• 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%, $MgSO_4{\cdot}7H_2O$는 $0.02{\sim}0.03%$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$ 및 $MnSO_4{\cdot}5H_2O$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.

• Applied Biological Chemistry
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• 제11권
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• pp.1-27
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• 1969

우리나라에서 알려진 젓갈 30여종(餘種)에서 그중(中) 대표적(代表的)인 것으로 알려진 조기젓. 조개젓(고식(高食) 염성(鹽性)인 20%내외(內外))과 굴젓, 오징어젓(저식염성(低食鹽性)인 10%내외(內外))의 4종(種)을 시료(試料)로하여 일반성분(一般成分) 분석(分析), microflora, 주요발효미생물(主要醱酵微生物)의 동정(同定) 및 효소(酵素)의 특성(特性)을 조사(調査)하는 동시(同時)에 숙성(熟成)에 관여(關與)하는 미생물(微生物)의 효소작용(酵素作用)이 정미성(呈味性) 5’-mononucleotide 및 amino 산(酸)의 생성(生成)에 미치는 영향(影響)을 조사(調査)하여 다음과 같은 결과(結果)를 얻었다. (1) 4종(種) 젓갈에 대(對)한 microflara를 조사(調査)한 결과(結果)는 다음과 같다. a) 젓갈담금 $1{\sim}2$개월(個月)의것은 생균수(生菌數) total counts가 $10^7$이었으며 담금후(後) 6개월(個月)의것은 $10^4$이였다. b) 젓 갈 담금 $1{\sim}2$개월(個月)의것은 Micrococcus 속(屬)이 $10{\sim}20%$, Brevibacterium 속(屬)이 $10{\sim}20%$, Sarcina 속(屬)이 $0{\sim}30%$, Leuconostoc 속(屬) $20{\sim}30%$, Bacillus 속(屬)이 30%내외(內外) Pseudomonas 속(屬)이 $0{\sim}10%$ Flavobacterium 속(屬)이 $0{\sim}10%$ Yeast가 $0{\sim}20%$인 분포상(分布相)을 나타냈다. c) 젓갈숙성(熟成)에 관여(關與)하는 미생물(微生物)로서 초기이후(初期以後)에는 주(主)로 내염성(耐鹽性) Bacillus subtilis, Leuconostoc mesenteroides, Pediococcus halophilus, Sarcina litoralis 등(等)임을 동정(同定)하였고 이들의 효소활성(酵素活性)이 젓갈숙성(熟成)을 지배(支配)하는 요소(要素)임을 알 수 있었다. d) 숙성(熟成)에 관여(關與)하는 세균중(細菌中)에 Sarcina litoralis 8­14 및 8-16. 양균주(兩菌株)는 영양요구성(榮養要求性)이 현저(顯著)하여 전자(前者)는 purine, pyrimidine base 및 cystine 후자(後者)는 purine, pyrimidine base 및 glutamic acid가 공존(共存)하여야 생육(生育)이 가능(可能)하였다. (2) 젓갈원료(原料) 및 젓갈에서 분리(分離)한 관여미생물(關與微生物)에 대(對)하여 효소특성(酵素特性)을 검토(檢討)한 결과(結果)는 다음과 같다. a) 젓갈원료중(原料中)에 protease는 소량(少量) 존재(存在)하나 식염농도(食鹽濃度) 7%에서 protease 활성(活性)이 현저(顯著)하게 조해(阻害)를 받아 그 효소활성(酵素活性)의 $30{\sim}60%$나 감소(減少)하였다. b) 내염성세균(耐鹽性細菌)인 Bacillus subtilis 7-6, 11-1, 3-6 9-4 등(等) 4 균주(菌株)는 complete media에서 생성(生成)한 protease 활성(活性)은 식염농도(食鹽濃度) 7%에서 약간 조해(阻害)를 받아 활성(活性)이 $10{\sim}30%$가 감소(減少)하였고 Sarcina litoralis 8-14 및 8­16 양균주(兩菌株)는 동배지(同培地)에서 생성(生成)한 protease 활성(活性)은 식염농도(食鹽濃度) 7%에서 그 발효활성(醱酵活性)의 $10{\sim}20%$가 감소(減少)하였다. c) 젓갈 원료중(原料中)의 단백질(蛋白質)은 자가효소(自家酵素)에 의한것보다 주(主)로 젓갈숙성중(熟成中) 관여미생물(關與微生物)의 protease에 의(依)한 가수분해(加水分解)로 유리(遊離) amino 산(酸)이 생성(生成)됨을 알 수 있었다. d) 젓갈원료(原料) 및 젓갈의 RNA-depolymerase는 젓갈중(中) RNA를 nucleoside 및 유리인산(遊離燐酸)까지 분해(分解)하므로 정미성(呈味性) 5'-mononucleotide로서 축적(蓄積)되기 어렵다 e) 조개젓에서 분리(分離)한 Bacillus subtilis 3-6 균주(菌株)가 생성(生成)한 효소(酵素)는 RNA를 분해(分解)하여 5’-mononucleotide로 축적(蓄積)하므로 이 균주(菌株)가 생성(生成)한 RNA 분해효소(分解酵素)는 5’-phosphodiesterase임을 밝혔다. f) Bacillus subtilis 3-6 strain의 효소생성배지중(酵素生成培地中)에 corn steep liquor 0.5% 농도(濃度)로 첨가(添加)한 구(區)와 조개젓 0.5% 농도(濃度)로 첨가(添加)한 구(區)에서 5’-phosphodiesterase 생성증가(生成增加)를 보았으므로 corn steep liquor 및 조개젓 성분(成分)이 각각(各各) 5’-phosphodiesterase 생성증가제(生成增加劑)가 됨을 밝혔으며 또한 이 효소(酵素)는 10%의 식염농도(食鹽濃度)에서 활성조해(活性阻害)를 받아 $10{\sim}30%$에 해당(該當)되는 활성(活性)이 감소(減少)되었고 식염농도(食鹽濃度) 20%에서 이 효소활성(酵素活性)의 $40{\sim}60%$가 감소(減少)함을 나타냈다. 그리고 이 균주(菌株)의 5’­phosphodiesterase에 의(依)하여 젓갈중(中) 5’-mononucleotides가 생성(生成)되는 것이라고 생각된다. (3) 젓갈의 유리(遊離) amino 산(酸)을 Autoanalyzer로 정량(定量)한 결과(結果)는 다음과 같다. a) 조개젓은 산성(酸性) amino 산(酸)인 glutamic acid, asp artic acid 함량(含量)이 다른 젓갈보다 $2{\sim}10$배(倍) 정도(程度)로 현저하게 많아서 조개젓의 구수한 맛이 발현(發現)되는 것이라고 생각(生覺)된다. b) 조기젓에는 basic amino acid인 arginine, histidine함량(含量)이 다른 젓갈보다 특이(特異)하게 많았다. c) 오징어젓은 함류황(含硫黃) amino산(酸)인 cystine함량(含量)이 다른 젓갈의 $17{\sim}130$배(倍), methionine함량(含量)이 $7{\sim}17$배정도(倍程度)로 현저하게 많았다. d) 굴젓에는 필수(必須) amino 산(酸)인 lysine, threonine iso leucine, leucine 함량(含量)이 다른 젓갈보다 현저하게 많을 뿐아니라 또한 감미성(甘味性) amino 산(酸)인 alanine 함량(含量)이 다른 젓갈들보다 4배(倍), glycine 함량(含量)이 $3{\sim}14$배정도(倍程度)로 함유(含有)하고 있어 이것이 굴젓 특유(特有)의 단맛을 발현(發現)하는 것이라 생각(生覺)된다. (4) 4종(種) 젓갈에 대(對)한 5'-mononucleotide를 ion exchange column chromatography로 측정(測定)한 결과(結果)는 다음과 같다. a) 조개젓에는 5'-adenylic acid, 3’-adenylic acid 가 많이 들어있고 5'-inosinic acid가 미량(微量)들어 있다. b) 굴젓에는 5'-adenylic acid와 3’-adenylic acid가 다른 mononucleotides보다 현저하게 많았다. c) 오징어젓에는 5'-adenylic 및 3'-adenylic acid만이 함유(含有)되어 있는데 이것은 패류(貝類)의 젓갈들과 같 이 무척추연체동물(無脊椎軟體動物)이며 이것들은 adenylic deaminase가 결여(缺如)되어 있어 mononucleotide중(中) adenylic acid의 함량(含量)이 높아 adenylic acid-type 임을 알았다. d) 조기젓 중(中)에는 5'-inosinic acid 함량(含量)이 다른젓갈보다 현저하게 많았으므로 이것은 다른 척추동물(脊椎動物)의 어육(魚肉)이나 수육(獸肉)과 같이 adenylic deaminase가 있어 5'-inosinic acid가 많은 inosinic acid-type임을 알았다. (5) 정미성(呈味性) amino 산(酸) 및 5'-mononucleotide의 조성(組成)과 함량(含量)으로 맛의 조화성(調和性)을 비교(比較)하여 보면 다음과 같다. a) 조기젓은 glutamic acid와 aspartic acid가 풍부(豊富)하고 소량(小量)의 5'-inosinic acid가 공존(共存)된 상태(狀態)이므로 정미성분조성(呈味成分組成)과 함량(含量)이 잘 조화(調和)되어 구수한 맛의 상승작용(相乘作用)이 적당(適當)하게 발현(發現)됨을 구명(究明)하였다. b) 조개젓의 맛은 정미성(呈味性) 5’-mononucleotides에서 유래(由來)되는것 보다는 현저하게 많이 들어있는 glutamic acid 및 aspartic acid에 기인됨을 알았다.