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1 제출문 농림부장관귀하 본보고서를 식용및약용버섯의생육단계별최적조건규명및공기제어장 치개발 과제의최종보고서로제출합니다. 2008년 04월 24일 주관연구기관명:( 주) 바이오텔 총괄연구책임자: 김태진 세부연구책임자: 김태진 연구원: 정일손 연구원: 이인길 연구원: 이헌창 연구원: 정재칠 위탁연구기관명: 한국농업대학 위탁연구책임자: 장현유 - 1 -

2 요약문 Ⅰ. 제 목 식용및약용버섯의생육단계별최적조건규명및공기제어장치개발 Ⅱ. 연구개발의목적및필요성 우리나라는버섯재배를위한개발과재배의면에서일본이나유럽에비하여뒤떨 어져있으며 1990년대부터중국이수출국으로참여하면서국제가격경쟁에서뒤떨어 져수출량이감소되었다. 따라서, 내수및수출의증대를위해질적으로향상된품질 을갖춘버섯의생산과생산비의절감이필요하고이를위해서는재배기술의선진화 가절대적으로요구된다. 버섯의성장과정에서필요한에너지는신진대사활동으로 이뤄지는데이때산소소비와이산화탄소생성이발생되며그의몰비에해당하는호흡 율은버섯의생육단계별로다양하다. 따라서, 생산성향상과균일한품질관리를위하 여버섯별호흡율에대한자료의확보가시급하다. 즉, 각버섯의생육단계별최적의 호흡율을일정하게유지하는장치를개발함으로써버섯의생산성증대를이룩하여 농가수익향상에이바지할것이며, 산소발생기와송풍기등을연계함으로써각버 섯의생육단계별최적산소및이산화탄소조건을유지함으로써, 버섯의생산에획 기적인계기를마련할것이다. Ⅲ. 연구개발내용및범위 본연구를통하여산소센서와이산화탄소센서를이용하여버섯의호흡율측정장 치를개발하였으며, 이를단일시스템화하여시제품을제작하였다. 또한, 8가지버 섯( 느타리, 새송이, 양송이, 팽이, 영지, 상황, 꽃송이, 동충하초) 에대한산소소모량 - 2 -

3 과이산화탄소배출량을연속적으로모니터링함으로써버섯고유의호흡율을규명하 였다. 시제품을이용한현장적용평가를통하여서는 8종류버섯의호흡율의변화를 통하여공기를제어할때산소를공급함으로써버섯의생산성및품질이향상되는 것을확인하였다. 그러나팽이버섯과같이버섯재배과정중산소에의한생육이아 니라이산화탄소의농도에의해서생육이촉진되는것에대한추가연구의필요성이 제기되었다. 식용버섯중에서느타리버섯의경우호흡율에민감하였으므로이의생 산성을본기술로쉽게증가시킬수있었다. 특히, 고가이면서생육기간이짧은약 용버섯에본기술을적용한다면그의기술경제적효과가예상된다. Ⅳ. 연구개발결과및활용에대한건의 본연구개발의결과를활용하여단일시스템으로콤팩트하게구성하여버섯재배 농가를대상으로보급함에있어서국내버섯농가중연간 10억원이상의매출액을 갖는중대형의농가에집중적으로개발시스템을공급하고, 사용상의문제점을개선 하여 300만원이내의가격으로생산안정화를이룩하여연간 5억원내외의매출을하 는국내 대가예상된다. 200여개버섯농가에게집중적으로보급할경우에연간수십억원의매출증 - 3 -

4 SUMMARY Four edible mushrooms(oyster, King Oyster, Bottom, Winter) and Four medicinal mushrooms(rheishi, Sang-Hwang, Cauliflower, Insect) were investigated to examine the optimal growth conditions of oxygen and carbon dioxide. The ratio of carbon dioxide production rate with respect to oxygen consumption rate was defined as the Respiration Quoient(RQ). Such RQs for individual mushrooms were investigated in both at laboratory and in field. Continuous data available from monitoring and control system of oxygen and carbon dioxide were observed to see their time profiles for individual mushrooms. It was shown that all the mushrooms except Winter mushroom(flammulina Velutipes) gave the enhanced productivities in both of weight and color under oxygen enriched state. On the other hand, Winter mushroom seems to prefer the carbon dioxide enriched environment. The present system developed for the optimal control of RQ of individual mushrooms was most probably marketable to the farmers who grow Oyster mushroom(pleurotus Ostreatus) out of 4 edible mushrooms. Such a system seems also to be suitable for the growth of Rheishi mushroom and Sang-Hwang mushroom for better color and weight out of 4 medicinal mushrooms

5 CONTENTS Chapter 1. Introduction 9 Section 1. Necessity of Study 9 Section 2. Scope of Study 11 Chapter 2. Status of Technology Development 14 Chapter 3. Contents of Study and Results 16 Section 1. Development of Respiration Quoient Measurement System Sensor Performance Test Software Development for Control System Proto Type Fabrication 18 Section 2. Measurement of Respiration Quoient Oyster Mushroom King Oyster Mushroom Winter Mushroom Bottom Mushroom Rheishi Mushroom Insect Mushroom Caulifliwer Mushroom Sang-Hwang Mushroom 46 Section 3. Field Test of Mushroom Field Test of Oyster Mushroom Field Test of King Oyster Mushroom Field Test of Winter Mushroom Field Test of Bottom Mushroom Field Test of Rheishi Mushroom Field Test of Insect Mushroom

6 7. Field Test of Cauliflower Mushroom Field Test of Sang-Hwang Mushroom 77 Chapter 4. Degrees of Objective Accomplishment and Area Contribution 81 Chapter 5. Plan of Results Application Application of Results Marketing Plan 82 Chapter 6. Reference

7 목 차 제 1 장연구개발과제의개요 9 제 제 1 절연구개발의필요성 9 2 절연구개발과제의범위 11 제 2 장국내의기술개발현황 14 제 3 장연구개발수행내용및결과 17 제 1 절호흡율측정시스템개발 센서성능평가및적용기술개발 계측시스템제어 Software 개발 버섯호흡율측정장치시작품제작 18 제 2 절식용및약용버섯의생육단계별호흡율측정 느타리버섯 새송이버섯 팽이버섯 양송이버섯 영지버섯 동충하초버섯 꽃송이버섯 상황버섯 46 제 3 절식용및약용버섯의현장적용평가 느타리버섯의현장적용평가 새송이버섯의현장적용평가 팽이버섯의현장적용평가 양송이버섯의현장적용평가 영지버섯의현장적용평가

8 6. 상황버섯의현장적용평가 동충하초버섯의현장적용평가 꽃송이버섯의현장적용평가 77 제 4 장목표달성도및관련분야에의기여도 81 제 5 장연구개발결과의활용계획 연구결과활용성 기업화추진방향 82 제 6 장참고문헌

9 제 1장연구개발과제의개요 제 1 절연구개발의필요성 우리나라는버섯재배를위한개발과재배의면에서일본이나유럽에비하여뒤떨어 져있으며 1990년대부터중국이수출국으로참여하면서국제가격경쟁에서뒤떨어져 수출량이감소되었다. 따라서, 내수및수출의증대를위해질적으로향상된품질을 갖춘버섯의생산과생산비의절감이필요하고이를위해서는재배기술의선진화가 절대적으로요구된다. 버섯의성장과정에서필요한에너지는신진대사활동으로이 뤄지는데이때산소소비와이산화탄소생성이발생되며그의몰비에해당하는호흡율 은버섯의생육단계별로다양할것으로추정된다. 버섯의온도및습도에대한실험 적자료는많은연구를통하여확보되었으나, 버섯의생육단계별호흡율에대한연 구는전무한실정이다. 따라서, 생산성향상과균일한품질관리를위하여버섯별호 흡율에대한자료의확보가시급하다. 종전에는산소를제어하지않고단순히환기 함으로써이산화탄소를제거하여왔다. 그러나본과제의주관기관인 ( 주) 바이오텔은 지난 10 년간산소센서, 산소계측기, 산소발생기등을개발및생산하고있다. 따라서, 주관기관은보유하고있는핵심기술을활용하여버섯재배의주요인자인환기제어뿐 아니라각버섯의생육단계별최적의호흡율을일정하게유지하는장치를개발함으 로써버섯의생산성증대를이룩하여농가수익향상에이바지할것으로기대된다. 본기술은특히, 산소발생기와송풍기등을연계함으로써각버섯의생육단계별최 적산소및이산화탄소조건을유지하고, 수확후저장조건을자동화함으로써, 버섯 의생산과저장에획기적인계기를마련할것으로예상된다. 본주관기관이보유하 고있는산소관련기술과계측기기술을접합함으로써버섯의생육단계에서발생하 는이산화탄소와버섯이소비하는산소와의관계를두변수로보지않고그몰비를 나타내는하나의변수인호흡율을측정및제어하는장치를버섯재배농가에게값싸 게생산하여보급할수있을것으로예상된다. 버섯은단백질, 당, 지질, 미량원소, 비타민등영양원을공급하는식품영양학적기호 식품으로서표 1 과같은기능성물질이풍부하여면역활성체, 질병회복, 노화억제작 용이있어 21 세기비젼있는생명공학의한분야이다

10 표 1. 버섯의약효와성분 약효성분버섯종류 항균그리로핀, 그리오린, 이레신각종버섯 항바이러스단백질, β-그루칸표고, 원숭이안장버섯 강심포레파톡신, 프라므톡신표고, 팽이 콜레스테롤저하에리라테닌표고 혈당강하가노데란영지 혈압강하당단백질잎새, 영지 항혈전렌티나신표고, 양송이 PHA 유약화억제 r-ghp 양송이 항종양 β- 그루칸, RNA 복합체신령버섯, 각종버섯 버섯재배의 3 대요소는배지, 종균, 재배환경이며, 재배환경에선온도, 습도, 햇빛, 환 기가필수요소이다. 대기중의산소는 19~20% 정도이고이산화탄소는 0.03% 이나버 섯균은호흡을하면서산소를소비하고이산화탄소를배출하는데밀폐된공간에서 배양하면 0.6% 까지증가하는경우도많다. 일반적으로 0.3% 정도까지는균사생장을 촉진하나 0.5% 이상이되면균사생장도심하게저해를받는다. 자실체생육시에 80 0~1,200ppm 농도가적당하며이산화탄소의농도가과도하게높으면대가길어지고 갓이깔대기모양으로형성되는기형버섯이발생한다. 그러므로버섯이발생될때부 터수확할때까지는산소요구량이많으므로반드시환기를시켜야하며, 특히이산 화탄소의농도가 0.8% 가되면기형버섯이되고 1.0% 가되면사멸되기때문에생육 단계별로적정환경을유지하기위하여환기량을조절할필요가있다

11 제 2 절연구개발과제의범위 대부분의미생물은유기물을분해하여에너지를얻는다. 산소가분해반응에가담할 때호흡(respiration) 이라하며이를화학식으로약술하면다음과같다(Bailey, Biochemical Engineering Fundamentals, 1986). a'ch xo y + b'o 2 + c'h lo mn n CH αo βn γ + d'h 2O + e'co 2 + Energy 이때실험적으로성장정도를나타내는호흡율(Respiratory Quoient, RQ) 을다음과같은정의에따라구할수있다. 호흡율 생성된 몰수 소비된 몰수 그러므로버섯별, 성장단계별로실험실적조건에서호흡율을측정하여 DB화할필요 가크며, 이를활용하여버섯재배사의환기시스템에적용함으로써생산성의극대화 를기대한다. 예로서, 느타리버섯균사가영양생장( 활착) 할때나생식생장( 버섯) 을 할때산소를넣어주고탄산가스를빼주는이유는균사와버섯의호흡시필요한 산소를넣어주고, 또호흡시발생되는이산화탄소를제거해주는것이다. 본연구에 서는일반적버섯재배환경인자( 온도, 습도, 햇빛) 에대하여는다음 1과같이 기존의다른버섯연구가들의연구결과를활용하였으며, 국내에서연구가전무한버 섯별생육단계별호흡율(RQ) 을국내최초로측정하여버섯재배에적용하였다

12 Constant 온도 Variation 습도 O 2 /CO 2 1. 버섯재배환경인자개념도 연구대상버섯은시장규모가큰식용버섯 4 종류( 느타리, 팽이, 양송이, 새송이버섯) 및값이비싸면서도시장규모가큰약용버섯 4 종류( 영지, 동충하초, 꽃송이, 상황버 섯) 이었다. 실험실적조사항목은, 8가지버섯의성장단계에서이산화탄소에크게의 존하지않는균사배양단계및발아단계를제외하고, 이산화탄소의농도에민감한생 육단계( 초기, 중기, 후기) 및수확후저장단계에대하여각각의호흡율을측정하였다. 또한, 버섯별생육단계별호흡율을버섯 8 가지( 느타리, 팽이, 양송이, 새송이버섯, 영 지, 동충하초, 꽃송이, 상황버섯) 를현재전문으로생산하고있는개별버섯재배농 가에각각접목하였다. 각농가에서생산되는버섯이생육단계별로호흡율을제어한 경우와제어하지않은경우를비교평가함으로써버섯의생육단계별호흡율제어가, 버섯생산량증대에긍정적효과를검증하였다. 호흡율측정장치를개발하기위하여본연구의주관연구기관이보유하고있는산소 센서제작기술을활용하여이산화탄소의농도변화에민감하지않은산소센서를자 체에서개발하였으며, 이산화탄소센서는국산및수입품을활용하여제품의가격과 안정성을복합적으로고려하여개발하였다. 산소와이산화탄소를개별센서로측정하 여이를수치화하고그의비를나타내는호흡율을연속으로표시및저장하는장치 를개발하였다

13 즉, 이때 dt 는각버섯별생육단계에해당하는시간이며, 데이터는 PC 컴퓨터와연계 하여연속으로전산처리되도록한다. 측정한버섯별호흡율의실험실적수치를전문농가에실증시험하여호흡율을제어한다. 호흡율제어를위하여외부에서산소발생기로산소를공급또는환기하거나이산화탄소를제거하기위하여환풍기등을사용하는방안을실험실적조건에서최적화한후에, 농가실증조건에서경제적 기술적으로안정화한다

14 제 2 장국내외기술개발현황 버섯은세계적으로약 8,000 여종이존재하는것으로알려져있다. 그러나이들중 대부분은아직개발되지않고있어앞으로이분야의개발가능성이풍부하다고할 수있다. 버섯의이용분야는식용과약용으로구분할수있는데최근에는약용적인 면에서관심이더욱커지고있다. 버섯에항암성분이있다는사실이연구결과밝혀 지면서식용, 약용버섯등에대한관심이매우높아졌다. 우리나라에서식용버섯으로 이용되고있는것은느타리버섯이약 70% 로가장많고, 1960년대부터재배되어왔던 우리나라버섯의효시인양송이가약 대량생산하게된팽이버섯이약 5%, 5%, 1990년대부터병재배자동화시스템으로 맛과향이뛰어나최근인기가있는새송이버 섯은학문적분류로는느타리버섯의일종이지만상품명으로새송이로널리알려진 이새송이가약 5% 를차지한다. 예로써, 큰느타리버섯은 1950년대에이미재배에관 한연구로인공재배에성공하였으나, 대량생산체계의구축은 1990년대초의일로비 교적최근에재배가활발해졌다. 원산지가유럽대륙의지중해연안과남부독일의반 건조한스텝기후지역이며동양권내으로의도입이늦어 1990년대초에대만에먼저 도입되었고, 일본과한국, 중국이순차적으로도입하였다. 현재재배기술분야는한 국이앞서고, 기초연구나육종은일본이우위에있다는것이대체적인시각이다. 국 내에는 1995 년처음도입된비교적새로운버섯이고, 우수한상품성과맛으로폭발 적생산량의증가세 (6,000 톤(`02) 33,000 톤(`04)( 농림부특용작물생산실적, 2004) 를 보여왔다. 본연구개발의목표인호흡율을제어하여재배사의대기환경을제어하고자하는시 스템은현재개발된예가전무하며, 국내의재배사환기설비업체인이플러스티가 농업진흥청의농업기계화연구소와공동으로온실및버섯재배사용통합환경측정 시스템개발에관한연구를 2003 년에수행하였다. 본연구는자동차배기가스분석 기를응용하여버섯재배사용탄산가스측정기를개발하여재배사내부의이산화탄 소농도를측정하여환기시기를결정하도록구성되어있다. 또한, 대풍테크는전주대 학교와공동으로느타리버섯재배환경자동제어장치개발에관한연구를 2002년 수행하였다. 본연구를통하여온도, 습도, 환기를제어하고오존으로버섯재배사살 균소독하는장치를개발하였다. 환기제어를위하여이산화탄소제어장치를설계 하였다. 재배사의실증연구를통하여개발한시스템이온도및습도제어에우수하

15 였으며오존처리한경우에보다높은버섯의생산성을나타내었다. 농도를 이산화탄소의 30분마다측정하여재배사내의농도변화를구하였으나본연구와같은생육 단계별호흡율제어와는무관한연구였다. 진희엔지니어링은 2001년에온도및습도 조절을위하여지하수와 Fan, Duct, Nozzle 등으로값싸고간단하게버섯사를설계 하였다. 이산화탄소를측정하여환기할수있는환기조절기를개발하였으나, 본연 구와같은생육단계별호흡율연구와는무관하였다. 따라서본연구개발은국내외 적으로연구및개발된예가없기때문에본기술개발의의미는한층크다

16 제 3 장연구개발수행내용및결과 제 1 절호흡율측정시스템개발 1. 센서성능평가및적용기술개발 국내에서본연구의주관기관이판매중인산소센서를이용하여이산화탄소에의한 간섭현상을최소화하고사용수명을연장시키기위해산소센서의내부구조와전해액 조성을재조정하였다. 이산화탄소센서는국내에서개발한제품과외국산을비교평 가하여값싸고안정된제품을선정하였다. 실내환경의산소농도를측정하기용이한 공간을확보하고, 센서의형태와크기를변형하여적용시키는기술을개발하였다. 적 용되는산소센서는 0~30% 범위의농도에서안정적이고정밀하게측정할수있도록 개발하였다. 이산화탄소센서는측정범위가 0~20% 를갖는비분산형적외선흡수방 식(NDIR) 을이용한센서를버섯재배사에적합하게개선하여적용시키는기술을개 발하였다. 본연구에적용된센서는기존센서의구조및성능을개선하기위하여자체센서제 조기술을종합적으로활용하여개발한제품으로센서의성능은세계기술과유사한 성능을보였다. 2. 계측시스템제어 Software 개발 센서의출력을저장할수있는 Protocol 을설계하고, Digital Analog Converter 통신 기능설계, 센서의교정및보정(Adjust & Calibration) 기능을가지는소프트웨어를 개발하였다. 이산화탄소발생속도( ) 를산소소모속도( ) 로나눔으로써 구한호흡율을실시간으로측정및저장하는소프트웨어를구성하기위하여센서모 듈의출력신호를 A/D Converter를통하여 Digital 신호로변환하여컴퓨터로수신하 였다. 센서모듈의출력신호에따라산소및이산화탄소의농도가표시되며, 기설정된 버섯별생육단계별호흡율에따라서버섯재배사내의산소농도를일정하게유지할 수있도록 Fan과산소발생기를 ON/OFF 제어할수있는 Software 를개발하였다. 개

17 발된 Software는 2와같이하나의화면을통하여측정내용의입력뿐아니라 센서의현재상태를알수있는기능도있어서장기간사용시센서의출력신호감소 에따른문제점을보완하며, 센서의오작동을방지도록하였다. 각측정항목은시간 에따라서 Text파일의형태로저장되어측정내역의 D/B화를이룰수있도록하였 다. 제어시스템은 3 과같이도시하였다. 2. 호흡율측정시스템의메인화면 3. 호흡율제어시스템의메인화면

18 3. 버섯호흡율측정장치시제품제작 버섯의호흡율측정장치는 4 와같이제작하였다. 센서모듈에서출력되는신호 의특성을분석하여시스템용회로를설계하여센서와대응구조를가지는측정및 제어시스템을개발하고시스템은소형 경량화구조로설계하고, Analog 전압처리부 분이최단/ 최소화시켜발열요인과발열량을감소시켜온도에대한 Drift 를 ±5% 이내 로유지할수있도록하였다. 개발된시스템은 Pre Amp. 및출력용 Amp. 등에의 한높은증폭이필요없이비교적낮은전압을내부에서취급하고이를 A/D Converter 를이용하여디지털프로세서로변환하여신호전류손실이적은저전력소 비구조로설계하였다. 센서모듈의출력값을받아들여이를가스농도로전환하여주 는시스템용회로를설계하여구성하였으며, 버섯재배사내부의여러지점의시료공 기에대하여산소및이산화탄소농도를측정함으로써재배사내의농도불균형으로 인한피해를최소화하였다. 센서와계측부를통합한버섯호흡율측정장치시제품 을제작하였다( 4). 이의응답속도와시간에따른출력전류값의안정성을평 가하였다. 개선된장치를 5의 Chamber와같은밀폐된버섯재배실내공간에 설치하고, 이에대한성능을현장평가하였다. Chamber 내부에 Air Bubbler를설 치하여내부공기를흡입하여외부로유출하면서산소및이산화탄소측정로를통 과하게하였다. 본기술개발을통하여확립된계측및제어시스템에대한구조를 특허출원함으로써지적소유권을확보할예정이다

19 4. 버섯호흡율측정장치 5. 버섯호흡율측정장치의성능평가

20 제 2 절식용및약용버섯의생육단계별호흡율측정 1. 느타리버섯 느타리버섯의시간에따른이산화탄소발생량과산소소모량에대한분포도는각각 6 및 7 과같았다. 느타리버섯생육단계별호흡량을측정한결과, 균사배양 초기는 850cc병 16 병(1 밧트) 에서 1분당호흡량이 ppm이며 1병당 11.55ppm/min. 이고 1시간에 692.8ppm/1병이므로배양실에 2,500병이있다면 173,203ppm/1 시간의이산화탄소가발생한다. 그러므로배양초기에배양실내적정이 산화탄소함량인 600±100ppm으로맞추기위해서는신선한공기가배양실로얼마만큼 유입되어야하는가를계산식으로나타낼수있는것이다. 균사배양중기는 850CC병 16 병(1 밧트) 에서 1분당호흡량이 185.8ppm이며 1병당 11.62ppm/min. 으로배양초기보다호흡량이약간많다가배양이진행됨에따라호흡 량이감소하였다. 버섯생육초기는 850CC병 16 병(1 밧트) 에서 1분당호흡량이 154.5ppm이며 1병당 9.66ppm/min. 이고 1시간에 579.4ppm/1 병이었다. 버섯생육중기단 계는 850CC병 16 병(1 밧트) 에서 1분당호흡량이 148.1ppm이며 1병당 9.26ppm/min. 이 고 1시간에 555.4ppm/1 병이었다. 버섯생육말기단계는 850CC병 16 병(1 밧트) 에서 1분 당호흡량이 157.1ppm이며 1병당 9.82ppm/min. 이고 1시간에 589.1ppm/1 병이었다. 버 섯수확후단계는 850CC병 16 병(1 밧트) 에서 1분당호흡량이 101.6ppm이며 1병당 6.35ppm/min. 이고 1시간에 381ppm/1 병이었다. 6 에요약한바와같이버섯균사배양에서생육, 수확단계까지전체경시적인 변화를보면배양초기와중기에가장높고점차감소하다가생육초기보다말기쪽이 조금씩호흡량이증가하다가수확후에급속하게감소하는경향이었다

21 5000 발이이이이이도 (ppm) 발발초초중초말초수수수 Time(min) 느타리버섯의시간에따른이산화탄소발생량 이이이도 (%) 발발 초초중초 말초 수수수 Time(min) 7. 느타리버섯의시간에따른산소소모량

22 Amount of Carbon Dioxide(ppm/min) Primedia Primary Middle Last Post Havest Growth Step 8. 느타리버섯의생육단계별이산화탄소소모량분포 Consumption of Oxygen(%/min) Primedia Primary Middle Last Post Havest Growth Step 9. 느타리버섯의생육단계별산소소모량

23 Respiration Quotient(RQ) Primodia Primary Middle Last Post Harvest Growth Stage 10. 느타리버섯의생육단계별호흡율분포도. 느타리버섯초기생육단계호흡율조사 느타리버섯중기생육단계호흡율조사 느타리버섯후기생육단계호흡율조사 느타리버섯수확후단계호흡율조사 11. 느타리버섯의생육단계별호흡율조사현황도

24 2. 새송이버섯 새송이버섯의시간에따른이산화탄소발생량과산소소모량에대한분포도는각각 12 및 13 와같았다. 새송이생육단계별호흡량을측정한결과, 균사배양 초기는 850cc병 16 병(1 밧트) 에서 1분당호흡량이 262.1ppm이며 1병당 16.4ppm/min. 이고 1시간에 984ppm/1병이므로배양실에 2,500병이있다면 2,460,000ppm/1시간의 이산화탄소가발생한다. 그러므로배양초기에배양실내적정이산화탄소함량인 600±100ppm 으로맞추기위해서는신선한공기가배양실로얼마만큼유입되어야하 는가를계산식으로나타낼수있는것이다. 균사배양중기는 850cc병 16 병(1 밧트) 에 서 1분당호흡량이 211.6ppm이며 1병당 13.2ppm/min. 으로배양초기에호흡량이많 다가배양이진행됨에따라호흡량이감소하였다. 버섯발이단계는 850cc병 16 병(1 밧트) 에서 1분당호흡량이 116.2ppm이며 1병당 7.26ppm/min. 이고 1시간에 ppm/1 병이었다. 버섯생육초기는 850cc병 16 병(1밧 트) 에서 1분당호흡량이 156.7ppm이며 1병당 9.79ppm/min. 이고 1시간에 ppm/1 병이었다. 버섯생육중기단계는 850cc병 16 병(1 밧트) 에서 1분당호흡량이 169.8ppm이며 1병당 10.61ppm/min. 이고 1시간에 ppm/1 병이었다. 버섯생육말기 단계는 850cc병 16 병(1 밧트) 에서 1분당호흡량이 199.2ppm이며 1병당 12.45ppm/min. 이고 1시간에 747ppm/1 병이었다. 버섯수확후단계는 850cc병 16 병(1 밧트) 에서 1분 당호흡량이 94.5ppm이며 1병당 5.91ppm/min. 이고 1시간에 14에요약한바와 같이새송이버섯의생육단계별호흡량은 ppm/1 병이었다. 버섯균사배양에서생육, 수확단계까지전체경시적인변화를보면배양초기에가 장높고점차감소하다가생육초기보다말기쪽이조금씩호흡량이증가하다가수확 후에급속하게증가하는경향이었다

25 발이이이이이도 (ppm) 배배초초배배중초발발발발생생초초생생중초생생말초수수수배배 Time (min) 12. 새송이버섯의시간에따른이산화탄소발생량 이이이도 (%) 배배초초배배중초발발발발생생초초생생중초생생말초수수수배배 Time(min) 13. 새송이버섯의시간에따른산소소모량

26 250 Amount of Carbon Dioxide(pp/min) First Second Primedia Primary Middle Last Post Havest Growth Step 14. 새송이버섯의생육단계별호흡량분포도 Consumption of Oxygen(%/min) First Second Primedia Primary Middle Last Post Havest Growth Step 15. 새송이버섯의생육단계별산소소모분포도

27 Respiration Quotient(RQ) Primodia Primary M iddle Last Post Harvest G ro w th S tag e 16. 새송이버섯의생육단계별호흡율분포도

28 새송이버섯초기배양단계호흡율조사새송이버섯중. 후기배양단계호흡율조사 새송이버섯초기생육단계호흡율조사새송이버섯중기생육단계호흡율조사 새송이버섯후기생육단계호흡율조사새송이버섯수확후단계호흡율조사 17. 새송이버섯의생육단계별호흡율조사현황도

29 3. 팽이버섯 팽이버섯의시간에따른이산화탄소발생량과산소소모량에대한분포도는각각그 림 18 및 19 와같았다. 팽이버섯의생육단계별호흡량을측정한결과, 균사배양 초기는 850cc병 16 병(1 밧트) 에서 1분당호흡량이 198.9ppm이며 1병당 12.43ppm/min. 이고 1시간에 ppm/1병이므로배양실에 2,500병이있다면 1,864,687ppm/1 시간의 이산화탄소가발생한다. 그러므로배양초기에배양실내적정이산화탄소함량인 600±100ppm 으로맞추기위해서는신선한공기가배양실로얼마만큼유입되어야하 는가를계산식으로나타낼수있는것이다. 균사배양중기는 850cc병 16 병(1 밧트) 에 서 1분당호흡량이 260.9ppm이며 1병당 16.31ppm/min. 으로배양초기호흡량보다배 양이진행됨에따라호흡량이증가하였다. 균사배양후기는 850cc병 16 병(1 밧트) 에서 1분당호흡량이 273ppm이며 1병당 17.1ppm/min. 으로배양초기, 중기호흡량보다배 양이진행됨에따라호흡량이증가하였다. 버섯발이초기단계는 850cc병 16 병(1 밧트) 에서 1분당호흡량이 115ppm이며 1병당 7.19ppm/min. 이고 1시간에 431.3ppm/1병이 다. 버섯발이초기단계는 850cc병 16 병(1 밧트) 에서 1분당호흡량이 115ppm이며 1병 당 7.19ppm/min. 이고 1시간에 431.3ppm/1 병이다. 버섯발이중기단계는 850cc병 16병 (1 밧트) 에서 1분당호흡량이 87.1ppm이며 1병당 5.4ppm/min. 이고 1시간에 326.6ppm/1 병이다. 버섯발이후기단계는 850cc병 16 병(1 밧트) 에서 1분당호흡량이 75ppm이며 1병당 4.69ppm/min. 이고 1시간에 281.3ppm/1 병이다. 발이초기에서후기 로갈수록호흡량이감소하는경향을나타내었다. 버섯생육초기는 850cc병 16 병(1밧 트) 에서 1분당호흡량이 115ppm이며 1병당 7.19ppm/min. 이고 1시간에 431.3ppm/1병 이었다. 버섯생육중기단계는 850cc병 16 병(1 밧트) 에서 1분당호흡량이 151ppm이며 1 병당 9.44ppm /min. 이고 1시간에 566.3ppm/1 병이었다. 버섯생육후기단계는 850cc병 16 병(1 밧트) 에서 1분당호흡량이 169ppm이며 1병당 10.56ppm/min. 이고 1시간에 633.8ppm/1 병이다. 생육초기보다후기로갈수록호흡량이증가하는경향을보였다. 버섯수확후단계는 850cc병 16 병(1 밧트) 에서 1분당호흡량이 64.6ppm이며 1병당 4.03ppm/min. 이고 1시간에 242.3ppm/1 병이었다. 버섯균사배양에서생육, 수확단계까 지전체경시적인변화를보면배양초기보다후기로갈수록높아지며, 발이단계는 초기에서후기로갈수록점차감소하다가생육초기에서후기로갈수록조금씩호흡 량이증가하다가수확후에급속하게감소하는경향이었다

30 6000 발이이이이이도 (ppm) 배배초초배배중초배배말초발발초초발발중초발발말초생생초초생생중초생생말초 Time(min) 18. 팽이버섯의시간에따른이산화탄소발생량 이이이도 (%) 배배초초배배중초배배말초발발초초발발중초발발말초발생초초발생중초발생말초수수수수수수배배 Time(min) 19. 팽이버섯의시간에따른산소소모량

31 300 Amount of Carbon Dioxide(ppm/min) Spawn 1 Spawn 2 Spawn 3 Primordia 1Primordia 2Primordia 3Fruit Body 1Fruit Body 2Fruit Body 3 Harvest Growth Step 20. 팽이버섯의생육단계별호흡량분포도 Consumption of Oxygen(%/min) Spawn 1 Spawn 2 Spawn 3 Primordia 1 Primordia 2 Primordia 3 Fruit Body 1 Fruit Body 2 Fruit Body 3 Harvest Growth Step 21. 팽이버섯의생육단계별산소소모분포도

32 RQ Spawn 1 Spawn 2 Spawn 3 Primordia 1 Primordia 2 Primordia 3 Fruit Body 1Fruit Body 2Fruit Body 3 Harvest Growth Step 22. 팽이버섯의생육단계별호흡율분포도. 팽이버섯배양단계호흡율조사 팽이버섯중기생육단계호흡율조사 팽이버섯후기생육단계호흡율조사 팽이버섯수확후단계호흡율조사 23. 팽이버섯의생육단계별호흡율조사현황도

33 4. 양송이버섯 양송이버섯의시간에따른이산화탄소발생량과산소소모량에대한분포도는 24 및 25 와같았다. 양송이생육단계별호흡량을측정한결과, 생육초기단계는 45 45cm에서 1분당호흡량이 98.1ppm이고 1평에 1,569.6ppm의이산화탄소가발생하 였다. 생육중기는 850cc병 45 42cm에서 1분당호흡량이 36.6ppm(45 45cm) 으로 1평 에 585.6ppm 의이산화탄소가발생한다. 양송이생육초기에비하여중기에현저히호 흡량이감소하였다. 생육후기는 850cc병 45 42cm에서 1분당호흡량이 100.4ppm (45 45cm) 으로 1평에 1,606.4ppm 의이산화탄소가발생한다. 양송이생육초기에비하 여중기에현저히호흡량이감소하였다가후기에증가하는경향이있었다. 생육과정 에서수확후단계는 850cc병 45 42cm에서 1분당호흡량이 64.6ppm(45 45cm) 으로 1평에 1,033.6ppm 의이산화탄소가발생하였다. 양송이생육초기에비하여중기에현 저히호흡량이감소하였다가후기에증가하는경향이있었다. 발이이이이이도 (ppm) 생생초초생생중초생생말초수수수 Time(min) 24. 양송이버섯의시간에따른이산화탄소발생량

34 20.80 생생초초생생중초 생생수초수수수 이이이도 (%) Time(min) 25. 양송이버섯의시간에따른산소소모량 Amoung of Carbon Dioxde(ppm/min) Fruit Body 1 Fruit Body 2 Fruit Body 3 Harvest Growth Step 26. 양송이버섯의생육단계별호흡량분포도

35 0.010 Consumption of Oxygen(%/min) Fruit Body 1 Fruit Body 2 Fruit Body 3 Harvest Growth Step 27. 양송이버섯의생육단계별산소소모분포도 RQ Fruit Body 1 Fruit Body 2 Fruit Body 3 Harvest Growth Step 28. 양송이버섯의생육단계별호흡율분포도

36 양송이버섯초기생육단계호흡율조사양송이버섯중기생육단계호흡율조사 29. 양송이버섯의생육단계별호흡율조사현황도 5. 영지버섯 영지버섯의생육단계에따른이산화탄소발생량과산소소모량에대한분포도는그 림 30 및 31 에나타내었다. 영지버섯의발이단계에서는버섯 1목에서 1분당호 흡량이 ppm 이었으며, 1시간에 ppm/1 목이었다. 버섯생육중기단계는 버섯 1목에서 1분당호흡량이 31.2 ppm 이며, 1시간에 1,872 ppm/1 목이었다. 영지버 섯의산소소모량은발이단계에서는산소소모량이급격하게증가하고있으나, 중기에서는 0.012%/min 으로서서히증가하는경향을보였다. 영지버섯의자실체를수확하여포장할때발이단계만큼산소를소모한다. 수확을 생육 그러나 한후에는요구하는만큼산소를공급하면오히려자실체의신선도가떨어지 므로산소소모를억제함으로서저장기간을연장하고신선도를향상시키는데도움이 된다. 버섯의장기보존은영양원억제, 산소공급의제한과동결등을이용한다. 호기 성미생물의대사를지연시킬수있는가장효과적인방법은이용가능한산소의공 급을막는것이다. 곰팡이균주를간단하고효과적으로보존하는방법으로서미네랄 오일을이용하여보존용기내의균사에산소를차단시켜보존연장을통상적으로한 다. 28에요약한바와같이영지버섯의생육단계별호흡율은발이단계에서 로가장높았으며, 생육중기단계에서 의호흡율을나타내었다

37 Concentration of Carbon Dioxide(ppm) 발발중초 Time(min) 30. 영지버섯의발이단계및생육중기단계의이산화탄소발생분포도 Concentration of Oxygen(%) 발발중초 Time(min) 31. 영지버섯의발이단계및생육중기단계의산소소모분포도

38 RQ 발발 Growth Step 중초 32. 영지버섯의발이단계및생육중기단계의호흡율분포도. 영지버섯재배사내부 영지버섯의실험실적호흡율측정장치 33. 영지버섯재배사내부

39 6. 동충하초 동충하초의생육단계별호흡량을측정한결과, 이자리아는배양단계에서 850cc병 16 병(1 밧트) 에서 1분당이산화탄소배출량이 ppm 이었으며, 1병당 7.83ppm/min 이고, 1시간에 469.9ppm/ 병이므로배양실에 2,500병이있다고가정하면 1,174,687ppm/hr 의막대한양의이산화탄소를배출한다. 그러므로배양단계에서실내 적정이산화탄소농도인 600±100 ppm 을맞추기위하여환기의정도를알수있다. 또한생육말기단계는버섯생육말기단계는 850CC병 16 병(1 밧트) 에서 1분당호흡량 이 ppm이며 1병당 6.98ppm/min. 이고 1시간에 ppm/1병으로배양단계와 생육말기단계의이산화탄소발생량에서비슷한경향을보였다( 34). 그러나밀 리타리스는배양단계에서 850cc병 16 병(1 밧트) 에서 1분당이산화탄소배출량이 ppm 이었으며, 1병당 4.60ppm/min 이고, 1시간에 ppm/ 병이므로배양실에 2,500병이있다고가정하면 689,531ppm/hr 의이산화탄소를발생한다. 또한생육말기 단계는버섯생육말기단계는 850cc병 16 병(1 밧트) 에서 1분당호흡량이 ppm이며 1병당 9.76ppm/min. 이고 1시간에 ppm/1병으로배양단계보다생육말기단계에 서더많은이산화탄소를배출하였다( 35). 동충하초의생육단계별산소소모량은 36 및 37 과같았다. 배양단계에서 이자리아와밀리타리스각각 %/min, %/min의산소소모량을나타내다 가생육말기로생육단계가변화되면서산소소모량이급격하게상승하여이자리아와 밀리타리스각각 %/min, 0.019%/min 로최고정점을이루었다. 그러므로동충 하초생육일생중생육중기와말기에신선한산소공급의요구도가가장높음을알 수있다. 따라서, 동충하초의생육단계별호흡율은 38에서와같이이자리아는배양단계 에서최고의호흡율을나타내었고, 밀리타리스는생육말기에서최고호흡율을나타 내는경향을나타내었다

40 4000 Concentration of Carbon Dioxide(ppm) 배배말초 Time(min) 34. 동충하초이자리아의생육단계별이산화탄소발생분포도. Concentration of Carbon Dioxide(ppm) 배배말초 Time(min) 35. 동충하초밀리타리스의생육단계별이산화탄소발생분포도

41 배배말초 Concentration of Oxygen(%) Time(min) 36. 동충하초이자리아의생육단계별산소소모분포도 배배말초 Concentration of Oxygen(%) Time(min) 37. 동충하초밀리타리스의생육단계별산소소모분포도

42 발이이이밀이밀이밀 RQ 배배말초 Growth Step 동충하초미자리아및밀리타리스의생육단계별호흡율 이자리아( 눈꽃동충하초) 밀리타리스( 번데기동충하초) 39. 현장조건의동충하초이자리아와밀리타리스

43 7. 꽃송이버섯 꽃송이생육단계별호흡량을측정한결과, 균사배양단계는 850cc병 16 병(1 밧트) 에서 1분당호흡량이 51.9ppm이며 1병당 3.24ppm/min. 이고 1시간에 ppm/1병이므로 배양실에 2,500병이있다면 486,607.1ppm/1 시간의이산화탄소가발생한다. 그러므로 배양단계에배양실내적정이산화탄소함량인 600±100ppm으로맞추기위해서는신선 한공기가배양실로얼마만큼유입되어야하는가를정량적으로알수있는것이다. 발이단계는 850CC병 16 병(1 밧트) 에서 1분당호흡량이 66.5ppm이며 1병당 4.16ppm/min. 으로배양단계보다이산화탄소발생량이약간많다가생장이진행됨에 따라호흡량이감소하였다. 버섯생육초기는 850CC병 16 병(1 밧트) 에서 1분당호흡량 이 85.4ppm이며 1병당 5.34ppm/ min. 이고 1시간에 ppm/1 병이었다. 버섯생육중 기단계는 850CC병 16 병(1 밧트) 에서 1분당호흡량이 128.7ppm이며 1병당 8.04ppm/min. 이고 1시간에 482.6ppm/1 병이었다. 버섯생육말기단계는 850CC병 16 병(1 밧트) 에서 1분당호흡량이 ppm이며 1병당 6.36ppm/min. 이고 1시간에 ppm/1 병이었다. 40과같이버섯균사배양에서생육단계까지전체경시적 인변화를보면배양단계부터생육중기단계까지점차증가하다가생육말기단계에 급속하게감소하는경향이었다. 꽃송이버섯의생육단계별산소소모량은 41과 같았다. 배양단계에서 0.04%/min. 의산소소모량을나타내다가생육초기단계에서는 산소소모량이급격하게저하된다. 꽃송이생육초기에서생육중기와말기로생육단 계가변화되면서산소소모량이급격하게하강하여 0.02%/min로최고정점을이룬 다. 그러므로꽃송이생육일생중생육중기와말기에신선한산소공급의요구도가 가장높음을알수있다. 꽃송이버섯의생육단계별호흡율은 42 와같았다. 생 육중기단계에서 로서꽃송이생육일생중가장높다. 그러다가생육말기에생 육일생중가장낮아진다. 그이후배양, 발이, 초기까지 0.545, 1.230, 0.854로서거 의일정한호흡계수를나타내었다. 탄수화물 R.Q값은 1 이고, 지방은 0.7로알려져있 다. 버섯은포자발아시부터자실체형성까지여러단계의호흡계수가결정되어있다. Hou(1972) 등이양송이의호흡계수를측정한것을보면외부호흡계수로자실체 조직은 0.7, 균사는 0.93, 원기는 0.9 라고하였다. 1차년도에호흡율을측정한양송이 발이단계 0.9에비하면꽃송이발이단계는 로서약 2 배가높다. 이는꽃송이의 발이단계에이산화탄소가양송이발이단계에비하여 결론이었다. 2배에가깝도록더필요하다는

44 Concentration of Carbon Dioxide(ppm) 배배발발초초중초말초 Time(min) 40. 꽃송이버섯의생육단계별이산화탄소발생분포도 Concentration of Oxygen(%) 배배발발초초중초말초 Time(min) 41. 꽃송이버섯의생육단계별산소발생분포도

45 RQ 배배발발초초중초말초 Growth Step 42. 꽃송이버섯의생육단계별호흡율의변화도. 생육단계에있는재배사내꽃송이버섯 꽃송이버섯의현장호흡율측정장치배치도 43. 꽃송이버섯의현장조건의측정도

46 8. 상황버섯 상황버섯의생육단계에따른이산화탄소발생량과산소소모량에대한분포도는 44 및 45 에나타내었다. 상황버섯의발이단계에서는버섯 1목에서 1분당호흡 량이 ppm 이었으며, 1시간에 ppm/1 목이었다. 버섯생육초기단계는 버섯 1목에서 1분당호흡량이 12.2 ppm 이며, 1시간에 732 ppm/1 목이었다. 버섯생 육중기단계는버섯 1목에서 1분당호흡량이 9.56 ppm 이며, 1시간에 ppm/1목 이었다. 버섯생육말기단계는버섯 1목에서 1분당호흡량이 ppm 이며, 1시간에 1,173.6 ppm/1 목이었다. 상황버섯의산소소모량은생육단계별로 0.036%/min, 0.012%/min, 0.004%/min, 0.008%/min 으로발이단계에서산소를최대로소비하며, 생 육초기부터말기까지는서서히산소소모속도가증가하는경향을보였다. 상황버섯 의자실체를수확하여포장할때발이단계만큼산소를소모한다. 그러나수확한후 에는요구하는만큼산소를공급하면오히려자실체의신선도가떨어지므로산소소 모를억제함으로서저장기간을연장하고신선도를향상시키는데도움이된다. 버섯 의장기보존은영양원억제, 산소공급의제한과동결등을이용한다. 호기성미생물 의대사를지연시킬수있는가장효과적인방법은이용가능한산소의공급을막는 것이다. 미네랄오일은보존용기내의균사에산소를차단시켜보존연장을한다고 알려져있다. 46에요약한바와같이상황버섯의생육단계별호흡율은발이단 계에서 %/min 로가장높았으며, 생육초기부터말기까지각각 % /min, %/min, %/min 을나타내는경향을보였다

47 4000 Concentration of Carbon Dioxide(ppm) 배배초초중초말초 Time(min) 44. 상황버섯의생육단계별이산화탄소분포도 21.0 Concentration of Oxygen(%) 배배초초중초말초 Time(min) 45. 상황버섯의생육단계별산소소모분포도

48 RQ 발발초초중초말초 Growth Step 46. 상황버섯의생육단계별호흡율. 상황버섯재배사내부 상황버섯의호흡율측정장치도 47. 상황버섯의생육단계별호흡율측정장치도

49 제 3 절식용및약용버섯의현장적용평가 1. 느타리버섯(Pleurotus Ostreatus) 의현장적용평가 생육실내 CO2농도를 500, 1,000, 1,500, 2,000ppm으로조절한춘추느타리 2호의 CO2 농도별생육특성에관하여결과를보았다. CO2농도별로초발이소요일수는 4일로 차이가없었고, 병당유효경수는 500ppm에서 23.4개많았고 2,000ppm에서 16.4개로 적었다. 또한 1,500ppm 이상의농도에서는대가구부러지거나휘어지고갓이뒤집어 지는현상이발생하여품질이떨어지는현상을나타내었으며수량에있어서병당수 량은 137.4~149.1g으로 CO2 농도별로큰차이가없으나, 상, 중, 하 3등급으로자실 체의상품성수량을구분하여조사해보면 500~1,000ppm 범위에서상품( 上品 ) 이 95. 3~99.2g으로 1,500ppm과 2,000ppm 범위보다우수한품질의버섯을생산할수있다. 춘추느타리2호의생육기 CO2농도가 1,000ppm 이하의범위가적당하였지만, 생육기 전기간에걸쳐 1,000ppm 이하로관리하면좋은품질의버섯을만들어낼수없었 다. 원기형성이후약 2일까지는 1,500~2,000ppm 정도의범위를유지시키면대의길 이생장이이루어지며, 버섯수확약 2 일전( 원기형성 3~4 일후) 부터환기량을극대화 시켜탄산가스농도를 1,000ppm 이하로관리하는것이중요하였다. 만약수확기에접 어들어환기량이적어탄산가스농도가높아지면대가비틀리거나휘는증상과대가 가늘고약하며갓의생장이억제되는등의탄산가스장해현상이발생하였다. 또한, 생육실내부의공조방식은흡기와배기가강제로동시에이루어지는강제흡 배기식공조시스템이생육실내부에서발생되는탄산가스를신속하게배출할수있었 다. 1990년대초반에팽이버섯재배를목적으로건축된병재배사의경우강제흡기 자연배기공조방식이많다. 이러한공조시스템의경우재배사내부의탄산가스배출 이신속히이루어지지않으며, 느타리버섯의호흡량이최대로많아지는생육후기에 는외부로배출되는양보다생성되는양이많아지므로강제흡기 자연배기공조방식 은느타리버섯병재배에적합하지않다. 한편버섯생육온도는자실체생육속도에도영향을주지만갓의색깔과도밀접한관 계가있다. 생육온도를생육적온보다다소낮게관리하면갓의색깔이짙은회색~ 회청색으로변하고생육적온보다높으면회백색으로갓의색깔이옅어진다. 따라서 발이유도기부터수확약 1~ 2일전까지 15 의생육온도를유지하다가수확 1~2일전 13.5 정도로생육온도를낮추어관리하면짙은회색의버섯을만들어낼수있다

50 경기도농업기술원에서발간한느타리버섯재배기술자료에의하면, 생육습도는 8 0~85% 정도로발이유도기보다는낮게관리하는것이좋다. 생육습도가너무높으 면세균성갈변병의발생위험이높아진다. 호흡율에의한환기및산소공급시스템의현장평가는춘추2호느타리버섯을대상으 로경기도평택시진위면에위치하여시설병재배를하고있는대주농산의재배사 두개동을협조받아실시하였다. 앞서언급한바와같이재배사내의춘추느타리 2 호의생육기 CO2농도가 1,000ppm 이하의범위가적당하지만, 재배사현장에서의 CO2농도는 1,200~1,300ppm 으로문헌치보다높았다. 다단고정식받침대의시설병 재배이며단의높이별온도로인하여생육상태의차이가있었으며, 재배사내의생육 조건의불균일로재배사의생육차이가심하여작업인원이육안검수를통하여같은 생육시기의버섯병들을모으고생육이빠른버섯들은높은층으로생육이늦은버 섯들은낮은층으로분류하여생육상태를관리하는방식을이용하고있었다. 따라서, 버섯수확약 2 일전( 원기형성 3~4 일후) 부터환기량을극대화시켜이산화탄소농도를 1,000ppm 이하로관리하는것이중요하다. 이때에산소발생기를이용하여재배사내 로산소를공급함으로써 RQ(Respiration Quoient, 호흡율) 값을최적의상태로유지 하여수확기에환기량이적어탄산가스농도가높아지면대가비틀리거나휘는증상 과대가가늘고약하며갓의생장이억제되는등의현상을방지함으로써생산비용 절감및버섯수확량향상이가능하였다. 춘추2호느타리버섯의생육단계중호흡량 이가장많은최적의생육단계를사전자료조사와현장관리인및전문가의조언을 토대로원기형성후 3~4 일후를최적의생육시기로결정하였다. 시설재배사내의 춘추 2 호느타리버섯은다단식고정받침대를이용하여재배하고있었다. 생육환경 의불균일로인해재배사내의춘추 2호느타리버섯의생육상태가불균일하므로작업 인력이일일이손으로육안검사를통한솎기를실시하였다. 따라서, 비슷한시기에 종균접종및배양을거치고생육정도가비슷한재배사 2동을선택하여실험군과대 조군으로현장평가를실시하였다. 현장평가를위하여재배사내의산소농도는주관 기관의산소측정기인 Handy O2 (BT-1024) 를이용하여측정하였다. 이산화탄소는 TSI사의이산화탄소측정기 Indoor Air Quality Meter(Model 8732) 를이용하여측정 하였다. 습도와온도는시설재배제어장치의표시를확인하고기록하였다. 대조군재 배사의경우시설재배의설정조건에환기및습도와온도를제어하였다. 실험군재 배사의경우습도와온도환기는동일하게재배사에설치된온도조절기및환기장 치를사용하였고, 최적의호흡율유지를위한산소공급장치로서 48과같은대

51 용량산소발생기를이용하여 30% 산소를공급하였다. 48. 버섯재배사용대용량산소발생기 49. 현장평가시스템구성도

52 49는현장평가의시스템구성도로서생육기간동안에산소및이산화탄소의농 도를측정하고, 이를이용하여호흡율을계산하여최적의호흡율을유지하도록산소 발생기를 ON/OFF 제어가가능하도록장치를설계하였다. 또한, 50과같이산소 및이산화탄소측정장치와컴퓨터를 RS232 케이블로연결하여 RS232 Data Logger 를이용하여데이터저장기능을갖도록하였다. 또한, 수분이과다한버섯재배사를 고려하여수분으로부터장치의오작동을방지하기위하여산소및이산화탄소측정 장치와 Sampling 펌프에서연결된공기튜브사이에수분제거장치를설치하여수분 이제거된 Sampling 공기가장치로유입되도록하였다. 장시간진행되는현장평가이 었으므로장치의정상작동유무와일정간격으로저장되는실험데이터를확인하였 다. 생육이완료될때까지호흡율측정및이에따른산소의공급을유지하였다. 50. 데이터저장을위한컴퓨터연결

53 춘추 2호느타리버섯의생육단계에따른호흡율의변화를 51 에나타내었다. 호흡율이감소하는경향이나타날때산소를공급함으로써호흡율이저하되는것을 방지하였으며생육이종료될때까지호흡율의변화에의한산소의공급의계속진행 하였다. 호흡율을유지하기위하여산소를공급한실험군과대조군의생장상태를 비교하기위하여표 2 에전체병배지의무게변화를나타내었다. 총 40시간동안진 행된현장평가를통하여실험군의병배지가대조군의병배지에비하여무게감소율 이크게나타났으며, 이것은버섯자실체의무게증가를나타내는결과이었다. 따라 서수확이가능한버섯의무게를측정하였을때, 기존환경에서생육시킨대조군에 비하여산소를공급하여호흡율을최적으로일정하게유지시킨실험군의무게는약 123% 가향상하는결과를나타내었다. 또한 52에나타낸것과같이육안으로 확인하여도갓의크기및색깔, 대의길이등을고려하여도대조군과비교하여우수 한상품성을확보할수있었다 Respiration Quotient (RQ) Time (hr) 51. 느타리버섯의호흡율변화

54 표 2. 실험군과대조군의버섯무게측정 시 무게 (g/basket) 간 (Hr) 실험군 대조군 0 9,335 9, ,150 9, ,040 9, ,820 9,180 (a) 실험군 (b) 대조군 52. 느타리버섯의실험군과대조군의비교

55 2. 새송이버섯(Pleurotus Eryngii) 의현장적용평가 경기도버섯연구소의자료에의하면, 새송이버섯의발이유기1) 최적조건은온도 14-15, 상대습도 90% 이상, CO2농도 1,000ppm 이하, 조도 Lux로서배양 시기의환경조건과는달리저온, 과습, 광조사등환경의변화를줌으로서자극을유 도해생식생장으로전환시키고자하는것이다. 새송이버섯의특성상자실체가워낙 크고발생된개체의균질성이매우떨어지므로병재배에있어서는개체의크기를작 게하고개체수를늘여균질성을높이는것이가장중요하다. 그러므로정교한발이 유기기술로어린자실체의발생을유도하는과정이재배의성패를좌우하는갈림길이 된다. 발이유기시배지표면의온도, 습도, CO2농도등이상호복합적으로지대한 영향을미치므로배지표면의미기상을적절하게보호해줄필요가있다. 생력화의 측면에서어려움이많지만스펀지를제거한병마개를닫아주거나, 신문지, 유공폴리 에칠렌시트, 우레탄시트, 거즈등으로병입구를덮어주거나, 병을거꾸로세워두 는등배지표면의미기상을보호해주기위해서는이러한배려를반드시요구한다. 그리고이들덮게는항상마르지않도록적당한습기를유지해주어야하며, 수시로 원기형성상태와어린자실체의발생상태를점검하여어린자실체가덮개에닿아기형 자실체를형성하는일이없도록적당한시기에덮개를제거해주는것이중요하다. 발이유기후 7~8 일이지나면배지표면에낱알모양의원기가덩어리로형성되고, 계 속해서원기덩어리가솟아오름과동시에원기선단부가갓으로분화되기위해흑갈 색으로착색되어작은구슬모양을하면서 9~10 일째에어린자실체가형성된다. 이 때부터자실체의생육단계로들어가면된다. 발생된어린자실체를최대한끌어올려고품질다수확에성공을하기위해서는자 실체생육에가장좋은환경을만들어주는것이중요한데최적환경조건은온도 1 3~ 14, 상대습도 85% 전후, CO2농도 800ppm 이하, 조도 Lux 로서, 발이유 기시보다온도를 1~ 2 정도떨어뜨리고상대습도를 5~8% 정도낮은상태로유지 해주면된다. 이러한환경조건에서 9~11 일정도의기간이지나면수확이가능하다. 생육후기에는온도와환기량으로생육실전체를조절하여품질이가장좋은자실체 의형태로분화시키는것이바람직하다. 예를들어버섯의대가너무길게자랄경 1) 발이유기란균긁기에의해제거된새로운배지표면에균사를재생시켜어린자실체의원기를형성시키기위한단계를말한다

56 우온도를내려주고환기량을늘여갓의전개를유도한다. 새송이버섯은다른버 섯에비해자실체생육기의공정이상대적으로용이한편이었다. 새송이버섯을대상으로호흡율에의한환기및산소공급시스템의현장평가는경기 도안성시미양면에위치한머쉬하트사의시설병재배를하고있는버섯농장의생육 실두개동내에서실험을실시하였다. 발생된어린자실체를최대한끌어올려고품 질다수확에성공을하기위해서는자실체생육에가장좋은환경을만들어주는것 이중요한데경기도농업기술원버섯연구소에서제시한최적환경조건은온도 13~ 14, 상대습도 85%, CO2농도 800ppm 이하, 조도 100~200Lux 로서, 발이유기시보다 온도를 1~ 2 정도떨어뜨리고상대습도를 5~8% 정도낮은상태로유지하는것이 지만, 실제현장에서는온도 15.2, 상대습도 95%, O2 농도 20.5%, CO2농도 985ppm 이었다. 새송이버섯의현장평가를위하여호흡량이가장많은최적생육단계를사전자료 조사와현장관리인및전문가의조언을토대로최적생육시기를결정하였다. 시설 재배사내의새송이버섯은다단이동받침대를이용하여재배하고있었으며, 재배사 내의재배환경조건이불균일하여새송이버섯의생육상태도불균일하므로작업인력 이일일이손으로육안검사를통한솎기를실시하므로비슷한시기에종균접종및 배양을거친생육단계에있는실험군과대조군의재배사를선택하였다. 현장재배사 내의산소농도는주관기관의휴대용산소측정기 Handy O2 (BT-1024) 를측정하고 이산화탄소는 TSI사의이산화탄소측정기 Indoor Air Quality Meter(Model 8732) 를 이용하여측정하였다. 습도와온도는시설재배이므로제어장치의표시를확인하고 기록하였다. 대조군재배사의경우시설재배의제어조건에환기및습도와온도가 제어되었다. 실험군재배사의경우는습도와온도환기는동일하였다. 최적의호흡율 유지를위한산소공급장치는 산소를공급하였다. 48과같은대용량산소발생기를이용하여 30% 또한, 49와같은현장평가의시스템을구성하여생육기간동안에산소및이산 화탄소의농도를측정하였고, 이를이용하여호흡율을계산하여최적의호흡율을유 지하도록산소발생기를 ON/OFF 제어하였다. 또한, 현장평가기간동안산소및이 산화탄소의측정데이터가저장되어호흡율데이터의 DB 구축이가능하도록하였다. 장시간진행되는현장평가이므로장치의정상작동유무와일정간격으로저장되는 실험데이터를확인하였다. 생육이완료될때까지정상호흡율측정및이에따른산

57 소의적절한공급을확인하였다. 새송이버섯의생육단계에따른호흡율변화를 53 에나타내었다. 호흡율이감 소하는경향이나타날때산소를공급함으로써호흡율이저하되는것을방지하였으 며생육이종료될때까지호흡율의변화에의한산소의공급의계속진행하였다. 호 흡율을유지하기위하여산소를공급한실험군과대조군의생장상태를비교하기위 하여표 3 에전체병배지의무게변화를나타내었다. 총 6시간동안진행된현장평가 를통하여실험군의병배지가대조군의병배지에비하여무게감소율이크게나타났 으며, 이것은버섯자실체의무게증가를나타내는결과이다. 따라서수확이가능한 버섯의무게를측정하였을때, 기존환경에서생육시킨대조군에비하여산소를공 급하여호흡율을최적으로일정하게유지시킨실험군의무게는약 600% 가향상하는 결과를나타내었다. 또한 54에나타낸것과같이육안으로확인하여도갓의크 기및색깔, 대의길이등을고려하여도대조군과비교할때상대적으로우수한상 품성을확보할수있었다 RQ Time(min) 53. 새송이버섯의호흡율변화

58 표 3. 새송이버섯의실험군과대조군무게측정. 시간 (Hr) 실험군 무게 (g/basket) 대조군 0 11,015 10, ,980 10,905 (a) 실험군 (b) 대조군 54. 실험군과대조군의비교

59 3. 팽이버섯(Flammulia Velutipes) 의현장적용평가 팽이버섯은생육단계별요구온도의차이가있다. 경기도버섯연구소의자료에의하 면, 영양생장단계인균사체생장기온도범위는 5~ 32 이고적온은 25 내외이다. 그러나실제배양실의온도는 16~ 20 범위에서관리가되며이는병내부에서발생 되는호흡열로인하여배지내부온도가상승하기때문에실제배양적온보다낮게 관리하는것이다. 생육단계로전환되는시기로볼수있는자실체발생온도는 15 내외이다. 또한자실체발생이후억제시온도는 4 내외이며, 생육온도는 7 내외 가적당하다. 균사생장시배양실의습도는 65~70% 가적당하고습도가너무높을 경우세균또는곰팡이등의잡균발생가능성이높고너무낮으면배지표면이건조 되어균생장이억제될수있다( 버섯연구소주요버섯의병재배기술생육환경- 습도). 발이유기시의습도는 85~90% 로유지하고자실체발생이후에는습도를낮추어관리 해야한다. 발이및생육시습도가너무높으면세균성병( 흑부병, 갈변병) 이발생할 가능성이높다. 균사생장시기와버섯발생이되기전까지는 CO2농도의영향을적게 받지만, 자실체가형성된이후부터는 CO2가스에민감하게반응하므로환기관리에 신중을기해야한다. 발이및억제시의적정 CO2농도는 1,000~1,500ppm, 생육실은 2,500~3,000ppm 이적합하다. 광은균사배양단계에서는필요하지않으며, 생육시는 100~500lux 의산광이필요하며직사광선을쬐면죽는다. 억제시에는백색형광등으 로 1일 2시간을 24 시간으로나누어순간순간광을비추어주면효과적이다. 억제2) 조건은온도 4±1, 습도 80~85%, CO2농도 1,000ppm 이되도록유지하면서, 단과 단사이에광(100~200lux) 과바람(40~50cm/sec.) 을일으키는억제기를설치하여광 에의해갓의생장억제와대의생육촉진을유도하고, 바람에의해서배지표면에수 분을증산시켜버섯이발생되지않은부분에버섯이발생되도록유도시키고먼저발 생된버섯생육을억제시키는효과를발휘하게된다. 봉지씌우기는억제단계가끝나 고버섯이약 2cm 정도자랐을때실시한다. 봉지씌우기의목적은봉지내부에 CO2 가스를가두어둠으로써 CO2 농도를높여대의생육을촉진시키고, 갓의생육을억 제시키는효과를얻기위해서이다. 권지재료는흡습성이있어야하며생육온도는 7±1, 습도는 75~80%, CO2농도는 1,500~2,000ppm 범위로유지하여야한다. 버섯 수확은자실체의갓부분이봉지윗부분과일치하는시기가적당하다. 수확전환기 2) 투입된병전체가균일하게생육하도록하기위해버섯이약가량자랐을때온도바람광등으 1cm,, 로자실체생육을지연시키는과정이다

60 와풍속을조절하여물버섯이되지않게하며, 갓크기가작도록하여야상품가치 를높일수있다( 버섯연구소주요버섯의병재배기술생육환경- 봉지씌우기). 팽이버섯의현장평가를위한대상으로, 경기평택시진위면에위치하여팽이버섯 시설병재배를하고있는대주농산의재배사두개동내에서실험을실시하였다. 팽 이버섯의호흡량이가장많은최적생육단계를사전자료조사와현장관리인및전 문가의조언을토대로최적생육시기를결정하였다. 시설재배사내의팽이버섯은 다단식고정받침대를이용하여재배하고있었으며, 재배사내의팽이버섯의생육상 태가불균일하므로작업인력이일일이손으로육안검사를통한솎기를실시하므로 비슷한시기에종균접종및배양을거친생육단계에있는실험군과대조군의재배 사를선택하였다. 현장재배사내의산소농도는주관기관의휴대용산소측정기 Handy O2 (BT-1024) 를사용하고이산화탄소는 TSI사의이산화탄소측정기 Indoor Air Quality Meter(Model 8732) 를이용하여측정하였다. 습도와온도는시설재배이 므로제어장치의표시를확인하고기록하였다. 대조군재배사의경우시설재배의 설정조건에환기및습도와온도가제어되며. 실험군재배사의경우는습도와온도 는동일하나산소발생기를통하여 30% 의산소를공급하였다. 실험군재배사의경우 는습도와온도환기는동일하였으며, 최적의호흡율유지를위한산소공급장치는 48과같은대용량산소발생기를이용하여 30% 산소를공급하였다. 또한, 49와같은현장평가의시스템을구성하여생육기간동안에산소및이산 화탄소의농도를측정하고, 이를이용하여호흡율을계산하여최적의호흡율을유지 하도록산소발생기를 ON/OFF 제어하였다. 또한, 현장평가기간동안산소및이산 화탄소의측정데이터가저장되어호흡율데이터의 DB 구축이가능하도록하였다. 장시간진행되는현장평가이므로장치의정상작동유무와일정간격으로저장되는 실험데이터를확인하였다. 생육이완료될때까지정상호흡율측정및이에따른산 소의공급을유지하였다. 팽이버섯의생육단계에따른호흡율변화를 55 에나타내었다. 산소를공급함 으로써호흡율이저하되는것을방지하였으며생육이종료될때까지호흡율의변화 에의한산소공급을계속진행하였다. 팽이버섯의실험군과대조군의무게감소량 의자실체의중량증가를고려할때, 무게감소량은실험군이높았지만( 표 4), 봉지 씌우기의목적은봉지내부에 CO2 가스를가두어둠으로써 CO2 농도를높여대의 생육을촉진시키고, 갓의생육을억제시키는효과를얻기위해서인데, 본연구에서는 고농도의산소를공급했음에도불구하고, 55과같이 CO2 가스에의하여생육

61 이촉진되는팽이버섯에대하여는생육과정에서갓의크기, 버섯의성장속도등의 상품성이떨어지는현상을보였다. 그러므로팽이버섯의경우호흡율에의한제어 시산소의공급을지양하고이산화탄소를공급함으로써최적의호흡율로제어가가 능할것으로예측된다 Respiration Quotient (RQ) Time (hr) 55. 팽이버섯의호흡율변화. 표 4. 실험군과대조군의팽이버섯무게측정비교 시간 (Hr) 실험군 무게 (g/basket) 대조군 0 9,750 9, ,530 9,

62 (a) 실험군 (b) 대조군 56. 팽이버섯의실험군과대조군의비교

63 4. 양송이버섯(Agaricus Bisporus) 의현장적용평가 양송이재배주기별 CO2 발생량은 1 주기에발생량이가장많다. 한국버섯연구회 자료에의하면, CO2 배기와산소공급을원활히함으로써고품질화증수가예상된다. 1, 2, 3 주기는버섯수량이많은만큼 CO2 발생량이많으며, 1, 2, 3주기의 CO2 발 생량은 4주기이후보다 2~3배가 CO2 가많이발생한다. 산소흡수량이클수록수확 량이많다( 월간 버섯영농과삶 월호 59 쪽). 양송이발생기의배지내 CO2 농 도는 1~3% 가좋으며그래야복토상면의적정농도의 CO2 유지가된다. 신선한대기 층의 CO2 농도는 0.035% 이며, 양송이발생이잘되는 CO2 농도는 0.08% 이하이나 버섯발이수가많아지고버섯이잘아지고조기개열하여저품질이되므로품종과재 배기술에따라다르나현장에서는약간높인다. CO2 0.2%(2,000ppm) 이상에서원기 유도가저해되기시작하고 CO2 0.3%(3,000ppm) 이상이면원기및버섯은죽고다시 영양생장단계로되돌아가또다시균사생장이시작된다. 따라서버섯발생은 CO ~0.12%(1,000~1,200ppm) 에서시키고버섯이크면서적온범위내에서실내온도를 낮추고 CO2는그대로 0.1% 선유지하되산들바람급공기순환을시킨다. 버섯이클수 록 CO2가많이발생하므로버섯이커져감에따라단계별로균사 핀형성기 17, 버튼기 15, 버섯생육 수확기 13~ 14 로온도를버섯크기에역비례해낮추어 CO2 발생억제관리한다. 양송이버섯의현장평가를위하여대상으로경북경주시건천읍모량리에위치하여 시설균상재배를하고있는양송이버섯농장의재배사두개동내에서실험을실시 하였다. 양송이버섯의호흡량이가장많은최적생육단계를사전자료조사와현장 관리인및전문가의조언을토대로최적생육시기를결정하였다. 시설재배사내의 양송이버섯은 2 단터널식고정받침대를이용하여재배하고있었으며, 재배사내의 재배환경조건이불균일하여 양송버섯의생육상태도불균일하므로작업인력이일일 이손으로육안검사를통한수확을실시하고있었다. 비슷한시기에종균접종및 배양을거친생육단계에있는실험군과대조군의재배사를선택하였다. 현장재배사 내의산소농도는주관기관의 사의이산화탄소측정기 Handy O2 (BT-1024) 로써측정하고이산화탄소는 TSI Indoor Air Quality Meter(Model 8732) 를이용하여측정하였 다. 습도와온도는시설재배이므로제어장치의표시를확인하고기록하였다. 대조군 재배사의경우시설재배의설정조건에환기및습도와온도가제어되며, 실험군재 배사의경우는습도와온도환기는동일하였다. 최적의호흡율유지를위한산소공

64 급장치는 48과같은대용량산소발생기를이용하여 30% 산소를공급하였다. 또한, 49와같은현장평가의시스템을구성하여생육기간동안에산소및이산 화탄소의농도를측정하였다. 이를이용하여호흡율을계산하여최적의호흡율을유 지하도록산소발생기를 ON/OFF 제어하였다. 또한, 현장평가기간동안산소및이 산화탄소의측정데이터가저장되어호흡율데이터의 DB 구축이가능하도록하였다. 장시간진행되는현장평가이므로장치의정상작동유무와일정간격으로저장되는 실험데이터를확인하고생육이완료될때까지정상호흡율측정및이에따른산소 의공급을유지하였다. 57 에양송이버섯의호흡율을나타내었다. 호흡율에따 라서산소발생기의가동여부를제어하여산소를공급하였다. 양송이버섯의양송이 버섯의경우 1.2m 1.2m 크기의기본판상을기본으로판상재배방법으로버섯을 생산하고있었기에실험군과대조군의현장평가전후의무게를비교하는데장애가 되었다. 따라서양송이버섯의경우에한하여기본판상의버섯자실체개체수로호 흡율에의한환기제어효과를평가하였다. 표 4에양송이버섯의실험군과대조군 의개체수를비교하였으며, 실험군이평가후의개체수변화량이약 150% 향상된 결과를나타내었다. 58을통하여호흡율에의한재배사대기환경에따른실험 군과대조군의차이를나타내었다 RQ Time(min) 57. 양송이버섯의호흡율변화

65 표 5. 양송이버섯의개체수변화비교 시간 (Hr) 실험군 개체수 대조군 (a) 실험군 (b) 대조군 58. 양송이버섯의실험군과대조군비교

66 5. 영지버섯(Ganoderma lucidum) 의현장적용평가 영지버섯은활엽수고사목과그루터기에자생하는목재부후균으로북반구온대이 북에광범위하게분포하고있으며, 자실체는예로부터한국, 중국, 일본등지에서귀 한약제로이용되어왔다. 갓과색택에의해적지( 赤芝 ), 흑지( 黑芝 ), 황지( 黃芝 ), 자 지( 紫芝 ), 청지( 靑芝 ), 백지( 白芝 ) 의 6종으로분류하고있으나근래에와서는분류학 적으로 60 여종이있다고발표되었다( 버섯연구소영지버섯재배기술- 생태적특성). 영 지버섯중적지( 赤芝 ) 의모양은줄기와갓의표면에광택이있는 1년생의버섯으로 분류학상자루곰팡이류원숭이안장버섯과에속하는버섯으로갓은보통바퀴무늬가 있는말굽형이나타원형이다. 갓의표면은처음에황백색을띠고있으나생장하면서 적갈색~자갈색으로먼저자란부분부터색택이변하여간다. 갓의뒷면은황백색을 띄고구멍이많으며줄기는갓의표면과같은색으로약간굴곡이생긴다. 영지버섯 은활엽수를기주로하며 6월~9 월의고온기에활엽수그루터기부위에서발생한다. 또한영지버섯은각종성분을함유하고있는데, 다당체및다당체단백질결합체와 쓴맛을내는테르페노이드(terpenoid) 계통의물질이주요약효성분이며고혈압, 면역 활성, 항암활성에대한효과가보고된바있다( 버섯연구소영지버섯재배기술-재배 환경조건). 영지의균사생장가능온도는 10~ 38 이며, 최적온도는 25~ 32 이고 3 5 이상과 10 이하에서는균사생장이현저히감소된다. 균사생장에알맞은원목의 수분함량은 42~45% 내외가적당하며원목의조직세포가고사된상태에서영지의 균사생장이양호하게된다. 생육시에빛이필요하나균사생장시에는빛이없어도 균사생장에영향을주지않는다. 균사생장시에는산소를반드시필요로하나다른 버섯보다산소요구량이크지않다. 원목매몰후원기가형성되어대가자랄때는 환기가억제되어야하고대가어느정도자란후갓이형성될때는측창또는출입 문을열어환기량을늘려야한다. 영지버섯의현장평가를위한대상으로경북경주시건천읍에위치하여시설봉지재 배를하고있는영지버섯농장의재배사두개동내에서현장평가를실시하였다. 생육단계에따라서호흡율이변화된다고할때영지버섯의호흡량이가장많은최적 생육단계를사전자료조사와현장관리인및전문가의조언을토대로최적생육시 기를결정하였다. 시설재배사내의영지버섯은다단고정받침대를이용하여재배하 고있었으며, 재배사내의재배환경조건이불균일하여영지버섯의생육상태도불균 일하므로작업인력이일일이손으로육안검사를통한수확을실시하므로비슷한

67 시기에종균접종및배양을거친생육단계에있는실험군과대조군의재배사를선 택하였다. 현장재배사내의산소농도는주관기관의 Handy O2 (BT-1024) 로써측정 하였고이산화탄소는 TSI사의이산화탄소측정기 Indoor Air Quality Meter(Model 8732) 를이용하여측정하였다. 습도와온도는시설재배이므로제어장치의표시를확 인하고기록하였다. 대조군재배사의경우시설재배의제어조건에환기및습도와 온도가제어되며, 실험군재배사의경우는습도와온도환기는동일하나대용량산 소발생기를통하여 30% 의산소를공급하였다. 최적의호흡율유지를위한산소공 급장치는 48과같은대용량산소발생기를이용하여 30% 산소를공급하였다. 또한, 49와같은현장평가의시스템을구성하여생육기간동안에산소및이산 화탄소의농도를측정하였다. 이를이용하여호흡율을계산하여최적의호흡율을유 지하도록산소발생기를 ON/OFF 제어하였다. 또한, 현장평가기간동안산소및이 산화탄소의측정데이터가저장되어호흡율데이터의 DB 구축이가능하도록하였다. 장시간진행되는현장평가이므로장치의정상작동유무와일정간격으로저장되는 실험데이터를확인하였다. 생육이완료될때까지정상호흡율측정및이에따른산 소의공급을유지하였다. 59 에영지버섯의호흡율을나타내었다. 호흡율의변 화에따라대용량산소발생기의가동여부를제어하여산소공급장치를제어하였다. 평가결과는갓이형성되지않은영지버섯에서는육안으로관찰했을때변화가없 었지만, 갓이피운버섯에서는갓의색을결정하는갈색체액이더많이나오는것 을육안으로확인할수있었다( 60). 또한표 6에나타낸바와같이실험군과대 조군의무게를측정하여비교한결과, 역시대조군과비교하여원목 1개당 8.33% 더 향상된증가율을나타내어호흡율에의한산소의공급이영지버섯의생육에있어서 긍정적효과를미치는것을확인하였다

68 RQ Time(min) 59. 영지버섯의호흡율변화 표 6. 실험군과대조군의영지버섯무게비교 시간 (Hr) 실험군 무게(g/ 원목) 대조군 0 10,090 9, ,025 9,

69 (a) 실험군 (b) 대조군 60. 영지버섯의실험군과대조군비교

70 6. 상황버섯(Phellinus Linteus) 의현장적용평가 원목매몰을마치고, 모래표면의마른부분이젖을정도로매일 2회정도관수하여 실내습도를 90~95% 까지높이고, 실내온도는 25~ 27 로유지한다. 버섯발생시 에는탄산가스의농도가 1.5~2.0% 가알맞으므로가능한환기를억제하고재배사내 부의온도가높을때만환기를실시한다. 진흙버섯은다년생이기때문에 5~7년생 장한것이상품성이우수하다. 재배사내부에서는 3~4년생장한것을수확하여야 하나조기수확하고자할때는 2 년생장한것을수확할수있으며, 1개체의무게가 20g 이상인것을수확한다. 배양이완료된병은보온덮개재배사부나패널재배사로 옮겨놓고재배사내부의온도를 25~ 30 범위내로유지하여 2~3일경과한다음 병뚜껑을제거하고실내습도를 90~98% 로유지한다. 재배사내부의온도차가심하면 병안에응결수가형성되고따라서세균이번식하여소기의성과를기대할수없다. 또한재배과정중온도차가심하면버섯표면에굴곡이심하여품질이저하된다. 버섯생육기간중의실내습도는 80~90% 로유지하는것보다는이보다높은 90~ 98% 로유지할때자실체수량이높으나잡균발생의위험이있으므로 90~95% 로 유지하는것이안전하다. 균사체덩이형성시에환기량을증대시켜실내탄산가스 농도를낮게유지하면덩이의두께가얇고수량이낮아진다. 따라서덩이형성량을 많게하기위해서는각단마다비닐을씌워배지표면의 CO2 농도를 0.3~0.6% 로 유지하여야한다. 재배사내부의온도및습도와 CO2 농도가알맞으면덩이유기일 로부터 10~15일이경과할때덩이가형성되기시작하여 23~30일후에는버섯표면 이단단해져생육이정지되므로이시기에수확하여건조한다. 상황버섯의현장평가를위하여경기도화성시송산리에위치한화성상황버섯농장내 의원목재배사내에서실시하였다. 매일 1회정도관수하여실내습도를 90~95% 까 지높이고, 실내온도는 25~ 27 로유지하고있었으며, 환기는자연환기를이용하고 있었다. 시설재배사내의상황버섯은모래배지위에서원목재배를하고있으며, 재 배사내의조건은스프링쿨러를이용한수분공급만제어하고있었다. 비슷한시기에 종균접종및배양을거친생육단계에있는실험군과대조군의재배사를선택하였 다. 현장재배사내의산소농도는주관기관의 Handy O2 (BT-1024) 로써측정하고 이산화탄소는 TSI사의이산화탄소측정기 Indoor Air Quality Meter(Model 8732) 를 이용하여측정하였다. 습도와온도는시설재배이므로제어장치의표시를확인하고 기록하였다. 대조군재배사의경우시설재배의제어조건에환기및습도와온도가

71 제어되며. 실험군재배사의경우는습도와온도환기는동일하나, 최적의호흡율유 지를위한산소공급장치는 48과같은대용량산소발생기를이용하여 30% 산 소를공급하였다. 또한, 49와같은현장평가의시스템을구성하여생육기간동 안에산소및이산화탄소의농도를측정하고, 이를이용하여호흡율을계산하여최 적의호흡율을유지하도록산소발생기를 ON/OFF 제어하였다. 또한, 현장평가기간 동안산소및이산화탄소의측정데이터가저장되어호흡율데이터의 DB구축이가 능하도록하였다. 장시간진행되는현장평가이므로장치의정상작동유무와일정간 격으로저장되는실험데이터를확인하고생육이완료될때까지정상호흡율측정및 이에따른산소의공급을유지하였다. 61 에상황버섯의호흡율을나타내었다. 호흡율에따라서산소공급장치를제어하여산소를공급하였으며, 이에따른버섯의 생육상태를무게를통하여표 7 에나타내었다. 다년간의생육기간을고려할때무게 감소량을자실체의무게증가량으로보기는힘들겠지만, 동면에서다시생육기로접 어드는시기의버섯의활성도를높이는효과를상황버섯의색깔변화로알수있었 다( 62) RQ Time(min) 61. 상황버섯의호흡율변화

72 표 7. 상황버섯의실험군과대조군의무게비교 시간 (Hr) 무게 (g) 실험군대조군 0 4,385 2, ,158 2,916 (a) 실험군 (b) 대조군 62. 상황버섯의실험군과대조군비교

73 7. 동충하초버섯(Cordyceps Militaris) 의현장적용평가 동충하초는버섯이발생되도록환경조건을유지시켜주어야한다. 이때의온도는 1 5~ 20 이며습도는 70~90% 를유지시켜주어야한다. 또한광도는높게 1,000~ 3,000룩스를비추어가면서 5~10 일간관리하여야한다. 이와같이환경조건은대체 적으로눈꽃동충하초보다높고강하게유지시켜야하는점이특징이라고할수있 다. 특히광도를높게유지조절시켜주는것이핵심기술이라고할수있다. 버섯발 생소요기간은 5~10 일정도이다. 버섯이발생될때에는균사가흰색에서황색으로 변한후다시시간이지나면적갈색으로변화하는것이특징이다. 버섯발생율이나 수율은눈꽃동충하초보다약간떨어지는경향이다. 생육시의환경조건으로서온도 및습도로서는버섯발생시의조건과동일하게관리하면된다. 그러나광도만큼은약 간강하게하고오래지속시켜주어야한다. 광도조절은형광등또는백열등으로조 절하여주었다. 버섯이생육하는데소요되는기간은 15~40일정도로서긴기간이 요구된다. 버섯이발육되면생육조건만맞으면큰무리없이생육될수있다. 이때에 도가장유의할점은빛과충분한수분이유지되어야하는것이중요한사항임을다 시한번강조한다. 실내습도는 90% 정도로높게유지하여야한다. 그러나버섯생 장시에실내습도가이보다높게되면병마개를 4시간정도열었다가다시닫아주 어야한다. 버섯이병입구까지생장하였을때또는자실체가 45~50mm 정도로생 장하면수확할수있다. 동충하초버섯은발생된형태그대로건조시키는것이상품 가치가높고모양도양호함으로이점에주의하여야한다. 버섯발생및수확시기까 지의수확된버섯의수율은접종된배양병을기준으로하여 85% 정도로약간낮은 것이특징이다. 동충하초의현장평가를위하여번데기동충하초를실험시설병재 배를하고있는강원대학교생물환경학부성재모교수의균연구실의재배사한개 동내에서실험을실시하였다. O2농도 20.9%, CO2 1,154ppm 으로공급하였다. 온도는 18~ 19 를유지하고있었다. 재배사내의번데기동충하초는다단식고정받침대를 이용하여재배하고있었다. 재배사내의번데기동충하초는 2~3일의간격으로배양 되어자실체형성이후의전생육단계에걸친동충하초의생육상태를확인할수있었 다. 동일재배사내의동일생육단계균일한크기의동충하초재배병을 12개씩비교 군과대조군 2 바구니를선택하였다. 현장재배사내의산소농도는주관기관의 Handy O2 (BT-1024) 로써측정하고이산화탄소는 TSI사의이산화탄소측정기 Indoor Air Quality Meter(Model 8732) 를이용하여측정하였다. 습도와온도는시설

74 재배이므로제어장치의표시를확인하고기록하였다. CAS전자의전기식지시저울을 이용하여바구니를포함한산소처리시험전대조군과실험군번데기동충하초 12병 ( 바구니포함) 의중량을각각측정하였다. 또한, 대조군번데기동충하초 12병은재배 사내의받침대의높이차로인한온도오차를없애기위해실험군번데기동충하초 12병과같은높이와누출된산소농도의영향을피하기위해거리가 2m 이상떨어 진위치에옮겨놓고평가를실시하였다. 실험군번데기동충하초 12병은환기팬과 ( 주) 동양전기산업사의배출펌프가설치된챔버(44cm 44cm 42cm) 안에넣고덮개를 닫은후재배사내의받침대의높이차로인한온도오차를없애기위해대조군과같 은높이와누출된산소농도의영향을피하기위해거리가 2m이상떨어진위치에 옮겨놓고평가하였다. 현장평가의시스템을구성하여생육기간동안에산소및이산 화탄소의농도를측정하였다. 이를이용하여호흡율을계산하여최적의호흡율을유 지하도록산소발생기를 ON/OFF 제어하였다. 또한, 현장평가기간동안산소및이 산화탄소의측정데이터가저장되어호흡율데이터의 DB 구축이가능하도록하였다. 장시간진행되는현장평가이므로장치의정상작동유무와일정간격으로저장되는 실험데이터를확인하고생육이완료될때까지호흡율측정및이에따른산소의공 급을유지하였다. 63 에동충하초의호흡율을나타내었다. 동충하초의호흡율을바탕으로다양한 접종일( 즉, 다양한단계의생육단계) 의샘플을취하여평가하였다. 평가결과동충하 초의무게변화를표 8 에나타내었다. 무게감소를자실체의생장무게라고가정하 면총생육기간인 40~50일중 35~40일이가장산소의호흡율이높으며고농도산소 에의한자실체의생장효과를볼수있었다. 또한, 버섯의모양이그대로보존되어 야하는동충하초의특성상실험군과대조군의외형적상품가치를확인하기위하여 실험군과대조군의비교를 64 에나타내었다

75 RQ Time(min) 63. 번데기동충하초의호흡율변화. 표 8. 동충하초의실험군과대조군의무게변화. 실험군 대조군 접종일무게변화무게변화실험전 (g) 실험후 (g) 실험전 (g) 실험후 (g) (g) (g) 3/ / / / / / / / / / / /

76 (a) 실험군 (b) 대조군 64. 번데기동충하초의실험군과대조군비교

77 8. 꽃송이버섯(Sparassis crispa) 의현장적용평가 꽃송이버섯은담자균의민주름버섯목꽃송이버섯과에속하는갈색부후균으로낙 엽송을비롯한침엽수림에서여름철에발생한다. 꽃송이버섯자실체는위궤양이나 식도암등의질병에큰효과가있는것으로보고되어왔으며(Mao와 Jiang, 1993), 꽃 송이버섯에특히많이함유되어있는 β- 글루칸은항암활성이뛰어나(Ohno 등, 2000) 난치병인암의치료및예방에큰효과가있는것으로알려져있다(Harada 등, 2002a; 2002b). 따라서버섯재배자들은물론일반인도꽃송이버섯에대한관심 이고조되고있으나초기생장이늦어재배소요기간이길고재배조건이까다로워 널리재배되지못하고있는실정이다. 꽃송이버섯은재배되는일반식용버섯과달 리활엽수원목에서는자실체를형성하기어렵고침엽수그루터기등에서자실체를 형성하고있는점을감안하여침엽수톱밥을기본배지로사용하였다. 6개월간야적 하였던낙엽송 (Larix leptolepis) 과미송(Pseudotsuga menziesii) 톱밥을이용하여 기본배지를준비하였다. 기본배지에첨가제로소맥분, 옥수수, 비트, 면실박등을사 용하였고배지의수분조절은물엿 10% 용액이나수돗물을사용하였다. 효모추출물 이꽃송이버섯의균사생장에영향을준다는특성에따라밀의배유성분을제분하여 만든중력분밀가루( 소맥분), 사탕무의주원료로당분과무기질이풍부한비트(sugar beet), 그리고목화씨에서기름을짜고남은찌꺼기인면실박을각각첨가물로사용 하였다. 톱밥배지는 121, 1.2기압에서 120 분동안멸균한후, 18 로냉각시켜서미 리준비된접종원을접종하였다. 접종된톱밥배지는명배양조건에서 23 ± 2 로배 양하였다. 배양이완료되어원기가형성된배지된배지는 4 에서 24시간저온처리 후발생실로옮겼다. 발생온도는 23 ± 2 로유지하였고, 습도는초기 2일간은환기 를정지시킨상태에서 100% 로조절하다가 3일이후에는환기를시키면서 95 ± 5% 로 조절하였다. 배양이완료된배지는발이를유도하기위하여배지를 4가지방법으로 저온충격을실시하였다. 4 에서 1일과 7 일, 18 에서 1일과 7일처리하여발이유도 하였다. 발생실로옮긴배지는원기가형성된기부가 변해가면서서서히작은꽃을피우다가 7일후부터표면이노란빛으로 15일후가되면기부전체에자실체가만들 어진다. 이렇게생장한자실체는 30일정도가되면완전한흰색또는옅은노란색의 꽃모양으로성숙하여버섯수확이가능해진다. 꽃송이버섯의호흡율을이용한버섯 재배사대기환경제어의현장평가를위하여경기도연천군미산면에위치하여시 설병재배를하고있는 ( 주) 하나바이오텍농장의재배사두개동내에서실험을평

78 가하였다. 시설재배사내의꽃송이버섯은다단고정받침대를이용하여재배하고 있으며, 재배사내의재배환경조건이불균일하여꽃송이버섯의생육상태도불균일하 므로작업인력이일일이손으로육안검사로수확하므로비슷한시기에종균접종 및배양을거친생육단계에있는실험군과대조군의재배사를평가하였다. 현장재 배사내의산소농도는주관기관의 Handy O2 (BT-1024) 로써측정하고이산화탄소는 TSI사의이산화탄소측정기 Indoor Air Quality Meter(Model 8732) 를이용하여측정 하였다. 습도와온도는시설재배이므로제어장치의표시를확인하고기록하였다. 대 조군재배사의경우시설재배의제어조건에환기및습도와온도가제어되며, 실험 군재배사의경우는습도와온도환기는동일하나최적의호흡율유지를위하여대 용량산소발생기를이용하여 30% 산소를공급하였다. 또한, 현장평가의시스템을구 성하여생육기간동안에산소및이산화탄소의농도를측정하고, 이를이용하여호흡 율을계산하여최적의호흡율을유지하도록산소발생기를 ON/OFF 제어하였다. 또한, 현장평가기간동안산소및이산화탄소의측정데이터가저장되어호흡율데이터의 DB 구축이가능하도록하였다. 장시간진행되는현장평가이므로장치의정상작동 유무와일정간격으로저장되는실험데이터를확인하고생육이완료될때까지정상 호흡율측정및이에따른산소의공급을유지하였다. 65 에꽃송이버섯의호흡율을나타내었다. 호흡율에따라서산소공급장치를제 어하여산소를공급하였으며, 이에따른버섯의생육상태를무게를통하여표 9에 나타내었다. 무게의변화량이자실체의생육정도를나타낸다고할때실험군의꽃송 이버섯은대조군과비교하여약 266% 의향상된생육정도를나타내었다. 따라서호 흡율에의한산소농도의제어가대체적으로꽃송이버섯의생육에긍정적이효과를 나타내었다. 또한상품의가치평가를위하여 66에실험군과대조군을비교하여 나타내었다

79 RQ Time(min) 65. 꽃송이버섯의호흡율변화. 표 9. 꽃송이버섯의실험군과대조군의무게비교. 시간 (Hr) 실험군 무게 (g) 대조군 0 7,795 6, ,740 6,

80 (a) 실험군 (b) 대조군 66. 꽃송이버섯의실험군과대조군의비교

81 제 4 장목표달성도및관련분야에의기여도 본연구의최종목표는, 버섯재배의생산성향상과균일한품질관리를위하여, 버섯 의생육단계별호흡율을국내최초로측정하고이를측정및제어하는장치를개발 하는데있었다. 연구버섯은식용 4 가지( 느타리, 팽이, 양송이, 새송이버섯) 와약용 4 가지( 영지, 동충하초, 꽃송이, 상황버섯) 이었다. 각버섯을통상적으로알려진최적 의온도및습도조건에서실험재배하면서, 국내최초로생육단계별로호흡율을실 시간으로측정하여 8 가지버섯의최적생산에필요한호흡율을각각구하였다. 관련 기술을버섯전문재배농가 8곳을대상으로현장실증시험을수행하여기술의효율 적인사업화를추구하였다. 값싸게호흡율을측정및제어하는장치를개발함으로써 버섯재배농가의수익향상에이바지할것으로예상된다. 총 3년간진행된본연구개발은 1차년도와 2차년도를통하여각각식용버섯및약용 버섯의생육환경에대한실험데이터를확보하는데주력하였다. 산소소모량, 이산화 탄소발생량및호흡율의변화와같은실험데이터를결과물로얻었을뿐아니라식 용버섯 4 가지, 약용버섯 4가지에대한생육환경에대한데이터를구하고 DB화하였 다. 또한버섯의호흡율을측정하고결과에따라공기장치를제어하여최적의호흡 율을유지하도록하고, 그의데이터를저장할수있는장치및소프트웨어를개발하 였다. 최종 3차년도연구에서는 8개의식용및약용버섯에대하여대량으로생산하고있 는농장의협조를받아개발한시스템의현장평가를실시하였다. 이를통하여현장 적용을위한장치의평가및실제버섯에서의효과를입증하였고이에대한 DB를 구축하였다. 또한버섯의호흡율에의하여공기를제어하여제어포인트를일원화함 으로써보다정확한공기제어가가능하도록하였다. 따라서, 본연구개발의결과를활용함으로써버섯의생장력이향상되는가능성을제 시하였다

82 제 5 장연구개발결과의활용계획 1. 연구결과의활용성 본연구개발의결과를통하여호흡율의변화를통하여공기를제어할때산소를공 급함으로써버섯의생산성및품질이향상되는것을확인하였다. 그러나팽이버섯과 같이버섯재배과정중산소에의한생육이아니라이산화탄소의농도에의해서생육 이촉진되는것에대한추가연구의필요성이제기되었다. 식용버섯중에서느타리 버섯의경우호흡율에민감하였으므로이의생산성을본기술로쉽게증가시킬수 있을것으로예상된다. 특히, 고가이면서생육기간이짧은약용버섯에본기술을적 용한다면그의기술경제적효과는크리라예상된다. 2. 기업화추진방향 본연구개발의결과는버섯생산과관련하여큰결과물이다. 팽이를제외한버섯의 생산성및품질이급격히향상되어기존의방법과비교하여수확량이증가하였기때 문이다. 이와같은결과는같은목표를두고재배하였을때더욱빠르게생산하여출 하할수있는경쟁력을갖는다. 따라서본연구개발의결과를활용하여단일시스템 으로콤팩트하게구성하여버섯재배농가를대상으로보급한다. 먼저국내버섯농 가중연간 10억원이상의매출액을갖는중대형의농가에집중적으로개발시스템을 공급한다. 사용상의문제점을개선하고 300만원이내의가격으로생산안정화를이룩 하여연간 5억원내외의매출을하는국내 200여개버섯농가에게집중적으로보급한 다. 또한개발제품의디자인을개선하고시스템을집적화하고각종인증마크를획득 한후동남아및유럽등으로제품을수출한다. 이때주관연구기관인 ( 주) 바이오텔과 영업적으로제휴중인유럽의 OxyMat 및일본의 ICST 등을활용한다

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