• Title/Summary/Keyword: 대량원소

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폐양액 활용을 위한 Filamentous Cyanobacteria의 선발 및 최적배양 (Selection of Filamentous Cyanobacteria and Optimization of Culture Condition for Recycling Waste Nutrient Solution)

  • 양진철;정희경;이형석;최승주;윤상순;안기섭;사동민
    • 한국토양비료학회지
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    • 제37권3호
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    • pp.177-183
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    • 2004
  • 최근 시설 재배지에서는 사용된 배양액을 그냥 방출하고 있어서 지표수의 부영양화와 지하수의 오염을 유발시키는 것으로 알려져 있으며, 이와 같은 폐양액 처리 기술이 요구된다. 따라서 본 연구는 국내토양에서 분리된 광합성 독립영양 세균인 cyanobactria 중 우수한 균주를 선발하고 이의 생장에 필요한 다량의 N, P와 미량 필수원소 등 각종영양 물질이 충분히 함유된 폐양액을 이용하여 광합성 세균을 대량배양 하고자 하였다. 4종 (Anabaena HA101, HA701과 Nostoc HN601, HN701)의 미세조류 중 BG-II ($NO_3{^-}$) 액체배지에서 생장과 양분흡수능이 우수한 균체는 Nostoc HN601이었고, 이 균체는 질소 고정능 뿐만 아니라 균체 내 양분 보유능이 우수하여 본 실험을 위하여 최종 선발하였다. 선발된 Nostoc HN601의 최적 배양 조건는 통기처리 시 배양액 부피의 1/2수준의 조건과 초기 폐양액의 pH를 8.0으로만 조절 해주는 non-buffering 시스템이 효과적이었다. 최적 배양 조건하에서 Nostoc HN601을 15 L의 광배양기에 토마토를 수경 재배한 10 L의 폐양액을 이용하여 배양한 결과 균체의 생장은 $16mg\;Chl-a\;L^{-1}$로 실험실조건에서 배양된 균체 ($8.3mg\;Chl-a\;L^{-1}$)보다 약 2배정도 빠르게 증가되었으며, 폐양액 내 인산도 1주일 이내에 100% 제거시킴으로서 인산 제거효율이 매우 우수하였다. 또한 선발된 Nostoc HN601의 질소 고정능은 $22.4nmol\;C_2H_4\;mg^{-1}\;Chl-a\;h^{-1}$로 매우 우수하였고, 균체 내 총 인산과 총 질소함량은 각각 19.1 mg P와 63.3 mg N으로 높게 나타났다. 이러한 결과로 광반응기에서 폐양액을 이용한 cyanobacteria의 대량배양은 부영양화와 지하수 오염을 일으키는 폐양액 내 인산제거에 큰 효과가 있고. 배양된 균체는 높은 질소와 인산을 함유하고 있어서 생물비료로도 이용할 수 있을 것으로 기대된다.

발효액비별 고추와 토마토 육묘 생육 촉진 및 추출방법별 무기양분 용출 (Growth Promotion in Red Pepper and Tomato Seedlings by Fermented Liquid Fertilizers and Elution of Mineral Nutrients by Extraction Methods)

  • 장세지;국용인
    • 한국작물학회지
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    • 제65권2호
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    • pp.130-141
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    • 2020
  • 본 연구 목적은 선발된 생선, 골분+어분, 고춧잎, 깻묵 발효액비를 다양한 처리방법별로 고추 및 토마토 묘에 처리하여 생육촉진 정도를 알아보고자 수행하였다. 또 다른 연구목적은 선발된 자재 자체와 이들 자재를 이용하여 제조한 발효, 물 및 열수추출물에 대한 무기영양소 용출 정도를 조사하여 효과적인 추출방법을 찾는데 있었다. 생선, 골분+어분, 고춧잎 및 깻묵을 발효액비 처리에 의한 토마토 육묘의 생육은 경엽처리가 관주 처리에 비해 좋았고, 처리횟수(1회 또는 2회)에 상관없이 생육촉진에 효과적이었다. 이들 액비처리에 의한 고추육묘 생육의 경우는 관주처리가 경엽처리에 비해 좋았다. 처리횟수별 고추와 토마토 생육 증진은 큰 차이가 없었다. 그러나 전반적으로 액비에 의한 생육 증진은 고추보다는 토마토에서 좋았고, 파종 후 40일 육묘보다는 파종 후 20일묘에서 큰 것으로 나타났다. 또한 고추와 토마토의 생육 증진은 자재 간에 차이는 크지 않았다. 파종 후 20일에 이들 사용한 액비는 고추와 토마토의 초장보다는 지상부 생체중 증가에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 고추 지상부 생체중의 경우는 모든 액비에서 0.1% 처리에서 효과가 있었고, 토마토의 경우도 생선액비를 제외하고 0.1%에서 효과가 있었다. 그러나 생선의 경우는 1% 이상의 농도에서 토마토 지상부 생채중이 증가하였다. 파종 후 40일 경우도 사용한 액비는 고추와 토마토의 초장보다는 지상부 생체중 증가에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 고추 지상부 생체중의 경우는 생선액비(0.5%)을 제외한 골분+어분, 고춧잎 및 깻묵 액비에서 0.1% 처리에서 효과가 있었다. 토마토의 지상부 생체중의 경우는 0.1% 모든 액비처리에서 증가하였다. 이들 액비처리에 의한 고추 및 토마토의 생육 증가는 질소, 인산 및 칼륨과 같은 주요 대량 무기영양소 뿐만 아니라 다양한 대량 및 미량 무기영양소의 상호작용에 의해 기인되는 것으로 사료된다. 생선, 골분, 어분, 고춧잎 및 깻묵에 함유되어 있는 무기영양소는 발효추출물에 의해 용출이 잘되지 않았다. 그러나 이들 자재에 의한 물과 열수추출법은 다량원소 용출이 발효추출법보다 많아서 추후 고추 및 토마토 생육을 촉진하는데 사용될 수 있을 것으로 기대된다.

7일 실측법에 의한 영양소섭취량의 개인간변이와 개인내변이 (Between-and Within-person Variability of Nutrient Intake in 7-day weighed Food Records)

  • 정해랑
    • Journal of Nutrition and Health
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    • 제25권2호
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    • pp.179-186
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    • 1992
  • 식품영양학을 전공하는 18~21세의 여대생 57명을 대상으로 1990년 5월 14일~5월 21일까지 연속 7일간의 식품섭취량을 기록에 의하여 조사한 후 1일 평균 영양소섭취량을 구한 결과는 다음과 같았다. 1) 식이조사를 하루 또는 이틀 동안 실시했을 때의 섭취량과 7일간 조사시의 조사일수에 따른 평균 섭취량 간에는 유의한 차이를 볼 수 없었다. 주중과 주말의 섬취량비교에서 비타민 A를 제외하고는 유의한 차이를 보이지 않있다. 2) 영양소 섭취량의 개인내변이계수는 0.27~0.93으로 나타났으며, 영양소군별로 볼때 비타민군의 변이가 가장 컸으며, 무기질군이 중간 정도, 대량 열양소군이 가장 낮았다. 개인간 변이계수는 0.16~0.50으로 역시 에너지나 당류가 가장 낮았으며 비타민C와A가 가장 높았다. 모든 영양소에서 개인내 변이계수가 개인간 변이계수보다 컸으므로 개인간 변이에 대한 개인내변이의 비는 2.15로 나타났다. 전체적으로 볼 때 대체로 개인내 변이가 낮은 영양소들(에너지, 당류, 단백질, 지방)이 개인변이도 낮게 나타난 반면 개인내변이가 높았던 영양소(비타민 C와A)들이 개인간 변이도 높게 나타났으므로 그둘간의 비는 영양소별로 큰차이를 보이지 않았다. 3) 7일 조사시의 섭취량과 실제 섭취량과의 상관계수는 영양소별로 큰차이를 보이지 않았으며, 에너지, 단백질, 당류, 비타민 A등이 0.84~0.85로 높았고, 비타민 B$_1$이 0.74, 칼슘이 0.78로 낮았다. 상관관계수 0.9가 되기 위한 최소한의 필요조사일수는 에너지, 당류, 단백질, 비타민A 등이 11~13일로 비슷했고, 칼슘이 20일로 가장 길었다.TEX>$33.37$\mu\textrm{g}$/m\ell로$ 분석되었다. 모유의 평균 망간 함량은 초유와 이행유에서 각각 $0.024$\mu\textrm{g}$/m\ell,$ 성숙유에서 $0.014$\mu\textrm{g}$/m\ell,$ 믈리브덴의 평균 농도는 각각 $0.035$\mu\textrm{g}$/m\ell,$ $0.044$\mu\textrm{g}$/m\ell$ 그리고 $0.044$\mu\textrm{g}$/m\ell이었고$ 니켈 함량은 초유에서 $0.062$\mu\textrm{g}$/m\ell이행유에서$ $0.022$\mu\textrm{g}$/m\ell,$ 성숙유에서 $0.017$\mu\textrm{g}$/m\ell이었다.$ 수유기간에 따른 모유내 무기질과 미량원소 함량의 감소가 영아의 성장발달과 어떻해 관련 되는가에 관한 연구와 함께 유선조직에서 유즙으로의 무기질과 미량원소의 분비기전에 관한 생리학적 연구가 병행되어야 하겠으며, 본 연구결과가 앞으로 우수한 조제분유나 기타 영아식 개발에 활용되고, preterm milk의 무기질 성분을 비교하는데 이용될 수 있기를 희망한다.Willumsen, 1980)에 의하여 개발된 ME2(Maximum Entropy Matrix Estimation)기법에서 반복식

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흰돌기망태버섯(가칭; Dictyophora echinovolvata)의 일반성분 및 항미생물활성 (Components and Antimicrobial Activity of Veiled Lady Mushroom, Dictyophora echinovolvata)

  • 정종천;조수묵;정준호;박정식;정봉구;이동철
    • 한국균학회지
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    • 제29권2호
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    • pp.79-85
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    • 2001
  • 본 연구는 망태버섯속(Dictyophora spp.) 균의 균학적 특성 시험의 일부로써 인공재배를 통한 자실체의 대량생산이 가능한 흰돌기망태버섯인 D. echinovolvata ASI 32002 균주에 대한 균사체, 알, 성숙한 자실체 등 발육단계별과, 갓, 치마, 대, 대주머니 등 자실체의 부위별로 성분분석과 항균활성 시험을 수행하였다. D. echinovolvata ASI 32002 균주의 성분분석에서는 균사체, 알, 자실체 등과 자실체의 부위에 따라 종류와 양에 차이가 있었다. 무기성분 중 질소, 인산, 마그네슘, 칼슘은 균사체에 많고, 알과 자실체에서는 칼리와 미량원소의 함량이 균사체보다 높았다. 유리당은 mannitol과 trehalose가 많았다. 유리아미노산은 균사체에 glutamic acid와 arginine, 알과 자실체에 aspartic acid와 glutamic acid가 많았다. 지방산은 모든 부위에 불포화 지방산인 리놀레익산$(C_{18:2})$이 많았으며, 다른 지방산은 부위별로 종류와 양에 차이가 있었다. 유기산도 균사체에 malic acid, lactic acid, acetic acid, 알에 formic acid, acetic acid, fumaric acid, 자실체에서 malic acid, citric acid, lactic acid, formic acid, fumaric acid가 비교적 많이 검출되었다. 한편, D. echinovolvata ASI 32002의 메탄올 추출물에서 곰팡이 Aspergillus awamori, Hypocrea nigricans, Trichoderma virens에 대한 항균활성은 균사체 추출물의 MIC가 $62{\sim}125\;{\mu}g/ml$로 항생제 cyclohexamide와 비슷한 수준이었다. 효모균 Candida albicans에 대해서는 균사체 및 자실체 추출물에서 MIC가 $250\;{\mu}g/ml$로 tetracycline과 비슷한 수준의 활성을 보였다. 한편 세균 Escherichia coli에 대한 항균활성은 $500{\sim}1,000\;{\mu}g/ml$ 수준으로 매우 낮은 편이었다. 본 연구를 통하여 밝혀진 흰돌기망태버섯(D. echinovolvata)의 항균활성 등은 이 버섯의 효능에 대한 기초연구와 더불어 기능성 식품첨가제의 개발 및 화장품 원료 등으로의 이용에 관한 연구가 기대된다.

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느타리버섯의 생리화학적성질(生理化學的性質) 및 재배(栽培)에 관(關)한 연구(硏究) (Studies on the physio-chemical properties and the cultivation of oyster mushroom(Pleurotus ostreatus))

  • 홍재식
    • Applied Biological Chemistry
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    • 제21권3호
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    • pp.150-184
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    • 1978
  • 합성배지(合成培地)에서 느타리 버섯균(菌)의 균사생육(菌絲生育)과 자실체형성(子實體形成)에 대한 영양적(營養的) 특성(特性)과 생리화학적(生理化學的) 제성질(諸性質)을 구명(究明)하고 볏짚과 톱밥 양(兩) 배지(培地)에서 느타리 버섯의 대량(大量) 생산(生産)을 위한 배양조건(培養條件)을 밝히고, 느타리 버섯 재배기간(栽培期間) 중 배지(培地)와 버섯중의 각종(各種) 성분(成分)의 추이(推移)를 알고자 실험을 수행하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 탄소원(炭素源) 중 mannitol과 서은 균사생육(菌絲生育)과 자실체(子實體) 형성(形成)이 빠르고 자실체(子實體)의 수량(收量)이 많았으나 lactose와 rhamnose는 균사(菌絲) 조차도 생육하지 못하였다. 또한 구연산, 호박산, ethyl alcohol 및 glycerol에서는 자실체(子實體) 형성(形成)이 매우 빈약(貧弱)하였고, 식초산, 개미산, 푸마르산, n-butyl alcohol, iso-butyl alcohol 및 n-propyl alcohol은 균사생육(菌絲生育)을 저해(阻害)하였다. 2. 질소원(窒素源)중 peptone은 균사생육(菌絲生育)과 자실체(子實體) 형성(形成)이 빠르고 자실체(子實體)의 수량(收量)이 많았으나 DL-alanine, asparagine, L-aspartic acid, glycine및 serine은 자실체형성(子實體形成)이 매우 빈약(貧弱)하였으며 아질산태질소(亞窒酸態窒素), L-tryptophan 및 L-tyrosine은 균(菌)의 생육을 저해(沮害)하였다. 또한 peptone에 무기태질소(無機態窒素)와 아미노산(酸)을 혼용(混用)한 결과 $(NH_4)_2SO_4$, $NH_4$-tartarate, DL-alanine및 L-leucine에서는 자실체(子實體)의 수량(收量)이 약 10% 증가되었고, L-aspartic acid는 약 15%. L-arginine은 약20%, L-glutamic acid와 L-lysine은 약 25%증가 되었다. 3. C/N율(率) 15.23에서 자실체(子實體) 형성(形成)은 빠르나 자실체(子實體)의 수량(收量)은 감소(減少)되었으며, C/N율(率) 11.42에서는 자실체형성(子實體形成)은 늦으나 자실체(子實體)의 수량(收量)은 증가되는 경향이 있었다. 또한 동일 C/N율(率)에서도 mannitol과 peptone의 농도(濃度)가 높은 편이 수량(收量)이 증가되었다. 그러므로 자실체(子實體)의 수량(收量)과 자실체형성(子實體形成) 소요일(所要日)의 관점(觀點)에서 보면 C/N율(率) 30.46이 어느정도 적당(適當)한 것 같다. 4. Thiamine $50{\mu}g%,\;KH_2PO_4$ 0.2%, $MgSO_4{\cdot}7H_2O$$0.02{\sim}0.03%$일때 균사(菌絲)와 자실체(子實體) 생육(生育)이 우수(優秀)하였으며 미량원소(微量元素)로서는 $FeSO_4{\cdot}7H_2O$,\;ZnSO_4{\cdot}7H_2O$$MnSO_4{\cdot}5H_2O$가 공존(共存)하면 생육촉진(生育促進)의 상승효과(相乘效果)가 인정되었으나 3이원소(元素)중 Mn이 결핍(缺乏)하면 균사(菌絲)와 자실체(子實體)의 생육(生育)이 다소 저하되었다. 이들 염류(鹽類)의 최적농도(最適濃度)는 각각 0.02mg%이었다. 5. Cytosine $0.2{\sim}1mg%$와 indole acetic acid 0.01mg%에서 균사량(菌絲量)은 증가되었으나 자실체(子實體)의 수량(收量)에는 효과 없었으며 그밖의 purine염기(鹽基), pyrimidine염기(鹽基) 및 식물(植物) hormone은 영향이 없었다. 6. 광조사(光照射영)에 의해서 균사생육(菌絲生育)은 저해(沮害)되었으며 영양생장(營養生長)의 후기에 광(光)을 조사(照射)하면 원기형성(原基形成)이 유도(誘導)되었다. 광(光)의 최적조도(最適照度)는 $100{\sim}500lux$, 조사시간(照射時間)은 매일 $6{\sim}12$시간이었고, 이 이상(以上)의 조도(照度)에서는 오히려 저해(沮害)되었으며, 암소(暗所)에서는 원기(原基)가 형성(形成)되지 않고 영양생장(營養生長)만 계속되었다. 7. 균사생육(菌絲生育)과 자실체(子實體) 형성(形成)의 최적온도(最適溫度)는 각각 $25^{\circ}C,\;10{\sim}15^{\circ}C$이었고 최적(最適)의 pH범위(範圍)는 $5.0{\sim}6.5$이었으며 균사(菌絲)는 $7{s\im}10$일간 배양(培養)했을 때가 자실체(子實體) 형성(形成)이 제일 우수(優秀)하였다. 또한 배지량(培地量)이 적을수록 자실체(子實體) 형성(形成)은 빠르나 자실체(子實體)의 수량(收量)은 감소(減少)되었고 배지량(培地量)이 많을수록 자실체(子實體) 형성(形成)은 늦은반면에 그 수량(收量)은 증가 되었으며, 원기형성(原基形成)은 $CO_2$에 의하여 저해(沮害)되었다. 8. 볏짚과 톱밥 병 배지(培地)에서 균사생육(菌絲生育)의 최적(最適) 수분량(水分量)은 70%이상 이었으며 미강(米糠) 10%를 배지(培地)에 첨가(添加)했을 때는 균사생육(菌絲生育)과 자실체형성(子實體形成)이 우수(優秀)하였다. 그리고 양배지(兩培地)에 $CaCo_3$를 단독(單獨)으로 첨가했을 때는 유효(有?)하였으나 미강(米糠)과 함께 첨가했을때는 효과(?果)를 볼 수 없었다. 9. 재배(栽培) 실험(實驗)에서 느타리 버섯의 전체(全體) 수량(收量)은 볏짚배지(培地)에서 $14.99kg/m^2$, 톱밥배지(培地)에서 $6.52kg/m^2$이었고 양배지(兩培地) 모두 90%이상이 1,2주기(週期)에서 얻어졌으며 볏짚배지(培地)(dry matter $20.96kg/m^2$)의 전수율(全收率)을 톱밥배지(培地)(dry matter $20.83kg/m^2$)의 약 2.3배(倍)이었다. 10. 재배기간(栽培期間)중 양(兩) 배지(培地)의 일반 성분을 고형물(固形物) 기준(基準)으로 볼때 회분(灰分)의 변화는 적었으나 유기물(有機物)은 감소(減少)되었으며, 수분(水分)은 종균접종시(種菌接種時) 약 79%이던것이 균사번식기간(菌絲繁殖期間)중에 다소 감소(減少)되었고 그 이후부터는 큰 변화가 없었다. 11, 종균접종시(種菌接種時) 부터 4주기(週期) 수확(收穫) 후까지 배지(培地) 성분(成分)의 소실(消失)을 보면 볏짚배지(培地)는 고형물(固形物) 약 19.7%, 유기물(有機物) 약 19.3%, 질소(窒素) 약 40%가 소실(消失)되었으며, 톱밥 배지(培地)에서는 고형물(固形物) 약 7.5%, 유기물(有機物) 약 7.6%, 질소(窒素) 약 20%가 소실(消失)되었다. 버섯 1kg을 생산(生産)하기 위하여 볏짚 배지(培地)에서는 유기물(有機物) 약 232g, 질소(窒素) 약 7.0g이 소실(消失)되었고, 톱밥 배지(培地)에서는 유기물(有機物) 약 235g, 질소(窒素) 약 6.8g이 소실(消失)되었으며, 버섯 1kg당(當) 함유된 유기물(有機物)은 각각 82.4g, 82.3g, 질소(窒素)는 각각 5.6g, 5.4g이었다. 12. 양배지(兩培地)의 전질소(全窒素)는 점차적으로 감소(減少)되었고 불용성질소(不溶性窒素)의 절대감소량(絶對減少量)은 수용성질소(水溶性窒素)보다 컸으며 아미노태(態) 질소(窒素)는 3주기(週期)까지는 계속 증가 되었으나 그 이후부터는 감소(減少)되었다. 13. 볏짚 배지(培地)에서는 재배기간(栽培其間)에 소실(消失)된 전(全) pentosan의 28%, ${\alpha}$-cellulose는 13.8%가 균사생육(菌絲生育)중에 소실(消失)되었고 톱밥배지(培地)에서는 전(全) pentosan의 24.1%, ${\alpha}$-cellulose는 11.9%가 소실(消失)되었으며 lignin은 양(兩) 배지(培地)의 2주기(週期) 수확(收穫)부터 다소 감소(減少)되었다. 환원당(還元糖), trehalose 및 mannitol은 계속 증가의 추세를 보였으며 C/N율(率)은 볏짚 배지(培地)에서 종균(種菌) 접종시(接種時) 33.2이었던 것이 폐상시(廢床時)에는 30.3이었고, 톱밥 배지(培地)는 61.3이었던 것이 60.0 이었다. 14. 양(兩) 배지(培地)에서 P, K, Mn, Zn은 감소(減少)되었고, Mg, Ca, Cu는 불규칙하게 변화되었으며, Fe는 증가되는 경향이었다. 15. 재배기간(栽培期間)중 각종효소(各種酵素)의 활성(活性)은 톱밥배지(培地)보다 볏짚배지(培地)가 월등히 높았다. 즉 CMC 당화활성(糖化活性)과 CMC액화활성(液化活性)은 균사번식(菌絲繁殖)후부터 2주기수확(週期收穫)까지는 양배지(兩培地)에서 점차적으로 증가 되었으나 그 이후부터는 감소(減少)되었다. xylanase활성(活性)은 1주기(週期)보다 2주기(週期)에서 급격히 상승되었고 3주기(週期)가 되면서 볏짚 배지(培地)에서는 신속히 감소(減少)되었으나 톱밥 배지(培地)에서는 이와같은 감소(減少)를 볼 수 없었다. protease 활성(活性)은 균사번식(菌絲繁殖)후 최고의 활성도(活性度)를 보였다가 점차로 감소(減少)하였다. 또한 볏짚 배지(培地)의 pH는 종균접종시(種菌接種時) 6.3이던 것이 4주기(週期)후는 5.0이었고 톱밥배지(培地)의 pH는 5.7에서 4.9로 떨어졌다. 16. 볏짚 배지(培地)에서 생육한 버섯은 섬유소(纖維素)를 제외한 모든 성분량(成分量)이 톱밥배지(培地)에서 생육한 버섯보다 높은 경향이있었으며 양배지(兩培地)에서 버섯의 각주기별(各週期別) 성분(成分) 변화는 $1{\sim}3$주기(週期)까지는 거의 비슷하였으나 4주기(週期)에서는 다소 감소(減少)의 추세를 보였다.

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