Cordyceps militaris is widely used in China, Korea, and other Asian countries as both a traditional medicinal ingredient and an edible fungus. This study aimed to optimize the growth conditions and fruiting body production of C. militaris by investigating various culture media and physical parameters such as pH, aeration, illumination, temperature, spawn materials, and oat–sawdust-based substrate formulations. After a 7-day incubation period, oats with a pH of 6.0, under sealed and illuminated conditions at 32°C, demonstrated the most effective mycelial growth. Substrates consisting of 70% oat and 30% sawdust had the shortest incubation time of 30.5 days for fruiting body formation. The basidiospores showed a typical germination pattern where the sporidium produced a single germ tube that elongated, and branched to form monokaryotic primary mycelia. In conclusion, using oats as a substrate in the cultivation of C. militaris could reduce production costs and help protect the environment.

The characteristics and spore production of Gonji7ho, Bunhong, and Sunjung fruiting bodies were assessed at different growth stages. The shape of the Pleurotus species fruiting body starts out short and small, then takes on a typical mushroom shape as it grows. Gonji7ho has a long stalk, Bunhong has a short stalk and a wide cap, and Sunjung's cap and stalk dimensions are intermediate. Each variety displayed deep color at the beginning of growth but became steadily lighter with continued growth. The shape of the linkage between the mushroom stalk and cap changed from an initial central position to a lateral position after the growing stage. Gonji7ho cap diameter increased 7-fold from 15.5 mm (5 days of growth) to 37.9 mm (9 days of growth). Growth rates for each growth day measured using the growth percentage of the previous day were 285.5% (5 → 6th day), 182.2% (6 → 7th day), 129.4% (7 → 8th day), and 103.8% (8 → 9th day). This trend was also observed in Bunhong and Sunjung, but Bunhong’s growth rate was more rapid (4.9 fold on day 6, 2.7 fold on day 7) and continued to increase through day 9. Harvest yield, which is of greatest interest to farmers, displayed a similar trend spanning the growth period, as did cap diameter. Gonji7ho harvest yield increased rapidly until day 7 of growth (more than 177%), then growth slowed down beginning around day 8, and further decreased on day 9 (98%). Similar trends were observed in Bunhong and Sunjung. Bunhong showed characteristic rapid growth in harvest yield (4.9 fold compared to the previous day on day 6 and 2.7 fold on day 7), and the increase continued through day 9. A decrease in mushroom harvest yield commonly seen in the late growth stage is thought to be due to the death of some mushrooms and decomposition of cap tissue. Basidiospore content increased with number of growth days but decreased after day 8. Gonji7ho yielded the highest production on day 7 of growth, coinciding with harvest time, with 209,000,000 spores. This trend was also observed in Bunhong and Sunjung. These results will provide researchers with basal data and guide farmers in selecting the optimal harvest day.

Lyophyllum decastes has been used for culinary purpose. The present study was conducted to evaluate the antioxidant and anti-inflammatory effects from methanol, acetone, and hot water extracts of L. decastes fruiting bodies. The acetone and methanol extracts showed the higher 1,1-diphenyl-2-picryl-hydrazy radical scavenging activities than that of the hot water extract at 0.5–2.0 mg/mL and was comparable to the BHT, the positive control. The ferrous ion chelating effects of the mushroom extracts at 0.5–2.0 mg/mL were significantly higher than that of BHT. The reducing power of acetone extract (2.12) was significantly lower than that of BHT (2.73) at 2.0 mg/ mL. The mushroom extracts also showed inhibitory effects on production of nitric oxide (NO), and expression of inducible nitric oxide synthase (iNOS) in lipopolysaccharide-induced murine macrophage cells in a concentration dependent manner. In vivo anti-inflammatory experiment on carrageenan-induced hind-paw edema of rat model, the acetone extract of the mushroom significantly suppressed the carrageenan-induced rat hind paw edema of rats in a dose dependently. The results suggest that the fruiting bodies of Lyophyllum decastes are a good natural resource of antioxidant and anti-inflammation.

The effects of punching treatment on mycelial culture and fruiting body productivity were investigated in a new Lentinula edodes cultivar, “Jadam”, in sawdust medium for the stable production of oak mushroom. As the punching volume and number increased, the weight loss rate and color difference increased and the L value decreased. After spawn inoculation, the sawdust medium temperature and CO2 concentration reached their highest values at 33 and 19 days of incubation, respectively. The O2 concentration showed the lowest value on the 14th day of incubation, which was the opposite pattern to the CO2 concentration. As the punching volume and the number increased, the medium temperature and O2 concentration increased, and the CO2 concentration decreased. Higher punching volumes and numbers resulted in higher temperatures and lower CO2 concentrations. The best fruiting body yield was 5 × 70 mm - 30 (punching diameter × depth - number), and the total yield after three cycles was 644.7 g.

The present study aimed at selecting a cost-effective substrate for king oyster mushroom based on the growth characteristics of fruiting body for use as a basic resource to ensure stable production on farms. Compositional analysis of substrates manufactured with different materials in each process revealed that the total carbon content was 42.24–48.22% higher and the total nitrogen content was 1.7–2.29% higher in the processed lot than in the control (i.e., substrate used by the farmhouse; 40.86% and 1.39%, respectively). Meanwhile, the carbon-to-nitrogen ratio was the highest in the control (27.9% vs. 19.12–27.88% in the processed lot). When cultured for 28 days, the mycelium growth was 11.5 and 11.3 mm in substrates 1 and 6, respectively, indicating the fastest growth; meanwhile, the values were 10.1–10.3 mm in the control and substrate 11, showing a similar tendency. Mycelial density did not differ significantly among the processed lots. Yield per bottle was higher in substrates 8 (205.95 g/bottle), 7 (178.51 g/bottle), and 11 (170.63 g/bottle) than in the control (152.2 g/bottle). Fruiting body quality was comparable to controls in all processed lots. Overall, economic effects, such as substrate material prices, should be analyzed, and stability evaluations, such as residual pesticide and harmful microorganisms, should be undertaken along with further detailed examination to ensure safe and stable production on farms.

This study was conducted to establish an appropriate period of use of sawdust spawn at low temperatures and a nutrient supplement medium for cultivation of Lentinula edodes ‘Hwadam’. Of the nutrient supplements, the total yield of rice bran (5%) + corn flour (5%) treatments were 673.3 g, which was higher than rice bran (551.6 g) and wheat bran (546.7 g) treatments, respectively. As shown by the growth of Lentinula edodes ‘hwadam' during to the sawdust spawn storage period (at 4oC), the period of spawn running, browning, fruiting body formation, and development was 27 d, 81 d, 5 d, and 11-13 d, respectively, regardless of the length of the storage period at 4 oC. After 3 months of storage of sawdust spawn, the number of fruiting bodies and yield decreased as the storage period increased. Therefore, the period of use of sawdust spawn (at 4 oC) for the stable production of fruiting bodies of Lentinula edodes ‘Hwadam’ was a maximum of 3 months.

한약재로 사용되는 더덕과 도라지에 표고의 유용성분을 함유한 소재를 개발하고자 더덕표고균사발효물(FCLM)과 더덕도라지균사발효물(FPLM)을 제조하였다. 두 가지 발효물의 일반성분, 유리당, 유기산, β-glucan, ergothioneine, ergosterol, vitamin D2 함량 및 3T3-L1 지방전구세포의 분화에 미치는 영향을 연구하였다. 일반성분 분석결과, FCLM에서 조섬유와 조지방함량이 FPLM에 비하여 높게 나타났으며, FPLM은 조단백질과 가용성무질소물의 함량 이 FCLM에 비하여 높게 나타났다. 유리당은 FCLM과 FPLM 모두 arabinose, glucose, sucrose 3종이 검출되었으며, 총 유리당 함량은 FPLM에서 높게 나타났다. 유기 산 함량은 발효 전 더덕과 도라지에 비하여 발효 후 FCLM과 FPLM에서 낮게 나타났다. β-Glucan 함량은 FCLM과 FPLM 두 발효물에서 대조구로 사용한 표고보다 높은 함량을 보였다. 항산화 물질로 알려진 ergothioneine의 함량은 FCLM이 FPLM보다 높게 나타났다. Ergosterol 함량은 대조구로 사용한 표고에서 가장 높게 나타났으며, 발효물들은 비슷한 함량을 나타내었다. Vitamin D2는 발효물들에서만 검출되었으며, FPLM (0.58±0.01 mg%)가 FCLM (0.47±0.01 mg%)보다 높은 함량을 보였다. 더덕과 도라지 표고균사발효물인 FCLM과 FPLM는 3T3-L1 지방전구세포에 대하여 발효 전 더덕과 도라지에 비하여 높은 수준의 세포 생존율을 나타내었다. 또한 FCLM과 FPLM은 3T3-L1 지방전구세포 분화를 발효 전 더덕과 도라지에 비하여 높은 수준으로 억제하여, 비만 억제 효과 가 있는 것으로 기대된다.

흑타리 UV-B조사시간에 따른 저장특성과 에르고스테 롤함량의 변화를 조사하였다. 중량감모율은 조사시간이 길어질수록 중량의 감소율이 증가하는 경향을 보였다. CO2/O2 조성의 경우 UV-B 조사시간이 길어질수록 증가하는 것으로 나타났다. ΔE는 Lightness와 Redness에서 30분처리와 무처리에서 큰 차이를 보이지 않았지만, Yellowness에서 무처리가 15분처리보다 2.7, 30분처리보다 1.6 높은 값이 나온 것을 확인할 수 있다. 경도에서도 마찬가지로 UV-B 조사시간이 길어지면 빠르게 물러지는 것을 확인할 수 있다. 에르고스테롤의 함량변화의 경우 30분처리가 무처리보다 약 2배 정도 높은 값이 나온 것을 볼 수 있었다. 전자현미경으로 관찰한 결과 UV-B조사시 간이 길어지면 길어질수록 세포벽이 부서지는 경향을 나타냈으며, 30분처리에 비해서 15분처리의 세포벽이 좀 더 양호한 것을 볼 수 있었다. 전체적인 결과로 보았을 때 UV-B 조사시간이 길어지면 저장특성이 나빠지며, 세포벽이 파괴되지만, 에르고스테롤의 함량이 증가하는 것으로 보인다. 하지만, 30분처리의 저장특성에 비해 15분처리의 저장특성이 높았으며, 에르고스테롤의 함량 차이가 크게 나지 않는 것으로 확인되었다. 따라서, UV-B 30분처리를 하게 되면 에르고스테롤의 함량은 증가하지만, 중량의 감소율이 증가하며, 색차값이 달라지며, 세포벽이 많이 부서지는 경향을 나타내었다. 추후 UV-B의 적정조사시간에 대한 추가적인 연구가 필요할 것으로 판단된다.

팽이버섯 생육용 톱밥배지 내 질소함량(1.2~1.8%)과 생육단계 중 억제기 온도(2, 4, 6 ̊C)에 따른 자실체 특성과 저장기간별 저장 특성을 조사하였다. 톱밥배지의 이화학성 분석 결과 배지 내 질소함량에 따른 pH, 탄소함량 등은 차이를 보이지 않았다. 자실체 생육 특성은 배지내 질소함량이 높아질수록 수량은 증가하는 경향을 보였다. 억제기온도의 경우 질소함량에 따라 자실체 생육에 미치는 경향이 달랐는데 질소함량이 1.28%로 낮은 T1의 경우 억 제기온도에 따른 자실체생육에 차이가 없었고 질소함량 1.5% 이상 배지에서는 억제기 온도가 낮을수록 수량과 갓, 대의 길이가 증가하는 것으로 나타났다. 저장기간에 따른 중량감소율은 배지 내 질소함량에 따른 변화는 관찰되지 않았고, 억제기 온도 4 ̊C이하에서 1.50~1.93%로 6 ̊C보다 낮은 중량감소율을 보였다. 자실체 갓 색도는 저장 31일 후 배지 내 질소함량이 높은 T3에 억제기 온도 4 ̊C처리 에서 L값 84.81, ΔE값이 6.3으로 다른 처리구에 비해 갈변도가 적은 것으로 나타났고 관능평가 또한 저장 31일 후에도 5.2점을 받아 판매 가능한 수준의 품질을 유지하였다. 하지만, 전체적인 결과를 봤을 때 배지 내 질소함량과 억제기 온도에 따른 상관관계는 나타나지 않았으며, 두 조건이 복합적으로 팽이버섯의 품질과 저장성에 영향을 끼치는 것으로 보인다. 따라서, 톱밥배지 내 질소함량 및 생육단계별 온·습도 조건에 따른 팽이버섯의 생육과 저장성 특성에 관한 추가적인 연구가 필요할 것으로 판단된다.

본 연구에서는 장수진흙버섯 자실체로부터 메탄올과 열수를 이용해 추출한 물질의 항당뇨, 항콜린에스테라아제, 항염증 효과를 탐색하였다. 항당뇨 실험에서 α-amylase 효소에 대한 메탄올과 열수 추출물의 저해 효과는 1.0~2.0 mg/ml의 농도에서 각각 50.67~61.33%와 52.67~ 65.00%를 보여 양성대조군인 acarbose의 83.67~96.33% 에 비해 크게 낮았으나 α-glucosidase에 대한 메탄올과 열수 추출물의 1.0~2.0 mg/ml의 농도에서의 저해 효과는 각각 74.33~89.67%와 75.67~91.00%를 보여 53.67%와 84.67%를 보인 양성대조군 acarbose에 비해 유의하게 높아 탄수화물 분해효소인 α-glucosidase에 대한 저해 효과가 특이적으로 높았다. 메탄올과 열수 추출물의 아세틸콜린 에스테라아제에 대한 저해 효과는 1.0 mg/ml의 농도에서 각각 96.05%와 94.58%를 보여 양성대조군인 galanthamine (97.80%)과 유사하였으나 butyrylcholinesterase에 대한 저해 효과는 1.0 mg/ml의 농도에서 각각 91.05%와 82.27%를 보여 galanthamine의 저해 효과 81.12%에 비해 유의하게 높았다. 염증 저해 효과 실험에서 RAW 264.7 대식세포 가 배양되고 있는 배지에 메탄올과 열수 추출물을 각각 전처리 후 염증 매개 물질인 LPS를 1 μg/ml 처리하여 24 시간 배양 후 NO 생성의 저해 효과를 조사한 결과 각각의 추출물 농도가 증가함에 따라 생성된 NO의 양도 점차 유의하게 감소하는 경향을 나타내었다. Carrageenan의 주사에 의해 흰쥐의 뒷발에 유도된 부종 저해실험에서는 투여한 메탄올 추출물의 농도가 증가함에 따라 뒷발에 유발 된 부종의 용적도 농도 의존적으로 점차 감소하는 추세를 나타냈다. 따라서 장수진흙버섯의 자실체에 함유된 물질은 항당뇨, 항콜린에스테라아제 및 항염증 효과를 지니고 있어서 천연 건강식품으로의 개발 가능성이 높은 것으로 사료 된다.

복령 발달단계인 균사체(mycelium), 균핵(sclerotium) 및 자실체(fruiting body)에 대한 열수(hot-water), 70% 주정(70% EtOH) 및 70% 메탄올(70% MeOH) 용매별 생리활성 성분과 발달단계별 건조시료의 베타글루칸 및 아미노산 성분함량을 분석하였다. 그 결과, 발달단계별 시료 중에서 균사체의 DPPH 라디컬 소거능, 철 환원 항산화능, 환원력, 아질산염 소거능 및 총 폴리페놀 함량이 균핵과 자실체와 비교하여 유의적 차이를 보이며 높은 것으로 나타났다. 추출용매별 결과, 균사체의 경우 열수추출물(hotwater) 에서 DPPH 라디컬 소거능, 철 환원 항산화능 및 총 폴리페놀 함량이 높았으며, 균핵은 70% 주정추출물 (70% EtOH)에서 철 환원 항산화능 및 총 폴리페놀 함량이, 열수추출물(hot-water)에서 DPPH 라디컬 소거능, 환원력 및 아질산염 소거능이 높았으며, 자실체는 열수추출물(hot-water)에서 DPPH 라디컬 소거능, 환원력, 아질산 염소거능 및 총 폴리페놀 함량이 다른 용매추출물에 비하여 높게 나타났다. 균사체, 균핵 및 자실체 건조시료 중의 베타글루칸 함량은 균핵에서 균사체와 자실체에 비하여 월등히 높은 함량치를 나타냈다. 총 아미노산 및 총 필수아미노산 함량은 자실체와 균사체에서 균핵과 비교하여 월등히 높았으며, 그 중 알기닌(Arg)과 페닐알라닌(Phe) 이 높게 검출되었다.

본 연구에서 생력화가 가능하면서 친환경적인 재배법을 개발하고자 병, 상자를 이용하여 표고의 재배적 특성 및 자실체 생산성을 분석하였다. 재배용기별 배양기간은 병에서 배양된 처리구가 30일, 상자에서의 배양이 35일로 나타났고, 갈변기간은 병 재배가 25일, 상자 재배가 40일 이었으며, 병 배양 후 상자재배가 50일로 가장 길었다. 전체 재배기간은 병이 75일, 상자가 90일, 병 배양 후 상자 재배방식이 105일로 가장 길었다. 재배방식별 버섯 발이 수는 상자 17.8개, 병 배양후 상자재배 14.7개, 병 1개 순으로, 자실체 생산성에도 영향을 끼쳐 상자재배는 945 g, 병 배양 후 상자재배 638 g, 병재배가 70 g으로 나타났다. 건조 배지량별 신선버섯 수량(BE, %)은 상자재배가 32.7%, 병 재배가 24.3%, 병 배양 후 상자재배가 22.1% 순으로 상자재배의 자실체 수량성이 가장 우수하였다. 따라서 상자재배는 갈변기간의 단축과 버섯 수량성에서 병 재배, 병 배양후 상자재배 방식보다 유리한 장점이 있어 친환경 생력화 재배법 개발 가능성을 보여주었다.

최근 ICT기반 스마트팜이 급속도로 증가추세이다. 버섯의 생육환경요인은 온도, 습도, CO2, 광이 주요인이지만 그동안 온도 위주의 자동제어가 사용되어왔다. 큰느타리버섯의 생육환경 조절은 온도는 자동제어하지만 가습과 환기는 경험을 기준으로 한 타이머 사용을 하고 있었다. 이에 본 연구에서는 온도, 습도, 환기까지 자동제어를 통해 큰느타리버섯의 1세대 스마트팜 모델을 설정하기 위한 시험을 진행하였다. 환경제어시스템 및 모니터링 장비를 설치 한 후 기존의 방법으로 재배하고 있는 상태에서 생육실의 조건과 자실체의 생육조사를 실시하였으며 그 결과를 소개하고자 한다. A농가의 경우 온도는 약 17 ̊ C에서 발이시키고 자실체 생육기에는 약 16도로 관리하였다. 습도는 초기 95%로 유지하다가 초발이 이후에는 가습을 하지 않는 경향이었다. CO2 관리는 센서도 없었으며 갓과 대의 모양을 보면서 관행적으로 환기하고 있었고 700 ppm에서 최고 2,500 ppm까지 유지하는 경향이었다. 이 농가의 자실체 품질은 평균 개체중 125g, 대굵기 53 mm, 대길이/대굵기 비율은 1.8, 갓직경/대굵기 1.25 수준으로 A등급(특품)~B등급(상품) 사이에 해당하였다. B농가의 경우는 온도는 약 19~17 ̊C에서 발이시키고 자실체 생육기에는 약 17 ̊C로 관리하였고 생육후기에는 13~15 ̊C였다. 습도는 83~95% 로 육안관찰하면서 관행적으로 조절하는 경향이었다. CO2 관리는 센서는 있었으나 제어는 하지 않았고 갓과 대의 모양을 보면서 관행적으로 환기하고 있었고 640 ppm에서 최고 4,500 ppm까지 유지하는 경향이었다. 이 농가의 자실체 형태는 평균 개체중 102 g, 대굵기 48 mm, 대 길이/대굵기 비율은 2.2, 갓직경/대굵기 1.2 수준이었다. 이러한 결과는 환경조건 특히 CO2 농도에 따라 큰느타리 버섯의 품질이 결정됨을 알 수 있었으며 A농가의 환경조절 방법을 개선하면서 DB화하면 정밀한 스마트팜 모델로 적용할 수 있을 것으로 기대된다.

느타리버섯 톱밥배지 질소함량에 따른 자실체 특성변화 조사를 통해 품종별 적정 질소함량을 구명하여 고품질 느타리버섯 재배를 위한 기초자료로 활용하기 위해 본 연구를 수행하였다. 질소함량을 1.3%, 1.6%, 1.8%, 2.3%로 조절하여 균사생장기간을 조사한 결과 질소함량이 균사생 장속도 및 밀도에는 큰 영향을 끼치지 않는 것을 확인하였다. 하지만 자실체 형성과정 및 자실체 신장에는 질소 함량이 영향을 끼쳤는데, 춘추2호와 흑타리의 경우 질소 함량이 2.3% 이상일 때 갓이 불균일하고 색택 등이 나빠 상품성이 떨어졌으며, 특히 춘추 2호는 유효경수가 3개로 급격히 감소하였다. 솔타리는 질소함량이 1.3% 이하일 때 대 길이가 짧아지고, 유효경수가 6개로 줄어들어 수량도 떨어지는 것으로 나타났다. 그 외 질소함량에서는 정상적인 자실체를 형성하였다. 자실체 특성조사결과 춘추2호는 질소함량 1.8%에서 갓 직경이 27 mm, 대 직경과 길이가 각각 11 mm, 61 mm였고, 색도측정결과 갓의 명도값이 31, 대의 명도값이 80로 상품성이 가장 우수하였으며 유 효경수 또한 25개로 가장 많았다. 흑타리도 질소함량 1.8%에서 갓 직경이 29 mm, 대 직경과 길이가 10 mm, 68 mm, 색도값으로는 갓이 37, 대가 78로 우수하였고, 유 효경수도 19개로 가장 많은 것을 확인하였다. 솔타리의 경우도 갓 직경 및 색도 등 형태적인 특성으로 봤을 때 질소함량 1.8%에서 가장 우수한 버섯을 생산하고 유효경수도 22개로 많았다. 종합적으로 결과를 정리하였을 때, 느타리버섯 품종에 관계없이 질소함량이 1.8%일 때 고품질의 느타리버섯 재배가 가능하였고, 춘추2호와 흑타리는 질소함량이 2.3%이상, 솔타리는 1.3%이하일 때 상품성 떨어지는 느타리버섯이 발생하므로 적정 질소함량인 1.8%로 재배하였을 때 높은 상품성 및 안정적인 수량 확보가 가능할 것으로 판단되었다.