김치 발효 미생물 유전자 규명

김치 발효 미생물의 유전자 특성이 연구를 통해 규명됐다.

농림수산식품기술기획평가원(원장 유병린)은 2009년부터 2014년까지 25억원의 연구개발비를 지원하는 농림기술개발사업인 ‘유전체 분석을 활용한 전통발효식품의 기능성 표준화 연구’팀(주관연구책임자 중앙대 전체옥 교수)이 최첨단 유전체 분석기술을 이용해 김치와 젓갈 내 미생물과 메타지놈에 대한 전반적인 특성 규명에 성공했다고 28일 밝혔다.

김치 발효 과정에는 여러 종류의 미생물이 관여해 맛있고 건강에 이로운 김치를 만들기 위해서는 발효 미생물에 대한 유전자 분석이 필수적이다.

최근 복잡한 미생물이 함께 섞여 있는 환경에서 각 미생물을 분리하지 않고 한꺼번에 유전체 분석을 수행하는 기법인 ‘메타지놈(metagenome) 분석’이 개발됐으나 발효식품에 대한 분석은 거의 이루어지지 않고 있다.

연구팀은 메타지놈 분석에서 가장 진화된 분석방법인 파이로시퀀싱 기술을 사용해 미생물에 대한 유전자 분석을 수행하고 특정 미생물 유전자의 존재와 특정 발효산물을 생성하는 상호관계를 세계 최초로 규명했다.

연구 결과 김치 내 다양한 미생물의 존재와 미생물의 유전자 발현 조절을 통해 김치 맛과 건강에 대한 기능성을 높이는데 관여하는 과학적 비밀을 풀어가는 실마리가 마련됐다고 평가원은 설명했다.

연구결과 안정적인 김치 발효를 위해서는 발효 후반기에 급격히 증가하는 세균을 숙주로 번식하는 바이러스인 박테리오파지의 역할이 중요하다는 사실이 과학적으로 확인됐다.

연구팀은 새우젓, 조개젓, 오징어젓, 굴젓, 명란젓, 창란젓, 게젓 등 국내 대표적 7가지 젓갈에 존재하는 미생물들도 분석해 원핵 미생물의 종류인 고세균종(Crenarchaeota)들이 상당히 높은 비율로 존재하고 있다는 사실도 규명했다.

이번 연구 결과는 2009년 네이처 자매지 미생물 생태학 및 응용미생물 분야에서 최고의 저널로 알려진 The ISME(International Society for Microbial Ecology)에 1편, 2010년과 2011년에는 미국 미생물학회가 발간하는 관련 분야 최고 저널인 응용환경미생물학회지(Applied and Environmental Microbiology)에 2편 연달아 게재됐다.

연구팀은 2012년까지 젓갈에 대한 추가적인 연구를 진행하고 2013년부터는 발효주와 전통 장류에 대한 연구도 추진해 전통발효 미생물의 통합 데이터베이스도 완성할 계획이다.

평가원은 이번 연구가 첨단생명공학기법을 바탕으로 전통발효식품에 대한 과학적이고 체계적인 분석결과를 통해 대한민국 전통발효식품의 과학화 및 세계화에 기여할 수 있을 것으로 기대하고 있다.