김치가 익는 과정에서 생성되는 주요 물질은 무엇이며, 김치가 보존성이 높은 이유는 무엇인가요?

Question

김치는 우리가 먹는 대표적인 음식입니다. 그래서 해마다 김장을 하잖아요..

이런 김치가 익는 과정에서 생성되는 주요 물질은 무엇이며, 김치가 보존성이 높은 이유는 무엇인가요?

Answer 1

안녕하세요.

김치는 단순히 절인 채소가 아니라, 미생물의 발효 작용을 이용해 맛과 향, 그리고 보존성을 동시에 얻는 과학적인 식품인데요 김치가 익는 과정은 주로 젖산균에 의한 젖산 발효이며, 이 과정에서 여러 화학 물질이 생성됩니다. 김치를 담그면 배추 표면과 양념 속에 자연적으로 존재하던 젖산균이 증식하기 시작하며 대표적으로 Leuconostoc mesenteroides, Lactobacillus plantarum, Weissella koreensis 같은 균들이 순차적으로 우점하게 됩니다. 이 균들은 배추 속의 포도당, 과당 등의 당을 분해하여 에너지를 얻고, 그 대사 산물로 젖산을 생성합니다.

김치가 익는 과정에서 생성되는 가장 중요한 물질은 바로 젖산인데요 젖산이 축적되면 pH가 약 6 정도에서 4 이하까지 떨어지게 됩니다. 이 산성 환경은 부패균이나 병원성 세균의 성장을 억제하는 역할을 합니다. 또한 발효 초기에는 이산화탄소도 생성되어 김치 통 안에 산소를 밀어내는데, 이는 혐기성 환경을 조성하여 젖산균에게 유리한 조건을 만들어 줍니다. 젖산 외에도 초산, 에탄올, 만니톨, 디아세틸 등의 다양한 유기산과 방향성 물질이 생성되며 예를 들어 만니톨은 약간의 단맛을 내며, 디아세틸은 특유의 발효 향을 형성합니다. 또한 마늘, 생강, 고춧가루에 포함된 황 화합물과 항균 성분도 발효 과정에서 복합적으로 작용하여 독특한 풍미를 만듭니다.

이러한김치가 보존성이 높은 이유는 소금에 의한 삼투압 효과 때문인데요 절임 과정에서 고농도의 소금은 세포 외부의 수분을 끌어내고, 많은 미생물의 생장을 억제합니다. 또한 젖산 발효로 인한 낮은 pH도 영향을 줍니다. 산성 환경은 대부분의 부패균에게 불리합니다. 마지막으로 발효 과정에서 형성되는 유기산과 항균 물질이 추가적인 억제 효과를 내며 냉장 보관 시 낮은 온도가 미생물의 대사 속도를 감소시켜 발효와 부패를 모두 느리게 하는 것입니다. 감사합니다.

Answer 2

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.

김치가 익는 과정은 발효라는 생물학적 변화로 설명할 수 있습니다. 김치 속에 있는 배추와 무의 당분을 젖산균이 분해하면서 젖산을 비롯한 여러 물질이 생성되는데, 이것이 김치의 맛과 보존성을 결정합니다.

발효가 진행되면 젖산이 주로 만들어져 김치 특유의 새콤한 맛을 내고, 동시에 산도가 낮아져서 부패균이 자라기 어려운 환경이 됩니다. 이 과정에서 아세트산 같은 다른 유기산도 함께 생겨 풍미를 더하고, 단백질이 분해되면서 감칠맛을 내는 아미노산이 증가합니다. 또한 발효 중 일부 비타민이 새롭게 합성되어 영양가가 높아지며, 탄산가스가 발생해 김치의 톡 쏘는 느낌을 더해줍니다.

김치가 오래 보존될 수 있는 이유는 바로 이 발효 과정 덕분입니다. 젖산이 축적되면서 pH가 낮아지고, 소금이 세균을 억제하며, 유산균이 다른 미생물을 제치고 우세해져 안정된 미생물 생태계를 형성합니다. 결국 김치 내부는 병원성 세균이 살기 어려운 환경이 되어 부패가 늦춰지고, 저온에서 발효가 진행되면 맛과 아삭한 식감도 오래 유지됩니다.