에르고스테롤(ergosterol)은 고등균류 균사세포막의 중요한 구성 성분으로 이들의 특징 물질이고, 균의 생장에 중요한 기능을 한다. 그러므로 균사 배양체에서 이 물질의 함량을 분석함으로써 고체상 배지 속에 있는 곰팡이의 생채량을 추정할 수 있다. 표고균사의 액체 배양체와 톱밥 배양체를 가지고 에르고스테롤을 분석한 결과, 이 물질의 함량은 균사체의 중량과 직선적 상관관계가 있으면서(r=0.98), 배양기간, 균주, 배지내 수분함량에 따라 달라졌다. 액체배양체에서 에르고스테롤 농도는 10주간 배양된 것이 0.13%로 20주간 배양된 것의 0.1% 보다 높았다. 톱밥배양체에서 이 물질의 농도는 균주와 수분 함량에 따라 0.015~0.042% 범위였다. 표고균주 산림 4호 배양체에서 에르고스테롤 함량은 균주 목-H나 산림 6호의 것보다 건조배지 g당 $20{\sim}140{\mu}g$ 정도 높았다. 이 화확물질의 함량은 표고균사를 수분율이 125%나 175%인 배지에서 배양하였을때 건조배지 g당 $297{\sim}425{\mu}g$/g 였다. 이 양은 수분율이 125%나 225%인 배지에서의 함량, $148{\sim}286{\mu}g$/g 건조배지, 보다 높은 것이다. 에르고스테롤을 분석함으로써 톱밥이나 원목과 같은 고체배지내에 있는 표고 균사량의 추정이 가능하리라 생각한다.
에르고스테롤(ergosterol)은 고등균류 균사세포막의 중요한 구성 성분으로 이들의 특징 물질이고, 균의 생장에 중요한 기능을 한다. 그러므로 균사 배양체에서 이 물질의 함량을 분석함으로써 고체상 배지 속에 있는 곰팡이의 생채량을 추정할 수 있다. 표고균사의 액체 배양체와 톱밥 배양체를 가지고 에르고스테롤을 분석한 결과, 이 물질의 함량은 균사체의 중량과 직선적 상관관계가 있으면서(r=0.98), 배양기간, 균주, 배지내 수분함량에 따라 달라졌다. 액체배양체에서 에르고스테롤 농도는 10주간 배양된 것이 0.13%로 20주간 배양된 것의 0.1% 보다 높았다. 톱밥배양체에서 이 물질의 농도는 균주와 수분 함량에 따라 0.015~0.042% 범위였다. 표고균주 산림 4호 배양체에서 에르고스테롤 함량은 균주 목-H나 산림 6호의 것보다 건조배지 g당 $20{\sim}140{\mu}g$ 정도 높았다. 이 화확물질의 함량은 표고균사를 수분율이 125%나 175%인 배지에서 배양하였을때 건조배지 g당 $297{\sim}425{\mu}g$/g 였다. 이 양은 수분율이 125%나 225%인 배지에서의 함량, $148{\sim}286{\mu}g$/g 건조배지, 보다 높은 것이다. 에르고스테롤을 분석함으로써 톱밥이나 원목과 같은 고체배지내에 있는 표고 균사량의 추정이 가능하리라 생각한다.
Ergosterol is an indicator chemical of fungi and involves in fungal cell growth as a major component in fungal cell membranes. Thus, this chemical can be used to estimate live fungal biomass within various solid substrates. Ergosterol content in liquid culture of Lentinula edodes had a linear relati...
Ergosterol is an indicator chemical of fungi and involves in fungal cell growth as a major component in fungal cell membranes. Thus, this chemical can be used to estimate live fungal biomass within various solid substrates. Ergosterol content in liquid culture of Lentinula edodes had a linear relationship (r=0.98) with the hyphal mass of the fungus. This chemical content differed depending on the fungal strains, age of culture and water content levels of sawdust substrate. Ergosterol content was 0.13% in the 10 weeks old liquid culture while it was 0.10% in 20 weeks old one. The chemical content in the sawdust cultures of the fungus varied 0.015% to 0.042% depending upon strains and water content levels within sawdust substrate. Ergosterol content in the culture of a L. edodes strain, Sanrim 4, was higher by $20{\mu}g$ to $140{\mu}g$/g dry substrate than those of strains, Mok-H and Sanrim 6. And the chemical contents in the sawdust cultures with 125% or 175% water, 297 to 425 ${\mu}g$/g dry substrate, were higher than those with 75% or 225% water, 148 to $286{\mu}g$/g dry substrate. We conclude that ergosterol analysis can estimate the fungal biomass within solid substrate such as logs and sawdust.
Ergosterol is an indicator chemical of fungi and involves in fungal cell growth as a major component in fungal cell membranes. Thus, this chemical can be used to estimate live fungal biomass within various solid substrates. Ergosterol content in liquid culture of Lentinula edodes had a linear relationship (r=0.98) with the hyphal mass of the fungus. This chemical content differed depending on the fungal strains, age of culture and water content levels of sawdust substrate. Ergosterol content was 0.13% in the 10 weeks old liquid culture while it was 0.10% in 20 weeks old one. The chemical content in the sawdust cultures of the fungus varied 0.015% to 0.042% depending upon strains and water content levels within sawdust substrate. Ergosterol content in the culture of a L. edodes strain, Sanrim 4, was higher by $20{\mu}g$ to $140{\mu}g$/g dry substrate than those of strains, Mok-H and Sanrim 6. And the chemical contents in the sawdust cultures with 125% or 175% water, 297 to 425 ${\mu}g$/g dry substrate, were higher than those with 75% or 225% water, 148 to $286{\mu}g$/g dry substrate. We conclude that ergosterol analysis can estimate the fungal biomass within solid substrate such as logs and sawdust.
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제안 방법
1) 사포닌화: 시료를 2cmX 15cm 시험관에 넣고 95% 메탄올에 녹인 10% KOH 8ml를넣은 후, 80℃에서 60분 정도 중탕한 후에 용액이 마르지 않도록 10% K0H용액 2ml 더 첨가하고 30 분간 더 중탕하였다. 2) hexane 추출: 사포닌화한 시료를 실온으로 식히고 각 시험관에 3ml의 물을 첨가하여 보르텍스로 교란하여 섞은 후 hexane 2ml를첨가하고 섞어서 무색 투명한 hexane분획이 상등액으로 분리되면 파스퇴르 피펫으로 모았다. 그리고 hexane 2ml를 한번 더 넣어 섞은 후 상둥액을 모았다.
Pasanen et al. (1999)과 Nylund & Wallander (1992)의 방법들을 변형하여 액체배양 또는 톱밥 배양된 표고 균사체의 에르고스테롤 함량을 다음 과정으로 분석하였다. 1) 사포닌화: 시료를 2cmX 15cm 시험관에 넣고 95% 메탄올에 녹인 10% KOH 8ml를넣은 후, 80℃에서 60분 정도 중탕한 후에 용액이 마르지 않도록 10% K0H용액 2ml 더 첨가하고 30 분간 더 중탕하였다.
4 ml/min로 하였을 때, 에르고스테롤의 피크는 46분 후에 나타났다. Waters 746 Integrator에 나타난 수치를 에르고스테롤 표준 곡선에 대입하여 함량을 구하였다. 표준곡선은 Nylund & Wallander (1992)의 방법에 따라 Sigma 제품 에르고스테롤을 끓는 에탄올에 녹인 후 재결정, 정제한 후 100 ppm 표준용액을 만들어서 같은 HPLC에 서구 하였다.
5g, 펩톤 2g을 넣어 121P에서 고압살균하였다. 액체 배양체는 여과지에 걸러서 모은 후 압지 사이에 넣고 눌러서 수분을 제거한 후 무게를 달고 막자사발에 갈아서 분석 시료로 사용하였고 일부 시료는 105P에서 말린 후 생중량:건 중량 비를 구하였다. 표고 톱밥배양체는 2cmX 15cm 시험관에서 미강 10%를 함유한 상수리 톱밥에서 20주 동안 기른 것으로 배지내 수분을은 건 중량 기준으로 75%, 125%, 175%, 225%로 조정하였다.
추출은 각 용액별로 상기한 4개의 수분수준으로 톱밥 배양체에 대하여 2반복하였으며, 표고 균사체 중량: 에르고스테롤의 함량관계를 알기 위한 분석은 액체배양체무게 30, 70, 140, 210mg별로 2반복하였다. 톱밥배양체내의 에르고스테롤 분석은 4개 균주에 대하여 4수준의 배지내 수분 함량별로 3반복하였다.
추출은 각 용액별로 상기한 4개의 수분수준으로 톱밥 배양체에 대하여 2반복하였으며, 표고 균사체 중량: 에르고스테롤의 함량관계를 알기 위한 분석은 액체배양체무게 30, 70, 140, 210mg별로 2반복하였다. 톱밥배양체내의 에르고스테롤 분석은 4개 균주에 대하여 4수준의 배지내 수분 함량별로 3반복하였다.
액체 배양체는 여과지에 걸러서 모은 후 압지 사이에 넣고 눌러서 수분을 제거한 후 무게를 달고 막자사발에 갈아서 분석 시료로 사용하였고 일부 시료는 105P에서 말린 후 생중량:건 중량 비를 구하였다. 표고 톱밥배양체는 2cmX 15cm 시험관에서 미강 10%를 함유한 상수리 톱밥에서 20주 동안 기른 것으로 배지내 수분을은 건 중량 기준으로 75%, 125%, 175%, 225%로 조정하였다. 이 톱밥배지에 충북대, 임업연구원, 임업협동조합 미생물 연구소에서 분양 받은 4개의 표고 균주(목-H, 산림4호.
표고균을 배양한 액체 배지는 증류수 1리터 당 글루크스 20g, 이스트엑스트랙트 2g, KH2PO4 lg, MgSCMHQ 0.5g, CaCl22H2O 0.5g, 펩톤 2g을 넣어 121P에서 고압살균하였다. 액체 배양체는 여과지에 걸러서 모은 후 압지 사이에 넣고 눌러서 수분을 제거한 후 무게를 달고 막자사발에 갈아서 분석 시료로 사용하였고 일부 시료는 105P에서 말린 후 생중량:건 중량 비를 구하였다.
대상 데이터
표고 톱밥배양체는 2cmX 15cm 시험관에서 미강 10%를 함유한 상수리 톱밥에서 20주 동안 기른 것으로 배지내 수분을은 건 중량 기준으로 75%, 125%, 175%, 225%로 조정하였다. 이 톱밥배지에 충북대, 임업연구원, 임업협동조합 미생물 연구소에서 분양 받은 4개의 표고 균주(목-H, 산림4호. 산림 6호, 임협 1호)의 액체 배양 균사체를 접종하였다. 후자 3균주는 유전적 특성이 다른 것으로 구분되었기에 (이 등, 1997) 사용하였다.
톱밥 배양체내에 있는 에르고스테롤을 사포닌 화하기 위한 용액으로서 메탄올이나 메탄올+에탄올 혼합체의 효과를 알기 위하여 95% 메탄올과 95% 에탄올 을 사용하였으며, 이들의 흔합비는 4:1 이었다. 추출은 각 용액별로 상기한 4개의 수분수준으로 톱밥 배양체에 대하여 2반복하였으며, 표고 균사체 중량: 에르고스테롤의 함량관계를 알기 위한 분석은 액체배양체무게 30, 70, 140, 210mg별로 2반복하였다.
이론/모형
Waters 746 Integrator에 나타난 수치를 에르고스테롤 표준 곡선에 대입하여 함량을 구하였다. 표준곡선은 Nylund & Wallander (1992)의 방법에 따라 Sigma 제품 에르고스테롤을 끓는 에탄올에 녹인 후 재결정, 정제한 후 100 ppm 표준용액을 만들어서 같은 HPLC에 서구 하였다.
성능/효과
4개의 표고균주를 4개 수분수준의 상수리나무 톱밥 배지에서 20주간 배양한 결과, 틉밥 배양체내 에르고스테를 함량은 배양체 건중량의 0.015 - 0.042% 범위에 있었다 (Figure 2). 배양체내 에르고스테를의함량은 일반적으로 볘지의 수분을 75%나 225%에서보다 수분을 125%와 175%에서 높았다.
이 믈질의 분석시 추출용액으로서 메탄올이나 메탄올+에탄올의 흔합용액이 사용되는데, 표고톱밥 배양체내 에르고스테롤을 분석한 우리의 시험에서는 두 용액 간에 차이가 없었다. 그리고 표고균사의 옉체 배양체와 톱밥 배양체률 가지고 에르고스테믈을 분석한 결과 표고 균사 내 이 물질의 함량은 배양균사체의 생체량과 직선적 상관관계가 매우 높고, 균주나 배양기간, 배양조건에 따라서도 달라짐을 파악하였다.
배양체내 에르고스테를의함량은 일반적으로 볘지의 수분을 75%나 225%에서보다 수분을 125%와 175%에서 높았다. 또한 산림 4 호균주에서 건조배지 lg당 에르고스테를외 함량은 다른 균주보다 적게는 20ug 많게는 140ug이 더 많았다.
액체배지에서 10주간 배양된 균사체와 20주간 배양된 것의 균체량을 달리하여 에르고스테롤을 분석하였을 때, 이 물질의 함량은 두 균사체에서 모두 균사체 중량에 비례하였으며 (Figure 1), 상관계수는 10 주 배양체에서 r=0.99 그리고 20주 배양체에서 r=0.98이었다. 이러한 직선적인 상관관계는 이미 여러 연구에서 언급되고 있다.
(1999)에 따르면, 실제로 여러 가지 종류의 곰팡이에 대한 에르고스테롤 함량 분석치의 표준 편차는 5-16% 정도인데, 이 변이는 주로 분석법 자체에 기인한다고 한다. 이 실험에서 각 시료에 대해서 추출용액별로 반복한 분석치의 오차범위는 에르고스테롤 함량의 1~9% 였다.
실제로 이번 추출에서, 메탄올 용액이 다 휘산한 경우에는 최종 에르고스테롤 분석치가 무의미할 정도로 낮았다 (자료 제시하지 않았음). 이번 추출에서는 60 분 정도 중탕한 후에 남아있는 추출용액을 확인하고 같은 추출용액 2ml룰 더 첨가하는 것이 분석 오차를 줄이는데 효과가 있었다.
따라서도 달랐다. 즉 목-H균주는 수분함량 변화에 민감하여 수분을 75%예서 건조배지 1g당 150 ug정도로 가장 낮았고, 수분을 125%에서는 400ug으로 가장 높았다. 이에 비하여 산림 6호는 수분에 덜 민감하여 75%수분에서 210ug 175%애서 320ug 정도로 변이가 묵-H 균주보다 적은 편이었다.
후속연구
43%에 이른다 (민 등, 1995). 결국 에르고스테롤은 살아있는 곰팡이 조직의 바이오매스와 관련이 깊으면서 균류의 고유 화합물이기 때문에, 버섯재배 원목이나 톱밥 등 고체상 배지 속에 자라서 균체만을 분리할 수 없는 표고균사의 바이오매스를 추정하는 데에도 이용될 수 있을 것이다.
이것은 에르고스테를이 표고버섯의 원기형성에도 관계있음을 나타내는 것이다. 그러므로 에르고스테를분석은 롭밥배양체의 버섯생산 눙력을 추정하는데도 이용될 수 있을 것이라고 생각한다.
앞으로 에르고스테를 함량과 균사외 활력, 균 사의성숙도, 버섯원기의 형성이나 발달 등과의 관계가 정확히 밝혀지면, 이 뮱질외 분석을 퉁하여 보다 과학적인 표고버섯 생산 과정이 구상되리라 생각한다. 나아가 버섯재베 뿐만 아니라 곰팡이가 관련된 환경오염과 미생물 생태 연구 (Saraf et al.
에르고스테률의 분석으로 원목이나 롭밥 속에 있는 균사의 생체량욜 추정할 수 있으므로, 이것은 어떤 처리가 원목이나 톱밥볘지내 표고균사의 생장에 미치는 효과를 검정하는데 이용될 수 있을 것이라고 생각한다.
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