[논문]느타리버섯의 액체종균 배양 조건과 생육 특성

이수정; 김훈환; 김선호; 김인수; 성낙주

doi:10.14480/jm.2018.16.3.162

느타리버섯의 액체종균 배양 조건과 생육 특성
Culture conditions of liquid spawn and the growth characteristics of Pleurotus ostreatus 원문보기

Journal of mushrooms = 한국버섯학회지, v.16 no.3, 2018년, pp.162 - 170

이수정 (경상대학교 농업생명과학연구원) , 김훈환 (경상대학교 식품영양학과) , 김선호 ((주)귀담버섯) , 김인수 (경상대학교 농업생명과학연구원) , 성낙주 (경상대학교 식품영양학과)

초록
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느타리버섯의 생산성 향상을 위하여 액체종균 배양액의 조건을 설정하고자 하였다. Potato dextrose 배양액에서 균체 생장을 위한 최적 pH는 6이었다. 대두박 0.3%와 설탕 및 포도당 함량을 달리한 15가지의 배양액('A'~'O')은 $22^{\circ}C$ 및 pH 6의 조건에서 14일동안 배양되었을 때 설탕과 포도당이 각각 함유된 배양액에서 흡광도는 증가되었다. 특히 5~20%의 포도당만 함유된 배양액('C', 'D', E' 및 'F')은 배양기간의 경과에 따라 흡광도가 증가되는 경향이었다. 배양액의 건조 균체량은 20%이하의 설탕이나 포도당이 단독으로 함유된 배양액에서 감소되었으나, 30%의 설탕('A') 또는 포도당 ('B')이 각각 함유된 배양액에서 건조 균체량은 증가되었다. 1100 mL의 톱밥배지 병재배 시 액체종균의 최적 접종량은 15~20 mL이었다. 고체종균 및 액체종균으로 느타리버섯을 재배하여 조직감을 비교한 결과 고체종균에 비해 액체종균으로 재배된 버섯에서 우수한 경향이었다.

Abstract ▼ AI-Helper

To improve the productivity of Pleurotus ostreatus, different conditions of liquid spawn culture were tested. The optimum culture conditions were potato dextrose broth, incubation temperature of $22^{\circ}C$, and pH 6. Fifteen different media ('A' to 'O') containing 0.3% soybean meal (SM) were prepared by varying sugar and glucose contents. The cultures were propagated in SM media for 14 days, at $22^{\circ}C$, and pH 6. Their absorbances were higher after 14 days of incubation in the media containing both sugar and glucose. In particular, the absorbance of media containing 5 to 20% of glucose alone ('C', 'D', 'E', and 'F') tended to increase in the incubation period. Dry cell weight was lower in media containing less than 20% sugar or glucose alone than in media containing 30% sugar ('A') or 30% glucose ('B') alone. In sawdust media, in 900 mL-bottle, the optimum inoculation volume of liquid spawn was 15 to 20 mL. The texture of the mushroom cultivated with the liquid spawn was superior to that cultivated in the solid spawn.

주제어

표/그림 (8)

표 Table 1. Sugar and glucose contents for media with soybean meal broth (g/1 L of media)
표 Table 2. Changes of pH, absorbance and mycelium dry weight in the different pH of the PDB media for Pleurotus ostreatus liquid spawn growth after incubation
표 Table 3. Mycelial growth in the soybean meal media for Pleurotus ostreatus liquid spawn growth with different content of glucose and sugar (Absorbance in 600 nm)
표 Table 4. Mycelium dry weight in the soybean meal media for Pleurotus ostreatus liquid spawn growth with different content of glucose and sugar Mycelium dry weight (g/250 mL)
그림 Fig. 1. Mycelial growth according to inoculation volume for incubation of Pleurotus ostreatus by liquid spawn.
표 Table 5. Weight and yield of fruit body in Pleurotus ostreatus cultivated with the different spawn
그림 Fig. 2. Comparison of growth of Pleurotus ostreatus during 10 days of cultivation. A; ‘Heuktari’ by liquid spawn, B; ‘Heuktari’ by solid spawn, C; ‘Chunchu 2ho’ by solid spawn.
표 Table 6. Textural characteristics of Pleurotus ostreatus cultivated with the different spawn

AI 본문요약
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문제 정의

느타리버섯의 생산성 향상을 위하여 액체종균 배양액의 조건을 설정하고자 하였다. Potato dextrose 배양액에서 균체 생장을 위한 최적 pH는 6이었다.
따라서, 본 연구에서는 느타리버섯‘흑타리’를 이용하여 액체종균 생산을 위한 최적 배양액 조건을 설정하고 고체종균과 생산성 비교를 통해 액체종균의 효율성에 대해서 알아보고자 하였다.

제안 방법

느타리버섯 액체종균의 배양조건을 설정하기 위하여 potato dextrose 배양액을 사용하여 배양액의 최적 pH를 설정하였으며 대두박 3 g, magnesium sulfate 0.5 g, potassium dihydrogen phosphate 0.5 g이 포함된 배양액에 설탕 및 포도당 함량을 Table 1과 같이 달리하여 첨가한 후 배양액의 총 부피를 1 L로 한 후 1 N HCl 용액으로 pH를 조정하였다. Potato dextrose 및 대두박 배양액은 500 mL용 삼각 플라스크에 250 mL씩 분주하여 실리콘 마개로 막은 후 121℃의 autoclave에서 20분간 고압 살균 하였다.
느타리버섯의 병재배 시 액체종균의 최적 접종량을 알아보기 위하여 동일조건의 PP병(1100 mL×70 Φ) 톱밥배 지에 상기의 배양액 ‘B’를 5~30 mL로 접종량을 달리하여 접종한 후 30일간 배양하는 동안 균체의 생장정도를 조사한 결과는 Fig. 1과 같다.
느타리버섯의 종균에 따른 생육 정도를 알아보기 위하여 ‘흑타리’ 및 ‘춘추 2호’의 고체종균을 사용하여 액체종균은 20 mL를 접종하여 30일간 배양하였으며, 고체종균은 13~15 g을 접종하여 40일간 배양한 후 온도 17~18℃, 습도 85~90%로 조절된 생육실에 입상 후 자실체의 원기가 형성된 초발이 시점부터 10일동안 생육 정도를 관찰하였다.
액체종균을 이용한 느타리버섯 병재배를 위한 최적 접종량을 알아보기 위하여 미송톱밥과 미강(8:2, w/w)이 혼합된 1100 mL용 polypropylene병(함수율 60~65%)에 액체종균 배양액을 5~30 mL의 범위로 달리하여 접종한 후 21~22℃에서 30일간 배양하는 동안 균체 생장정도를 관찰하였다.
이를 실온으로 냉각한 다음 직경이 4 mm인 cork borer를 사용하여 얻은 균사 절편을 1개씩 접종하고 22℃에서 3일간 정치 배양한 후 연속적으로 진탕배양기(JSSB-50T, JS Research, Gongju, Korea)에 옮겨 120 rpm의 속도로 진탕 배양하였다. 이때 액체종균의 접종 전오염검사는 현미경 검경으로 확인하였으며, 총 배양기간 동안 0, 3, 6, 10 및 14일째에 배양액을 회수하여 pH 및 균체량을 측정하였다.
느타리버섯의 종균에 따른 생육 정도를 알아보기 위하여 ‘흑타리’ 및 ‘춘추 2호’의 고체종균을 사용하여 액체종균은 20 mL를 접종하여 30일간 배양하였으며, 고체종균은 13~15 g을 접종하여 40일간 배양한 후 온도 17~18℃, 습도 85~90%로 조절된 생육실에 입상 후 자실체의 원기가 형성된 초발이 시점부터 10일동안 생육 정도를 관찰하였다. 자실체의 생산량은 배양병의 표면에서 수평으로 절단한 자실체의 총 중량으로 하였으며, 자실체 수율은 재배병의 총 중량에 대한 자실체의 중량비(%)로 계산하였다.
종균에 따른 버섯의 품질을 비교하기 위하여 느타리버섯의 대 부위를 일정 크기(1×1×1 cm)로 자른 후 texture meter (TA-XT2, Stable Micro Systems Ltd., Surrey, England)로 경도(hardness), 점착성(adhesiveness), 검성 (gumminess), 씹힘성(chewiness), 탄력성(springness),응집성(cohesiveness) 및 복원성(resilience)을 10회 이상 측정하 였다.

대상 데이터

본 연구에 사용된 공시 균주는 경기도농업기술원 버섯연구소에서 자체 육성한 느타리버섯‘흑타리’ 품종을 분양받아 사용하였으며, 균주는 내경이 6 mm인 cork borer를 사용하여 PDA (potato dextrose agar) 평판배지의 중심부에 접종하여 24±1℃ 배양기에서 10일간 배양한 후 사용하였다.

데이터처리

A-BMeans with different superscripts in the same column are significantly different at p<0.05 by Duncan's multiple range test.
A-CMeans with different superscripts in the same column are significantly different at p<0.05 by Duncan's multiple range test.
A-EMeans with different superscripts in the same column are significantly different at p<0.05 by Duncan's multiple range test.
실험결과는 SPSS 12.0 (SPSS Inc., Chicago, IL, USA) 프로그램을 이용하여 산출하였으며, 실험구별 유의성 검정은 Student t-test 및 일원배치 분산분석(one-way analysis of variance)을 한 후 p<0.05의 유의수준에서 Duncan's multiple range tests로 사후검정을 하였다.

이론/모형

액체종균의 배양기간 동안 균체 생장정도를 알아보기 위하여 흡광도법 및 건조법으로 균체량을 각각 측정하였다. 흡광도법은 상기의 균질화된 배양액 1 mL를 취하여 600 nm에서 흡광도를 측정하여 흡광도 값으로 나타내었다 (Lee et al.

성능/효과

15조건의 대두박 배양액 중 설탕 30 g이 첨가된 배양액(‘A’)에서 흡광도는 배양 6일 경과 후 배양 3일에 비해 감소되었으나, 배양 10일 경과 후에는 유의적으로 증가되어 배양 14일까지 유지되는 현상을 보였다.
‘흑타리’ 액체종균 배양액의 최적 pH를 설정하기 위하여 pH 4~8의 범위로 조정된 potato dextrose 배양액에 종균을 접종하여 22℃의 배양실에서 14일간 배양시킨 후균체의 생장정도를 측정한 결과는 Table 2와 같다. 3일간 정치배양 한 후 배양액의 pH는 3.91~5.95의 범위로 살균전 초기 배양액의 pH에 비해 다소 산성화된 경향이었으며, 이는 배양 최종일까지 유의적으로 산성화되는 경향이었다. 특히 초기에 pH 7~8이었던 배양액에서 산성화 정도가 더 큰 것으로 확인되었다.
1100 mL의 톱밥배지 병재배 시 액체종균의 최적 접종량은 15~20 mL이었다. 고체종균 및 액체종균으로 느타리버섯을 재배하여 조직감을 비교한 결과 고체종균에 비해 액체종균으로 재배된 버섯에서 우수한 경향이었다.
대두박 0.3%와 설탕 및 포도당 함량을 달리한 15가지의 배양액(‘A’~‘O’)은 22℃ 및 pH 6의 조건에서 14일동안 배양되었을 때 설탕과 포도당이 각각 함유된 배양액에서 흡광도는 증가되었다.
대두박이 첨가된 느타리버섯 액체종균 배양액의 배양기 간은 10일이 적정한 것으로 판단되었으며, 배양 10일경에 건조 균체량을 비교해 볼 때 ‘A’, ‘B’, ‘G’ 및 ‘K’에서 유의적으로 높았는데, 배양액의 흡광도와 비교해 볼 때 배양액 ‘A’에서 균체의 성장이 다소 빠른 것으로 판단되었으며, 이는 배양액 ‘B’와 대차를 보이지는 않았다.
이때 균체량도 흡광도 값과 유사한 경향이었다. 따라서 potato dextrose 배양액의 pH 5~7의 범위에서 버섯 종균의 성장이 우수한 것으로 여겨지며, 특히 pH 6인 배양액에서 균체의 생장이 다소 빠른 것으로 볼 때 액체종균의 배양 시 배양액의 초기 pH를 6으로 설정하는 것이 적절하다고 판단된다.
따라서 느타리버섯 액체종균의 제조 시 대두박 배양액에 설탕과 포도당의 혼합보다는 단독으로 사용하는 것이 배양액의 제조 측면에서 효율적이라 생각되며, 배양 10 일경에 건조 균체량을 비교해 볼 때 배양액 ‘A’와 ‘B’간에 두드러진 차이를 보이지 않아 설탕이나 포도당의 단독 사용이 더 효율적이라 판단된다.
액체종균의 접종 후 배양하는 동안 톱밥 배지병에서 균체 생장정도를 병 외부의 색깔변화로 비교한 결과 접종량이 많을수록 배지 내 균체의생장이 빠르게 진행되는 것으로 평가하였으며, 25 mL이상의 액체종균 접종 시에는 오히려 균체 생장이 지연되는 것으로 나타났다. 따라서 동일기간 동안 배양할 때 액체 종균의 최적 접종량은 톱밥배지 1병당(1100 mL) 15~20 mL가 적절한 것으로 판단되었다.
따라서 본 연구에서 ‘흑타리’의 액체종균은 고체종균에 비해 생산기간이 짧고 시각적인 선호도가 높아 생산 및 소비 측면에서 효율적이라고 판단되며, 또한 최근의 버섯 생산 증대에 따른 종균의 단위시간당 접종율을 비교해 볼때 액체종균의 경우 접종시간이 짧아 산업적인 효율성도 높을 것으로 예상된다.
따라서 액체종균으로 ‘흑타리’를 생산하는 것은 종균 및 버섯의 배양 및 재배 기간 단축 등으로 생산성 향상에 효율성이 높은 것으로 판단된다.
배양기간의 경과에 따른 균체 생장정도를 흡광도로 측정한 결과, pH 5~7의 배양액에서 흡광도는 0.067~0.074 의 범위로 여타의 배양액보다는 유의적으로 높았으나, 배양액의 초기 pH에 따른 유의차는 없었다. 이때 균체량도 흡광도 값과 유사한 경향이었다.
15조건의 대두박 배양액에서 배양기간별 균체량의 변화를 건조 균체 중량으로 측정한 결과는 Table 4와 같다. 배양액 중 설탕 및 포도당의 첨가량이 많아질수록 건조 균체량은 유의적으로 증가되는 경향이었다. 설탕 및 포도당만 30 g씩 첨가한 배양액(‘A’ 및 ‘B’)에서 건조 균체량은 배양 3일째에 비해 배양 6일 경과 후 다소 감소된 경향이었으나, 배양 10일 경과 후 가장 높은 수준을 보였으나, 오히려 배양 14일 경과 후에는 유의적으로 감소되는 경향이었다.
특히 5~20%의 포도당만 함유된 배양액(‘C’, ‘D’, E’ 및 ‘F’)은 배양기간의 경과에 따라 흡광도가 증가되는 경향이었다. 배양액의 건조 균체량은 20%이하의 설탕이나 포도당이 단독으로 함유된 배양액에서 감소되었으나, 30%의 설탕(‘A’) 또는 포도당 (‘B’)이 각각 함유된 배양액에서 건조 균체량은 증가되었다. 1100 mL의 톱밥배지 병재배 시 액체종균의 최적 접종량은 15~20 mL이었다.
버섯의 대 부위를 기준으로 할 때, 경도(hardness)는 ‘흑타리’에서 종균에 따른 유의차를 보이지 않았으나, ‘춘추 2호’에 비해서는 유의적으로 높았다.
설탕 및 포도당만 30 g씩 첨가한 배양액(‘A’ 및 ‘B’)에서 건조 균체량은 배양 3일째에 비해 배양 6일 경과 후 다소 감소된 경향이었으나, 배양 10일 경과 후 가장 높은 수준을 보였으나, 오히려 배양 14일 경과 후에는 유의적으로 감소되는 경향이었다.
설탕의 첨가량이 5~20 g인 배양액(‘L’, ‘M’, ‘N’ 및 ‘O’)에서도 설탕 함량의 증가에 따른 흡광도는 불규칙적이었으며, 특히 설탕 15 g이 첨가된 배양액(‘N’)에서 흡광도가 유의적으로 낮았다.
액체종균 배양액을 사용한 경우 생육 5일경에 배지병 전체에서 갓 부위의 형태를 확인할 수 있었으며, 6일 이후에 버섯의 형태가 완전해지는 것으로 관찰되었다[Fig. 2-A], ‘흑타리’ 고체 종균을 사용한 경우에는 생육 10일경에 비로소 갓 부위의 형태 확인이 가능하였다[Fig. 2-B].
1과 같다. 액체종균의 접종 후 배양하는 동안 톱밥 배지병에서 균체 생장정도를 병 외부의 색깔변화로 비교한 결과 접종량이 많을수록 배지 내 균체의생장이 빠르게 진행되는 것으로 평가하였으며, 25 mL이상의 액체종균 접종 시에는 오히려 균체 생장이 지연되는 것으로 나타났다. 따라서 동일기간 동안 배양할 때 액체 종균의 최적 접종량은 톱밥배지 1병당(1100 mL) 15~20 mL가 적절한 것으로 판단되었다.
점착성(adhesiveness)은 시료간에 유의차가 없었으며, 씹힘성(chewiness), 탄력성(springness), 응집성(cohesiveness) 및 복원성(resilience)은 액체종균 버섯이 고체종균 버섯에 비해 높았으며, ‘흑타리’는 ‘춘추 2호’ 에 비해 유의적으로 높은 수준이었다.
설탕의 첨가량이 5~20 g인 배양액(‘L’, ‘M’, ‘N’ 및 ‘O’)에서도 설탕 함량의 증가에 따른 흡광도는 불규칙적이었으며, 특히 설탕 15 g이 첨가된 배양액(‘N’)에서 흡광도가 유의적으로 낮았다. 즉, 설탕만 첨가된 배양액은 배양 6~10일경에 배양기간이 길어짐에 따라 흡광도가 유의적으로 감소되었으나, 포도당만 첨가된 배양액은 오히려 흡광도가 증가되는 경향이었다. 설탕과 포도당의 혼합 배양액(‘G’, ‘H’, ‘I’, ‘J’ 및 ‘K’)에서는 동량으로 혼합된 배양액(‘I’)에서 배양 10일 경과 후 1.
특히 5~20%의 포도당만 함유된 배양액(‘C’, ‘D’, E’ 및 ‘F’)은 배양기간의 경과에 따라 흡광도가 증가되는 경향이었다.
95의 범위로 살균전 초기 배양액의 pH에 비해 다소 산성화된 경향이었으며, 이는 배양 최종일까지 유의적으로 산성화되는 경향이었다. 특히 초기에 pH 7~8이었던 배양액에서 산성화 정도가 더 큰 것으로 확인되었다.
포도당 및 설탕이 5~20 g으로 첨가된 배양액 (‘C’~‘F’ 및 ‘L’~‘O’)의 경우 포도당보다 설탕이 첨가된 배양액에서 건조 균체량이 다소 높았으나, 포도당 함량이 20 g인 배양액(‘F’)은 배양 6~10일 경과 후 설탕 20 g 첨가구(‘O’)에 비해 건조 균체량이 유의적으로 높았다.
포도당 함량이 5~20 g인 배양액 (‘C’, ‘D’, ‘E’ 및 ‘F’)에서는 포도당의 함량이 증가됨에 따라 흡광도의 증감이 불규칙적이었는데, 특히 포도당 함량이 15 g인 배양액(‘E’)에서 유의적으로 높은 수준이었으며, 이는 포도당 30 g이 첨가된 배양액(‘B’)보다 유의적으로 높았다.

후속연구

따라서 ‘흑타리’는 시각적인 기호도가 높으며, 본 연구에서 개발된 배양액으로 재배할 경우 배양 및 재배 기간의 단축, 생산비의 절감 효과 등에 의한 농가 소득증대에 효과적일 것으로 기대된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	액체종균이란?	버섯 재배에 사용되는 종균은 고체, 액체 및 성형종균 등이 있으나 버섯의 종류에 따라 각각 사용되는 종균의 유형이 다르며, 액체종균(liquid spawn)은 균사체의 현탁 액으로 버섯균의 생활사 중 영양세대의 균사체를 수용성 영양원 상태에서 배양·증식하는 방법이다. 느타리버섯의 경우 고체종균에 비해 액체종균의 사용이 접종이나 조작이 간편하며, 종균 생산 및 수확 기간이 단축되므로 생산성이 높다는 장점을 가지고 있다(Kang and Chun, 1988).
	생산비가 절감된 버섯 재배 방식이 필요한 이유는?	eryngii) 버섯이 총 생산량의 57%를 차지하고 있으나(MAFRA, 2016), 그 외 버섯의 생산 실적은 미미한 실정이다. 국내의 버섯산업은 병재배, 봉지재배 및 자동화 시스템이 도입되어 생산량은 지속적으로 증가하고 있으나 생산비의 증가 및 제한된 소비시장에 의한 가격하락으로 실질적인 농가의 소득은 감소되고 있는 실정이다. 따라서 국내 버섯생산의 안정화와 소득 증대를 위해 생산비가 절감된 버섯 재배 방식이 요구되고 있다.
	느타리버섯을 재배시 고체종균 보다 액체종균이 좋은 이유는?	버섯 재배에 사용되는 종균은 고체, 액체 및 성형종균 등이 있으나 버섯의 종류에 따라 각각 사용되는 종균의 유형이 다르며, 액체종균(liquid spawn)은 균사체의 현탁 액으로 버섯균의 생활사 중 영양세대의 균사체를 수용성 영양원 상태에서 배양·증식하는 방법이다. 느타리버섯의 경우 고체종균에 비해 액체종균의 사용이 접종이나 조작이 간편하며, 종균 생산 및 수확 기간이 단축되므로 생산성이 높다는 장점을 가지고 있다(Kang and Chun, 1988). 또한 톱밥재배되는 느타리버섯의 경우 액체종균으로 접종 하는 방식이 보다 효율적이라고 알려져 있다(Sung et al.

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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

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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