전통발효식품 메주는 “미생물의 보고”

안녕하십니까? 농촌진흥청 국립농업과학원 농업생물부장 정향영입니다.

저는 이 자리에서 장맛을 결정하는 메주, 이 메주에 서식하는 미생물을 분석하는 새로운 기법과 여기에서 발견된 유용 미생물에 대해서 설명 드리고자 합니다.

우리나라 전통발효식품은 사용 원료를 기준으로 장류, 김치류, 젓갈류, 전통주류 등으로 분류할 수 있습니다.

이 가운데 콩을 원료로 한 발효식품으로는 간장, 된장, 고추장 그리고 청국장 등의 장류가 있고, 메주는 이들 장류의 원료로 사용되는 반건조 상태의 대두 발효제품입니다.

메주는 발효과정을 거치면서 원료 성분들의 분해로 인해 단백질, 당질, 비타민, 무기질들이 체내에서 이용되기 쉬운 형태로 전환되어, 비만, 당뇨, 심장질환 등과 같은 성인병과 암 예방 등에 탁월한 효능을 가집니다.

그런 의미에서 전통 장류가 건강식으로 인정받기 시작한 것에는 발효의 집합체라고 할 수 있는 메주가 큰 역할을 차지했다고 할 수 있습니다.

그런데 국내외 적으로 발효유제품 관련 미생물에 관한 연구는 많이 이뤄지고 있으나, 상대적으로 장류의 발효 관련 미생물에 대한 연구는 활발하지 못한 실정입니다.

앞으로 전통 장류의 표준화, 품질개선, 신제품 개발 등을 위한 기반 조성을 위해서는 무엇보다 장류 미생물에 대한 체계적이고 조직적인 연구가 필요합니다.

지금까지 전통 장류의 발효에 관한 미생물 연구는 고전적인 미생물 검출법인 배양분리법이 이용되어왔습니다. 이 방법은 미생물을 배양하는 과정에서 원래의 환경조건이 바뀌어 미생물 군집구조를 정확하게 반영하지 못했기 때문에, 실제로 전통 장류의 발효 미생물을 정확하게 규명하기 어려웠습니다.

특히, 메주에는 수많은 미생물들이 존재하고 있지만 지금까지 밝혀진 것은 10%에도 미치지 못하고 있는 실정입니다.

이에 따라서 농촌진흥청에서는 이번에 파이로시퀀싱(Pyrosequenci-
ng)이란 유전자 해독 기술을 이용해서 우리 전통 재래 메주에서 약 800여종의 다양한 미생물이 존재한다는 사실을 밝혀냈습니다.

파이로시퀀싱이란 분석기법은 대상 시료에서 DNA를 채취해 분석하는 방식으로 환경에 존재하는 미생물의 종류와 비율을 정확히 밝혀낼 수 있습니다.

이 기법을 이용해서 전국 각지에서 수집한 국산 콩을 원료로 해서 만든 재래 메주 17종에 대해 총 22만 여개의 유전자 조각을 해독한 결과, 기존에 발견하지 못했던 락토코커스 락티스(Lactococcus lactis) 등 수많은 다양한 종류의 미생물들을 발견할 수 있었습니다.

지금까지 미생물 배양분리법을 통해 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis) 등 10여종 정도의 미생물만이 메주에 존재하는 것으로 보고 돼 왔던 것과는 달리, 파이로시퀀싱 기술을 이용해 메주에서 이렇게 많은 미생물 존재를 밝혀낸 것은 이번이 처음입니다.

특히, 이번에 유전자 해독 기술을 이용해 발견한 800여종의 미생물 중에는 우리 몸에 좋은 락토바실러스 살리바리우스(Lactobacillus salivarius), 락토바실러스 퍼멘텀(Lactobacillus fermentum), 바이셀라 콘퓨사(Weissella confusa) 등 유산균이 포함되어있었습니다.

메주에 따라 다르지만, 메주에 존재하는 미생물 중 유산균이 차지하는 비율은 평균 약 30%에 달하였지만, 미생물 중에서 특히 유산균 비율이 최대 88%를 차지하는 메주도 있었습니다.

이번 연구로 메주에 유산균을 포함한 다양한 미생물이 살고 있음이 밝혀짐으로써 앞으로 한국 전통발효식품의 식품학적 가치와 기능성 개발에 대한 연구가 더욱 활발해질 것으로 기대하고 있습니다.

농촌진흥청에서는 이에 메주 이외에도 간장, 고추장, 된장, 청국장 등 전통 장류의 발효에 관여하는 미생물 연구를 더욱 확대해 나갈 계획입니다.

앞으로도 농촌진흥청은 전통발효식품에 서식하는 미생물의 다양성을 분석해 전통 발효식품의 우수성을 과학적으로 입증하고, 유용한 미생물 발굴에, 한국 발효산업 발전에 기여할 수 있도록 최선을 다하겠습니다.

감사합니다.

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[질문 답변]
※마이크 미사용으로 확인되지 않는 내용은 별표(***)로 처리했으니 양해 바랍니다.

<질문> ***

<답변> 예. 이것은 지금 현재 우리가 메주에만 특별히 처음으로 적용해 본 것이고, 다른 것에서도 많이 적용이 가능한 것으로 알고 있습니다.

<질문> ***

<답변> 이것은 지금 우리가 분류동정해서 기능이 확인된 미생물들이 많이 나왔잖아요. 유산균의 경우 농업 활용 쪽으로 보면 유산균 비료 쪽, 그 다음에 여기서 나온 것 중에는 일부 또 항균이나 이런 게 있으면 작물보호제나 미생물농약이나 제제들, 이런 것들 사용하는 데 쓰고요. 또 식물면역 활성촉진 미생물 개발이나 이런 데에 활용할 예정으로 있습니다. 아직 의약 쪽에는 앞으로 우리가 신경을 더 써야 되겠지만, 여기 지금 현재 우리 미생물농업팀에서는 주로 농업과 관련된 것들을 많이 하고 있기 때문에 의약 쪽은 조금 더 시간을 두고 생각해 볼 계획입니다.

<질문> ***

<답변> 지금 그 부분에 대해서는 우리가 800종이 다 ‘유해하다. 무해하다.’, 왜냐하면 이것에 대한 기능들을 하나하나 다 밝힌 것이 아니기 때문에, 유해한 것이 있는지 없는지는 아직 확인이 안 되고 있고, 차츰차츰 이런 것들에 대해서 밝혀 나갈 예정입니다.

<질문> ***

<답변> 유용하면서도 우수한 우리 몸에 좋은 균으로 밝혀져 있는 것들을 중심으로 해서 넣고 그런 것이고, 이 뒤에 보면 여드름균에 항균작용이 있는 것이라든가 이러한 균들, 앞으로 이용가치도 있고 이런 균들 중심으로 밝혀진 것에 대해서 기록을 한 것입니다.

<질문> ***

<답변> 우리가 처음으로 시도해서 좋은 결과를 얻은 것이니까 메주에 이렇게 유용한 미생물이 많다는 것은 사실 지금껏 몰랐었기 때문에, 막연하게 메주의 균이 좋아서 장맛도 좋아지고 이러지 않겠느냐, 이렇게 얘기는 했었는데 이런 것들이 밝혀졌기 때문에, 앞으로 조금 더 발전시켜보겠습니다.

<질문> ***

<답변> (관계자) 실제 메주를 수집할 때, 처음에는 볏짚을 이용한 메주랑 볏짚을 이용하지 않은 메주를 수집을 골고루 해서, 볏짚을 이용한 메주 같은 경우가 볏짚을 이용하지 않은 거랑 차이가 있을 거라고 예상을 했는데, 실험결과에서는 2개의 차이가 명확히 드러나지 않았습니다.

<질문> ***

<답변> (관계자) 이 연구를 몇년 동안 하셨습니까? 분류해내는 이 연구, 전통메주의 유해 800여종 미생물 존재가 있다는 것을... 아, 일단... 8, 9, 10... 3년간 하셨네요. 아, 2009년, 2년 간에 걸쳐서요? 우리 유광우 사장님께서 지적보다는 보충으로 말씀해 주신 그것도 연구에서 귀담아 들어야 될 거 같아요. 우리는 전통장류, 특히 메주에서 이러한 유용한 균이 있었고, 그쪽은 산업하고 연계, 대형가공공장에서 이루어지는 균이잖아요? 그래서 앞으로 차후에 2차 연구하실 때에는 같이 공동으로 연구하는 것도 좋을 거 같습니다.

<질문> ***

<답변> (관계자) 사실은 파이로시퀀싱기법이 도입이 된 것이 지금 전 세계적으로 2년쯤 됐습니다. 2년쯤 되고 우리들도 작년 연말부터 이 기법을 이용해서 분석을 하고 있는데 상당히 비용이 고가이다 보니까 아까도 말씀드렸다시피 대량의 샘플들을 가지고 분석할 경우 비용적인 측면에서 굉장히 어려움이 있습니다.

좋은 지적하셨습니다. 앞으로 이 기법 자체가 비용도 좀 내려가고 분석하는 테크닉도 조금 더 발전되면 우리들이 안 하더라도 그런 크닉도 아마 많이 분석을 할 것이고 생각을 하고 있고요. 그리고 특히 메주 같은 경우에는 굉장히 우리나라 전통음식도 아서도 대표적인 음식이기 때문에 비용이 들더라도 파이로시퀀싱을 가지고 전체적으로 미생물 분포가 어떻게 되는지, 한번 파이로시퀀싱으로 해 본 것이고, 앞으로 계속 확대해 나갈 계획을 가지고 있습니다.

<질문> ***

<답변> (관계자) 제가 확실히 어떻게 진콩으로 했을 때 아니면 우리 전통콩으로 했을 때 미생물상에 어떻게 변할지는 제가... 시도해볼만한 충분한 가치는 있다고 생각합니다. 좋은 지적이십니다.

<질문> ***

<답변> 최초로 우리가 발견해 낸 것에 대해서는 우리가 특허를 내면 국가가 소유주가 되어서 출원시켜 가지고 기술 이전을 시켜줄 수가 있습니다. 그런 경우에는 유상이 될 수도 있고 무상이 될 수도 있는데 거의 대부분이 유상으로 해 주는 경우를 기본으로 하고 있죠.

<질문> ***

<답변> (관계자) 지금 여기에 균주종 몇 가지 특성을 이렇게 적어 놓은 것은 다 유명한 종이라 발표된, 공인된 것으로 보시면 됩니다. 우리들이 연구를 한 게 아니고, 이미 다 그런 기능이 있는 것으로 세계적으로 알려져 있는 균으로 보시면 됩니다.

<질문> ***

<답변> 이것을 또 분류해서 대량으로 해서 치료제나 이런 것으로 쓸 수 있게끔 개발을 해야 되는 거죠. 일단은 메주에서 이러한 균을 찾아냈다는 거, 이것이 중요하고, 이것을 산업화시키려면 얼마만큼 개발 가격이나 이런 것들이 충분하고 가능한지 여러 가지가 계산이 되어야 되겠죠.

<질문> ***

<답변> (관계자) 지금 진흥청에서 1년에 30균주 이상 세계적으로 신종들, 세계적으로 선보고하는 균주들, 30균주 이상씩 매년 보고를 하고 있습니다.

<질문> ***

<답변> (관계자) 지금 우리들이 보고한 균중 중에 보면 기관이름을 따서 이름을 지은 균주들이 있습니다. 루다넬라라고 해서 RUDA 루다넬라라고 해서 우리 진흥청 명칭을 따서 미생물 명칭을 짓고 그것을 국제저널에 보고한 경우도 있고, NAAS라는 기관명칭을 따서 국제저널에 보고한... 우리들이 총 해서 지금까지 150균주 정도... 신종을 국제저널에 이미 보고한 바가 있거든요.

그래서 우리들이 메주를 할 때에도 사실은 상당히 기대를 했습니다. 이것이 우리나라에만 있는 그런 신종들이 나올 것이라고 처음에 기대하고 실험을 했었는데, 지금 우리들이 파이로시퀀싱을 통해서 800종을 분류를 했잖아요.

그런데 이것이 우리들이 실제로 다 분류를 한 게 아니고 거기에 미생물 800종이 있다, 그런데 실제로 분리할 수 있는 것은 한계가 있습니다. 지금 분리기법 자체로 여기 자료에도 나와 있지만 실제로 거기에 존재한다는 것을 시퀀싱을 통해서 알고는 있지만 실제로 분리할 수 있는 균주가 많게는 5%, 적게는 2%도 안 됩니다. 이것보다 많거든요.

그래서 실제로 분리를 해 내는 기법, 그것도 굉장히 중요하거든요. 앞으로 미생물을 실질적으로 이용하기 위해서는. 지금 파이로시퀀싱은 단지 메주 내에 이렇게 많은 균들이 있다, 그런데 실제로 분리하는 것은 또 다른 측면이고, 그러다 보면 앞으로 이런 분리 기법하고 적절하게 조합을 하면 우리들이 한국에서만 있는 토종 미생물도 상당히 나올 것으로 지금 예상을 하고 있습니다.

<질문> ***

<답변> (관계자) 지금 여기 보면 아까 40종 놓아둔 그런 유산균들은 메주에서 묻어나는, 메주에서 많이 나오는 그런 균들이거든요. 아마 이것들은 다른 유산균 들어가는 요구르트나 이런 균들하고 많이 차이가 있을 것입니다. 우리들이 앞으로 분석을 해봐야 되는 것입니다. 800균주에 대해서 상당히 다른 균주들이 많이 있을 것으로 생각을 하고 있습니다.

<질문> ***

<답변> (관계자) 아까도 말씀드렸다시피 파이로시퀀싱이 보편화된 것이 1년, 2년 전쯤, 세계적으로 지금 파이로시퀀싱이 보편화된 것이 그 정도쯤 됐고, 지금 진흥청 내에서는 우리팀이 가장 먼저 파이로시퀀싱 기법을 도입해서 여러 미생물을 분석하고 있거든요. 그리고 여기 생명공학 연구하시는 분들도 일부 파이로시퀀싱을 이용해서 제놈시퀀싱 쪽으로 활용하고 있습니다. 아직까지는 이것이 초창기 단계죠.

<질문> ***

<답변> (관계자) 비용이 문제입니다.

<질문> ***

<답변> 앞으로의 계획은 된장, 간장, 고추장, 이렇게 장 종류 쪽에 해서 스페시픽하게 해보겠다는 계획을 하고 있습니다. 이번에는 그냥 이렇게 이해해 주시면 되겠습니다. 우리나라에 있는 메주를 수집해서 우리 콩으로 빚은 메주를 가지고 실제로 우리가 조사해 보니까 여기에 유용한 미생물들이 상당히 많이, 그전 기존 방법보다 파이로시퀀싱 새로운 방법으로 해보니까 다양한 미생물의 종류를 약 800종, 10종 밖에 우리가 파악을 못했던 것을 할 수 있었다는 것 그리고 그것에 대해서 보니까 유용균이나 유산균을 비롯해서 굉장히 좋은 균들이 이 속에 많이 들어 있었다는 것, 이런 것을 찾아낸 것에 굉장히 큰 의의를 두면 될 것 같고요.

<질문> ***

<답변> 적극 반영을 해서 우리가 이전을 하기 때문에 사실은 고가의 장비는 지금 현재 구입을 당분간 안하고 있는 실정이거든요. 그렇다 보니까 이 기법이 개발된 것이 오래된 것이 아니기 때문에 앞으로 보완해서 참고하도록 하겠습니다.

이렇게 우리 미생물 발표한 것에 대해서 오늘 처음으로 사실 미생물팀이 6월 1일에 새로 팀을 구성하고 처음 이렇게 전문 기자님들을 모시고 브리핑을 했거든요. 성원해 주시고 질문도 많이 해주시고 열심히 하라는 약간의 채찍도 받고 하여튼 고맙습니다. 앞으로 열심히 하겠습니다. 앞으로 미생물팀 뿐만 아니라 생물부, 아니 진흥청 전 정부 열심히 밀어주시고 앞으로 좋은 홍보 부탁드리겠습니다.

고맙습니다.

<끝>