버섯의 생육 특성 및 저장성 향상을 위한 최적의 배지 성분 조성과 원료 분석에 관한 연구 doc_id PCY_201510190641296141_3

버섯을 키우는데 필요한 배지의 원료는 크게 질소원과 탄소원으로 나눌 수 있는데, 이를 공급치를 객관화 하기 위하여 조단백질과 NFE값을 기준으로 성분을 맞춘다. 이들 두 성분은 버섯을 이루는 세포벽이나 핵, 단백질 등을 구성하는 주요성분이다. 자연계에서 버섯균은 나무의 섬유소나 헤미섬유소를 분해해서 탄소원과 질소원을 얻는데, 탄소원보다 질소원을 얻기가 더 힘든 편이다. 인공재배시에는 첨가제의 탄소원이나 분해가 톱밥보다 비교적 용이한 콘코프나 비트펄프와 같은 초본계에 존재하는 섬유소를 사용한다. 탄소원으로 쓰이는 것중 NFE가 높은 원료는 알파콘(옥수수계), 소맥피, 비트펄프, 콘코프, 미강 등이 있다. 이들 영양원은 쉽게 사용되며 버섯의 발이수를 증가시키고, 대체적으로 버섯 갓색을 밝게 하고 버섯의 생육을 빠르게 하여 조직을 부드럽게 만든다. 질소원은 버섯의 품질, 저장성에 많은 영향을 미치는 것으로 알려져 있고(류 등, 2013), 혼합배지를 구성하는 원료 중 가장 비용이 많이 소요되는 양원이다. 조질소의 성분함량에 따라 질소원재료의 가격이 결정되는 경향이 있는데, 조질소는 전질소에 단백질계수를 곱하여 나온 값이기 때문에 정확도가 떨어지는 단점이 있다. 이렇듯 간접적으로 질소를 분석하기 때문에 비단백질질소화합물(NPN)이 높은 재료의 품질을 판단하는데 어려움이 있다. 이를 해결하기 위해서는 재료의 직접적인 아미노산성분을 분석하면 해결가능한데, 이를 통해 실제 아미노산함량과 조단백질량의 비단백질태질소화합물(NPN)의 비율을 분석하여 조질소의 품질을 측정할 수 있다. 버섯균이 목재 등의 기질을 분해할 때 분비되는 효소 중 많은 부분에서 무기질 성분을 보결인자로 함유하고 있는데, 리그닌을 분해하는데 관여하는 laccase한분자당 구리 1-3분자가 함유되어 있으며, ligninperoxidase와 Mn peroxidase는 철분자를 포함한다(Baldrian 등, 2006). 배지의 아미노산 성분분석 결과 조단백질 함량이 비슷한 재료라도 아미노산 조성에 있어서는 동일하지 않다는 것이 일반적이었다. 건비지와 면실박은 조단백질 함량은 34.14, 37.67%로 비슷하지만, 트레오닌은 건비지가 1.46, 면실박이 1.06%로 137%높았고, 루신의 경우에는 2.80, 2.00%로 140% 높았다. 프롤린은 2.00, 1.07로 187%로 건비지가 높은 반면 알기닌은 면실박에서 4.25, 건비지에서 2.42%로 면실박에서 175%높았다. 배지조합별 혼합비율은 수분첨가전 NFE(가용성무질소물)이 43-57이 되도록 조성하였고, 그 결과 조단백질은 9.5-15.2%의 수준이 되었다. 수분을 65%로 계산하여 첨가한 후 일반 성분을 분석한 결과 수분은 60-70%, NFE는 7-31 수준으로 나타났다. 버섯품질과 저장성에 미치는 영향이 큰 조단백질은 3.1-4.7%로 나타났다. 이 결과를 바탕으로 이러한 성분 차이가 버섯의 생육특성과 저장성에 미치는 영향을 분석하여 최적의 배지조합을 도출할 수 있을 것으로 사료된다. 저장성 시험을 위한 배지조합은 총 22가지를 실험하였다. 기본적인 원료인 포플러와 콘코프는 양을 고정하고, 첨가제를 다양한 조합으로 구성하였다. 성분별 혼합비율이 되게끔 무질소가용화합물(NFE)값을 43.5-57.2 정도가 되도록 하였다. 부수적인 성분으로 조단백질(CP)를 9.5-15.2로 맞추었다. 1차 실험결과 재실험을 위해서 7가지 배지조합을 선발하여 규모를 키워서 실험하였다. 조합한 배지의 수분을 선행연구의 65.0%수준에서 67.5-70.0% 수준으로 높였다. 실제로 버섯을 생산하는 배지의 NFE는 14.6-18.1 수준이었 고, 조단백질은 3.1-4.7 수준으로 나타났다. 병당(850cc) 들어가는 첨가제의 양은 114.6-153.7로 일반농가와 비슷하거나 약간 많았다. 17개의 배지조합으로 버섯을 생산하여 생육특성을 조사하였다. 발이도는 배지16과 17에서 각각 1.9, 1.3으로 낮게 나타났다. 발이도가 낮을수록 솎기 작업이 단축되고 품질이 우수해지지만, 발이의 불균일로 인하여 수확기간이 길어질 수도 있으니 유의해야 하는 수치이다. 표준배지인 배지7을 기준으로 하면 대길이는 배지6이 134.3㎜로 길었다. 무게는 배지2가 132.3g으로 우수하였다. 품질은 배지6이 7.4로 기존의 6.4보다 우수하였다. 수확 소요일은 기존배지가 17.5일 배지2와 6이 16.8일로 다소 짧았다. 반면 배지17과 배지16은 19, 21일로 기존배지에 비해 1.5-2일 이상 더 소요되었다. 저장성조사결과 배지16 17일 38, 35일로 기존의 23일에 비해 15일 18일 연장되었다. 다만 이들 버섯의 수확소요일이 기존에 비해 1.5-2일 더 소요되므로 경제성 분석을 통하여 이들 배지를 사용할것인지를 결정하여야 할 것으로 사료된다. 저장성은 질산칼륨첨가구가 가장 우수하였는데, C급까지의 평균일수가 53.9일이었다. 그러나, 생육특성이나 자실체 특성으로 보아 활용가치가 낮다. 아마도 칼륨이온이 버섯의 물리성을 저장에 우리한 방향으로 영향을 미치지 않았나 판단되며, 이를 경우 다른 처리구에 질산칼륨을 소량 첨가하여 저장성이 개선되는지에 대한 연구가 필요할 것으로 사료된다. 7, 14, 17번 배지는 선행연구에서 우수한 저장성을 보였는데, 이번 실험에서도 재현성을 보여서 C급까지 45.3-48.9일의 저장성을 보여주었다. 수확량과 생육소요일수 등의 여러 요건을 검토하였을 경우 17번 배지가 저장성 강화배지에 적합할 것으로 사료되며, 비곡물성 질소원재료중에서는 무기태보다 유기태가 구중에서 경제성을 검안하였을 경우 요소가 가장 우수한 것으로 사료된다. 버섯 재배사 내의 온도 및 습도변화를 안정성 있도록 모니터링하기 위해 디지털 출력이 가능한 Sensirion사의 SHT71을 이용하였다. SHT71은 다른 부품이 필요없이 온습도 모듈이 통합되어 상대습도 및 온도를 측정할 수 있으며 장기간 안정성이 있고 전력소비가 적어 최근 많이 이용되고 있는 센서이다. 개발된 보정식에 의해 완전 보정된 디지털 출력을 제공하므로 추후 센서의 보정이 필요 없는 것이 큰 장점이다. 디바이스는 상대습도 및 밴드갭 온도센서를 위해 정전용량을 형성하는 폴리머 센싱요소로 구성되어 있으며 14bit A/D 컨버터와 시리얼 인터페이스를 동시에 갖추고 있고, 향상된 신호특성을 가지며 빠른 응답시간 및 외부영향을 받지 않는 특성이 있다. 공동보정은 OTP 메모리에 프로그램되어지며 센서로부터 보정된 신호를 측정하는 동안 사용되어진다. 2-wire 시리얼 인터페이스와 내부전압 조정은 매우 쉽고 빠른 시스템을 구성할 수 있으며 매우 얇은 크기와 저전력 소비는 최대한의 요구조건조차에서도 최후의 선택을 가능하게 한다.