일부 폐 리그노셀룰로오스 물질로부터 느타리버섯(Pleurotus ostreatus) 생산 및 구조 변화의 FTIR 특성 분석

Scientific Reports 13권, 기사 번호: 12897(2023) 이 기사 인용

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본 연구에서는 굴(Pleurotus ostreatus) 버섯을 헤이즐넛 가지(HB)(Corylus avellana L.), 헤이즐넛 껍질(HH), 밀짚(WS), 왕겨(RH) 및 커피 찌꺼기(CG)에서 재배했습니다. 느타리버섯 재배에 헤이즐넛 가지 폐기물이 처음으로 사용되었습니다. 본 연구에서는 각 폐기물 유형을 100~50% 혼합하여 퇴비를 제조하여 버섯을 재배했습니다. 수확된 버섯 갓으로부터 수확량, 생물학적 활성, 산란 시간, 총 수확 시간 및 버섯 품질 특성을 결정했습니다. 또한, 버섯 생산 결과 리그노셀룰로오스 물질(추출 함량, 홀로셀룰로오스, α-셀룰로오스, 리그닌 및 회분 함량)에 대한 화학적 분석을 실시하고 초기량에 따른 변화를 조사하였다. 또한, FTIR 분석을 통해 폐 목질계 물질의 구조 변화를 특성화했습니다. 연구 결과, 대조 시료로 사용된 밀짚에서는 172g/kg의 수율이 나타났고, 헤이즐넛가지 가지치기 폐기물에서는 255g/kg으로 나타났다. 가장 높은 산란 시간(45일)은 헤이즐넛 껍질과 커피 찌꺼기를 혼합하여 만든 퇴비에서 결정되었습니다. 본 연구는 HB 폐기물이 느타리버섯(P. ostreatus) 재배에 사용될 수 있음을 보여주었습니다. 버섯재배 후 홀로셀룰로스와 α-셀룰로오스 함량은 감소한 반면 회분 함량은 증가하였다. FTIR 분광학은 셀룰로오스, 헤미셀룰로오스 및 리그닌 성분과 관련된 파장에서 상당한 변화가 발생했음을 나타냅니다. 가장 중요한 변화는 1735, 1625, 1510, 1322 및 1230 파장에서 발생했습니다.

전 세계적으로 약 2000종의 식용 버섯이 있습니다. 이러한 버섯 종 중 일부는 적절한 조건이 만들어지면 일년 내내 매일 자랄 수 있습니다. 가장 일반적으로 재배되는 버섯종은 흰양송이버섯(Agaricus bisporus), 느타리버섯(Pleurotus spp.) 및 표고버섯(Lentinula edodes)1입니다. 느타리버섯은 영양분 함량이 높아 혈당 수치를 낮추고 암 발병 위험을 줄여줍니다1,2. 느타리버섯은 재배가 가장 쉽고, 필요한 조건이 충족되면 재배 기간이 가장 짧습니다. 또한 재배에 필요한 비용도 다른 버섯종에 비해 경제적으로 저렴합니다. 유기 농업 폐기물 기반 기질에서 쉽게 자랄 수 있기 때문입니다. 다른 버섯 종에 비해 매우 다른 기질 재료에서 자랄 수 있습니다1,3,4. 일반적으로 버섯 재배에는 짚, 톱밥, 면화 폐기물과 같은 리그노셀룰로오스 물질이 풍부한 기질이 선호됩니다3,5,6. 그러나 기질로는 야자나무, 옥수수 속대7, 사탕수수 펄프, 코코넛 섬유, 사탕수수 펄프 및 이들의 조합3, 병아리콩 짚 및 해바라기 머리8, 판지 및 식물 섬유9, 헤이즐넛 잎, 틸리아 잎, 밀짚 및 유럽 포플러 잎5도 테스트되었습니다. 현재까지 느타리버섯 재배에 사용되어 왔습니다. 이들 기질 중 밀짚재료는 리그닌, 셀룰로오스, 헤미셀룰로오스가 풍부하여 균사체 성장과 과실 형성에 영양분을 제공할 수 있습니다. 또한 높은 생물학적 효율성을 제공한다고 명시되어 있습니다5. 그러나 Girmay9과 Mandeel et al.10에 따르면 톱밥은 수확량과 성능이 낮은 것으로 나타났는데, 그 이유는 단백질 함량이 낮은 톱밥은 곰팡이 생장에 부족하기 때문이라고 한다.

많은 리그노셀룰로오스 물질이 느타리버섯을 재배할 수 있는 잠재력을 가지고 있지만, 리그노셀룰로오스 물질의 영양분 함량은 버섯 수확량 및 성장에 큰 영향을 미치는 요인인 것으로 보입니다. 리그닌과 셀룰로오스 함량이 높은 기질은 버섯 수확 시간을 연장시키는 것으로 보고되었으며, 영양분 함량이 높은 기질은 함량이 낮은 기질에 비해 곰팡이의 집락화 과정을 촉진하는 것으로 보고되었습니다. 영양분 함량이 낮은 기질은 녹색 곰팡이와 같은 오염을 일으킬 것이라고 명시되어 있습니다11. 모든 종류의 리그노셀룰로오스 재료가 느타리버섯 재배에 사용될 수 있지만 일부 리그노셀룰로오스 재료는 가용성 측면에서 국가 및 지역마다 다를 수 있습니다5,12.