KR20040018857A - 버섯류 균사체의 제조 방법 및 그 방법에 따라 제조되는버섯류 균사체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 약용으로 널리 사용되는 버섯류(영지버섯, 신령버섯, 상황버섯)의 균사체 제조 방법에 관한 것으로, 식용 및 사료용으로 널리 사용되는 옥수수를 배지로 사용하여 버섯류의 균사체를 생산함으로써, 버섯의 여러 가지 영양성분과 약리성분을 특별한 분리 및 정제과정을 거치지 않고 간편하게 식품 및 사료첨가제로 사용할 수 있도록 제조하는 것을 특징으로 한다. 버섯류의 균사체를 단기간에 생산하기 위한 배지로는 옥수수가 보리, 현미, 대두등의 다른 곡물류 보다 균사체의 생장속도가 빠르고 균사체 생산량도 우수하였다. 따라서, 옥수수 배지를 살균처리한 후 버섯종균을 접종하고, 일정 조건 하에 배양을 완료하여 배양된 균사체와 배지를 함께 건조시켜 분말화함으로써, 식품 및 사료첨가제로 사용할 수 있는 버섯류 균사체를 제조하는 것을 특징으로 한다.

Description

버섯류 균사체의 제조 방법 및 그 방법에 따라 제조되는 버섯류 균사체 {CULTURAL CONDITION FOR THE MYCELIAL GROWTH AND THE MYCELIUM PREPARED THEREFROM}

본 발명은 기능성 식품 및 사료첨가제로 사용하기 위한 버섯류 균사체의 제조 방법에 관한 것으로, 특히 식품 및 사료용으로 널리 사용되는 옥수수를 배지로 사용하여 약용으로 이용되는 버섯류(영지버섯, 신령버섯, 상황버섯)를 배양한 후, 배양된 버섯균사체와 배지를 함께 건조시켜 분말화함으로써, 버섯의 여러 가지 영양성분과 약리성분을 특별한 분리 및 정제과정을 거치지 않고 간편하게 식품 및 사료첨가제로 사용할 수 있도록 하는 버섯류 균사체의 제조 방법 및 그 제조 방법에 의하여 제조되는 버섯류 균사체에 관한 것이다.

기존의 기능성사료 제조방법에는 한약재 추출박에 효모균주를 첨가하여 배양한 다음 배양액을 분리하여 이로부터 효소단백을 분리한 후 사료에 첨가하여 가축을 사육함으로써 사육효율을 높이는 기술(대한민국 공고특허 1996-0012396), 축산업 분야에서 사용되는 통상의 제조사료에 분말로 분쇄된 소정량의 게르마늄 흑운모를 배합하여 제조하는 기술(대한민국 공개특허 2001-0110936), 주성분이 카세인 포스포펩타이드인 카세인 분해물을 함유하는 돼지용 사료를 제조하는 방법(대한민국 공고특허 10-0219771) 등이 있으나, 이들 방법은 일반사료에 기존의 기능성 물질을 첨가하거나, 또는 새로운 생리활성 물질을 추출, 분리하여 일반사료에 첨가하는 기능성사료 제조기술에 관한 것으로, 사료에 첨가되는 기능성 물질의 양이 한정되어 실제 가축에 미치는 효능이 낮다는 단점이 있다.

버섯을 이용한 기능성사료 제조기술의 경우에는, 소위 버섯 갓이라고 하는 버섯의 자실체를 분말화하여 사료에 첨가하는 방법과, 그와 같은 자실체를 형성하기 전의 버섯의 균사체를 배양한 후 이들 균사체를 분리, 분쇄하여 첨가하거나 이들로부터 유용물질을 추출하여 농축한 후 사료에 첨가하는 기술이 일반적인 것으로, 영지란을 생산하기 위하여 닭에게 공급하는 사료에 영지분말을 혼합한 후 여기에 살균성 활성탄과 항생작용을 하는 물질을 혼합하여 사료를 제조하는 기술(대한민국 공개특허 10-2001-0019159)이 그 대표적인 예이다. 그러나 이들의 경우도 역시 일반 사료에 극히 제한된 양의 기능성 물질을 첨가하는 방법으로, 진정한 의미의 기능성 사료와는 거리가 있다.

대한민국 공개특허 제2002-0001692호는 버섯균사체를 이용한 가축 및 해수어, 담수어, 대하의 기능성사료 제조방법 및 첨가물질에 관한 발명으로, 위에서 언급한 한계를 극복하기 위하여, 버섯균사체를 배양한 후 균사체와 배지를 분리하지 않고 같이 분쇄하여 그 전체를 사료로 공급함으로써 그 효능을 극대화 하는 기술을 개시하였다. 그러나 상기 기술에서는 버섯균사체의 생산량을 극대화하기 위한 구체적인 배양조건과 이에 따른 기능성 성분의 함량이 달라진다는 사실을 전혀 개시하지 않았으며, 또한 이러한 기술의 경우 대량생산을 전제로 실시되는 것이나, 대량생산시의 품질관리 및 유효성분 관리방안에 대한 기술의 언급이 전혀 없어 실제 기술로서 실시되기에는 어려움이 있다.

이와 같이, 종래 버섯류를 기능성 식품 또는 사료첨가제로 사용하기 위하여 자실체를 이용하거나 또는 고가의 곡류를 사용하여 버섯균사체를 제조하는 방법은 생산비용이 고가이고, 또한 버섯균사체의 제조방법이 구체적이지 못해 실제 기술로서 실시되기에는 어려움이 있다.

본원 발명자는 이와 같은 종래 기술의 한계를 극복하여, 저렴한 비용으로 식품첨가 또는 사료용으로 사용할 수 있는 버섯류 균사체를 대량으로 생산할 수 있는 방법을 제공하고자 하였다.

따라서, 본 발명은 영지버섯, 신령버섯, 상황버섯 등의 균사체를 저비용으로 대량생산할 수 있는 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다. 본 발명은 특히, 기능성 식품 또는 사료첨가제로서 사용하기 위하여, 버섯 균사의 생장속도가 빠르고 생산되는 균사체량이 많아서 상대적으로 버섯균사체의 생산비용이 저렴한 버섯균사체의 제조 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다. 나아가, 본 발명은 상기 제조 방법에 따라 제조되는 버섯균사체를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은,

옥수수를 주성분으로 하는 pH 4.5-7.0의 배지에 버섯종균을 접종하고, 이를20℃-35℃ 의 온도 및 75%-95% 의 습도를 가지는 배양조건에서 25일 내지 50일간 배양한 후, 상기 배지 및 배양된 버섯균사체를 함께 건조, 분쇄, 분말화하는 것을 특징으로 하는 기능성 식품의 원료 또는 기능성 사료첨가제의 원료로 사용하기 위한 버섯류 균사체의 제조 방법을 제공한다.

상기 제조 방법에 있어서, 상기 버섯류는 바람직하게 영지버섯, 신령버섯, 상황버섯과 같이 약용으로 널리 이용되는 버섯류이나, 이들에 제한되지 않는다. 상기 배양조건은, 이하의 실시예에 의하여 잘 설명되는 바와 같이, 상기한 버섯의 종류에 따라 각각의 최적 조건이 더욱 세분화될 수도 있다.

본 발명은 또한, 상기 방법에 따라 제조되는 버섯류의 균사체를 제공한다.

(실시예)

이하, 실시예에 따라 본 발명을 상세하게 설명한다.

버섯류의 균사체 생산을 위한 곡류배지를 선발하기 위하여, 옥수수, 현미, 보리, 대두배지에서 영지버섯, 신령버섯과 상황버섯 균사의 생장속도 검정에 대한 실험 및 결과는 실시예 1에서 보는 바와 같다.

실시예 1 : 배지 종류에 따른 균사생장속도

4리터 크기의 내열성 폴리프로필렌 봉지에 옥수수, 현미, 보리, 대두를 각각 1.5kg씩 넣고, 수분 함량이 65%, pH가 5.0이 되게 조절한 후, 고압살균기를 이용하여 121℃에서 90분간 살균한 다음, 평균온도 20℃도에서 12시간 이상 자연방냉한 후, 무균실에서 버섯종균을 각각 10g씩 접종하고, 평균온도 30℃, 실내습도 80~90%의 배양실에서 배양하여 영지버섯, 신령버섯, 상황버섯의 균사체가 봉지의 바닥까지 도달하는데 걸리는 기간(일)을 생장속도로 측정하였으며, 그 결과는 표 1과 같다.

표에서 보는 바와 같이 영지버섯, 신령버섯, 상황버섯의 균사체 생육속도는 버섯의 종류에 관계없이 옥수수를 사용한 배지에서 가장 빨랐으며, 그 다음은 보리, 현미, 대두배지의 순이였다.

옥수수, 현미, 보리, 대두배지에 대한 영지 균사체 생산량의 비교 및 이들에 대한 최적배양조건에 대한 실험 및 결과는 실시예 2에서 보는 바와 같다.

실시예 2 : 영지버섯

실시예 1과 같이 배지를 조성하고 영지버섯 종균을 접종한 후, 30일간 배양하여 균사체의 생산량을 측정하였다.

고체배양의 경우 액체배양과 같이 직접적인 균사량 측정이 어려우므로 균사량을 측정하기 위한 방법으로, 버섯 균사체의 세포벽에 함유되어 있는 글루코사민(Glucosamine)을 정량함으로써 균사체량을 측정하고자 하였다. 따라서 배양된 시료(배지+균사)를 송풍하여 건조한 후 믹서로 분쇄하고, 이 중 1g(전건중량 기준)을 취하여 비숍(Bishop) 등(1982, J. Food Sci. 47:437)의 방법을 사용하여 글루코사민 함량을 측정하였으며, 그 결과는 표 2와 같다.

표에서 보는 바와 같이 영지버섯 균사체 생산량은 균사 생장속도와 같이 옥수수를 사용한 배지에서 가장 우수하였으며, 그 다음은 보리, 현미, 대두배지의 순이였다. 따라서 영지버섯 균사체를 이용한 기능성 식품 및 사료첨가제를 생산하기 위한 곡물 배지로 옥수수를 사용하는 것이 생산적인 측면에서 유리할 것으로 판단되었으며, 그 이후의 실험은 옥수수 배지를 이용하여 영지버섯 균사체의 최적 생산조건 실험을 실시하였다.

실험 2-1) 배양조건 1 - 배지의 최적 수분함량

옥수수 배지의 수분함량을 각각 50, 55, 60, 65, 70, 75±2%로 조절한 것을 제외하고는 실시예 1과 같은 조건으로 배지를 조성한 후 30일간 배양하였다. 배양 후 전술한 방법으로 글루코사민 함량을 측정하여 균사체량을 비교하였다. 그 결과(표 3) 배지의 수분함량이 65%에서 가장 양호한 균사체 생산량을 보였다.

실험 2-2) 배양조건 2 - 최적 배양온도 및 pH

영지버섯 균사체의 최적 배양온도 실험은, 수분함량 65%의 옥수수 배지를 만든 다음 실험 2-1과 같은 방법으로 살균, 접종하여 30일간 배양한 후 균사체량을 측정하였다. 이때, 배양온도는 15, 20, 25, 30, 35±2℃로 조절하였으며, 그 결과는 표 4와 같다.

상기 표에 나타난 바와 같이, 25℃~30℃가 최적 배양온도로 나타났다. 35℃이상에서는 균사의 생장이 급격히 저하되었는데, 이는 높은 온도로 인하여 곡물 배지 내의 전분 등이 호화되면서 배양조건이 과잉의 혐기상태로 바뀜에 따라 호기성인 영지의 생장이 심한 저해를 받은 것에 기인하는 것으로 판단된다.

배지의 최적 pH는 최적 배양온도와 같이 실험하였는 바, 배양온도는 25℃로 고정하고 배지의 pH는 0.1N NaOH와 0.1N HCl을 이용하여 각각 4.5, 5.0, 5.5, 6.0, 6.5, 7.0, 7.5, 8.0으로 조정하였으며, 나머지의 배양조건은 실험 2-1과 동일하게 하였다.

옥수수 배지를 이용한 영지버섯 균사체량을 최대로하는 pH는 4.5-5.5 사이인 결과(표 5)를 얻었는 바, 향후 실험에서 최적 배양 pH는 5.0으로 고정하였다.

실험 2-3) 배양조건 3 - 광 및 배양기 상대습도

광 및 광량이 균사의 배양에 미치는 영향을 분석하기 위하여 옥수수배지의수분함량을 65%, pH는 5.0으로 조정하여, 살균, 종균접종을 한 후 배양온도 25℃에서 광량을 조정하면서 1주일간 배양하였다. 광량의 조절은 1)암실배양, 2)200Lux의 청색광을 8시간 주기로 조사, 3)400Lux의 광을 8시간 주기로 조사, 4)Day light에 방치하는 방법으로 실험하여 본 결과 균사량에 있어 각 방법 간에 유의성은 발견되지 않았다. 즉, 광의 존재유무나 광의 세기가 균사체 생산량에 유의할만한 수준의 영향을 끼치지는 않았다. 이는 영지의 자실체 형성에는 광이 중요하나 균사의 생장에는 광의 영향이 별로 없다는 기존의 연구결과와 일치하는 것이었다.

또한 배양기내 습도의 경우는 70%, 75%, 85%, 90%, 95%로 조절하면서 실험하여 본 결과 85-90%에서 비교적 양호하였다. 그러나 소규모의 배양기에서의 고습도 조절은 가능하지만 대량재배를 위한 대규모 시설의 경우 고습도 유지를 위한 비용이 막대함을 고려하고, 또한 실제 75-85%사이의 습도조건에서의 균사생장량이 85-95%사이의 균사량과 크게 차이가 없음을 감안하여 본 실험에서의 최적 배양기 습도는 80% 전후로 판단되었다.

실험 2-4) 배양조건 4 - 배양기간

균사량이 최대가 되는 배양기간을 파악하기 위하여 위의 최적 배양조건을 모두 적용하여 배양하면서 각각 20일, 25일, 30일, 35일, 40일째 되는 날에 시료를 채취하여 글루코사민함량을 측정하여 본 결과, 배양 30일까지 증가하던 균사량은 배양 35일, 40일이 되면서 거의 증가하지 않았다. 따라서 생산비용 등을 고려할 때 최적 배양기간은 30일 정도로 충분할 것으로 판단되었다.

실시예 3 : 신령버섯

상기의 실시예 1에서 나타난 바와 같이 신령버섯의 균사체의 생장속도는 옥수수를 이용한 배지에서 가장 우수하였으므로, 신령버섯 균사체의 최적배양조건은 옥수수를 배지를 사용하여 실시예 2와 동일한 방법으로 실험을 실시하였는 바, 신령버섯 균사체의 생산을 위한 최적 배양조건 실험 결과를 통합, 요약하면 표 6과 같다.

그러나 신령버섯의 균사체 생산에 있어서 광의 역할은 영지의 경우(실시예 2)와는 좀 다른 결과와 나왔다. 광을 조사하는 경우 각 조사방법에 따른 균사량의 차이는 없었으나 광의 유무에 따라서는 균사량에 상당한 차이가 있었는데, 즉, 암배양을 한 신령버섯의 균사량이 자연광 싱태에서 배양한 경우의 60-70%에 불과하였다. 이는 일반적으로 알려진 버섯의 균사배양에 있어 광의 존재여부가 균사생장에는 영향을 주지 않는다는 사실과 대치되는 결과이지만 기존의 신령버섯의 생육과 관련된 문헌에서는 이미 언급되어 있었음을 발견할 수 있었다.

실시예 4 : 상황버섯

옥수수배지를 이용한 상황버섯의 최대 균사체량 생산을 위한 최적배양조건을 파악하고자 실시예 2 및 실시예 3과 같은 방법으로 실험을 실시하여 표 7과 같은 결과를 얻었으며, 광 조건과 균사체량과의 실험에서는 신령버섯의 경우(실시예 3)와는 달리 영지의 경우(실시예 2)와 같이 광의 존재유무가 균사체량 증대에 주요한 인자는 아니라는 것을 알 수가 있었다.

이상의 실시 예에서 얻어진 각 생산물(옥수수배지와 균사체를 분리하지 않고 건조, 분쇄한 분말로 이하 '생산물'로 칭함) 성분의 유효성을 조사하기 위하여 각 성분을 분석하여 본 결과, 일반 재배의 방법으로 얻어진 자실체와 유사한 화학적 조성 및 생리활성 성분들을 함유하고 있는 것을 확인할 수 있었다. 각 버섯별로 그 성분을 살펴보면 다음과 같다.

영지버섯 생산물의 경우는 기존에 알려진 영지의 생리활성 성분의 대부분 즉, 면역증강, 혈당강하, 고지혈증개선작용을 보이는 베타글루칸(β-Glucan) 등의고분자물질과 혈압강하, 항염증작용, 항알러지작용을 보이는 트리터페노이드(Triterpenoid)계 저분자 물질들의 함량이 일반 농가에서 기존의 방법으로 재배된 영지버섯 자실체 대비 최소한 동등 이상으로 분석되어 이러한 영지 생산물이 새로운 기능성 식품 및 기능성 사료첨가제 원료로 사용될 수 있는 가능성을 충분히 확인할 수 있었다. 특히 필수아미노산을 포함한 총 16가지의 아미노산이 함유되어 있으며, 특히 어린이에게 중요한 필수아미노산인 히스티딘(Histidine)의 경우는 일반 재배 영지 대비 50%이상 증가되는 경향을 보여 성장기의 어린이를 대상으로 하는 기능성 식품 및 건강보조식품의 가능성도 확인할 수 있었다. 신령버섯 생산물의 경우도 위에서 언급한 베타글루칸(β-Glucan)외에 시스테인(Cysteine)을 제외한 16종의 아미노산이 함유되어 있었으며, 기타 인, 나트륨, 칼슘, 비타민 B1, B2외에 에르고스테롤도 함유되어 있었다. 그리고 상황버섯 생산물의 경우도 역시 면역증강의 효과가 있어 함암제로 널리 이용되는 성분인 베타글루칸(β-Glucan)의 함유가 확인되었으며, 당류 분석결과 글루코스, 만노스, 갈락토오스로 구성되어 있음을 알 수 있었다. 그리고 아미노산은 발린, 알라닌, 글리신 등 총 15종이 분석되었다.

이상과 같은 본 발명의 구성에 따르면, 보다 저렴한 비용으로, 기능성 식품 또는 사료첨가제의 원료로 사용할 수 있는 버섯류 균사체를 대량 생산할 수 있다.

Claims (5)

1. 옥수수를 주성분으로 하는 pH 4.5-7.0 배지에 버섯종균을 접종하고, 이를 20℃-35℃ 의 온도 및 75%-95% 의 습도를 가지는 배양조건에서 25일 내지 50일간 배양한 후, 상기 배지 및 배양된 버섯균사체를 함께 건조, 분쇄, 분말화하는 것을 특징으로 하는 기능성 식품의 원료 또는 기능성 사료첨가제의 원료로 사용하기 위한 버섯류 균사체의 제조 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 버섯류는 영지버섯이며, 이때 상기 배지의 pH는 4.5-5.5 이고, 배양조건은 25℃-30℃ 의 온도 및 75%-95% 의 습도를 가지도록 하는 것을 특징으로 하는 버섯류 균사체의 제조 방법.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 버섯류는 신령버섯이며, 이때 상기 배지의 pH는 5.5-6.5 이고, 배양조건은 25℃-35℃ 의 온도 및 80%-90% 의 습도를 가지도록 하는 것을 특징으로 하는 버섯류 균사체의 제조 방법.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 버섯류는 상황버섯이며, 이때 상기 배지의 pH는 6.0-7.0 이고, 배양조건은 20℃-30℃ 의 온도 및 85%-95% 의 습도를 가지도록 하는 것을 특징으로 하는 버섯류 균사체의 제조 방법.
5. 제 1 항 내지 제 4 항의 방법에 따라 제조되는 버섯류 균사체.