발효 식품 속 주요 미생물의 종류와 특성

발효식품 속 미생물의 세계

 발효식품이 우리 식탁에 오르기까지는 보이지 않는 작은 생명체들이 핵심적인 역할을 한다. 발효식품의 독특한 맛, 식감, 그리고 건강 효과를 담당한다. 이 미생물들은 단순히 유기물을 분해하는 것이 아니라, 원재료를 복합적이고 풍미가 풍부한 영양 식품으로 변화시키는 핵심 요소다. 

 예를 들어, 숙성된 김치의 새콤하고 감칠맛 나는 풍미는 젖산균이 포도당을 분해하여 젖산을 생성하기 떄문이다. 한국 전통 된장과 간장의 깊고 복잡한 맛은 아스퍼길루스(Aspergillus) 같은 곰팡이가 단백질과 전분을 분해하여 아미노산과 당을 생성하기 떄문에 나타난다. 또한, 효모(Saccharomyces cerevisiae)는 당을 알코올과 향미 성분으로 변화시켜 막걸리나 와인 같은 발효 음료를 만들어낸다.

 이처럼 발효 미생물은 발효식품의 품질, 기능성, 그리고 건강 효과를 결정짓는 핵심적인 존재이다. 그렇다면, 발효식품 속에서 활동하는 젖산균, 곰팡이, 효모, 기타 발효 미생물은 각각 어떤 특징과 역할을 가지고 있을까? 

유산균 : 발효식품의 건강 지킴이

🔹 젖산균의 종류와 특성

 젖산균(Lactic Acid Bacteria, LAB)은 당을 발효시켜 젖산을 생성하는 박테리아로, 이 과정에서 식품의 pH를 낮추어 유해 미생물의 성장을 억제하고 특유의 신맛과 향을 형성한다. 

균주	특성	대표 발효식품
락토바실러스 플란타륨(Lactobacillus plantarum)	강한 산성 환경에서도 생존 가능	김치, 피클
류코노스톡 메센테로이데스(Leuconostoc mesenteroides)	이산화탄소와 다당류를 생성하여 아삭한 식감을 유지	김치, 사우어크라우트
락토바실러스 불가리쿠스(Lactobacillus bulgaricus)	단백질을 분해하여 감칠맛을 강화	요구르트, 치즈

젖산균은 발효를 촉진할 뿐만 아니라, 프로바이오틱스(유익균)로서 장 건강을 개선하고 면역력을 증진시키는 역할도 한다.

🔹 김치와 발효 유제품 속 젖산균

김치는 젖산균이 주도하는 발효식품이며, 발효가 진행됨에 따라 우점종(지배적인 균주)이 변화한다. 

• 초기(0~3일): Leuconostoc mesenteroides 우점 → 시원하고 신선한 맛 형성
• 중기(3~7일): Lactobacillus plantarum 증가 → 신맛이 강해짐
• 후기(7일 이후): pH가 더욱 낮아지고 일부 균주는 감소

발효 유제품에서도 젖산균이 유당을 분해하여 젖산을 생성함으로써 요구르트와 치즈의 부드렁누 식감과 새콤한 맛을 형성한다. 

 

곰팡이 : 전통 발효식품을 완성하는 숨은 주역

🔹 발효식품 속 유용한 곰팡이

곰팡이(필라멘트성 진균)는 단백질과 탄수화물을 분해하는 효소를 다량 생성하여 발효식품의 맛과 영양을 높이는 역할을 한다.

곰팡이 종류	특성	대표 발효 식품
누룩곰팡이 (Aspergillus oryzae)	아밀라아제와 프로테아제를 생성하여 전분과 단백질을 분해	된장, 간장, 청국장
페니실륨 로크포르티(Penicillium roqueforti)	블루치즈의 독특한 향을 형성	블루치즈
라이조프스 올리고스포루스(Rhizopus oligosporus)	단백질 분해 요소를 생성하여 나토(낫또)의 끈적한 점액 형성	일본 낫또, 템페

🔹 한국 전통 발효식품에서 곰팡이의 역할

된장과 간장은 곰팡이의 효소 작용을 통해 장기간 숙성되며, 시간이 지날수록 깊은 감칠맛이 형성된다.

• 누룩곰팡이가 생성하는 아밀라아제(Amylase)가 전분을 포도당으로 분해 → 단맛 증가
• 누룩곰팡이가 생성하는 프로테아제(Protease)가 단백질을 아미노산으로 분해 → 감칠맛 증가

이러한 발효 과정 덕분에 숙성된 된장과 간장은 더욱 풍부하고 깊은 풍미를 가지게 된다.

 

효모: 발효식품의 향과 풍미를 결정하는 미생물

🔹 알코올 발효와 효모

효모(Yeast)는 당을 발효시켜 알코올과 이산화탄소를 생성하는 단세포 균류로, 술과 빵 발효에 필수적이다.

효모 균주	특성	대표 발효식품
사카로미세스 세레비시아 (Saccharomyces cerevisiae / Brewer's yeast)	강한 알코올 발효 능력, 빵 반죽을 부풀리는 역할	맥주, 와인, 빵
쉐리효모 (Saccharomyces bayanus)	낮은 온도에서도 발효 가능, 부드러운 맛을 형성	샴페인, 사케
브레타노마이시스 (Brettanomyces)	느린 발효 속도, 독특한 향 형성	일부 와인, 사워 에일

 

🔹 발효식품 속 효모의 역할

• 빵: 효모가 당을 발효하여 CO₂를 생성, 반죽이 부풀어 오르고 향이 강화됨
• 막걸리: 쌀의 당을 발효하여 알코올과 복합적인 향미 성분 형성
• 사케: 낮은 온도에서 작용하는 효모가 부드러운 단맛과 깔끔한 맛을 형성

 

기타 발효 미생물: 초산균과 특수 미생물

🔹 초산균(Acetobacter)과 식초 발효

초산균(Acetobacter)은 에탄올을 초산으로 산화시키며, 식초의 새콤한 맛과 독특한 향을 형성한다.

🔹 바실러스(Bacillus subtilis)와 발효 콩 식품

바실러스(Bacillus subtilis, 고초균)는 단백질을 분해하여 강한 감칠맛을 생성하며, 청국장과 낫또 같은 전통 발효식품에서 핵심적인 역할을 한다.

 

 

하나의 미생물만이 아니라, 유산균, 곰팡이, 효모, 초산균 등이 함께 작용하며 발효식품의 맛과 건강 기능성이 극대화된다. 앞으로는 맞품형 미생물 배양 기술과 AI 기반 발효 조절 기술이 결합하여 더 정교한 발효식품 개발이 이루어지지 않을까?