치즈나 요플레 같은 발효 유제품을 만들 때 일어나는 젖당(락토오스) 분해 과정은 다음과 같습니다.
1단계: 유산균의 침투와 효소 분비
우유에 유산균(락토바실루스, 스트렙토코쿠스 등)을 첨가하면, 이 균들은 우유 속 젖당을 에너지원으로 이용하기 위해 **락타아제(β-갈락토시다아제)**라는 효소를 분비합니다.
2단계: 젖당의 가수분해
락토오스는 포도당(glucose)과 갈락토오스(galactose)가 결합된 이당류입니다. 락타아제 효소가 이 둘 사이의 글리코사이드 결합을 물 분자로 끊어주면서 다음과 같이 분해됩니다.
락토오스 + 물 → 포도당 + 갈락토오스
3단계: 해당과정(글리콜리시스)
분해된 포도당은 유산균 세포 안으로 들어가 해당과정을 거치며 피루브산으로 전환됩니다. 갈락토오스도 별도의 대사 경로(Leloir 경로)를 통해 포도당 대사 경로로 합류합니다
4단계: 젖산 발효
산소가 부족한 환경에서 유산균은 피루브산을 최종적으로 **젖산(lactic acid)**으로 환원시킵니다. 이 과정이 바로 '젖산 발효'입니다.
피루브산 → 젖산
5단계: 결과물의 변화
산도 증가: 젖산이 쌓이면서 pH가 낮아집니다.
단백질 응고: 산성화된 환경에서 우유 단백질(카제인)이 변성되어 응고되고, 이것이 치즈의 커드나 요구르트의 걸쭉한 질감을 만듭니다.
풍미 형성: 젖산 특유의 새콤한 맛이 발효 유제품의 특징적인 맛을 결정합니다.
이렇게 유기당인 락토오스가 미생물 효소 작용을 거쳐 최종적으로 젖산으로 변하는 것이 발효 유제품 제조의 핵심 원리입니다.