Sparassis latifolia is one of the most expensive mushrooms in Korean market owing to its high ${\beta}$-glucan content and immunoactivity. However, because of the long cultivation period and high contamination rates, it has low production efficiency. Therefore, we first need to establish ...
Sparassis latifolia is one of the most expensive mushrooms in Korean market owing to its high ${\beta}$-glucan content and immunoactivity. However, because of the long cultivation period and high contamination rates, it has low production efficiency. Therefore, we first need to establish the optimum conditions for liquid spawn production to increase its production efficiency. As a result of experiments, molasses culture medium was selected for mycelial growth. Also, the optimum sugar content for molasses and amount of aeration used were approximately 8 Brix% and 0.3~0.6 vvm, respectively. Mycelial dry weight increases, while the medium decreases, as the incubation period increases. Therefore, to achieve maximum production efficiency, the incubation period of 9 to 11 days is appropriate.
Sparassis latifolia is one of the most expensive mushrooms in Korean market owing to its high ${\beta}$-glucan content and immunoactivity. However, because of the long cultivation period and high contamination rates, it has low production efficiency. Therefore, we first need to establish the optimum conditions for liquid spawn production to increase its production efficiency. As a result of experiments, molasses culture medium was selected for mycelial growth. Also, the optimum sugar content for molasses and amount of aeration used were approximately 8 Brix% and 0.3~0.6 vvm, respectively. Mycelial dry weight increases, while the medium decreases, as the incubation period increases. Therefore, to achieve maximum production efficiency, the incubation period of 9 to 11 days is appropriate.
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문제 정의
일반적으로 꽃송이버섯은 균사배양 기간이 다른 버섯보다 길고 배양초기에 푸른곰팡이 오염율이 높아(Oh, 2009) 생산효율이 낮으며 안정적 재배기술은 미흡한 실정이다. 이에, 꽃송이버섯 안정재배 및 생산 효율 향상을 위해서는 적합 배지개발, 품종육성, 종균 제조 기술개발이 시급한 실정으로 본 연구의 목적은 액체 종균 배지 조성 및 배양조건을 설정하여 종균의 안정적 공급을 해결하는 것이다.
제안 방법
3 L를 넣고 121oC에 40분 살균 후 접종하였다. 0.3~1.2vvm(l/l/min)범위에서 0.3간격으로 4수준으로 처리하여 25oC 내외에서 14일정 도 배양한 후 균체량, 균체 직경, CO2 발생량을 조사하였다. 균체량은 배지선발시험과 동일하게 하였으며, 균체직 경은 배양 완료 후 거른 후 바로 균체 30개의 직경을 캘리 퍼스(Mitutoyo, Japan)로 측정하였다.
3 l를 채워 121oC에 40분 살균하였다. 1차 시험은 5, 10, 15, 20일로 처리하였고, 2차시험은 7, 9, 11, 13일로 2일간격으로 조정하여 균체량, 균체 직경, CO2 발생량을 통기량 시험과 동일하게 조사하였다.
균체량은 배지선발시험과 동일하게 하였으며, 균체직 경은 배양 완료 후 거른 후 바로 균체 30개의 직경을 캘리 퍼스(Mitutoyo, Japan)로 측정하였다. CO2 발생량은 간이식 측정기인 Rotronic(Swiss) 으로 액체종균 배출구에서 30초간 측정하였다.
가장 효율적인 배양기간을 알아보고자 GMSL69033균 주과 품종‘너울’을 7~13일까지 통기량을 0.3vvm으로 고정하여 CO2 발생량과 균사생장양상을 조사하였다.
균사생장량은 배양완료 후 거름종이에 걸러 60oC내외에서 2~3일 건조하여 균체무게를 조사하였으며, 배지 당도는 Pocket Refractometer PAL-1(ATAGO, Japan), pH 는 FiveEasy Plus(Metter Toledo, Swiss)로 3반복 측정하였고, 배지감소율은 배양완료 후 감소된 배지부피를 초기 배지부피기준으로 백분율로 계산하였다.
균사생장이 우수했던 GMSL69033균주와 대조로 ‘너울’ 품종을 시험균주로 적합 Brix%, 통기량 및 배양기간 설정 시험을 수행하였다.
3간격으로 4수준으로 처리하여 25oC 내외에서 14일정 도 배양한 후 균체량, 균체 직경, CO2 발생량을 조사하였다. 균체량은 배지선발시험과 동일하게 하였으며, 균체직 경은 배양 완료 후 거른 후 바로 균체 30개의 직경을 캘리 퍼스(Mitutoyo, Japan)로 측정하였다. CO2 발생량은 간이식 측정기인 Rotronic(Swiss) 으로 액체종균 배출구에서 30초간 측정하였다.
균사생장이 우수했던 GMSL69033균주와 대조로 ‘너울’ 품종을 시험균주로 적합 Brix%, 통기량 및 배양기간 설정 시험을 수행하였다. 꽃송이버섯 균사배양에 적합한 당원과 Brix%를 알아보기 위해 균사 생장량이 우수했던 LM7 배지, Fructose만 8% 첨가한 LM7-1배지, 엿기름 추출 배지를 Brix % 별로 균사 생장량을 분석하였다. Table 5에서는 배지종류별 pH와 Brix를 분석한 결과로, 살균 후 pH는 4.
꽃송이버섯 안정생산을 위해 액체종균배지조성 및 배양조건에 관한 연구결과, 물엿을 8Brix%로 조절하고 질소원으로 Yeast extract를 0.2%첨가한 배지에서 균사생장량이 우수하여 적합 배지로 선발하였다. 통기량에 따른 CO2발생량은 배양 9일까지 증가하다 감소하였고, 통기량 이 높을수록 균체직경은 작아지고 배지감소율은 증가하여 통기량 0.
6 vvm이 적합하였다. 또한, 배양기간이 길수록 균체량이 많았으나, CO2 발생량이 높고 배지감소율이 낮은 9~11일을 적합 배양기간으로 설정하였다.
당화액은 냉장보관하여 시험처리에 따라 당도를 조절하여 배지를 제조하였다. 물엿배지는 시중에 판매되는 물엿 종류별로 당도를 8Brix%로 조절하여 Yeast extract를 0.2%첨가한 후 100ml 삼각플라스크에 20 ml 분주하여 고압 살균하였다.
2차 시험은 ‘너울’을 대조로 하고 균사배양이 비교적 우수한 GMSL69033을 시험균주로 사용하였다. 배지는 1차 시험 결과 선발된 물엿 8Brix%와 Yeast extract 0.2%첨가하여 5L 내열성플라스틱용기에 배지는 3.3 L를 넣고 121oC에 40분 살균 후 접종하였다. 0.
배지재료 추출물은 낙엽송톱밥, 옥수수분, 비트펄프를 증류수와 1:10(w/v)으로 혼합하여 105oC에서 30분 열처리 후 상등액을 채취한 후 증류수로 초기 부피로 맞추었다. 500 ml 삼각플라스크에 배지를 200 ml 분주하여 121oC에서 20분 살균하여 140rpm으로 진탕배양하였다.
1%로 혼합하여 10L 제조하여 121oC에 40분 살균 후 접종하였다. 시험균주는 GMSL69032와 GMSL69033로 통기량 0.5~2.0vvm(l/l/min) 범위에서 0.5간격으로 4수준으로 처리하였다. 2차 시험은 ‘너울’을 대조로 하고 균사배양이 비교적 우수한 GMSL69033을 시험균주로 사용하였다.
2%의 yeast extract를 첨가배지에서는 8Brix%내외로 조절하는 것이 적합하였다. 엿기름추출배지를 제조하려면 하루정도 당화과정이 필요하여 노동력과 시간을 절약할 수 있는 배지를 개발하기 위해 시중에 판매되는 물엿 2종류를 8brix%로 희석하고 Yeast extract를 0.2%를 첨가한 배지에서 균사 생장량을 비교하였다(Table 7). 그 결과 GMSL69033은엿기름추출배지와 물엿종류에 따른 균체량이 통계적 유의성을 보이지 않았으나,‘너울’은 물엿1보다 물엿2배지에서 균체량이 많아, 균주별로 다른 양상을 보였다.
이상의 결과, 물엿을 8Brix%로 조절하고 질소원으로 Yeast extract를 0.2% 첨가한 배지를 꽃송이버섯 액체종균 배지로 선발하였다.
일반적으로 버섯 균사생장에는 배지pH와 영양원이 영향을 끼치므로 배지pH와 가용성고형물을 나타내는 Brix 를 살균전후 조사하였다(Table 2).
대상 데이터
2차 시험은 ‘너울’을 대조로 하고 균사배양이 비교적 우수한 GMSL69033을 시험균주로 사용하였다.
대조품종으로 ‘너울’과 농가에서 수집한 GMSL69032, 69033, 69034를 사용하였다.
500 ml 삼각플라스크에 배지를 200 ml 분주하여 121oC에서 20분 살균하여 140rpm으로 진탕배양하였다. 적합 배지 당도 선발시험을 위해 엿기름 추출물을 사용하였다. 엿기름추출물은 엿기름과 증류수를 무게비로 1:3으로 혼합하여 65oC에서 6시간 당화하여 침전물을 제외하고 상등액을 105oC에 5분 열처리를 통해 당화를 정지시켰다.
성능/효과
CO2 발생량은 GMSL69033균주는 6일 이후에 증가하여 10일에 높았다가 감소하였으며, ‘너울’은 8일까지 증가하다 감소하여 8~10일에서 균사배양이 활발하여 통기량시험과 동일한 양상을 나타냈다(Fig. 2).
CO2 발생량을 조사한 결과(Fig. 1), GMSL69033균주와 ‘너울’ 모두 통기량에 관계없이 배양 9일에 CO2발생량이 가장 높아 균사생장이 가장 활발한 것으로 추정할 수 있었다.
Fig 2와 Table 8 에서는 통기량에 따른 균사배양양상 과 배지감소정도를 볼 수 있는데, GMSL69033균주와 ‘너울’ 모두 통기량이 많을수록 균체직경은 작아졌으며, GMSL69033균주는 통기량 0.6vvm에서, ‘너울’은 0.3vvm 에서 변이계수가 낮아 균일도가 높았다.
균사생장량은 GMSL69033균주는 0.3~1.2vvm범위에서는 통계적유의성 이 없었고, ‘너울’은 통기량 0.3vvm에서 낮아 균주별로 다른 양상을 보였다.
본 연구에서도 꽃송이버섯 균주에 따라 통 기량에 따른 반응이 다소 다른 것을 볼 수 있다. 균주, 균체크기 균일도, 균사생장량, 배지감소율을 종합적으로 감안하여 꽃송이버섯 액체종균에 적합한 통기량은 0.3~ 0.6vvm으로 설정하였다.
그 결과 GMSL69033은엿기름추출배지와 물엿종류에 따른 균체량이 통계적 유의성을 보이지 않았으나,‘너울’은 물엿1보다 물엿2배지에서 균체량이 많아, 균주별로 다른 양상을 보였다.
당원 종류 및 첨가량에 따른 균체량은 Table 4에서 보는 바와 같이, 당첨가량이 8%로 높은 LM6과 LM7에서 균체량이 많았으며, LM7에서 3균주 모두 균체량이 많아 단당류인 glucose와 fructose가 탄소원으로 적합한 것으로 나타났다. 이러한 결과는 Seo et al.
배양 후 배지감소율이 적을수록 접종할 수 있는 종균량이 많으므로 종균효율성을 비교하기 위해 조사한 결과, 2개 균주모두 통기량이 많을수록 배지증발량이 높아져 배 지감소율이 증가하는 경향이었고, GMSL69033은 0.3~ 0.9vvm은 통계적 유의성이 없었으며, ‘너울’은 0.3vvm에서 배지감소율이 낮았다.
배양기간에 따른 균체량과 배지감소율을 조사한 결과 (Table 9), GMSL69033은 배양기간이 길수록 증가하였으나 통계적 유의성은 보이지 않았으며, ‘너울’은 배양11일 에 가장 많았다.
수집균주 3균주의 배지별 균사생장량을 조사한 결과 (Table 3), GMSL69032와 GMSL69033은 옥수수분추출 물(CP) 첨가 배지인 LM1 에서 균사생장량이 많았고, GMSL69034는 옥수수분추출(CP) 첨가배지인 LM1와 비 트펄프추출물(BP) 첨가배지인 LM2에서 균사생장량이 많아 균주별로는 다소 차이가 있었으나, 꽃송이버섯 균사생장은 일반적으로 많이 사용되는 대두박분배지보다 옥수수 분추출물(CP)에서 우수하였다.
200L의 액체종균을 제조할 경우 종균배양 후 접종할 수 있는 병수는 GMSL69033균주는 배양 13일에 8,410병으로 배양7일보다 5% 감소하였고, ‘너울’은 배양 11일에 8,420병으로 3% 감소하였다. 이상의 결과로 꽃송이버섯 액체종균의 배양기간은 9~11일이 적합한 것으로 판단되었다.
2%첨가한 배지에서 균사생장량이 우수하여 적합 배지로 선발하였다. 통기량에 따른 CO2발생량은 배양 9일까지 증가하다 감소하였고, 통기량 이 높을수록 균체직경은 작아지고 배지감소율은 증가하여 통기량 0.9vvm이상에서 배지감소율이 급증하여 꽃송이버섯 액체종균에 적합한 통기량은 0.3~0.6 vvm이 적합하였다. 또한, 배양기간이 길수록 균체량이 많았으나, CO2 발생량이 높고 배지감소율이 낮은 9~11일을 적합 배양기간으로 설정하였다.
후속연구
Brix 또한 살균 후와 배양 후에 큰 변화가 없었다. 이는 균사가 생장하면서 배지의 당원을 영양원으로 이용하기도 하지만 다양한 대사산물이 분비된 것으로 추정되며, 앞으로 꽃송이버섯 균사체 배양액에 관한 정밀한 분석을 통해 이를 활용하는 방법도 유용할 것으로 생각된다. 균사 생장량은 GMSL69033과 ‘너울’ 모두 Glucose보다 Fructose 첨가배지에서 우수하여 적합당원은 Fructose가 적합하였다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
꽃송이버섯이란?
이러한 병재배 버섯농가 경영 악화를 해결하기 위해 품목 전환을 시도하는 것도 하나의 방법이다. 꽃송이버섯(Sparassis latifolia)은 분류학적으로 민주름 버섯목, 꽃송이버섯과, 꽃송이버섯속에 속하며, 우리나라에서는 여름에서 가을에 잣나무, 낙엽송 등 침엽수 성숙 목 밑둥, 또는 벌채목 및 그루터기에 발생하는 심재부후 균으로 갈색부후 균에 속한다. 야생버섯 자실체크기는 10~30cm, 색은 백색~담황색으로 꽃양배추모양으로(Kim and Han, 2008), 영명으로는 ‘Cauliflower mushroom’ 라고 한다.
꽃송이버섯의 생산 방식은?
꽃송이버섯은 원목재배, 봉지재배, 병재배 형태로 생산되고 있으며, 원목재배는 매년 3월경 낙엽송단목을 비닐봉지에 담아 상압살균하여 액체종균을 접종하여 재배하고 있다. 봉지 및 병재배농가는 직접 액체종균을 제조하 여 재배하거나 배양완료된 배지를 분양받아 생산하고 있다.
꽃송이버섯에 들어있는 성분과 효능은?
야생버섯 자실체크기는 10~30cm, 색은 백색~담황색으로 꽃양배추모양으로(Kim and Han, 2008), 영명으로는 ‘Cauliflower mushroom’ 라고 한다. 이 버섯은 일본 식품분석센터에서 β-glucan 함량이 43.6%로 보고하였고, β-glucan은 활성화된 백혈구수를 증가 시켜 세포조직의 면역기능이 높아져 항암작용(Ohno et al., 2002; Ohno et al., 2003)이 우수하다는 결과가 보고되었다. 그 이후 1999년경에 일본에서 대량생산이 시작되었고, 국내는 2003년부터 연구 결과가 보고되었는데, 균사 배양조건 설정(Seo et al.
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