[논문]국내 야생수집 버섯의 아미노산 함량 분석

안기홍; 조재한; 한재구

doi:10.14480/jm.2020.18.1.107

[국내논문] 국내 야생수집 버섯의 아미노산 함량 분석
The amino acid contents of wild mushrooms in Korea 원문보기

Journal of mushrooms = 한국버섯학회지, v.18 no.1, 2020년, pp.107 - 114

안기홍 (농촌진흥청 국립원예특작과학원 인삼특작부 버섯과) , 조재한 (농촌진흥청 국립원예특작과학원 인삼특작부 버섯과) , 한재구 (농촌진흥청 국립원예특작과학원 인삼특작부 버섯과)

초록
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본 연구는 국내에서 수집한 15종의 야생버섯류를 식용가능 및 약용가능, 식독불명 또는 독버섯으로 분류하여 아미노산 성분함량을 분석하였다. 식용가능한 야생버섯들의 총 아미노산 성분함량의 범위는 866.4 ~ 1,220.5 mg/kg이었으며, 필수 아미노산의 총 함량은 301.4 ~ 490.2 mg/kg이었다. 그 중 흰우단버섯(OK811)에서 다량의 류신(Leu), 페닐알라닌(Phe), 시스테인(Cys), 글루탐산(Glu) 함량을 보이며 식용가능한 야생버섯류 중에서 총 필수 아미노산 함량이 가장 높았다. 약용가능한 버섯류의 총 아미노산 성분함량의 범위는 802.6 ~ 1,233.7 mg/kg이었으며 필수 아미노산 총 함량의 범위는 263.5 ~ 412.8 mg/kg이었다. 그 중 간버섯속(OK1071)의 총 아미노산 및 필수 아미노산 함량이 약용가능한 야생버섯류 중에서 가장 높았다. 특히 비필수 아미노산 성분인 시스테인(Cys)은 204.1 mg/kg가 검출되어 약용가능 야생버섯 뿐만 아니라 식용가능 야생버섯류에 비하여 훨씬 높은 함량을 나타냈다. 독버섯 또는 식독불명 버섯류의 총 아미노산 함량 범위는 681.8 ~ 1223.4 mg/kg 이었으며, 필수 아미노산의 함량의 범위는 229.1 ~ 442.8 mg/kg이다. 독버섯으로 알려진 노랑다발(OK826)은 이들 버섯류 중에서 가장 높은 총 아미노산 함량을 보였으며, 알기닌(Arg)은 109.2 mg/kg로 식용 또는 약용가능한 버섯류들에 비하여 높게 검출되었고 페닐알라닌(Phe)은 120.6 mg/kg로 약용가능한 야생 버섯류들에 비하여 높게 나타났다. 본 연구결과는 향후 야생버섯을 이용한 신품종 또는 산업적 이용 등을 위한 우수 버섯자원 선발에 필요한 기초자료로 활용하고자 한다.

Abstract ▼ AI-Helper

Fifteen species of wild mushrooms, which are classified as edible, medicinal, poisonous, or unknown types, were analyzed for their free amino acid contents. The average total amino acid content was 1,120.0 mg/kg in the edible type, 1,037.8 mg/kg in the medicinal type, and 1,010.8 mg/kg in the poisonous or unknown type, respectively. The edible type wild mushrooms showed the highest average content of total essential amino acids; conversely, the poisonous or unknown type showed the lowest content. Leucopaxillus giganteus (OK811) showed the highest total amino acid (1,212.4 mg/kg) and essential amino acid (490.2 mg/kg) contents among edible type, while Pycnoporus sanguineus (OK1071) showed the highest total amino acid (1,233.7 mg/kg) and essential amino acid (412.8 mg/kg) contents among the medicinal type. Among the poisonous or unknown type, Hypholoma fasciculare (OK826) showed the highest total amino acid (1,223.4 mg/kg) and essential amino acid (442.8 mg/kg) contents. The amino acid contents of wild mushrooms are fundamental data for the screening of useful genetic resources with nutritionally superior properties.

주제어

표/그림 (5)

표 Table 1. HPLC condition for the analysis of amino acids
표 Table 2. Lists of the strains/specimens used in this study (An et al., 2019a; An et al., 2019b)
표 Table 3. Contents of amino acids of edible wild mushrooms
표 Table 4. Contents of amino acids of medicinal wild mushrooms
표 Table 5. Contents of amino acids of poisonous/unknown wild mushrooms

AI 본문요약
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* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

따라서 국내에 자생하는 야생버섯 수집을 통하여 토종 버섯자원의 확보와 영양성분 평가를 통한 다양한 산업화 소재로서의 품목의 다양화는 현재 정체되어 있는 국내 버섯 소비시장을 확대하기 위한 중요한 전략 중의 하나라고 사료된다. 본 연구는 국내에 자생하는 야생버섯 중에서 식용가능 및 약 용가능, 식독불명 또는 독버섯별로 아미노산 성분함량 분석을 행하였으며, 야생버섯이 갖고 있는 아미노산의 종류 및 함량의 구명을 통하여 향후 신품종 또는 산업화 소재 등을 위한 우수 버섯자원에 필요한 기초자료로 활용하고자 한다.

제안 방법

본 연구는 국내에서 수집한 15종의 야생버섯류를 식용 가능 및 약용가능, 식독불명 또는 독버섯으로 분류하여 아미노산 성분함량을 분석하였다. 식용가능한 야생버섯들 의 총 아미노산 성분함량의 범위는 866.
수집된 버섯시료는 열풍건조한 후 건조시료 5g을 시료의 20배(V/W)의 70% 발효 주정 100 ml을 가하여 실온에 서 24시간 추출하였다. 추출액은 원심분리하여 흡입 여과하였으며, 여과액을 회전감압농축기(EYELA, Japan)를 이용하여 농축하였다.
수집된 야생버섯은 형태적 검경을 실시하였고, 보다 정확한 동정을 위하여 gDNA를 추출하여 균류 특이적 증폭 프라이머인 ITS1F (‘5-CTTGGTCATTTAGAGGAAGTAA-’3)와 ITS4(‘5- TCCTCCGCTTATTGATATGC-’3) 프라이머를 이용하여 PCR을 수행한 후 염기서열 분석을 통한 분자적 동정을 수행하였다.
아미노산 성분 분석은 Waters 2795 Separations module, Waters 2475 Fluorscene detector, Empower pro software를 이용하였으며, 분석용 컬럼은 AccQ-Tag For Hydrolysate Amino Acid Analysis column (3.9 × 150 mm)을 사용하였다.
형광유도체 반응은 AccQ fluor reagent : borate buffer : sample (standard) = 2 : 7 : 1로 total volume이 100 µl가 되게 혼합한 후 55o C에서 9분간 반응시켜서 HPLC 분석시료로 사용하였다.
수집된 야생버섯은 형태적 검경을 실시하였고, 보다 정확한 동정을 위하여 gDNA를 추출하여 균류 특이적 증폭 프라이머인 ITS1F (‘5-CTTGGTCATTTAGAGGAAGTAA-’3)와 ITS4(‘5- TCCTCCGCTTATTGATATGC-’3) 프라이머를 이용하여 PCR을 수행한 후 염기서열 분석을 통한 분자적 동정을 수행하였다. 확보한 샘플은 분자적 동정과 생리활성 성분 분석에 이용하였으며, 건조표본은 국립원예특작과학원 버섯자원관리동에 보존 처리하였다.

대상 데이터

국내 야생버섯자원은 2018년 9~10월에 강원도 원주시 소초면의 치악산국립공원, 충청북도 충주시 남산, 충청북도 괴산군 연풍면의 조령산 휴양림에서 수집하였으며, 2019년 5~6월에는 속리산국립공원, 충청북도 음성군 소이면, 괴산군 조령산, 인천시 강화도에서 수집하였다(An et al., 2019a; An et al., 2019b). 수집된 야생버섯은 형태적 검경을 실시하였고, 보다 정확한 동정을 위하여 gDNA를 추출하여 균류 특이적 증폭 프라이머인 ITS1F (‘5-CTTGGTCATTTAGAGGAAGTAA-’3)와 ITS4(‘5- TCCTCCGCTTATTGATATGC-’3) 프라이머를 이용하여 PCR을 수행한 후 염기서열 분석을 통한 분자적 동정을 수행하였다.
9 × 150 mm)을 사용하였다. 이동상은 A용매로 10% AccQ-Tag Eluent A, B용매로 60% Acetonitrile를 gradient mode로 적용하였다(Table 1). Injection volume은 5 µl를 주입하고 UV detector(λ=248 nm, 36o C)를 사용하여 검출하였다.

이론/모형

수집된 야생버섯의 동결 건조 시료에 대한 아미노산 분석은 AccQ tag법을 사용하였으며, 전처리는 염산가수분 해법(Danial and Steven, 1993)을 적용하였다. 즉, 건조된 분말시료 0.

성능/효과

8 mg/kg이었다. 그 중 간버섯속(OK1071)이 총 아미노산 함량 중 33.5%의 필수 아미노산 총 함량비를 나타내며 약용가능한 야생버섯류 중에서 가장 높았다. 특히 비필수 아미노산 성분인 시스테인(Cys)은 204.
2 mg/kg이었다. 그 중 흰우단버섯(OK811)에서 다량의 류신 (Leu), 페닐알라닌(Phe), 시스테인(Cys), 글루탐산(Glu) 함량을 보이며 식용가능한 야생버섯류 중에서 총 필수 아미 노산 함량이 가장 높았다. 약용가능한 버섯류의 총 아미노산 성분함량의 범위는 802.
큰밤갈색광대버섯(OK944)는 시스테인(Cys), 류신(Leu), 페닐알라닌(Phe), 글루탐산(Glu) 순으로 다른 성분에 비하여 높게 검출되었다. 금빛흰구멍버섯(OK1039) 은 가장 낮은 총 아미노산 함량을 보인 균으로 그 중 글루탐산(Glu)이 80.8 mg/kg로 다른 성분들에 비하여 가장 높게 검출되었다. 조개껍질버섯(OK1040)은 다른 식독불 명의 버섯류에 비하여 시스테인(Cys) 함량이 가장 많이 검출되었으며, 명아주자작나무버섯(OK1090)은 글루탐산 (Glu)과 시스테인(Cys)이 다른 성분에 비하여 높게 나타 났다.
9 mg/kg로 다른 성 분에 비하여 높았다. 노란젖버섯(OK904)의 글루탐산 (Glu)과 알기닌(Arg)은 각각 163.3 mg/kg와 102.4 mg/kg 로 식용가능한 야생버섯 중에서 가장 높은 함량을 보였다. 애기버섯속(OK1057)의 아스파르트산(Asp)은 다른 식용 가능한 야생버섯류에 비하여 가장 높았으며, 그 외에 글루탐산(Glu)과 시스테인(Cys)이 다른 성분에 비하여 높게 검출되었다.
8 mg/kg이었다. 독버섯으로 알려진 노랑다발(OK826)은 독버섯 또는 식독 불명의 버섯류 중에서 가장 높은 총 아미노산 함량을 보이며 알기닌(Arg)은 109.2 mg/kg로 식용 또는 약용가능한 버섯류들에 비하여 높게 검출되었으며, 페닐알라닌(Phe) 은 120.6 mg/kg로 약용가능한 야생버섯류들에 비하여 높게 나타났다. 큰밤갈색광대버섯(OK944)는 시스테인(Cys), 류신(Leu), 페닐알라닌(Phe), 글루탐산(Glu) 순으로 다른 성분에 비하여 높게 검출되었다.
8 mg/kg이다. 독버섯으로 알려진 노랑다발(OK826)은 이들 버섯류 중에서 가장 높은 총 아미노산 함량을 보였으며, 알기닌(Arg)은 109.2 mg/kg 로 식용 또는 약용가능한 버섯류들에 비하여 높게 검출되었고 페닐알라닌(Phe)은 120.6 mg/kg로 약용가능한 야생 버섯류들에 비하여 높게 나타났다. 본 연구결과는 향후 야생버섯을 이용한 신품종 또는 산업적 이용 등을 위한 우 수 버섯자원 선발에 필요한 기초자료로 활용하고자 한다.
6%)로 나타 났으며 류신(Leu)의 경우 다른 야생버섯류의 필수 아미노 산 중에서 가장 많은 양이 함유 되어 있었다. 박막깔때기버 섯(OK825)은 비필수 아미노산인 시스테인(Cys)이 162.1 mg/kg로 전체 중의 14.2%의 함량비를 나타내며 식용가능 한 야생버섯 중에서 가장 높게 함유된 성분이었으며, 필 수 아미노산인 페닐알라닌(Phe)은 131.6 mg/kg, 비필수 아미노산인 글루탐산(Glu)은 102.4 mg/kg, 알기닌(Arg)은 97.6 mg/kg를 나타내며 다른 성분에 비하여 높은 함량을 보였다. 흰우단버섯(OK829)의 필수 아미노산인 페닐알라닌(Phe)은 161.
애기버섯속(OK1057)의 아스파르트산(Asp)은 다른 식용 가능한 야생버섯류에 비하여 가장 높았으며, 그 외에 글루탐산(Glu)과 시스테인(Cys)이 다른 성분에 비하여 높게 검출되었다. 식용 야생버섯 중에서 가장 잘 알려진 송이 (Tricholoma matsutake)의 총 아미노산 함량은 937.3 mg/ kg이었으며 이 중에서 필수 아미노산 총 함량은 330.8 mg/kg로 식용 가능한 야생버섯류에 비하여 비교적 낮은 성분함량을 나타냈다. Mau et al.
4 mg/kg 로 식용가능한 야생버섯 중에서 가장 높은 함량을 보였다. 애기버섯속(OK1057)의 아스파르트산(Asp)은 다른 식용 가능한 야생버섯류에 비하여 가장 높았으며, 그 외에 글루탐산(Glu)과 시스테인(Cys)이 다른 성분에 비하여 높게 검출되었다. 식용 야생버섯 중에서 가장 잘 알려진 송이 (Tricholoma matsutake)의 총 아미노산 함량은 937.
한입버섯(OK1041)과 구름송편버섯(OK1044)에 서도 시스테인(Cys)도 다른 아미노산 성분에 비하여 높게 나타났다. 약용버섯으로 잘 알려진 꽃송이버섯(Sparassis crispa)의 경우 약용가능 야생버섯류와는 다르게 알기닌 (Arg)과 트레오닌(Thr)이 각각 127.8 mg/kg와 88.4 mg/kg 가 검출되며 식용 또는 약용가능 야생버섯류 중에서 가장 높은 함량치를 보였다. 필수 아미노산인 트레오닌(Thr)은 사람의 체내에서 합성되지 않으며 인체의 단백질 균형을 유지하는 필수 아미노산으로 글리신과 세린의 전구체로 심장, 중추신경, 골격근에 존재하며 곡물과 야채에 함유량 이 적다.
이처럼 야생버섯들 중 식용 또는 약용으로 이용 가능한 버섯류에도 현재 상업적으로 재배, 유통되는 버섯류보다 높은 아미노산 성분을 나타내는 버섯들이 다수 존재하며, 베타글루칸과 같은 약리작용이 있는 다당류를 함유하고 있을 가능성 또한 큰 것으로 나타났다. 중독증상 등의 우려가 있는 독버섯 또는 식독불명의 버섯들도 추후 독성 관련 유전자의 발현 기작 연구와 신육종기술 등의 적용을 통하여 잠재적으로 산업적 이용 가능성이 있을 것으로 기 대된다.
8 mg/kg로 다른 성분들에 비하여 가장 높게 검출되었다. 조개껍질버섯(OK1040)은 다른 식독불 명의 버섯류에 비하여 시스테인(Cys) 함량이 가장 많이 검출되었으며, 명아주자작나무버섯(OK1090)은 글루탐산 (Glu)과 시스테인(Cys)이 다른 성분에 비하여 높게 나타 났다. An et al.
야생버섯 중에서 약용 가능한 버섯류의 아미노산 성분함량분석 결과는 Table 4와 같다. 총 아미노산 성분함량의 범위는 802.6 ~ 1233.7 mg/kg이었으며, 필수 아미노산 7 성분의 총 함량의 범위는 263.5 ~ 412.8 mg/kg이었다. 그 중 간버섯속(OK1071)이 총 아미노산 함량 중 33.
6 mg/kg로 약용가능한 야생버섯류들에 비하여 높게 나타났다. 큰밤갈색광대버섯(OK944)는 시스테인(Cys), 류신(Leu), 페닐알라닌(Phe), 글루탐산(Glu) 순으로 다른 성분에 비하여 높게 검출되었다. 금빛흰구멍버섯(OK1039) 은 가장 낮은 총 아미노산 함량을 보인 균으로 그 중 글루탐산(Glu)이 80.
4%의 필수 아미노산 총 함량비를 나타내며 식용 가능한 야생버섯류 중에서 가 장 높았다. 특히 류신(Leu)과 페닐알라닌(Phe)의 함량이 각각 104.0 mg/kg (11.1%)와 134.4 mg/kg (8.6%)로 나타 났으며 류신(Leu)의 경우 다른 야생버섯류의 필수 아미노 산 중에서 가장 많은 양이 함유 되어 있었다. 박막깔때기버 섯(OK825)은 비필수 아미노산인 시스테인(Cys)이 162.
6 mg/kg를 나타내며 다른 성분에 비하여 높은 함량을 보였다. 흰우단버섯(OK829)의 필수 아미노산인 페닐알라닌(Phe)은 161.2 mg/kg로 식용가능한 야생버섯 중에서 가장 높게 함유된 성분이었고, 그 외 글루탐산(Glu)과 시스테인(Cys)이 각각 108.8 mg/kg, 161.9 mg/kg로 다른 성 분에 비하여 높았다. 노란젖버섯(OK904)의 글루탐산 (Glu)과 알기닌(Arg)은 각각 163.

후속연구

6 mg/kg로 약용가능한 야생 버섯류들에 비하여 높게 나타났다. 본 연구결과는 향후 야생버섯을 이용한 신품종 또는 산업적 이용 등을 위한 우 수 버섯자원 선발에 필요한 기초자료로 활용하고자 한다.
(2019b)은 야생버섯인 조개껍질버섯 (OK1040)은 다른 수집 야생버섯들에 비하여 높은 항산화 능과 베타글루칸 함량을 보였다고 보고하고 있다. 야생의 독버섯 또는 식독불명의 버섯은 심각한 중독증상이 유발 되어 식용으로 사용이 불가능하지만 유용성분 추출물을 이용한 의약소재 개발, 아미노산 생합성 관련 효소의 유전자 재조합을 통한 산업균주의 개발 등에 이용이 가능하리라 추측된다. MSG(monosodium glutamate)로 잘 알려 진 글루탐산나트륨은 Corynebacterium glutamicum의 야 생균주를 이용한 미생물 발효에 의하여 생산하는 방법이 개발된 이후 L-Lysine을 미생물 발효법으로 생산할 수 있게 되면서 급속하게 발전하였다.
이러한 아미노 산 성분 중에서 감칠맛과 단맛을 담당하는 성분의 함량이 높을 경우 먹기 좋은 맛을 내는 버섯이다(Beluhan and Ranogajec, 2011). 일반적으로 감칠맛과 단맛을 나타내는 아미노산 성분과 수용성 당과는 높은 상관관계가 있으며 약용버섯과 구별되어질 수 있는 가장 큰 요인으로 향후 본 연구에서 수집된 식용가능한 야생버섯류의 당함량에 대한 분석이 추가적으로 필요하리라 판단된다.
이처럼 야생버섯들 중 식용 또는 약용으로 이용 가능한 버섯류에도 현재 상업적으로 재배, 유통되는 버섯류보다 높은 아미노산 성분을 나타내는 버섯들이 다수 존재하며, 베타글루칸과 같은 약리작용이 있는 다당류를 함유하고 있을 가능성 또한 큰 것으로 나타났다. 중독증상 등의 우려가 있는 독버섯 또는 식독불명의 버섯들도 추후 독성 관련 유전자의 발현 기작 연구와 신육종기술 등의 적용을 통하여 잠재적으로 산업적 이용 가능성이 있을 것으로 기 대된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	버섯의 특징은 무엇인가?	버섯은 독특한 향과 맛을 지니고 있어 식품적 가치가 우수할 뿐만 아니라(Chang and Miles, 1989; Noh et al., 2011), 단백질 함량이 높고, 필수 아미노산, 식이섬유, 무 기질, 비타민의 좋은 공급원으로써 영양학적 가치도 높으며, 더 나아가 항산화 효능, 항암활성, 면역증강 등의 약리효과 등이 있는 것으로 알려져 있다(Barros et al., 2007; Cho et al.
	아미노산이 신진대사 및 에너지 생성에 중요한 영양소인 이유는 무엇인가?	, 2017). 특히, 근육의 원료물질로 에너지를 발생시키며, 신진대사의 촉매역할과 인체조직의 재생과 회복에 크게 관여하는 것으로 알려져 있다. 필수 아미노산인 류신 (leucine, Leu), 라이신(lysine, Lys), 메티오닌(methionine, Met), 발린(valine, Val), 이소류신(isoleusine, Ile), 트레오 닌(threonine, Thr), 트립토판(tryptophan, Tyr), 페닐알라 닌(phenylalanine, Phe) 및 히스티딘(histidine, His)은 체내에서 합성되지 않거나 충분한 양이 합성되지 않아 반드 시 식품을 통해서 섭취해야하는 중요한 성분으로 이러한 필수아미노산의 부족은 성장기에 성장지연의 유발, 성인 기에는 체중감소 등을 초래한다(Kwon and Choi, 2018; Park et al.
	필수 아미노산 중 체내에서 합성되지 않거나 충분한 양이 합성되지 않아 반드시 식품으로 섭취해야 하는 성분은 무엇인가?	특히, 근육의 원료물질로 에너지를 발생시키며, 신진대사의 촉매역할과 인체조직의 재생과 회복에 크게 관여하는 것으로 알려져 있다. 필수 아미노산인 류신 (leucine, Leu), 라이신(lysine, Lys), 메티오닌(methionine, Met), 발린(valine, Val), 이소류신(isoleusine, Ile), 트레오 닌(threonine, Thr), 트립토판(tryptophan, Tyr), 페닐알라 닌(phenylalanine, Phe) 및 히스티딘(histidine, His)은 체내에서 합성되지 않거나 충분한 양이 합성되지 않아 반드 시 식품을 통해서 섭취해야하는 중요한 성분으로 이러한 필수아미노산의 부족은 성장기에 성장지연의 유발, 성인 기에는 체중감소 등을 초래한다(Kwon and Choi, 2018; Park et al., 2017).

저자의 다른 논문 :

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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