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표고버섯 수확 후 배지의 이화학적, 영양적, 효소적 특성
Physico-chemical, Nutritional, and Enzymatic Characteristics of Shiitake Spent Mushroom Substrate (SMS) 원문보기

생명과학회지 = Journal of life science, v.28 no.11 = no.223, 2018년, pp.1339 - 1346  

성화정 (안동대학교 식품영양학과) ,  표수진 (안동대학교 식품영양학과) ,  김종식 (안동대학교 생명과학과) ,  박종이 (경북바이오산업연구원) ,  손호용 (안동대학교 식품영양학과)

초록
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국내 식용버섯 생산은 인공배지에 의존하고 있으며, 버섯 수확후의 폐 배지는 년간 200만톤 이상이 부생되고 있다. SMS에는 다량의 버섯 균사체와 자실체가 포함되어 있으며, 상당량의 영양성분 및 생리활성물질이 잔존하고 있으나, 현재 특별한 용도없이 폐기되고 있는 실정이다. 따라서, 본 연구에서는 표고버섯 SMS의 고부가가치화를 위해 무접종 살균배지, 1차 SMS 및 3차 SMS의 이화학적, 영양적 및 효소적 특성을 평가하였다. 그 결과, 3차 SMS에서는 대부분의 목질부가 표고버섯 균사체에 의해 분해되어, 미접종 살균배지 및 1차 SMS보다 높은 함량의 조단백, 조지질, 회분 함량을 나타내어 우수한 영양성을 나타내었으며, 미접종 살균배지보다 칼슘은 2.95배, 마그네슘 및 나트륨은 2.35배, 인은 2.1배 이상 높게 나타났다. 유해 중금속인 비소와 카드늄은 검출되지 않았다. 또한 3차 SMS의 경우 pH, brix와 산도는 각각 4.6, 20.0 및 1.4로 나타나, 1차 SMS 보다 가용성 물질 및 유기산의 증가가 월등함을 확인하였다. 무접종 배지와 수확횟수에 따른 SMS 분말 및 추출물의 색차는 유의적으로 변화되어 쉽게 구분가능하였다. 한편 APIZYM kit을 이용한 SMS의 효소 활성 평가결과, 평가한 19종의 효소 모두 우수한 활성을 나타내었으며, 특히 esterase (C4), leucine arylamidase, valine arylamidase, cystine arylamidase, trypsin, ${\alpha}$-chymotrypsin, acid phosphatase, naphtol-AS-BI-phosphohydrolase, ${\alpha}$-galactosidase, ${\beta}$-galactosidase, ${\beta}$-glucuronidase, ${\alpha}$-glucosidase, ${\beta}$-glucosidase, N-acetyl-${\beta}$-glucosaminidase, ${\alpha}$-mannosidase 및 ${\alpha}$-fucosidase는 매우 강력한 활성을 나타내었다. 본 연구결과는 표고버섯 SMS를 이용한 축산, 수산 사료 개발 및 환경정화, 고분자 분해 산업, 생물 전환 산업에 효율적으로 이용 가능함을 제시하고 있다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

In Korea, edible mushrooms are produced largely on commercial artificial media, so the annual production of spent mushroom substrate (SMS), as a by-product of the mushroom industry, is estimated at over 200 million tons. This SMS is assumed to contain abundant fungal mycelia and pre-fruiting bodies,...

주제어

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AI 본문요약
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문제 정의

  • 또한 SMS의 주요 활성성분으로는 수용성 고분자 다당류(polysac-charide)가 주로 보고된 바, 최근 표고버섯 SMS에서 항산화활성의 고분자 다당류[31], 암세포 생육억제 활성의 산성다당류[29] 및 항균 활성의 다당류가 보고되어 있다[30]. 따라서 본 연구에서는 표고버섯 SMS의 이화학적, 영양적 및 효소적 특성을 검토하여 보고하고자 하며, 이는 버섯 산업에서 대량으로 생산되는 SMS의 고부가가치화의 기초자료로 활용될 것이다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
물 추출물의 brix, 산도를 측정한 결과 살균배지, 1회 SMS, 3회 SMS, 최종 수확 표고버섯 순으로 증가한 이유는 무엇인가? 83을 나타내어, SMS와 달리 높은 brix와 산도를 보였다. 이러한 결과는 표고버섯 균사체 성장에 따라 배지성분의 분해가 진행되어 가용성 물질 및 유기산의 증가가 나타남을 의미하고 있으며, 1회 SMS와 3회 SMS상에도 많은 차이가 있음을 의미하고 있다. 또한 각각의 물 추출물의 색차는 유의적인 차이를 나타내었다(p<0.
SMS의 유용 물질 함량이 달라지는 원인은 무엇인가? 최근, 외국에서는 SMS를 이용한 돈분 등의 축사 폐기물의 효율적인 정화에 사용하는 연구가 활발히 진행되고 있어[17-19], 새로운 환경정화제로 사용 가능성이 제시되고 있다. SMS의 유용 물질 함량은, 버섯 접종전의 배지 조성 및 배양 버섯의 종류 및 상태에 의해 달라지게 된다. 현재까지 대부분의 연구는 팽이버섯 SMS에 집중되어 있었으나[5, 13], 최근에는 노루궁뎅이버섯의 SMS [13] 및 표고 톱밥배지의 베타-글루칸 함량에 대해서도 연구되고 있다[24].
SMS의 특징은 무엇인가? 일반적으로 버섯 1 kg 생산에 버섯 배지가 5 kg이 소비되는 것으로 볼 때 국내 버섯 수확후 배지는 년간 200만톤 이상이 배출되는 것으로 추정된다[13]. 한편, 버섯재배에는 배지 영양성분의 약 20~25%가 소요된다고 보고되어[3, 27] SMS에는 상당량의 영양성분이 잔존한다고 알려져 있으며, 또한 SMS에는 이미 버섯 균사체가 수개월 이상 대량 배양된 상태이므로 버섯 자실체 및 균사체로부터 유래하는 β-glucosidase, cellulase 등의 다양한 효소와 식물생육 촉진 유효성분, 항균물질, 병 저항성 유도체 등의 다양한 생리활성을 가진 이차대사산물이 포함되어 있는 것으로 알려져 있다[1, 8, 16, 18, 23, 24, 26]. 그러나 SMS를 폐기물로 판단한 나머지, SMS의 효율적인 재이용에 대한 연구는 초보적인 단계에 있으며[4-7], 현재까지 SMS를 이용한 고부가가치 기능성 소재로의 개발 연구는 매우 제한된 실정이다.
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참고문헌 (31)

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