectively. Method for predicting the dry weight of the Militaris Cordyceps mycelium.
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