KR20010088514A - 볶음곡립을 함유한 버섯균사 배양배지 조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 버섯균사 배양배지의 영양성분으로서 볶음 곡립을 함유하여 버섯균사의 생장 및 버섯 균사체의 맛과 향을 개선할 수 있는 버섯균사 배양배지 조성물에 관한 것이다.

Description

볶음곡립을 함유한 버섯균사 배양배지 조성물{A cultivation medium composition of mushroom mycelium containing a roasted grain particle}

본 발명은 버섯균사 배양배지 조성물 및 그를 이용한 버섯 균사체의 생산방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 버섯균사 배양배지에 있어서, 종래와는 달리 배양배지의 영양성분으로서 볶음 곡립을 함유하여 버섯균사의 생장 및 버섯 균사체의 맛과 향을 개선할 수 있는 버섯균사 배양배지 조성물에 관한 것이다.

버섯은 다른 균류와 마찬가지로 엽록소가 없어 광합성을 통해 스스로 영양물질을 생산할 수 없는 종속영양생물(heterotroph)이다. 따라서, 이산화탄소, 무기이온, 수분만으로 생명체의 생명유지 및 생장에 필요한 탄소원, 질소원 및 무기물질을 스스로 합성해내는 식물들과는 달리, 버섯은 다른 기작(mechanism)으로 탄소원, 질소원 및 무기물질을 얻어낸다.

1930년대에 이미 Waksman이라는 미생물학자는 버섯균사 생장과 자실체 발달을 위해서, 버섯균사는 리그린, 셀룰로오스, 헤미셀룰로오스 등을 세포외에서 분해하여, 세포내로 흡수함으로써 영양원을 섭취함을 밝혀내었다.

즉, 버섯균사는 리그린, 셀룰로오스, 헤미셀룰로오스, 단백질 등의 비가용성 물질들을 분해할 수 있는 효소를 세포 밖으로 분비하여, 이들 비가용성 물질을 가용성 단량체 또는 가용성 저분자 물질로 전환시키고, 이러한 가용성물질을 세포안으로 흡수함으로써, 버섯균사의 생장 및 생명유지에 필요한 탄소원, 질소원 및 무기질 이온 등의 영양물질을 얻어낸다.

상기와 같은 방식에 의해 얻어진 탄소원은, 동화작용(anabolism)을 통한 버섯 균사생장에 요구되는 에너지원 및 탄소를 공급한다. 또한, 상기와 같은 방식으로 얻어진 질소원은 아미노산, 효소, 단백질 등의 합성에 요구되는 질소를 제공한다. 또한, 세포내로 흡수된 인(P), 황(S), 마그네슘(Mg), 칼륨(K) 등의 미량원소는 여러 대사작용(metabolism)에 이용되며, 흡수된 비타민은 보조효소로서 역할을 한다.

따라서, 버섯을 재배하는데 있어서, 공급하는 영양물질은 풍부한 탄소원, 질소원 및 무기물질을 포함해야하고, 균사체가 세포 밖으로 분비하는 효소에 의해서 분해될 수 있어야 한다. 종래에는 이러한 영양물질로서 풍부한 탄소원, 질소원 및 무기물질을 포함하고 있는 현미, 일반미, 율무, 옥수수, 밀 및 보리와 같은 가공처리를 하지 않은 곡물을 사용하였다.

그러나, 상기 생곡물(生穀物)을 이용하는 종래의 버섯균사 배양배지 조성물은 버섯생장 증진효과 및 버섯균사 밀도 개선효과가 낮고, 상기 배양배지에 의해생성된 버섯균사는 맛과 향에서도 그리 좋지 않아서, 상품성이 높지 않았다.

따라서, 종래 버섯균사 배양배지에 보다, 현저하게 버섯 생산을 촉진할 수 있고, 동시에 버섯의 맛과 향을 개선할 수 있는 방법을 찾고자 많은 연구가 수행되었다.

한편, 버섯의 균사, 균사체 및 자실체의 세포 속에는 다당체(polysacharide) 성분이 80~90% 정도 함유되어 있고, 이들 다당체의 일부는 버섯의 기능성물질로서 작용한다. 따라서, 버섯의 균사, 균사체 및 자실체 각각은 맛과 향은 다르지만, 그들 각각의 세포 속에는 맛과 향에 관련된 기능성 물질로서의 다당체를 함유하고 있어, 배양조건의 조절을 통하여 맛과 향에 관련된 기능성 물질의 생산을 유도함으로써, 버섯의 균사, 균사체 및 자실체의 맛과 향을 조절할 수 있다.

버섯의 균사, 균사체 및 자실체가 포함하고 있는 기능성 물질로는, 약리작용에 관여하는 기능성 물질로서 β-D-글루칸의 항암 면역활성물질, 항암성에 관련된 터펜노이드(Terpenoids)의 항함성 물질 등이 있고, 맛과 향에 관련된 기능성 물질로는 폴리페놀류 등이 있다.

따라서, 버섯균사, 자실체 및 균사체에서 상기 맛과 향에 관련된 기능성 물질의 생산을 유도할 수 있는 방법을 찾고자 당업계에서 많은 연구가 진행되었다.

이에, 본 발명자들 또한 버섯균사의 생장을 촉진시키면서, 생장된 버섯의 맛과 향을 동시에 개선할 수 있는 버섯균사 배양배지를 찾고자 많은 연구를 수행한 결과, 종래의 버섯균사 배양배지에 있어서 배양배지의 영양성분으로서 이용되던 생곡립(生穀粒)대신에 볶음곡립을 함유함으로써, 종래의 버섯균사 배양배지에 비해 버섯균사의 생장을 현저하게 증진시킬 수 있고, 동시에 본 발명의 배지에서 생장된 버섯균사의 맛과 향이 현저하게 개선됨을 발견하고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

따라서, 본 발명의 목적은 버섯균사의 생장을 현저하게 촉진시키고, 버섯균사의 맛과 향을 개선시킬 수 있는 버섯균사 배양배지 조성물을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 상기 버섯균사 배양배지 조성물을 함유하는 버섯균사 배양배지를 이용하여 버섯 균사체를 생산하는 방법을 제공하는 것이다.

도 1은 볶음곡립의 제조과정을 도식화한 도면이다.

도 2는 볶음곡립을 이용한 버섯균사체 생산방법을 도식화한 도면이다.

상기한 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 따른 버섯균사 배양배지 조성물은, 종래에 버섯균사 배양배지의 영양성분으로 이용되던 곡립 대신에, 볶음곡립을 함유함을 특징으로 한다.

또한, 도 1의 예에서 보는 바와 같이, 본 발명에 따른 버섯균사 배양배지 조성물에 함유되는 볶음곡립은,

1) 곡립을 세척하는 단계;

2) 상기 단계 1)에서 세척한 곡립을, 곡립 내 수분의 함량이 15건조중량% 이하로 되도록 건조시키는 단계; 및

3) 상기 단계 2)에서 건조시킨 곡립을 볶는 단계;

4) 상기 단계 3)에서 볶은 곡립에, 볶음곡립 내 수분함량이 볶음곡립의 총 건조중량에 대하여 60∼70중량%, 바람직하게는 65중량%가 되도록 수분을 첨가시키는 단계를 포함하는 방법에 의해서 제조됨을 특징으로 한다.

한편, 도 2의 예에서 보는 바와 같이, 본 발명의 버섯균사 배양배지 조성물을 함유하는 버섯균사 배양배지를 이용한 버섯균사체의 생산방법은,

a) 상기 수분을 첨가한 볶음곡립을 함유하는 버섯균사 배양배지 조성물을 고압살균하는 단계;

b) 상기 살균된 조성물을 15℃로 급속 냉각하는 단계;

c) 버섯균사 액체종균을 상기 조성물에 접종하는 단계; 및

d) 접종된 배양조성물을 배양하는 단계를 포함함을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에서 볶음곡립으로 사용할 수 있는 곡립으로는, 종래에 버섯배양배지 조성물의 영양물질로서 이용할 수 있는 곡립이라면 특별히 한정되는 바는 아니지만, 예를 들어, 옥수수, 현미, 일반미, 율무, 보리 및 밀 등을 포함한다.

또한, 본 발명의 버섯균사 배양배지 조성물로서 버섯의 생장속도 및 맛과 향의 개선을 이룰 수 있는 버섯은 특별히 안정되지는 않고, 모든 버섯에 대해서 사용할 수 있고, 예를 들어 약용버섯으로서 상황버섯, 동충하초, 차가버섯, 저령버섯, 영지버섯, 복령버섯 등이며, 식용버섯으로서 홍국균, 트러플버섯, 느타리버섯, 표고버섯, 양송이류 버섯, 팽이버섯 등을 열거할 수 있다.

종래에는 생곡립을 함유한 버섯균사 배양배지 조성물을 이용하여 버섯 균사체를 재배하였다. 이러한 조성물을 이용한 버섯균사의 재배는, 생곡립을 물에 약 3~5시간 침수하는 단계; 이를 1시간 정도 배수하거나 약 80℃로 곡립을 삶아서 곡립에 수분을 흡수시키는 단계; 이를 500~1000g씩 내열성 비닐봉지에 담고, 여기에여과된 무균 공기가 통과되도록 제조된 뚜껑을 닫은 후, 121℃에서 90분간을 고압살균하는 단계; 고압 살균 후, 이를 급속냉각시키는 단계; 제조된 생곡립 버섯균사 배양배지에 액체종균을 10~15cc씩 접종한 후, 25℃ 배양실에서 20~25일간 균사를 배양하는 단계를 포함하는 방법에 의해서 수행되었다.

그러나, 종래의 방법에서는, 3~5시간 침수시키는 단계에서 곡립의 가장자리나 중앙부위까지 수분흡수가 균일하게 이루어지지 않기 때문에, 고압살균을 하여도 열전도가 잘 이루어지지 않게 되어 살균효과가 떨어졌다. 따라서, 이와 같은 온전치 못한 살균으로 버섯균사가 아닌 다른 잡균이 침범되는 경우가 많아서, 버섯균사의 밀도가 낮아지기 때문에, 다량의 균사체를 곡립에 집적시킬 수 없어 버섯균사의 상품성이 떨어졌다.

이를 개선하기 위하여, 본 발명에서는 생곡립 대신에 볶음을 사용함으로써, 침수시간을 약 1시간으로 단축할 수 있고, 곡립의 가장자리 및 중앙부위까지 균일하게 수분흡수가 이루어질 수 있어 살균효율이 높고, 또한 균사 배양속도를 촉진시켜 균사배양 기간이 종래보다 10일이 단축된 15~20일 걸린다. 따라서, 본 발명의 방법은 볶음곡립을 사용함으로써, 배양실 운영의 전기료, 인건비 등이 절감될 수 있으며, 버섯 균사체의 상품성도 높아지고, 균사체의 맛과 향을 현저하게 개선할 수 있다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하겠지만, 이에 의해서 본 발명이 한정되는 바는 아니고, 당업계에서 통상적으로 인식될 수 있는 변형등을 가할 수 있으며, 이 또한 본 발명의 범위 내에 포함되는 것이다.

[실시예]

[참고 실시예 1] 볶음 곡립의 제조

15℃이하의 물로 이물질만 제거되도록 빠른 시간 내에 씻어내되 비타민이 파괴되지 않도록 잠시동안 문질러서, 옥수수, 현미, 일반미, 율무, 보리 및 밀을 각각 세척한 후, 14~16건조중량%의 수분함량을 함유하고 있는 각각의 생곡립을 솥이나 후라이팬에 5~10cm 두께로 펼진 다음, 솥의 온도가 70~80℃되도록 열을 가하여, 생곡립을 볶았다. 곡립의 표면색이 연한 갈색으로 변하여 곡립의 수분함량이 8~10건조중량%가 될 때까지 15~20분간 골고루 저어준다. 이때, 곡립의 표피가 터지지 않도록 볶는 온도와 시간을 잘 조절하였다.

상기 제조된 각 볶음 곡립에 적당량의 수분을 첨가하여, 버섯균사 배양배지 조성물을 제조하였다.

[참고 실시예 2] 액상 접종원의 제조

액상 접종원은, 250㎖ 삼각플라스크에 PDB 감자배지를 100㎖씩 분주하고, 이를 121℃에서 20분간 살균한 후, 5㎜ 원형 절편 홍국균(Monascussp.)의 버섯균사를 1개씩 무균접종하여, 5~8일 동안 진탕 암배양을 한 것을 하기 실험의 액상접종으로 이용하였다.

[실시예 1] 볶음곡립을 함유한 버섯균사 배양배지의 제조 및 버섯균사의 생장

상기 참고 실시예 1에서 제조된 각 볶음곡립이 함유된 각각의 버섯균사 배양배지 조성물을, 시험관(Φ3.0×20.0㎝)에 50g(가비중 0.21)씩 일정하게 충진하고, 121℃에서 30분간 고압살균하였다. 그런 다음, 상기 참고 실시예 2에서 제조한 액상접종원을 3∼5g씩 접종한 다음, 접종된 시험관을 25±2℃로 조절된 배양실에서 순상 15일간 배양한 후, 역상으로 10일간 배양하는 방식으로 배양을 수행하면서, 5일간격으로 균사생장과 밀도를 조사하였다. 그 결과를, 하기 표 1에 나타내었다. 하기 표 1에서 '관행'은 현미를 생곡립으로 하는 버섯균사 배양배지 조성물로 버섯균사를 재배한 것이다(이하, 동일하다.).

배지구분	관행	옥수수	현미	일반미	율무	보리	밀
균사생장(mm/10일)	59	68	64	66	69	62	63
균사밀도	++	+++	+++	+++	+++	++	++
* 균사밀도 : +; 약함 ++; 보통 +++; 양호

상기 표 1에서 보는 바와 같이, 종래의 관행적인 방법을 이용할 때는, 균사의 생장 속도가 59㎜/10일이었고, 볶음배지를 사용하면, 그 종류에 상관없이 균사의 생장은 종래의 방법보다 우수한 균사생장을 나타내었다.

또한, 볶음배지로 옥수수, 현미, 일반미 및 율무의 균립을 사용하는 경우에는, 균사밀도도 또한 개선됨을 확인할 수 있었다.

따라서, 본 발명의 볶음곡립을 함유하는 버섯균사 배양배지를 이용하는 경우, 종래의 배양배지를 이용하는 경우보다 버섯균사의 생장속도를 현저하게 촉진시킴을 확인할 수 있었다.

[실시예 2] 볶음 곡립배지 내 수분함량에 따른 버섯균사의 생장비교

볶음곡립 내 함유된 수분의 함량을 40∼75건조중량%까지 5건조중량% 간격으로 조절한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1에 기재된 방법과 동일한 방법에 의해서 버섯균사를 배양하고, 버섯균사의 생장길이 및 생장밀도를 조사하였다. 그 결과를 하기 도 2에 나타내었다.

배지수분함량(%)	관행	옥수수	현미	일반미	율무	보리	밀
40	균사생장(mm/10일)균사밀도	37+	31+	28+	31+	28+	16+	19+
45	균사생장(mm/10일)균사밀도	38+	37+	34+	28+	27+	26+	34+
50	균사생장(mm/10일)균사밀도	47+	46+	47+	41+	40+	38+	45+
55	균사생장(mm/10일)균사밀도	56+	54+	50+	43+	45+	48+	52+
60	균사생장(mm/10일)균사밀도	57++	59++	54++	50++	46++	49++	56++
65	균사생장(mm/10일)균사밀도	59++	68+++	64+++	66+++	69+++	62++	63++
70	균사생장(mm/10일)균사밀도	46+	43+	35+	39+	33+	24+	27+
75	균사생장(mm/10일)균사밀도	31+	24+	16+	25+	29+	12+	10+
* 균사밀도 : +; 약함 ++; 보통 +++; 양호

상기 표 2에서 보는 바와 같이, 볶음곡립 내 함유된 수분함량을 40∼75%까지 5%간격으로 조절하여 균사밀도와 균사생장길이를 조사한 결과, 수분함량이 65%일 때, 균사의 밀도 및 균사의 생장속도가 현저하게 개선됨을 확인할 수 있었다.

[실시예 3] 배양배지의 온도에 따른 버섯균사의 생장비교

볶음 곡립배지 내 함유된 수분함량을 65건조중량%로 하고, 버섯균사의 배양온도를 10∼35℃까지 5℃간격으로 배양온도를 조절한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법에 의해서, 버섯균사를 생장시키고, 그런 다음 버섯 균사의 균사 길이와 밀도를 측정하였다. 하기에서 '관행'은 볶음 곡립을 사용하지 않고, 곡립 그자체를 사용한 종래의 방법에 의해 버섯균사를 생장시킨 것이다. 그 결과는 하기 표 3에 나타내었다.

배지온도(℃)	관행	옥수수	현미	일반미	율무	보리	밀
5	균사생장(mm/10일)균사밀도	8+	24+	19+	21+	19+	23+	14+
10	균사생장(mm/10일)균사밀도	21+	32++	37++	38++	37++	38++	37++
15	균사생장(mm/10일)균사밀도	32+	46++	43++	49+++	46++	49++	43++
20	균사생장(mm/10일)균사밀도	42++	53++	55+++	58+++	53++	54++	55++
25	균사생장(mm/10일)균사밀도	59++	68+++	64+++	66+++	69+++	62++	63++
30	균사생장(mm/10일)균사밀도	40+	56++	49++	52++	50++	53++	45+
* 균사밀도 : +; 약함 ++; 보통 +++; 양호

상기 표 3에서보는 바와 같이, 볶음 곡립배지를 사용하는 본 발명의 버섯 균사의 배양방법과 관행방법에 의한 배양방법은, 모두 25℃에서 균사생장과 균사밀도가 가장 양호하였다. 그러나, 30℃이상이나 15℃이하에서는 현저하게 균사생장과 균사밀도가 저하하였다.

[실시예 4] 배양배지의 산도에 따른 버섯균사의 생장비교

볶음 곡립배지의 수분함량을 65건조중량%로 하고, 배양온도를 25℃로 조절한 다음, 배양배지의 pH를 머클바인바파(McILvain buffer)로 3∼11까지 1.0간격으로 조절하여 배양한 것을 제외하고는 상기 실시예 1에서와 동일한 방법에 의해서, 버섯균사를 생장시키고, 그런 다음 버섯 균사의 균사 길이와 밀도를 측정하였다. 하기에서 '관행'은 볶음 곡립을 사용하지 않고, 곡립 그 자체를 사용한 종래의 방법에 의해 버섯균사를 생장시킨 것이다. 그 결과는 하기 표 4에 나타내었다.

배지산도(pH)	관행	옥수수	현미	일반미	율무	보리	밀
4	균사생장(mm/10일)균사밀도	2+	6+	5+	6+	9+	3+	2+
5	균사생장(mm/10일)균사밀도	10+	24+	26+	25+	20+	16+	11+
6	균사생장(mm/10일)균사밀도	59++	68++	64++	66++	69++	62+	63+
7	균사생장(mm/10일)균사밀도	53+	67++	58+++	46+++	35++	26++	15++
8	균사생장(mm/10일)균사밀도	43+	31++	40++	38++	28++	10+	8+
9	균사생장(mm/10일)균사밀도	20+	16+	24+	29+	19+	5+	2+
* 균사밀도 : +; 약함 ++; 보통 +++; 양호

상기 표 4에서 보는 바와 같이, 볶음 곡립배지를 사용하는 본 발명의 버섯 균사의 배양방법과 관행방법에 의한 배양방법은, 모두 6.0의 산도에서 가장 양호하게 버섯균사가 생장하였다. 배양배지의 산도가 6.0 이상이나 그 이하에서는 균사생장과 균사밀도가 현저히 저하하였다.

배양배지의 pH가 균사사의 생장에 중요하게 고려할 요소인 이유는, 버섯균사가 생장할 때, 물을 매체로 하여 볶음배지의 영양기질과 접하여, 균사체 표면으로 상기 영양기질을 흡수하므로, 배양배지의 물리화학적 상태는 균사생장과 균사밀도에 밀접한 관계가 있기 때문인 것으로 생각된다.

[실시예 5] 볶음곡립 배양배지의 버섯균사 맛 및 향의 개선효과

상기 실시예 1에서, 관행방법에 의해서 배양된 버섯균사과 볶음 곡립배지에서 배양된 버섯균사의 맛과 향을 비교하였다. 버섯균사의 맛과 향은 식미 테스트의 관능조사를 실시하여 수행하였다.

관능조사는 연령별로 30대 남녀 각각 5명, 40대 남녀 각각 5명, 50대 남녀각각 5명으로 하여, 모두 30명에 대해 수하였다. 버섯균사의 맛과 향은 각각 매우좋음, 보통, 관행보다 못함으로 구분하고, 그 결과는 하기 표 5에 나타내었다.

표 5에서, 배지 종류별로 조사인원 50% 이상이 맛 또는 향이 좋다고 응답하면 '+++'로, 50% 이상의 인원이 관행 보다 좋지 않다고 응답하면 '+'로, 그 외 비슷하다는 응답이 많은 경우는 '++'로 나타내었다.

배지구분	관행	옥수수	현미	일반미	율무	보리	밀
맛	++	+++	+++	+++	+++	++	++
향	++	+++	+++	+++	+++	++	++
구분: +, 관행 보다 맛, 향이 좋지 않음++, 관행과 차이가 없음+++, 관행보다 훨씬 좋음

상기 표 5에서 보는 바와 같이, 곡립으로 옥수수, 현미, 일반미 및 율무의 볶음 곡립을 사용한 경우, 관행방법에 의해 재배된 버섯균사에 비해, 맛과 향이 현저하게 개선됨을 확인할 수 있었고, 보리 및 밀은 약간 개선되거나 비슷한 수준에서 버섯균사의 맛과 향이 개선됨을 확인할 수 있었다.

이러한 개선효과는, 볶음곡립을 함유하는 버섯균사의 배양배지를 사용하는 경우, 버섯균사 내의 맛과 향에 관련된 다당체(polysaccharide) 성분이 축적되어, 맛과 향이 개선되는 것으로 볼 수 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 버섯균사 배양배지 조성물은 종래의 곡립 그 자체 대신에, 볶음곡립을 함유함으로써, 버섯균사의 생장을 현저하게 개선할 뿐만 아니라, 버섯균사의 맛과 향 또한 개선하여, 고부가가치의 버섯을 생산할 수 있다.

Claims (5)

1. 버섯균사 배양배지에 있어서, 배양배지의 영양성분으로서 볶음곡립을 함유함을 특징으로 하는 버섯균사 배양배지 조성물.
2. 제 1항에 있어서, 볶음곡립은,

   1) 곡립을 세척하는 단계;

   2) 상기 단계 1)에서 세척한 곡립을, 곡립 내 수분의 함량이 15% 이하로 되도록 건조시키는 단계; 및

   3) 상기 단계 2)에서 건조시킨 곡립을 볶는 단계;

   4) 상기 단계 3)에서 볶은 곡립에, 볶음곡립 내 수분함량이 볶음곡립의 총 건조중량에 대하여 60∼70중량%가 되도록 수분을 첨가시키는 단계를 포함하는 방법에 의해서 제조됨을 특징으로 하는 버섯균사 배양배지 조성물.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 곡립은 현미, 일반미, 율무, 옥수수, 밀 및 보리로 이루어진 군에서 선택됨 것임을 특징으로 하는 버섯균사 배양배지 조성물.
4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 버섯은 상황버섯, 동충하초, 차가버섯, 저령버섯, 영지버섯, 복령버섯, 홍국균, 트러플버섯, 느타리버섯, 표고버섯, 양송이버섯 및 팽이버섯으로 이루어진 군으로부터 선택된 것임을 특징으로 하는 버섯균사 배양배지 조성물.
5. 1) 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 기재된 버섯균사 배양배지 조성물을 고압살균하는 단계;

   2) 상기 살균된 조성물을 15℃로 급속 냉각하는 단계;

   3) 버섯균사 액체종균을 상기 조성물에 접종하는 단계; 및

   4) 접종된 배양조성물을 배양하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 버섯 균사체의 생산방법.