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미생물이야기 콩을 가공하는 방법으로 오래 전부터 미생물을 이용한 발효가 이용되어 왔으며, 대표적인 발효식품으로는 다음과 같은 것이 있다.
2013-08-08 12:19:30
이엠생명과학연구원

콩을 가공하는 방법으로 오래 전부터 미생물을 이용한 발효가 이용되어 왔으며, 대표적인 발효식품으로는 다음과 같은 것이 있다.

1. 메주 메주는 재래식메주와 개량메주로 구분된다. 재래식메주는 콩을 삶은 후 덩어리로 뭉쳐서 자연에 존재하는 미생물로 발효하는 것이고, 개량메주는 삶은 콩에 Aspergillus oryzae 또는 Aspergillus sojae와 같은 곰팡이(種麴)를 접종하여 발효시킨다.

 

재래식메주의 경우 여러 미생물이 동시에 생육하지만 가장 많이 번식하고 영향력이 큰 것은 Bacillus subtilis이다. 재래식메주의 경우 다양한 미생물이 작용하게 되고 주변 환경에 따라 번식하는 미생물이 틀려지게 되므로, 품질의 변화가 많고 바람직하지 않은 냄새가 나며 시일이 많이 걸리는 단점이 있다. 이에 비하여 개량메주는 품질이 일정하고, 발효 시간을 단축할 수 있어 공업적으로는 모두 개량메주를 이용한다. 콩을 발효시켜 메주를 만드는 과정에서 미생물에 의해 단백질은 아미노산으로 분해되어 감칠맛을 내고, 탄수화물은 포도당이나 과당으로 분해되어 단맛을 내게 된다. 개량메주는 재래식메주에 비해 콩의 단백질이 잘 분해되어 감칠맛이 뛰어나지만, 한 종류의 미생물에 의해 발효되어 맛이 단순하다.

재래식메주의 경우 강력한 발암물질인 아플라톡신(aflatoxin)을 생산하는 Aspergillus flavus가 번식하여 암을 유발할 수도 있다는 주장이 제기되기도 하였으나, 그 후의 연구 결과 Aspergillus flavus가 번식하더라도 메주 발효의 핵심 미생물인 Bacillus subtilis, Aspergillus oryzae 등이 있으면 아플라톡신을 생산하지 못한다는 것이 밝혀졌다. 일부러 아플라톡신을 첨가하여도 이들 미생물의 작용으로 분해되어 버리는 것으로 나타나, 메주는 발암성이 없을 뿐 아니라 오히려 발암물질을 상쇄하는 항암작용이 있다는 사실이 증명되었다.

2. 된장 재래식된장은 재래식메주에 소금물을 가하여 발효시키지만, 공장에서 생산하는 개량된장은 개량메주를 소금물에 담가 발효시키거나 처음부터 대두, 탈지대두, 쌀, 보리, 밀, 식염 등의 혼합물에 종국(種麴)을 접종하여 발효ㆍ숙성시킨다.

 

이런 제조방법의 차이 때문에 풍미 및 영양성분에서도 약간의 차이가 발생한다. 2001년도에 나온 농촌진흥청 식품성분표 제6개정판에 따르면, 재래식된장은 수분 54.0%, 단백질 13.6g, 지방 8.2g, 당질 8.1g, 섬유질 3.6g, 칼슘 84mg, 인 208mg, 철 2.5mg, 나트륨 3748mg, 칼륨 647mg, 비타민B1 0.04mg, 비타민B2 0.12mg, 비타민B3 1.2mg 등이며, 개량된장은 수분 50.2%, 단백질 11.9%, 지방 4.7%, 당질 17.8%, 섬유질 3.2%, 칼슘 53mg, 인 181mg, 철 1.3mg, 나트륨 4020mg, 칼륨 403mg, 비타민B1 0.03mg, 비타민B2 0.1mg, 비타민B3 1.6mg 등이다.

된장은 콩에 들어있는 영양성분뿐만 아니라 발효과정에서 생기는 생리활성성분에 의해 각종 질병 특히 암 예방에 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있다. 세계적으로 장수노인이 많은 것으로 유명한 일본의 오키나와 지역 주민들의 장수 원인으로 그들이 평상시 즐겨 먹는 일본식 된장인 미소(みそ)가 지목되고 있으며, 우리나라의 100세 이상 장수노인들을 대상으로 실시한 조사에서도 밥상에 가장 많이 오르는 음식은 된장찌개인 것으로 나타났다.

콩 자체도 항암효과가 있지만 된장은 콩을 발효시키는 과정에서 제니스틴(genistin)이 분해되어 생성되는 제니스테인(genistein) 등의 항암물질에 의해 효과가 더욱 높아진다. 콩 자체에 다량 함유되어 있는 트립신억제제(trypsin inhibitor) 등의 물질도 암세포의 성장을 억제하는 것으로 알려져 있으나, 열에 약하여 된장찌개 등의 가열조리식품에서는 효과가 없어진다. 콩기름에 많이 들어있는 리놀렌산도 항암효과가 있으나, 콩에 비하여 된장에는 지방 함량이 낮아서 리놀렌산은 소량밖에 존재하지 않으므로 어떤 효과를 기대하기에는 미흡하다.

이처럼 항암효과가 좋은 된장이지만 약 4%의 나트륨( 소금으로는 약 10% )을 함유하고 있어 고혈압환자의 경우는 주의하여야 한다. 식품의약품안전청에서 2005년에 발행한 <식품영양 가이드>에 의하면, 된장찌개 1인분에는 950mg의 나트륨이 들어있으며, 우리나라 사람은 전체 나트륨 섭취의 22%를 간장, 된장 등의 장류에서 섭취한다고 한다.

3. 간장 간장은 제조방법에 따라 여러 종류로 구분된다. 재래식간장은 메주를 소금물에 담가 발효ㆍ숙성시켜 제조한다.

 

양조간장은 대두( 또는 탈지대두 )와 밀 등의 곡류를 혼합한 후 종국(種麴)을 접종하여 발효시킨 후 식염수를 가하여 숙성시킨다. 산분해간장 및 효소분해간장은 단백질 또는 탄수화물을 함유한 원료를 산(酸) 또는 효소(酵素)로 가수분해하여 가공한다. 단백질 원료로는 주로 탈지대두(脫脂大豆)가 사용되며, 이것은 콩에서 콩기름을 추출하고 남은 부산물로서 대두박(大豆粕)이라고도 한다. 혼합간장은 앞의 네 가지 간장을 원하는 비율로 혼합한 것을 말한다.

재래식간장이나 양조간장의 경우는 미생물발효에 의해 단백질이 분해되며 글루탐산(glutamic acid)을 비롯한 10여종의 아미노산이 생성되어 감칠맛을 내고, 탄수화물이 분해되어 포도당 등의 당분이 되고 다시 알코올 성분으로 변하여 단맛과 독특한 향을 부여한다. 양조간장은 종국(種麴)을 사용하여 발효시간을 단축할 수 있고 품질이 일정하여 공장에서 주로 제조되지만, 여러 미생물이 동시에 번식하는 재래식간장의 오묘한 풍미에는 미치지 못한다. 산분해간장이나 효소분해간장은 단시간에 대량으로 제조할 수 있는 장점이 있는 반면에 미생물발효에 의해 생성되는 맛과 향이 부족한 것이 단점이다. 이런 단점을 보완하기 위하여 재래식간장이나 양조간장을 섞은 것이 혼합간장이다.

간장 역시 콩 및 콩 발효식품에서 발견되는 여러 유용한 생리활성성분이 함유되어 있으나, 조리에서 사용되는 간장의 양을 고려하면 어떤 효과를 얻기에는 부족하다고 하겠다. 간장은 건강에 유익한 식품이라기보다는 조리의 기본이 되는 조미료로서 요즈음에는 동양뿐만 아니라 서양의 각 가정에서도 널리 사용되고 있다.

4. 고추장 고추장은 고춧가루를 원료로 사용한다는 점에서 된장과 구분되며, 된장의 경우는 콩을 주원료로 사용하지만 고추장의 경우는 쌀이나 보리 등의 곡류를 콩과 함께 사용하여 단맛이 강하다는 것도 차이점이다.

 

고추장은 각 가정이나 공장마다 원료의 배합이나 제조방법이 다르기 때문에 그 성분이 일정하지 않으나, 앞의 식품성분표에 따르면 수분 44.6%, 단백질 4.9g, 지방 1.1g, 당질 36.4g, 섬유질 4.8g, 칼슘 40mg, 인 90mg, 철 2.2mg, 나트륨 3164mg, 칼륨 822mg, 비타민A 408 RE, 비타민B1 0.17mg, 비타민B2 0.26mg, 비타민B3 2.5mg, 비타민C 5mg 등으로 나와있으며, 된장에 비해 단백질과 지방이 적은 대신 당질과 비타민이 많다는 차이가 있다. 특히 된장에는 없는 비타민A와 비타민C가 많은 것이 특징이며, 이런 특징은 고춧가루에서 유래된 것이다.

고추장에는 고추의 매운맛 성분인 “캡사이신(capsaicin)”도 0.01~0.02% 포함되어 있으며, 고추장의 효능을 이야기할 때에는 캡사이신이 빠지지 않는다. 캡사이신이 암이나 비만에 효과가 있다는 것은 여러 과학자들의 실험에서 입증되고 있다. 그러나, 캡사이신이 유용하다고 하여 고추장까지 효과가 있다고 할 수는 없다. 예를 들어, Lehmann박사가 2006년 3월 미국 암연구학회(American Association for Cancer Research, AACR)에 보고한 연구에서 쥐에게 경구 투여된 캡사이신의 양은 약 90kg의 사람에게 1주일에 400mg씩 3회 투여한 양에 해당된다고 하였다. 400mg의 캡사이신은 고추장으로 약 2.7kg에 해당한다. 즉, 일상적인 식사에서 섭취하는 고추장의 양으로는 도저히 불가능한 양인 것이다.

고추장에는 여러 가지 영양성분이 골고루 들어있으며, 고추의 붉은 색과 매운맛은 식욕을 북돋아주고, 발효과정에서 미생물이 생성한 전분분해효소(amylase) 및 단백질분해효소(protease)가 많이 들어있어 소화를 촉진시켜 주는 등 우수한 식품이지만 건강에 유익한 어떤 효과를 얻기에는 사용량에 제한이 있다. 고추장은 콩의 감칠맛, 곡류의 단맛, 고춧가루의 매운맛, 식염의 짠맛이 어우러진 다른 나라에서는 유사한 것을 찾을 수 없는 우리나라 고유의 조미식품일 뿐이다.

5. 청국장 청국장은 콩을 삶아서 약 40℃ 정도의 고온에서 2~3일간의 짧은 기간에 발효시켜 제조한 것이다.

콩만 사용하고 다른 원료를 사용하지 않은 발효상태 그대로의 것을 “생(生)청국장”이라 하여, 여기에 소금, 파, 마늘, 고춧가루 등으로 양념을 한 청국장과 구분하기도 한다. 생청국장은 그대로 먹지만 양념한 청국장은 주로 국이나 찌개로 조리하여 먹는다. 생청국장과 유사한 것이 일본의 낫토(納豆, natto)이다. 식품위생법에서는 생청국장과 청국장을 구분하지 않고 모두 청국장이라고 부르며, 낫토도 청국장에 포함된다.

재래식 방법으로 청국장을 만들 때에는 삶은 콩에 볏짚을 넣고 온돌의 아랫목에 이불을 덮어두어 2~3일간 자연발효시킨다. 볏짚에는 청국장을 발효시키는 균을 포함하여 다양한 균이 붙어있으므로, 이들 원하지 않은 균에 의해 고약한 냄새가 발생한다. 이 특유의 냄새로 인하여 청국장은 즐기는 사람과 싫어하는 사람이 극명하게 구분된다. 청국장의 유용균은 바실러스(Bacillus)속(屬)의 균들이며 가장 많이 번식하고 영향력이 큰 것은 Bacillus subtilis이다. 공장에서 제조되는 청국장의 경우는 순수하게 분리된 Bacillus subtilis 또는 Bacillus natto 균을 접종하여 발효시키므로 재래식 청국장에 비하여 냄새가 약하다. 일본의 낫토는 Bacillus natto 균으로 제조한 것이다. 청국장(생청국장)과 낫토의 영양성분 및 효능은 거의 비슷하다.

앞의 식품성분표에 따르면 청국장( 양념한 청국장 )은 수분 55.2%, 단백질 19.3g, 지방 8.1g, 당질 6.5g, 섬유질 2.6g, 칼슘 106mg, 인 283mg, 철 4.0mg, 나트륨 6012mg, 칼륨 792mg, 비타민B1 0.06mg, 비타민B2 0.21mg, 비타민B3 1.2mg 등이고, 낫토는 수분 59.5%, 단백질 16.5%, 지방 10.0%, 당질 9.8%, 섬유질 2.3%, 칼슘 90mg, 인 190mg, 철 3.3mg, 나트륨 2mg, 칼륨 660mg, 비타민B1 0.07mg, 비타민B2 0.56mg, 비타민B3 1.1mg 등이다. 청국장은 콩의 유용성분이 그대로 남아있어 콩이 갖고 있는 여러 유익한 효능이 마찬가지로 있을 뿐만 아니라 발효에 의해 콩에는 없던 새로운 성분이 보강되어 더욱 건강에 유익한 식품이다.

⊙ 제니스테인(genistein) --- 콩의 제니스틴(genistin)이 분해되어 제니스테인이 됨으로써 항암효과 등 여러 유익한 작용을 하게 된다.

⊙ 비타민B2 --- 청국장은 원료 콩에 비하여 수분 함량이 높아 다른 성분들이 상대적으로 적은데, 비타민B2만큼은 미생물에 의해 오히려 증가하여 100g당 0.56mg 들어있다. 비타민B2의 일일 권장량은 성인 여자 1.2mg, 성인 남자1.5mg이므로 청국장은 비타민B2가 풍부한 식품이라 할 수 있다.

⊙ 나토키나제(nattokinase) --- 일본의 스미 히로유끼(須見洋行, Hiroyuki Sumi) 박사가 1980년 낫토에서 발견한 혈전용해효소(血栓溶解酵素)로서, 바실러스속(屬)의 균들이 콩을 발효할 때 생성되며, 청국장의 실처럼 늘어나는 끈적끈적한 점질성 물질 중에 포함되어 있다. 혈전이란 혈관에 출혈이 있을 경우 지혈을 위해 생성되는 물질로서, 혈액 중에 혈전의 양이 늘어나면 혈액의 흐름을 느리게 하거나 혈관을 막아버려 고혈압, 뇌졸증, 동맥경화, 심근경색 등 심혈관계 질병을 일으키게 된다. 나토키나제는 강력한 혈전 용해 능력이 있어 이들 질병을 예방하는 효과가 있다.

⊙ 바실러스균(Bacillus) --- 청국장 발효균인 바실러스속(屬)의 균들은 정장효과가 뛰어나서 설사를 예방하며, 변비를 개선한다. 청국장 1g에는 약 10억 마리의 균이 있어 유산균음료보다 10배나 많은 균이 있으며, 유산균의 장내 생존률이 30% 미만인데 비하여 바실러스균은 약 70%에 달한다. 그러나, 바실러스균은 열에 약하여 75℃에서 3분 이상 끓이면 죽게 되므로 국이나 찌개로 섭취하면 효과가 없다.

청국장은 일상 식사에 자주 이용할 수 있고 건강에 유익한 점이 많으나, 특유의 냄새 때문에 거부감이 간다는 단점이 있다. 최근에는 청국장의 이런 단점을 극복하기 위하여 냄새를 제거한 제품도 개발되고 있으며, 건조하여 가루나 환(丸)으로 제조한 제품도 판매되고 있다. 또한 청국자의 유용한 성분들은 대부분 열에 약하여 국이나 찌개 등으로 조리하면 효과를 볼 수 없어서 그대로 섭취하는 것이 좋다. 즉, 일본의 경우처럼 밥에 비벼서 먹거나, 콩자반과 같이 그냥 먹는 것이 바람직하다.




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