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J. Mushrooms 2014 December, 12(4):293-298 http://dx.doi.org/10.14480/JM.2014.12.4.293 Print ISSN 1738-0294, Online ISSN 2288-8853
© The Korean Society of Mushroom Science
*Corresponding author E-mail : [email protected]
Tel : +82-43-871-5717, Fax : +82-43-871-5702 Received November 5, 2014
Revised December 8, 2014 Accepted December 22, 2014
Changes in the amino acid contents of fruiting body with growing temperature of common mushroom, Agaricus bisporus
Chang-Sung Jhune, Hye-Sung Park, Won Sik Kong, Chan-Jung Lee, Kang-Hyo Lee and Jae-Han Cho*
Mushroom Research Division, National Institute of Horticultural & Herbal Science, RDA Chungbuk Eumseong 369-873, Korea
ABSTRACT: This study was analyzed by HPLC that the changing sugar contents according to the strains of Agaricus bisporus and cultivation temperature. All strains showed that high total amino acid content in 19
oC. 103 strain have been identified as the lowest total amino acids and amino acids content compare to the other strains. The amino acid ‘cysteine’ content is the highest, followed by phenylalanine, glutamic acid, lysine, proline, histidine. This big difference is estimated because in the strains of A.
bisporus and cultivated temperature.
KEYWORDS: Agaricus bisporus, Amino acid
서 론
양송이는 우리나라 재배하는 버섯 중에서 가장 먼저 산 업화된 버섯으로 수출과 생산성 향상을 위하여 재배에 관 련한 많은 연구가 이루어졌다. 양송이는 생산량에서 퇴비 의 중요성이 매우 두드러진 버섯으로 질소원 종류 및 첨 가량(Chung et al., 1971), 양송이 복토재료의 수산화칼슘 과 탄산칼슘의 첨가에 따른 pH (Park et al., 1971), 양송 이 볏짚배지에 밀짚의 혼용효과 (Kim et al., 2010), 양송 이 균사생장과 자실체 수량에 미치는 영향은 영양생장 기 간 중 온도는 30oC일 때 균사생장이 가장 빠르고 낮아질 수록 감소하였고, 복토 수분함량은 70%일 때에 균사생장
이 가장 빠르고 낮은 수분함량에서는 느렸으며, 자실체의 수량은 60%에서 최대이었다. 자실체의 개체중은 20oC, 복토 후 수분이 70%일 때에 최대였다(Cha et al., 1981).
복토 후 7일후에 CO2 농도는 0.16%일 때는 균사생장 및 자실에 형성이 양호하였으나 0.5-2.0%에서는 균사생장 및 자실체 형성이 급감하였다. 양송이 퇴비제조와 관련 (Namguhg, 1975; Park et al., 1981; Shin et al., 1973;
Shin et al., 1979) 많은 연구가 수행되었다.
자실체 성분 중에서 유기산 성분은 lactic, oxalic, fumaric, succinic, malic, citric 및 pyroglutamic acid 등으로 malic, citric, pyroglutamic acid 등이 많이 함유되었다. 특히 유 기산 중에서는 fumaric acid가 가장 많았고, 지방산은 linoleic, palmitic 및 oleic acid가 주요 지방산이었다 (Hong et al., 1988). 핵산관련 성분은 cytidine, uridine, inosine, guanosine, 5'-UMP, 5'-GMP 및 5'-IMP 7종으로 그 중 cytidine 및 inosine 성분이 높았고(Kim et al., 2010), 당은 trehalose, glucose, fructose, mannitol, arabitol, glycerol 등이 확인되었으며, 특히 mannitol, 함량이 가장 높았다고 하였다(Hong and kim et al., 1988). 그 외에 아미노산 함 량(Hong et al., 1981) vitamin D 함량(Lee et al., 1997), 기능성(Kweon et al., 1998; Lim et al., 1998) 등에 대한 다양한 연구가 수행되었다.
양송이에 관련한 연구는 주로 생산성에 대한 연구가 주 를 이루었으며, 자실체 성분에 대한 것은 주로 시중에 판
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매되는 버섯이나 주변농가에서 재배되고 있는 품종 등을 이용하므로 각각의 분석에 사용되는 재료들은 품종, 재배 주기, 재배온도 등에 따른 차이를 구분할 수 있는 자료를 확인 할 수 없었다. 그러므로 본 연구에서는 국내에서 재 배되고 있는 품종을 재배온도별로 재배하여 재배주기별 자실체의 아미노산 함량의 변화를 검토하였다.
재료 및 방법
공시균주 및 재배방법
양송이의 재배온도에 따른 자실체의 아미노산 변화를 확인하기위하여 사용한 양송이 품종은 Agaricus bisporus 101, 103, 505, 705호와 Agaricus bitoquis인 여름양송이, Agaricus potobella 종인 큰 양송이 등 6종을 사용하였다.
재배에 사용한 퇴비배지는 양송이 표준재배법에 준하여 생산된 것을 사용하였으며, 상자에 퇴비를 일정량을 담으 면서 공시품종의 종균을 400 g을 접종하였다. 종균접종 후와 복토후의 균사배양까지는 동일한 온도에서 생육시켰 으며, 버섯발생 후부터 배양온도를 10, 13, 16, 19, 22oC 로 조절하여 버섯발생을 유도하였다.
그 밖의 버섯 재배환경은 탄산가스농도 800-2000 ppm, 버섯발생시 습도는 95%, 발생 후에는 85%를 유지하였다.
자실의 아미노산 성분의 분석에 필요한 시료는 품종, 재 배온도, 수확주기별로 각각 수확하여 냉동고에 보존하며 냉동건조하여 사용하였다.
양송이버섯 자실체의 아미노산 분석 시료조제
자실체의 분석은 AccQ tag법을 사용하였으며, 분석시 료는 냉동건조 후 분쇄한 시료 0.1 g을 6N HCl 1 ml와 섞어 N2 gas 상에서 24시간동안 가수분해하였다. 가수분 해한 시료는 원심 분리하여 상등액 200 μl을 취해 농축하 고, 농축한 것을 25 mM HCl 500 μl에 다시 용해시켜 syringe filter (0.3μm)로 여과하고, AccQ-Fluor Reagent kit로 형광유도체화 반응시켰다. 형광유도체 반응은 AccQ fluor reagent borate buffer sample(standard) = 2 : 1로 total volume이 100 μl가 되게 혼합한 후 55oC에서 반응시 켜 분석시료로 사용하였다.
HPLC에 의한 아미노산 성분 분석
아미노산 분석은 Waters 2795 Separations module, Waters 2475 Fluorscene detector, Empower pro software 를 이용하였으며, 분석용 컬럼은 AccQ-Tag For Hydrolysate Amino Acid Analysis column (3.9×150 mm)을 사용하였다.
이동상은 A용매로 10% AccQ-Tag Eluent A와 B용매로 60% Acetonitrile를 gradient mode로 적용하였다. Injection volumn(volume)은 10 μl를 주입하고 UV detector(λ=248 nm, 37oC)를 사용하여 검출하였다.
결과 및 고찰
양송이버섯 자실체의 아미노산 분석
재배온도별로 공시품종을 재배하여 주기별로 생산된 시 료를 아미노산 성분함량을 분석하고, 그 결과를 합산하여 처리별 총 아미노산을 품종별로 재배온도에 따른 변화를 정리하였다.
재배온도 중에서 가장 높은 총 아미노산 함량을 보이는 것은 19oC 처리로 공시품종 모두 동일한 결과를 보였다.
대부분의 품종들은 온도가 낮아지면 총 아미노산 함량이 감소하는 경향이었으며, 19oC 이상의 재배온도에서도 감 소하는 경향을 보였다.
품종에 따라서는 저온재배에서 총 아미노산 함량이 미 량이거나 전혀 없으며, 특히 고온에서 생장하는 여름양송 이는 10oC와 13oC 재배온도에서는 버섯이 발생되지 않았 다. 양송이 품종별로 보면 가장 낮은 함량을 보이는 것은 103호 품종이었다.
19oC의 재배온도에서 아미노산의 함량이 높은 것은 버 섯생육이 왕성하고, 대사상의 배지에서 버섯으로 양분 이 동이 원활하여 자실체내에 아미노산이 축적되어 함량이 증가하는 것으로 추정되며, 그 이상의 온도에서는 오히려 버섯생육에 억제 또는 높은 온도에 의한 양분의 소모가 높아져서 감소하는 것으로 추정된다. 이 결과를 종합해보 면 품종과 재배온도에 따라 아미노산 함량차이가 발생할 수 있을 것으로 추정이 가능하다고 생각된다. (Fig. 1)
재배온도에 따른 양송이의 품종별 자실체내의 polar amino acid 종류 중에서 가장 함량이 높은 것은 Fig. 1. Change of total amino acid content in the fruit body depending on cultivated mushroom varieties and temperature.
penylalanine(Phe) 이었으며, 가장 낮은 것은 alanine(Ala) 이었다. 재배온도 중에서 가장 높은 polar amino acid 함 량을 보이는 것은 19oC 처리로 공시품종 모두 동일한 결 과를 보였다.
Polar amino acid 아미노산종류 중에서 전품종의 glycine (Gly) 과 일부 품종에서 leucine(Leu)이 온도증가에 따라
성분함량이 계속적으로 증가하는 경향이었으나, 나머지 종류들은 대부분 19oC까지는 증가하였다가 22oC에서는 감소하는 경향을 보였다.
품종에 따라서는 저온(10oC)재배에서 polar amino acid 의 함량이 미량이거나 전혀 없으며, 특히 고온에서 생장 하는 여름양송이는 10oC와 13oC 재배온도에서는 버섯이 Fig. 2. Changes of the polar amino acid in fruiting body depending on mushroom varieties and cultivation temperature.
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발생하지 않았다.
그리고 103호는 재배온도와 상관없이 전반적으로 polar amino acid 함량이 낮았다. (Fig. 2)
재배온도에 따른 양송이의 품종별 자실체내의 nonpolar amino acid 종류 중에서 가장 함량이 높은 것은 cysteine (Cys) 이었으며, 가장 낮은 것은 threonine(Thr) 이었다.
품종간 약간의 차이는 있으나 재배온도 중에서 가장 높은 nonpolar amino acid 함량을 보이는 것은 19oC 처리로 공 시품종 모두 동일한 결과를 보였다. 아미노산 종류별로
대다수의 품종이 온도증가에 따라 계속적으로 함량이 증 가하는 것은 101호 품종의 Thr, Tyr 이며, 나머지 종류들 은 일정하지는 않지만 대부분 19oC까지는 증가하였다가 22oC에서는 감소하는 경향을 보였다. 품종에 따라서는 저 온재배에서 polar amino acid의 함량이 미량이거나 전혀 없으며, 특히 고온에서 생장하는 여름양송이는 10와 13oC 처리에서 버섯이 발생되지 않았다. 103호는 재배온도와 상관없이 전반적으로 polar amino acid 함량이 낮았다.
(Fig. 3)
Fig. 3. Changes of the nonpolar amino acid in fruiting body depending on mushroom varieties and cultivation temperature.
Fig. 4. Changes of the acidic amino acid in fruiting body by mushroom varieties and cultivation temperature.
재배온도에 따른 양송이의 품종별 자실체내의 acidic amino acid 종류는 Aspartic acid(Asp)와 glutamic acid (Glu)는 비슷한 함량을 보였다. (Fig. 4.) 그리고 재배온도 에 따른 온도에 품종간 약간의 차이는 있으나 재배온도 중에서 가장 높은 acidic amino acid 함량을 보이는 것은 19oC 처리로 공시품종 모두 동일한 결과를 보였다. 아미 노산 종류별로 대다수의 품종이 온도증가에 따라 계속적 으로 함량이 증가하는 것은 505, 705 품종의 Asp이었고, 그 외의 다른 처리들은 19oC 재배온도까지는 증가하나 22oC재배에서는 감소하는 경향을 보였다. 101 품종은 10oC저온재배에서는 amino acid의 함량이 미량이거나 전 혀 없었다. (Fig. 4)
재배온도에 따른 양송이의 품종별 자실체내의 basic amino acid 종류에서는 Lys가 함량이 높았으며, arginine (Arg)가 가장 낮은 함량을 보였다. 그리고 품종간의 약간 의 차이는 있으나 재배온도 중에서 가장 높은 amino acid 함량을 보이는 것은 19oC 처리로 일부에서는 22oC까지 증가하는 경우도 있다. 101 품종은 10oC저온재배에서는 amino acid의 함량이 전혀 확인 되지 않았다. (Fig. 5, Fig. 6)
재배온도에 따른 양송이의 품종별 자실체내의 amino acid의 다른 종류들 중에서 ammonia는 그 함량이 매우 낮으며, 재배온도 처리에 따른 별다른 차이가 확인되지 않았다. proline(Pro)는 다른 아미노산 종류와 같이 19oC Fig. 5. Changes of the basic amino acid in fruiting body by mushroom varieties and cultivation temperature
Fig. 6. Changes of the other amino acid in fruiting body by mushroom varieties and cultivation temperature.
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재배온도에서 가장 높은 함량을 보이고 22oC에서는 감소 되는 특성을 보였다. 101 품종은 10oC저온재배에서는 Pro의 함량이 미량이 확인되었다. 전반적으로 양송이의 품종 및 재배온도를 달리하였을 때에 자실체 내의 아미노 산 함량은 저온 재배에서는 매우 낮고, 재배온도가 상승 되면 증가하는 것이 일반적인 경향이며, 103호 품종은 다 른 품종에 비하여 총 아미노산 함량과 분석된 18종의 아 미노산 전체에서 낮은 것으로 나타나 품종 간에 차이가 있는 것이 확인되었다. 아미노산 종류에서는 cysteine 함 량이 가장 높으며, 그 다음으로는 phenylalanine, glutamic acid, lysine, proline, histidine 등이 높았다. 이런 결과들 을 종합해보면 기존에 알려진 양송이의 아미노산 함량에 대한 연구결과에서 아미노산의 종류 및 함량이 큰 차이를 보이는 것은 재배온도와 품종의 차이에 의해 발생 가능한 것이라고 추정된다.적 요
양송이의 품종 및 재배온도에 따른 주기별 자실체 내의 당성분의 함량변화를 확인하기 위하여 HPLC로 분석한 결과. 재배온도 중에서 가장 높은 총 아미노산 함량을 보 이는 것은 19oC 처리로 공시품종 모두 동일한 결과를 보 였다. 103호 품종은 다른 품종에 비하여 총아미노산과 아 미노산 종류별 함량도 품종 중에서 가장 낮은 것이 확인 되었다. 아미노산 종류에서는 cysteine 함량이 가장 높으 며, 그 다음으로는 phenylalanine, glutamic acid, lysine, proline, histidine 등이 높았다. 기존성적에서 연구자별로 차이가 큰 것은 재배온도와 품종의 차이에 의해 발생 가 능한 것이라고 추정된다.
감사의 말씀
이 연구는 농촌진흥청 기관고유연구사업인 ‘주요 식용 재배 버섯의 항산화 및 항종양 기능성 연구’ 과제에서 시 행한 연구결과입니다. (과제번호 : PJ009570)
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