KR20060012516A - 크롬을 함유한 버섯재배용 배지조성물 및 동 배지를이용한 크롬 함유 버섯의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 버섯재배용 배지조성물로서, 버섯에 이행시킬 목적으로 소정함량의 크롬공급원을 첨가한 버섯재배용 배지조성물 및 상기 버섯재배용 배지에서 버섯을 배양함으로써 크롬이 다량으로 함유된 버섯을 제조하는 방법을 제공한다.

버섯, 크롬, 배지

Description

크롬을 함유한 버섯재배용 배지조성물 및 동 배지를 이용한 크롬 함유 버섯의 제조방법{Mushroom Composts Composite Comprising Chromium Source and Production Method of Mushroom Containing High Content of Chromium}

도 1은 버섯배지내 유무기 크롬공급원의 수준별 첨가에 따른 버섯내 크롬함량

본 발명은 버섯의 배지조성물 및 버섯의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 각종 성인병에 대한 치료효과를 가지는 크롬을 버섯에 전이시키기 위한 배지조성물과, 인체에 유용하며 흡수가 용이한 형태의 크롬을 다량으로 함유하는 버섯의 제조방법에 관한 것이다.

크롬(Cr)은 화학주기율표상 VIB족에 속하는 필수미량원소로서 체내 혈당을 조절하는 인슐린의 보조인자인 당내성인자(glucose tolerance factor: GTF)의 구성성분임이 밝혀짐에 따라 그 중요성이 인식되기 시작하였고, 이후 인체의 크롬섭취 가 부족하게 되면 당뇨병 및 고혈당증이 유발되고 혈중 콜레스테롤의 수치를 증가시키는 것으로 여러 연구자에 의해 보고된 바 있다.

인체에 대한 크롬의 섭취는 그 나라의 토양 내 크롬함량과 밀접한 관계가 있다. 즉, 토양내 크롬이 충분히 함유되어 있으면 그 나라에서 재배되는 농작물 및 축산물내 상당량 존재하여 인체가 필요로 하는 요구량을 쉽게 만족할 수 있다. 하지만, 연령이 증가함에 따라 전 세계의 인구는 각종 성인병에 걸리기 쉽고 그 중에서 당뇨병의 발병비율이 해마다 대폭 증가하여 나타나는 것으로 보고되고 있다. 국내의 경우만 해도 전체 성인의 약 10％가 당뇨병을 앓고 있으며 향후 10년 뒤에는 4명 중 1명꼴로 고통 받을 것으로 추정되고 있다. 당뇨병의 원인은 여러 가지 요인에 의해 발병되는 것으로 보고되고 있으나, 그 중에서 영양적으로 미량원소인 크롬섭취의 부족이 이들 질병의 발병을 가속화시키는 것으로 보고되고 있다. 인체에서 크롬의 섭취는 매일 지속적으로 이루어져야 하고, 세계보건기구에 의하면 하루에 최소 50내지 200㎍의 섭취가 필요한 것으로 보고되고 있으나, 정확한 일일권장량은 알려져 있지 않다.

크롬은 화학적으로 다양한 산화적 형태를 가지고 있으며, 대표적으로 +3가 형태와 +6가 형태가 가장 널리 분포한다. 하지만, +6가 크롬의 경우 피부 및 코에 노출될 경우, 독성이 강하여 식품용으로는 사용하지 않고 주로 산업용 화학제제, 페인트 및 금속제품의 제조에 공업적으로 널리 이용되고 있다. 그러나, +6가 형태의 크롬인 경우에도 피부나 호흡 이외에 식이로 섭취할 경우는 장관내 거의 흡수가 되지 않을 뿐만 아니라 체내에서 +3형태로 환원되어 주로 오줌이나 분으로 배설되 므로 크게 문제되지는 않는다.

이에 반하여, +3가 크롬은 식품용 및 건강보조제로서 널리 이용되고 있는데, 이들은 다시 염(salt)의 형태인 무기크롬과 다양한 유기물과 결합된 유기크롬으로 크게 분류된다. 무기크롬은 크롬클로라이드, 크롬(III)옥사이드가 대표적인 예이고, 유기크롬은 크롬피콜리네이트, 크롬폴리니코티네이트가 가장 대표적인 예이다. 무기크롬은 인체나 동물이 섭취했을 경우 장관내 흡수율이 낮은데 반해 유기크롬은 흡수율 뿐만 아니라 인체내에서 안정적이어서 식이를 통한 섭취가 유리하다.

기존의 식물성 및 동물성 식품에 존재하는 크롬의 형태는 대부분이 +3가의 유기크롬형태이고, 화학적 및 미생물학적 합성을 통하여 유기형태의 크롬(chromium picolinate, chromium polynicotinate)을 생산할 수 있게 되어 의약품으로 소비자들에게 이용되고 있다. 하지만, 가격적 측면과 약이라는 인식으로 인하여 부정적인 시각이 없지 않으므로, 이에 소비자들의 호응을 얻기 위하여는 보다 자연스러운 식품의 형태로서 개발되어져야 하는 과제를 안고 있다.

본 발명은 상기 종래기술이 가지는 문제를 해결하기 위해 제안된 것으로, 그 목적은 당뇨병, 비만 등의 각종 성인병에 대한 치료효과를 가지는 크롬을 자연식품인 버섯에 전이시키기 위한 배지조성물을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 인체에 유용하며 흡수가 용이한 형태의 크롬을 다량으로 함유하는 버섯의 제조방법을 제공함에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 버섯재배용 배지조성물에 있어서, 버섯에 이행시킬 목적으로 소정함량의 크롬공급원을 함유한 것을 특징으로 하는 버섯재배용 배지조성물을 제공한다.

또한, 본 발명은 버섯재배용 배지에 소정함량의 크롬공급원을 첨가하고, 버섯을 상기 배지에서 배양함으로써 크롬이 다량으로 함유된 버섯을 제조하는 방법을 제공한다.

본 발명은 바람직하게는 상기 배지내 크롬농도가 1ppm 이상으로 조절되어짐을 특징으로 하는 버섯의 제조방법을 제공한다.

본 발명은 바람직하게는 상기 크롬공급원은 유기 또는 무기 크롬인 것을 특징으로 하는 버섯의 제조방법을 제공한다.

이하, 본 발명의 내용을 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 버섯재배용 배지조성물로서 버섯의 체내로 크롬을 이행시키는 크롬공급원을 함유한다. 본 발명에서 '크롬공급원'이라 함은 화학적으로 유익한 +3가 형태의 크롬을 제공할 수 있으며, 배지내에 첨가하는 경우에 크롬이 버섯의 균사체 또는 자실체내로 이행되어 축적이 가능한 형태의 무기 또는 유기 형태의 크롬화합물을 나타낸다.

본 발명에 따른 크롬공급원으로는 무기 크롬의 형태 또는 유기크롬의 형태 어느 것이나 모두 이용될 수 있다. 본 발명에 의하면 무기크롬을 공급하는 경우에도 매우 효과적으로 '유기크롬화'되는 것을 확인할 수 있을 것이다. 무기크롬의 예 로는 앞서 언급된 크롬클로라이드, 크롬(III)옥사이드 등을 들 수 있다. 유기크롬의 형태도 마찬가지로 매우 효과적으로 버섯의 균체로 이행되어진다. 유기크롬의 대표적인 예를 들면, 크롬피콜리네이트, 크롬폴리니코티네이트 등이 있다. 또한, 유기 또는 무기크롬은 이들을 단독으로 처리하여도 좋고, 혼합하여 함께 처리하여도 무방하다.

버섯은 대형 미생물종으로서 배지에 첨가된 무기크롬을 유기화시키므로 사람이 섭취할 경우에 높은 이용율을 나타낸다. 또한, 크롬이 나타내는 생물학적 활성도 높아서 여러모로 기존의 크롬제재와 비교할 때 자연식품이라는 차별성으로 인한 약이라는 인식의 제거는 물론, 안정성의 면이나 가격면에서도 유리한 장점을 제공한다.

유기 또는 무기 크롬의 함유량은 특별한 한정을 요구하는 것은 아니며, 재배버섯 및 버섯재배용 배지의 종류, 버섯의 재배기간, 재배조건에 따라 다양하며 첨가수준은 상황에 따라 가변적이다. 바람직하게는 식품학상 허용되는 크롬의 권장량을 고려하여 결정되어질 수 있을 것이다. 배지내로 첨가되는 크롬공급원의 함량이 증가할수록 배양되어진 버섯의 균체내 크롬의 이행량도 비례적으로 증가하는 것을 관찰할 수 있다. 이는 크롬공급원을 많이 첨가할수록 더 많은 함량의 크롬을 버섯내에 축적시킬 수 있음을 의미한다. 하지만, 바람직하게는 크롬의 함량은 세계보건기구에서 보고한 하루 1일 권장량을 고려하여 통상적으로 1일 섭취할 수 있는 버섯의 함량을 고려하여 결정하는 것이 좋다. 본 발명에 의하면 특별한 한정을 요하는 것은 아니나, 바람직하게는 배지내에서 크롬의 함량이 1ppm (Cr mg/배지 kg) 이상, 보다 바람직하게는 2ppm 이상으로 설정하면 위와 같은 수준의 요구량을 무난하게 섭취할 수 있게 할 것으로 기대된다. 하지만, 배지내 크롬 함량의 상한선은 경제성 내지는 사용되는 버섯 개체마다 상이한 체내 크롬축적량에 따라 제한을 받을 수는 있지만, 이를 명확하게 한정하는 것은 본 발명에서는 불필요한 것이다.

본 발명에서의 크롬강화방법은 자연식품으로서 그 객체를 버섯으로 한정하고 있지만, 구체적인 버섯의 종류까지를 한정할 필요는 없다. 구체적인 버섯에 대해 현재 사용가능한 다양한 배지들이 이미 잘 알려져 있다. 따라서, 본 발명은 현재까지 알려진 어떠한 종류의 버섯도 포함할 수 있다. 예를 들면, 팽이버섯, 새송이버섯, 사철느타리버섯, 여름양송이버섯, 목이버섯, 표고버섯, 맛버섯, 느타리버섯, 잎새버섯, 여름느타리버섯, 송이버섯 등이 대상이 될 수 있으며 그 종류에 있어서 특별한 제한은 없다. 버섯의 재배를 위한 배지도 매우 다양하게 알려져 있으며, 예를 들면, PDA, ME, YM, YE, MCM, DPA, CDA 배지 등이 있고, 버섯의 생육특성에 맞추어 적절히 선택되어질 수 있을 것이다.

본 발명에 따른 버섯재배용 배지조성물은 상기와 같이 이미 잘 알려진 버섯재배용 배지 내지는 버섯의 생육 특성에 따라 사용자에 의해 적절히 가감된 성분을 가지는 어떠한 배지에도 크롬공급원을 첨가할 수 있다. 배지조성물은 바람직하게는 수준별로 크롬공급원을 첨가하기 이전에 미리 배합하여 제공되어질 수 있다. 또한 크롬을 함유하는 배지조성물은 사용자가 필요에 따라 농가단위에서 매 경우마다 직접 제조하여 사용할 수도 있지만, 버섯의 종류마다 최적의 배지조건을 가지도록 조성한 것에 크롬공급원을 첨가하여 시판가능한 형태로 산업화하는 것도 가능하다. 예를 들어, 팽이버섯배양을 위한 배지(톱밥-미강 혼합배지)를 조성한 후 원하는 함량의 무기크롬공급원을 증류수에 녹여 상기 조성된 배지에 고르게 분사한 것을 500g 용량의 병에 적정한 수분농도를 가지도록 조절한 후 입병하고 고압멸균하거나, 유기크롬공급원을 버섯재배 배지를 제조할 때 배지원료와 함께 혼합하여 입병한 후 고압멸균하여 제품화할 수 있다.

버섯의 배양과정(또는 재배과정)은 실시농장의 관행법에 따르며, 이는 농장별 및 버섯종에 따라 달라질 수 있다.

이하 본 발명의 내용을 실시예에 의해 보다 상세하게 설명하기로 한다. 다만 이들 실시예는 본 발명의 내용을 이해하기 위해 제시되는 것일 뿐 본 발명의 권리범위가 이들 실시예에 한정되어지는 것으로 해석되어져서는 아니된다.

<실시예 1> 버섯배지내 유기 및 무기크롬급원의 수준별 처리 및 배지조성물

본 발명의 실시예는 안성소재 병배지를 이용한 팽이버섯재배농장을 선정하여 실시하였다. 본 발명에서 사용된 유기 및 무기크롬 공급원은 화학적으로 +3가 형태인 크롬클로라이드 (CrCl_3, Sigma 제품; 무기크롬) 또는 크롬피콜리네이트(주식회사 이지바이오제품; 유기크롬)이었다. 이들은 수준별로 각각 0(대조구), 0.5, 1, 1.5, 2ppm(Cr ㎎/배지 ㎏)으로 처리군을 나누어 각 처리군당 병배지 16개씩 배지를 제조하여 배지를 입병하였다.

배지조성물은 크롬을 수준별로 첨가하기 전에 미리 배합하였다. 본 발명에서 사용된 버섯재배용 배지(톱밥-미강혼합배지)는 팽이버섯재배를 위해 톱밥, 미강, 옥수수속대 및 건비지를 각각 50:30:15:5의 비율로 고르게 혼합한 것으로 하였다. 혼합이 끝나면 4수준(0.5, 1, 1.5, 2ppm)의 무기크롬공급원을 각각 해당 양 만큼 50 ㎖ 팔콘관(falcon tube)에 넣어 증류수에 녹여 배지에 고르게 퍼지도록 분사하고 이를 다시 재혼합하였다.

한편, 유기크롬 공급원은 버섯재배 배지를 제조할 때 배지원료와 함께 혼합하여 수준별로 제조하였다. 유기 및 무기크롬 공급원을 함유하는 배지조성물이 완성된 후 500 g 용량의 병에 입병하기 전, 버섯성장의 적정수분조건(65％)을 맞추기 위하여 물을 가하였다.

크롬공급원의 첨가 및 입병과정이 끝나고, 접종하기 전에 고압멸균(1.2㎏/㎠)을 1시간 30분간 실시하였다.

<실시예 2> 배지 조성물을 이용한 버섯재배

유무기 크롬공급원이 수준별로 입병 및 멸균처리된 실시예 1의 배지조성물에 팽이 버섯종균 10 ∼ 12g을 접종하여 20℃에서 배양하고, 배양이 끝나자 균긁기를 시행하여 12℃, 습도 90％로 조절된 발이실에서 초발이를 유도하였다. 버섯이 5 ∼ 10㎜ 정도 자랐을 때 3 ∼ 4℃에서 7 ∼ 8일간 억제시키면서 버섯의 발생을 고르게 하였다. 그 후 생육실로 옮겨 버섯이 병위로 2 ∼ 3㎝ 정도 자랐을 때 종이봉지를 씌워서 7 ∼ 8℃에서 수확기까지 생육시켰다.

버섯의 수확은 자실체의 성장이 완성되는 시기로서 버섯재배 후 60일이 경과되면 수확하였다. 이상의 재배과정은 실시농장의 관행법을 따랐고, 이 같은 과정 또한 농장별 및 버섯종에 따라 달라질 수 있다.

<실시예 3> 버섯의 수확 및 버섯내 크롬분석

실시예 2의 버섯재배 기간이 종료된 후, 유기 및 무기 크롬공급원의 배지내 수준별에 따라 버섯을 수확하여 버섯내 크롬 분석을 위해 동결 건조하였다. 동결 건조된 버섯은 분쇄하여 크롬 분석에 사용하였으며, 분석과정은 다음과 같다.

버섯내 총 크롬함량 측정

버섯내 크롬 함량 분석을 위해 먼저 자기도가니(porcelain crucible)에 건조버섯시료를 일정량(1 ∼ 2g) 칭량하고 회화로(Muffle furnace)에서 800℃, 8시간 동안 회화시켰다. 회화시킨 후 온도가 내려가면 상온에 방치하여 5N HCl로 하루밤 동안 시료를 분해시켰다. 분해가 끝나면 여과지를 통하여 여과액을 받아 ICP(inductively coupled plasma: Lactam 8440 Plasmalac)를 이용하여 측정하였다.

상기 실시예에 따라 생산된 팽이버섯내 크롬의 함량은 표 1 및 도 1에 나타내었다

<표 1> 버섯배지내 유기 및 무기크롬 첨가에 의한 버섯내 크롬 함량비교

크롬 수준 (ppm, mg/kg)	배지내 첨가된 크롬 공급원
	유기크롬 (크롬피콜리네이트)	무기크롬 (크롬클로라이드)
	------ 버섯건조 g당 ㎍ ------
0.0	0.44
0.5	0.62	0.84
1.0	1.12	0.93
1.5	1.35	1.13
2.0	1.52	1.53

상기 표 1 및 도 1에서 알 수 있듯이, 배지내 첨가된 유기 및 무기크롬은 첨가수준이 증가함에 따라 버섯내 크롬함량은 직선적으로 증가하였다. 특히, 배지내 크롬농도 2ppm에서, 유기 및 무기공급원에 의한 버섯내 크롬함량은 각각 1.52 및 1.53㎍/g를 나타내어 대조구(무첨가구: 0.44㎍/g)에 비하여 약 3.5배 가량 증가한 수치를 나타내었다.

상기 본 실험의 결과는 버섯재배 배지에 유기 및 무기 크롬공급원을 첨가함으로서 버섯내로 전이하는 크롬이 증가하는 것을 확인시켜 주어 크롬이 강화된 버섯을 생산할 수 있음을 확인시켜주고 있다.

이상과 같이 본 발명은 당뇨병, 비만 등의 각종 성인병에 대한 치료효과를 가지는 크롬을 버섯에 전이시키기 위한 배지조성물과 이로부터 버섯을 재배하는 방법을 제공하며, 본 발명에 의하면 기존의 테블릿으로 판매되는 유기크롬제재보다는 비용면이나 섭취방법의 면에서 보다 저렴하고 인체에 거부감을 주지 않는 자연식품을 제공할 수 있어 국민의 건강증진은 물론, 버섯재배농가의 수익증대에 이바지하 는 효과가 크다.

Claims (4)

1. 버섯재배용 배지조성물에 있어서, 버섯에 이행시킬 목적으로 소정함량의 크롬공급원을 함유한 것을 특징으로 하는 버섯재배용 배지조성물
2. 버섯재배용 배지에 소정함량의 크롬공급원을 첨가하고, 버섯을 상기 배지에서 배양함으로써 크롬이 다량으로 함유된 버섯을 제조하는 방법
3. 제2항에 있어서, 배지내 크롬농도가 1ppm 이상으로 조절되어짐을 특징으로 하는 제조방법
4. 제2항에 있어서, 크롬공급원은 유기 또는 무기 크롬인 것을 특징으로 하는 제조방법

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