본 연구에서는 컨베이어식 원적외선 건조기를 이용하여 송풍속도와 건조온도에 따른 표고버섯의 건조특성과 건조제품의 색도변화를 조사하고 건조조건에 따른 표고버섯의 항산화성분과 항산화력의 변화를 분석함으로써 고품질의 원적외선 건조 표고버섯 제품 생산을 위한 기초 자료를 제시하고자 하였다. 컨베이어식 원적외선 건조의 경우 건조실 온도가 높고, 풍속이 증가할수록 건조속도가 빠른 것으로 나타났으며 열풍건조에 배해 건조시간을 약 $3\sim6.5$시간 단축할 수 있는 것으로 나타났다. 원적외선 건조에 의한 표고버섯의 항산화성분과 항산화력의 감소율은 $60^{\circ}C-0.6\;m/s,\;60^{\circ}C-0.8\;m/s,\;70^{\circ}C-0.6\;m/s$ 조건일 경우에만 열풍건조에 건조에 비해 적은 것으로 나타났으며, 그 이상의 조건에서는 열풍건조보다 손실률이 큰 것으로 나타났다. 따라서 원적외선 건조 내부의 건조조건을 저온 저속으로 결정한다면 표고버섯의 항산화성분과 항산화력의 손실을 최소화하고 열풍건조기에 비해 신속하고 색도의 변화가 최소화된 고품질의 표고버섯 제품을 생산할 수 있을 것으로 생각된다.
표고버섯의 재배는 농촌 부업뿐만 아니라 농한기의 노동력 이용면에서 유리하고, 영양학적으로 혈압강하물질, 빈혈치료물질, 제암물질 등이 함유되어 있음이 밝혀져 영양식품, 또는 건강식품으로 그 진가를 더욱 평가받게 되었으며 주로 동양에서 많이 소비되었으나 서양에서도 소비가 증가하여 수요는 날로 증가하고 있어 표고재배 사업의 전망은 매우 밝다(이, 1982). 그러나 아직까지 고품질 버섯의 생산이나 버섯의 상품성을 높이기 위한 연구들은 미흡한 실정이다. 국내의 표고버섯은 생산량의 50% 이상이 건조되어 유통되므로 표고버섯의 건조특성에 관한 연구는 필수적이며 특히 건조 뿐 아니라 가공 및 저장의 가장 기초적인 자료로 이용되는 평형함수율에 관한 명확한 구명이 요구된다. (중략)
본 연구는 표고버섯의 비타민 D$_2$함량을 증가시키기 위해 표고버섯의 자실체 안쪽에 자외선 B파를 0, 2.5, 5.0, 7.5, 10.0 J/$\textrm{cm}^2$ 조사하여 버섯내 비타민 D$_2$함량 변화를 측정하였으며 열풍건조시 자외선 B파 조사 시기를 달리하여 천일건조 버섯과 열풍건조 버섯의 비타민 D$_2$함량의 변화를 비교하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 1. 자외선 B파 조사 부위(자실체 안쪽과 바깥쪽)에 따른 표고버섯내 비타민 D$_2$함량은 각각 유의적인 차이가 있었다. 즉 버섯 자실체의 안쪽에 자외선 B파를 조사하였을 때 비타민 D$_2$함량이 더욱 증가하였다. 2. 0, 2.5, 5, 7.5, 10.0 J/$\textrm{cm}^2$의 자외선 B파 조사로 비타민 D$_2$함량은 각각 21.51, 120.78, 144.38, 168.08, 187.69$\mu\textrm{g}$/g로 측정되었다. 즉 자외선 조사량에 의해 비타민 D$_2$함량도 유의적으로 증가하였다(p〈0.05). 3. 열풍건조시간에 따라 버섯내 비타민 D$_2$함량이 변화되어 열풍건조 시간이 길어질수록 비타민 D$_2$함량이 대조군에 비해 모두 유의적으로 감소하였다. 4. 자외선 B파 조사 & 열풍건조 복합군은 천일건조군과 열풍건조군 버섯에 비해 유의적으로 비타민 D$_2$함량이 증가하였다.
열풍에 의한 표고버섯의 건조현상을 속도론적으로 규명하기 위해서 건조속도를 좌우하는 두 가지 인자에 대해서 그 영향을 고찰한 후 선정된 조건에서 건조곡선 및 건조속도식을 유도하였다. 일정 풍속(1.5m/sec)하에서 온도의 변화$(45{\sim}55^{\circ}C)$를 주었을 때 수분의 감소는 지수함수적으로 감소하였으며 감소율은 온도가 높을수록 더욱 높았다. 온도를 $(45^{\circ}C)$로 고정시키고 풍속의 변화$(1.0{\sim}3.1m/sec)$를 주었을 때 2m/sec까지는 풍속이 빠를수록 건조속도가 높아졌으나, 그 이상의 풍속에서는 오히려 건조속도가 감소하였다. 따라서 풍속은 2m/sec에서 가장 건조속도가 높았다. 선정된 온도 $50^{\circ}C$, 풍속 2m/sec, 습도 38-41%의 조건에서 건조곡선 및 건조속도식을 유도하여 본 결과 $X=6.94e^{-0.345t}$와, $dx/dt=-2.39e^{-0.345t}$라는 Kinetic model 이 얻어졌다.
연구는 폐표고목을 제지용 원료로 활용하기 위한 기초자료로 1년부터 5년 동안 재배한 표고골목을 이용하여 목재 성분 조성과 크라프트 펄프화 특성을 평가하였다. 그 결과 화학조성의 경우 변재에서는 재배기간이 증가함에 따라 글루코스와 자일로스의 감소가 크게 나타났으나 심재부에서는 큰 차이가 나타나지 않았으며 정선수율과 리젝트 함량 모두 재배기간이 증가함에 따라 감소하였다. 펄프 특성에서도 재배기간 증가에 따라 섬유장과 폭, 여수도는 감소하였으며 폐표고골목 크라프트 펄프를 국산 폐골판지에 첨가 시 종이의 건조 강도가 향상되었다. 이상의 결과로 폐표고목 크라프트 펄프를 다른 장섬유 펄프와 혼합사용 시 강도 향상과 고해 에너지 감소를 기대할 수 있을 것으로 사료된다.
알로에를 첨가한 표고버섯 배양 추출물(ESA)의 항암효과를 검정하기 위하여 인간 유방암 세포주인 MDA-MB-231에 ESA를 처리하여 생육저해 활성과 세포 이동 억제 효과를 확인하였다. MDA-MB-231 세포에 ESA를 처리하여 72시간 후 관찰한 결과 약간의 생육저해 활성을 나타내었으며, 또한 transwell에서 TNF-${\alpha}$가 처리된 세포에 ESA를 처리해 본 결과 migration/invasion 정도를 상당히 저해함을 알 수 있었다. 이러한 세포 이동능의 저해 기작은 웨스턴 블럿 분석을 통해 확인해 본 결과 p-ERK 신호를 통해 일어나며, ICAM-1 단백질의 발현을 억제함으로써 나타나는 것을 알 수 있었다. 따라서 본 실험에서는 알로에 첨가 담자균 배양추출물(ESA)은 인간 유방암세포에 대해 잠재적인 항암효과가 있음을 확인하였다. 이후 표고버섯 외 꽃송이버섯과 상황버섯에서의 알로에 배양액에 대한 항암효과에 대한 연구를 수행하고 있어 그 결과를 보고하고자 한다.
이 연구는, 느타리버섯과 풀버섯만 재배하던 캄보디아에서 영지버섯, 목이버섯 그리고 표고버섯 등과 같은 여러 종류의 고온성 버섯들의 종균을 생산하고, 캄보디아에서 생산되는 경제적이고 효율적인 새로운 버섯배지를 찾기 위해 시도되었다. 종균 및 버섯재배 배지로, 여러 종류의 유기물찌꺼기, 곡물, 그리고 톱밥이 사용되었다. 고무나무 톱밥배지에서 자란 균사 (10.9 cm/15일)는 곡물배지에서 자란 균사 (11.2 cm/15일)에 비해 성장이 조금 느렸지만, 고무나무 톱밥은 낮은 가격 및 취급의 용이성이 있어, 비싼 곡물종균을 대치할 수 있는 매우 적절한 배지인 것으로 나타났다. 버섯생산을 위해서, 고무나무톱밥(60.8% BE), 사탕수수박(60% BE), 그리고 아카시아나무 톱밥 등에 미강과 탄산칼슘을 혼합하여 사용하였는데, 사탕수수박과 고무나무 톱밥은 매우 비슷한 높은 생물학적 효율(BE)을 보여주었고, 아카시아나무 톱밥은 비교적 낮은 22.4%의 생물학적 효율을 보여주었다. 따라서 낮은 가격에 구입할 수 있는 아카시아톱밥이 현재 사용되고 있는 높은 가격의 배지들과 혼합하여 사용된다면 매우 가능성이 높은 새로운 배지가 될 수 있을 것으로 보였다. 현재, 사용되고 있는 톱밥의 가격 (20 kg 고무나무톱밥=6500 Riel 혹은 1.6 USD)과 비교했을 때, 아카시아톱밥의 가격(20 kg=1000Riel 혹은 0.25USD)이 매우 낮아 버섯의 생산에 투자되는 비용을 크게 줄여 경제성을 높일 수 있을 것으로 사료된다.
표고균사에서 갈변시기를 조절하고 확인할 수 있는 유전공학적 시스템을 개발하여 톱밥재배용 표고균주를 조기에 선별할 수 있도록 표고균사가 갈변되는 동안 균사상태에서 특이적으로 발현되는 유전자를 분리하기 위하여 갈변되지 않은 균사와 갈변이 완전히 이루어진 균사에서 differential display를 실시하였다. 그 결과 이들 균사로부터 특이적으로 발현되는 두 개의 1.6kb와 1.2kb의 cDNA clone을 선발하여 염기서열을 분석하였다. 이 중 1.6kb의 cDNA단편은 Dugenia polichroa로부터 분리된 microsatellites 유전자와 100%의 상동성을 나타냈다. 그러나 1.2kb의 cDNA 단편은 3'부위에 poly A tail과 5 부위에 partial open reading frame를 가지고 있어 이를 primer로 제작한 후 갈변되지 않은 균사와 갈변이 이루어진 균사에서 RT-PCR을 실시하여 본 결과 갈변이 되지 않은 백색의 균사에서 발현이 확인되었다. 1.2kb의 cDNA 단편의 5' 부위의 염기서열 분석은 110개의 아미노산으로 구성된 partial open reading frame으로 나타났다. 이 유전자를 DNASIS database에서 상동성을 비교해 본 결과 Arabidopsis thaliata에서 분리된 dTDP-glucose 4,6-dehydratases 유전자와 DNA 수준에서는 66.7%, 아미노산 수준에서는 69.2%의 높은 상동성을 나타내었다. 갈변에 관련된 특이 유전자(BCR gene)를 확인하였다. 이 유전자는 산화 stress에 대해 저항성을 나타내는 기능을 가진 것으로 알려져 있어 표고 균사가 갈변될 때 repressor로서 작용할 것으로 생각된다. 따라서 이 유전자를 BCR (Brown Color Repressor) 유전자라고 명명하였다.
표고버섯의 갓과 자루부위의 품질상태를 비교하고 에탄올 농도와 추출시간을 달리하여 extract를 제조한 후 수율, 환원당, 유리아미노산, 핵산관련물질을 조사하였다. 추출용매 및 추출시간의 변화에 따른 이들 함량의 변화를 보면 수율은 갓과 자루부위 모두 열수추출시 다소 높았고 환원당은 열수추출시 갓의 경우 4시간에서 488.18 mg%, 자루의 경우 3시간에서 452.12 mg%로서 나타났다. 유리아미노산은 부위에 관계없이 갓과 자루에서 각각 2시간, 3시간 열수추출시 528.46, 221.01 mg%로 가장 높았으며 고미성 아미노산은 갓의 경우25% 에탄올 용액으로 5시간 추출시 29%를 차지하였으며, 자루의 경우 50% 에탄올을 이용시 37%에 달했다. 핵산관련물질의 함량은 자루부위보다 갓부위에서 높게 나타났으며 추출용매의 농도는 25% 에탄올에서 부위에 관계없이 그 추출율이 가장 높았다.
삿갓이 완전히 펴진 표고버섯의 부위별(別)에 따른 지질(脂質)의 특성(特性)과, 삿갓이 펴지지 않은 표고버섯의 건조방법(乾燥方法)에 따른 지질(脂質)의 변화(變化)를 연구(硏究)한 결과(結果)는 다음과 같다. 1. 삿갓이 펴진 표고버섯의 삿갓부위(部位)의 총지질(總脂質) 함량(含量)은 4.58%이었고 자루부위(部位)는 2.6%이었으며 거의 대부분(大部分)이 중성지질(中性脂質)$(46.7{\sim}48.8%)$과 연지질(憐脂質)$(42.0{\sim}43.8%)$로 구성되어 있었으며 탕지질(糖脂質)은 적었다$(9.2{\sim}9.5%)$. 2. 중성지질(中性脂質)의 주요성분(主要成分)은 tryacylglycerol이었고 연지질(憐脂質)은 phosphatidyl ethanolamine이었다. 또한 지질산(脂質酸)의 조성(組成)은 각지질(各脂質) 및 부위(部位)에 따라 현격하게 달랐으며 $C_{18:2},\;C_{16:1}$ 및 $C_{18:1}$ 지방산(脂肪酸) 순(順)으로 함유(含有)되어 있었다. 3. 삿갓이 펴지지 않은 표고버섯의 총지질(總脂質)은 2.5%(자루)${\sim}3.7%$(삿갓)이었고 총지질함량(總脂質含量), 과산화물가(過酸化物價) 및 카아보닐價(價)는 건조방법(乾燥方法)에 따른 차이(差異)를 보이지 않았으며 총지질(總脂質)의 산가(酸價)는 일건시료(日乾試料)가 생시료(生試料) 및 열풍건조시료(熱風乾燥試料) 보다 약간 낮았으나 일건시료(日乾試料) 중(中)의 중성지질함량(中性脂質含量)은 다른 시료(試料)보다 높았다. 4. 가장 많은 部分을 차지한 중성(中性) 및 연지질(憐脂質)의 주요성분(主要成分)의 삿갓이 완전히 펴진 표고버섯과 같았고 탕지질(糖脂質)은 digalactosyldiglycerol이었으며 일건시료(日乾試料)의 연지질중(憐脂質中) phosphatidiyl ethanolamine과 phosphatidyl choline함량은 생시료(生試料) 및 열풍건조시료(熱風乾燥試料)보다 낮았다. 5. 모든 건조시료의 각(各) 지질(脂質) 중(中)의 주요(主要) 지방산조성은 삿갓이 펴진 시료의 경우와 비슷하였고 일건시료(日乾試料)의 $C_{18:2}$ 지방산(脂肪酸)함량은 다른 시료보다 높은 반면 $C_{16:0}$ 지방산은 낮았다. 한편일건시료 중의불포화지방산 함량은 열풍건조시료 및 생(生)시료보다 낮았다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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