[논문]곰보버섯 균사체 배양에 관한 연구

신성의; 차월석; 이동병; 정길록

doi:10.5352/jls.2004.14.1.126

[국내논문] 곰보버섯 균사체 배양에 관한 연구
A study on the Mycelial Growth of Morchella esculenta 원문보기

생명과학회지 = Journal of life science, v.14 no.1 = no.62, 2004년, pp.126 - 130

신성의 (조선대학교 화학공학과) , 차월석 (조선대학교 화학공학과) , 이동병 (조선대학교 화학공학과) , 정길록 (조선대학교 화학공학과)

초록
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곰보버섯(Morchella esculenta)은 맛과 영양이 풍부한 버섯으로 전 세계적으로 분포하는 버섯이다. 현재까지 우리나라에서 곰보버섯에 관한 체계적인 연구가 이루어지지 않은 상태에서 본 연구는 곰보버섯(자실체) 인공대량 생산방법 개발 및 심부배양을 통한 균사체 및 다당체 대량생산 공정개발을 위한 기초자료를 얻고자 shaking flask culture를 이용한 곰보버섯 균사체 배양특성에 관하여 조사하였다. 곰보버섯 균사체의 최적 배양온도는 $25^{\circ}C$이며, 최적 초기 pH는 6.5, 최적배지는 BG 이었다. BG 배지를 기본배지로 하여 영양 요구성 실험을 한 결과 최적탄소원은 fructose이고 최적농도는 5.0% (w/v)이며 질소원 선발 및 최적농도에서는 peptone과 NH$_4$Cl를 혼합하여 사용하였을 때 최대 균사체생육을 보였고, 상기의 두 질소원을 1:1의 무게비로 혼합하여 4.0% (w/v) 농도로 첨가하였을 때 최대 균사생육을 보였다.

Abstract ▼ AI-Helper

This study was carred out to get the basic conditions for the mycelial growth of Morchella esculenta in shaking flask culture. The optimal temperature and initial pH of mycelial growth of Morchella escuzenta were 25$\pm$1$^{\circ}C$ and 6.5, respectively. The optimal medium was BG medium. Among the carbon sources tested, fructose was favorable for the mycelial growth and optimal fructose concentration was 5.0% (w/v). As nitrogen sources, peptone and NH$_4$Cl appeared to be favorable and optimal concentration was 4.0% [(w/v), ratio of 1:1].

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AI 본문요약
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문제 정의

따라서 본 연구에서는 곰보버섯(자실처D 인공대량 생산방법 개발 및 심부배양에서 균사체 및 다당체 대량생산 공정 개발을 위한 기초자료를 얻고자 shaking flask culture를 이용한 곰보버섯 균사체 생육특성에 관하여 조사하고자 한다.

제안 방법

곰보버섯의 균사 생육에 가장 좋은 최적 온도를 조사하기 위하여 PDA배지를 조제하여 121 °C 에서 15분간 고압살균하고 petri dish에 20 mL씩 분주하여 굳힌 다음, 접종원을 접종하고 20, 25, 30, 35°C의 온도 범위로 조절된 항온기에서 7일간 배양하면서 균사의 생장 정도를 하루 간격으로 조사하였다.
균사생육이 가장 좋은 최적배지를 선발하기 위하여 Table 1에 공시된 6종의 배지를 300 mL 삼각플라스크에 각각 100 mL씩 분주한 후, 121 °C, 15분간 고압 살균한 다음, clean bench에서 무균적으로 균질화된 접종원을 5% (v/v) 접종하여, 25士1°C로 100 rpm으로 7일간 진탕배양하였다.
균사체 생육 최적 초기 pH를 조사하기 위하여 선정된 최적배지(BG)를 300mL 삼각플라스크에 100 mL씩 분주하여 1 N HC1 과 NaOH로 초기 pH 범위를 4.0, 4.5, 5.0, 5.5, 6.0, 6.5, 7.0, 7.5그리고 8.0으로 달리하여 조절한 다음, 121 °C에서 15분간 고압 살균하여 무균적으로 균질화된 접종원을 5% (v/v) 접종하여 25±1°C, 100 rpm으로 7일간 진탕배양 하였다.
탄소원 선발 및 최적농도

최적배지에 탄소원으로서 glucose외 7종의 당류를 각각 1% (w/v)씩 첨가하고 배지의 pH를 6.5로 조절한 다음 300 mL 삼각플라스크에 100 mL씩 분주하여 121 °C에서 15분간 고압살균 후 접종원을 5% (v/v)로 접종하여 25±TC, 100 rpm으로 7일간 진탕배양하였고, 선발된 탄소원의 농도를 0-10% (w/v)까지 달리하여 탄소원 선발 실험조건과 같은 방법으로 수행하였다.
질소원 선발 및 최적농도

최적배지에 질소원으로서 yeast extract 외 5종의 질소원을 혼합 또는 단독으로 각각 총 질소 함량이 1% (w/v)가 되 게 첨가하고 배지의 pH를 6.5로 조절한 다음 300 mL 삼각플 라스크에 100 mL씩 분주하여 121°C에서 15분간 고압살균 후 접종원을 5% (v/v)로 접종하여 25±1°C, 100 rpm으로 7일간 진탕배양하였고, 선발된 최적 질소원을 1:1의 비율로 질소원 농도를 0〜5% (w/v)까지 달리하여 질소원 선발 실험조건과 같은 방법으로 수행하였다.
고체배지에서 균사생장 측정은 접종된 균사절편의 중심을 직교하는 수직선과 수평선을 평판배지인 petri dish의 밑면에 유성펜으로 그렸으며, 하루 간격으로 배양이 완료될 때까지 종축과 횡축의 직경을 측정한 후 두 값을 평균하여 균사의 생장직경을 측정하였다[4]. 액체배양에서의 건조균체 량은 배양액을 3, 000 rpm에서 15분간 원심분리하여 침전된 균사 체를 2〜3회에 걸쳐 수세한 다음, 60笆에서 24시간 건조하고, desiccator에서 항량이 될 때까지 방치하여 건조중량을 측정 하였다.
고체배지에서 균사생장 측정은 접종된 균사절편의 중심을 직교하는 수직선과 수평선을 평판배지인 petri dish의 밑면에 유성펜으로 그렸으며, 하루 간격으로 배양이 완료될 때까지 종축과 횡축의 직경을 측정한 후 두 값을 평균하여 균사의 생장직경을 측정하였다[4]. 액체배양에서의 건조균체 량은 배양액을 3, 000 rpm에서 15분간 원심분리하여 침전된 균사 체를 2〜3회에 걸쳐 수세한 다음, 60笆에서 24시간 건조하고, desiccator에서 항량이 될 때까지 방치하여 건조중량을 측정 하였다.

대상 데이터

본 연구에 사용한 균주는 Morchella esculents Sichuan Mianyang Edible Fungi Research Institute (Sichuan Prov ince, China)에서 구입하여 사용하였으며, potato dextrose agar (PDA)배지에서 25°C, 8일간 배양한 후 4“C에서 보존하였고, 4주마다 계대 배양하면서 실험에 사용하였다.

성능/효과

곰보버섯의 균사 배양 최적온도를 조사하기 위하여 배양 온도를 달리하여 균사 생육을 조사한 결과 Fig. 1에서와 같이 25°C에서 균사생육이 가장 양호하였고, 35°C에서 균사 생육 이 가장 저조하였다. 이러한 결과는 느타리버섯의 균사 생육 최적온도가 25°C이고, 양송이버섯의 효소생산과 균사생육 최적온도가 30°C라는 보고[6]에서 균주가 다른 차이는 있지만 최적배양온도는 일반적인 버섯 균사생육 온도인 25〜30°c와 유사한 경향이었다.
곰보버섯의 균사 생육에 가장 좋은 최적 배지를 선발하기 위하여 Table 1에서와 같이 공시된 6종의 배지를 조성하여 균사 생육을 조사한 결과 BG 배지에서 3.14 g/L로 최대 균사체 생육을 나타내었고, 그 다음으로는 Czapek, PDB배지 순으로 균사체 생육이 양호하였다(Table 2).
곰보버섯의 균사체의 최적 pH를 조사한 결과는 Fig. 2에 서 보는바와 같이 pH 6.5에서 3.56 g/L로 최대 균사생장을 보였으며, pH 6.0〜7.0범위에서 모두 양호한 균사생육을 보였지만 pH 8.0에서는 균사 생육이 가장 저조한 것으로 나타 났다. pH 범위는 버섯에 따라서 달라서 느타리는 6.
각종 탄소원이 곰보버섯의 균사 생육에 미치는 효과를 조사한 결과는 Table 3에서와 같이 당류에 대하여 광범위한 적응성을 보이고 있음을 알 수 있으며, 특히 단당류인 fructose 첨가구에서 균사생육이 가장 양호하였고 그 다음으로는 su crose, starch가 가장 양호한 편이었다. 탄소원이 균사 생육에 미치는 영향에 관한 보고는 Hashimoto [5] 등은 느타리에서mannose와 starch에서 균사생육이 양호하다고 하였고 Kawai 12] 등이 송이버섯(Trie园0伽 matsutake)은 soluble starch, glucose가 균사생장에 양호하였다고 하여 버섯종류별로 적합한 탄소원도 다름을 알 수 있었다.
탄소원이 균사 생육에 미치는 영향에 관한 보고는 Hashimoto [5] 등은 느타리에서mannose와 starch에서 균사생육이 양호하다고 하였고 Kawai 12] 등이 송이버섯(Trie园0伽 matsutake)은 soluble starch, glucose가 균사생장에 양호하였다고 하여 버섯종류별로 적합한 탄소원도 다름을 알 수 있었다. 최적 탄소원으로 선발된 fructose 농도를 5% (w/v) 첨가시 6.70 g/L로 최대 균사생 육을 보였고 5%이상 첨가시 균사생육이 저하됨을 알 수 있었다(Fig. 3).
질소원이 곰보버섯 균사 생육에 미치는 영향을 조사한 결과는 Table 4에서 보는 바와 같이 복합질소원인 peptone과 암모니아태 질소원인 NHE1 을 혼합하여 첨가하였을 때 6.91 g/L로 최대 균사체 생육을 보였으며 복합 질소원인 malt extract와 질산태 질소원인 NaNCh는 균사체 생육이 가장 저조하였다. 이러한 결과는 버섯 균사체 생육에는 암모니아태질소가 질산태 질소보다 유리하다는 보고卩周와 일치하는 결과이다.

참고문헌 (25)

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표제어: PCR

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용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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