로그 만들고 처음 김치에 관련해서 올린 글이 김치에서 분리된 신종 유산균들이었는데, 최근에 새로운 유산균 발견 소식을 들려서 또 포스팅을 해야겠다고 마음먹고 있었습니다만 차일피일 미루다가 오늘에야 포스팅을 합니다.

1. Tetragenococcus koreensis (테트라제노코커스 코리네시스)
Teteragenococcus속은 Enterococcaceae과에 속하는데, 유산균의 범위에 넣을수 있을지는 좀 생각해 봐야 할 문제입니다. 요즘은 Enterococcus(엔테로코커스; 일반적으로 장구균이라고 부릅니다.)속 세균들도 유산균이 아니라고 보는 경향이 많아지고 있기 때문입니다. Enterococcus속 세균들이 항생제 내성 슈퍼박테리아를 생성하는데 큰 역할을 하는 것으로 보여지기 때문에, 항생제 내성문제로 Probiotics(프로바이오틱스)에서 제외하고 있고, 정장제제로서의 사용도 거의 되지 않게 되었기 때문입니다. 뭐 이문제에 대해서는 다음에 항생제 내성 '슈퍼박테리아'에 대해서 한번 포스팅을 하기로 하고 넘어가겠습니다.
Teragenococcus koreensis 는 신종미생물 분야에 권위자인 KAIST 이성택 교수님 팀이 발견했습니다(한국에 이쪽 분야가 아주 활발하기 때문에 더 유명한 분들도 계심). 이 세균은 당지질중의 하나인 rhamnolipid(람노리피드)를 생산하는 특징이 있습니다.

Rhamnolipid는 6탄당인 Rhamnose(람노스) 하나 혹은 두개와 지방산이 결합되어 있는 형태로 되어 있는 화합물인데, 천연 계면활성제, 유화제, 곰팡이 살균제, 항생제, 음이온 착화합물로써 작용할 수 있다고 합니다.

2. Lactobacillus kimchicus (락토바실러스 김치쿠스)
Lactobacillus kimchicus는 경희대 양덕춘 교수팀에서 발견한 균주로, β-glucosidase(베타-글루코시데아제)라는 효소를 생성하는 유산균입니다. β-glucosidase는 인산의 약리성분인 ginsenoside(진세노사이드: 인삼 사포닌을 통틀어 부르는 명칭)들 중 당이 붙어 있는 형태인 배당체(glycoside)를 비배당체(aglycone)으로 분해할 수 있는 효소이기 때문에 인삼연구를 하시는 약덕춘 교수님 연구팀에서 발견하게 된 것입니다. 
우리가 흔히 '인삼이 잘받는 체질'이 있는 반면, 인삼을 먹어도 잘 받지 않는 체질이 있다고 알고 있는데요.. 이것은 우리의 장에 살고 있는 미생물의 종류에 의해서 많이 좌우 됩니다. 장에 살고 있는 미생물들 중에 β-glucosidase 효소 활성이 높은 미생물들이 있어서, 인삼의 ginsenoside를 비배당체로 분해할 수 있는 사람들이 주로 인삼의 효능을 더 보게 되는데요. 비배당체 형태의 ginsenoside들이 더 약리효과가 뛰어난 것으로 알려져 있습니다. 그래서 β-glucosidase 활성이 높은 미생물로 인삼을 발효하면, 비배당체의 ginsenoside가 증가하여 장내에 그런 미생물이 별로 없더라하더라도 인삼의 효과를 볼 수 있게 하기 위한 제품을 만들 수 있기 때문에  훨씬 β-glucosidase 활성이 높은 세균을 분리한 것입니다.


 <β-glucosidease에 의한 배당체 Ginsenoside Rb1의 비배당체 ginsenoside Rd으로의 전환> 


<Lactobacillus kimchicus의 투과전자현미경 사진>


3. Lactobacillus koreensis (락토바실러스 코리네시스)
Lactobacillus koreensis 또한 Lactobacillus kimchicus와 마찬가지로 경희대 양덕춘 교수팀에서 발견하였고, 발표도 같은 시기에 발표되었습니다. 특징적인 물질을 생산한다던가 하는 것에 대한 언급은 논문에 없습니다만, 대부분의 김치에서 발견되는 Lactobacillus 속 유산균들이 그렀듯이, 이상젖산발효(발효산물로 젖산 이외에 다른 발효산물도 같이 만드는 발효)를 하는 Lactobacillus속 유산균입니다.


<Lactobacillus koreensis 주사전자현미경 사진>

참고문헌
1. International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology (2005), 55: 1409–1413
2. International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology (2010), doi:10.1099/ijs.0.017418-0
2-1. Journal of Microbiology (2005) 43: 456-462
3. International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology (2010), doi:10.1099/ijs.0.021386-0
Posted by 김치유산균

미생물의 마술 - 발효

 

특이한 세계의 발효식품들

 

음식의 맛이라는 것은 문화적인 차이에 의해 좌우되기도 하기때문에 그것을 즐기는 사람들에게는 너무나도 좋은 맛과 향을 느끼게 하지만, 다른 사람들에게는 거부감을주는 경우도 꽤 많은 편이다. 단적인 예가 태국의 과일 ‘두리안’인데,두리안의 냄새를 아주 싫어하는 서양인들도 강한 향의 치즈는 즐겨 먹는다. 놀라운 사실은 두리안이나 강한 향의 치즈나 동일한 향기를 가지고 있다는 사실인데, 이 두 음식은 공통적으로 배설물의 냄새를 가지고 있다. 즉 비슷한 냄새이지만 익숙한 음식의 향기는 맛있는 냄새로 느껴지고, 익숙하지 않은 음식의 냄새는 악취로 느껴지는 것이다.

일본의 모야시몬(もやしもん)이라는 미생물을 주제로 한 애니메이션에서 악명 높은 냄새를 가진 세계 3대발효식품에 대한 이야기가 나오는데, 오늘은 이 세 가지 발효식품에 대해서 살펴볼까 한다. 악취로 악명 높은 발효식품이지만 익숙한 사람들에게는 그 향기가 매우 맛있는 냄새라는 것을 잊지 말자.

 

악취 나는 발효식품 3: 키비악(kiviak)

키비악은 캐나다의 에스키모인 이뉴잇(innuit)족의 발효식품으로 바다표범의 배를 가르고 내장을 제거한 후 바다쇠오리나 북극뇌조 같은 새들을 잡아서넣은 후 다시 배를 실로 묶어서 이글루의 천정에 매달아 두었다가 겨울동안 삭혀서 먹는 음식인데, 이뉴잇족의부족한 비타민 보충을 위해 꼭 필요한 음식이었다. 이 키비악을 먹는 방법은 바다표범의 뱃속에서 새를꺼내 새의 항문을 빨아서 먹는다고 하니 신기할 따름이다. 현재는 캐나다 현지에서도 매우 구하기 힘든것으로 알려져 있다.

 
왼쪽사진-키비악의 사진(바다표범의 사체안에 가득 들어 있는 바다새)
오른쪽 위-바다표범의 사체에서 꺼낸 발효된 바다새
오른쪽 아래-키비악을 먹는 모습
 

악취 나는 발효식품 2: 삭힌 홍어회

전라도 지방의 잔칫집에 가면 빠지지 않고 등장하는 것이 삭힌 홍어회이다. 키비악보다 다섯 배나 강한 냄새와 먹었을 때 콧구멍이 뻥 뚫리는 듯한 느낌으로 사람들에따라 호불호가 명확하게 갈리는 음식이다. 홍어를 삭혔을 때 다른 생선들과 다르게 썩지 않고, 발효가 되는 이유는 홍어에는 다른 생선들과 다르게 요소 성분이 많이 들어 있어, 미생물의 분해에 의해 암모니아가 많이 형성되어 pH가 증가하여 부패균들이 자랄 수 없게 되기 때문이다. 덕분에 암모니아에 의한 강한 향을 갖게 되었지만, 돼지고기 삼겹살과 잘 익은 김치, 그리고 삭힌 홍어회를 곁들여 먹는홍어삼합은 홍어 마니아들에게는 막걸리와 함께 먹을 수 있는 최고의 안주일 것이다.

 

악취 나는 발효식품 1: 스르스트뢰밍(Surstrőmming)

스웨덴 북부지방의 발효식품인 스르스트뢰밍은 삭인 홍어회보다 그 냄새가 약 100배 정도 강한것으로 알려져 있어, 세계 최고의 악취를 자랑하는 발효식품으로 그 명성이 자자하다. 소금에 절인 청어를 통조림으로 만든 것인데, 일반 통조림과 다른것은 살균을 하지 않는다는 것이다. 따라서 통조림 내부에서 계속적으로 발효가 진행되기 때문에 통조림이점점 부풀어 오르게 되는데, 터질 정도로 빵빵하게 부푼 스르스트뢰밍은 개봉 시에도 무척이나 조심해야한다고 한다. 통조림의 폭발 위험성 때문에 항공기내에 화물로 싣는 것이 금지되어 있어서인지, 국내에 수입이 되지 않는다. 스웨덴에 여행을 갈 기회가 생기면 한번도전해 볼만한 음식이 아닐까.



















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스르스트뢰밍을 시식하는 동영상이 있어서 퍼왔습니다.
간접적으로나마 스르스트뢰밍의 '향기'를 느껴보시기 바랍니다.

Posted by 김치유산균

미생물의 마술 -발효

막걸리와 유산균

재작년부터 불기 시작한 우리술 막걸리의 열풍이 2년이 지난 현재까지도 뜨겁다. 이러한 막걸리에 대한 폭발적인 반응은 막걸리가 유산균이 풍부해서 건강에 유익한 술이라고 알려지게 된 것이 가장 큰 이유 중에 하나인데, 일부 인터넷에 떠도는 이야기들 중에는 ‘막걸리 1병의 유산균과 요구르트 100병의 유산균이 맞먹는다’라는 막걸리 예찬론이 퍼지기도 하였다. 오늘은 막걸리의 유산균에 대해서 살펴볼까 한다.

막걸리도 술이기 때문에 막걸리의 발효에서 가장 중요한 역할을 하는 것은 효모이다. 그러나 효모는 막걸리의 원료로 사용되는 쌀, 밀 등의 전분질 원료를 이용하여 알코올을 만들어 낼 수 없는데, 효모는 포도당이나 설탕과 같은 작은 크기의 탄수화물들만 이용할 수 있기 때문이다. 우리조상들은 누룩을 사용한 병행복발효를 통해 이 문제를 해결했는데, 이는 전분의 당화와 알코올 발효가 동시에 진행되도록 하는 방법이다. 누룩에는 효모와 유산균, 그리고 전분을 분해할 수 있는 국균이라 불리는 곰팡이가 포함되어 있다. 발효과정에서 국균에 의해 전분은 포도당으로 분해되고, 이 포도당을 이용하여 효모는 알코올을 만들어 낸다. 그렇다면 유산균의 역할은 무엇일까? 일반적으로 포도주나 일본청주(사케)의 양조에서 유산균은 유해균으로 여겨지는데, 술을 쉬게 해 품질을 떨어뜨리는 원인이기 때문이다. 막걸리의 양조에서는 유산균을 유해균으로 여기지는 않으나 유통기한이 길지 못한 이유가 된다.


정말 막걸리에 요구르트 100병에 해당하는 수의 유산균들이 들어있을까? 국순당에서 판매하고 있는 ‘우국생’을 기준으로 살펴보면 출고시에는 한 병에 약 300만 마리 정도가 존재하여 요구르트에 비해 훨씬 적은수의 유산균이 존재하나, 10℃에서 음용 한계 시점인 30일이 경과하였을 때는 약 250억 마리까지 증가 할 수 있어 일반 발효유 38병, 농후 발효유 약 2병 정도에 해당되는 수가 존재 할 수 있다. 농후 발효유 중에는 한 병에 400억 마리 이상의 유산균이 포함된 제품도 있기 때문에 막걸리에 요구르트보다 훨씬 많은 유산균이 존재한다는 주장은 타당성이 없어 보인다. 그러나 다른 주류보다는 훨씬 많은 수의 유산균이 들어있기 때문에 다른 술보다는 우리 장에 유익한 기능을 할 것으로 기대 할 수 있을 것이다.


막걸리에 존재하는 유산균들은 요구르트에 존재하는 유산균들과 어떤 차이가 있을까? 분자생물학적 방법으로 충남대학교 한남수 교수팀이 분석한 결과에 따르면 검출된 유산균 모두 락토바실러스(Lactobacillus)속이었다. 요구르트 발효에서는 빠른 발효를 위해 유산만을 만들어내는 유산균을 주로 사용하는 반면, 막걸리에서는 발효과정에서 젖산뿐만 아니라 이산화탄소를 생성하는 유산균이 많았다. 이러한 차이점 때문에 막걸리는 특유의 톡 쏘는 청량감을 가진다.


막걸리에 들어있는 유산균들이 특별히 다른 유산발효식품에 존재하는 유산균보다 건강에 유익하다는 증거는 없다. 실험적으로 증명이 필요하겠지만, 필자의 개인적인 추측으로는 막걸리의 유산균들이 다른 유산균들보다는 알코올에 대한 저항성이 클 것이라고 예상해 볼 수 있다. 그렇다면 막걸리의 유산균들이 우리 장에 잘 정착한다면 과음을 하더라도 장에서 오랫동안 유지 될 수 있을지도 모를 것이다. 막걸리 산업에 뛰어든 대기업들은 과장된 정보에 기대 막걸리의 열풍을 이어가려 하지 말고, 이런 분야의 연구에 투자하는 것이 더 중요할 것이다.




본문은 대구가톨릭대학신문에 김치유산균이 투고한 글임을 밝힙니다.
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위의 내용은 컬럼으로 학교 신문에 나온 내용이고, 막걸리의 유산균수에 대해서 국순당 우국순의 유산균과 효모 숫자에 대한 고시내용을 바탕으로 좀 상세하게 풀어보면 아래에서 알 수 있듯이 유산균수는 출고 당시(0일)에 3.50E+03 CFU/ml 즉, mL당 3500 마리 정도의 유산균이 있다고 보고하고 있고, 따라서 750 ml의 용량을 고려하면 한병에 2,625,000 마리 정도이니 좀 많게 봐도 300만 마리 정도에 불과하다. 
음용한계 시점인 30일이 경과하였을 때도 10℃에서 냉장 유통하였을 때, 3.30E+07 CFU/ml 즉, mL당 3천3백만 마리 정도이므로 한병에 24750000000 (약 250억 마리) 정도이다. 그러나, 사실 5℃에서 냉장 유통하는 경우가 더 많기 때문에 음용한계 시기에 도달하더라도 5백25만 마리 (5℃: 7,000 CFU/ml, 750 ml)에서 약 250억 마리 사이라고 할 수 있다. 그러나 음용한계 시기에 도달한 막걸리는 그 품질이 떨어지기 때문에 주로 음용하게 되는 출고 후 2주 내에는 훨씬 적은 수의 유산균이 존재할 것이다. 또한 비교 대상인 요구르트의 경우도 위의 컬럼에서 계산한 양은 법규상 최소기준에 해당하는 일반 발효유(mL당 천만마리 이상), 농후발효유(mL당 1억마리 이상)의 유산균 수를 기준으로 계산 한 것이므로 실제보다는 적게 계산되었을 것이다. 

따라서 실제 막걸리 한병의 유산균양은 요구르트 한병보다 적은 경우가 훨씬 더 많을 것으로 생각된다. 제가 이러한 컬럼을 쓴 것은 우리술 막걸리를 깍아내리기 위한 것이 아니라, 사실에 근거하지 않은 근거없는 소문들이 너무 나돌고 있기 때문이다. 아직 우리술 막걸리에 존재하는 유산균들에 대한 연구는 요구르트에 사용되는 낙농유산균들 보다 연구역사가 짧은 김치유산균보다도 부족하기 때문에 우리가 아직 모르는 건강에 유익하다는 증거들을 앞으로 찾아 낼 수 있을 가능성이 높다. 막걸리를 제조 판매하는 기업들이 그리고 여러 식품미생물학자들이 이 부분에 좀 더 연구를 하여 건강 증진에 도움에 되는 막걸리 유산균의 작용을 찾는 것이 막걸리 산업을 더 발전시키는 데 도움이 될 것이라고 본다. 


    <국순당 홈페이지 자료>


Posted by 김치유산균


부녀야 네 할 일이 메주 쑬 일 남았구나

익게 삶고 매우 찧어 띄워서 재워두소


1년 12달 동안 농가에서 할 일을 읊은 조선시대 가사 ‘농가월령가’의 11월령의 일부이다. 우리 조상들은 음력 11월경에 콩을 삶아 메주를 만들어 띄우고 음력 1월에 장독에 소금물을 붓고 메주를 넣어 장을 담갔다. 이를 통해 된장과 간장을 만들어 먹었고, 삶은 콩을 볏짚과 함께 두어 만든 청국장도 즐겨 먹었다.

우리 조상들이 콩으로 만든 다양한 발효식품을 즐겨 먹은 것은 가축을 이용하여 경작을 하였던 농경문화에서는 육류를 소비하기가 어려웠고, 부족한 단백질을 보충하기에 가장 이상적인 식품이 콩이었기 때문이다. 그러나 콩은 단백질 소화효소인 트립신의 작용을 억제하는 단백질과 폭부 팽만감을 유발시키는 물질 그리고 각종 사포닌류를 포함하고 있어, 영양학적 가치가 떨어지는 단점이 있다. 이러한 단점을 우리 조상들은 발효를 통해 훌륭하게 극복하였는데, 이때 가장 큰 작용을 하는 미생물은 볏짚에 붙어있던 바실러스 서브틀리스(Bacillus subtilis)를 비롯한 바실러스 속 세균들이다. 메주를 볏짚에 묶어 띄우는 동안, 볏짚에 싸서 청국장을 만드는 동안 바실러스 속 세균들의 포자가 깨어나서 콩에 포함되어 있는 항영양인자들을 분해한다. 또한 이들 세균들은 강력한 단백질 분해효소를 다량 분비하여, 콩 단백질을 아미노산이나 펩타이드로 분해하여 장에서 흡수가 쉽게 될 수 있도록 만들어 줄 뿐만 아니라 된장의 구수한 맛도 부여한다. 콩에서 얻어지는 여러 가지 펩타이드들은 콜레스테롤 수치를 낮춰 심장병을 예방하는 효과와 항비만 효과를 가지고 있다. 그 뿐만 아니라 바실러스 속 세균들이 생산한 단백질 분해효소 자체도 혈전을 분해하여 뇌졸중을 예방하는 효과가 있다. 이러한 혈전을 분해하는 효과는 청국장이 된장보다 더 뛰어난데, 단백질 분해효소는 열에 약하기 때문에 청국장을 찌개로 끓여 먹을 때는 그 효과를 볼 수 없어 분말형태나 초콜릿을 입히는 등의 가공을 통해서 생 청국장을 복용할 수 있도록 한 식품들이 최근에 많이 개발 되었다. 또한 발효과정에서 콩에 포함된 제니스테인(genistein), 다이드진(daidzin)과 같은 이소플라본(isoflavone)들을 쉽게 흡수할 수 있는 형태로 변화되는데, 이들 이소플라본들은 항암, 항고혈압, 동맥경화 예방 효과가 있는 것으로 알려져 있다.

거리 곳곳에 고깃집이 넘치고, 값싼 외국산 쇠고기를 쉽게 구입할 수 있는 요즈음에는 육류소비가 늘어, 굳이 조상들처럼 부족한 단백질을 섭취하기 위해 콩 발효식품을 먹을 필요는 없어졌다. 그러나 우리의 미각을 즐겁게 하는 쇠고기 생산을 위해 필요한 목초지의 일부를 경작지로 변경할 경우에 세계 기아문제를 해결 할 수 있다는 사실도 기억해야 할 것이다. 기아문제도 해결할 수 있고, 건강에도 훨씬 더 유익한 조상들의 지혜가 담긴 콩 발효식품을 통해 단백질을 섭취하는 것이 더 좋지 않을까?




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Posted by 김치유산균


잘못했다는 말 한마디를 하기 싫어서 대성(김갑수 분)의 무수한 회초리를 끝까지 버티며 종아리가 상처투성이가 된 은조(문근영 분)는 늦은 밤 발효실에서 술항아리를 끌어안고 ‘술 익는 소리’를 들으며 마음의 안정을 찾고 있다.


지난 봄 안방극장을 뜨겁게 달구었던 ‘신데렐라 언니’라는 드라마에서 필자가 가장 관심 있게 보았던 장면이다. 술이 익는 과정 즉, 발효가 되는 과정에서 ‘술 익는 소리’를 실제로 들을 수 있는데, 이는 사카로마이세스 세레비지에(
Saccharomyces cerevisiae)라는 이름의 효모가 당을 이용하여 알코올을 생성하는 과정에서 이산화탄소를 생성하기 때문에 나는 소리이다. 한분자의 포도당을 이용하여 효모는 2분자의 알코올과 2분자의 이산화탄소를 생성하며, 이 과정에서 ATP라는 생체 저장 에너지 2분자를 얻는다. 인간은 효모의 발효과정을 통해 수천 년 동안 마셔온 술을 얻지만 효모는 단지 자신이 생활하는데 필요한 에너지를 얻기 위해 이러한 반응을 진행할 뿐이다. 실제로 효모는 포도당과 같이 자신이 이용할 수 있는 당이 충분히 존재하더라도 산소가 풍부한 상황에서는 알코올을 생성하지 않는다. 산소가 풍부하면 알코올 발효를 통해서 얻는 에너지보다 더 많은 에너지를 TCA 사이클이라는 대사경로를 통해서 얻을 수 있기 때문이다. 효모가 알코올을 만들어 내는 것은 산소가 없는 조건에서 에너지 생산과정을 유지시키기 위한 어쩔 수 없는 선택인 것이다. 따라서 술을 만드는 양조과정에서 산소를 차단시키는 것은 아주 중요한 일이다. 발효에 사용되는 당도 아주 중요한데, 효모는 길이가 짧은 당인 포도당, 과당, 설탕 등을 사용하여 알코올 발효를 할 수 있으나 길이가 긴 전분과 같은 것은 이용할 수 없다. 전분이 주재료인 곡류를 사용하여 알코올 발효를 하기 위해서는 국균이라고 불리는 아스파질러스 오리제(Aspergillus oryzae)라는 곰팡이를 이용하여 전분을 길이가 짧은 당으로 분해시킨 다음 효모를 이용하여 알코올 발효를 진행하게 된다. 선풍적인 인기를 끌고 있는 우리의 전통주 막걸리도 복발효라 불리는 두 단계의 발효과정을 거쳐서 생산된다.

Professor Martin Tangey, Director of Edinburgh Napier University Biofuel Research Centre, holds a glass of whisky during a media viewing in Edinburgh, Scotland August 17, 2010. The University, which has filed a patent for a new super butanol biofuel made from whiskey by-products, 'pot ale' - a liquid taken from the copper stills, and 'draff' which is the spent grain, claims the bio-fuel gives 30% more output power than ethanol. REUTERS/David Moir (BRITAIN - Tags: ENERGY SCI TECH ENVIRONMENT BUSINESS)


효모에 의한 알코올 발효는 전통적인 알코올 음료를 생산하는 양조산업 뿐만 아니라 지구 온난화 문제로 인해 각광받고 있는 바이오 에탄올 생산에도 이용되고 있다. 세계 최대의 바이오 에탄올 생산국가인 브라질은 2009년에만 사탕수수를 이용하여 250억 리터 이상의 바이오 에탄올을 생산하여 자동차 연료에 혼합하여 사용하고 있다. 최근 들어서 사탕수수나 옥수수와 같은 작물을 이용한 바이오 에탄올 생산이 세계 곡물시장의 가격 상승을 불러와 기아문제를 가중시키고 있다는 지적이 있어, 해조류, 목재, 작물의 비가식부로부터 바이오 에탄올을 생산하는 기술을 개발하기 위한 연구가 활발히 진행 중이다. 인간에게 즐거움을 주는 음료인 술을 제공하던 역할에서 문명사회를 유지시켜 줄 새로운 연료를 제공하는 에너지 생산자로서 효모의 위상이 변모하고 있는 것이다. 미래사회에서 효모가 또 다른 새로운 역할을 담당하게 될지 기대해 봐야 되지 않을까?





본문은 대구가톨릭대학신문에 김치유산균이 투고한 글임을 밝힙니다.
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Posted by 김치유산균

발효란 좁은 의미로 효모에 의해 포도당과 같은 당류가 알코올로 변환되는 것을 의미하나, 일반적으로는 미생물에 의해 바람직한 방향으로 물질의 전환이 일어나는 현상을 모두 일컫는 말이다. 웰빙(well-being)이라는 단어가 우리의 생활에 깊은 영향을 미치기 시작하면서, 건강증진에 도움이 되는 식품들에 대한 관심이 증가하게 되었다. 특히 전통발효식품이 웰빙 건강식으로 인기를 끌면서 이에 대한 관심은 폭발적이라고 할 수 있을 정도로 높아졌다. 전통발효식품이 만들어지는 과정 즉, 마술사와 같은 미생물이 일으키는 놀라운 변화인 ‘발효’에 대해서 몇 차례에 걸쳐서 본 지면을 통해 소개 하고자 한다.

< 발효와 부패 >

“부패는 썩는 것이고 발효는 익는 것이다. 어느 쪽을 선택하든지 그대의 인품이 그대로 드러난다는 사실을 명심하라”
작가 이외수씨가 트위터에 남긴 유명한 명언 중의 하나이다. 사람은 인품을 어떻게 갈고 닦느냐에 따라서 냄새나는 썩은 인품을 보유할 수도 있고, 잘 익어서 좋은 향기가 나는 인품을 가질 수도 있다는 이야기일 것이다. 또한 이외수씨가 미생물학적인 교양도 풍부하다는 사실을 알 수 있는데, 발효와 부패가 비슷한 현상이라는 과학적 사실을 그는 이미 알고 있는 것으로 보인다.

발효와 부패는 모두 미생물들이 일으키는 분해 작용을 일컫는 말로 단백질, 지방, 탄수화물 같은 크기가 큰 식품 구성성분을 작은 단위의 아미노산, 지방산, 당류로 변환시키는 반응에 기초하고 있다. 이 과정에서 부가적으로 이루어지는 반응들이 인간의 입장에서 유익한 방향으로 진행이 되느냐 그렇지 않느냐에 따라 발효와 부패로 구분이 된다.

발효와 부패는 이렇듯 기본적으로 비슷한 현상이지만 어떤 미생물이 작용하느냐에 따라서 발효가 일어나기도 하고 부패가 일어나기도 하는데, 부패가 일어날 때는 주로 아민이나 황화수소 같은 악취를 내는 물질들을 생성하는 미생물들이 자라서 음식을 먹을 수 없는 상태로 만들게 된다. 즉, 같은 음식재료라 할지라도 어떤 미생물들이 자라느냐에 따라 부패가 일어날 수도 있고 발효가 일어날 수도 있는 것이다. 그렇기 때문에 품질 좋은 발효식품을 생산하기 위해서는 미생물을 잘 관리하는 기술이 중요하다. 우수한 맛과 향을 제공하는 물질 혹은 건강을 증진시켜주는 효과가 있는 기능성 물질을 생산하는 미생물이 아닌 다른 종류의 미생물이 자라거나, 부패를 일으키는 미생물이 증가하게 되면 원하는 방향으로 발효가 진행되지 않기 때문이다.

부패나 발효는 인간의 관점에서 구분을 한 것에 불과할지도 모른다. 부패를 일으키는 미생물들이나 발효를 일으키는 미생물들은 공통적으로 자신들이 필요한 영양성분을 얻기 위해, 다시 말해 살기 위해서 식품의 성분들을 분해하는 것일 뿐이다. 지구상에 60억 이상의 개체가 번성하고 있는 우리 인간들은 지구의 입장에서 봤을 때 발효를 하고 있는지 부패를 일으키고 있는지도 한번 생각해 볼 필요가 있지 않을까?




본문은 대구가톨릭대학신문에 김치유산균이 투고한 글임을 밝힙니다.
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Posted by 김치유산균

김치과학 이야기 라는 블로그를 만들어 놓고 거의 2주동안 포스팅을 하나도 하지 않았네요..김치에 관한 과학적 사실을 대중에게 알린다는 거대한 계획을 세워두고는 바쁘다는 핑계로 포스팅을 하지 않으니, 블로그가 아직 찾아오는 사람 하나 없는 것이겠지요..
아무튼 오늘부터 한 2주 동안은 조금 시간이 한가하니 집중적으로 여려개의 글을 포스팅 할까 합니다. 그 첫번째가 김치에서 새로 발견된 신종 유산균들에 대해서 입니다.

 

김치는 한국의 독특한 채소발효식품으로 다른 지역의 발효식품과는 구분되는 독특한 특징들을

김치과학 이야기 라는 블로그를 만들어 놓고 거의 2주 동안 포스팅을 하나도 하지 않았네요..김치에 관한 과학적 사실을 대중에게 알린다는 거대한 계획을 세워두고는 바쁘다는 핑계로 포스팅을 하지 않으니, 블로그가 아직 찾아오는 사람 하나 없는 것이겠지요..
아무튼 오늘부터 한 2주 동안은 조금 시간이 한가하니 집중적으로 여러 개의 글을 포스팅 할까 합니다. 그 첫 번째가 김치에서 새로 발견된 신종 유산균들에 대해서 입니다.

 

김치는 한국의 독특한 채소발효식품으로 다른 지역의 발효식품과는 구분되는 독특한 특징들을 많이 가지고 있습니다. 따라서 많은 김치연구자들은 김치발효에 관여하는 미생물 중에 김치에서만 발견되는 고유의 미생물이 있을 것으로 오래 전부터 생각해 왔었죠. 그러나 2000년대 이전에는 김치에서 새로운 미생물의 발견되었다는 보고가 한 건도 없었습니다. 이유는 미생물을 분류하는 연구방법 때문이었습니다. 1990년대 말까지 김치연구자들은 김치에서 분리한 미생물들을 주로 생화학적인 특징을 가지고 동정(어떤 세균인지 알아내는 일)을 했었습니다. 무슨 말이냐 하면요, 분리된 세균이 어떤 영양소를 이용할 수 있고, 어떤 온도 범위에서 자랄 수 있고, 어떤 pH 범위에서 자랄 수 있는지 등에 관해서 조사를 해서 분류하는 방법을 사용했습니다. 이러한 겉으로 드러나는 특징들을 표현형이라고 합니다. 그런데 이런 표현형을 통해서 분류하는 방법들을 사용한 연구는 많은 노동력이 필요했을 뿐만 아니라, 결과에 대한 신뢰도도 많이 떨어져서 정확한 동정을 하기가 매우 어려웠습니다. 같은 세균임에도 어떤때는 그 온도에서 자라기도 하고, 어떤 때는 안 자라거나 어떤 영양소가 없이도 자랄 때도 있고, 그 영양소가 없으면 못 자랄 때도 있는 등 들쭉날쭉한 결과들을 나타내는 현상들을 보이기 때문이죠.
그러다 보니, 당시의 연구자들은 김치에서 분리된 세균들이 신종이라 하더라도, 신종인지 기존에 발견된 세균과 같은 종인지 구별하는 할 수가 없었습니다.


하지만 2000년대 이후 김치의 미생물을 연구하는 미생물학자들은 세균의 유전자를 분석하는 방법을 통해서 동정을 하기 시작했습니다. 미생물의 전체 DNA 서열가운데 특정 부분을 PCR이라는 복사방법을 사용해서 무수히 많은 양을 얻어내어, 그 부분의 DNA A, T, G, C 순서에 따라서 분류하는 방법을 쓰기 시작한 것입니다. 이러한 방법은 일리노이 주립대의 워즈 교수가 처음 시도한 방법인데요, 현재 가장 신뢰할 수 있는 세균의 동정방법으로 사용되고 있습니다. 아무튼 이러한 유전자 분석 방법으로 기존에 알려지지 않았던 세균들이 김치에서 속속 발견이 되는데요. 오늘 이들 새로운 김치 유산균에 대해서 소개를 해 보도록 하겠습니다.

1. Lactobacillus kimchii (
락토바실러스 김치아이)

가장 먼저 발견된 신종 김치유산균은 락토바실러스 김치아이입니다. 2000년에 생명공학연구원의 박용하 박사팀과 성균관대학교 강국희 교수팀의 공동 연구로 국제 미생물 분류학의 권위지인 International Journal of Systematic and Evolutionary MicrobiologyLactobacillus kimchii sp. nov., a new species from kimchi”라는 제목의 논문이 실리게 됩니다. 김치에서 신종 유산균이 발견을 보고한 역사적인 논문이죠. 사진을 하나 보여드렸으면 좋겠는데, 현미경사진을 찾을 수 가 없네요. ‘락토바실러스라는 이름을 갖는 유산균들은 간균이라고 불리는 막대기 모양의 세균이니까 모양은 막대기 모양입니다. 물론 김치에서 발견되는 모든 막대기 모양 세균이 락토바실러스 김치아이가 아니라는 사실은 잊지 마세요. 사실 락토바실러스 김치아이는 그렇게 높은 빈도로 발견되는 김치유산균은 아니랍니다.

 

2. Leuconostoc kimchii (류코노스톡 김치아이)

락토바실러스 김치아이와 비슷한 시기에 발표된 류코노스톡 김치아이라는 유산균도 있습니다. 사실 거의 비슷한 시기에 발표가 되었기 때문에 어떤 게 실제로 먼저 발견된 것인지는 확실치는 않습니다. 류코노스톡 김치아이를 발견한 연구팀은 인하대학교 김정호 교수님, 한홍의 교수님 그리고 미생물자원센터에 근무하시던 천종식 박사님(현재 서울대학교 교수)이 공동으로 International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology에 발표를 하게 됩니다. 이 류코노스톡 김치아이에 대한 연구는 지속적으로 이루어져 최근까지 많은 연구결과들이 발표되고 있습니다. 이것들에 대해서는 차차 다른 포스트를 통해서 말씀 드리도록 하겠습니다.

 

3. Weissella kimchii (웨이셀라 김치아이)

세번째로 발견된 웨이셀라 김치아이 또한 International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology에 발표되었으나 아쉽게도 조금 일찍 일본에서 발견되어 논문으로 발표된 Weissella cibaria (웨이셀라 시바리아)와 같은 세균으로 밝혀져 현재는 와이셀라 시바리아로 불려지고 있습니다.


Weissella cibaria로 이름이 바뀐 Weissella kimchii 의 주사전자현미경 사진

International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology (2002), 52, 507–511

 


4. Weissella koreensis (
웨이셀라 코린시스)

자랑스런 한국 Korea를 이름으로 넣은 웨이셀라 코린시스는 2002년 한국생명과학연구원과 연세대의 공동연구로 발견되어 International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology에 발표되었습니다. 이전까지 김치의 주요 미생물들은 류코노스톡과 락토바실러스라고 알려졌었는데, 웨이셀라 시바리아와 웨이셀라 코린시스가 발견된 이후 웨이셀라, 류코노스톡, 락토바실러스 속 유산균들이 김치 발효의 주요 미생물인 것으로 보고가 많이 되었습니다(참고문헌이 기억이 안 나서 일단은 참고문헌 없이 올립니다. 나중에 문헌을 찾아서 붙이겠습니다).

 

5. Leuconostoc inhae (류코노스톡 인해)

류코노스톡 김치아이를 발견했던 인하대 한홍의 교수님과 김정호 교수님 팀이 2003년도에 또 하나의 새로운 류코노스톡 속의 유산균을 김치에서 새로이 발견합니다. 학교의 이름을 따서 류코토스톡 인해라고 명명된 이 유산균은 현재까지 마지막으로 발견된 김치유산균 입니다.




Leuconosotc inhae
의 주사전자현미경사진

International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology (2003), 53, 1123–1126

 

이후에 새로 발견된 유산균들에 대한 포스트를 보시려면 클릭  


 

참고문헌

1.     International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology (2000), 50, 1789–1795

2.     International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology (2000), 50, 1915–1919

3.     International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology (2002), 52, 507–511

4.     International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology (2002), 52, 1257–1261

5.     International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology (2003), 53, 1123–1126

Posted by 김치유산균