스마트 팜 시스템을 이용하여 재배한 표고와 일반재배 시스템으로 재배한 표고의 갓 직경과 두께를 조사한 결과로 갓 직경과 굵기, 대 길이와 굵기, 개체중 모두 스마트팜 시스템을 이용하여 재배한 버섯이 조금 높게 나왔고, 갓과 대의 경도는 일반 재배된 버섯이 더 높게 나왔는데 이는 수분 함량이 더 적기 때문에 경도가 높은 것으로 사료된다. DPPH 라디칼 소거능에서는 스마트 팜 시스템에서 재배하여 동결건조한 후에 $60^{\circ}C$에서 추출한 처리구에서 37.8%의 라디칼 소거능을 보여 가장 높은 활성을 보였고, 열풍건조하여 70% 발효주정에서 추출한 처리구가 12.2%로 가장 낮은 활성을 보인 것을 확인하였다. 총 폴리페놀 함량 역시 열수 추출한 처리구가 70% 발효주정에서 추출한 처리구보다 모두 높은 폴리페놀 함량을 가졌고, 동결건조 샘플이 열풍건조 샘플보다 폴리페놀 함량이 높았으며, 스마트 팜 시스템에서 재배한 버섯이 각각의 처리구에서 일반 재배된 버섯보다 조금씩 높은 함량을 가진 것을 확인하였다. 스마트 팜 시스템을 이용하여 표고버섯을 재배했을 때 일반 재배방식으로 재배된 버섯보다 항산화 활성과 폴리페놀 함량이 높게 나와 일반 재배방식보다 더욱 기능성이 향상된 버섯을 만드는데 도움이 될 것이라 생각된다.
스마트 팜 시스템을 이용하여 재배한 표고와 일반재배 시스템으로 재배한 표고의 갓 직경과 두께를 조사한 결과로 갓 직경과 굵기, 대 길이와 굵기, 개체중 모두 스마트팜 시스템을 이용하여 재배한 버섯이 조금 높게 나왔고, 갓과 대의 경도는 일반 재배된 버섯이 더 높게 나왔는데 이는 수분 함량이 더 적기 때문에 경도가 높은 것으로 사료된다. DPPH 라디칼 소거능에서는 스마트 팜 시스템에서 재배하여 동결건조한 후에 $60^{\circ}C$에서 추출한 처리구에서 37.8%의 라디칼 소거능을 보여 가장 높은 활성을 보였고, 열풍건조하여 70% 발효주정에서 추출한 처리구가 12.2%로 가장 낮은 활성을 보인 것을 확인하였다. 총 폴리페놀 함량 역시 열수 추출한 처리구가 70% 발효주정에서 추출한 처리구보다 모두 높은 폴리페놀 함량을 가졌고, 동결건조 샘플이 열풍건조 샘플보다 폴리페놀 함량이 높았으며, 스마트 팜 시스템에서 재배한 버섯이 각각의 처리구에서 일반 재배된 버섯보다 조금씩 높은 함량을 가진 것을 확인하였다. 스마트 팜 시스템을 이용하여 표고버섯을 재배했을 때 일반 재배방식으로 재배된 버섯보다 항산화 활성과 폴리페놀 함량이 높게 나와 일반 재배방식보다 더욱 기능성이 향상된 버섯을 만드는데 도움이 될 것이라 생각된다.
In this study, the morphology and antioxidant content of shiitake mushrooms (Lentinula edodes) cultivated in smart farms and general farms have been compared. With regard to morphology, mushrooms produced in the smart farm system exhibited a slightly thicker and wider pileus and thicker and longer s...
In this study, the morphology and antioxidant content of shiitake mushrooms (Lentinula edodes) cultivated in smart farms and general farms have been compared. With regard to morphology, mushrooms produced in the smart farm system exhibited a slightly thicker and wider pileus and thicker and longer stipe than those in the general farm system. The stipe in the mushrooms from moderate-sized farms was harder, because the low relative humidity of cultivation rooms could induce mushroom tissue to harden. With regard to the antioxidant content, the free radical scavenging activity was evaluated by the DPPH assay. Among the various treatments, hot water extracts of freeze-dried shiitake produced from smart farms exhibited the highest DPPH value of 37.8%. In contrast, the lowest activity of 12.2% was observed in a 70% fermented alcohol extract of shiitake that was dried by hot air. The polyphenol content was higher in hot water extracts than in 70% fermented alcohol extracts. Additionally, the polyphenol content was higher in the freeze-dried samples than in hot-air dried ones. The smart-farm system was preferred over the general cropping system for cultivating shiitake mushrooms, because the antioxidant activity and polyphenol content of mushrooms from the smart-farm system was better; the functionality of this system was more improved than that of the general cropping system, and it enables mushrooms to be cultivated more efficiently. The antioxidant content is represented as the $mean{\pm}SD$ of three replicates. Different letters indicate significant differences among samples, i.e., p<0.05.
In this study, the morphology and antioxidant content of shiitake mushrooms (Lentinula edodes) cultivated in smart farms and general farms have been compared. With regard to morphology, mushrooms produced in the smart farm system exhibited a slightly thicker and wider pileus and thicker and longer stipe than those in the general farm system. The stipe in the mushrooms from moderate-sized farms was harder, because the low relative humidity of cultivation rooms could induce mushroom tissue to harden. With regard to the antioxidant content, the free radical scavenging activity was evaluated by the DPPH assay. Among the various treatments, hot water extracts of freeze-dried shiitake produced from smart farms exhibited the highest DPPH value of 37.8%. In contrast, the lowest activity of 12.2% was observed in a 70% fermented alcohol extract of shiitake that was dried by hot air. The polyphenol content was higher in hot water extracts than in 70% fermented alcohol extracts. Additionally, the polyphenol content was higher in the freeze-dried samples than in hot-air dried ones. The smart-farm system was preferred over the general cropping system for cultivating shiitake mushrooms, because the antioxidant activity and polyphenol content of mushrooms from the smart-farm system was better; the functionality of this system was more improved than that of the general cropping system, and it enables mushrooms to be cultivated more efficiently. The antioxidant content is represented as the $mean{\pm}SD$ of three replicates. Different letters indicate significant differences among samples, i.e., p<0.05.
이에 본 연구에서는 스마트팜 시스템으로 재배환경 조절된 표고와 일반적인 재배환경에서 재배된 표고의 형태 학적 특성평가를 비교하고, 건조 방법 및 추출 용매를 달리한 후 이에 따른 생리활성 변화를 조사하여 스마트팜 시스템이 버섯의 형태 및 기능성 증진에 도움을 주는지 여부를 밝혀 기초자료로 쓰고자 수행하였다.
제안 방법
DPPH 라디칼 소거능 실험은 Blois(1958)의 방법을 변형하여 전자공여효과로 나타나는 각 추출물에 대한 환원력을 측정하였다. 99.
표고버섯 자실체의 품질을 나타내는 형태적 특성평가를 하였다. 조사 내용으로는 갓의 크기 및 두께 그리고 대의 길이와 굵기를 Caliper를 사용하여 조사하였고, 갓과 대의 색채는 색 체계(Minolta Chroma Meter, CR-400)를 사용하여 검정하였으며, 갓과 대의 경도는 경도계를 이용하여 측정하였다.
표고버섯 자실체를 동결건조 및 열풍건조 시켜 분쇄한 후 건조 시료의 20배(v/w)의 D.W. 와 99.9%의 발효주정을 70%로 희석하여 각각을 추출용매로 가하여 24시간씩 3반복 추출한 후 흡입 여과하였고, 여과액을 회전감압 농축하여 제조된 추출물을 실험에 사용하였다.
대상 데이터
실험에 사용된 표고는 일반 재배방식으로 재배된 표고와 충북 충주시에 위치한 A농가에 스마트팜 시스템으로 재배된 표고이며, 이 스마트팜 시스템은 표고에 대한 센서 정보를 수집하는 환경정보수집부, 생육환경 정보관리 시스템부, 기타장치부로 나눠진다. 환경정보 수집부는 온도, 습도, CO2 , 배지센서와 센서로부터 검침된 정보를 유선통신을 통해 수집서버로 전송하는 통신게이트웨이로 구성하였고, 장기간의 수집 데이터를 바탕으로 데이터베이스를 구축할 수 있게 생육환경 정보관리 시스템부는 환경 정보수집부로부터 수집된 정보를 분석, 저장, 디스플레이 하는 수집서버와 실시간 생장환경 모니터링 및 중앙 표고 버섯재배시스템과 통신하기 위한 소프트웨어로 구성하였다.
실험에 사용된 표고는 일반 재배방식으로 재배된 표고와 충북 충주시에 위치한 A농가에 스마트팜 시스템으로 재배된 표고이며, 이 스마트팜 시스템은 표고에 대한 센서 정보를 수집하는 환경정보수집부, 생육환경 정보관리 시스템부, 기타장치부로 나눠진다. 환경정보 수집부는 온도, 습도, CO2 , 배지센서와 센서로부터 검침된 정보를 유선통신을 통해 수집서버로 전송하는 통신게이트웨이로 구성하였고, 장기간의 수집 데이터를 바탕으로 데이터베이스를 구축할 수 있게 생육환경 정보관리 시스템부는 환경 정보수집부로부터 수집된 정보를 분석, 저장, 디스플레이 하는 수집서버와 실시간 생장환경 모니터링 및 중앙 표고 버섯재배시스템과 통신하기 위한 소프트웨어로 구성하였다. 마지막 기타 장치로 버섯 상태 확인을 위한 관제시스템인 영상감시장치, 패널 외함 등으로 구성한 후, 시스템을 운용하여 실험에 사용하였다.
데이터처리
모든 실험은 3회 이상 반복하였으며 통계처리는 SPSS Statistics 19 프로그램을 사용하여 시료의 평균 및 표준편차를 구하였으며, 각 실험의 평균차에 대한 통계적 유의성 검정은 ANOVA 및 Duncan의 다중검증법(DMRT, Duncan’s multiple range test)(Duncan, 1955)으로 하였다.
이론/모형
폴리페놀 함량은 Folin-Denis(1912) 방법에 의해 측정하였다. 표고버섯 추출물 0.
성능/효과
3). 폴리페놀 함량 역시 재배조건 및 건조조건에 영향 없이 각열수 추출물에서 가장 높은 함량을 가진 것으로 나타났고, 스마트 팜으로 재배환경 조절된 표고가 일반 재배된 표고보다 높게 나온 것을 확인하였다(Fig. 3). Kim 등(2012) 이 보고한 바와 같이 다른 용매추출물에 비해 열수 추출물에서 총 폴리페놀 함량이 더 높은 것을 확인하였고, 이는 DPPH 라디칼 소거능과 총 페놀성 화합물의 함량을 밀접한 상관관계가 있다고 보고한 Wang 등(2003)의 보고와도 일치하였다.
스마트 팜 시스템을 이용하여 재배한 표고와 일반재배 시스템으로 재배한 표고의 갓 직경과 두께를 조사한 결과는 Table 1과 같다. 갓 직경과 굵기, 대 길이와 굵기, 개체 중 모두 스마트 팜 시스템을 이용하여 재배한 버섯이 조금 높게 나왔고(Fig. 1), 갓과 대의 경도는 일반 재배된 버섯이 더 높게 나왔는데 이는 수분 함량이 더 적기 때문에 경도가 높은 것으로 사료된다.
비타민 C와 같이 섭취 가능한 항산화물질은 free radical을 환원시키거나 제거하여 활성산소를 제거하는 비효소적 방어체제로 질병예방을 위한 중요한 물질이다(Gardner and Fridovich, 1991). 표고버섯의 항산화 활성을 확인하기 위해 DPPH radical 소거활성을 측정한 결과 Fig. 2와 같이 스마트 팜 시스템에서 재배한 버섯이 일반 재배환경으로 재배한 버섯보다 높은 라디칼 소거능을 보였고, 건조방법에 따라 가장 높은 소거능을 보인 처리구는 동결건조 버섯이 열풍건조 버섯보다 높게 나온 것을 확인하였다. 본 실험에서의 건조방법에 관계없이 열수 추출물이 70% 발효주정 추출물보다 높은 라디칼 소거능을 보였고 스마트팜 시스템으로 재배한 버섯이 모든 처리구에서 일반재배버섯보다 높은 라디칼 소거능을 보인 것을 확인하였다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
표고의 주 유통상태는 어떠한가?
표고는 수분 함량이 높고 조직이 연하여 신선한 상태를 장기간 유지하기가 어려워 주로 건조 상태로 저장·유통된다. 일반적으로 버섯을 건조하면 색, 질감, 영양 성분 및 생리활성 정도에 변화를 초래하는데(Stapelfeldt et al.
표고와 같은 버섯 건조 시 색, 질감, 영양 성분 및 생리 활성 정도가 변하는 이유는?
, 2007) 등이 보고된 바 있다. 이러한 결과를 갖게 되는 이유는 버섯 재배환경은 버섯의 종류, 품종에 따라 온도, 습도, CO2 , 광등 매우 다양하고 건조방법 또한 다양하기 때문이다.
표고의 기능성 성분은 무엇인가?
식용버섯으로 많이 알려진 표고는 체내 면역기능을 높여주는 Lentinan(β-1,3-D-glucan)과 혈중 콜레스테롤을 제거하여 고혈압, 동맥경화 등 성인병 예방 효과를 나타내는 Eritadenine, 그리고 체내에서 비타민 D₂로 합성되어 칼슘의 흡수를 높여주는 Ergosterin 등을 포함한다고 알려져 있다(Enman et al., 2007; Hatvani, 2001; Kim et al.
참고문헌 (13)
Blois MS. 1958. Antioxidant determination by the use of a stable free radical. Nature. 181:1191-1200.
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