초록 ▼

IV. 연구개발 결과 및 활용에 대한 건의
1. 연구개발 결과
가. Myco-protein 생산균주 탐색 및 선정
농진청 농업과학기술원과 한국종균협회로부터 분양받은 식용버섯을 대상으로 식용버섯 균사체의 증식을 조사한 결과, Ganoderma tucidum(영지버섯 1호)의 건조중량이 2.11g으로 가장 높았으며, Flammutina veluripes(팽이버섯 2호), Agrocybe aegerita(버들송이버섯 1호)가 각각 1.71, 1.59g으로 높은 생육도를 보였다.
버섯 균사체의 조단백질 함량은 Cori

IV. 연구개발 결과 및 활용에 대한 건의
1. 연구개발 결과
가. Myco-protein 생산균주 탐색 및 선정
농진청 농업과학기술원과 한국종균협회로부터 분양받은 식용버섯을 대상으로 식용버섯 균사체의 증식을 조사한 결과, Ganoderma tucidum(영지버섯 1호)의 건조중량이 2.11g으로 가장 높았으며, Flammutina veluripes(팽이버섯 2호), Agrocybe aegerita(버들송이버섯 1호)가 각각 1.71, 1.59g으로 높은 생육도를 보였다.
버섯 균사체의 조단백질 함량은 Coriolus versicolor(구름버섯 KCCM 11258)의 조단백질 함량이 27.5%로 가장 높았으며 Grifola fromdosa(잎새버섯 1호)의 26.2%, Agrocybe aegerita(버들송이버섯 1호)가 20.6%, Pkeurotus ostreaius(느타리버섯 원형1호)가 20.3%로 비교적 조단백질 함량이 높았다. 쇠고기와 닭고기의 단백질 함량이 각각 22.8%와 20.7%인 것과 비교해 보면 버섯 균사체도 우수한 단백질원으로 사료되었다. 균사체 전체의 조단백질 함량은 Agrocybe aegerita(버들송이버섯 1호)와 Grifola fromdosa(잎새버섯 1호), Flammulina velutipes(팽이버섯 2호)의 전체 조단백질 함량이 각각 0.33g, 0.32g, 0.26g으로 다른 버섯 균사체에 비해 높은 값을 나타내었다.
조단백직 함량이 비교적 높은 Agrocybe aegerita, Grifola fromdosa 및 Coriolus versicolor의 구성아미노산 조상을 측정한 결과, 잎새버섯은 총 아미노산의 37.8%가 필수 아미노산으로서 버들송이버섯의 31.5%보다 높았으며 전체 아미노산 함량도 잎새버섯이 많음을 나타내었다. 비교적 조단백질 함량이 높은 버섯을 선발하여 균사체내의 조지방 함량을 측정한 결과, Agrocybe aegerita와 Coriolus versicolor의 경우, 쇠고기와 닭고기의 지방 함량이 각각 3.7%와 4.8%인 것과 비교하여 지방 함량이 낮음을 알 수 있었다. 균사체내의 조단백질 함량이 높고 조지방 함량이 낮은 Grifola fromdosa와 Agrocybe aegerita의 식이함량은 잎새버섯이 27.0%로 버들송이 버섯의 20.4%보다 높았으며 이는 영국에서 개발된 Myco-protein이 갖는 6.8%보다는 상당히 식이섬유 함량이 높았다.
Grifola fromdosa(잎새버섯 1호)와 Agrocybe aegerita(버들송이버섯 1호)의 대량배양을 위한 값싼 food-grade의 탄수화물 소재 탐색을 위하여 PDB 배지성분 중 glucose를 각각 wheat starch, corn starch, corn syrup, 밀가루, 사과박, soybean waste(건조 콩비지) 및 조gluten으로 같은 비율로 대치하여 건조균체량을 측정한 결과, 버들송이 버섯이 잎새 버섯에 비해 높은 생육을 보였으며 특히 soybean waste에서 생육이 가장 좋았다.
식용버섯 균사체의 증식에서는 Ganoderma lucidum이 제일 높았으며 버섯 균사체의 조단백질 함량, 아미노산 구성 및 식이버섯 함량에서는 잎새 버섯이 선정에 유리하였으나 버들송이 버섯은 균사체 전체의 조단백질 함량과 조지방 함량 및 대량배양을 위한 값싼 food-grade의 탄수화물 소재 탐색을 위한 배양시험에서 월등히 좋은 결과를 보여 버들송이를 mycoprotein 생산균주로 최종적으로 선정하였다.
Mycoprotein 생산용 선발균주의 최적배양조건을 조사하기 위하여 먼저 초기 pH를 3.5~7.5로 조정하고 25℃에서 배양하여 건조균체량을 조사한 결과, pH의 영향은 거의 없었으며 질소원은 Urea첨가구 만이 대조구와 비슷한 건조균체량을 생성하였으며 Yeast extract, Peptone, NH₄NO₃, (NH₄)₂SO₄, (NH₄)₂HPO₄ 등의 질소원은 대조구에 비해 15~20%의 균체량의 증가를 보여 주었다.
나. Myco-protein 개발 및 시험실 규모 제품 개발
Mycoprotein 생산능이 좋은 것으로 밝혀진 Agrocybe aegerita 종균은 potato infusion 40%, corn starch 2%, peptone 0.2%로 구성된 배지에 접종하여 식용버섯 원균을 활성화시킨 후 25℃, 7일간 진탕배양하였다. 균사체의 중량(wet weight)은 배양액의 30%에 달하였으며 수분이 95%에 달하였다. 조단백질 함량은 건조 균체량의 각 20%, 조지방함량은 건조균체량의 약 1.5%로 저지방의 특성을 보여주었다. 따라서 개발된 mycoprotein의 low fat, cholesterol free의 특성에 단백, 전분, 식이섬유(corn hull)등을 강화시킨다면 modified novel food제조가 가능한 것으로 사료되었다.
버섯 균사체, 옥수수피(corn hull) 및 단백의 혼합조성물을 이용한 기능성 식품소재의 제조를 위하여 이축 압출 성형 장치를 이용하였다. 버섯 균사체를 corn hull과 단백원료와의 적정 혼합비로 배합하여 원료공급장치에서 공급이 가능한 상태의 입자상태로 제조하여 단백질 조직화 반응을 유도하고 단백질 조직화 제품은 관상형 제품으로 생산하여 색도를 측정한 결과, 탁한 갈색을 가졌으며 대두 인조육에 비해 관능검사 분석항목 모두에서 유의성 없이 약간 낮은 평가를 받아 기호성 증진을 위한 보완이 필요하였다. 제조한 압출성형품의 일반성분은 Quorn과의 수분함량의 차이를 감안하더라도 Quorn이 특징으로 하고 있는 vegetable origin의 low fat, no animal fat, no cholesterol, 양질의 protein과 식이섬유원을 만족하는 것으로 나타났다.
다. 시험실 규모 제품 특성 및 공정 개발
이축 압출 성형 장치를 이용하여 관상형 제품으로 만든 후 이를 이용한 사양시험에 의한 생체소화율 시험을 수행하였다. 체중이 150g~170g의 범위에 속하는 숫쥐(S.D rat ♂:Sprague-Dawley)를 이용하였으며 시험사료 제조는 AIN-76 사료에 modified novel food를 첨가하여 Pelleter를 사용하여 사료를 만들었으며 사육기간은 예비시험 일주일을 포함하여 5주일 동안 하였다. 고등균류 사료와 일반사료를 이용한 사양시험에서 체중의 변화는 급여 1주일 후부터 일반사료를 섭취한 군보다 고등균류 사료를 섭취한 군에서 근소한 차이긴 하지만 10g 정도의 약간 높은 체중을 나타내었다. 사료 섭취량도 역시 일반 사료보다 고등균류를 첨가한 처리군에서 섭취량이 증가하였으며 이것은 체중이 늘어난 것과 유사한 경향을 나타냈으며 쥐가 고등균류가 첨가된 시료를 선호하는 것으로 사료되었다.
실험종료 3일간의 사료 섭취량 및 분 배설량을 측정한 결과, 사료 섭취량에 있어서 일반사료를 섭취한 군은 67.69g을 섭취한 반면 고등균류 첨가 사료는 76.79g을 섭취한것으로 보아 고등균류 첨가 사료를 더 선호하는 것으로 나타났다. 3일간 분으로 배설된 량을 보면 사료를 많이 섭취했음에도 고등균류 사료를 섭취한 군에서 적게 배설하여 고등균류를 첨가한 사료가 쥐의 체내에서 소화가 잘 이루어지는 것으로 판단되었다.
생체소화율을 보기 위하여 섭취사료의 영양소와 분으로 배설된 배설물의 영양소를 분석한 결과, 지방 흡수율(Fatty-absorption)의 경우, 대조군(control)은 48%의 흡수율을, 고등균류는 59.96%의 흡수율을 보였고, 단백질(protein)은 대조군에서 52% 이었으나 고등균류는 65.8%의 흡수율을 보였다. 영양소 흡수율(nutrition-absorption)에서도 단백질과 지방 모두 고등균류의 흡수율이 높은것으로 나타났으며 이것은 고등균류 사료가 쥐의 체내 이용률(intestine-utilization)이 높은 것으로 사료되었다.
5주일간의 사양시험을 행한 후에 쥐(S.D rat ♂:Sprague-Dawley)의 혈액을 채취하여 혈액중의 GOT, GPT 및 cholestrol을 측정한 결과 modified novel food를 3% 첨가한 사료 급여군의 cholestrol 함량이 3.50±로서 대조군의 63.68±9.68에 비해 낮아 생계소화율 뿐만 아니라 cholestrol 함량까지 감소시키는 효과를 관찰하였다.
지금까지의 연구결과를 토대로 modified novel food제조의 최적공정을 설정하였다. 생육도와 조단백질, 조지방, 아미노산 조성, 식이섬유 함량 등을 고려하여 myco-protein 생산균주로 버들송이(Agrocybe aegerita)를 최종적으로 선정하고 최적배양조건으로 potato infusion 40%, corn starch 2%, peptone 0.2로 구성된 배지에 접종하여 식용버섯 원균을 활성화시킨 후 25℃, 7일간 진탕배양한 후 여과하여 균사체를 수집하였다. Modified novel foods 제조는 버섯 균사체, 옥수수피(corn hull) 및 단백의 혼합조성물을 이축압출성형장치를 이용하여 단백질 조직화 반응을 유도하고 단백질 조직화 제품은 관상형제품으로 생산하였다.

Abstract ▼

IV. Results of Research and Recommendation
1. Results of research
Selection of myco-protein producing strain from edible musllroorns and development of modified novel foods which enhanced functional properties like as low fat. cholesterol free. dietary fiber etc. for replace animal protein wit

IV. Results of Research and Recommendation
1. Results of research
Selection of myco-protein producing strain from edible musllroorns and development of modified novel foods which enhanced functional properties like as low fat. cholesterol free. dietary fiber etc. for replace animal protein with vegetable protein were investigated. As results of screening and selection of myco-protein producing strain, dry weight of Ganudelma lucidum, Flammulina velutipes, Agrucybe aegerita were shown relative high growlh like as 2.11, 1.71 and 1.59 g, respectively, Crude protein contents of Coriolus versicolor(27.5 %) and Grifola fromdosa(26.2 %) were high compared wilh beef(22.8 %) and chicken(20.7 %). Among the structural amino acid composition of Agrocybe aegerita, Grifola fromdosa and Coriolus versicolor, essential amino acid contents of Grifola fromdosa and Agrocybe aegerita were 37.8 % and 31.5 % of total amino acid. Crude fat contents of Agrocybe aegerita and Coriolus versicolor were fower than beef(3.7 %) and chicken(4.8 %). Dietary fiber contents of Grifola fromdosa and Agrucybe aegerita were 27.0 % and 20.4 %, respectively and higher than 6.8% of Quorn. Carbon and nitrogen sources of Agrocybe aegerita fermentation which selected finally, soybean waste and peptone were shown more effective growth than other sources.
Characteristics of developed myco-protein for food process were studied. As results of Agrocybe aegerita fermentation containing potato infusion 40%, corn starch 2%, peptone 0.2% in medium, wet weight of mycelium was 30% of culture broth. Moisture content of mycelium was 95%, and crude protein and fat contents were 20% and 1.5% of dry cell weight which showed typical low fat. If myco-protein which have properties of low fat and cholesterol free enhanced egg white, starch and corn hull as dietary fiber, it can be manufactured modified novel food. Modified novel food was manufactured by twin screw extruder. this product had dark brown color and need more supplement of ingredient because of poor sensory evaluation compared with artificial meat made by soy protein. Physicochemical and nutritional characteristics of modified novel foods were satisfied that of Quorn concerned low fat, no animal fat, no cholesterol, protein quality and dietary fiber of vegetable origin.
Biodigestability of modified novel foods was carried out with breeding test of S.D. rat. Body weight of myco-protein feeding group were slightly heavier than control group after one weeks. Feed-Intake volume was also increased at myco-protein feeding group than control and considered as S.D. rat prefer to feed added myco-protein. Feed-intake and feces-excretion of final three days were analyzed, S.D. rat were prefer to feed added myco-protein as a results of feed-intake volume analysis. On the other hand, feces-excretion volurne of myco-protein feeding group was more less than control which means effective digestability nevertheless much intake. Fatty acid and protein absorption rate of myco-protein feeding group were 59.96 % and 65.8 % compared with 48 % and 52 % of control group. It was considered that myco-protein feeding group was more efficient than control group in nutrition-absorption and intestine-utilization. And also blood cholesterol content of myco-protein feeding group and control group were 53.50 ± 7.34 and 63.86 ± 9.68, respectively. It was observed that myco-protein had cholesterol-lowering effect.
The optimum process of modified novel foods was established with these research results. We selected Agrocybe aegerita as strain and cultured in medium containing potato infusion 40%, corn starch 2%, peptone 0.2% at 25℃, for 7 days. And composition rate of raw materials were consist of mycelium 40%, corn hull 30%, egg albumin 30% and manufactured texturized myco-protein product by extrudated with twin screw extruder.
2. Recommendation
We were studied to select myco-protein producing strain from edible mushrooms and develop modified novel foods which enhanced functional properties like as low fat, cholesterol free, dietary fiber etc. for replace animal protein with vegetable protein.
For supplement protein sources in food industry, fermentation technology of edible mushrooms will be spotlighted as promising means to overcome the global natural resourses of food in the future. If livestock product which enhanced low fat, cholesterol free, dietary fiber etc. were developed by using vegetable protein, it can be good food for health. Artificial meat made by myco-protein have excellent merit in texture and stabilization of cooking compared with one made by soy protein. Development of new functional food materials by these edible mushroom is very useful to national health and vegetarians.
We will endeavor various application of myco-protein to domestic food industy and transfer these technology to companies for commercialization.

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 요약문 ... 3
• SUMMARY ... 9
• CONTENTS ... 13
• 목차 ... 15
• 제1장 연구개발과제의 개요 ... 18
• 제1절 연구개발의 목적 ... 18
• 제2절 연구개발의 필요성 ... 18
• 1. 기술적 측면 ... 18
• 2. 경제·산업적 측면 ... 19
• 3. 사회·문화적 측면 ... 20
• 제3절 연구개발 범위 ... 20
• 1. Mycoprotein생산균주 탐색 및 선정개발 ... 20
• 2. Mycoprotein개발 및 시험실규모 제품개발 ... 20
• 3. 시험실규모 제품특성 및 공정개발 ... 20
• 제2장 국내외 기술개발 현황 ... 21
• 제3장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 25
• 제1절 실험 재료 및 방법 ... 25
• 1. 사용균주 및 배지 ... 25
• 2. 실험방법 ... 25
• 가. 수분 ... 25
• 나. 조단백질 함량 측정 ... 25
• 다. 조지방 함량 측정 ... 26
• 라. 구성아미노산 함량 ... 26
• 마. 식이섬유의 함량 측정 ... 27
• 바. 조직감 측정 ... 27
• 사. 색도측정 ... 27
• 아. Modified novel foods제조 ... 27
• 자. 사양시험에 의한 생체소화율 시험 ... 28
• 제2절 연구결과 및 고찰 ... 29
• 1. Myco-protein 생산균수 탐색 및 선정 ... 29
• 가. 균사체의 증식 ... 29
• 나. 균사체의 조단백질 및 아미노산 조성 ... 29
• 다. 균사체의 조지방 함량 ... 34
• 라. 식이섬유의 함량 ... 34
• 마. Mycoprotein 생산을 위한 탄수화물 소재 탐색 ... 36
• 바. 최종 Mycoprotein 생산균주 선정 ... 36
• 사. 선정 Mycoprotein 생산균주의 최적배양조건 ... 38
• 2. Myco-protein 개발 및 시험실 규모 제품 개발 ... 41
• 가. 개발 mycoprotein의 식품가공특성 ... 41
• 나. Modified novel foods제조 및 저장 특성 ... 41
• 1) Steam을 이용한 Modified novel foods제조 ... 41
• 2) 이축압출성형장치를 이용한 Modified novel foods제조 ... 41
• 3) 제조한 modified novel foods의 물리화학적, 조직 및 저장 특성 ... 43
• 다. Modified novel foods의 기호성 및 영양학적 특성 ... 45
• 3. 시험실 규모 제품 특성 및 공정 개발 ... 48
• 가. Modified novel foods의 생체소화율 시험 ... 48
• 나. Modified novel foods제조의 최적공정 개발 ... 59
• 제4장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 60
• 제5장 연구개발결과의 활용계획 ... 61
• 제6장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 62
• 제7장 참고문헌 ... 63
• 끝페이지 ... 67