KR20240073204A - 동충하초를 이용한 기능성 닭 사료첨가제 및 이의 제조방법 - Google Patents

동충하초를 이용한 기능성 닭 사료첨가제 및 이의 제조방법 Download PDF

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KR20240073204A
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Abstract

본 발명은 동충하초를 닭 사료에 첨가할 수 있도록 사료첨가제를 개발하기 위한 것이다.
본 발명의 닭 사료첨가제는 사료곤충을 배지로 하여 동충하초 균주를 배양하고, 상기 배양된 동충하초를 건조시킨 다음 파쇄하여 닭의 사료첨가제로 사용한다. 상기와 같이 제조된 닭 사료첨가제를 곡물사료와 혼합하되, 곡물사료 100중량부에 상기 사료첨가제 1~5중량부를 혼합하여 동충하초를 이용한 기능성 닭 사료첨가제를 제조한다. 이 때 사용되는 사료곤충은 동애등에, 귀뚜라미 또는 갈색거저리를 사용하는 것이 단백질 생산에 유리하다.
상기 곡물사료는 옥수수를 곡물배지로 하여 꽃송이버섯 균사와 노루궁뎅이버섯 균사를 각각 접종시켜 옥수수 성분을 영양원으로 버섯을 재배한 다음 상기 버섯과 버섯이 자란 곡물배지를 함께 혼합 분쇄시켜 곡물사료를 제조한다.
본 발명의 동충하초는 특이성분인 cordycepin 뿐만 아니라 베타글루칸을 포함한 다당류, 페놀성 성분을 다량 함유하여 동충하초를 닭의 사료로 첨가한 경우 면역증강 및 항균 효과를 제공하여 닭의 성장 환경 및 건강을 증진시며 또한 달걀의 품질도 향상시켜 준다.

Description

동충하초를 이용한 기능성 닭 사료첨가제 및 이의 제조방법{Functional feed additive using mushrooms cultured as feed insects and manufacturing method thereof}
본 발명은 동충하초를 이용한 기능성 닭 사료첨가제 및 이의 제조방법에 관한 것으로 구체적으로는 사료곤충을 배지로 하여 동충하초를 배양하고 이를 닭 사료첨가제로 제조하여 닭의 생육과 달걀의 품질을 향상시키기 위한 것이다.
달걀은 전 세계적으로 가장 많이 소비되는 중요한 식품의 하나이다. 그 영양성분으로 양질의 단백질 및 미량원소 등을 함유하고 있으며 우수한 영양학적 가치를 가지고 있다. 최근 비건 등 식생활의 변화로 인하여 더욱 그 소비가 증가하고 있다. 또한 최근 건강에 대한 관심 증가로 인하여 달걀의 품질에 대한 관심이 증가하고 우수한 달걀에 관심 및 소비가 증가하고 있다.
달걀의 품질은 닭의 품종에 따라 달라지며 또한 생육환경에 영향을 많이 받는 것으로 알려져 있다. 따라서 우수 품종의 개발 및 생육환경 개선 등을 통하여 우수한 달걀의 생산하려는 시도가 진행되고 있다. 달걀의 사료에 천연물 및 유산균 등의 첨가 등 사료 조성의 최적화를 통하여 닭의 성장 개선 및 이로 인한 달걀의 품질을 증가시키려는 연구가 보고되고 있다. 또한 유통과정 중 달걀의 품질 향상 및 유통 과정의 신선도 증가를 위하여 항균 물질의 처리, 달걀 껍질의 향상 등 다양한 연구가 진행되고 있다.
동충하초(Cordyceps militaris)는 동충하초과(Clavicipitaceae)에 속하는 약용버섯으로 그 생육특성으로 인하여 동충하초(冬蟲夏草)라는 이름이 유래하였다. 우리나라, 중국을 비롯한 아시아에서 매우 주요한 약재로 사용되고 있으며 이를 확보하려는 다양한 시도가 진행되고 있다. 동충하초는 코디세핀을 비롯한 여러 유효성분을 포함하고 있으며, 항암, 항당뇨, 대사질환 개선, 항바이러스 등 다양한 약리활성이 보고되어 있다.
현대의 산란계는 성성숙이 빨라져 일단 산란이 시작되면 단기간에 산란율이 급상승한다. 육성기 말에 산란계의 체중을 1,400g에 도달시키고 양적급이보다 질적급이를 하는것이 바람직하다. 즉 126일령 시산하고 140일령에 산란 50%, 160일령에 산란 90%에 도달하는데, 이 시기에 빠른 산란량 증가에 대비하여 고단백질과 칼슘공급 등 영양 관리를 잘못하게 되면 이들 고능력 산란계는 골연화가 되며, 골연화가 되면 계란의 난각질이 저하하는 문제점이 있다.
국내 공개특허공보 제2017-0057907호(2017. 05. 26)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 동충하초를 닭 사료에 첨가한 사료첨가제를 닭 사료에 혼합하여 품질 좋은 균형된 고영양 사료를 공급하기 위한 것이다.
개발하기 위한 것이다.
이들 고능력계의 영양관리는 육추시 처음 6주간부터가 시작된다. 기호성을 촉친시키고 환경개선을 위한 생균제, 효소제, 사료첨가제 등 품질 좋은 균형된 고영양 사료를 공급하여 건강하고 튼튼한 골격이 잘 발달한 날씬한 닭을 육성하고 건강한 닭을 만들어 우수한 난각질과 난질 등 산란초기 균일한 성성숙을 유도 할 수 점 등기법이 산란피크를 오래 유지하는 비결이다.
상기와 같은 동충하촐를 이용한 닭 사료첨가제는 닭의 성장을 촉진하고 달걀의 품질을 향상시키기 위한 것이다. 또한 유통 과정에서 달걀의 신선도를 유지하고 달걀 껍질의 질도 향상시키기 위한 것이다.
본 발명의 동충하초를 이용한 기능성 닭 사료첨가제는 사료곤충을 배지로 하여 동충하초 균주를 배양하고, 상기 배양된 동충하초를 건조시킨 다음 파쇄하여 닭의 사료첨가제로 사용한다. 상기와 같이 제조된 닭 사료첨가제를 곡물사료와 혼합하되, 곡물사료 100중량부에 상기 사료첨가제 1~5중량부를 혼합하여 동충하초를 이용한 기능성 닭 사료첨가제를 제조한다. 이 때 사용되는 사료곤충은 동애등에, 귀뚜라미 또는 갈색거저리를 사용하는 것이 단백질 생산에 유리하다.
상기 곡물사료는 옥수수를 곡물배지로 하여 꽃송이버섯 균사와 노루궁뎅이버섯 균사를 각각 접종시켜 옥수수 성분을 영양원으로 버섯을 재배한 다음 상기 버섯과 버섯이 자란 곡물배지를 함께 혼합 분쇄시켜 곡물사료를 제조한다.
상기 동애등에 곤충에 접종되는 동충하초를 배양하기 위하여, 액체종균 접종법을 사용한다. 상기 액체종균 접종법은 PDA(Potato Dextrose Agar)사의 한천배지를 사용하며, 상기 PDA 한천배지에서 '세종006' 균주를 계대배양하고, 25℃ 배양기(incubator)에서 21일간 배양한 후 삼각플라스크에 100ml의 액체배지 PDB(BD Difco 254920)를 용량에 맞게 제조하여 121℃ 1.2기압의 고온고압 멸균기(Auto-clave)를 이용하여 20분간 멸균하여 식힌 다음, 상기 배양된 균주를 접종하여 25℃ 배양실에서 3일간 정치배양시킨다.
본 발명에서 동충하초를 사료첨가제로 사용하는 경우 달걀 노른자 색의 증가 및 함량의 증가를 통하여 노른자의 품질을 향상시키는 효과가 있다. 또한 껍질의 두께 및 무게를 증가시키는 효과도 나타내었다.
그리고 상기와 같은사료첨가제를 급이하여 골격이 잘 발달된 튼튼하고 건강한 닭을 육성하여 우수한 난각질의 계란을 생산하고, 산란초기 균일한 성성숙을 유도함으로써 산란피크를 오래 유지시켜 주는 효과가 있다.
본 발명의 동충하초는 특이성분인 cordycepin 뿐만 아니라 베타글루칸을 포함한 다당류, 페놀성 성분을 다량 함유하여 동충하초를 닭의 사료로 첨가한 경우 면역증강 및 항균 효과를 제공하여 닭의 성장 환경 및 건강을 증진시며 또한 달걀의 품질도 향상시켜 준다.
본 발명은 동충하초를 이용한 기능성 닭 사료첨가제 및 이의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명은 닭의 사료에 동충하초를 첨가하고 달걀의 품질을 향상시켜 그 활용성을 확대하기 위한 것이다.
달걀의 영양성분은 닭의 품종에 따라 달라지는 것으로 알려져 있으며 따라서 국내에서 사육되는 대표 두 종의 품종인 맛닭 및 청계에 대하여 실험을 진행하였다. 동충하초를 이용한 사료첨가제는 닭의 곡물사료에 2% 및 5%로 첨가하였으며 30일간 생육한 후 생산되는 달걀에 대하여 분석을 진행하였다.
상기 '맛닭'은 농촌진흥청 축산과학원이 15년에 걸쳐「재래닭 품종복원?실용화 사업」. 을 추진하여 얻어낸 닭 품종으로 "우리맛닭"이라 한다.
버섯 배지로 사용하는 것으로 옥수수, 현미 등이 있으며, 본 발명에서 꽃송이버섯 및 노루궁뎅이버섯는 옥수수에서 배양하였다. 동충하초는 본래 자연에서 곤충으로부터 발생하는 약용버섯이며, 본 발명에서 사용된 사료곤충은 동애등외에, 귀뚜라미 또는 갈색거저리를 주로 사용한다.
동충하초는 곡물(현미, 옥수수 등)에서도 잘 자라지만, 코디세핀이라는 지표물질은 곤충에서 배양하였을 때 매우 높은 함량을 갖게되고, 곤충 자체에 단백질이나 달걀에 필요한 키틴질, 불포화지방산 등의 유용물질을 함유하고 있기 때문에, 이들 사룡곤충을 배양하는 것이 바람직하다.
또한, 버섯 자체를 이용한다면, 사료로 이용하기에 너무 고가의 원료이기 때문에, 사료 곡물 및 사료 곤충을 버섯의 배지(영양원)로 이용하여, 버섯+배지 부분까지 이용한다면, 원가도 절감할 수 있고, 톱밥 등의 부산물이 발생하지 않기 때문에 훨씬 경제적이다.
옥수수를 배지로 이용한 꽃송이버섯과 노루궁뎅이버섯, 그리고 동애등에를 배지로 이용한 동충하초의 배합비율에 따른 베타글루칸 함량과 코디세핀 함량 등을 토대로, 사료첨가제의 배합비를 설정하였습니다.
본 발명의 닭 사료첨가제는 곡물사료 100중량부에 상기 사료첨가제 1~5중량부를 포함시켜 제조한다. 상기 곡물사료에 사료첨가제를 혼합할 때 노루궁뎅이버섯 및 꽃송이버섯 원료를 더 혼합시킨 사료첨가제를 사용하는 것도 닭의 영양학 적으로 바람직하다. 이때
상기 곡물사료는 옥수수, 소맥 및 대두박을 사용하여 배합하며 배합비율은 옥수수 100중량부에 소맥 10~20중량부, 대두박 15~30중량부를 혼합시켜 제조한다.
상기 노루궁뎅이버섯 및 꽃송이버섯을 접종시키는 배지는 옥수수 및 현미 등을 파쇄시켜 배지로 사용한다. 상기 옥수수 또는 현미를 0.1~1mm 크기로 분쇄시켜 버섯 배지로 사용하되, 본 발명에서 꽃송이버섯 및 노루궁뎅이버섯는 옥수수 배지에 접종하여 배양시켰다.
상기 사료첨가제는 사료곤충을 배지로 하여 동충하초 균주를 배양하고, 상기 배양된 동충하초를 건조시킨 다음 파쇄하여 닭의 사료첨가제로 사용한다. 동충하초를 배양시키는 사료곤충으로는 동애등에 외에, 귀뚜라미 및 갈색거저리를 사용하며, 주로 동애등에를 사용하였다.
상기 동충하초 균주는 '세종006' 균주를 PDA 한천배지에서 계대배양한다. 상기 '세종006' 균주는 (주)C&G에서 자체 동정하여 개발한 동충하초 균주이다. 상기 계대배양한 '세종006' 균주는 22~27℃ 배양기(incubator)에서 20~25일간 배양하여, 액체 종균을 접종하기 위한 균주로 사용한다.
액체배지는 PDB(BD Difco 254920)를 용량에 맞게 삼각플라스크에 제조하여 120~125℃, 1.1~1.3기압의 고온고압 멸균기(Auto-clave)를 이용하여 15~30분간 멸균한 후, 상기 배양된 균주를 접종하여 22~27℃ 배양실에서 2~4일 동안 정치한 상태로 배양한다.
배양된 동충하초는 배지로 사용된 사료곤충과 함께 건조시킨 후 0.001~mm 크기로 분쇄하여 닭 사료첨가제로 사용한다.
본 발명의 동충하초를 이용한 사료첨가제는 베타글루칸 함량과 코디세핀 함량이 많아 베타글루칸의 면력력 증강 효과, 코디세핀의 천연항생제 등 다양한 효능이 있다.
동충하초를 비롯한 천연물은 생육환경에 따라 그 성분 및 효능이 크게 달라진다. 이에 동충하초의 성분의 분석을 수행하였다. 분석한 결과 동충하초의 주성분인 cordycepin을 132.35ppm 함유하고 있으며 β-glucan을 포함한 polysaccharide와 flavonoid, phenolic 화합물을 함유하고 있음을 확인하였다 (표 1).
[표 1] Analysis of C. militaris composition
Substances Amount Substances Amount
Cordycepin 132.35 ß-glucan 4.58
Polysaccharides 16.12 total phenolic 14.38
total glucan 4.96 total flavonoid 6.22
unit: ppm
다음 동충하초 첨가 사료를 공급한 경우 달걀의 품질은 Haugh Unit (HU), yolk color, 달걀 껍질의 두께 등을 측정하여 판단하였으며 달갈의 조성을 측정하여 그 영향을 분석하였다.
Haugh Unit은 yolk index (YI)와 함께 달갈 품질의 지표로 가장 대표적으로 사용되고 있다. Haugh unit 은 Haugh 박사에 의해 고안된 방법으로 노른자 주위의 thick albumen의 높이를 기초로 계산되며 수치가 높을수록 달걀의 품질이 우수한 것으로 판단된다. 동충하초 첨가 사료로 사육된 달걀의 Haugh Unit 지표를 측정한 결과 맛닭의 경우 사료에 첨가된 동충하초 양이 증가할수록 Haugh Unit의 지표는 감소하였으며 청계의 경우 대조군과 비슷한 양상을 나타내어 동충하초의 첨가가 Haugh Unit 의 지표에는 개선효과가 미약하였고 종별로 차이가 있음을 유추할 수 있었다(표 2).
<표 2> Analysis of quality of eggs fed with C. militaris supplemented feed
Species Control C. militaris
2% 5%
Haugh Unit G. dometsicus 85.4 81.6 78.9
Araucana 79.8 78.5 83.9
Yolk Color
(Unit)		 G. dometsicus 9.0 10.7 9.5
Araucana 6.2 8.0 5.8
Egg shell thickness
(Unit)		 G. dometsicus 0.272 0.326 0.337
Araucana 0.287 0.312 0.288
단위 ppm
그러나 동충하초 첨가 사료군의 경우 달걀 품질의 또 다른 지표인 Yolk color에는 증가효과를 나타내었다. 맛닭의 경우 동충하초 2% 첨가시료군에서 대조군에 비하여 18.9% 증가하였으며 청계의 경우에는 29.0%의 증가하였다. 반면 맛닭, 청계 모두 동충하초 5% 첨가군에서는 다소 감소하는 경향을 나타내었다. 동충하초 첨가 사료군의 경우 달걀 껍질의 두께도 증가 효과를 나타내었다. 맛닭의 경우 2%, 5% 모두 달걀 껍질을 증가시켰으며 각각 19.9% 및 23.8% 증가시킴을 확인하였다. 청계의 경우에도 2% 동충하초 첨가군에서 증가 경향을 나타내었다.
이상의 결과로 사료에 동충하초를 처리한 경우 Haugh Unit 지표에는 다소 감소하는 경향을 나타내었으나 Yolk color 및 껍질의 두께에는 증가 효과를 나타냄을 확인하였다. 또한 맛닭, 청계별로 차이를 나타내어 종별로 그 효능에 차이가 있음을 유추할 수 있다.
다음은 달걀의 무게 및 egg shell, yolk, albumen 등 달걀 성분에 대한 분석을 하였다. Fig 1에서 보듯이 동충하초의 첨가에 따른 영향은 각 지표별로 차이를 나타내었다. 달걀 및 껍질의 무게의 경우 맛닭, 청계 모두 증가하는 경향을 나타내었으며 동충하초 5% 첨가군에서 달걀 및 egg shell의 무게 모두 약 10%의 증가효과를 나타내었다.
달걀은 노른자 및 흰자에 영양 성분을 함유하고 있어 달걀의 품질에 중요한 지표가 되어 이들에 미치는 영향을 분석하였다. 동충하초를 첨가한 군의 경우 yolk의 무게에 더 큰 영향을 나타내었으며 용량에 따른 영향을 비교해보면 2% 동충하초 첨가군에서 5% 보다 더욱 뛰어난 효과를 나타내였다. 반면에 albumen의 경우에는 그 효과가 미약하였다. 이러한 yolk 및 albumen의 결과를 달걀 당 상대적인 양으로 환산하여 비교하였을 때 Yolk에 효과가 더욱 뚜렷하게 관찰되었다. 맛닭의 경우 2% 동충하초 첨가군에서 상대적인 Yolk의 함량은 대조군 대비 16.3% 증가하였으며 청계의 경우 10.0%의 증가하였다. 반면에 albumen의 경우 동충하초 처리군에서 맛닭, 청계 모두 다소 감소하었다.
이상의 결과에서 동충하초를 닭의 사료에 처리한 경우 달걀의 품질 및 조성에 영향을 나타냄을 확인하였다. 동충하초의 비율을 2%, 5% 첨가한 경우 2%에서 다소 우수한 효능을 나타내었으며 닭의 두 품종인 맛닭 및 청계에서 차이가 있어 품종별로 그 효과가 다를 수 있음을 제시할 수 있다.
달걀의 지표인 Haugh Unit, yolk color, egg shell thickness, egg weight, egg shell weight, yolk, albumen를 분석한 결과 동충하초는 egg shell 및 yolk에 중요한 역할을 나타냄을 확인하였다. 동충하초 함유 시료 처리군의 경우 egg shell의 thickness 및 egg shell weight에 증가 효과를 나타내었다. 특히 yolk에 영향이 뛰어났으며 yolk color 및 yolk 양에 우수한 증가 효과를 나타냄을 확인하였다. 반면에 albumen의 상대적인 양은 다소 감소하여 동충하초의 첨가는 albumin보다는 yolk에 더 영향을 나타내는 것으로 유추된다.
본 발명에서 2% 동충하초의 첨가는 달걀의 노른자 색의 증가 및 함량의 증가를 통하여 노른자의 품질을 향상시켰다. 또한 껍질의 두께 및 무게를 증가시키는 효과도 나타내었다. 동충하초의 이러한 효과는 닭의 품종에 따라 다소 차이를 나타내었으며 종별 최적화를 통하여 동충하초는 달걀의 품질 향상에 크게 기여하였다.
닭은 시산 전 3주부터 골수 발육으로 조단백과 칼슘, 인 등의 영양소를 충분히 공급해야 수란관, 난소 발육이 촉진된다. 닭이 시산하면 호르몬 분비의 변화로 인하여 닭의 식욕이 일시 감퇴로 10% 정도 사료 섭취가 감소되는 경향이 있다. 산란계 사료에는 칼슘이 많이 들어 있어서 기호성이 떨어지며 섭취량이 감소하고, 이를 만회하기 위하여 고칼슘사료를 주면 갑상선에 영향을 주어 폐사가 증가한다. 따라서 이때 산란계의 입맛에 맞는 산란 예비사료를 급이하는 것이 필요하다.
산란계의 산란기간은 18주~21주령 피크전 사료공급이 중요하여 일평생 중 가장 좋은 품질의 사료를 먹이는 기간이다. 이 기간은 사료섭취량이 크게 증가하지 않은 상태에서 산란 50% 까지 빨리 올라가는 기간이므로 칼슘 4.2%와 본 발명의 고단백 동충하초 사료를 급이한다. 이 기간에 질병에 걸리지않도록 사양관리에 유의하고 후기 난각질을 유지하고 파란율을 줄이는데 도움이 된다.
피크 후 33주령~35주령에는 사료감량 시기로 산란과 난중 증가와 체중 성장으로 영양소 요구량보다 공급량이 모자라게 되어, 질병저항력도 가장 떨어지는 시기이다. 18주~78주령은 보통 3회 급이법으로 점등 후 1/3의 양, 소등 6시간 전에 1/3의 양, 소등 3시간 전에 1/3의 양의 사료를 급이한다.
1) 옥수수를 배지로 이용한 노루궁뎅이버섯과 꽃송이버섯의 재배
노루궁뎅이버섯과 꽃송이버섯의 균주는 옥수수 배지에 접종하여 배양한다. 상기 옥수수 배지는 옥수수를 0.1~1mm 크기로 파쇄하고 이를 병 또는 플라스틱 재질로 된 배양용기에 배지를 옥수수 배지를 만든다. 상기 옥수수 배지에 상기 버섯류의 균사를 주사 또는 분사방시으로 접종하여 상기 버섯류를 배양시킨다. 상기 옥수수 배지에 버섯류를 접종할 때 옥수수 배지 100중량부에 0.5~1 중량부의 버섯류 균사를 각각 접종시켜 준다.
상기 버섯류 균사를 접종시킨 옥수수 배지를 55 ~ 65일 동안 배양하면 노루궁뎅이버섯 또는 꽃송이버섯을 수확할 수 있으며, 닭의 사료첨가제로 사용하는 경우 옥수수 배지와 함께 배양된 버섯을 40 ~ 60℃의 온도에서 12 ~ 48 시간 동안 건조시킨다.
사료첨가제에 동충하초 첨가제외에 노루궁뎅이버섯 및 꽃송이버섯의 첨가제를 더 혼합하는 경우 노루궁뎅이버섯 : 꽃송이버섯 : 동충하초 첨가제 비율은 50~30 : 50~30 : 20~10의 비율로 혼합하여 사료첨가제를 제조하는 것이 바람직하다.
(1) 노루궁뎅이버섯의 개발 필요성
노루궁뎅이버섯은 산호침버섯속에 속하는 대표적인 산림버섯으로, 중국에서는 원숭이머리버섯, 곰머리버섯으로, 일본에서는 야마부쉬타케로 불리우며, 가을에 활엽수의 생목이나 죽은 나무 위에 발생하는 버섯으로, 글루탐산이 풍부하고 역류성 식도염 및 위장질환에 효능이 있으며, 두뇌를 활성화시키는 헤리세논·에리나신이라는 성분이 함유되어있어, 중국, 일본, 한국에서 약용으로 이용되어 왔다.
곡물배지를 이용한 노루궁뎅이버섯의 개발은, 배지부위까지 사용이 가능하므로 생산성이 매우 크게 향상되며 원료단가절감에 매우 유리하다.
연구 결과 노루궁뎅이버섯은 헬리코박터균에 대한 항균작용이 있는 것으로 확인되었다. 곡물에는 식이섬유 등이 풍부하여 현대인들의 장 건강에 도움을 줄 수 있을 뿐 아니라, 곡물의 종류에 따라 매우 유익한 효능을 기대할 수 있다.
노루궁뎅이버섯이 역류성 식도염 및 위장질환에 효능이 있다고 널리 알려져 있어, 축산 사료로 활용한다면 위장기능 개선 등의 효과를 기대할 수 있다. 노루궁뎅이 버섯의 장 건강 개선 효능을 갖는 축산 사료로의 개발을 통해, 기능성을 갖는 버섯을 이용한 사료시장을 개척할 필요가 있다.
(2) 꽃송이버섯의 개발 필요성
꽃송이버섯은 민주름버섯목에 속하는 약용버섯으로, 다당류가 풍부하고, 베타글루칸(ß-glucan) 함량이 건조중량 대비 풍부하여, 면역활성, 항암, 항염, 항비만, 항균 및 항산화 등 다양한 생리활성 연구들이 보고되어 있다.
<표 3>
버섯의 종류 꽃송이 버섯 노루궁뎅이 버섯 아가리쿠스 버섯 상황버섯
베타글루칸
(g/건조 100g)		 43.6 35.9 9.2 21.1
곡물배지를 이용한 노루궁뎅이버섯의 개발은, 배지부위까지 사용이 가능하므로 생산성이 매우 크게 향상되며 원료단가절감에 매우 유리하다. 꽃송이버섯은 균사체의 생리 특성상, 톱밥배지에서 생장이 느리고 배양기간이 일반 병재배 버섯보다 길며(120일 이상), 균사 초기활착이 느리기 때문에 잡균(푸른곰팡이 등)의 오염에 취약한 점 등으로 인해 농가에서 활성화되지 못하였다.
2) 동충하초의 개발 필요성
동충하초(冬蟲夏草)는 고대로부터 생물소재 가치를 인정받아온 고부가가치 생물소재로, 곤충에서 발생하는 자낭균에 속하는 약용버섯류이다. 겨울에 곤충 체내에서 잠복하며 양분을 흡수하며 곤충을 죽게 한 후, 여름철 고온다습한 환경에서 동충하초가 발생하게 되며, 예로부터 인삼, 녹용과 함께 3대 명약으로 알려져 있다.
동충하초는 본래 곤충으로부터 나오는 약용버섯으로, 곤충을 이용하여 재배하면 풍부한 단백질원을 이용하여 유용물질들을 충분히 생성할 수 있으며, 곤충을 더욱 고급화시킬 수 있는 소재이며, 약리적인 효과도 기대할 수 있는 등, 식품으로의 활용가치가 매우 크지만, 원가가 매우 높다는 큰 단점이 있다.
최근 미국에서 식중독으로 인한 사망 사고를 일으킨 팽이버섯 등과 관련하여, 동충하초의 병재배는 팽이, 표고 등의 다른 병재배 버섯과는 달리, 병내부에서 재배되기 때문에, 식중독균 등의 세균으로부터 안전하게 재배할 수 있다.
<표 4>
동충하초 생육실 시설 내부 동충하초 병 내부 재배
코디세핀 물질에 대하여, in vitro, in vivo 상에서 면역활성 기능뿐만 아니라 항염증, 항산화 및 항암, 당뇨, 고혈압과 같은 성인병 등 다양한 약리학적 특성이 있다.
동충하초의 대표적인 지표물질인 코디세핀은, 식용으로 사용하기 위해서는 동충하초로부터만 얻을 수 있으며, 다양한 약리적인 효능(항암·항산화, 면역력, 각종 성인병 등)을 갖는 기능물질로, 이를 고함량으로 함유하는 동충하초를 이용하여 사료 첨가제로 개발하여 세계적인 경쟁력을 갖출 필요가 있다.
3) 곤충을 이용한 개발 필요성
지구상에 분포하고 있는 곤충의 종수는 일반적으로 300~500만종 이상으로 추정(국가생물종지식정보시스템)되고 있는 지상최대의 미활용 생물자원으로, 향후 다양한 분야(생체이용, 기능이용, 곤충유래 활성물질 등)의 중요한 연구개발에 활용할 수 있는 소재이다.
곤충은 좁은 공간과 적은 양의 사료만으로 사육이 가능한데, 소고기는 거저리의 10배, 돼지고기는 2~3.5배 정도의 땅이 더 필요하다. 또 같은 양의 단백질을 얻는다고 가정했을 때, 다른 가축보다 사료가 훨신 적게 들고, 체내에서 단백질로 전환하는 비율이 매우 높기 때문에, 귀뚜라미의 경우 소가 먹는 사료량의 1/12 만으로도 같은 양의 단백질을 얻을 수 있다. 또한 곤충을 사육할 때 소나 돼지를 기를 때보다 온실가스(메탄, 이산화질소 등)가 훨씬 적게 배출된다.
<실시예>
1. 동애등에 곤충을 이용한 동충하초의 배양
본 발명 동애등에 곤충에 접종되는 동충하초 균주는 (주) C&G에서 자체 개발한 '세종 006' 균주를 접종하였다.
동애등에 곤충에 동충하초를 배양하기 위하여, 액체종균 접종법을 사용하였으며, 액체종균의 제조 방법과 과정은 다음과 같다.
1) 한천배지 제조
동충하초에 사용될 균주는 PDA(Potato Dextrose Agar) 한천배지를 사용하였다. 상기 PDA 한천배지는 BD difco사에서 제조된 PDA(BD Difco cat. 213400) 시약을 사용하였으며, 121℃ 1.2기압의 고온고압 멸균기(Auto-clave)를 이용하여 20분간 멸균하여 식힌 후, 90mm Petri-dish에 20ml 씩 분주하여, 고체한천배지로 사용하였다.
2) 균주의 배양
PDA 한천배지에서 '세종006' 균주를 계대배양하고, 25℃ 배양기(incubator)에서 21일간 배양하여, 액체 종균을 접종하기 위한 균주로 사용하였다.
3) 250ml 삼각플라스크에 100ml의 액체배지는 PDB(BD Difco 254920)를 용량에 맞게 제조하여 121℃ 1.2기압의 고온고압 멸균기(Auto-clave)를 이용하여 20분간 멸균하여 식힌 후, 상기 배양된 균주를 접종하여 25℃ 배양실에서 3일간 정치배양하였다.
4) 액체배지
상기 액체배지는 물 100중량부에 효모추출물 0.2~0.7중량부, 트립톤(tryptone) 0.8~1.5중량부, 염화나트륨 0.8~1.5중량부를 혼합하여 배지 용액을 만들고 상기 배지 용액에 덱스트로스(dextrose)1~3중량부를 혼합하여 액체배지를 제조한다.
상기 액체배지에 상기 계대배양한 동충하초 균주를 혼합하여 동충하초 포자현탁액을 제조한다. 상기 동충하초 포자현탁액은 액체배지 100중량부에 동충하초 균주0.1~1중량부를 혼합하고 이를 전처리한 전복에 접종하여 동충하초를 배양한다.
5) 동충하초를 배양하기 위한 동애등에는 유충단계, 번데기 단계 및 성충단계 모두 이용하였으며, 수분 함량에 따라 배양 속도 및 자실체 형성에 적합성도 함께 관찰하였다.
2. 옥수수를 이용한 꽃송이버섯 또는 노루궁뎅이버섯의 배양
(주) C&G 자체 보유 기술인 '곡물배지를 이용한 꽃송이버섯의 병내부 재배방법'에 곡물(옥수수)를 이용한 재배법을 활용하여 옥수수를 이용한 꽃송이버섯 및 노루궁뎅이버섯을 배양하였다.
<동애등에 유충: 동충하초 배양 및 자실체 생육에 제일 적합하였음>
동애등에 유충 동충하초
<동애등에 번데기: 동충하초 배양 및 생육에 보통이었음>
1주차
 2주차
 4주차
 7주차
동애등에 번데기/유충/성충의 코디세핀 함량 비교분석
동애등에 동충하초는 현미 동충하초에 비해 코디세핀 함량이 매우 우수하며, 이는 단백질 성분이 코디세핀 생성의 원료로 작용하기 때문인 것으로 생각되며, 동애등에 성충이 코디세핀 함량은 높았으나, 동충하초 배양에 적합한 동애등에의 stage는 유충이었음.
노루궁뎅이버섯 꽃송이버섯

Claims (6)

  1. 동충하초를 이용한 기능성 닭 사료첨가제에 있어서,
    상기 닭 사료첨가제는 사료곤충을 배지로 하여 동충하초 균주를 배양하고, 상기 배양된 동충하초를 건조시킨 다음 파쇄하여 닭의 사료첨가제로 사용하되,
    곡물사료 100중량부에 상기 사료첨가제 1~5중량부를 포함시켜 제조하며,
    상기 사료곤충은 동애등에, 귀뚜라미 또는 갈색거저리를 사용하는 것을 특징으로 하는 동충하초를 이용한 기능성 닭 사료첨가제.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 곡물사료는 옥수수를 곡물배지로 하여 꽃송이버섯 균사와 노루궁뎅이버섯 균사를 각각 접종시켜 옥수수 성분을 영양원으로 버섯을 재배한 다음 상기 버섯이 자란 곡물배지와 버섯을 함께 혼합 분쇄시켜 곡물사료를 제조하는 것을 특징으로 하는 동충하초를 이용한 기능성 닭 사료첨가제
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 동애등에 곤충에 접종되는 동충하초를 배양하기 위하여, 액체종균 접종법을 사용하였으며, 액체종균 접종법은 PDA(Potato Dextrose Agar)사의 한천배지를 사용하였으며, 상기 PDA 한천배지에서 '세종006' 균주를 계대배양하고, 25℃ 배양기(incubator)에서 21일간 배양한 후 삼각플라스크에 100ml의 액체배지 PDB(BD Difco 254920)를 용량에 맞게 제조하여 121℃ 1.2기압의 고온고압 멸균기(Auto-clave)를 이용하여 20분간 멸균하여 식힌 다음, 상기 배양된 균주를 접종하여 25℃ 배양실에서 3일간 정치배양시키는 것을 특징으로 하는 동충하초를 이용한 기능성 닭 사료첨가제.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 배양된 동충하초는 배지와 함께 건조시킨 후 0.001~mm 크기로 분쇄시키는 것을 특징으로 하는 동충하초를 이용한 기능성 닭 사료첨가제.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 곡물사료는 옥수수, 소맥 및 대두박을 사용하여 배합하며 배합비율은 옥수수 100중량부에 소맥 10~20중량부, 대두박 15~30중량부를 혼합시켜 제조하는 것을 특징으로 하는 동충하초를 이용한 기능성 닭 사료첨가제
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 노루궁뎅이버섯 및 꽃송이버섯을 접종시키는 곡물배지는 옥수수 및 현미 등을 파쇄시켜 배지로 하는 것을 상기 노루궁뎅이버섯 및 꽃송이버섯을 접종시키는 배지는 옥수수 및 현미 등을 파쇄시켜 배지로 사용한다. 상기 옥수수 또는 현미를 0.1~1mm 크기로 분쇄시켜 버섯 배지로 사용하되, 본 발명에서 꽃송이버섯 및 노루궁뎅이버섯는 옥수수 배지에 접종하여 배양시켰
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