KR20010015976A - 차가버섯 균주, 그 분리방법 및 상기 균주의 자실체 대량생산방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 인공재배가 가능하고 균사생장과 자실체 형성속도가 빠르며 고품질 다수확이 가능한 차가버섯 균주 및 상기 균주의 자실체 대량생산방법에 관한 것이다.

Description

차가버섯 균주 및 상기 균주의 자실체 대량생산방법{Innotus obliqua strain and method for mass production of its fruitbody }

본 발명은 신규한 차가버섯 균주 및 상기 균주의 자실체 대량생산방법에 관한 것이다.

러시아 캄챠카 반도에서는 자연산인 차가버섯을 채취하고 그 추출물을 이용하여 소화기암과 당뇨병 치료 약제로 사용하고 있다. 일본 북해도에서 야생하는 차가버섯으로 에이즈 바이러스, 소화기암, 당뇨 등 치료와 예방에 사용되는 약을 개발하였다. 그러나, 차가버섯은 지금까지 인공재배가 되지 않았으며, 차가버섯 균주를 이용한 인공재배방법은 국내외를 통하여 개발된 기술이 없다.

따라서, 본 발명은 인공재배가 가능한 차가버섯 균주를 분리하고 상기 균주로 자실체를 대량 생산하는 방법을 개발하고자 하였다. 즉, 자연산 버섯을 채취하여 약용으로 사용되어온 차가버섯을 인공적 환경조성 구명과 증식방법을 새롭게 개발하여 대량생산체계를 구축하고자 하였다.

도 1은 차가버섯 배지종류별 균사생장 비교를 나타낸 것이다.

도 2는 차가버섯 배양온도별 균사생장을 나타낸 것이다.

도 3은 차가버섯 균사의 색택을 나타낸 것이다.

본 발명은 인공재배가 가능하고 균사생장과 자실체 형성속도가 빠르며 고품질 다수확이 가능한 차가버섯 균주, 및 상기 균주 또는 그 자실체의 대량생산방법을 제공한다.

차가버섯의 학명은 Inonotus obliqua(pers) pilot, Fuscoporia obliqua Aoshima이다. 일반적으로 차가버섯은 균사분리 후 계대배양을 하면 균사세력이 급락하여 사멸되거나 증식이 잘 되지 않아 국내에서도 여러 연구자들이 균분리 시도를 하였으나 실패한 바 있다. 일반적으로 버섯균의 분리방법으로는 포자분리, 조직분리 방법이 있다. 그러나, 차가버섯균은 포자분리나 조직분리를 하여도 균사세력이 약하여 계대배양시 균사의 활력이 약화되어 결국 소멸되는 특징이 있다.

따라서, 본 발명은 인공재배가 가능한 차가버섯 균주를 분리하기 위해 다음과 같은 단계로 이루어진 방법을 수행한다: 차가버섯의 포자나 조직을 27∼32℃의 배양실에 24시간이상 동안 멸균수에 침지후 꺼내는 단계; 용기 속에 건조 탈지면을 넣어 140∼160℃로 8∼10시간 건열살균하여 27∼32℃의 배양실에 24시간이상 멸균수에 침지후 꺼내는 단계; 차가버섯 조직이나 포자를 상기 건열살균된 용기에 넣고 다시 25∼30℃ 배양온도로 하여 정치하는 단계. 상기와 같은 방법으로 분리된 차가버섯의 균사는 세력을 회복할 수 있으며, 균사활력이 왕성하여 원목에 접종한 후에도 자실체 형성 정도가 빨라진다.

세계적으로 균사활력이 낮은 차가버섯에 대한 자실체 인공재배에 성공하지 못하였으나, 본 발명에 따라 상기에서 분리된 차가버섯 균주는 8가지 수종에서 자실체 형성에 성공하였다.

차가버섯은 Hymenochaetaceae과에 속하는 버섯으로 검은 자작나무류에 덩이 모양으로 대형의 균핵을 형성한다. 자작나무류의 줄기에 기생해서 흰색 부후를 발생시키는 병원균의 균핵으로 자실체는 수피 밑에 얇고 넓게 퍼져 있으며 갓은 형성하지 않는다. 균핵 형태는 표면이 검고, 종횡으로 균열이 많으며, 내부는 황갈색으로 목질진흙버섯(Phellinus linteus)과 비슷하다. 균핵의 직경은 10 ~ 20cm 정도로 대형이다. 주로 약용으로 사용하는 부분은 균핵이다. 자실체의 두께는 2~8mm 정도이고 전면에 관공이 있으며, 강모체는 여러개이다. 차가버섯의 포자의 색은 담갈색이며, 포자의 크기는 7~10(㎛) × 6~8(㎛)정도이다. 주로 자연 발생지역은 러시아, 일본 북반구에서 발견되었다는 보고가 있다. 산지는 일본과 러시아에서도 항암제로 이용되어 왔다. 일본과 러시아에서는 소화기 계통의 암에 면역활성 증강이 아니라 제암의 효과가 있다고 발표하였으며, 에이즈 바이러스에도 특효가 있다고 알려져 있다.

차가버섯은 국내에는 아직 발견되지 않은 버섯으로, 본 발명자는 러시아 캄챠카반도산 차가버섯을 도입하여 무균 습실 환경조성으로 균사활력 증강후 자실체로부터 활력있는 여러 균사를 분리하고, 그 중 차가버섯균 KNAC 3002 균주를 미생물 기탁하였다(기탁번호: KFCC-11190).

본 발명에 따라 분리된 차가버섯 균주는 검은자작나무 이외에 벚나무, 대추나무, 강참나무, 굴참나무, 은사시나무, 아카시나무, 백자작나무와 같은 각종 수종에 접종되면 자실체를 대량생산할 수 있다.

상기 미생물 기탁된 차가버섯균(Innotus obliqua) KNAC 3002(KFCC-11190)은 Potato Dextrose Agar(PDA : Potato 200g, Dextrose 20g, Agar 20g/1ℓ), Birch Dextrose Agar(BDA : Birch sawdust 200g, Dextrose 20g, Agar 20g/1ℓ), Oak Dextrose Agar(ODA : Oak sawdust 200g, Dextrose 20g, Agar 20g/1ℓ)배지에서 자라며, 적정 pH는 6.0이고, 살균조건은 121℃, 20분(시험관 기준)이다. 배양조건은 호기성이며, 배양적정온도(℃)는 30℃이며 진탕 또는 정치(액체, 고체) 배양이 모두 가능하다.

차가버섯균(Inonotus obliqua) KNAC 3002(KFCC-11190)의 특징은 다음과 같다.

1. 배양적 특징

배지는 검은자작나무 추출배지, 적정온도는 30℃이며 35℃이상에서 균사가 사멸하며 저온에서는 사멸하지 않는다.

2. 형태적 특징

차가버섯 균사의 형태적 특성으로 콜로니에는 협구(Clamp connection)를 가지고 있으며 특히 맥아추출배지(MEA)에서는 초기에 콜로니가 황색을 나타내며 후기에 흑색을 나타낸다. 맥아추출배지 이외의 배지에서는 초기에 콜로니가 흰색을 나타내며 후기에 흑색을 나타낸다. 차가버섯은 담자기(Basidium)에 담자포자(Basidiospore)를 형성하여 유성 생식을 한다. 또한 담자기와 담자포자는 담자기과(Basidiocarp)인 차가버섯의 자실층(Hymenia) 위에 생긴다. 차가버섯의 무성생식은 배양환경이 열악하면 분생포자와 분열자(Oidia)를 생성한다. 분열자는 1핵균사에서 형성되어 단핵균사와 융합하여 2핵균사를 형성한다. 차가버섯 균사체의 격막에는 유연공(Dolipore)이 있다.

이하 실시예를 통해 본 발명을 상세히 설명한다.

[실시예 1] 인공재배가 가능한 차가버섯 균주의 분리방법

차가버섯의 포자나 조직을 30℃의 배양실에 24시간 동안 멸균수(121℃에 60분 살균)에 침지후 꺼냈다. 뚜껑이 있는 용기 속에 건조 탈지면을 넣어 140℃로 10시간 건열살균하여 30℃의 배양실에 24시간 멸균수(121℃에 60분 살균)에 침지후 꺼냈다. 차가버섯 조직이나 포자를 건열살균된 용기에 넣고 다시 25℃ 배양온도로 하여 48시간 정치하였다. 상기와 같은 방법으로 분리된 차가버섯의 균사들은 세력을 회복할 수 있었다. 또한, 이러한 처리를 한 차가버섯균들은 균사활력이 왕성하여 원목에 접종한 후에도 자실체 형성 정도가 빨라졌다.

[실시예 2] 차가버섯균의 배지종류에 따른 균사생장과 밀도 (도 1 참조)

실시예 1에서 분리된 차가버섯균들 중 배양온도 25℃에서 하기 표 1과 같은 배지종류에 따른 균사생장을 살펴본 결과, KNAC 3001 균주가 GPA배지에서 63mm/10일로 균사생장과 밀도가 가장 높았다. 그 다음은 PDA, CDA, ODA, BDA, YM, MCM, PODA, CHA, MEA(pH7.0), MEA(pH4.7) 순이었다. KNAC 3002 균주도 비슷한 양상을 나타내었으며 BDA배지에서 48.0mm/10일로 균사생장과 밀도가 가장 양호하였으나, KNAC 3001 균주에 비하여 균사생장 속도는 현저히 느린 특징이 있었다. 그 다음은 ODA, PODA, MCM, CDA, YM, PDA, GPA, CHA, MEA(pH7.0), MEA(pH4.7) 순이었다. 특히 CHA에서 균사생장은 30.7mm/10일로 제일 빠르나 균사밀도가 매우 낮은 현상이 있었다.

PDA: Potato Dextrose Agar ;Potato 200g,Dextrose 20g,Agar 20g/ℓ

MEA: Malt Extract Agar

CDA: Compost Dextrose Agar

BDA: Birch Dextrose Agar; Birch sawdust 200g,Dextrose 20g,Agar 20g/ℓ

ODA: Oak Dextrose Agar; Oak sawdust 200g, Dextrose 20g, Agar 20g/ℓ

PODA: Popla Dextrose Agar

MCM: Mushroom Complete Media

YM: Yeast Extract Media

CHA: Chapecks Agar

GPA: Grucose Peptone Agar

* 균사밀도 : +; 약함 ++; 보통 +++; 양호

* 9cm 페트리 디쉬

[실시예 3] 차가버섯균의 온도에 따른 균사생장과 밀도(도 2 참조)

차가버섯은 북위 45도 이상의 추운 지방에서 자생하는 균이지만 균사생장은 독특하게 30℃에서 가장 생장이 왕성하였다. 30℃에서 KNAC 3001 균주는 60mm/10일로 균사생장과 밀도가 가장 양호하였다. 온도별로는 25, 20, 35, 15, 10, 5℃ 순으로 균사생장 속도와 밀도가 좋았다. KNAC 3002 균주는 KNAC 3001 균주보다 균사생장 속도는 느리지만 같은 경향을 나타내었다. 40℃에서는 차가버섯균이 생장하지 못하였으며 이를 25℃에서 다시 배양하였으나 생육하지 못하고 사멸하였다. 5℃ 저온에서도 생장이 되나 아주 약하다.

* 균사밀도 : +; 약함 ++; 보통 +++; 양호

* 9cm 페트리 디쉬

[실시예 4] 차가버섯균의 산도(pH)에 따른 균사생장과 밀도

배양온도 30℃에서 차가버섯균의 균사생장의 바람직한 산도는 5∼9 이고 적정 산도는 6.0이다. 산도 6.0에서 각각 80.7, 40.3mm/10일로 정점을 나타내었다. 산도 6이하 또는 이상에서 차가버섯균의 생장과 밀도는 현저히 줄어드는 특징이 있으며 균주 KNAC 3002는 KNAC 3001에 비하여 합성배지에서 절반 수준의 낮은 생장속도를 나타내었다.

차가버섯균의 산도(pH)에 따른 균사생장과 밀도(mm/10일)

산도	5.0	6.0	7.0	8.0	9.0	10.0
	균사생장	균사밀도	균사생장	균사밀도	균사생장	균사밀도	균사생장	균사밀도	균사생장	균사밀도	균사생장	균사밀도
KNAC3001	59.7	++	80.7	+++	75.3	+++	69.3	++	66.0	++	58.0	+
KNAC3002	24.0	+++	40.3	+++	32.7	+++	31.3	++	26.7	++	23.3	++

* 균사밀도 : +; 약함 ++; 보통 +++; 양호

* 9cm 페트리 디쉬

[실시예 5] 차가버섯균의 톱밥수종별에 따른 균사생장

차가버섯 자실체 대량생산 체계를 갖추기 위해 8가지 수종의 톱밥에 균사를 접종하여 5일 간격으로 균사생장 속도를 측정한 결과, 벚나무, 대추나무, 강참나무, 굴참나무, 은사시나무, 아카시나무, 백자작나무, 검은자작나무 순으로 균사생장 속도를 나타내었으나, 톱밥배지에서는 KNAC 3001균주 보다 KNAC 3002균주가 현저히 균사생장이 활발하여 합성배지에서와 반대의 현상이 나타났다. 차가버섯균의 원래의 기주체가 검은자작나무이다. 검은자작나무는 국내에 강원도 일부지역에 자생되나 매우 드물다. 원래의 기주체인 검은자작나무에서 균사생장 속도는 가장 느린 현상이 나타났으나 자실체 형성 정도는 제일 좋은 결과를 보였다.

* 균사밀도 : +; 약함 ++; 보통 +++; 양호

[실시예 6] 차가버섯 재배의 원목 선택

차가버섯 원목수종은 검은자작나무가 균사생장 속도는 느리지만 자실체 형성과 수량에는 가장 좋다. 원목의 직경은 15cm내외, 길이는 20cm가 가장 적당하다. 원목의 수분함량은 42~45%가 적당하므로 원목을 겨울에 벌채하여 3~4개월 음건시키면 적당한 수분함량이 된다.

[실시예 7] 차가버섯 종균접종을 위한 살균

고밀도 내열성 비닐 봉지에 원목을 1개씩 넣고 상층부에 스폰지 또는 솜이 들어 있는 마개로 막아 여과된 공기가 들어가도록 하여 상압살균 또는 고압살균을 한다. 상압살균은 스팀습열로 100℃까지 상승시킨후 약 13 ~15시간(원목 크기 15 X 20cm기준)동안 한다. 고압살균은 배기밸브를 약간 열고 보일러 스팀을 넣으면 110~130분 후에 97~100℃가 된다. 이때 살균기내 공기주머니를 제거하기 위하여 배기밸브를 완전히 열고 50~60분간 보일러를 계속 가동하면 118 ~120℃가 된다. 이때부터 배기밸브를 약간 열린 상태에서 9 ~10시간 원목을 살균하면서 균사생장이 잘되도록 연화를 시킨다. 살균이 끝나면 90℃ 정도로 온도가 하강되면 바로 원목을 꺼내야 원목의 표면을 방지할 수 있다.

[실시예 8] 차가버섯균 접종

무균 접종실에서 원목의 온도가 20℃ 정도로 떨어짐과 동시에 접종을 한다. 접종량은 한 봉지당 80~100g로 원목 표면이 덮히도록 충분히 접종하는 것이 중요하다.

[실시예 9] 차가버섯 원목 균배양

차가버섯 원목 균 배양실 온도는 25±2℃로 유지한다. 배양후 30일 지나면 균사활력이 왕성해 지는데 마개가 젖었다든지 접촉상태가 불량하면 오염이 발생한다. 균사배양 완성은 61 ~72일 소요되나 배양완성후 20일 정도 더 배양하여야 버섯발생이 잘 된다.

[실시예 10] 차가버섯 원목발생 처리

차가버섯 원목발생을 위한 재배사는 기존의 간이 느타리버섯 재배사 처럼 단열 처리가 되어야 하나 바닥은 배수가 양호한 사양토가 적당하며 병원균이 없는 깨끗한 흙이어야 하며 환기창은 1동당 3개씩은 있어야 한다. 차가버섯 골목은 세워서 묻되 깊이는 전체길이의 70%가 묻히고 30%는 지상으로 노출시킨다. 노출된 절단면은 쉽게 건조되기 쉬우므로 이를 방지하기 위하여 깨끗한 마사토를 두께 2cm 씩 놓아두어 습도유지를 시킨다. 이 기간 동안의 온도는 30±2℃, 습도는 90% 이상, 이산화탄소 함량은 차가버섯 발생되는 당시에는 환기를 시키지 않고 두었다가 발생후부터 환기를 실시하여 3,000ppm 이상이 되지 않도록 관리 유지시킨다.

[실시예 11] 차가버섯 생육처리

차가버섯 생육 환경관리는 물관리와 환기관리가 중요하다. 물관리는 봄에는 2일에 1회, 여름에는 1일에 1회, 가을에는 3일에 1회, 겨울에는 무관수로 재배사의 흙이 충분히 젖도록 살포한다. 환기관리는 3,000ppm 이상이 되지 않도록 관리하되 여름에만 필요하게 된다.

[실시예 12] 차가버섯 수확과 건조

자실체의 완전한 형태를 갖춘 상품성이 높은 차가버섯 수확 적기는 버섯발생후 2년이다. 그러나 불완전한 형태이지만 6개월후에도 수확이 가능한 특징이 있다. 건조방법은 열풍건조로 40±5℃에서 20시간 정도 유지하면 건조상품이 된다.

[실시예 13] 차가버섯균의 원목수종에 따른 자실체 수량

차가버섯균의 원목수종에 따른 생장속도는 톱밥수종별 시험과 일치하였으며 배양완성기간은 대추나무가 가장 빨라 61일이 소요되었으며 검은자작나무와 백자작나무는 72일이 소요되어 배양완성 소요기간이 가장 길었다. 초발이소요일수는 30 ~ 40일 정도이며 자실체 형성 완성기간은 18 ~ 22일 정도 소요되었다. 수량은 원목(10x20cm) 1개에 43 ~ 65g(건조중량)을 생산할 수 있으며 검은자작나무에서 가장 높은 수량을 나타내었다.

* 원목 : 직경 10×20cm

본 발명에 따라 분리된 차가버섯 균주는 인공재배가 가능하고 균사생장과 자실체 형성속도가 빠르며 고품질 다수확이 가능하다. 또한, 본 발명에 따른 차가버섯 자실체 대량생산 구축으로 약리 기능성이 높은 물질 생산을 할 수 있다. 특히, 차가버섯균 KNAC 3002 균주는 균사생장과 자실체 형성속도가 빠르고 고품질 다수확 차가버섯 우량 균주로 대량 양산할 수 있다.

Claims (6)

1. 차가버섯의 포자나 조직을 27∼32℃의 배양실에 24시간이상 동안 멸균수에 침지후 꺼내는 단계; 용기 속에 건조 탈지면을 넣어 140∼160℃로 8∼10시간 건열살균하여 27∼32℃의 배양실에 24시간이상 멸균수에 침지후 꺼내는 단계; 차가버섯 조직이나 포자를 상기 건열살균된 용기에 넣고 다시 25∼30℃ 배양온도로 하여 정치하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 차가버섯 균주의 분리방법.
2. 제 1항의 분리방법으로 분리된 차가버섯(Innotus obliqua) 균주.
3. 제 2항에 있어서, 상기 균주는 차가버섯균 KNAC 3002(KFCC-11190)인 것을 특징으로 하는 균주.
4. 차가버섯 균주 또는 자실체를 대량생산하는 방법에 있어서, 제2항의 차가버섯 균주를 벚나무, 대추나무, 강참나무, 굴참나무, 은사시나무, 아카시나무, 백자작나무, 검은자작나무로 이루어진 군에서 선택된 원목에서 재배하는 것을 특징으로 하는 차가버섯 균주 또는 자실체의 대량생산 방법.
5. 제 4항에 있어서, 원목의 수분함량은 42~45%인 것을 특징으로 하는 차가버섯 균주 또는 자실체의 대량생산 방법.
6. 제 4항에 있어서, 원목을 상압살균 또는 고압살균하여 균사생장이 잘되도록 연화시키는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 차가버섯 균주 또는 자실체의 대량생산 방법.