KR20090025773A

KR20090025773A - 부엽토즙을 이용한 상황버섯 균사체 배양을 위한 액체 배양액 조성물과 그 제조 방법 및 부엽토즙을 이용한 상황버섯 균사체의 제조방법, 그리고 부엽토즙을 이용하여 재배된 상황버섯 균사체를 이용한 가축용 사료

Info

Publication number: KR20090025773A
Application number: KR1020070090884A
Authority: KR
Inventors: 조환제
Original assignee: 경주시 농업기술센터
Priority date: 2007-09-07
Filing date: 2007-09-07
Publication date: 2009-03-11
Also published as: KR100900686B1

Abstract

본 발명은 상황버섯 균사체의 액체 배양액 조성물과 그 제조 방법 및 상황버섯 균사체의 제조방법, 그리고 상황버섯 균사체를 이용한 가축용 사료에 관한 것으로, 자연의 부산물인 부엽토와 곡물부산물을 이용하여 상황버섯 균사체를 액체 배양하여 짧은 시간에 균사를 배양하여 원가절감 및 가축의 면역증가에 도움이 되는 배타글루칸 및 그 유효성분을 극대화하여 저가의 상황버섯 균사체를 배양하여 가축(동물)에 적용하여 농가의 부가가치를 높임과 동시에 가축에 인공적인 항생제를 사용하지 않아도 되므로 질 좋은 육류를 소비자가 안심하고 먹을 수 있도록 하는 데 있다.

부엽토, 상황버섯, 사료

Description

상황버섯 균사체의 액체 배양액 조성물과 그 제조 방법 및 상황버섯 균사체의 제조방법, 그리고 상황버섯 균사체를 이용한 가축용 사료{COMPOSITION AND MANUFACTURING METHOD OF PHELLINUS LINTEUS MYCELIUM LIQUID CULTURE MEDIUM AND MANUFACTURING METHOD OF PHELLINUS LINTEUS MYCELIUM AND DOMESTIC ANIMAL FEED WITH PHELLINUS LINTEUS MYCELIUM}

본 발명은 상황버섯 균사체의 액체 배양액 조성물과 그 제조 방법 및 상황버섯 균사체의 제조방법, 그리고 상황버섯 균사체를 이용한 사료에 관한 것이다. 특히 가축용 사료에 이용될 수 있도록, 속성 대량생산이 가능하도록 부엽토와 곡물부산물을 이용하여 상황버섯 균사체를 배양하고, 배양된 상황버섯 균사체 및 배지를 이용하여 사료에 첨가하는 것으로, 상황버섯의 생산율을 높임과 아울러 상황버섯의 우수한 성분을 가축이 섭취하도록 하여 이를 재섭취하는 사람의 건강도 증진시킬 수 있도록 하는 상황버섯 균사체의 액체 배양액 조성물과 그 제조 방법 및 상황버섯 균사체의 제조방법, 그리고 상황버섯 균사체를 이용한 사료에 관한 것이다.

가축 사육시 오래전부터 질병 치료 및 성장촉진을 위해 항생제가 사료 첨가제로 널리 사용되어져 왔다. 항생제의 성장촉진 효과에 대해서는 다양한 견해들이 제기되고 있지만, 항생제의 장기간 사용으로 인하여 가축에게는 항생제에 내성을 보이는 균들이 발견되었으며, 식약청의 2003년 병원성 세균 항생제 내성 모니터링 보고서에 의하면, 육고기 150여건에 대한 조사결과 검출된 장구균의 경우, 현재 가장 보편적으로 사용되고 있는 항생제 테트라사이클린에 대하여 90%의 내성율을 보였을 뿐만 아니라 대장균에서도 19% 이상의 높은 항생제 저항성 균주가 발견되었다. 또한, 나아가 항생제 투여에 의해 축산물 내 잔류에 의한 인체의 감수반응이 문제가 되고 있어, EU를 중심으로 항생제의 사용 규제 및 금지가 확산되고 있는 추세이다.

이처럼 가축에 사용되는 많은 양의 항생제는 심각한 사회문제가 되고 있어, 최근 항생제를 대체하여 가축들의 면역증강, 성장촉진 및 사료 요구율을 개선할 수 있는 생균제(Probiotics), 고효율 광물질 공급제 및 천연 생리활성 물질에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.

그러나 현실적으로 가축 축산시 항생제를 사용하지 않으면, 실제 가축이 병에 걸렸을 때 사용되어지는 치료비와 약품비를 비롯하여 가축의 폐사율이 증가하여 결과적으로 가축 축산비용은 더욱 증가하므로, 축산농가의 생존이 심각한 문제가 되고 있다.

그러므로 생산원가의 상승은 크지 않으면서 가축의 병에 대한 면역력을 증가시킬 수 있는 항생제 대용 면역증가용 사료 개발이 시급한 실정이다.

본 발명은 이러한 문제에 직면하여, 버섯류에서 생성되는 단백 다당체인 베타글루칸이 면역증강, 항암, 혈당강하 등에 효과가 있음에 착안하여, 버섯을 이용 한 면역증가용 사료를 개발하기에 이르렀다.

특히 버섯 중에서도 지금까지 우수한 효능이 알려졌으나, 그 재배기간이 길고 재배가 용이하지 않아서 가축 사료에 활용될 수 없었던 상황버섯을 속성으로 대량재배하여 사료에 활용할 수 있는 방안을 개발하게 되었다.

상황버섯은 고산지대에 서식하고 있는 산뽕나무, 참나무, 밤나무, 상수리나무 등의 고목에서 자생하는(번식이 잘되지 않는) 매우 희귀한 담자균류의 다년생 버섯으로 학명으로는 페리누스 린테우스(PHELLINUS LINTEUS)라고 한다.

상황버섯의 모양은, 초기에는 진흙 덩어리가 뭉쳐진 것 같은 형태로 유지되다가 다 자란 후 모습은 나무 그루터기에 혓바닥을 내민 모습이어서 수설(樹舌) 이라고도 한다. 혓바닥 같은 형태의 윗부분은 진흙과 같은 색깔을 나타내기도 하고 감나무의 표피와 같이 검게 갈라진 모습 등으로 나타나기도 하며, 아랫부분은 노란 융단 같은 형태로, 윗부분은 검은색 또는 진흙색으로 나타나기도 한다.

이러한 상황버섯에 대한 약효를 살펴보면, [봉황록]에서 '늙은 뽕나무에 달린 황색 버섯(상황버섯)은 죽은 사람을 살리는 불로초이다.'라고 쓰여져 있으며, 특히 '여성의 생식기 질병에 특효가 있고, 오장 및 위장기능을 활성화시켜 준다.'라고 쓰여 져 있다. 또한, 소화기 계통의 암인 위암, 식도암, 십이지장암, 결장암, 직장암을 비롯한 간암의 절제 수술 후 화학요법을 병행할 때 면역기능을 항진시키는 것으로 알려졌다.

Ikegawa 등(Gann, 59, 155, 1968)은 상황버섯이 구름버섯(Coriolus versicolor)과 표고버섯(Lentinusedodes)보다 종양저지율이 높다고 보고하였으며, 메다 등(Protein Nucleic acid Enzyme, 21, 426, 1976)은 항암활성이 96.7%라고 보고하였다. 또한, 정 등(약학회지, 38, 158, 1994)은 균사체의 단백 다당체가 육종(Sarcoma) 180 복수암 및 고형암을 효과적으로 억제한다고 하였으며, 김 등(Arch, Pharm. Res., 17, 337, 1994)은 항종양 활성을 갖는 다당류를 분석한 결과 글루코오스(Glucose)가 주를 이루고 있으며, 이외에 갈락토오스(Galactose), 만노오스(Mannose), 아라비노스(Arabinose) 등으로 이루어졌다고 보고하였다. 그리고 공 등(생약학회지, 22, 233, 1991)은 상황버섯 균사체의 열수추출물은 NK 세포기능에 작용하여 숙주의 비특이적 면역 기능을 증강시킴으로써 항암활성을 나타내며, 또한, 마우스에 투여한 결과 LD50은 1,500mg/kg이상으로 안전성이 있다고 보고하였다.

이와 같이 상황버섯이 항암활성과 면역증강효과가 우수하다고 보고된 이후 국내에서도 민간에서 항암치료를 위해 사용되고 있으나, 자연산 버섯의 경우 통상 3-4년산이 채취되어 이용되고, 원목에 인공재배하는 경우에도 통상 1-2년 재배하여야만 채취할 수 있으므로 재배기간이 매우 길다. 이러한 문제를 해결하기 위해, 재배기간을 단축시키기 위한 선행기술로서 특허등록 제152692호는 참나무 톱밥, 미루나무 톱밥, 뽕나무 톱밥, 미강을 혼합한 것을 배지로 하여 상황버섯 균피를 배양하는 방법을 개시하고 있으나, 이 방법 역시 본 배양시간이 50∼60일로서 장기간이 소요되고, 특허등록 제204984호는 상황버섯 균사체의 배양 배지 성분으로서 곡류를 이용하는 방법에 대해 개시하고 있으나, 이 방법 역시 60일의 본 배양시간이 필요하여 기간이 오래 걸리는 문제점이 있었다.

이에 따라 본 발명의 출원인은 특허등록제 393254호에서 버섯 종균을 준비하는 약 15일 소요되는 고체 배양 단계; 버섯 균사체를 액체 배지에서 7-15일간 예비배양하는 단계; 버섯종균 접종 후 12일간 본 배양하는 단계로 구성되는 상황버섯 배양방법에 있어서, 각 단계의 고체 배지, 예비배양 배지 및 버섯 균사체 본 배양배지에 참나무즙액을 첨가하는 상황버섯 균사체 속성 배양방법을 제시한 바 있다. 상기한 참나무즙액은 채취한 참나무를 음지에서 5일 건조한 후 직경이 3∼5cm, 길이 10∼15cm의 크기의 칩으로 절단하고, 절단된 참나무 칩 1kg에 2ℓ의 물을 가한 후 100℃에서 두 시간 반 동안 끓인 후 식혀 1ℓ의 참나무즙액을 얻는다. 그러나 이러한 참나무즙액을 첨가한 경우에는 배양시간이 대폭 단축되는 효과가 있었으나, 수종이 참나무에만 한정되어 원재료를 수급하는데 문제점이 있었고, 단단한 나무로부터 즙을 추출하여야 하므로 추출과정이 복잡하고 어려워 저비용으로 대량생산하는데 많은 한계가 있었다.

상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 자연의 부산물인 부엽토와 곡물부산물을 이용하여 상황버섯 균사체를 짧은 시간에 대량 배양하는 방법을 제공하는 데 있다.

또한, 상황버섯 균사체를 이용한 저가의 사료를 개발하여, 원가절감 및 가축의 면역증가에 도움이 되는 베타글루칸 및 그 유효성분을 극대화하여 가축(동물)에 적용하여 농가의 부가가치를 높임과 동시에 가축에 인공적인 항생제를 사용하지 않아도 되어 질 좋은 육류를 소비자가 안심하고 먹을 수 있도록 하는 데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은 부엽토 1kg을 기준으로 물 1.5-2.5kg 첨가하여 추출한 부엽토즙 1ℓ당 물 3-4ℓ, 곡물 0.3-1kg, 엿질금 0.3-1kg, 포도당 0.3-1kg 비율로 첨가되어 구성되는 상황버섯 균사체의 액체 배양액 조성물에 있다.

부엽토는 자연 상태에서 낙엽과 썩은 고목이 2~3여년간 누적되어 쌓이고 부패되어 흙과 혼합된 것이다. 이 과정에서 약알칼리성으로 변화되어 새로운 영양소를 만들어내고, 여기에는 각종 미세 생물들이 자연적으로 번성하게 되어 각종 유기물을 생산하며, 음전하를 띄는 유기산이 풍부하여 수용성 무기질을 쉽게 부착시키는 성질이 있어, 식물재배나 곤충의 유충(사슴벌레 등)을 부화시키는데 널리 이용된다.

상기한 액체 배양액 조성물은 부엽토 1kg을 기준으로 물 1.5-2.5kg 첨가하여 100℃에서 25-30분 끓인 후 식혀 망에 걸러서 부엽토즙을 얻는 제 1공정과, 용기에 부엽토즙 1ℓ당 물 3-4ℓ, 곡물 0.3-1kg, 엿질금 0.3-1kg의 비율로 첨가하여 90-110℃에서 20-40분간 가열하여 달이는 제 2공정, 제 2공정에서 달인 물을 30-50℃까지 냉각한 후 포도당 0.3-1kg을 혼합하여 무균용기에 투여하여 멸균기에 넣어 100-150℃에서 30분-2시간 동안 멸균하는 제3공정, 제 3공정에서 멸균된 액체 배지 배양물을 20-30℃까지 하온하여 무균 인큐베이터에서 균을 접종하는 제 4공정 및, 접종 후 배양온도 20-30℃에서 7-12일간 배양하는 제 5공정으로 구성되는 상황버섯 균사체의 액체 배양액 제조방법에 다른 특징이 있다.

또한, 용기에 부엽토 20-40중량%, 곡물부산물 60-80중량%를 혼합하고, 여기에 물을 투입하여 총 수분함량이 75%가 되도록 혼합하는 제 1공정과, 제 1공정에서 혼합된 원료 배지를 55℃~65℃의 온도에서 40-60시간 발효하는 제 2공정과, 제 2공정에서 발효된 원료 배지를 무균용기 입병한 후 필터마개를 막고 멸균기에 넣어서 100-150℃에서 30분-2시간 동안 멸균하는 제3공정, 제 3공정에서 냉각된 배지를 무균 인큐베이터에 넣어서 상기한 액체배양액으로 접종하는 제 4공정 및, 제 4공정에서 액체배양액으로 접종된 배지를 배양실 온도 20-35℃에서 10-20일간 배양하여 상황버섯 균사체를 얻는 제 5공정으로 구성되는 상황버섯 균사체의 제조 방법에 또 다른 특징이 있으며, 상기에서 곡물 부산물은 보리 박피, 밀기울, 보리쌀, 밀쌀 중에서 하나 이상 혼합하여 사용한다.

아울러, 본 발명은 상기한 바와 같이 제조된 상황버섯 균사체를 건조하여 분 말을 만들어 가축용 일반사료에 1.5-2중량%첨가하여 가축용 사료를 제조하는 데 특징이 있다.

상기한 바와 같은 특징에 의하여 본 발명은 자연의 부산물인 부엽토와 곡물부산물을 이용하여 상황버섯 균사체를 액체 배양하여 짧은 시간에 균사를 배양하여 원가절감 및 가축의 면역증가에 도움이 되는 베타글루칸 및 그 유효성분을 극대화하여 저가의 상황버섯 균사체를 배양하여 가축(동물)에 적용하여 농가의 부가가치를 높임과 동시에 가축에 인공적인 항생제를 사용하지 않아도 되어 질 좋은 육류를 소비자가 안심하고 먹을 수 있게 된다.

아울러, 부엽토즙을 이용하므로 종래의 참나무즙을 이용하는 것에 비하여 가공공정과 시간이 대폭 감소되도록 한다.

그리고 종래 상황버섯 고체배양이 참나무즙 추출과정을 포함하여 42-47일이 소요되었으나, 본 발명은 배양시간이 17-32일 정도로 단축되므로 상황버섯 균사체 배양시간이 대폭 단축되는 효과가 있다.

본 발명의 실시예를 하기에서 보다 상세하게 살펴본다.

(1) 상황버섯 균사체 액체배양방법

제1공정

부엽토 1kg에 물 2ℓ를 첨가하여 100℃에서 25-30분 끓인 후 식혀 망에 걸러서 부엽토즙을 얻는다.

제 2공정

스테인리스스틸용기에 증류수 10ℓ에 감자 2kg +엿질금 2kg +부엽토즙 3ℓ를 혼합하여 100℃에서 30분간 달인다.

제 3공정

상기에서 달인 물을 물온도 40℃까지 냉각한 후 포도당 2kg을 혼합하여 20ℓ 짜리 무균용기에 위액 12리터를 투여하여 멸균기 121℃에서 1시간 20분 동안 멸균한다.

제 4공정

위 멸균된 액체 배지 배양물을 25℃까지 하온하여 무균 인큐베이터에서 미리 준비해둔 상황플레이트 상의 균을 분리하여 접종한다.

제 5공정

접종 후 배양온도 27℃에서 10일간 배양하며, 이때 산소를 2중 무균필터를 통해서 공급한다.

이상과 같은 본 발명의 배양방법에 있어서 부엽토즙을 첨가함으로써 부엽토가 균사의 생육조건을 최적화하며 짧은 시간에 우수한 활력을 가진 상황 균사체 접종원이 조성됨을 알 수 있다.

(2) 부엽토와 곡물부산물에 상황 균사체를 배양하기 위한 배지 조성방법

제1공정

일반용기에 부엽토 30중량% +보리 박피 35중량% +밀기울 35중량%를 혼합하 고, 여기에 일반수를 이용하여 총 수분함량이 75%가 되도록 잘 혼합하여 물기가 고르게 베이도록 한다.

제 2공정

제 1공정에서 혼합된 원료 배지를 55℃~65℃의 온도에서 48시간 발효를 한다 이때 버섯재배에 유용한 호기성균인 백색균이 성장하여 백화현상이 일어난다.

제 3공정

제 2공정에서 발효된 원료 배지를 무균용기 500ℓ 용기에 3분의2가 되도록 입병한 후 필터마개를 막고 멸균기에 넣어서 121℃에서 1시간 20분 동안 멸균한 후 배지 온도를 25℃까지 냉각한다.

제 4공정

제 3공정에서 냉각된 배지를 무균 인큐베이터에 넣어서 미리 준비해둔 액체배양액으로 접종한다.

제5공정

제 4공정에서 액체배양액으로 접종된 배지를 배양실 온도 28℃에서 15일간 배양하여 상황버섯 균사체를 얻는다.

상기한 바와 같은 본 발명의 배지 조성방법에 있어서 부엽토를 첨가했을 때 저가의 배지 원료가 이용되고 호기성균에 의하여 전발효를 시킴으로써 영양소를 극대화하여 배양효율을 향상시킨다.

(3) 상황버섯 균사체를 이용한 사료 제조 방법

상기에서 배양된 상황버섯 균사체를 50-60℃(바람직하게는 55℃)에서 20-28시간(본 발명의 실시예에서는 24시간) 건조한 후 200메쉬 이하의 입도로 분쇄하여, 가축용 일반사료에 1.5-2중량%첨가하여 가축용 사료를 제조한다.

이와 같이 제조된 가축용 사료를 산란계에 급여하되, 최적의 첨가량을 확인하기 위하여 산란계용 사료에 상황버섯 균사체를 무첨가(대조구), 0.5(처리1구), 1(처리2구), 1. 5(처리3구), 2(처리4구) 중량%씩 첨가하여 한번에 120g씩 30일간 각각 50마리씩 급여한 후, 산란율과 계란 중량 및 폐사율의 평균값을 확인한 결과를 표 1에 나타낸다.

	대조구	처리 1구	처리 2구	처리 3구	처리 4구
산란율	81	81.6	81.4	83.8	84.2
계란 중량	60.1	60.5	61.2	61.3	61.9
폐사율	6%(3마리)	2%(1마리)	-	-	-

상기한 표 1에서와 같이 상황버섯 균사체를 1.5-2중량% 첨가한 경우가 산란율과 계란 중량에서 우수함을 알 수 있고, 폐사율이 발생하지 않음을 알 수 있다.

그리고 상황버섯 균사체가 첨가된 사료의 안전성을 검토하기 위하여 대조구와 처리 1구 내지 4구의 혈액을 채혈하여 항보체 활성 실험을 실시하였다.

항보체활성은 Mayer법으로 측정한다. 닭의 혈청 GVB++(Gelatin Veronal Buffered saline, pH 7.2)와 시료를 각각 100㎕, 25㎕씩 혼합하여 37℃에서 30분간 반응시킨 후 반응액에 GVB++를 350㎕씩 첨가하고, 이를 10배에서 160배까지 연속 희석하여 750㎕의 GVB++와 양의 감작혈구(108cells/㎖)를 250㎕씩 가하여 1시간 동안 반응시킨 다음 반응정지용액 PBS(Phosphate Buffered Saline, pH 7.4)를 2.5㎖씩 가하여 원심 분리한 후 상등액의 흡광도를 412nm에서 측정한다. 항보체활성은 ITCH 50 즉 총보체 용혈저지율(Inhibition of 50% Total Complement Hemolysis)로 나타낸다. 시료의 정확한 활성을 검증하기 위하여 역가를 알고 있는 LPS를 표준물질로 한다.

계산방법은 다음 수학식 1과 같으며 결과는 표 2에 나타낸다.

	대조구	처리 1구	처리 2구	처리 3구	처리 4구
ITCH50(%)	63.65±12.45	71.32±3.46	65.81±3.73	69.08±2.86	81.90±10.66

대조구에 비하여 처리 4구에서 항보체활성이 높음을 알 수 있다.

Claims

부엽토 1kg을 기준으로 물 1.5-2.5kg 첨가하여 추출한 부엽토즙 1ℓ당, 물 3-4ℓ, 곡물 0.3-1kg, 엿질금 0.3-1kg, 포도당 0.3-1kg 비율로 첨가되어 구성되는 것을 특징으로 하는 상황버섯 균사체의 액체 배양액 조성물.
부엽토 1kg을 기준으로 물 1.5-2.5kg 첨가하여 100℃에서 25-30분 끓인 후 식혀 망에 걸러서 부엽토즙을 얻는 제 1공정과,

용기에 부엽토즙 1ℓ당 물 3-4ℓ, 곡물 0.3-1kg, 엿질금 0.3-1kg의 비율로 첨가하여 90-110℃에서 20-40분간 가열하여 달이는 제 2공정,

제 2공정에서 달인 물을 30-50℃까지 냉각한 후 포도당 0.3-1kg을 혼합하여 무균용기에 투여하여 멸균기에 넣어 100-150℃에서 30분-2시간 동안 멸균하는 제3공정,

제 3공정에서 멸균된 액체 배지 배양물을 20-30℃까지 하온하여 무균 인큐베이터에서 균을 접종하는 제 4공정 및,

접종 후 배양온도 20-30℃에서 7-12일간 배양하는 제 5공정으로 구성되는 것을 특징으로 하는 상황버섯 균사체의 액체 배양액 제조방법.
용기에 부엽토 20-40중량%, 곡물부산물 60-80중량%를 혼합하고, 여기에 물을 투입하여 총 수분함량이 75%가 되도록 혼합하는 제 1공정과,

제 1공정에서 혼합된 원료 배지를 55℃~65℃의 온도에서 40-60시간 발효하는 제 2공정과,

제 2공정에서 발효된 원료 배지를 무균용기 입병한 후 필터마개를 막고 멸균기에 넣어서 100-150℃에서 30분-2시간 동안 멸균하는 제3공정,

제 3공정에서 냉각된 배지를 무균 인큐베이터에 넣어서 청구항 2의 방법으로 제조된 액체배양액을 접종하는 제 4공정 및,

제 4공정에서 액체배양액으로 접종된 배지를 배양실 온도 20-35℃에서 10-20일간 배양하여 상황버섯 균사체를 얻는 제 5공정으로 구성되는 것을 특징으로 하는 상황버섯 균사체의 제조 방법.
제 3항에 있어서, 곡물 부산물은 보리 박피, 밀기울, 보리쌀, 밀 쌀 중에서 하나 이상 혼합하여 사용하는 것을 특징으로 하는 상황버섯 균사체의 제조 방법.
제 3항에서 제조된 상황버섯 균사체를 50-60℃에서 20-28시간 건조한 후 200메쉬 이하의 입도로 분쇄한 분말을 가축용 일반사료에 1.5-2중량%첨가하는 것을 특징으로 하는 상황버섯 균사체를 이용한 가축용 사료.