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미생물이야기 식품미생물에 대해 알아보자.
2013-08-08 11:51:59
이엠생명과학연구원

식품미생물이란?  

 

우선 미생물의 개념을 알아봅시다. 보통 육안으로 관찰이 불가능하고 (광학) 현미경으로 확대시켜야 그 형태를 볼 수 있는 조류·진균류·원생동물·세균·바이러스 등과 같은 작은 생물을 미생물이라고 합니다. 그런데 생물의 발생에 관해서 2가지 서로 반대되는 견해가 있는데 자연발생설과 생물속생설이 그것들입니다. 처음에는 자연적으로 생긴다는 자연발생설을 믿었으나 파스퇴르의 미생물 발생 실험을 통해 생물은 생물로부터 나온다는 결론을 얻게 되었습니다. 많은 연구를 통해서 미생물에는 많은 종류가 있고 자연계에서 큰 역할을 담당하며, 인류에게도 큰 도움을 주고 있다는 사실이 알려지게 되었습니다. 미생물들은 그 생태적 특징에 따라 토양미생물, 식품미생물, 수생미생물, 해양미생물 등으로 나뉩니다. 또 그 작용에 따라 발효미생물, 병원성 미생물 등으로 나누기도 합니다.  

옛날 사람들은 음식을 오래 보관한 방법을 많이 생각했을 것입니다. 냉장고가 없고 조림을 할 수 없었던 과거에는 특히 먹을 것이 적은 긴 겨울을 나기위해 건조식품을 만들거나 발효기술을 이용하여 발효저장식품을 만들었을 것이고 오늘날 우리가 이어받아 식품미생물을 이용해 훌륭한 발효식품들을 만들고 있습니다. 식품에 번식하여 식품의 성질을 인체에 유익하게 또는 해롭게 변화시키는 미생물을 식품 미생물이라고 말할 수 있습니다. 식품은 가공, 조리, 보존되는 동안에 여러 미생물이 번식하여 발효, 부패 등의 현상을 일으킵니다. 따라서 미생물들은 식품에 크게 두 가지로 관여할 수 있습니다. 사람의 건강에 유리하게 작용하는 발효과정에 관여하는 발효 미생물들과 식품을 상하게 하여 부패시키거나 또 식품을 오염시켜 설사 등의 병과 식중독을 일으키는 균들이 있습니다. 그리고 미생물 서로간에 여러 환경조건에 따라 경쟁을 하고 결국 식품내의 양소를 분해 이용하여 발효산물을 만들기도 하고 발효식품안에서 미생물 자체로 식용되기도 합니다. 청국장의 바실러스 서브틸리스, 김치의 Lactobacillus plantarum, Saccharomyces cerevisiae 등은 우리가 식품과 함께 미생물 자체를 먹는 대표적인 식품 미생물들입니다. 모든 식품에 존재하면서 사람에게 유익하거나 해로운 영향을 주는 모든 식품미생물들을 나열하면서 설명할 수 없지만 우리가 일상의 생활에서 쉽게 접하는 식품에 따른 대표적인 식품발효 미생물들을 아래의 표에 나타냈습니다.

 

 

 

식     품

발효 미생물들

  식초

  Acetobacter aceti

  간장

  Aspergillus oryzae, Aspergillus sojae

  빵 . 주류

  Saccharonyces cerevisiae

  치즈

  Penicillium rogueforti

  유산균 음료

  Lactobacillus bulgaricus, Lactobacillus acidophiluc

  김치

  Lactobacillus plantarum, Leuconostoc mesenteroides

  청국장

  Bacillus subtilis, Bacillus natto

식품위생관련 미생물들을 보면 세균류(Bacteria)에 (1)Bacillus속, (2)Micrococus속, (3)Ciostrium속, (4)Pseudomonas속, (5)Vibrio속, (6)장내세균과(Enterobacteriacae), (7)젓산균(Lacticacidbacteria) 등이 있고 곰팡이류(Mold)에는 (1)Mucor속, (2)Rhizopus속, (3)Aspergillus속, (4)Penicillum속 등이 있으며 효모류(Yeast)에는 (1)Saccharomyces속, (2)Torula속, Mycoderma속 등이 있습니다.  

따라서 우리가 식품미생물이라 하면 좋은 미생물들만을 가리키는 것으로 오해할 수 있으나 식품에 서식하면서 사람에게 좋은 영향 또는 나쁜 영향을 주는 미생물들이 동시에 존재한다는 것을 알아야 합니다. 예를 들어서, 김치 발효과정에 Pseudomonas mira, Bacillus mecerans, Lactobacillus plantarum, Streptococcus faecalis, Saccharomyces cerevisiae, Candida cacaoi 외에도 다른 수 많은 미생물들이 관여한다고 알려져 있습니다.  

물론 식품에 서식할 수 있으나 식중독 등의 질병을 일으키게 하기 때문에 있어서는 안되는 식품미생물들도 있습니다. 대표적인 예로는 살모넬라균(Salmonella spp), 황색포도상구균(Staphylococcus aureus), 대장균(Escherichia coli O157:H7), 리스테리아균(Listeria monocytogenes), 클로스트리디움균(Clostridium perfringens), 장염비브리오균(Vibrio parahemolyticus) 등이 있습니다. 식품의약품안전청의 식품공전에 "식육(제조, 가공용 원료를 제외), 살균 또는 멸균 처리하였거나 더 이상의 가공, 가열조리를 하지 않고 그대로 섭취하는 가공품에서는 이러한 미생물들이 검출되어서는 안된다."라고 명시되어 있습니다. 이러한 미생물들은 소비자의 건강보호와 식품의 품질확보라는 두 가지 측면을 동시에 달성하기 위하여 엄격히 통제해야합니다.

중요 식품 미생물과 활용

중 요 효 소

 

Saccharomyces

알코올 발효력이 , 발효 공업에 이용.다극 출아.
빵 효모,맥주효모,알코올 효모,청주 효모등이 여기에 속한다.

Sacch. Cerevisiae

알코올 발효력,상면 발효 효모.맥주로부터 분리. 세포 thiamine 생성
맥주나,포도주,탁주등의 주류, 알코올, 등의 제조에 이용.
청주 효모인 Sacch. Sake

Sacch.rouxii

간장,된장발효에 관여.고농도의 식염(18%이상)
삼투압성 효모(osmophilic yeast) 이다. 구형 또는 난형이다.

Sacch. fragilis

kefir(마유주)에서 유당을 발효하며 유제품에 중요한 효모이다.

Pichia

엷은 피막을 형성하는 산막효모(film yeast)

hanseula

엷은 피막을 형성하는 산막효모(film yeast) 기름방울, ester 생성

Debaryomyces

엷은 피막을 형성하는 산막효모(film yeast) 채소절임,절임고기

Candida

탄화수소의 자화력이 강하며 SCP(single cell protein=단세포 단막) 생산균주SCP와 관계있는 효소 => C.tropicalis, C.rugosa, C.pelliculosa

Rhodotorula

위균사생성.적색 내지 황색 carotenoid 색소생성. 당류의 발효능은 없음
colony 색깔이 오렌지색이나 핑크색. 육류와 sauerkraut 같은 침채류에
적색 반점을 형성하여 식품응 착색케 하는 오염균.

Rhodotorula glutinis

지방의 축적력(건물중 60%), 유지효모.유지 생산력이 강해 유지생산균 주목

 

중 요 세 균

 

Acetobacter 속

Ethanol 이나 포도당으루부터 초산을 생성하는 호기성 세균으로 초산균.
이산화탄소 산화능력 有→ Acetobacter 속/ 無→ Gluconobacter 속 분류.
액체 배양에서 피막을 만들고,식초 양조에 이용.초산균의 적온은 약30℃
pH는 3.5~6.5 /초산발효-산화발효[산소가 필요-Ethanol 1ℓ당 8㎥ 필요 ]

Acetobacter xylinum

초산을 분해,불쾌취 생성. 식초양조의 유해균. A.suboxydans -> 유해균

Staphylococcus

포도상구균.
Staphy.aures(황색포도상구균)로서 식염10% 이하에서 잘 생육/독소 생성균

Esherichia coli
(대장균)

사람,동물의 장내 세균의 대표적인 균종/비운동성 또는 주모를 가진 운동성.
유당으로부터 CO2 와 H2 같은 가스를 생성. 장관내에서 Vitamin K를 생성함.
이 균의 검출 결과를 음식물의 하수나 분뇨 오염의 지표로 삼는다.

Bacillus subtilis

Bacillus natto. 납두균(청국장 제조균). 도시락읜 변패균

Lactobacillus brevis

우리나라 김치에서는 발효 후기에 검출.




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