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1. 발효식품의 이해
1.1. 발효의 정의와 특징
발효란 농·수·축·임산물 같은 재료에 효모나 박테리아 같은 미생물이 작용해서 다른 물질로 바뀌는 것이다. 이 과정에서 그 재료가 갖고 있던 맛과 향이 바뀌고, 미생물이 영양 성분을 분해해 우리 몸에 좋은 포도당, 아미노산, 비타민 등을 만들어내고 식품의 저장성이 향상된다.
발효는 원재료의 품질과 재료 배합비, 발효 미생물의 종류, 온도·습도·pH 등의 발효 환경 등의 요인에 따라 최종 발효식품의 맛, 기능성, 저장성 및 안전성 등이 달라질 수 있다. 특히 발효에 참여하는 미생물의 종류와 성장 환경에 따라 발효식품의 특성이 크게 결정된다.
발효 방법에는 자연 발효, Back slopping, 스타터 사용 발효 등이 있다. 자연 발효는 원재료에 존재하는 미생물을 이용하지만 결과가 일정하지 않고 통제가 어려운 단점이 있다. Back slopping은 이전 발효물을 스타터로 사용하는 방식이지만 품질 일정성이 낮다. 최근에는 순수 균주를 스타터로 사용하여 균일한 특성의 발효식품을 생산하는 방법이 보편화되고 있다.
1.2. 발효의 유형
1.2.1. 식품군에 따른 분류
식품군에 따른 분류에 따르면 우유를 이용한 발효식품으로는 치즈, 요구르트, 버터밀크, 사우어크림, dahi, kumis, kefir, acidophillus 우유 등이 있다. 육류를 이용한 발효식품으로는 살라미, 페퍼로니, 초리조, 튜링커, 소세지, pickled meat, nahm 등이 있다. 곡류를 이용한 제품으로는 빵, 팬케이크, 크래커, 피자, nun, idli, sour rice 등이 있으며, 과채류를 이용한 제품으로는 염장 과일, 염장 채소, 올리브, 사우어크라우트, 김치, 아차르 등이 있다. 한편 콩을 이용한 제품으로는 발효 두유, 템페, sufu, 간장, 미소, 나토, 된장, 청국장, 고추장 등이 있다. 그리고 생선류를 이용한 제품으로는 bagoong, fish sauses, 염장 생선, 젓갈, tarama, paak, marnoni 등이 있고, 전분류를 이용한 감자, 카사바, 고구마, 바나나를 이용한 발효 제품이 있으며, 음료로는 맥주, 포도주, 막걸리, 커피, 코코아, 보이차 등이 있다. 기타로는 발효 달걀과 식초 등이 있다.
1.2.2. 발효 미생물에 따른 분류
발효 미생물에 따른 분류"는 발효에 작용하는 미생물의 종류에 따라 발효식품을 구분하는 방식이다. 주요 발효 미생물로는 유산균, 효모, 초산균 등이 있으며, 이들이 단독 또는 복합적으로 작용하여 다양한 발효식품을 생산한다.
먼저, 유산균이 작용하는 발효식품에는 김치, 사우어크라우트, 소시지, 발효유, 치즈 등이 있다. 유산균은 주로 당을 분해하여 유기산을 생성하며, 프로바이오틱 효과로 건강에 이로운 영향을 미친다.
효모가 작용하는 발효식품으로는 맥주, 포도주, 위스키, 막걸리, 청주, 약주, 빵 등이 있다. 효모는 당을 발효시켜 알코올을 생산하는 대표적인 발효 미생물이다.
초산균은 주로 알코올을 발효시켜 식초를 만든다. 식초 생산을 위해서는 효모에 의한 알코올 발효와 초산균에 의한 초산 발효가 순차적으로 이루어진다.
한편, 유산균과 세균, 효모, 곰팡이가 복합적으로 작용하여 발효되는 식품으로는 치즈, 발효유, 된장, 간장, 고추장 등이 있다. 이들 발효식품에서는 각 미생물들의 상호작용에 의해 복잡한 풍미와 기능성이 발현된다.
이처럼 발효 미생물에 따라 발효식품을 구분함으로써 각 식품의 고유한 특성과 품질을 이해할 수 있다. 또한 이를 바탕으로 발효식품의 제조 및 품질 관리에 활용할 수 있다.
1.3. 발효에 관여하는 주요 미생물
1.3.1. 세균류
세균류는 발효 과정에서 중요한 역할을 한다. 유산균, 비피더스균, 바실러스 속 균 등이 대표적인 세균류이다. 발효에 참여하는 젖산균은 주로 당을 분해하여 유산 등 유기산을 생성하며, G+ 통성혐기성균이다. 이들은 주로 probiotic 균들이다. 주요 젖산균으로는 Leuconostoc sp., Lactobacillus sp., Lactococcus sp., Pediococcus sp., Streptococcus sp.가 있다. 김치에서 발견되는 주요 발효 유산균은 Leu. mesenteroides, Leu. citrinum 및 Lac. plantarum, Lac. sakei 등이다. 요구르트에 사용되는 대표적 균주는 Lac. bulgaricus와 Strep. thermophilus이며, 최근에는 Bifidus 균들을 많이 이용한다. Bifidobacterium sp.도 G+균이지만 편성혐기성균으로, 유산과 초산을 각각 2:3으로 생산한다. 고초균인 Bac. subtilis는 강력한 protease와 amylase, 그리고 lipase 등을 생산하므로 메주, 청국장 발효에서 중요한 역할을 하며 호기성균으로 내열성 포자를 형성하는 특징을 갖는다.
1.3.2. 효모
효모는 발효에 관여하는 대표적인 미생물이다. 효모는 전분질 및 당을 발효시켜 알코올과 이산화탄소를 생성하는데, 특히 빵, 맥주, 포도주, 막걸리 등의 제조에 널리 이용된다.
주요 효모로는 Saccharomyces속 효모가 있다. Saccharomyces cerevisiae는 빵 제조에 사용되는 Baker's yeast로, 포도주 및 맥주 제조에도 많이 이용된다. Saccharomyces carlsbergensis는...
