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안녕하세요? 만덕여사입니다. 이번 포스팅은 우리나라 대표 발효식품인 김치 속 미생물에 대해서 소개해드리려고 합니다. 지난번에 이어서 우리에게 친숙한 음식이기 때문에 재밌는 내용이 될 것 같습니다.
김치는 가장 대표적인 우리나라의 발효식품입니다. 김치에 사용되는 모든 재료가 각기 다른 기능을 가진 약용식물에 속하는 것들이고 그것들을 유산균의 발효에 의해서 활성물질을 만들어내어 다양한 기능을 가집니다. 이러한 기능성 물질들은 현대인의 육류와 곡류를 위주로 하는 식생활에 있어서 부족하기 쉬운 각종 면역기능을 직접 또는 간접적으로 활성화하는데 도움을 주고 있으며 유산 발효 채소로서 소화 촉진과 대장암, 동맥경화, 빈혈 등을 예방하는 등 성인병의 예방기능이 있는 것으로 알려졌습니다. 그래서 오늘날 국내외의 많은 영양학자들은 김치를 미래의 식품으로 손꼽고 있습니다.
김치의 이러한 기능은 김치 속의 여러 종류의 미생물에 의해서 좌우됩니다. 특히 유산균은 김치의 품질을 좌우하는 중요한 지표로 여겨지고 있습니다. 실제로 김치 속에 얼마나 많은 미생물이 존재하는지를 알아봅시다.
우선 김치의 속에는 호기성 세균과 혐기성 세균들 모두가 많이 들어있습니다. 실제로 김치에 존재하는 세균들을 호기적 조건에서 배양해 보면 얼마나 많은 종류의 세균들이 존재하고 있는지를 알 수 있습니다. 이러한 많은 종류의 세균들은 김치나 발효되는 과정에서 각각 특별한 기능을 수행하여 독특한 향과 맛을 내는 것은 물론 여러 종류의 영양성분을 만들어주는 역할을 합니다.
이렇게 발견된 세균의 실제 모양은 여러 가지 세균을 염색할 수 있는 염색법을 통하여 관찰할 수 있습니다. 가장 보편적으로 사용되는 그람염색법과 아크리딘 오렌지와 에티디움 브로마이드로 염색한 후 형광현미경을 통하여 세균의 모양을 관찰하였을 때 김치에 존재하는 호기성 세균들은 대체로 그람 양성 세균이며 대체로 간균이 많이 존재하고 있음을 알 수 있습니다. 그다음으로 혐기적 조건에서 김치의 속에 존재하는 세균들을 배양해 보면 혐기적 조건에서 자라는 균들을 관찰할 수 있는데 김치에서 다수의 유산균과 효모와 같은 균들을 발견할 수 있습니다. 호기적 조건에서 자라는 세균과 비교해보면 그 종류는 더 적지만 보다 많은 수의 혐기성 세균들이 존재한다는 사실을 알 수 있습니다. 또한 염색법을 통해서 김치에 존재하는 혐기성 세균들은 커다랗고 그람 양성인 세균이며 커다란 효모와 그 밖은 작은 막대기 모양의 유산균들이 많이 존재한다는 사실을 알 수 있습니다. 이렇게 발견된 여러 가지 종류의 세균들의 정확한 동정은 '미생물의 분류 방법'에 소개된 여러 가지 시험법과 분자생물학적 방법에 의해서 완성됩니다.
김치의 국물에 존재하는 대표적인 호기성 세균의 콜로니를 다른 평판배지에 접종하여 24시간 배양한 사진을 보면 대표적으로 많이 관찰된 바실러스 속을 관찰할 수 있으며 콜로니가 주름처럼 만들어지며 운동성이 매우 좋아서 퍼져나가는 모양이 특징적인 것을 볼 수 있습니다. 또한 김치의 호기성 세균들을 그람 염색법을 통하여 관찰한 사진을 보면 대체로 그람 양성의 간균들이 많이 존재한다는 것을 알 수 있습니다. 세균의 외각에 캡슐과 같은 당류가 존재하여 색깔이 다르게 나타나는 것도 확인되었습니다.
그람 염색법을 통하여 김치에 존재하는 혐기적 세균들을 관찰해보면 포도송이처럼 생긴 커다랗고 둥근 검은색 세포가 보입니다. 이 세포는 효모로서 세균보다 크기가 훨씬 크며 출아법을 통해 증식하는 모습도 관찰이 가능합니다. 막대기 모양의 몇 가지 길고, 짧은 세균들도 보이는데 이것은 대체로 유산균으로서 그람염색에 의해 보라색으로 염색되는 대표적인 균들입니다.
아크리딘 오렌지와 에티디움 브로마이드를 사용하여 염색한 후 형광현미경으로 관찰한 김치의 속에 존재하는 혐기성 세균들의 모습을 보면, 여러 가지 색을 띤 커다랗고 둥근 모양이 보입니다. 이는 대체로 효모이고 그 밖에 작고 긴 세균들은 유산균입니다. 실제 김치에서 발효가 많이 진행된 경우 그리고 김장 김치처럼 산소와의 접촉이 차단되지 않은 경우에는 효모의 증식도 매우 많은 편입니다. 형광현미경의 사진에서도 유산균뿐만 아니라 효모의 비율이 매우 높은 것이 확인됩니다.