KR20220048135A - 고함량 코디세핀을 함유하는 배스 및/또는 블루길을 이용한 동충하초 및 이의 재배방법 - Google Patents

고함량 코디세핀을 함유하는 배스 및/또는 블루길을 이용한 동충하초 및 이의 재배방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 목적은 국내 생태계 교란 어족자원인 배스 및/또는 블루길을 활용하여 고함량 코디세핀을 함유하는 배스 및/또는 블루길 동충하초 및 이의 재배방법을 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 재배 방법으로 제조된 배스 또는 블루길 동충하초는 생태계 교란종인 배스와 블루길을 유용하게 활용하여 생태계 교란 방지에 기여할 수 있을 뿐만 아니라, 저온 충격 요법으로 재배하여 고함량의 코디세핀을 함유하는 동충하초를 제공함으로써, 면역력 및 적응력이 우수하고 생산량이 높일 수 있다.
생물학적 방제를 위해 인력을 현장에 투입하거나 직접적인 동충하초 균제를 살포를 하지 않아도, 배스 및/또는 블루길 및 그 가공품을 이용하여 서식지 조성, 유인제생산 및 활용, 매개충을 생태연결고리를 활용하여 동충하초 균을 매개충의 힘으로 해당 지역에 동충하초를 효과적으로 살포할 수 있다.

Description

고함량 코디세핀을 함유하는 배스 및/또는 블루길을 이용한 동충하초 및 이의 재배방법{Vegetable worms including high content Cordycepin using Micropterus salmoidese and/or Lepomis macrochirus and the cultivation method thereof}
본 발명의 목적은 국내 생태계 교란 어족자원인 배스 및/또는 블루길을 활용하여 고함량 코디세핀을 함유하는 배스 및/또는 블루길 동충하초 및 이의 재배방법을 제공하는 것이다.
동충하초는 곤충을 숙주로 하여 여름철 죽은 곤충의 몸에서 풀을 만든다는 모습에서 이름이 유래한 자낭균류의 버섯이다. 전세계적으로 약 800여종이 보고되었고, 국내에서도 약 70여종이 보고되었다.
동충하초는 약용버섯으로, 겨울 동(冬), 벌레 충(蟲), 여름 하(夏), 풀 초(草), 겨울에는 곤충의 몸속에서 잠복하여 양분을 흡수하여 곤충을 죽게 한 후, 여름에 환경이 맞으면 풀처럼 버섯을 만든다고 해서 동충하초라고 불리우며, 예로부터 인삼, 녹용과 함께 3대 명약으로 알려져 있다. 동충하초는 전세계적으로 약 750여종이 학계에 발표되어 알려져 있고, 3,000년 전부터 이용되었다고 전해지고 있으며, 불로장생의 묘약으로 일컬어져, 진시황, 양귀비, 등소평이 복용하여 장수하였다는 말이 전해져 오고 있다. 이러한 동충하초의 대표적인 효능으로는 항암작용, 면역증강, 간기능 개선, 고혈압, 항노화, 당뇨개선, 심장병, 자양강장 등의 효능이 많은 연구논문을 통해 밝혀졌으며, 현재도 동충하초의 연구가 지속적으로 진행되고 있다. 최근 건강식품의 소비가 급증하면서 동충하초에 대한 관심이 재조명되고 있는 실정이며, 동충하초를 이용한 건강보조 식품이 개발되어지고 있다.
다만, 자연상태에서 채집되는 동충하초의 수가 제한적이고, 환경오염과 기후변화에 의해 그 수가 적어지고 있으므로, 동충하초를 이용한 제품의 개발과 유용 약리 성분 분석, 의약용 소재로써의 개발에 많은 어려움을 겪고 있다. 이와 같은 상황에서 동충하초 자원의 수집, 수집 균주 및 우량균주의 개발과 이를 이용한 신품종 동충하초 종균의 개발과 안정적인 대량 인공생산 기술의 개발이 절실한 실정이다.
동충하초를 생산하는 방법은 대부분 곤충을 기질로 하여 생산된다. 누에에 동충하초 균을 접종하여 감염시키고 누에가 고치를 형성한 뒤에 동충하초 균이 성장하여 자실체를 형성하도록 하는 방법, 번데기에 직접 균사를 접종하여 배양하는 방법 등이 있고, 식물을 이용한 방법으로 현미와 쌀겨 등의 영양성분에 동충하초 균을 접종하여 배양하는 방법 등이 시행되고 있다.
그러나 이러한 방법들은 누에와 번데기를 이용하는 경우에는 누에를 키우고 관리하는데 시간과 노력이 많이 걸리며 성공률도 높지 않았다. 더구나 식생활이 개선되면서 번데기, 누에와 같은 식품들이 일부의 사람들에게는 기피 식품이 되어 일반적으로 보급되기에 한계가 있는 실정이다.
동물성 단백질을 이용한 선행기술로 대한민국 특허 제10-0411703호 '계란을 이용한 눈꽃 동충하초 재배방법'이나 특허출원 제10-2010-0139750호 '미부화 폐란을 이용한 코디세핀 생산방법'과 같이 동물성 단백질을 기주로 하는 방법도 시도되었다. 그러나, 곤충을 기질로 생산하는 동충하초는 곤충원료를 대량으로 조달하기 어렵고, 동물성 단백질인 계란을 이용한 동충하초 생산은 원료의 단가문제로 인하여 생산단가가 높은 것이 단점으로 작용하였다.
따라서 활성도가 높은 동충하초를 대량생산하기 위하여 대량의 원료를 싼 가격에 지속적으로 공급할 수 있는 원료에 대한 연구가 필요한 실정이다.
동충하초 균은 버섯균사로서 생장이 완료된 균사체가 건조될 경우 균사의 활력도가 낮아지고 서로 달라붙어 딱딱한 섬유질상의 고형물로 변화하여 분쇄가공물의 분쇄열에 의하여 동충하초 균의 유효성분의 함량이 감소하는 단점이 있다.
그러나, 수분이 있는 상태의 동충하초 균사 고형물은 분쇄하였을 경우 분쇄열에 의하여 동충하초 유효성분인 코디셉틴의 함량이 감소하는 것을 막을 수 있다. 반면, 수분이 존재하고 있는 동충하초 균사체 고형물은 세균의 침습을 받아 부패하여 식품으로 이용하기 어려울 뿐만 아니라 유통기한을 줄이는 단점이 있을 뿐만 아니라 수분이 있는 상태로 분말화된 동충하초 고형물을 적치하였을 때 통풍이 되지 못해 건조가 지연되어 대량의 시료를 처리하기 어렵고, 건조할 경우 딱딱한 고형물이 된다.
따라서 동충하초 균사 고형물을 분말화할 경우 발생하는 분쇄열을 줄여 동충하초의 유효성분이 파괴되는 것을 막고, 건조에 의한 딱딱한 고형물 상태로 변화하는 것을 방지하여, 균사의 활력도를 유지할 수 있는 연구가 필요하다.
지금까지의 생물학적 방제제를 살포하는 것은 드론이나, 농약살포기로 직접분사를 수행하여왔다. 이러한 방제방식은 배양균의 활력도가 낮고, 곤충의 몸에 직접 분사되지 못한 균은 생장하지 못하고, 다른 균에 의한 잠식이나 오염으로 제 기능을 발휘하기 어려울 뿐만 아니라 대량사용이 필요함에 따라 생물학적 방제비용을 증가시키는 요인으로 작용하였다.
현재 농약과 관련된 법 제도 PLS(Positive List System)이 정비됨에 따라 사용할 수 있는 농약의 종류와 양이 제한될 수밖에 없고, 특히 임업의 경우에는 사용 면적이 대규모인 경우가 많아 파급력이 더욱 큼으로 적은 양의 생물학적 방제제를 효율적으로 살포할 수 있는 소재개발 연구와 살포방법에 대한 연구가 필요하다.
한편, 동충하초에 대한 효능으로 생리활성 물질인 코디세핀(Cordycpin)이 알려져 있는데 3-deoxyadenosine 계통의 천연 화합물로서 항세균, 항종양 및 항암 효과가 있음이 임상실험에서 밝혀졌다. 특히, 밀리타리스 동충하초는 여러 동충하초 중에서도 코디세핀(Cordycepin)을 상대적으로 많이 함유하고 있어서, 그 자실체는 폐를 보호하고 신장을 튼튼히 하는 것으로 알려져 있으며 결핵, 황달 등의 치료와 강장제로서의 효과가 널리 인정되고 있을 뿐만 아니라, 주로 병후의 신체조절, 보약 등에 사용되는 고가의 한방 약재로 이용되고 있으며, 특히 밀리타리스 동충하초의 약리 성분 중에는 면역 기능을 강화하는 성질이 함유되어 있어 감기, 폐결핵, 만성기침, 천식, 발작, 빈혈, 남성의 성적기능 장애, 고혈압 등에 효과를 나타내고 있다.
또한, 동충하초에는 코디세핀 이외에도 D-만니톨(D-mannitol), 퀴닉산(quinic acid) [0025] 등과 함께 다량의 다당체를 포함하고 있으며, 각종 아미노산 함량 또한 높은 것으로 알려졌다. 특히 균사 활력도가 높은 동충하초 균을 사용할 경우 생장이 우수하고, 우량한 자실체를 형성하여 수확량이나 코디세핀 및 기능성물질들의 함량을 높일 수 있다.
한편, 국내 유역환경청에서 생태계교란 생물로 지정한 어류는 표 1.과 같이 블루길(파랑볼우럭)과 (큰입) 배스로 양식업의 사업성이 감소하여 방생됨으로 인하여 내수면 생태계를 파괴하는 주역으로 자리 잡았다.(환경부고시 제2020-61호, 2020.3.30. 참고)
<생태계 교란 생물>
구 분 종 명
어류 가. 파랑볼우럭(블루길) Lepomis macrochirus
나. 큰입배스 Micropterus salmoides
환경부고시(제2020-61호, 2020.3.30.)
<생태계교란 어족자원 영양성분> (함량 / 100g당)
배스 블루길
수분(g) 80.1 80
탄수화물(g) 0.1 0.2
단백질(g) 18.2 17.8
지방(g) 0.4 0.8
칼슘(mg) 88 36
인(mg) 2455 226
철(mg) 4.5 1.4
배스와 블루길은 모두 생태계 교란종으로서 토종 어류를 마구 먹어 치우고, 번식력도 뛰어나 토종 생태계에 위협이 되고 있다. 이에 이들 어종은 생태계의 교란을 막기 위해 포획이 필요한 어종이나. 포획된 배스 블루길을 활용할 방법이 없어 폐기 처리가 문제되고 있다.
배스(bass)는 농어목 검정우럭과의 민물고기로 큰입 우럭이라고도 한다. 머리와 몸통은 옆으로 납작하고 몸은 길고 양 끝이 뾰족하고 머리는 크며, 눈은 비교적 작다. 주둥이는 길고 끝이 뾰족하다. 입은 크고 아래턱이 위턱보다 앞으로 나와 있다. 등지느러미는 2개이고, 꼬리지느러미의 뒷가장자리 가운데는 안쪽으로 오목하며 몸통 옆면 가운데에는 청갈색의 긴 줄무늬가 있다(네이버 지식백과 참고).
블루길도 농어목 검정우럭과의 민물고기로, 등지느러미 연조수 10∼12, 뒷지느러미 연조수 10∼12, 측선 비늘수 38∼54개. 체형은 난형이다. 머리는 비교적 크고, 눈은 머리의 등쪽에 치우쳐 있으며, 주둥이는 끝이 뾰죽하고 하악이 상악보다 약간 앞으로 나와 있다. 전새개골의 가장자리는 톱니모양의 돌기가 있다. 꼬리지느러미의 후연 중앙은 약간 오목하다. 측선은 완전하며 등쪽의 윤곽선과 평행하다. 몸의 상반부는 짙은 청색이고 배쪽은 노랑색 광택을 띤다. 체측에는 8∼9줄로 된 갈색의 긴 횡반이 있다. 성장함에 따라 체색은 짙은 회갈색으로부터 암갈색으로 검어지며, 횡반은 점점 불명료해진다. 암수 모두 아가미 뚜껑 후단의 약간 돌출된 부분에 색이 짙은 청색반점이 있어 영명으로 블루길이라는 이름이 유래되었다. 산란기의 수컷은 담청색의 띠와 함께 노란색과 주황색의 혼인색을 띤다(네이버 지식백과 참고).
그러나, 배스와 블루길은 단백질이 높은 것은 물론 칼슘, 인, 철 등의 미네랄이 많아 동충하초 재배에 활용될 수 있는 바, 이에, 본 발명자는 국내 생태계 교란종인 배스, 블루길을 이용하여 동충하초의 제조를 위한 최적의 배양 조건을 확립함으로써 본 발명을 완성하였다.
등록특허 10-1871804 해마를 이용하여 재배된 동충하초 및 이의 재배방법
본 발명의 목적은 국내 생태계 교란 어족자원인 큰입 배스와 블루길을 활용하여 생태계 교란을 방지하고, 파리 등의 매개충을 이용하여 동충하초균을 대규모 방제방법을 이용하여 고함량으로 코디세핀을 함유할 수 있는 동충하초 및 이의 재배방법을 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 고함량의 코디세핀을 함유하는 배스 및/또는 블루길을 이용한 동충하초 대량생산방법은 배스와 블루길을 단일 또는 혼합하여 끓는 물에 삶아 원심분리하여 액상과 고형물을 분리하여 어죽상태로 미가공하여 사용하거나, 건조 분쇄하여 가공한 후 배스 및/또는 블루길 100 중량부에 대하여 물 1 - 1000 중량부를 포함하여 배스 및/또는 블루길 배지 제조하는 1단계; 동충하초균을 포함하는 종균 혼합 배지를 제조하는 2단계; 상기 2단계의 종균 혼합 배지를 상기 1단계의 배스 및/또는 블루길 배지에 접종하여 배스 및/또는 블루길 배지 혼합물을 제조하는 3단계;및 3단계의 배스 및/또는 블루길 배지 혼합물을 -2℃ ~ 2℃의 제1온도 및 20℃ ~ 30℃의 제2온도에서 순차적으로 배양하는 저온 충격 주기를 1~5회 반복하여 배양하는 4단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 제1단계는 배스 및/또는 블루길을 건조하여 전처리하거나 어죽상태로 분쇄한 원료를 산처리 또는 염기처리하여 비늘과 비린내를 체거하는 단계; 및 비린내를 제거한 배스 및/또는 블루길을 동결건조, 열풍건조 또는 일광건조 중 어느 하나의 건조방법으로 건조하는 단계;를 포함한다.
바람직하게, 상기 제2단계의 종균 혼합 배지는 동충하초균, 효모 추출물(Yeast extract), 펩톤(peptone), 맥아 추출물(Malt extract), 설탕(sucrose) 및 물을 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 제3단계의 저온 충격 주기는, t1) 상기 배스 또는 블루길 배지 혼합물이 상기 2℃ 이하의 제1온도로 1 ~ 3 일 동안 감온되는 제1주기; t2) 상기 감온된 배스 또는 블루길 배지 혼합물이 상기 20℃ 이상의 제2온도로 3 ~ 7일 동안 승온되는 제2주기; 및 t3) 상기 승온된 배스 또는 블루길 배지 혼합물이 상기 제2온도로 4 ~ 10일 동안 유지되는 제3주기;를 포함하며, 상대습도 50 ~ 80%에서 배양되는 것을 특징으로 한다.
또한, 바람직한 일 실시예에 따라, 상기 배양된 배스 및/또는 블루길 동충하초에 배스 및/또는 블루길의 향미성분을 원액 또는 농축하여 제조되는 배스 및/또는 블루길의 유지를 1 ; 1 로 혼합 균제를 제조하여 스프레이분사하여 매개충을 유인하여 5단계;및 상기 5단계에서 유인된 매개충에 반복하여 상기 혼합 균제를 분사하여 동충하초균을 번식시키는 6단계:를 더 포함할 수 있다.
또한, 바람직하게, 상기 배스 및/또는 블루길의 유지는 비린내 제거를 위하여 1% acetic acid를 활용한 탈검공정(Degumming)과 1% NaOH를 이용한 탈산공정(deoxidation)을 통해 제조될 수 있다.
또한, 본 발명의 상기 생산방법 중 어느 하나의 방법에 의해 대량생산된 동충하초균은 상기 동충하초균과 배스 및/또는 블루길의 유지가 1:1 비율로 배합되고, 20g/L 아가(Aqar) 또는 4g/L Gelrite의 수용성 젤 또는 알긴산염(alginate) 및 칼슘을 혼합하여 캡슐화한 사료로 재배되는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명은 상기 실시예에 따른 동충하초 대량생산방법에 의해 제조되는 고함량의 코디세핀을 함유하는 배스 및/또는 블루길을 이용한 동충하초를 제공한다.
본 발명에 따른 재배 방법으로 제조된 배스 또는 블루길 동충하초는 코디세핀이 고함량으로 함유하는 효과가 있다.
본 발명에 따른 동충하초의 재배 방법은 재배 과정에서 다양한 환경변수에 대해서도 면역력 및 적응력이 우수하고 생산량이 높은 효과가 있다.
생물학적 방제를 위해 인력을 현장에 투입하거나 직접적인 동충하초 균제를 살포를 하지 않아도, 배스 및/또는 블루길 및 그 가공품을 이용하여 서식지 조성, 유인제생산 및 활용, 매개충을 생태연결고리를 활용하여 동충하초 균을 매개충의 힘으로 해당 지역에 동충하초를 효과적으로 살포할 수 있다.
또한, 배스/블루길의 유지를 활용하여 안정적인 균사활력도를 유지하며, 우수에 의한 소실을 억제할 수 있는 유인제가 혼합된 생물학적 방제제를 제공함으로서, 대규모 화학적 방제로 인한 환경훼손을 줄이고, 토지의 생산성을 높일 수 있다.
본 발명에서 명시적으로 언급되지 않은 효과라 하더라도, 본 발명의 기술적 특징에 의해 기대되는 명세서에서 기재된 효과 및 그 내재적인 효과는 본 발명의 명세서에 기재된 것과 같이 취급된다.
도 1은 배스 및/또는 블루길을 원료로 하여 재배한 동충하초의 코디세핀(cordycepin) 함량을 HPLC를 이용한 분석 데이터를 나타낸 것이다.
본 발명에 있어서 고함량의 코디세핀을 함유하는 배스 및/또는 블루길을 이용한 동충하초 및 그 재배방법을 실시예를 들어 설명을 하면 다음과 같다. 본 발명은 하기의 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명이 속한 기술분야의 당업자에 의한 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. 이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 참조하여 상세하게 설명한다.
또한, 본 발명은 생태계 교란종인 배스 및/또는 블루길을 이용하여 이들을 배지 혼합물을 이용하여 배양되며, 2℃ 이하의 제1온도 및 20℃ 이상의 제2온도에서 순차적으로 배양하는 저온 충격 주기를 1~5회 반복하여 배양함으로써, 고함량의 코디세핀을 함유하는 동충하초인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 고함량의 코디세핀을 함유하는 배스 및/또는 블루길을 이용한 동충하초 재배방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 배스 및/또는 블루길 배지 혼합물을 제조하는 단계로서, 1) 배스 또는 블루길 배지 제조 단계, 2) 종균 혼합 배지 제조 단계 및 3) 상기 종균 혼합 배지를 상기 배스 또는 블루길 배지에 접종하여 배스 및/또는 블루길 배지 혼합물을 제조하는 단계를 포함한다.
1) 배스 및/또는 블루길 배지 제조 단계
배스와 블루길을 단일 또는 혼합하여 끓는 물에 삶아 원심분리하여 뼈와 비늘을 제거하고 이 과정에서 발생하는 액상과 고형물을 분리하여 어죽상태로 미가공한 채 사용한다.
바람직한 다른 실시예에 의하면, 상기 어죽상태의 배스 및/또는 블루길을 산처리 또는 염기처리하여 비린내를 제거한 후, 다양한 건조방법 예를 들면 동결건조, 열풍건조, 일광건조 등을 통해 건조하는 단계를 포함하여 제조될 수 있다. 산처리 또는 염기처리 하여 비늘과 비린내를 제거하여 동충하초 균이 표피에 쉽게 부착할 수 있도록 하는 것으로서, 상기의 산처리 또는 염기처리는 스프레이 분무 또는 침지하는 단계와 처리된 산과 염기를 제거하지 않고 동충하초 균을 접종하거나, 처리된 산과 염기를 세정하여 동충하초 균을 접종할 수 있다.
상기 가공하거나 미가공한 배스 및/또는 블루길 100 중량부에 대하여 물 1 - 1000 중량부를 포함하여 배스 및/또는 블루길 배지 제조한다(1단계).
2) 종균 혼합 배지 제조 단계
동충하초균인 코디셉스 밀리타리스 (Cordyceps militaris)를 접종동충하초균을 포함하는 종균 혼합 배지를 제조한다(2단계).
바람직하게, 상기 제2단계의 종균 혼합 배지는 동충하초균, 효모 추출물(Yeast extract), 펩톤(peptone), 맥아 추출물(Malt extract), 설탕(sucrose) 및 물을 포함할 수 있다.
3) 배스 및/또는 블루길 배지 혼합물을 제조하는 단계
상기 2단계의 종균 혼합 배지를 상기 1단계의 배스 및/또는 블루길 배지에 접종하여 배스 및/또는 블루길 배지 혼합물을 제조한다(3단계).
4) 상기 3단계의 배스 및/또는 블루길 배지 혼합물을 -2℃ ~ 2℃의 제1온도 및 20℃ ~ 30℃의 제2온도에서 순차적으로 배양하는 저온 충격 주기를 2 ~ 5회 반복하여 배양한다(4단계).
바람직하게, 상기 저온 충격 주기는,
t1) 배스 및/또는 블루길 배지혼합물이 상기 2℃ 이하의 제1온도로 1 ~ 3 일 동안 감온되는 제1주기;
t2) 상기 감온된 배스 또는 블루길 배지 혼합물이 상기 20℃ 이상의 제2온도로 3 ~ 7일 동안 승온되는 제2주기;및
t3) 상기 승온된 배스 또는 블루길 배지 혼합물이 상기 제2온도로 4 ~ 10일 동안 유지되는 제3주기;를 포함하며, 상대습도 50 ~ 80%에서 배양되는 것이 특징이다.
상기“저온 충격”은 동충하초 재배 시 동충하초균의 2℃ 이하의 온도를 가하는 수단과 17℃ 이상의 온도차를 가하는 수단을 포함하는 것을 의미한다. 상기 저온 충격을 주기 위한 수단으로 상기 제1온도와 상기 제2온도에서 순차적으로 동충하초균을 배양하는 저온 충격 주기로 배양할 수 있다.
바람직한 일 실시예에 따라, 저온 충격 주기는, t1) 상기 배지 혼합물이 상기 제1온도로 감온되는 단계, t2) 상기 감온된 배지 혼합물이 상기 제2온도로 승온되는 단계 및 t3) 상기 승온된 배지 혼합물이 상기 제2온도로 유지되는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제1온도는 2℃ 이하, 바람직하게는 1℃ 이하인 것이 좋으며, 이때 하한 값은 -2℃일 수 있다. 바람직한 일 예로, 상기 제1온도가 -2 내지 1℃로 설정될 경우, 동충하초균에 저온 충격이 높은 확률로 가해짐으로써, 저온 충격이 가해지지 않은 경우와 비교하여 균의 면역력 및 환경 적응력이 현저히 향상되어 코디세핀 함유량이 더욱 증대된 배스 및/또는 블루길 동충하초를 재배할 수 있다.
상기 제2온도는 20℃ 이상, 구체적으로 20 내지 30℃일 수 있다. 상기 제2온도가 20℃ 미만으로 설정될 경우, 상기 제1온도에서 극저온 상태를 유발하더라도 17℃ 이상의 온도 편차가 가해지지 않아 저온 충격이 완화될 수 있어, 전술한 코디세핀 함유량의 증대를 기대할 수 없다.
상기 t1) 단계는 1 내지 3일 동안 수행되는 것이 바람직할 수 있다. 이를 만족할 경우, 동충하초균에 저온 충격이 신속히 원활하게 가해지면서도, 저온 충격이 장시간 가해짐에 따른 동충하초균의 생육 저하 또는 불활성을 방지할 수 있다.
상기 t2) 단계는 3 내지 7일 동안 수행되는 것이 바람직할 수 있고, 상기 t3) 단계는 4 내지 10 일동안 수행되는 것이 바람직할 수 있다. 이를 만족할 경우, 온도 편차에 의한 저온 충격이 효과적으로 가해지면서도 적절한 생육 온도의 간헐적 부여에 따른 동충하초균의 생육 저하 또는 불활성을 방지할 수 있다.
상기 t1) 단계는 상기 제1온도로 감온되는 과정 및 상기 제1온도를 유지하는 과정을 포함할 수 있다. 상기 제1온도로 감온되는 과정은 급격한 온도 감소 과정인 것이 바람직할 수 있으며, 구체적으로 상기 과정에서 감온속도는 1 내지 10℃/min일 수 있다. 하지만 이는 바람직한 일 예로서 설명된 것일 뿐, 본 발명이 이에 반드시 제한되어 해석되는 것은 아니다.
상기 t2) 단계는 상기 제2온도로 승온되는 과정 및 상기 제2온도를 유지하는 과정을 포함할 수 있다. 상기 제2온도로 승온되는 과정은 급격한 온도 증가 과정인 것이 바람직할 수 있으며, 구체적으로 상기 과정에서 승온속도는 0.01 내지 0.5℃/min일 수 있다. 하지만 이는 바람직한 일 예로서 설명된 것일 뿐, 본 발명이 이에 반드시 제한되어 해석되는 것은 아니다.
상기 t3) 단계는 상기 t2) 단계의 제2온도를 일정 시간 지속적으로 유지하는 단계이다. 이러한 t3) 단계를 더 거칠 경우, 저온 충격이 가해지면서도 적절한 생육 온도의 간헐적 부여에 따른 동충하초균의 생육 저하 또는 불활성을 방지할 수 있다.
상기 저온 충격 주기는 2회 이상, 좋게는 3회 이상, 구체적으로 2 ~ 4 회 수행되는 것이 바람직하다. 이를 만족할 경우, 동충하초균에 저온 충격이 주기적으로 가해짐으로써, 1회만 수행된 경우와 비교하여 균의 면역력 및 환경 적응력이 현저히 향상되어 코디세핀 함유량이 더욱 증대된 배스 및/또는 블루길 동충하초를 재배할 수 있다.
상기 배양 단계에서, 배양은 상대습도 50 ~ 80%에서 수행되는 것이 바람직할 수 있다. 이를 만족할 경우, 전술한 저온 충격 주기가 반복 수행됨에 따른 동충하초균의 생육이 저해되는 문제를 방지하고, 원활한 생육 환경을 제공할 수 있다.
상기 온도를 조절하는 수단은 동충하초균 자체의 온도를 제어할 수 있는 것이라면 크게 제한되지 않고, 예컨대 열전달 매체를 이용하면 무방하며, 구체적으로 냉각된 공기 등의 열전달 유체를 동충하초균이 존재하는 공기 분위기에 접촉시키는 방법 또는 동충하초균이 접한 면의 온도를 낮추는 방법 등 다양한 방법이 예시될 수 있다.
또한, 바람직한 일 실시예에 따라, 본 발명은 상기 배양된 배스 및/또는 블루길 동충하초에 배스 및/또는 블루길의 향미성분을 원액 또는 농축하여 제조되는 배스 및/또는 블루길의 유지를 1 ; 1 로 혼합 균제를 제조하여 스프레이분사하여 매개충을 유인하여 5단계;및 상기 5단계에서 유인된 매개충에 반복하여 상기 혼합 균제를 분사하여 동충하초균을 번식시키는 6단계:를 더 포함할 수 있다.
배스 및/ 또는 블루길에서 추출할 수 있는 물과 기름을 이용하여 파리 등의 곤충을 유인할 수 있는 소재로 활용될 수 있고, 가공하지 않은 배스 및/또는 블루길의 비늘 및 내장, 뼈 등과 같은 고형물과 혈액을 이용하여 곤충을 유인할 수 있는 소재로 활용될 수도 있다.
또한, 본 발명은 배스 및/또는 블루길의 유지를 활용하여 동충하초 균을 초저온저장에 유용하다.
또한, 본 발명은 상기 실시예에 따른 동충하초 대량생산방법에 의해 제조되는 고함량의 코디세핀을 함유하는 배스 및/또는 블루길을 이용한 동충하초 균을 분쇄 가공시 균사와 배스 및/또는 블루길의 유지를 혼합하여 분쇄함으로서 분쇄열을 감소시켜 균사활력도를 유지하는 기능을 제공한다.
바람직하게, 배스 및/블루길을 이용하여 생산된 동충하초균을 배스 및/또는 블루길의 유지에 배합하여 농도를 조절한 균제를 스프레이분사법 등을 활용하여 배스 및/블루길을 먹이로 생산된 곤충 (바람직하게 파리) 유충 또는 성충에 분사하여 감염된 곤충을 살포하여 매개충이 가지는 운동에너지로 동충하초 균을 살포함으로써, 동충하초균이 생물학적 방제 방식으로 번식되도록 할 수 있다.
또한, 바람직하게, 상기 배스 및/또는 블루길의 유지는 비린내 제거를 위하여 1% acetic acid를 활용한 탈검공정(Degumming)과 1% NaOH를 이용한 탈산공정(deoxidation)을 통해 제조될 수 있다.
또한, 본 발명의 상기 생산방법 중 어느 하나의 방법에 의해 대량생산된 동충하초균은 상기 동충하초균과 배스 및/또는 블루길의 유지가 1 : 1 비율로 배합되고, 20g/L 아가(Aqar) 또는 4g/L Gelrite의 수용성 젤 또는 알긴산염(alginate) 및 칼슘을 혼합하여 캡슐화한 사료로 재배되는 것이 바람직하다.
배스 및/ 또는 블루길을 분쇄하여 어죽상태 또는 미가공상태에서 열수로 물과 기름을 추출하여 파리 등의 곤충을 유인할 수 있는 소재를 생산할 수 있고, 가공하지 않은 배스 및/ 또는 블루길의 비늘 및 내장, 뼈 등과 같은 고형물과 혈액을 이용하여 곤충을 유인할 수 있는 소재를 생산할 수 있는데 곤충을 지속적으로 유인할 수 있는 유인제는 기름에 배스 및/또는 블루길의 향미성분을 원액 또는 농축하여 배합하는 것이 우수하고, 20g/L Aqar 또는 4g/L Gelrite와 같은 수용성 젤이나 alginate와 칼슘을 기반으로 capsulation 하여 성상화한다면 편의성이 높다.
또한, 본 발명은 상기 실시예에 따른 동충하초 대량생산방법에 의해 제조되는 고함량의 코디세핀을 함유하는 배스 및/또는 블루길을 이용한 동충하초 균을 분쇄가공시 균사와 배스 및/또는 블루길의 유지를 혼합하여 분쇄함으로서 분쇄열을 감소시켜 균사활력도를 유지할 수 있는데 생산물의 식용유지 비린내를 감소시킬 수 있는 방법은 1% acetic acid를 활용한 탈검공정(Degumming)과 1% NaOH를 이용한 탈산공정(deoxidation)을 이용할 수 있고, 더 나아가 식용유지의 품질 및 저장성을 증대하여 코디세핀(Cordycepin)의 저장성을 증대할 수 있다.
바람직하게, 배스 및/블루길을 이용하여 생산된 동충하초균을 배스 및/또는 블루길의 유지에 배합하여 농도를 조절한 균제를 스프레이분사법 등을 활용하여 배스 및/블루길을 먹이로 생산된 곤충 (바람직하게 파리) 유충 또는 성충에 1% 농도로 분사하여 감염된 곤충을 살포하여 매개충이 가지는 운동에너지로 동충하초 균을 살포할 수 있다.
또한, 본 발명은 배스 및/또는 블루길의 유지를 활용하여 동충하초 균을 초저온저장하는 방법을 제공하는데, 바람직하게 배스 및/또는 블루길에서 생산된 유지와 추출물을 1:1로 혼합하여 동충하초 배양균을 초저온 저장함으로써 균사의 표면건조를 방지하고, 초저온보관에 의한 균사활력도 감소를 막을 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 실시예에 따른 동충하초 재배방법에 의해 제조되는 고함량의 코디세핀을 함유하는 배스 및/또는 블루길을 이용한 동충하초를 제공한다.
이하 본 발명에 따른 고함량의 코디세핀을 함유하는 배스 또는 블루길 동충하초 및 이의 재배 방법을 실시예를 들어 상세히 설명한다.
<실 시 예 1> 배스 및 블루길 동충하초 제조
1) 배스 및/ 블루길 배지 혼합물 제조 단계
먼저, 배스 및 블루길 배지를 제조하는 과정을 상세히 설명하면 다음과 같다. 배스와 블루길을 1:1로 혼합하여 고온에서 끓인 뒤 원심분리기로 뼈 등 부산물을 분리한 후, 25℃ 및 상대습도 65%에서 배양 디쉬에 분리한 액상 배스 및 블루길 혼합물 200g 및 물 200g을 투입한 후, 121℃에서 30분 동안 살균하고 25℃로 자연 냉각하여 배스 및 블루길 배지를 제조하였다.
다음으로, 종균혼합배지를 제조하는 과정을 상세히 설명하면 다음과 같다.
25℃에서 효모 5g, 펩톤 5g, 설탕 15g 및 물 1kg을 혼합한 후, 121℃에서 20 분 동안 살균하고 25℃로 자연 냉각한 후에 동충하초균인 코디셉스 밀리타리스 (Cordyceps militaris)를 접종한 뒤, 7일 동안 25℃에서 배양하여 액체 종균을 제조하였다. 이어서 25℃에서 효모 80g, 펩톤 80g 및 설탕 120g의 혼합물에 상기 액체 종균을 혼합하고, 이를 23℃ 및 상대습도 65%의 배양기 안에서 7일 동안 배양하여 종균 혼합 배지(접종원)를 제조하였다.
다음으로, 23℃에서 상기 종균 혼합 배지를 상기 배스 및 블루길 배지가 수용된 배양 디쉬에 투입 및 접종하여 배스 및 블루길 배지 혼합물을 제조하였다.
2) 배양 단계
상대습도 65%에서, 23℃의 상기 배스 및 블루길 배지 혼합물을 5℃/min 감온속도로 제1온도 0℃까지 급격히 낮춘 다음, 제1온도 0℃를 2일 동안 유지하는 감온 단계(t1)를 수행하였다. 이어서 상대습도 65%에서, 제1온도 0℃의 상기 배스 및 블루길 배지 혼합물을 01℃/min 승온속도로 제2온도 23℃까지 서서히 올린 다음, 제2온도 23℃를 5일 동안 유지하는 승온 단계(t2)를 수행하였다. 이어서 상대습도 65%에서, 제2온도 23℃의 상기 배스 및 블루길 배지 혼합물을 제2온도 23℃ 그대로 35일 동안 유지하는 유지 단계(t3)를 수행하여 상기 배양 단계에서 총 42일 동안 배양하였다.
3) 동충하초 수확 단계
상기 배양을 거친 배스 및 블루길 배지 혼합물로부터 배스 및 블루길 동충하초를 수확하였다.
실 시 예 2
실시예 1에서, 배스만 사용하는 것을 제외하고 실시예 1과 동일하게 재배된 배스 동충하초를 수확하였다.
실 시 예 3
실시예 1에서 블루길만 사용하여 제조하는 것을 제외하고, 실시예 1과 동일하게 재배된 블루길 동충하초를 수확하였다.
실 시 예 4
감온 단계(t1), 승온 단계(t2) 및 유지 단계(t3)를 단위 주기로서 저온 충격 주기로 하여, 상기 저온 충격 주기를 총 3회 수행하고, 상기 유지 단계(t3)가 35일 대신 7일 동안 수행된 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 재배된 배스 및/또는 블루길 동충하초를 수확하였다.
실 시 예 5
실시예 4에서, 감온 단계(t1)를 20시간 동안 수행한 것을 제외하고, 실시예 4와 동일한 방법으로 재배된 배스 및/또는 블루길 동충하초를 수확하였다.
실 시 예 6
실시예 4에서, 감온 단계(t1)를 4일 동안 수행한 것을 제외하고, 또한 승온 단계(t2)를 6일 동안 수행한 것을 제외하고, 실시예 4와 동일한 방법으로 재배된 배스 및/또는 블루길 동충하초를 수확하였다.
실 시 예 7
실시예 4에서, 감온 단계(t1)를 3일 동안 수행하고, 승온 단계(t2)를 2일 동안 수행한 것을 제외하고, 실시예 4와 동일한 방법으로 재배된 배스 및/또는 블루길 동충하초를 수확하였다.
실 시 예 8
실시예 4에서, 배스 및/또는 블루길 배지 혼합물 제조 시 배스 및/또는 블루길 대신 하기 전처리 단계를 거친 배스 및/또는 블루길을 사용한 것을 제외하고, 실시예 4와 동일한 방법으로 재배된 배스 및/또는 블루길 동충하초를 수확하였다.
< 전처리 단계 >
배스 및/또는 블루길을 세척한 후 이를 동결건조기에 넣고, -1℃/min의 감온속도로 -60℃까지 동결하면서 5 torr에서 24시간 동안 건조, 분쇄하여 전처리 단계를 거친 배스 및/또는 블루길 분말을 수득하였다.
[비교예 1]
실시예 4에서, 제1온도를 5℃로 설정 변경하고, 나머지는 실시예 4와 동일한 방법으로 재배된 배스 및/또는 블루길 동충하초를 수확하였다.
[비교예 2]
실시예 4에서, 제2온도를 15℃로 설정 변경하고, 나머지는 실시예 4와 동일한 방법으로 재배된 배스 및/또는 블루길 동충하초를 수확하였다.
[비교예 3]
실시예 4에서, 제1온도를 5℃로, 제2온도를 15℃로 설정하도록 변경하고, 나머지는 실시예 4와 동일한 방법으로 재배된 배스 및/또는 블루길 동충하초를 수확하였다.
[비교예 4]
실시예 4에서, 제1온도 및 제2온도를 모두 23℃로 동일하게 설정한 것을 제외하고, 즉, 전체 배양 기간 동안의 배양 온도를 23℃로 동일하게 유지한 것을 제외하고, 실시예 4와 동일한 방법으로 재배된 배스 및/또는 블루길 동충하초를 수확하였다.
[비교예 5]
실시예 4에서, 유지 단계(t3)를 전혀 거치지 않은, 상기 저온 충격 주기를 총 6회 수행한 것을 제외하고, 실시예 4와 동일한 방법으로 재배된 배스 및/또는 블루길 동충하초를 수확하였다.
실 시 예 9
실시예 1에 의해 배양되는 배스 및/또는 블루길 동충하초에 배스 및/또는 블루길의 향미성분을 원액 또는 농축하여 제조되는 배스 및/또는 블루길의 유지를 1 ; 1 로 혼합 균제를 제조하여 스프레이분사하여 매개충을 유인한 후, 유인된 매개충에 반복하여 상기 혼합 균제를 분사하여 동충하초균을 번식시킨다.
이때, 상기 배스 및/또는 블루길의 유지는 비린내 제거를 위하여 1% acetic acid를 활용한 탈검공정(Degumming)과 1% NaOH를 이용한 탈산공정(deoxidation)을 통해 제조한다.
실시예 1에 따른 배스 및/블루길을 이용하여 생산된 동충하초균을 배스 및/또는 블루길의 유지와 배합하여 농도를 조절한 균제를 스프레이 분사법 을 활용하여 배스 및/블루길을 먹이로 생산된 곤충 (바람직하게 파리) 유충 또는 성충에 1% 농도로 분사하여 감염된 곤충을 살포하여 매개충이 가지는 운동에너지로 동충하초 균을 살포하는 생물살포 제제를 성상화하였다.
실 시 예 10
실시예 1에 의해 생산된 동충하초균과 배스 및/또는 블루길의 유지가 1 : 1 비율로 배합되고, 20g/L 아가(Aqar) 또는 4g/L Gelrite의 수용성 젤 또는 알긴산염(alginate) 및 칼슘을 혼합하여 캡슐화한 사료를 제조한다. 재배되는 동충하초균을 상기 캡슐화된 사료로 재배한다.
[실험예 1]
<코디세핀 함량 분석>
동충하초의 지표성분인 코디세핀은 뉴클레오시드(Nucleoside)의 일종으로 아데노신의 유도체로 시중에서도 상용화되어 있는 단일 화합물로, 고성능 액체 크로마토그래피(High performance liquid chromatography)를 이용하여 측정할 수 있다.
실시예들로부터 수확된 배스 및/또는 블루길 동충하초의 코디세핀 함유량을 다음의 고성능 액체 크로마토그래피를 이용한 방법으로 측정하였다(도 1 참조).
HPLC grade(Water)의 50중량% 메탄올에 지표성분인 코디세핀(Standard Cordycepin, Sigma) 10 mg을 용해시킨 다음, 5~100 ㎍/㎖ 농도로 희석하여 검량용 표준 용액을 제조하였다. 그리고 상기 각 동충하초의 분쇄물 10mg과 HPLC grade의 Water 1 ㎖을 혼합하여 Vortexing한 후 40분 동안 초음파 진탕기에 넣어서 진탕을 수행하였다. 이 액을 취하여 기공 크기 02 ㎛ 및 PTFE 재질의 여과지를 사용하여 필터하여 1 ㎖ HPLC vial에 담아 시험 용액을 제조하였다.
이렇게 제조된 표준 용액과 시험 용액을 하기 분석 조건에서 코디세핀의 함량을 측정하였다. 지표성분의 함량 계산은, 시험 용액과 표준 용액의 농도 및 HPLC 분석기기 상에 나온 피크 면적으로부터 검량선을 구하고, 여기에 각 시료에 대한 코디세핀의 피크 면적을 대입하여 농도를 계산하였다.
지표성분의 함량 계산은, 시험 용액과 표준 용액의 농도 및 HPLC 분석기기 상에 나온 피크 면적으로부터 검량선을 구하고, 여기에 각 시료에 대한 코디세핀의 피크 면적을 대입하여 농도를 계산하였다.
저온충격
횟수		 제1온도 제2온도 t1(일) t2(일) t3(일) 코디세핀 함유량(mg/g)
실시예1 1 0 23 2 5 7 2.875
실시예2 3 0 23 2 5 7 3
실시예3 3 0 23 2 5 7 2.88
실시예4 3 0 23 0.83 5 7 2.56
실시예5 3 0 23 4 6 7 2.80
실시예6 3 0 23 3 2 7 2.67
실시예7 3 0 23 2 5 7 2.51
실시예8 3 0 23 2 5 7 3.20
비교예1 3 5 23 2 5 7 2.12
비교예2 3 0 15 2 5 7 1.87
비교예3 3 5 15 2 5 7 1.76
비교예4 - 22 23 - - - 1.54
비교예5 6 0 23 2 5 0 1.63
< 실험 결과 >
상기 함량분석 방법에 따라 배스 동충하초 및 블루길 동충하초의 코디세핀 함유량을 측정한 결과 배스 동충하초에서는 2.875mg/g이 검출되었고, 블루길 동충하초에서는 3mg/g의 코디세핀이 검출되었다. 이는 PDA(대조군)에서의 코디세핀과 비교할 때. 높은 함량의 코디세핀 함량을 갖는 것을 알 수 있다.

Claims (8)

  1. 배스와 블루길을 단일 또는 혼합하여 끓는 물에 삶아 원심분리하여 액상과 고형물을 분리하여 어죽상태로 미가공하여 사용하거나, 건조 분쇄하여 가공한 후 배스 및/또는 블루길 100 중량부에 대하여 물 1 - 1000 중량부를 포함하여 배스 및/또는 블루길 배지 제조하는 1단계;
    동충하초균을 포함하는 종균 혼합 배지를 제조하는 2단계;
    상기 2단계의 종균 혼합 배지를 상기 1단계의 배스 및/또는 블루길 배지에 접종하여 배스 및/또는 블루길 배지 혼합물을 제조하는 3단계;및
    3단계의 배스 및/또는 블루길 배지 혼합물을 -2℃ ~ 2℃의 제1온도 및 20℃ ~ 30℃의 제2온도에서 순차적으로 배양하는 저온 충격 주기를 2 ~ 5회 반복하여 배양하는 4단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 고함량의 코디세핀을 함유하는 배스 및/또는 블루길을 이용한 동충하초 대량생산방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1단계는 배스 및/또는 블루길을 건조하여 전처리하거나 어죽상태로 분쇄한 원료를 산처리 또는 염기처리하여 비늘과 비린내를 체거한 후 배스 및/또는 블루길을 동결건조, 열풍건조 또는 일광건조 중 어느 하나의 건조방법으로 건조하여 제조되는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 고함량의 코디세핀을 함유하는 배스 및/또는 블루길을 이용한 동충하초 대량생산방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제2단계의 종균 혼합 배지는 동충하초균, 효모 추출물(Yeast extract), 펩톤(peptone), 맥아 추출물(Malt extract), 설탕(sucrose) 및 물을 포함하는 것을 특징으로 하는 고함량의 코디세핀을 함유하는 배스 및/또는 블루길을 이용한 동충하초 대량생산방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제3단계의 저온 충격 주기는,
    t1) 상기 배스 또는 블루길 배지 혼합물이 상기 2℃ 이하의 제1온도로 1 ~ 3 일 동안 감온되는 제1주기;
    t2) 상기 감온된 배스 또는 블루길 배지 혼합물이 상기 20℃ 이상의 제2온도로 3 ~ 7일 동안 승온되는 제2주기; 및
    t3) 상기 승온된 배스 또는 블루길 배지 혼합물이 상기 제2온도로 4 ~ 10일 동안 유지되는 제3주기;를 포함하며,
    상대습도 50 ~ 80%에서 배양되는 것을 특징으로 하는 고함량의 코디세핀을 함유하는 배스 및/또는 블루길을 이용한 동충하초 대량생산방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 배양된 배스 및/또는 블루길 동충하초에 배스 및/또는 블루길의 향미성분을 원액 또는 농축하여 제조되는 배스 및/또는 블루길의 유지를 1 ; 1 로 혼합한 혼합 균제를 제조하여 스프레이분사하여 매개충을 유인하여 5단계; 및
    상기 5단계에서 유인된 매개충에 반복하여 상기 혼합 균제를 분사하여 동충하초균을 번식시키는 6단계:
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고함량의 코디세핀을 함유하는 배스 및/또는 블루길을 이용한 동충하초 대량생산방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 배스 및/또는 블루길의 유지는 비린내 제거를 위하여 1% acetic acid를 활용한 탈검공정(Degumming)과 1% NaOH를 이용한 탈산공정(deoxidation)을 통해 제조되는 것을 특징으로 하는 고함량의 코디세핀을 함유하는 배스 및/또는 블루길을 이용한 동충하초 대량생산방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    대량생산된 동충하초균은 상기 동충하초균과 배스 및/또는 블루길의 유지가 1:1 비율로 배합되고, 20g/L 아가(Aqar) 또는 4g/L Gelrite의 수용성 젤 또는 알긴산염(alginate) 및 칼슘을 혼합하여 캡슐화한 사료로 재배되는 것을 특징으로 하는 고함량의 코디세핀을 함유하는 배스 및/또는 블루길을 이용한 동충하초 대량생산방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항의 대량생산방법에 의해 제조되는 배스 및/또는 블루길을 이용한 동충하초.
KR1020200130930A 2020-10-12 2020-10-12 고함량 코디세핀을 함유하는 배스 및/또는 블루길을 이용한 동충하초 및 이의 재배방법 KR102483164B1 (ko)

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CN112391428A (zh) * 2020-11-09 2021-02-23 长春圣金诺生物制药有限公司 一种可提高北冬虫夏草发酵液中虫草素产量的方法

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