This study was conducted to reduce the phenomenon of biased cultivation and to pursue the diversification of mushroom items. We focused on developing Sparassis latifolia varieties with a short cultivation period, stable pinheading, and a high yield. We have collected and determined the characteristics of genetic resources domestically and abroad since 2016. We bred the unique domestic variety, “Hanyeoul” and the results of this study are as follows. The optimal temperatures for mycelial growth and fruit body growth were 22~25oC and 19~21oC, respectively. The color of the pileus was pale-yellowish white, which was similar to the color of the control variety, “Neoul”. The number of days required for cultivation was 125 for bottle cultivation and 98~102 for bag cultivation, which was shorter than the number of days required for the control variety. Bottle cultivation took 39 days shorter for the new variety than the control variety. The fruiting body of the new variety was similar in size or larger than that of the control variety. The pinheading rate was more than 90% in bottle cultivation and bag cultivation, which was more stable than pinheading in the control variety. The yield was 79.1 g/bottle (1,100 cc) for bottle cultivation, which was 22.6% higher than the yield of the control variety, and 641.1~689.5 g/bag (2.6 kg) for bag cultivation, which 5.8~10.4% higher than yield of the control variety.

We investigated the standard cultivation substrate for Sparassis latifolia “Neowul” bred in Jeollabuk-do Agricultural Research and Extension Services. Cultivation characteristics and yield were assessed by varying the kind of sawdust and additives, and the mixing ratio. The cultivation period in larch sawdust was the shortest at 97 days. The yield was excellent (143.6 g). The findings indicated that larch is a tree species appropriate for the cultivation of S. latifolia. When the additives were varied, the yield and productivity (53.1%) were highest (116.6 g) for the wheat bran treatment. Thus, wheat bran would be an additive appropriate for culturing S. latifolia. Concerning the use of different mixing ratios, larch sawdust:beet-pulp:wheat bran ratios of 80:15:5 and 85:10:5 resulted in yields of 114.4 g and 111.4 g, and productivity of 52.5% and 51.8%, respectively. These yield and productivity values were not statistically different. Thus, the standard cultivation substrate for S. latifolia can comprise larch sawdust, beet pulp, and wheat bran at a ratio of 80:15:5 or 85:10:5. The carbon/nitrogen (C/N) ratio assumed to be appropriate for the cultivation of S. latifolia was 184 –223. Pinheading would be difficult below a C/N substrate ratio of 105. Thus, the C/N ratio of the media, as well as the pH, would be vital factors affecting pinheading during S. latifolia cultivation.

꽃송이버섯의 자실체가 고지방과 고콜레스테롤을 급여 한 Sprague-Dawley계 암컷 흰쥐의 지질대사와 비만에 미치는 효과를 조사하기 위해 생후 6주령의 흰쥐에 정상 식이를 급여한 군(ND), 정상 식이에 20%의 돈지(Lard)와 1%의 콜레스테롤을 첨가하여 급여한 군(HFD), HFD 식이에 꽃송이버섯 자실체 분말을 5% 수준으로 첨가하여 급여한 군(HFD+SL), HFD 식이에 simvastatin을 0.3% 수준으로 첨가하여 급여한 군(HFD+SS) 등 4개의 실험군으로 나누어 6주간 실험을 진행하였다. 각각의 실험군 간 체중의 증가율은 HFD+SL군과 HFD+SS군이 HFD군에 비해 유의하게 감소하여 ND군와 유사한 수준을 나타내 HFD 식이에 꽃송이버섯을 첨가하여 급여한 HFD+SL군의 비만이 억제되었다. ND군의 식이섭취량은 HFD군에 비해 유의하게 높았고 HFD+SL군과 HFD+SS군에 비해서는 고도로 유의하게 높았다. 혈청 총콜레스테롤(TC), 저밀도지단백질 콜레스테롤(LDL-C) 및 중성지방(TG)의 농도는 HFD군에 비해 ND군, HFD+SL군 및 HFD+SS군이 유의하게 낮았다. 심혈관계 질환의 위험도를 나타내는 동맥경화지수(AI)와 LDL-C/HDL-C 비율도 HFD군에 비해 ND군, HFD+SL군 및 HFD+SS군이 유의하게 낮아 꽃송이버섯 자실체의 급여가 심혈관계 질환의 발생 위험도를 낮출 수 있은 것으로 나타났다. 알부민, 크레아티닌, 요산 및 총단백질의 농도는 모든 실험군 간 정상적인 수치를 나타냈으나 혈당 농도는 HFD군에 비해 ND군, HFD+SL군, HFD+SS군 모두 유의하게 낮아 꽃송이버섯이 혈당을 낮추는 효과가 있었다. 간 기능 손상의 척도를 나타내는 AST와 ALT 효소의 활성은 모든 실험군 간 유의성은 없었으나 ALP 효소의 농도는 HFD에 비해 ND군 와 HFD+SL군 및 HFD+SS군이 유의하게 낮아 꽃송이버섯을 첨가한 식이의 급여가 흰쥐의 ALP 농도를 유의하게 낮추는 효과가 있었다. 실험 5주와 6주 사이에 배출된 분변의 총 지질과 콜레스테롤의 양을 측정한 결과 HFD+SL 군이 배출한 총 지질과 콜레스테롤의 양이 HFD군과 HFD+SS군에 비해 유의하게 높게 나타나 HFD식이에 함유된 일부의 지질과 콜레스테롤이 꽃송이버섯에 의해 장 내로 흡수되지 않고 분변으로 배출된 것으로 나타났다. 각각의 실험군의 간 조직을 적출하여 oil red O로 염색하고 현미경으로 관찰한 결과 HFD군에서는 심한 지방간이 관찰되었으나 HFD+SS군은 ND군과 같이 지방간이 전혀 관찰되지 않았고 HFD+SL군의 간 조직에서는 소량의 지방 방울이 관찰되어 꽃송이버섯의 자실체에는 비알코올성 지방간을 억제하는 효과가 있는 것으로 나타났다. 따라서 꽃송이버섯 자실체는 고지방과 고콜레스테롤 식이 섭취로 인해 발생하는 체중증가, 혈청의 콜레스테롤과 중성지방 농도 및 비알코올성 지방간의 개선에 효과가 있어 심혈관계 질환과 비만의 예방과 치료에 도움을 줄 수 있을 것으로 판단된다.

Sparassis latifolia is a fungus abundant in β-glucan and amino acids and is highly valued as a medicinal mushroom. Among amino acids, γ-aminobutyric acid (GABA) is a free amino acid and has biological effects, such as increase/decrease of hypertension, improvement of cerebral blood flow, and prevention of dementia. In this study, biological elicitors were used to increase bioactive substances as a biofortification method. Sodium alginate extracted from seaweed (Sargassum horneri, Sargassum fulvellum, Sargassum fusiforme) were used as the elicitor. The levels of β-glucan and GABA in the mycelium and fruiting body grown by adding the elicitor to the medium were investigated. Addition of sodium alginate positively affected GABA production and negatively affected the β-glucan production in these fungi. Sodium alginates extracted from S. fulvellum induced the highest increase in GABA in the mycelium and fruiting bodies. Moreover, we investigated the effects of the extracts from mycelium and fruiting bodies on dendrite development in primary cortical neurons. We found that the extract from the fruiting bodies of sodium alginate treated fungi with increased levels of GABA inhibited the dendrite outgrowth of excitatory neurons, but not inhibitory neurons.

본 논문에서는 꽃송이버섯을 4종의 유산균(Lactobacillus plantarum subsp. plantarum, L. acidophilus, L. helveticus, L. delbrueckii subsp. bulgaricus)을 사용해 발효를 하였다. 발효된 꽃송이버섯 발효물을 항산화 활성(DPPH free radical scavenging activity, ABTS radical scavenging activity, Hydroxy radical scavenging activity), SOD activity, 총 폴리페놀 함량(TPC), HPLC 분석, protease 활성을 동해 발효 전 후 생리활성 변화를 확인하였다. 꽃송이버섯 발효물의 항산화 활성은 IC50 28.09-64.46 μg/ mL, SOD 활성은 IC50 15.75-39.42 μg/mL, TPC 는 57.66-100.43 GAE μg/mL 와 85.25-110.68 μg/mL 로 확인되었다. 꽃송이버섯 추출물의 항산화 활성보다 약 8배 이상 증가된 결과로 확인되었다. 또한 꽃송이버섯 발효물의 HPLC 분석 결과는 ascorbic acid, gallic acid, chlorogenic acid의 함량이 높게 확인되었으며, protease 활성 또한 발효물의 활성이 높은 것으로 확인되었다. Lactobacillus 균주들의 작용에 의하여 꽃송이버섯이 발효 되면서 폴리페놀류가 증가하여 생리활성이 꽃송이버섯 추출물에 비해 증가한 것으로 추측된다. Lactobacillus 균 중에서 L. helveticus 균주로 발효된 꽃송이버섯 발효물은 가장 높은 활성을 나타냈으며, 꽃송이버섯을 발효하는데 있어 L. helveticus 균주가 가장 적합한 균주로 확인되었다.

병재배에 적합한 꽃송이버섯 안정생산 재배기술 개발 연구를 위하여 낙엽송발효톱밥을 주배지로 하여 영양원으로 밀가루, 파옥쇄, 면실피, 비트펄프, 옥분, 옥피 6종을 혼합하여 시험을 수행하였다. 낙엽송발효톱밥+비트펄프+ 옥분(80:15:5, v/v) 처리에서 재배기간이 단축되고 수량이 높아 병재배에 적합한 배지로 선발하였다. 선발 배지의 균사배양 기간이 64일로 다른 처리에 비해 길었으나 균사 배양과 원기형성이 동시에 진행됨에 따라 생육실로 입상 하여 발생되는 기간이 단축됨으로써 생육 및 수확 기간이 단축되었다. 또한, 총 재배기간은 약 94일로 대조배지에 비해 약 17일정도 단축되었으며 첫 수확일부터 마지막 수확일까지 약 4일정도 소요됨으로써 수확기간이 짧아 재배사 운용효율을 높일 수 있을 것으로 생각된다. 수집균주인 GMSL69033 계통은 선발 배지에서 유의한 수준으로 수량이 높았다. 대조배지 104.3g에 반해 126.6g으로 약 18% 증가하였다. ‘너울’ 품종에서 면실피와 옥분(15:5, v/ v)처리와 선발한 배지에서 유의한 수준으로 수량이 높았으며 각각 121g, 128.5g이었다. 이 때 생물학적 효율은 면실피와 옥분(15:5, v/v) 배지에서 53.3%, 선발 배지에서 60.0%로 생물학적 효율 또한 높은 것을 확인할 수 있었다. 선발 배지에서 균주 간 차이 없이 수량이 우수한 것을 확 인할 수 있었다. ‘너울’ 품종에서는 선발 배지가 대조배지 에 비해 수량이 약 21% 증가하였다. 이상의 결과 꽃송이 버섯 병재배 시 낙엽송발효톱밥+비트펄프+옥분(80:15:5, v/v)가 안정생산용 배지로 적합할 것으로 판단되며, 이때의 이화학성은 수분함량 70%, pH 4.7, C/N율 106.4, 공기충전공극률 38%이었다.

꽃송이버섯 안정생산을 위해 액체종균배지조성 및 배양조건에 관한 연구결과, 물엿을 8Brix%로 조절하고 질소원으로 Yeast extract를 0.2%첨가한 배지에서 균사생장량이 우수하여 적합 배지로 선발하였다. 통기량에 따른 CO2발생량은 배양 9일까지 증가하다 감소하였고, 통기량이 높을수록 균체직경은 작아지고 배지감소율은 증가하여 통기량 0.9vvm이상에서 배지감소율이 급증하여 꽃송이버섯 액체종균에 적합한 통기량은 0.3~0.6 vvm 이 적합하였다. 또한, 배양기간일 길수록 균체량이 많았으나, CO2발생량이 높고 배지감소율이 낮은 9~11일을 적합 배양기간으로 설정하였다.

Sparassis latifolia (formerly S. crispa) is used in food and nutraceuticals or dietary supplements, as rich in flavor compounds and β-glucan. Some previous studies have reported the effects of mushroom on brain function, including its neuroprotective effect. Thus, for this mushroom to be used as an effective nutraceutical for brain function, it would be desirable for it to contain other compounds such as γ-aminobutyric acid (GABA) in addition to β-glucan. In this study, the enhancement of growth and GABA production in the mycelium of medicinal and edible mushroom S. latifolia was investigated. Amino acids were added externally as the main source of nutrition, and the effects of amino acids were investigated using liquid medium, specifically amino acid-free potato dextrose broth (PDB). The amino acids added were L-glutamic acid (named PDBG medium) and L-ornithine (named PDBO medium). The growth of mycelia was determined to be 0.9 ± 0.00 g/L, 2.2 ± 0.16 g/L, and 1.93 ± 0.34 g/L PDBG respectively. The GABA content was 21.3 ± 0.9 mg/100 g in PDB medium, and it in PDBG 1.4% medium, at 115.4 ± 30.2 mg/100 g. However, the PDBO medium was not effective in increasing the GABA content of mycelia. Amino acids had little effect on the β-glucan content of mycelia. The β-glucan content was 39.7 ± 1.4 mg/100 mg, 34.4 ± 0.2 mg/100 mg, and 35.2 ± 9.2 mg/100 mg in PDB, PDBG 1.8% and PDBO 1.4% media, respectively. Addition of glutamic acid and ornithine positively affected the growth of S. latifolia mycelia, and glutamic acid positively affected GABA production; no degradation of GABA was observed with addition of glutamic acid.

본 연구에서는 꽃송이버섯 건물과 powder를 각각 Yeast Extract broth와 MRS broth에서 Lactoballius 4종(L. plantarum, L. acidophilus, L. helveticus, and L. delbrueckii)과 함께 발효시켰다. 발효액의 final pH는 pH 3.9±0.02로 유산균의 일반적인 final pH 값과 일치함을 통해 유산균의 발효를 확인하였고, 유산균에 의한 꽃송이버섯 발효의 효과를 β-glucan 함량을 통하여 확인하였다. Yeast Extract broth 발효액은 YSB-2LP 1.65 g/100 g으로 β-glucan을 거의 함유하고 있지 않았지만 MRS broth 발효액은 Yeast Extract broth 발효액의 10배에 달하는 MPB-1LP 10.84 g/100 g을 함유하고 있었다. MPB-1LP는 꽃송이버섯 powder와 L.actobacillus plantarum으로 발효한 발효액으로 pH stress로 인해 만들어진 L. plantarum의 β-D-glucosidase에 의해 분해된 고분자량의 수용성 β-glucan이라 사료된다. 꽃송이버섯을 powder 상태로 L. plantarum과 함께 발효시켰을 때 꽃송이버섯의 수용성 β-glucan 추출 효율을 높일 수 있으며, 본 연구의 결과는 꽃송이버섯 유산균 발효물의 면역촉진 작용 연구를 위한 기초연구자료로 활용될 수 있을 것이다.

실험에서는 꽃송이버섯 (Sparassis crispa, formerly S. crispa) 에탄올 추출물의 소수성 분획을 분리하고 각 분획의 DPPH 항산화 활성과 위암 (AGS), 폐암 (A529), 간암 (HepG2) 세포주를 이용한 항암 활성을 MTT assay 를 통해 확인 하였다. SOCC를 사용하여 총 18개의 fraction으로 분획하였고 TLC와 세포주를 이용한 항암 활 성 확인을 통하여 5개의 fraction으로 압축하였다. 항암 활성이 높은 5개의 fraction은 HPLC-MS를 통해 각 분획 물을 분석한 결과 항산화 활성을 보이지 않았으며 약 181.0의 분자량을 가진 물질이 지표물질로 확인되었으므 로 이 물질의 화학식 동정을 위하여 추가실험이 필요하다. 세포주를 이용한 항암실험 결과 꽃송이버섯 추출물은 위 암 (AGS), 폐암 (A529), 간암 (HepG2) 세포주 모두에서 양성대조군인 paclitaxel보다 낮은 세포 생존율을 보여 주 었으며(IC50 value), 이것은 추후 꽃송이버섯 추출물에 포 함된 항암 물질 분리 연구를 위한 기초연구 결과로서 무 척 의미가 크다고 할 수 있다.

β-glucan 함량이 높다고 알려진 꽃송이버섯의 농가재배활성화를 위하여 푸른곰팡이 내성균주를 선발하고자 푸른곰팡이 대치배양에 의한 꽃송이버섯 균사생장 특성을 확인하였으며, 또한 생장이 우수한 신품종을 개발하고자 교잡육종 균주에 대한 유전 다양성을 분석하였다. 먼저 푸른곰팡이 대치배양에 의한 꽃송이버섯 균사의 생장 특성을 확인한 결과, 6951 (T. viride) 균주에서는 대치선을 형성한 후 별다른 변화를 보이지 않았고, 6952 (T. spp.) 균주에서는 대치선을 형성한 다음 보다 많은 포자를 형성하는 것이 관찰되었다. 그러나 6426 (T. harzianum) 균주에서는 꽃송이버섯 균사가 생장하고 있던 부분까지 모두 덮어버리는 것이 확인되었다. 그 중 특이하게도 구례에서채집선발한 균주인 JF02-06 균주에서는 다른 균주에 비해푸른곰팡이 포자가 형성되지 않는 것을 확인되어 다소 푸른곰팡이에 대한 저항성을 갖는 것으로 사료되었다. 전남산림자원연구소에서 보유 중인 균주 중 생장 및 자실체 발생이 우수한 모균주를 선발하여 교잡을 실시하여 생장특성을 조사한 결과, 미송톱밥배지에서 JF02-47, 49, 50 균주의 균사생장량이 우수한 것으로 확인되었다. 이러한 교잡육종 균주의 유전 다양성을 분석하기 위하여 ITS1, 5.8S와 ITS4 영역에 대한 염기서열을 분석한 결과 Genebank에 등록된 다른 꽃송이버섯 균주와 높은 유의성을 갖는 것으로 확인되었다. 이러한 꽃송이버섯의 포자 및 균사를 현미경으로 관찰하여 생장 특성을 확인한 결과, 포자의 크기는 장경 6µm, 단경 5µm의 물방울 모양으로 확인되었고,균사에서 3가지 형태의 꺽쇠가 관찰되었다. 균사의 폭은3µm이며 꽃송이버섯 균사의 특징으로는 약 50% 정도꺽쇠에서 균사가 뻗어나가는 특성을 갖고 있음이 확인되었다. 균사의 생장 속도는 0.507µm/min이며, 2차 균사는0.082µm/min의 속도로 생장하다가 모균사와 평행을 이루는 시점에서는 모균사의 생장속도와 유사한 속도로 생장하였다. 꺽쇠발생은 약 5시간 동안 균사 내부 전해질의이동이 관찰된 후 작은 꺽쇠를 형성하였다. 약 3시간 후격막이 형성되기 시작하였으며, 그로부터 2시간 후 최종적으로 완성되었다. 이러한 특성을 갖는 꽃송이버섯의 푸른곰팡이 저항성을 확인하고, 교잡균주의 유전 다양성 및균사의 생장 특성을 확인하여 꽃송이버섯에 대한 기초적인 이해를 높이고, 더 나아가 버섯산업 발전에 이바지하고자 한다.