P. ostreatus 균사체를 PDA 및 YM 공시배지에 접종하였다. 두 종류의 공시배지에 배양한 결과 PD 배지에서 배양했을 때 보다 YM 배지에서 배양하였을 때 생장속도가 빠르고 균체량이 높게 나타났다. 실험을 통해 음식페기물이 균사체배양에 있어 영양공급원이 된다는 것을 알 수 있었으며 배지로서의 이용가능성을 확인할 수 있었다. 음식폐기물농도 \( 30 \% \)일때 \( 10 \% \)일 때 보다 영양분 이용이 용이 했을 것으로 생각되며 \( 30 \% \)보다 농도가 높아지는 경우 \( 50 \% \)에서 초기에는 생육이 빠르게 나타났지만 시간이 경과하면서 생장을 저해하는 것으로 보인다. 또한 음식폐기물 농도 \( 30 \% \)에서는 거의 \( \mathrm{pH} 5 \)를 유지하는 데 생육에 유리한 \( \mathrm{pH} \)를 유지한 것 또한 높은 균사체 생산수율을 보인 이유로 생각된다.
<h1>기본배지 선발</h1> <p>본 연구에 사용된 균주는 하이드에서 보유하고 있는 것으로 Pleurotus ostreatus 원형1호를 사용하였다. Potato dextrose agar(PDA, Difco Co.) 배지에 균주를 도말하여 \( 30^{\circ} \mathrm{C} \)에서 7일 동안 배양하였으며 실험의 접종원으로 사용하였다. 균주는 3주 간격으로 계대배양 하면서 \( 4^{\circ} \mathrm{C} \)에서 보관하였다.</p> <p>P. ostreatus균사체의 액상배양에 알맞은 기본배지를 선발하기 위해 Potato Dextrose(PD, Difco, USA)배지 및 Yeast maltose broth(YM, Difco, USA)의 두 종류의 공시배지에 접종하였다. 배지를 \( 250 \mathrm{mL} \)삼각플라스크에 \( 110 \mathrm{mL} \)씩 넣고 느타리균사체 절편을 \( 1 \times 1 \mathrm{cm} \)크기로 잘라 1개씩 접종하여 \( 25^{\circ} \mathrm{C}, 120 \mathrm{rpm} \)에서 10일 동안 진탕배양 하였다. 균사체의 양을 측정하여 우수한 공시배지를 기본배지로 사용하였다. P. ostreatus균사체 생장에 알맞은 기본배지를 선발하기 위해 2종류의 공시배지를 이용해 배양한 후 균사체의 건조 중량을 측정하였다. Fig. 1에서 보듯이 두 종류의 공시배지에 배양한 결과 PD 배지에서 배양했을 때 보다 YM 배지에서 배양하였을 때 생장속도가 빠르고 균체량이 높게 나타났다. 배양 9일째 그 균체량을 비교한 결과 YM 배지에서 약 3.6배 더 잘 자란 것으로 나타났다.</p> <h1>음식폐기물의 성상조사</h1> <p>음식폐기물의 성상을 분석한 결과가 Table 1에 나타나 있다. 3번의 분석에서 C/N ratio는 12~18로 나타났으며 이는 C/N ratio가 너무 높거나 낮으면 느타리버섯의 배지의 자실체가 감소하기 때문에 30:1이 적당하다고 보고한 것에 비해 낮은 수치였다. 또한 개암버섯에 대한 결과에선 C/N ratio가 증가함에 따라 균사생장이 많아지는 경향을 보였으나 기질의 농도에 따라 최적의 C/N ratio가 차이가 있었던 것으로 보아] 이 실험에서 음식폐기물의 C/N ratio가 큰 영향을 미치지 않는 것으로 사료되며 또한 느타리버섯 재배시 큰 영향을 미치는 수분보수력, 수분함량, 통기성과 같은 배지조건이 음식폐기물의 농도와 함께 알맞은 조건을 만들어내 느타리버섯균사체의 생장을 촉진시킨 것으로 생각된다.</p> <h1>기본배지와 음식폐기물배지에서의 생장비교</h1> <p>음식폐기물배지와 기본배지로 선택된 YM배지와의 균사체 생장량의 차이를 비교해보고 음식폐기물이 배지로서의 이용가치가 있는지 확인해 보기 위해 비교실험을 진행하였다. 지금까지의 액체배양을 위한 시도들은 톱밥배지에 여러 첨가물을 섞어주거나, 부산물들이 다양한 형태로 첨가되는 것들에 대한 연구들이 있어왔다. 본 연구에서는 음식폐기물을 단독으로 증류수에 일정 함량 넣은 후 고온증기 멸균한 액상을 배지로 활용하여 보았다. 음식폐기물의 농도는 \( 20 \% (\mathrm{W}/\mathrm{V})\)로 임의로 결정하였다. 음식폐기물을 원하는 농도로 삼베보자기에 넣고 증류수와 함께 찜통에 넣어, Autoclave(TOMY, ss-325, Japan)를 이용해 \( 121^{\circ} \mathrm{C} \)에서 15분동안 우려냈다. 이렇게 제조한 배지를 \( 110 \mathrm{mL} \)씩 삼각플라스크에 넣고 균사체 절편을 \( 1 \times 1 \mathrm{cm} \) 크기로 잘라 1개씩 접종하고 \( 25^{\circ} \mathrm{C}, 120 \mathrm{rpm} \)에서 9일 동안 진탕배양 하였다. 가장 건조중량 값이 높게 측정되었던 6일째 결과를 비교해보면 YM배지에서는 약 \( 3.8 \mathrm{g} / \mathrm{L} \), 음식폐기물배지에서는 약 \( 3.3 \mathrm{g} / \mathrm{L} \)으로 큰 차이를 보이지 않았다. 음식폐기물 배지의 초기 건조중량이 YM배지에 비해 다소 높게 측정된 것은 배지자체에서 생긴 물질로 인한 영향으로 추측되며 이후 실험에서는 원심 분리하여 상등액을 이용해 배지로 사용하였다. 이 실험을 통해 음식페기물이 균사체배양에 있어 영양공급원이 된다는 것을 알 수 있었으며 배지로서의 이용가능성을 확인할 수 있었다.</p> <h1>음식폐기물농도에 따른 균사체 배양</h1> <p>실험에 사용되는 음식폐기물 배지는 그 농도를 \(10, 20, 30, 40, 50 \%(\mathrm{W}/\mathrm{V})\)으로 하여 제조하였다. 음식폐기물을 삼베보자기에 넣고 증류수와 함께 찜통에 넣어, Autoclave(TOMY, ss-325, Japan)를 이용해 \( 121^{\circ} \mathrm{C} \)에서 15분 동안 우려냈다. 이 물질이 혼합되어 초기 건조중량의 값이 높아지는 것을 방지하기 위해 우려낸 물을 원심분리기(20PR-52D, HITACHI, Japan)로 6,000 rpm에서 10분 동안 원심분리 하여 이물질을 제거한 후에 상등액를 배지로 사용하였다. 제조된 배지를 \( 250 \mathrm{mL} \)삼각플라스크에 \( 110 \mathrm{mL} \)씩 넣은 뒤에 느타리균사체 절편을 \( 1 \times 1 \mathrm{cm} \) 크기로 잘라 1개씩 접종하고 \( 25^{\circ} \mathrm{C}, 120 \mathrm{rpm} \)에서 9일 동안 진탕배양 하였다. 일반적으로 균사체의 배양이 \( 25 \sim 30^{\circ} \mathrm{C} \)가 최적의 배양조건인 것은 널리 알려져 있어서 배양온도에 대한 조사는 수행하지 않았다.</p> <p>배양된 균사생육정도를 알아보기 위해 \( \mathrm{pH} \)변화 및 건조중량 측정을 시행하였다. Sampling 시기는 접종 후 0, 3, 6, 9일째 측정하였다. 건조중량 실험의 특성상 다량의 시료를 취해야 하기 때문에 한 종류의 실험에 소요되는 시료의 채취 횟수만큼 동일조건의 시료를 준비하였다. 시료채취가 있는 날에는 시료를 개봉하여 모든 시료를 건조중량 측정에 이용하였다. \( \mathrm{pH} \)의 측정은 액상 배양한 배지를 약 \( 5 \mathrm{mL} \)씩 취하여 측정하였다. 건조중량 측정은 배양액 \( 100 \mathrm{mL} \)을 취하여 원심분리기(20PR-52D, HITACHI, Japan)로 \( 10,000 \mathrm{rpm} \)에서 10분 동안 원심분리 하여 가라앉은 균사체를 알루미늄접시에 넣고 Drying Oven \( \left(105^{\circ} \mathrm{C}\right) \)에서 4시간 동안 건조한 후 Desiccator에서 방냉 한 뒤, 그 무게차를 측정하여 균사생장을 확인하였다.</p> <p>P. ostreatus균사체를 액상배양 할 때 최적의 기질농도를 확인한 결과, 시간경과에 따른 \( \mathrm{pH} \)의 변화는 초기 배지의 \( \mathrm{pH} \)는 약 4.5~5정도 나타났으나 시간이 경과함에 따라 증가하는 것을 확인 할 수 있었다. Control을 포함하여 대체로 완만하게 증가하였으나, \( 40,50 \% \)에서는 6일째 이후에서 그 전보다 급격히 \( \mathrm{pH} \)가 증가하였다. 이는 큰 느타리버섯의 배양결과 균사배양 전 \( \mathrm{pH} \) 보다 균사배양 후 \( \mathrm{pH} \)가 떨어지는 경향을 보였다고 보고한 결과와 다소 차이가 있었다. 이는 Fig. 3의 결과와 Fig. 4의 결과에서 보여지듯이 6일 이 후 세포의 사멸이 이어지는 것으로 보아, 영양소(특히 탄소원)고갈에 의한 것으로 사료된다. 일반적으로 \( \mathrm{pH} \)의 증가는 탄소원 고갈 후 아미노산을 탄소원으로 사용하는 경우와 탄소원이 완전히 고갈되어 세포의 lysis가 일어나는 배양 후기에 많이 관찰되는 것으로 보아 이와 같이 해석되어 질 수 있으나, 앞으로 보다 심도있는 관찰과 추가적인 해석이 필요할 듯하다. 배지의 \( \mathrm{pH} \)가 저하됨에 따라 균주의 성장이 저하되는데 매우 고무적일 수 있다. \( \mathrm{pH} \)의 유지는 그림 4에서 보이듯이 오히려 상용화배지에 비하여 초기 생장이 잘 되는 효과를 보여준다.</p> <p>건조중량의 측정결과 control에서 배양한 균사체의 경우 꾸준히 증가하였으나 음식폐기물배지에서 자란 균사체의 경우 6일 이후 감소하는 경향을 보였다. 음식 폐기물을 \( 30 \% \)이상 첨가할 경우는 배양 6일이내에 상용화배지에 비해 건조중량에서 월등한 결과가 보여진다. 음식폐기물 농도 \( 30 \% \)에서 6일째 건조중량이 \( 6.30 \mathrm{g} / \mathrm{L} \)로 가장 높게 나타났으며 마지막 날에도 각각의 농도에서 감소하는 경향을 보였으나 농도 \( 30 \% \)일 때 \( 4.02 \mathrm{g} / \mathrm{L} \)로 그 중 가장 높게 나타났다. 음식폐기물 농도 \( 10 \% \)일 때 보다 약 2.3배의 높은 균사체 생산수율을 보였다. 아마도 음식폐기물농도 \( 10 \% \)일 때 보다 영양분 이용이 용이 했을 것으로 생각되며 \( 30 \% \)보다 농도가 높아지는 경우 \( 50 \% \)에서 초기에는 생육이 빠르게 나타났지만 시간이 경과하면서 생장을 저해하는 것으로 보인다. 이는 아마도 음식물내의 염농도가 증가함에 따른 생육저해로 사료된다.</p> <p>또한 음식폐기물 농도 \( 30 \% \)에서의 \( \mathrm{pH} \) 변화를 살펴보면 거의 \( \mathrm{pH} 5 \)를 유지하는 것으로 나타나는데 생육에 유리한 \( \mathrm{pH} \)를 유지한 것 또한 생육에 도움이 되었을 것으로 생각된다. 이는 초기 \( \mathrm{pH} \)영향에 따른 균사체 배양 결과와 일치하였다.</p>