| 곡물배지 이용 눈꽃동충하초 재배기술 |
|
|
|
기관 : 경기도농업기술원 광주버섯시험장 |
|
|
성명 : 하태문 |
|
|
전화 : 031-764-0265 |
|
| |
|
|
|
|
|
| |
동충하초라는 단어는 겨울에 곤충의 균형태로 있다가 여름에는 풀처럼 나온다는 말로 곤충의 몸에 침입한 동충하초균은 죽은 기주에서 양분을 섭취 생장하여 곤충의 몸안에 내생균핵을 형성하고 적당한 환경조건이 주어지면 곤충 몸밖으로 자실체를 형성하는데 한국에는 약 80여종이 있다.
동충하초균은 토양 어디에서나 살 수 있는 균으로 벌, 개미, 나비, 잠자리, 노린재 등 거의 모든 곤충의 알, 유충, 번데기, 성충 등에 침입하며, 우리나라에서는 6월부터 9월까지 습도와 온도가 높은 여름철에 가장 많이 발견된다.
동충하초는 예로부터 중국에서 영양강장제, 면역기능강화, 호흡기 질환에 효과가 뛰어나다고 알려져 있으며 최근에는 항암, 마약중독의 해독제. 체력강화 등에 효과가 있다고 알려져 있다. 최근 동충하초 (C. militaris)등 몇몇 균주에서 Cordycepin, Adenocine, Polysaccaride 등의 강한 활성물질이 보고(Tustomu 등, 1983) 되어 이들에 대한 인공재배 연구가 진행중이다.
1996년도에 농업과학기술원 잠사곤충부에서 누에를 이용하여 눈꽃 동충하초의 재배법이 개발되어 특허 출원되었고, 이 기술이 이용되어 잠업농가의 소득이 크게 향상되고 있다.
본 재재기술 곡류배지를 이용하여 P. japonica에 대하여 기존에 개발된 방법보다 생산비가 절감되고 수량성이 높은 배지 개발을 위한 동충하초 대량생산 방법을 확립하고자 수행한 결과이다.
|
| |
1. 눈꽃동충하초의 적정 배지 개발 |
| |
표 1은 눈꽃동충하초(P. japonica) 재배시 적정 배지재료를 선발코자 배지재료 2종과 첨가제 2종에 대해 첨가비율을 3수준으로 하여 생육특성 및 수량을 조사한 결과이다. 배양일수 및 생육일수는 현미보다 백미에서 1∼2일 빠른 경향이며, 첨가제 종류별로는 분유와 미강 모두 20% 첨가에서 수량이 높았다. 또한 첨가제가 많을수록 배양일수, 초발이 일수, 생육일수 등이 지연되었다. 동충하초 생육은 백미와 현미 모두 가능하였으나 백미에서 수량이 많았으며, 분유가 첨가된 배지에서 자실체 형성이 촉진되었으나, 분유 30%첨가시 영양원의 과다로 오히려 자실체 형성이 억제되었다. 백미 분유 20%를 첨가한 배지를 이용하여 재배시 배양적 특성이 양호하였으며 자실체 수량은 누에 동충하초(12.48g/100㎠)에 비하여 255% 증수하였다.
|
| |
| 표 1. 곡물배지재료 및 첨가제에 따른 눈꽃동충하초의 생육 상황 |
| 배지재료 |
첨가제 및
첨가율(%) |
배양일수
(일) |
초발이
소요일수(일) |
생육일수
(일) |
개체수
(개) |
수 량
(g/100㎠) |
| 백미 |
무첨가 |
15 |
9 |
30 |
227.5 |
14.03 |
| 분 유 |
10
20
30 |
15
16
18 |
9
10
13 |
30
32
35 |
281.8
391.4
274.3 |
26.31
31.77
25.27 |
| 미 강 |
10
20
30 |
15
16
17 |
9
10
12 |
30
32
35 |
422.9
476.3
341.1 |
28.03
33.05
27.53 |
| 현미 |
무첨가 |
17 |
10 |
32 |
321.1 |
25.36 |
분 유
|
10
20
30 |
17
18
20 |
10
10
12 |
31
34
36 |
311.4
332.5
321.0 |
24.87
25.59
24.33 |
| 미 강 |
10
20
30 |
17
18
20 |
10
11
12 |
35
35
37 |
401.7
306.0
324.7 |
27.45
23.49
26.97 |
| 누에번데기 |
27 |
4 |
14 |
69.5 |
7.44(12.48) |
|
| |
| |
 |
|
 |
|
| |
번데기동충하초 |
|
눈꽃동충하초 |
|
| 그림 1. 곡물배지 이용 동충하초 재배광경 |
|
| |
2. 눈꽃동충하초의 발이 및 생육조건 |
| |
|
가. 발이 및 생육온도 |
| |
|
균사배양후 자실체 발이를 위한 온도별 생육특성은 표 2와 같다. 발이는 20∼25℃에서 양호하였으며, 초발이 소요일수와 생육일수는 온도 20℃까지는 모두 온도가 높아질 수록 단축되었다. 수량은 20∼25℃에서 31.6∼32.4g/100㎠으로 높아 적정 발이 및 생육온도는 20∼25℃로 여겨진다.
|
| |
|
| 표 2. 발이온도별 생육특성 및 수량 |
발이온도
(℃)
|
발이정도
|
초발이소요일수
(일)
|
생육일수
(일)
|
수 량
(g/100㎠) |
10
15
20
25
|
++
++
+++
+++
|
28
20
12
12
|
48
42
32
33
|
18.4
28.3
32.4
31.6 |
| 주) ++ ; 보통, +++ ; 높음 |
|
| |
|
나. 광 조건별 생육특성 및 수량 |
| |
|
광 조건별 자실체의 발이정도 및 수량, 색도 등을 조사한 결과는 표 3과 같다. 초발이 소요일수와 생육일수는 무처리(형광등)와 적색광에서 빨랐으며, 수량도 26.54g과 27.91g으로 높았으나, 청색 및 녹색 광 조건에서 발이 정도 및 수량이 낮았으며 250lux 이하의 낮은 광 조건에서 자실체 색도는 전처리간 차이가 없었고, 명도와 황색도가 매우 높은 특성을 나타냈으며, 적색도와 황색도는 청색과 황색 광 조건에서 높은 것으로 나타났다.
|
| |
|
| 표 3. 광 조건별 생육특성 및 자실체 색도 |
| 광조건 |
발 이1)
정 도 |
초발이
소요일수(일) |
생육일수
(일) |
수 량
(g/100㎠) |
자실체 색도 |
| 명 도 |
적색도 |
황색도 |
| 무처리(형광등) |
+++ |
10 |
31 |
26.54 |
92.85 |
-0.36 |
39.64 |
청 색
녹 색
황 색
적 색 |
++
++
+++
+++ |
14
18
12
10 |
35
37
34
32 |
18.61
20.36
21.84
27.91 |
96.29
94.95
95.77
95.02 |
-0.10
-0.78
-2.08
-0.84 |
37.34
43.02
43.27
42.20 |
주 : 1) ++ ; 보통, +++ ; 높음
2) 배양 후 동시처리 250lux, 발이온도 20℃ |
|
| |
|
따라서 눈꽃동충하초의 인공재배시 발이유기 단계에 알맞는 광 조건은 적색광과 무처리 (형광등)가 적절한 것으로 판단되었다. |
| |
3. 적정재배용기 및 배지량선발 |
| |
재배방법별 수량은 PP병(850㎖) 재배에서 가장 높았으며 재배용기와 배지량 등을 달리 하여 조사한 결과, 표 4와 같이 배지량이 많을 수록 배양일수, 초발이 소요일수 등이 지연되었으나 배지량에 따른 수량은 큰 차이가 없었다. PP병 배지량은 50g배지에서 배양일수가 단축되고 수량은 증가하였다. 따라서 병재배용 PP병으로 자동화 재배시설을 이용하여 재배할 때 10×10×10cm등 다른 용기보다 유리할 것으로 여겨진다.
|
| |
| |
 |
|
 |
|
| |
PP병재배 |
|
상자재배 |
|
| 그림 2. 눈꽃동충하초 재배광경 |
|
| |
| 표 4. 용기별 배지량에 따른 생육 및 수량 |
용기크기
|
배지량
(g)
|
배지두께
(cm)
|
배양일수
(일)
|
초발이소요일수
(일)
|
수 량(g) |
g/용기
|
g/1600㎠ |
850㎖
|
50
100
150
|
2.1
3.9
5.6
|
18
41
68
|
14
32
55
|
24.4
22.7
21.6
|
390.4
363.2
345.6 |
10×10×10cm
|
50
100
150
|
1.8
3.4
4.6
|
15
35
68
|
10
25
32
|
33.0
34.4
32.2
|
297.0
309.6
289.8 |
20×20×10cm
|
200
400
600
|
2.5
4.8
6.8
|
20
42
76
|
32
78
115
|
62.5
66.4
68.7
|
250.0
265.6
274.8 |
40×40×10cm
|
600
|
1.6
|
12
|
14 |
264.0
|
264.0 |
|
| |
4. 눈꽃동충하초의 성분분석 및 효소활성 |
| |
|
가. 일반성분 및 무기성분 |
| |
|
수확한 자실체의 일반성분을 비교한 결과 표 5와 같이 곡물배지의 자실체는 누에재배의 자실체에 비하여 총 당함량 44.53%와 조섬유 13.93%의 성분함량이 높았으나 조단백질은 16.28%가 낮았다.
|
| |
|
구 분
|
수 분
|
조단백
|
조지방
|
총 당
|
조섬유
|
회 분
|
무기성분 |
자실체(곡물재배)
자실체(누에재배)
|
2.1
2.7
|
19.61
35.89
|
15.00
15.74
|
44.53
28.66
|
13.93
9.95
|
3.86
5.58
|
1.05
1.38 |
|
| |
|
무기성분은 표 6에서와 같이 곡물 재배시 누에재배 보다 Na2O와 Fe를 제외한 기타 다른 성분함량이 다소 낮은 것으로 나타났으며 Cu와 Cd는 검출되지 않았다.
|
| |
|
| 표 6. 무기성분 |
구 분
|
무기성분(%)
|
무기성분(ppm) |
K2O
|
CaO
|
MgO
|
Na2O
|
Fe
|
Zn
|
Mn
|
Cu
|
Cd |
자실체(곡물재배)
자실체(누에재배)
|
0.98
1.20
|
0.008
0.012
|
0.080
0.098
|
0.042
0.026
|
27.21
26.71
|
49.03
55.40
|
0.87
1.67
|
tr
tr
|
tr
tr |
|
| |
|
나. 면역활성 및 효소활성 |
| |
|
|
|
구 분
|
항혈전
(IC50/u)
|
DBH 억제
(%)1)
|
Introducton(+)
|
NOS3) |
PG2) E2 (㎍/㎖)
|
PG2) D2 (㎍/㎖)
|
IC50(㎍/㎖) |
자실체(곡물재배)
대 조
|
287.1
354.3
|
6.3
5.2
|
>20
>20
|
>20
>20
|
>10
>10 |
|
자료 : 분석기관 ; 서울대학교 의과대학부설 천연물과학연구소
MeOH, H2O 추출, blank 50% EtOH
주 : 1) DBH ; Dopamine β-hydroxylase (각성효과)
2) PG ; Prostaglandin (소염작용)
3) NOS ; Nitric oxide synthase (혈관확장) |
|
| |
|
면역활성과 표 7 및 표 8에서와 같이 효소활성은 항혈전, 각성효과, 소염효과는 우수하지 않았으나 효소활성을 이용한 항암효과는 높은 것으로 나타났으며, 특히 Ornithine decarboxylase, Quinone reductase 처리에서 곡물재배 자실체가 대조보다 우수한 것으로 나타났는데 이러한 결과는 총 당성분 함량이 높은 곡물배지사용과 균주간 특성 차이에 기인된 것으로 여겨진다.
|
| |
|
| 표 8. 효소활성 |
구 분
|
5 α-R1) (T2)
|
ODC2)
|
QR3)
|
HBV4) |
+TPA5)
|
TOX6)
|
2FC7)
|
1.5FC
|
TOX
|
EC508)
|
CC509) |
IC50
|
CC50
|
IC50 |
| 자실체(곡물재배)
대 조 |
>20
>20 |
>20
>20 |
>4
>20 |
S2010)
= 50%
- |
>4
>20 |
>4
>20 |
S2011)
= 20%
- |
>20
>20 |
>20
>20 |
| 자료 : 분석기관 ; 서울대학교 의과대학부설 천연물과학 연구소 |
|
| |
|
주 :
|
1) 5α-R ; 5α-Reductase type 2
3) QR ; Quinone Reductase
5) TPA ; Phorbol ester
7) FC ; Promoting concentration
9) CC ; Cytotoxic concentration
11) 20㎍/㎖ 농도에서 세포의 20%가 사멸 |
2) ODC ; Ornithine decarboxylase
4) HBV ; H.B virus
6) TOX ; Toxicity
8) EC ; Effective concentration
10) 20㎍/㎖ 농도에서 세포의 50%가 사멸
| |
| |
|
따라서 눈꽃동충하초 KME47005 균주는 곡물재배시 자실체의 항암효과가 인정 되었으며, 앞으로 기타 유용한 연구가 계속되어 약리적인 효과와 면역강화 기작등이 밝혀지기를 기대한다.
|
| |
참 고 문 헌 |
| |
|
| |
김종원 외. 1995. 천연물화학. 영림사.
유창현 외. 1989. 최신버섯재배기술. 상록사.
주현규 외. 1995. 식품분석법. 유림문화사 |
