KR20020069752A - 광물을 첨가한 버섯재배용 배지 - Google Patents

Abstract

본 발명은 버섯 재배를 위한 신규의 배양 배지에 관한 것으로서, 좀 더 상세하게는 폐솜에 적당한 비율의 광물을 섞어 버섯의 생장을 촉진시킬 수 있도록 한 광물을 첨가한 버섯재배 배지에 관한 것이다. 이와 같은 본 발명은 특히 느타리 버섯 재배에 유용한 수단이 될 수 있다.

종래의 버섯 재배용 배지는 볏짚, 왕겨, 폐솜, 톱밥, 토탄, 제오라이트와 약간의 폴리에스텔 등을 배합하고 이를 고온고압하에서 덩어리로 만들었다. 그런데 제오라이트는 칼슘(Ca) 이온과 나트륨(Na) 이온이 산화알루미늄(AlO₄), 규산(SiO₄) 그리고 물과 결합된 상태로서, 작은 구멍이 많아 통풍과 보습력이 높으므로 버섯재배시 수반될 수 있는 병균에 의한 감염을 방지할 수 있으나 이러한 제오라이트를 이용한 배지는 가격면에서 생산원가를 증가시키는 단점이 있고 따라서 농가의 경제적 이익을 극대화하는 데에는 한계가 있다.

이에 본 발명에서는 본 발명자의 다년간의 실험·연구 결과로서, 볏짚, 왕겨, 솜, 톱밥, 토탄, 폴리에스텔로 구성된 버섯 재배용 배지에 있어서, 옥을 5~10% 함유하거나, 맥반석을 1~15% 함유하거나, 맥반석 1~15% 및 2년 이상 삭힌 깻묵 0.1~1%를 함유하게 함으로써 제오라이트를 첨가할 때보다 우수한 효과를 얻을 수 있는 버섯 재배용 배지를 제공한다.

Description

광물을 첨가한 버섯재배용 배지{The medium containing mineral for cultivating mushroom}

본 발명은 버섯 재배를 위한 신규의 배양 배지에 관한 것으로서, 좀 더 상세하게는 폐솜에 적당한 비율의 광물을 섞어 버섯의 생장을 촉진시킬 수 있도록 한 광물을 첨가한 버섯재배 배지에 관한 것이다. 이와 같은 본 발명은 특히 느타리 버섯 재배에 유용한 수단이 될 수 있다.

한국의 버섯 생산량은 10만톤을 상회하며 농·축·산림업의 수출물량의 약 10%를 점유하는 중요한 생산물이기도 하다. 이와 같은 버섯은 분류학상 담자균류에 속하며, 일부 독성이 있는 것을 제외하고는 대부분 고단백 식품으로 미래에 육류를 대체할 수 있는 유익한 식품으로 기대되고 있다.

특히 최근 연구에 의하면 버섯류에 함유되어 있는 다당류인 글루칸 유도체들에 의한 항암 및 항바이러스 효과 등이 보고되어 건강식품으로서 전세계적으로 각광을 받고 있다.

한편, 버섯 균사는 호기성균으로 균사배양시 많은 산소를 필요로 하는 균이다. 따라서 배지에 있어서 입자 사이의 공간이 적으면 산소공급율이 떨어지고, 발효시 살균과 균사배양시 발생하는 가스의 발산도 떨어지며, 균사배양시 균사호흡에 의하여 생기는 열의 발산도 어렵게 된다.

이와 같은 점들을 고려하여 지금까지 버섯재배용으로 이용한 배지는 볏짚, 왕겨, 폐솜, 톱밥, 토탄, 제오라이트와 약간의 폴리에스텔 등을 배합하고 이를 고온고압하에서 덩어리로 만들었다.

이 때 버섯재배용의 주재료는 볏짚과 왕겨 그리고 톱밥이며, 배지의 보습작용을 위하여 폐솜이 첨가되었다. 또한 통풍작용과 버섯성장에 필요한 미네랄의 제공원으로서 제오라이트가 첨가되었다. 제오라이트는 칼슘(Ca) 이온과 나트륨(Na) 이온이 산화알루미늄(AlO₄), 규산(SiO₄) 그리고 물과 결합된 상태로서, 작은 구멍이 많아 통풍과 보습력이 높으므로 버섯재배시 수반될 수 있는 병균에 의한 감염을 방지할 수 있다.

그러나 이러한 제오라이트를 이용한 배지는 가격면에서 생산원가를 증가시키는 단점이 있고 따라서 농가의 경제적 이익을 극대화하는 데에는 한계가 있다.

이에 본 발명자는 폐솜(셰어링솜)으로 만든 배지에 제오라이트보다 보습력과 통풍력이 우수한 다양한 암석(광물)을 배합하고, 여기에 버섯을 재배하여 버섯의 화학성분 분석과 생산량 비교를 통해 전술한 기존배지의 경제성에 따른 농가의 부담을 최소화하여 소득증대를 이룸과 동시에 자원의 재활용을 통해 경작비용 절감 및 환경오염을 줄이는 방안과 버섯의 영양면에서 우리 몸의 생체활동에 밀접한 관련이 있는 인체에 유익한 미네랄이 함유된 버섯 생산이 가능한지를 살펴보고 연구하였다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 기존의 제오라이트를 사용하지 아니하고도 버섯에 적당한 미네랄을 공급하여 버섯의 미네랄 함유량과 생산량을 증가시킬 수 있는 버섯 재배용 배지를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 폐솜(셰어링솜)의 재활용을 통해 환경오염 문제 해결에 일조할 수 있는 버섯 재배용 배지를 제공하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 볏짚, 왕겨, 솜, 톱밥, 토탄, 폴리에스텔로 구성된 버섯 재배용 배지에 있어서, 맥반석이나 옥과 같은 광물질을 적당 비율로 함유하고, 나아가 2년 이상 삭힌 깻묵을 추가로 포함된 것을 특징으로 한다.

구체적으로 본 발명자는 다년간의 실험·연구 결과, 볏짚, 왕겨, 솜, 톱밥,토탄, 폴리에스텔로 구성된 버섯 재배용 배지에 있어서, 옥을 5~10% 함유하거나, 맥반석을 1~15% 함유하거나, 맥반석 1~15% 및 2년 이상 삭힌 깻묵 0.1~1%를 함유하게 함으로써 전술한 목적을 달성할 수 있음을 알 수 있었다.

이하, 상기 본 발명을 발명자의 구체적 실험예와 함께 상세히 설명한다.

[실시예]

1. 연구기간 : 1999. 6. 1부터 2000. 6. 20까지 약 1년에 걸쳐 실험하였다.

2. 실험환경 : 버섯생육 환경을 자동 제어할 수 있는 현대식 시설과 설비를 갖추고 실험에 임하였으며, 공주 대학교 생물학과 시설 일부를 이용하였다.

3. 사용종균 : 원형느타리버섯을 대상으로 하였다.

4. 배지제작에 사용된 암석 : 배지제작에 사용된 암석과 특징은 다음과 같다.

가. 맥반석(quartz porphyry)

산성암으로서, 주요 구성광물은 석영, 알칼리 장석 (세니딘, 정장석, 알바이트), 흑운모이고, 부구성광물로서 각섬석, 사장석 (올리고클래스 내지 안데신), 자철석, 일메나이트, 인회석, 저어콘 등이 있다.

담회색, 분홍색 및 벽돌색 등을 띄며 반상 조직을 보인다. 반정은 주로 석영 및 장석으로 구성되어 있으며 석기는 유리질이거나 위 광물의 집합체이고 때로는 기공을 보이기도 한다.

나. 옥

전통적인 옥(玉) 개념에 따른 옥 광물에는 Jadeite(경옥)과 Nephrite(연옥)이 있으며 사문석군의 광물 중에서 투명 내지 반투명한 엔티고라이트(Antigorite) 변종을 사문석옥(蛇紋石 玉)이라 한다. 본 실험연구에서 사용한 옥은 최근 건강에 좋다고 선전되며 사용되고 있는 중국산 사문석옥이다.

다. 황토

대륙의 반건조지역에 쌓인 풍성토로서, 우리나라의 황토는 백악기 말엽을 전후하여 지각변동 등에 의해 형성된 화강암과 편마암, 운모, 석영, 맥반석과 같은 광물질이 철분과 함께 산화작용 및 풍화작용을 겪으면서 다채로운 색상을 띤 토양층을 이루게 되었다.

표면이 넓은 벌집구조로 수많은 공간이 복층구조를 이루고, 틈이 큰 SiO₂, Al₂O₃, 산화철Ⅱ(Fe₂O₃) 등으로 구성되어 탄산칼슘에의해 느슨하게 굳어진 상태로 되어 있다.

황토는 우선 입자가 곱고 많은 산소를 함유하고 있으며, 둘째로 정화능력이 뛰어나고 탈취, 탈지의 성질이 있으며 세 번째로 가열하지 않은 상태에서는 일반 흙과 비슷하나 가열(60℃ 이상)하면 원적외선을 방출하여 생명력, 해독력, 흡수력, 자정력 등이 뛰어나다.

5. 셰어링솜

Terry 직물 직조시에 효율성을 높이기 위해 원사를 여러 가닥 꼬아서 만드는데 직조가 끝나면 타올면이 부드럽고 염색이 잘 되도록 용도에 따라 적당한 길이로 절단을 하게 되는데 이때 발생하는 쓸모 없는 솜이 셰어링솜이다. Terry 직물 직조시에 발생하여 버려지는 셰어링솜의 양은 원사의 13-16%에 달하여 직조기 1대당 월 800㎏, 전국적으로 약 월 60ton이 쓸모 없이 버려지거나 소각되어 막대한 외화낭비를 초래함은 물론 환경오염을 유발하고 있는 실정이다. 따라서 본 발명자는 본 발명에 따른 실험에서 셰어링솜을 사용함으로써 효율적인 이용방안을 강구하게 되었다.

한편, 본 실험에서 사용한 셰어링솜의 화학성분은 표 1과 같다.

<표 1> 셰어링솜의 화학 성분

6. 연구기간중 월별 추진사항과 수행방법

가. 월별 추진사항

1999. 6. 1 ∼ 1999. 7. 20 : 선행연구 및 문헌조사

1999. 7. 25 ∼ 1999. 12. 20 : 1차 버섯재배

1999. 9. 2 ∼ 2000. 2. 9 : 2차 버섯재배

1999. 12. 27 ∼ 2000. 5. 20 : 3차 버섯재배

2000. 5. 21 ∼ 2000. 5. 31 : 버섯생산량 비교 및 화학성분 분석

2000. 6. 1 ∼ 2000. 6. 10 : 작품제작 및 연구결과 작성

나. 연구 수행방법

수행한 연구를 단계별로 나누어 보면 다음 그림과 같다.

이를 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

(1) 셰어링솜을 이용한 배지제작 과정

표면 건조방지 및 발열을 촉진하기 위해 온실에 비닐을 깔고 셰어링솜에 수분을 충분히 공급하여 가퇴적 한 후 2일 후 셰어링솜이 균일하게 발효되도록 하기 위해 재차 수분을 공급하였다. 본 퇴적이 끝난 후 폐면더미의 상단부 온도가 60℃ 이상 발열되면 뒤집기 작업을 3번 실시한다.

(2) 암석성분 첨가

암석을 쇠절구를 이용하여 미세한 분말로 만든 후 맥반석, 옥, 숯, 황토 등을 셰어링솜과 섞어 혼합배지를 만들었다. 또한, 셰어링솜과 영양원을 첨가한 배지와 여기에 암석을 첨가한 배지도 만들었다. 배지는 2㎏짜리로 만들되 셰어링솜에 암석 종류 및 배합 비율별로 구분하여 만들었으며 마개에 시료명을 쓰고 공기의 차단을 막기 위해 솜으로 막은 후 120℃ 수증기로 3시간 동안 멸균처리를 하여 모든 잡균이 제거된 무균 상태로 만들었다.

<표 2> 배지 제작에 사용된 암석 종류와 배합비율

※ 영양원으로서는 2년 이상 삭힌 깻묵을 사용함.

※ 일반배지는 볏짚, 왕겨, 솜, 톱밥, 토탄, 폴리에스텔로 구성됨.

(3) 균사 배양

무균접종실에서 느타리종균을 표면 접종한 후 자동항온, 항습장치가 설치된재배사로 옮겨 처음 5일간은 온도 18∼20℃, 습도 70%로 유지시키고 광선을 차단시켰으며 6일째부터는 온도를 23∼25℃로 올려 하단부까지 균사가 활착되면 27℃를 유지시키고 균사활착이 완료되면 온도를 15℃, 습도 90%, 광도 200lux를 유지시키고 봉지를 제거하였다.

(4) 버섯 생장

봉지를 제거한 후 7일째부터 버섯이 발생하였는데 버섯이 3∼4㎝ 크기로 자라면 일부 자란 것부터 수확하고 1주기 수확이 완료되면 버섯 잔재물이나 잡균이 발생된 것 등을 깨끗이 정리하여 4주기까지 수확하였다.

(5) 버섯성분 분석

암석 배합비율이 10%인 배지에서 생산된 버섯을 공주대학교 생물학과에 성분분석을 의뢰하여 버섯의 일반성분 조성과 암석이 첨가된 배지에서 자란 버섯의 성분을 비교하였다.

버섯을 50℃ 건조기에서 48시간 동안 건조시킨 후 막자사발을 이용하여 마쇄한 후 영양염류 분석을 실시하였다. 영양염류로는 인과 치환성 양이온인 칼륨, 칼슘, 나트륨, 마그네슘을 조사하였다.

인과 치환성 양이온 분석을 위해 버섯을 습식 분해하였다. 즉, 일정량의 버섯 샘플을 켈달플라스크에 넣고 진한 질산과 진한 황산 그리고 60%의 HClO₄를 가한 후 가열판에서 분해시킨다. 분해가 끝나면 상온에서 식힌 후 증류수를 이용하여100㎖로 만든 후 인은 암모늄 몰리데이트(ammonium molybdate)법으로 발색시킨 다음 스펙트로포토미터(spectrophotometer)를 이용하여 660nm에서 비색 정량하였고, 치환성 양이온은 원자흡수분광광도계(Perkin-Elmer 3110)로 정량하였다.

7. 실험 결과

가. 배지별 균사생장 상태 조사

최적배지를 만들기 위하여는 배지제조 방법이 간단하면서도 영양원의 함량이 적당하여 균사가 신속하게 생장하여야 한다. 시험 결과 배지의 영양분이 풍부하면 균사생장은 양호하지만 잡균 발생이 약간 높은 단점이 있었다.

<표 3> 배지별 균사생장 상태 조사

실험 결과에서 알 수 있듯이, 암석과 영양원을 첨가한 배지에서 균사의 생장이 가장 양호하다. 이는 셰어링솜이 보습작용을 하고 첨가된 암석이 다공질이어서 통풍작용이 활발하여 잡균발생을 줄이고 영양원이 첨가되어 미생물의 활동과 발열을 촉진시켰기 때문으로 분석된다.

아울러, 맥반석, 옥 또는 황토를 첨가한 배지에서도 일반배지보다 균사 생장 상태가 양호함을 확인할 수 있다.

나. 생산량 비교

(1) 1차배지 총 생산량 비교 조사표(1999. 7. 25∼1999. 12. 20)

각 배지별로 수확한 버섯의 양은 표 4와 같다.

<표 4> 1차배지 버섯 수확량(단위:g)

(2) 2차배지 총 생산량 비교 조사표(1999. 9. 2∼2000. 2. 9)

<표 5> 2차배지 버섯 수확량(단위:g)

(3) 3차배지 총 생산량 비교 조사표(1999. 12. 27∼2000. 5. 20)

<표 6> 3차 배지 버섯 수확량(단위:g)

(4) 배지별 평균 버섯생산량 비교 조사표

3차에 걸쳐 수확한 상자당 평균 생산량은 표 7과 같다.

<표 7> 배지별 평균 버섯생산량 비교 조사표(단위:g)

(5) 버섯 생산량 분석결과

① 2㎏짜리의 배지를 만들어 수확한 결과 1차 ,2차, 3차 모두 10㎏이상 수확한 배지는 반정이 많고 다공질인 맥반석, 황토 그리고 영양원과 암석을 혼합한 배지 등이다.

② 가장 수확량이 많은 시료는 일반배지에 솜, 영양원 및 맥반석 5%를 혼합한 배지이다.

③ 셰어링솜만으로 제작한 배지는 수확량이 8.55㎏정도로 가장 적게 수확되었으며, 따라서 셰어링솜에는 기타의 광물 등 재료를 첨가하여 수확량이 증가되도록 해야 함을 확인할 수 있다.

④ 각 배지별로 혼합비율에 따라 생산량의 차이가 있었으며 적정량의 비율로 혼합했을 때 생산량이 높게 나타났다. 즉, 맥반석은 1~15%에서 옥과 숯은 5~10%에서, 황토는 10%에서 최적 배지로 생산량이 높았다.

다만, 황토와 숯을 함유한 배지는 통기성이나 보습성, 세균억제라는 점에서는 우수하나 동일한 배지에 대한 2번째 이후의 재배에서 균사의 생장을 억제하는 것으로 확인되었고, 따라서 황토와 숯은 본 발명의 목적에 적합하지 않은 것으로 생각되는데, 이는 황토와 숯에 균사의 성장을 억제하는 알 수 없는 요인이 존재하기 때문인 것으로 생각된다.

그리고 맥반석이나 옥을 상기 비율 이상으로 할 경우 버섯 생산량에 있어서 일정 정도의 효과를 달성할 수는 있지만, 생산단가가 높아져서 바람직하지 않은 것으로 나타났다.

⑤ 또한 일반배지에 셰어링솜과 영양원, 그리고 맥반석을 혼합함에 있어서는 셰어링솜은 0.1~5%, 2년 이상 삭힌 깻묵은 0.1~1%의 비율로 함이 바람직한 것으로 확인되었다. 즉, 셰어링솜의 경우 그 함유량이 너무 낮으면 보습력이 떨어지고 너무 높으면 버섯의 생산량이 떨어지며, 깻묵의 경우 함유량이 너무 낮으면 버섯의 생산량이 떨어지고 너무 높으면 잡균이 많이 발생하는 문제점이 있는 것이다.

다. 버섯 성분분석 비교

버섯을 성분분석한 결과는 표 8과 같다.

<표 8> 암석 배합비율이 10%인 각 배지에서의 버섯 성분분석(단위:㎎/g)

버섯의 성분을 분석한 결과 P는 황토에서, Na는 옥에서, K는 숯에서, Mg는 옥에서 일반배지보다 높게 함유되었다. 따라서, 암석이나 광물속에 포함된 미량원소가 식물재배를 통해 우리몸에 흡수될 수 있다는 사실을 알 수 있다.

이상 실험결과에서 알 수 있듯이, 폐솜에 적당량의 광물을 혼합함으로써 기존배지의 경제성을 해결하고 환경문제 및 재활용에 관한 문제와 버섯의 영양 함유량 및 생산량의 증대가 입증되었다. 이는 셰어링솜이 보습작용과 함께 다공질인 암석의 첨가로 통풍작용이 활발하여 잡균발생을 줄이고 영양원이 첨가되어 미생물의 활동과 발열을 촉진시키는 작용이 상호 융합한 결과인 것으로 해석된다.

결국, 상기한 바와 같이 이루어진 본 발명에 따르면, 셰어링솜의 자원 재활용을 통해 환경오염 해결 및 농가의 경제적 이익을 얻을 수 있고, 미네랄이 함유된 버섯을 생산하여 농가의 소득증대와 국민건강을 증진시킬 수 있으며, 적정한 광물을 혼합한 배지에서 우리 몸에 유익한 미네랄이 함유된 버섯을 재배하여 국민건강증진과 농가의 소득증대에 지대한 공헌을 할 수 있는 효과를 얻을 수 있는 것이다.

Claims (3)

1. 볏짚, 왕겨, 솜, 톱밥, 토탄, 폴리에스텔로 구성된 버섯 재배용 배지에 있어서, 옥이 5~10% 함유된 것을 특징으로 하는, 광물을 첨가한 버섯재배용 배지.
2. 볏짚, 왕겨, 솜, 톱밥, 토탄, 폴리에스텔로 구성된 버섯 재배용 배지에 있어서, 맥반석이 1~15% 함유된 것을 특징으로 하는, 광물을 첨가한 버섯재배용 배지.
3. 제2항에 있어서, 셰어링솜 0.1~5%, 2년 이상 삭힌 깻묵 0.1~1%가 추가로 포함된 것을 특징으로 하는, 광물을 첨가한 버섯재배용 배지.