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김치가 발효되는 생화학적 원리는 무엇인가요?
한국의 전통 발효 식품인 김치는 시간이 지날수록 유산균이 증식하며 톡 쏘는 신맛과 탄산을 만들어냅니다. 김치가 발효되는 생화학적 원리는 무엇인가요?
2개의 답변이 있어요!
안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.
김치가 익으면서 탄산과 깊은 신맛을 내는 것은 미생물의 생화학적 대사 작용 때문으로 김치 발효의 핵심 원리는 배추나 무에 포함된 당분을 유산균이 분해하면서 유기산과 이산화탄소를 만들어내는 이종 젖산 발효 때문입니다. 발효 과정에서 류코노스톡 등의 유산균은 채소 속 당분을 분해하여 젖산, 초산, 이산화탄소, 만니톨을 생성합니다.
이때 젖산과 초산은 깔끔한 신맛을 내고, 이산화탄소가 국물에 녹아들어 특유의 청량한 탄산감을 만들어냅니다. 과당이 환원되어 생기는 만니톨은 시원하고 은은한 단맛을 더해줍니다. 발효 뒤에는 산성에 강한 락토바실러스 균이 젖산을 다량 축적해 푹 익은 신김치로 변화시킵니다. 이처럼 김치는 미생물과 유기산 대사 작용이 만들어내는 생화학적 작용 때문입니다.
채택된 답변안녕하세요. 김치는 단순히 유산균이 증식하는 것만으로 발효되는 것이 아니라, 채소에 존재하는 당을 미생물이 분해하여 젖산과 여러 유기산, 이산화탄소 등을 생성하는 복합적인 미생물 대사 과정입니다. 먼저 김치를 담그면 배추나 무 등에 들어 있는 포도당과 과당 등의 당류를 먹이로 하여 다양한 미생물이 증식하기 시작합니다. 초기에는 여러 미생물이 함께 존재하지만, 시간이 지나면서 소금에 대한 내성이 있고 산성 환경에서도 잘 살아가는 젖산균이 점차 우세해집니다. 이러한 유산균은 김치 속 당을 발효하여 젖산을 생성하는데요, 젖산이 축적되면 김치의 pH가 낮아지고 산도가 증가하면서 우리가 느끼는 특유의 새콤한 맛이 나타납니다. 또한 산성 환경이 조성되면 다른 부패 미생물의 증식이 억제되기 때문에 김치가 비교적 오랫동안 보존될 수 있습니다. 즉, 김치의 발효는 미생물이 스스로 만든 산성 환경을 통해 미생물 군집의 구성이 변화하는 과정이기도 합니다.
김치에서 느껴지는 톡 쏘는 맛과 탄산감에는 이산화탄소도 관여하는데요, 일부 유산균은 당을 발효하면서 젖산뿐만 아니라 이산화탄소와 에탄올 또는 아세트산 등을 함께 생성하는 이형발효를 합니다. 이 과정에서 발생한 CO₂가 김치 국물에 녹아 있다가 입안에서 기체로 빠져나오면서 탄산음료와 비슷한 청량감을 주는데요, 다만 김치의 톡 쏘는 맛은 탄산뿐만 아니라 유기산과 여러 발효 부산물의 자극이 함께 작용한 결과라고 보시면 됩니다. 감사합니다.