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문제 정의
- 따라서 본 연구에서는 LED광의 파장을 달리하여 재배한 새송이버섯의 품질특성 분석과 동시에 새송이버섯 재배에 가장 적합한 광질을 구명하여, 새송이버섯의 LED광 이용 재배법 확립을 위한 기초자료를 얻고자 하였다.
가설 설정
- 2)Means±SD(n=15) with different letters are significantly different at 5% level.
- 2)Means±SD(n=10) with different letters are significantly different at 5% level.
제안 방법
- 실험용 새송이버섯은 광원의 조건을 각각 달리하여 재배하였으며, 배지의 주재료로 공시한 미송톱밥은 약 5개월간 야적하여 사용하였다. 첨가제로 신선한 미강 건조물을 모든 처리구에 동일한 양으로 첨가하였으며, 배지의 수분함량을 65%로 조절하여 새송이버섯 병재배용 배지재료로 사용하였다. 생육조건은 수확기까지 온도 15℃, 습도 85-90%의 조건하에서 생육하였으며, 이산화탄소의 농도는 1,000 ppm이었다.
- 0 pmol·m-2·s-1의 범위였다. 광량제어기(㈜라이텍코리아, 버섯 생장용 LED 제어기, Gwangju, Korea)를 이용하였으며, 1시간 간격으로 on/off함으로써 조절하였다.
- 새송이 버섯의 색도는 색차계(CR-400, Minolta Co, Osaka, Japan)를 백색판(L=97.79, a=-0.38, b=2.05)으로 보정 하여 부위별(갓, 자루)로 L*(백색도), a*(적색도) 및 b*(황색도) 값을 측정하였다.
- 경도는 Rheometer (Compac-100 Ⅱ, Sun Scientific Co, Tokyo, Japan)를 사용하여 각 부위별(갓, 자루)로 측정하였다. 시료는 실험군 별로 10개씩 임의로 취하여 cork borer (diameter 2 cm, thickness 1 cm)로 균일하게 절단하여 이용하였다.
- 경도는 Rheometer (Compac-100 Ⅱ, Sun Scientific Co, Tokyo, Japan)를 사용하여 각 부위별(갓, 자루)로 측정하였다. 시료는 실험군 별로 10개씩 임의로 취하여 cork borer (diameter 2 cm, thickness 1 cm)로 균일하게 절단하여 이용하였다. 이 때 측정조건은 탐침 직경 2 mm, 진입 거리 30%, 테이블 속도 60 mm/min이었다.
- 새송이 버섯 재배에 효과적인 LED 광질을 구명하기 위하여, 청색광(450 nm), 적색광(650 nm), 녹색광(525 nm), UV-A(365 nm) 및 혼합광(청*적, 청*녹, 적*녹, 청*적*녹*UV-A)의 LED광을 이용하여 재배한 새송이버섯의 품질 특성을 조사하였으며, 대조구의 광원으로는 관행재배에 이용되고 있는 형광등을 사용하였다. LED의 파장이 길어질수록 총 길이가 길어지는 경향이었으며, 중량 또한 증가하는 것으로 나타났다.
대상 데이터
- 실험용 새송이버섯은 광원의 조건을 각각 달리하여 재배하였으며, 배지의 주재료로 공시한 미송톱밥은 약 5개월간 야적하여 사용하였다. 첨가제로 신선한 미강 건조물을 모든 처리구에 동일한 양으로 첨가하였으며, 배지의 수분함량을 65%로 조절하여 새송이버섯 병재배용 배지재료로 사용하였다.
- LED는 본 연구를 위하여 특별히 제작한 것(㈜라이텍코리아, LED light Controller Ver 3.0, Gwangju, Korea)으로 청색광(450 nm), 적색광(650 nm), 녹색광(525 nm), UV-A(365 nm) 및 혼합광(청*적, 청*녹, 적*녹, 청*적*녹*UV-A)의 형태로 이용하였으며, 대조구로는 관행재배에 이용되는 형광등을 사용하였다. LED 광원은 시료의 약 30 cm 높이에 설치하였으며, 광도는 예비실험을 통하여 광량을 50%로 설정한 것으로, 64.
- 경북대학교 식품공학과 학부 및 대학원생 15명을 대상으로 외관, 색, 향, 전반적 기호도에 대하여 5점 채점법(1=매우 싫음, 2=싫음, 3=보통, 4=좋음, 5=매우 좋음)으로 실시하였다.
데이터처리
- 실험결과는 SAS procedure를 이용하여 분산분석과 Duncan's multiple range test(18)를 실시하여 통계적 유의성을 검정하였다.
이론/모형
- 새송이버섯의 일반성분은 AOAC법(16)과 Van-Soest법으로 분석하였다(17). 즉, 수분은 생시료를 이용하여 상압 가열건조법으로 정량하였고, 조회분, 조단백, 조지방, 조섬유는 동결건조 분말을 이용하여 각각 건식회화법, Kjeldahl 법, Soxhlet 추출법, Neutral Detergent Fiber (NDF)법으로 실시하였다.
- 새송이버섯의 일반성분은 AOAC법(16)과 Van-Soest법으로 분석하였다(17). 즉, 수분은 생시료를 이용하여 상압 가열건조법으로 정량하였고, 조회분, 조단백, 조지방, 조섬유는 동결건조 분말을 이용하여 각각 건식회화법, Kjeldahl 법, Soxhlet 추출법, Neutral Detergent Fiber (NDF)법으로 실시하였다.
성능/효과
- LED광의 파장을 달리하여 재배한 새송이버섯의 생육특성은 Table 1에 나타낸 것과 같다. 장파장으로 갈수록 총길이가 길어지는 경향이었으며, 중량 또한 증가하는 것으로 나타났다. 이는 같은 주름버섯목에 속하는 잣버섯의 경우와 유사하였으며(19), LED광을 이용하여 재배한 느타리버섯에서 자루의 길이와 중량은 적색광에서 가장 많이 증가했다고 보고한 것과도 일치하는 결과였다(20).
- 적색광, 녹색광 및 적·녹 혼합광만이 비교적 건전한 생장을 한 것으로 보이는데, 앞서 살펴본 것처럼 적색광에서 재배한 새송이버섯은 비교적 길고 굵은 자루를 가진것으로 나타난 반면, 청색광에서 재배한 새송이버섯의 자루는 생육이 억제된 모습을 보였다. 따라서 새송이버섯은 적색광에서 재배하는 것이 가장 적합할 것으로 사료되며, 영지버섯을 LED광으로 재배할 때의 최적파장이 청색광의 파장대인 425-475 nm라고 보고(26)된 것은 영지버섯의 형태적 특성상 본 연구와 일맥상통하는 결과라 생각되므로 버섯의 종류에 따라 적절한 광을 선택하는 것이 바람직할것으로 판단된다. 한편, 광형태형성에 관여하는 파이토크롬(phytochrome)은 식물체의 개화, 줄기 신장, 종자 발아 조절 등을 유도하는 역할을 하는 광수용체로 적색광이 주요 흡수 파장대로 알려져 있는데(27), 이로 미루어 보아 새송이버섯에도 파이토크롬이 존재하거나, 같은 파장대를 흡수하는 광수용체가 존재할 것으로 예상된다.
- 3%의 함량을 나타낸다는 보고(32)와 유사하였다. 새송이버섯은 섬유소, 단백질및 무기질의 함량은 높고, 조지방의 함량은 매우 낮은 식품 소재라 할 수 있으며, LED광을 이용하여 재배한 모든 구에서 조섬유 함량의 증가가 나타났다. 조단백질, 조지방 및 조회분의 함량이 각각 30.
- 새송이버섯은 섬유소, 단백질및 무기질의 함량은 높고, 조지방의 함량은 매우 낮은 식품 소재라 할 수 있으며, LED광을 이용하여 재배한 모든 구에서 조섬유 함량의 증가가 나타났다. 조단백질, 조지방 및 조회분의 함량이 각각 30.20%, 1.80%, 5.16%라고 보고한 Kim 등의 연구(33)와 본 실험의 결과는, 농촌진흥청에서 배포한 식품영양성분표에 기재된 새송이버섯 생체의 수분함량(87.8%)과 건조물의 조단백질(37.7%), 조지방(1.1%) 및 조회분(7.2%)에 비해 수분 및 조지방의 함량은 높고, 조단백질 및 조회분의 함량은 낮은 실험재료였음에도 불구하고, 홍조류인 꼬시래기 건물의 조회분 함량인 4.46%보다 높은 함량으로 나타났다(34). 선호도가 높은 버섯 건조물의 조단백질 및 조회분의 함량을 각각 비교한 결과, 느타리버섯 12.
- 46%보다 높은 함량으로 나타났다(34). 선호도가 높은 버섯 건조물의 조단백질 및 조회분의 함량을 각각 비교한 결과, 느타리버섯 12.8% 및 4%, 표고버섯 18.5% 및 4.3%, 상황버섯 5.5%및 1.0%, 영지버섯 10.9% 및 1.1%로 새송이버섯의 조단백질 및 조회분의 함량은 상당히 높은 수준임을 알 수 있었다. 또한, 새송이버섯의 갓과 자루를 분리하여 조단백질과 조회분을 분석한 결과, 갓의 함량은 34.
- 1%로 새송이버섯의 조단백질 및 조회분의 함량은 상당히 높은 수준임을 알 수 있었다. 또한, 새송이버섯의 갓과 자루를 분리하여 조단백질과 조회분을 분석한 결과, 갓의 함량은 34.40% 및 7.96%, 자루의 함량은 16.37% 및 5.32%로 갓에 그 함량이 더 많은 것으로 나타났는데(35), 광질에 따라 각 성분의 함량 차이가 나타나는 것은 생육특성에 따라 갓과 자루의 비율이 달라지기 때문인 것으로 사료된다.
- 특히, 외관적 상품가치 중 하나인 백색도는 자루의 L*값과 연관지을 수 있는데, 이는 버섯의 갈변도와 직결되므로 신선도를 판단하는 중요한 지표로 작용할 수 있다고 생각된다. 들깨를 청색광과 적색광으로 재배하여 잎의 뒷면을 측정한 결과 청색광에서보다 적색광에서 자색의 정도가 진하다고 보고하였는데(36), 본 실험에서도 새송이버섯의 갓을 비교한 결과 적색광 및 적색광을 포함한 구에서 a*값이 높게 나타났고, 청색광 및 청색광을 포함한 구에서 b*값이 낮게 나타났음을 확인할 수 있었다. 자루보다는 갓이 더많은 영향을 받는 것으로 나타났는데, 이는 광원이 갓의 바로 위쪽에 설치되어 있으므로 갓이 자람에 따라 자루의 일부분에는 LED광이 비교적 덜 조사되었기 때문인 것으로 생각된다.
- 또한, 같은 속에 속하는 느타리버섯을 다른 파장의 LED광 조건 하에서 재배한 연구(20)에서도 적색광에서 L*값의 증가가 나타났고, 청색광에서는 반대의 결과가 나타나 본 실험결과와 유사하였다. 이로써 LED광이 나타내는 색에 따라 새송이버섯의 색도가 유의적으로 다르게 나타나는 것을 알 수 있었으며, 소비자의 기호성에 상당히 큰영향을 미칠 것으로 예상되는 바, L*값이 가장 높게 나타난 적색광이 가장 적합할 것이라 판단된다.
- 또한, 자루에 대하여 통계처리를 실시한결과, 적색광, 녹색광, 적·녹 혼합광 및 UV-A 조건 하에서 재배한 새송이버섯의 경도 측정값이 대조구에 비하여 유의적으로 낮게 나타난 것으로 보아 새송이버섯의 길이가 경도에 어느 정도 영향을 미치는 것으로 생각된다.
- 이는 외관이 대조구와 흡사함을 의미하는 것으로, 통계처리 결과 모든 항목에서 유의적으로 높은 점수를 얻은 적색광 처리구가 선호경향이 가장 강한 것을 알 수 있었으며, 녹색광 및 적·녹 혼합광이 그 뒤를 잇는 것으로 나타났다.
- 향은 유의적 차이가 없는 것으로 나타났고, 점수상으로는 외관, 색 및 전반적 기호도 항목에서 적색광에서 재배한 새송이버섯이 월등히 높은 점수를 받았으며, 녹색광 및 적·녹혼합광에서 재배한 새송이버섯이 그 다음으로 높게 나타났다.
- LED광 종류를 달리하여 재배한 새송이버섯의 경도 (hardness)를 측정한 결과는 Table 4에 나타낸 것과 같다. 갓의 경도가 높은 시료에서 자루의 경도도 높은 경향이었으며, 모든 구에서 갓의 경도 측정값이 대조구보다 높게 나타났으나, 통계처리 결과 유의적인 차이가 크게 없는 것으로 나타나 전반적으로 대조구와 유사한 조직감을 나타내는 것으로 판단된다. 또한, 자루에 대하여 통계처리를 실시한결과, 적색광, 녹색광, 적·녹 혼합광 및 UV-A 조건 하에서 재배한 새송이버섯의 경도 측정값이 대조구에 비하여 유의적으로 낮게 나타난 것으로 보아 새송이버섯의 길이가 경도에 어느 정도 영향을 미치는 것으로 생각된다.
- 향은 유의적 차이가 없는 것으로 나타났고, 점수상으로는 외관, 색 및 전반적 기호도 항목에서 적색광에서 재배한 새송이버섯이 월등히 높은 점수를 받았으며, 녹색광 및 적·녹혼합광에서 재배한 새송이버섯이 그 다음으로 높게 나타났다. 이들이 유의적인 선두 그룹으로 나타난 것으로 보아 소비자들의 판단 기준에는 갓의 색도, 자루의 길이 및 두께가 그 중심에 있으며, 기호성에 큰 영향을 미치고 있다는 것을 알 수 있었다. 특히 갓의 색이 연하고 자루가 건전한 생장을 했다고 여겨질 때, 외관, 색 및 전반적 기호도에서 높은 점수를 기록하였다.
- 새송이 버섯 재배에 효과적인 LED 광질을 구명하기 위하여, 청색광(450 nm), 적색광(650 nm), 녹색광(525 nm), UV-A(365 nm) 및 혼합광(청*적, 청*녹, 적*녹, 청*적*녹*UV-A)의 LED광을 이용하여 재배한 새송이버섯의 품질 특성을 조사하였으며, 대조구의 광원으로는 관행재배에 이용되고 있는 형광등을 사용하였다. LED의 파장이 길어질수록 총 길이가 길어지는 경향이었으며, 중량 또한 증가하는 것으로 나타났다. 또한, 섬유소, 단백질 및 무기질의 함량은 높고, 조지방의 함량은 매우 낮았으며, LED광을 이용하여 재배한 모든 구에서 조섬유 함량의 증가가 나타났다.
- LED의 파장이 길어질수록 총 길이가 길어지는 경향이었으며, 중량 또한 증가하는 것으로 나타났다. 또한, 섬유소, 단백질 및 무기질의 함량은 높고, 조지방의 함량은 매우 낮았으며, LED광을 이용하여 재배한 모든 구에서 조섬유 함량의 증가가 나타났다. 경도를 측정한 결과, 갓은 전반적으로 대조구와 유사한 조직감을 나타내었고, 자루는 적색광, 녹색광, 적·녹 혼합광및 UV-A의 조건 하에서 재배한 새송이버섯이 유의적으로 낮은 것으로 나타났다.
- 경도를 측정한 결과, 갓은 전반적으로 대조구와 유사한 조직감을 나타내었고, 자루는 적색광, 녹색광, 적·녹 혼합광및 UV-A의 조건 하에서 재배한 새송이버섯이 유의적으로 낮은 것으로 나타났다.
- 밝은 계통의 갓을 가진 구는 자루도 밝은 경향이었으며, 자루의 색도 측정 결과도 갓과 유사한 경향을 나타냈다. 관능평가 결과 외관이 대조구와 흡사할수록 높은 점수를 받았으며, 그 중 적색광 처리구가 선호경향이 가장 강한 것으로 나타났다. 반면, UV-A 및 청색광을 포함한 나머지 처리구는 어두운 계통의 갓으로 표고버섯 수준의 색을 띄었으며, 신장이 억제되어 짧은 자루를 가진 새송이버섯이 재배되었다.
- 반면, UV-A 및 청색광을 포함한 나머지 처리구는 어두운 계통의 갓으로 표고버섯 수준의 색을 띄었으며, 신장이 억제되어 짧은 자루를 가진 새송이버섯이 재배되었다. 또한, 이상의 결과로 광질은 새송이버섯의 품질에 큰 영향을 미치는 것을 알 수 있었으며, 새송이버섯 재배에 LED 기술을 접목시킬 때에는 적색광을 이용하는 것이 가장 적합한 것으로 판단된다.
후속연구
- 또한, 자루에 대하여 통계처리를 실시한결과, 적색광, 녹색광, 적·녹 혼합광 및 UV-A 조건 하에서 재배한 새송이버섯의 경도 측정값이 대조구에 비하여 유의적으로 낮게 나타난 것으로 보아 새송이버섯의 길이가 경도에 어느 정도 영향을 미치는 것으로 생각된다. 한편, 버섯의 물성은 배지와 밀접한 관련이 있다고 알려져 있는데, 배지의 조성이 본 연구의 최적의 LED광과 시너지 효과를 만들어낸다면 보다 뛰어난 고품질의 새송이버섯을 재배할 수 있을 것으로 기대된다.
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