종균의 제조

버섯 돌이

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1. 종균의 종류

종균이란 곡립, 톱밥 등에 버섯균을 순수하게 배양 증식하여 작물의 종자와 같이 사용되는 씨앗이다. 종균제조 방법이 체계화되면서 버섯산업의 발달도 급진전하게 되었다. 우량한 종균을 배양하여 공급하는 것은 단위 수량이나 품질에 영향을 주기 때문에 매우 중요하다. 종균은 재료에 따라 곡립종균, 톱밥종균, 퇴비종균, 종목(고마)종균 및 성형종균 등으로 구분하며, 곡립종균은 양송이, 톱밥종균은 느타리버섯, 표고버섯, 영지버섯, 뽕나무버섯, 퇴비종균은 풀버섯, 종목종균이나 성형종균은 표고종균으로 사용되고 있다.
이들 종균은 일정한 시설과 제조기술 자격을 갖추고 있는 종균배양소에서 생산하고 있다. 따라서 종균배양소는 종균의 품질을 유지하고 농가에서 사용할 때까지 청결한 상태에서 모든 작업이 수행되어야 하며 버섯재배농가에 보급하는 순간까지 종균의 품질을 보증하여야 한다.

2. 종균제조시 필요기기 및 시설

균 증식 및 배양에 필요한 무균상, 균이식기구, 항온기와 배지제조시 살균을 위하여 소형 및 대형 살균기, 균 접종 및 배양에 필요한 무균실, 배양실, 저장시설 등이 갖추어져야 한다.

3. 접종원 준비 및 배양

종균제조시 원균을 직접 사용할 수 있으나 대량으로 생산할 경우 원균을 사용하면 시간과 노력이 많이 소요되기 때문에 대량 증식을 위한 중간단계로서 원균을 1차 곡립이나 톱밥에 증식한 것을 접종원이라고 한다.
곡립 접종원은 배지의 수분함량을 대량 종균 제조시보다 2∼3% 정도 낮게 한다. 또한 배양기간 중 흔들기 작업을 하여 곡립이 덩어리지지 않도록 하여야 한다. 톱밥 접종원은 톱밥과 미강을 8:2로 혼합후 수분을 65% 내외로 조절하여 살균·접종·배양하여 사용한다. 원균 시험관 1개로 2∼3 파운드의 접종원 제조가 가능하다. 접종원 배양기간은 25∼30일이다.

4. 종균제조

1) 곡립종균 제조법

곡립종균 제조방법이 Sinden에 의하여 개발된 이래, 밀, 호밀, 수수 등이 종균 배지 재료로 이용되어 왔다. 곡립제조용 곡립의 수분조절은 끓는 물에 침지하거나 수증기로 쪄서 밀은 수분함량을 45∼50%로, 호밀은 48∼52% 정도로 조절한다. 예로서 703호, 705호는 505호 보다 약간 수분을 적게 하는 것이 좋다.
곡립에 대한 간이 수분함량 측정법은 밀을 횡으로 절단하였을 때 중앙 부분의 1∼2mm 정도가 백색 원형으로 남아있고 주위는 익은 상태가 되었을 때를 자숙 종료 기준으로 한다.
수분조절이 끝난 밀은 선풍기 등을 이용하여 유리수분을 제거한 후 곡립의 결착을 방지하기 위하여 석고를 배지무게의 0.6∼2%, 산도조절을 위하여 탄산석회를 석고량의 1/4∼1/2 정도 고루 배합한 다음 1,000cc 링거병에 454g (부피 750∼800cc 정도)씩 넣고 2등품 이상의 솜으로 마개를 한다.
입병작업이 완료되면 즉시 살균을 하도록 한다. 이때, 살균에 영향을 미치는 요인은 초기온도, 용기의 크기 및 종류, 배지의 수분함량 및 밀도, 수증기 온도와 압력, 살균 솥의 크기나 형태 등이다.
살균시간은 121℃에서 70∼90분간 실시한다. 살균후 곡립배지는 호화되어 곡립 알끼리 뭉쳐지므로 살균기에서 꺼내자마자 흔들어 주어야 한다. 이 작업을 생략하면 균덩이가 형성되어 종균으로 사용할 수가 없다.
냉각실에서 냉각된 배지는 무균실로 옮겨 접종원을 1∼2스푼씩 접종한다. 이때 접종스푼은 수시로 화염소독을 하고 접종 중에는 가능한 공기유동이 적도록 한다. 접종이 끝나면 접종원이 완전히 곡립 속으로 들어가도록 흔들어 준다.
종균배양실의 온도는 25℃ 내외, 습도는 70% 이하가 되도록 한다. 배양 중에는 균의 생장속도에 따라 3∼6일 간격으로 잘 흔들어 균덩이 형성을 방지하고 균일하게 생장이 되도록 한다. 종균의 배양기간은 약 20∼30일 정도가 소요된다. 배양 중에 생장이 극히 부진하거나 잡균에 오염된 종균, 균덩이가 형성된 것 등은 수시로 선별하여 제거하되 잡균에 오염된 것은 살균 후 폐기하는 것이 좋다.

자숙 후 입병

배지 살균

완성된 종균

(1) 종균진단 요령

① 종균의 배양과정 중 잡균이 발생하는 원인 :

• 살균이 잘못되었을 때
• 오염된 접종원의 사용
• 접종중 무균실에서의 오염
• 배양중 솜마개로부터 오염
• 배양실의 온도변화가 심할 때
• 배양실 및 무균실의 습도가 높을 때

② 유리수분의 생성원인 :

• 곡립배지의 수분함량이 높을 때
• 배양기간중 변온이 심할 때
• 에어콘 또는 외부의 찬 공기가 유입될 때
• 장기간의 고온저장
• 배양후 저장실로 바로 옮길 때

③ 균사발육 부진 원인 :

• 살균한 곡립배지의 온도가 높을 때 접종
• 퇴화된 접종원의 사용
• 배양실의 적온유지가 안될 때
• 곡립배지의 수분함량이 극히 적을 때
• 곡립배지의 산도가 너무 낮거나 높을 때
• 세균에 오염되었을 때

(2) 종균의 저장 및 관리

배양이 완료된 종균은 즉시 심는 것이 활력이 왕성하므로 가장 좋으나 농가의 종균재식 준비가 불충분하거나 대량으로 배양할 경우에는 저장을 해야 한다. 저장온도는 0∼5℃의 저온으로 어두운 곳에 하되 온도는 단계적으로 서서히 하강시키며 저장 중에도 수시로 흔들어 준다. 종균은 저장중 온도가 높고 기간이 길수록 균사가 노화되기 쉬우며 활력이 떨어지고 수량이 감소되므로 단기간의 저장이라도 반드시 냉암소에 보관하는 것이 필수적 조건이다.

2) 톱밥종균제조

톱밥을 이용하여 종균제조가 가능한 버섯은 느타리버섯(Pleurotus ostreatus), 표고버섯(Lentinus edodes), 팽이버섯(Flammulina velutipes), 맛버섯(Pholiota nameko), 잎새버섯(Grifola frondosa), 뽕나무버섯(Armillariella mellea), 목이버섯(Auricularia auricula), 털목이버섯(Auricularia polytricha), 영지버섯(Ganoderma lucidum) 등이 있는데 이들은 죽은 생물체에 기생하면서 영양원을 섭취하여 균사 생장후 자실체를 형성하는 성질을 갖고 있다.

(1) 톱밥종균제조과정

(2) 재료선택

① 톱밥종류

느타리버섯, 팽이버섯, 만가닥버섯의 종균 제조에는 포플러, 오리나무, 느티나무, 버드나무 같은 활엽수톱밥, 표고버섯, 목이버섯, 영지버섯, 잎새버섯, 뽕나무버섯, 맛버섯의 종균제조에는 상수리나무, 굴참나무, 밤나무, 갈참나무, 너도밤나무, 나도밤나무와 같이 단단하며 탄닌을 함유한 활엽수톱밥, 잣버섯과 복령은 적송톱밥, 잔나비걸상 버섯은 전나무 톱밥이 사용되고 있다.

② 영양원

식용버섯의 균사가 생장할 때나 자실체를 발생시킬 때는 에너지원이 필요하게 되는데 이때 목재성분인 헤미셀룰로스, 셀룰로스, 리그닌 등만으로는 부족하므로 쌀겨, 옥수수피, 밀기울, 탈지강 등 영양원을 인위적으로 공급해야 한다. 이들 영양원은 질소원뿐만 아니라 칼슘 등의 미량원소를 함유하며 발이를 촉진하는 비타민 등을 공급한다.

(3) 종균제조

준비된 톱밥과 영양원을 혼합하여 사용하는데 이때 영양원은 부피비로 톱밥량의 20∼25%를 첨가하고 배지의 pH를 조절하기 위하여 탄산칼슘을 0.1∼1%정도 첨가한다. 수분함량은 63∼65%로 조절한 다음 입병하고 121℃에서 70∼90 분간 살균한다. 살균이 끝난 배지는 냉각실로 옮기고, 배지온도가 30∼40℃까지 냉각된 후 무균실로 옮겨 20∼25℃정도에서 종균접종을 실시한다. 접종량은 100mL당 0.8∼1.0g정도를 넣는다. 접종원 한 병으로 80병 정도 접종이 가능하며, 접종후 25∼30일이 경과하면 종균은 배양이 거의 완료된다.

(4) 배양실 관리요령

① 온도를 정온 상태로 유지하여 온도변화에 의한 응결수가 형성되지 않게 할 것
② 실내습도는 70%이하로 낮게 관리하여 잡균발생을 줄일 것
③ 가끔 신선한 공기 주입으로 균사생장이 좋게 할 것
④ 실내는 어둡게 관리하여 원기형성이 되지 않도록 할 것
⑤ 배양실에 종균이 없을 때는 소독 및 청소를 철저히 할 것
⑥ 접종후 4∼7 일째부터 잡균선별에 철저를 기할 것
⑦ 배양이 완료된 종균은 바로 저장실로 옮길 것

3) 액체종균

버섯균의 액체배양법에는 정치배양법, 통기배양법, 진탕배양법 등이 있으며 이 방법은 버섯균의 생리, 생태작용의 관찰을 포함하여 발효액의 화학성분 분석 및 균체 대량증식에 활용되며 버섯균이 생육하기에 적합한 영양원으로 조성된 액체배지에서 균사배양을 하여 고체종균 대용으로 사용할 수 있다. 주로 액체종균은 팽이 및 큰느타리의 병재배 및 봉지재배 그리고 느타리버섯 종균제조시 접종원으로 이용되고 있다.

(1) 정치배양법(stationary culture) : 용기 내에 배양액을 넣고 살균한 균 접종후 정온기 내에서 배양하는 방법이다. 대형의 배양 병을 이용할 경우 호기성 균일수록 액층 깊이보다는 표면적을 넓게 할 필요가 있다.

(2) 통기배양법(aerate culture) : 호기성 미생물인 곰팡이나 효모를 액체 내에서 대량증식 시키고자 할 경우에 사용한다. 이 목적을 위하여 일반적으로 삼각플라스크 등에 여과관을 연결하여 이것을 거쳐 공기를 넣어줄 수 있는 간단한 장치가 필요하다.

(3) 진탕배양법(shaking culture) : 이 배양법은 통기배양법의 일종으로, 왕복진탕법 (reciprocating shaker, 보통 120∼140rpm) 또는 회전진탕법 (rotary shaker, 보통 150∼300rpm)을 사용하여 300∼500㎖들이 삼각플라스크 또는 원형 플라스크 등을 고정시켜 배양액을 연속 진탕함으로써 효과적으로 통기와 교반을 통해 균을 배양한다.

(4) 발효조에 의한 배양법 : 실험용 발효조는 공업용 발효조를 작게 만든 것으로서 대량배양을 위한 제조건의 검토를 위하여 사용되고 있다. 발효조의 일반적인 구조를 보면 스테인레스 스틸 또는 유리 원통 발효조의 뚜껑에는 교반기, 공기흡입구, 공기배기, 균 접종구, 배지 주입구, 산·알칼리·소포제 첨가구 등이 장치되어 있다. 보통 3∼30ℓ정도의 용적을 가진 것이 많으며, 이때 배양액의 주입량은 발효조 용적의 40∼60%이다.

(5) 간이 통기 배양

① 배양용기의 조립

배양 용기는 종균의 생육 상태를 관찰할 수 있는 투명한 경질유리로서 고온과 고압에서 견딜 수 있는 것을 선택한다. 용기뚜껑은 살균시 변형되지 않고 밀폐효과가 좋은 실리콘 제품을 사용한다. 그리고 뚜껑에는 공기주입구는 직경 3.5mm, 공기배출구, 원균 접종구, 종균 채취구는 ø5.5mm의 스테인레스 파이프를 끼울 수 있게 만들고 각 파이프 끝에는 실리콘 튜브를 연결하며 공기 주입구와 배출구에는 0.2㎛ 휠터홀더를 1개씩 달아준다.

② 액체 배지조제의 예

배양용 뚜껑의 조립 예

표1. 액체종균과 톱밥종균의 배양기간 비교

구분	접종원 배양	종균배양	종균 사용후	소요기간(일)
배양용기	플라스크(링겔병)	배양병(PP 병)	PP병(PP병)	37(76)
팽이버섯	12(28)	5(25)	20(23)	37(76)
버들송이	15(30)	10(35)	30(35)	55(105)
느타리	10(23)	7(20)	18(20)	35(63)

* ( ):톱밥종균

감자 추출배지의 조제시 물 10ℓ당 껍질을 제거한 생감자 1kg을 잘게 썰어 열수추출후 설탕 200g 첨가한 다음 거품 방지제인 안티폼 (Sigma A-5551)을 1㎖ 첨가한다.
배지의 적정 pH는 버섯 종류에 따라 차이가 있다. 예로서 팽이버섯, 버들송이의 pH는 6.0∼6.5, 느타리와 애느타리는 4.0이 좋다.
이 외에도 대두박 배지는 대두박을 곱게 빻아서 물 10L당 30g을 넣고 황백당 300g, 인산가리 10g, 황산마그네슘 5g을 섞은 후 안티폼 1㎖를 넣어 살균후 사용하거나, 원예용 4종 복비인 액상 하이포넥스는 물 10ℓ당 30㎖을 넣고 설탕 300g, 펩톤 30g 첨가하여 녹이고 안티폼 1㎖를 넣어 살균후 사용한다.

배양액량(ℓ)	면적당 용기 수(개)	용기내 용액온도(℃)	121℃도달시간(분)
2.0	4.0	6.0	10.0
10	5	4	2
27	26	26	25
37	52	62	105

③ 액체종균의 배양

미리 배양된 액상 접종원을 균질기로 갈아서 원균 접종구를 통하여 넣어준다. 이 때 접종원이 용기 내로 용이하게 주입되도록 공기 배출구를 열어둔다. 접종량은 배지량의 1/10∼1/100이다. 균사배양기간 중 분당 0.5ℓ의 공기가 주입된다. 접종원의 주입이 끝난 배양용기는 공기 주입구의 휠터를 통하여 압축 공기를 넣어주고 공기 배출구의 휠터를 통하여 빠져나갈 수 있도록 하고 나머지 2개의 파이프는 막아둔다. 팽이버섯의 경우 적정배양 온도는 22∼25℃, 기간은 5∼7일이 소요된다. 배양기간이 길어지면 균사체 덩이가 커져서 채취구 통과가 어렵다.

④ 균 접종

액체배양이 완료된 접종원은 사용 전에 반드시 잡균오염 여부를 검사해야 한다. 검사에 사용되는 기본배지는 세균의 경우 YMA배지, 곰팡이류의 경우 한천 또는 톱밥배지에 접종 후 고온(45℃)과 저온(25℃)에서 배양하면서 오염여부를 관찰한다.
톱밥배지 850㎖병당 액체종균의 접종량은 10㎖정도가 알맞다. 이때 액체종균의 접종량이 너무 많으면 배지 내의 공기유통이 불량하게 된다. 접종방법은 무균상 내에서 수작업(2인 1조)으로 하는 방법(1,000병당 30분소요)과 고압 분사 노즐을 이용하는 기기 접종방법이 있다.