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문제 정의
- 고체배 양에서는 액체배양에서와 달리 균체량을 측정하기가 어려우므로, 균체 량을 측정하기 위한 방법으로 담자균의 세포벽에 함유되어있는 glucosamine을 정량함으로써 시료중의 균체량을 측정하고자 하였다. MYG배지에서 배양된 균사를 위와 같이 cork borer로 절단하여, 수분함량을 조절한 현미 45g이 담긴 100ml 삼각 플라스크에 2개씩 접종한 다음 8 일간 배양하였다.
- 따라서 본 연구에서는, 식이섬유가 함유된 현미에 버섯의 균사체를 배양한 버섯 쌀을 개발함으로써 쌀의 부가가치를 높이고, 추출 및 정제과정을 거칠 필요가 없이 바로 식품으로서 섭취할 수 있는 기능성식품의 개발을 위한 기초연구를 실시하였다.
- 그러나 장시간의 침지 및 조리방법은 대량생산의 경우 많은 시설투자와 노동력의 소모가 크며, 침지에 의한 수용성 영양분의 손실과 과다한 가열의 경우 영양성분이 파괴되는 등의 부작용도 따르게 된다. 따라서 처리 공정의 간편화와 시간절약이 필요하므로 본 실험에서는 침지시간의 단축을 위하여 온침에 의한 곡물의 수분함량 변화를 관찰하였다.
제안 방법
- 균체량을 측정하고자 하였다. MYG배지에서 배양된 균사를 위와 같이 cork borer로 절단하여, 수분함량을 조절한 현미 45g이 담긴 100ml 삼각 플라스크에 2개씩 접종한 다음 8 일간 배양하였다. 배양된 시료를 송풍건조시킨 후 멧돌 믹서기로 분쇄하고 이 중 0.
- 고체 재료인 현미는 4°C에 보관하면서 사용하였으며, 10배 무게량의 냉수(18°C) 및 끓는 물(98°C)에 각각 침지시키면서 시간의 경과에 따른 현미의 수분함량변화를 측정하였다. 수분함량의 변화는 침지시킨 현미 일정량을 꺼내어 표면수를 제거한 다음 멧돌 믹서기를 이용하여 분쇄하였고, 분쇄된 시료 3g을 수기에 담아 상압 가열건조법(신, 1983)으로 수분함량을 측정하였다.
- 고체배양에서 균사체량을 측정하기 위해 Ganoderma lucidum 7094 균주를 Fig. 4와 같이 액체배양 후 수분함량이 조절된 현미에 접종하여 담자균의 세포벽에 함유되어 있는 glucosamine함량을 측정하였다.
- 고체재료인 현미의 수분함량을 30〜70%로 조절하여, 22x200mm 시험관에 무게 25g, 높이 13cm로 담고 121°C 20분간 고압증기 살균하였다.
- 균사접종은 MYG배지에서 6일간 배양된 균사의 가장자리 일정 부위를 5mm cork borer로 절단하여 시험관에 담긴 고체재료의 윗부분에 2개씩 접종하였으며, 시험관상에서 12일간 28°C 항온기에서 정치배양 하였다.
- 담자균이 배양된 현미의 유리당 조성을 측정하기 위하여 현미배지에서 영지버섯 균사체를 28 °C, 20일간 정치배양하였으며, 40 °C에서 송풍 건조 후 마쇄하여 시료로 사용하였다. 비교군으로 사용된 현미 자체는 균사 접종 후 121 °C에서 5분간 다시 고압살균하여 균사의 생장을 정지시켰으며, 균사를 배양하는 현미와 동일하게 28 °C 배양기에서 20일 동안 정치 후 40 °C에서 송풍 건조, 마쇄하여 분석에 이용하였다.
- MYG배지에서 배양된 균사를 위와 같이 cork borer로 절단하여, 수분함량을 조절한 현미 45g이 담긴 100ml 삼각 플라스크에 2개씩 접종한 다음 8 일간 배양하였다. 배양된 시료를 송풍건조시킨 후 멧돌 믹서기로 분쇄하고 이 중 0.5g을 취하여 Bishop등(1982)의 방법을 변형하여 glucosamine함량을 측정하였다.
- 4-13시간정도 침지하는 것이 보통이다. 본 실험에서 사용한 현미도 담자균이 생장하기 적합한 수분함량으로 조절하기 위하여 냉수에 침지하면서 수분함량 변화를 관찰하였다. 냉침시간에 따른 현미의 수분함량 변화는 Fig.
- 담자균이 배양된 현미의 유리당 조성을 측정하기 위하여 현미배지에서 영지버섯 균사체를 28 °C, 20일간 정치배양하였으며, 40 °C에서 송풍 건조 후 마쇄하여 시료로 사용하였다. 비교군으로 사용된 현미 자체는 균사 접종 후 121 °C에서 5분간 다시 고압살균하여 균사의 생장을 정지시켰으며, 균사를 배양하는 현미와 동일하게 28 °C 배양기에서 20일 동안 정치 후 40 °C에서 송풍 건조, 마쇄하여 분석에 이용하였다. 시료는 Soxhlet 장치를 이용하여 탈지시킨후, 상기 방법과 동일하게 처리하여 유리당 측정에 이용하였다.
- 비교군으로 사용된 현미 자체는 균사 접종 후 121 °C에서 5분간 다시 고압살균하여 균사의 생장을 정지시켰으며, 균사를 배양하는 현미와 동일하게 28 °C 배양기에서 20일 동안 정치 후 40 °C에서 송풍 건조, 마쇄하여 분석에 이용하였다. 시료는 Soxhlet 장치를 이용하여 탈지시킨후, 상기 방법과 동일하게 처리하여 유리당 측정에 이용하였다. 당 분석용 표준시약은 Merck제 arabinose, glucose, sucrose, inositol, trehalose, maltose, galactose, fructose, melibiose 였으며 Table 1 의 조건으로 분석하였다.
- 영지균사체가 배양된 현미를 쌀에 일정량씩 혼합하여 취반하고 관능검사를 실시하였다. 영지버섯쌀이 첨가된 밥의 기호도 조사는 버섯쌀의 첨가량을 달리하면서 각각의 시료에 대하여 맛과 조직감.
- 영지버섯 균사체를 배양한 영지버섯쌀을 일반미에 첨가량을 달리하여(0%, 10%, 20%, 30%, 40%) 취반하였다. 가수량 1.
- 즉, 균사가 자란 시료 0.5g을 시험관에 담고 acetone 9ml를 첨가하여 2분동안 흔들어준 다음 3000rpm에서 2분동안 원심분리하였으며, 시료는 9m 1 acetone으로 재현탁하여 원심분리하는 동작을 반복하였다.
- 한편 현미를 물에 침지시키지 않고 삼각플라스크에 담아, 일정량의 수분을 첨가한 다음 autoclave를 실시하였다. 이 경우 전분질의 용출로 인하여 곡물립자들이 엉겨붙어, 담자균을 배양할 고체담체로 이용하기에는 적합하지 않았다.
- 현미를 이용하여 영지버섯의 균사성장에 적합한 고체배양 조건실험을 실시하였다. 냉침에 의하여 현미는 최종 수분함량이 31%로 10시간 만에 hydration time에 도달하였으며, 온침의 경우 40분 만에 65%의 수분함량이 되어, 균사배양에 적합한 수분함량에 도달하였다.
- 현미자체와 영지버섯 균사체가 배양된 현미의 유리당 조성 변화를 측정하였다. 담자균이 배양된 현미의 유리당 조성을 측정하기 위하여 현미배지에서 영지버섯 균사체를 28 °C, 20일간 정치배양하였으며, 40 °C에서 송풍 건조 후 마쇄하여 시료로 사용하였다.
- 혼합물을 끓는 물 속에서 3분동안 반응시킨 후 냉각시켰고, 여기에 0.5% FeCI3 0.5ml를 첨가하여 실온에서 30분동안 방치 후 UV-vis spectrophotometer (UV-1201, SHIMADZU)을 사용하여 650nm에서 흡광도를 측정하였다.
대상 데이터
- 균의 보존용 배지로는 MYG배지(malt extract 1.0%, yeast extract 0.4%, glucose 0.4%, agar 1.5%)를 사용하였다.
- 본 연구에 사용한 균주는 농업기술연구소에서 분양받은 G. lucidum 7094였고, 영남대학교 생물공학연구실에서 계대배양하면서 사용하였다.
- 영지버섯쌀이 첨가된 밥의 기호도 조사는 버섯쌀의 첨가량을 달리하면서 각각의 시료에 대하여 맛과 조직감. 종합적 기호도에 대하여 5점 기호 척도법을 실시하여 15명의 훈련된 관능검사요원에 의하여 평가하였다. 평가는 아주 나쁘다(1점), 나쁘다(2점).
데이터처리
- 매우좋다(5점)로 하였으며. 관능검사 결과의 통계처리는 ANOVA Test를 이용하였고, Duncan's Multiple Range Test로 유의성을 검정하였다.
이론/모형
- 수분함량의 변화는 침지시킨 현미 일정량을 꺼내어 표면수를 제거한 다음 멧돌 믹서기를 이용하여 분쇄하였고, 분쇄된 시료 3g을 수기에 담아 상압 가열건조법(신, 1983)으로 수분함량을 측정하였다.
성능/효과
- 40%) 취반하였다. 가수량 1.4배로 동일한 가수량과 가열조건으로 취반하여 관능검사를 실시한 결과 버섯쌀이 전혀 포함되지 않은 밥이 가장 기호도가 좋았으며, 버섯쌀을 첨가할 경우는 20%를 첨가한 밥이 가장 기호도가 우수하여 취반시 영지버섯쌀을 첨가할 경우는 20%정도의 비율로 첨가하여 잡곡밥처럼 건강식으로 먹는 것이 가장 좋은 것으로 사료되 었다.
- 7에서와 같이. 곡물 자체에서 검출되지 않았던 trehalose가 담자 균사체를 배양한 현미에서 검출되었고, arabinose의 함량이 영지버섯이 배양된 현미에서 1, 074.7 mg%로 나타나, 검출된 전체 유리당의 82.2 %를 나타내었으며, 현미 자체의 arabinose 함량에 비하여 큰 폭의 증가(20배)를 보였다.
- 곡물 자체의 유리당과 담자균 배양 곡물의 유리당 조성을 비교한 결과, 담자균사체가 배양된 곡물의 경우에 전체적으로 총 유리당 함량이 증가하였다.
- 냉침에 의하여 현미는 최종 수분함량이 31%로 10시간 만에 hydration time에 도달하였으며, 온침의 경우 40분 만에 65%의 수분함량이 되어, 균사배양에 적합한 수분함량에 도달하였다.
- 본 실험결과, 담자균이 배양된 곡물에서 inositol 함량이 증가하였는데, 이는 일반적으로 phytate 함량은 미생물에 의해 감소되며 2~3개월간 발효시킨 간장과 된장의 phytate 함량이 원료콩의 약 40 % 수준으로 낮아졌다는 보고(김 등, 1994), 청국장 제조과정에서 Bacillus subtilis와 Bacillus licheniformis의 혼합균주로 발효시켰을 때, 단백질의 이용율을 감소시키며 무기물의 흡수를 저해하는 것으로 알려진 phytic acid의 함량이 현저히 감소하였다는 보고(정 등, 1990; 조 등, 1996) 등을 고려할 때에, 본 실험에서 나타난 담자균 배양곡물에서의 inositol 함량 증가도 곡물에 함유된 phytic acid가 영지버섯 균사체에 의하여 다소 분해된 때문으로 사료되었다.
- 수분함량에 따른 균사성장속도 및 균사체량(glucosamine 함량) 측정에서는 수분함량이 65%일 때 균사성장속도 및 균사체량 측면에서 가장 양호한 결과를 나타내었다.
- 3과 같이, 60% 이상의 수분함량에서 큰차이가 없었으나 육안을 통해 본 균사의 밀도는 수분함량이 65%일때 전반적으로 양호한 경향을 나타내었다. 수분함량에 따른 균사의 성장속도는 현미를 냉침하였을 경우 전체 수분함량이 부족하여 균사생장 속도가 다소 부진하였으며, 온침에 의하여 수분함량을 조절하였을 때 균사생장이 더욱 촉진되었다.
- 온침에 의한 현미의 수분함량은 Fig. 2에 나타난 바와 같이 40분만에 65%의 수분함량을 보여 균사성장에 적합하였다. 침지시간이 길어질수록 침지온도가 상승할수록 전분질 등의 수용성 고형분의 용출이 증가하였는데, Quast와 da Silva(1977)는 콩의 침지중 일정시간후 콩의 무게감소는 침지중 수용성 물질의 손실에 기인하는 것이라고 보고하였다.
- 현미에 영지버섯 균사체를 배양한 결과 현미 자체에서 검출되지 않았던 trehalose가 검출되었으며, arabinose함량이 큰 폭으로 증가하였다.
- 현미의 수분함량에 따라 균사를 배양한 다음(Fig. 5), 시료를 회수하여 glucosamine함량을 측정한 결과(Fig. 6) 수분함량이 65%일때 glucosamine의 함량이 가장 높게 나타났다. 이것은 수분함량에 따른 균사성장 속도시험에서 수분함량이 65%일 때 균사성장속도가 가장 양호한 결과와 일치하는 것으로 고체담체를 이용한 G.
후속연구
- lucidum의 균사성장을 위해서는 수분함량을 65%로 조절하여 균사를 배양하는 것이 균사성장속도 및 균사체량의 측면에서 가장 적절한 배양방법이라고 사료된다. 그러나 현미의 고유한 기호성 및 이용성을 고려하여 수분함량을 조절하고 배양하는 것이 담자균을 함유한 기능성식품의 개발을 위해서 매우 중요하므로 이러한 측면이 모두 고려되어야할 것으로 사료된다.
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