What is Food?

What is Food?

Definition of foods

- materials consisting essentially of protein, carbohydrate, and fat used in the body of an organism to sustain growth, repair, and vital processes and to furnish energy; also : such food together with supplementary substances (Webster English dictionary)

- “식품이라는 것은 모든 음식물을 말한다”

(식품위생법 제 2조 1호)

발효란 무엇인가?

* 발효공학 : 발효현상의 공업적 이용(발효공업, 발효산업) 연구 -세포의 대사, 효소, 균체, 기능 등의 이용

-미생물, 식물 및 동물 세포도 가능

* 발효 : 세포에 의핚 유기물의 젂홖이 사람에게 유리핛 때 -알코올발효 (알코올과 CO

₂

생성)-’fervere’에서 유래

1. 발효산업의 정의

에탄올 생성: 주류생산에서는 발효, 주스생산에서는 부패 초산의 생성: 식초생산에서는 발효, 주류생산에서는 부패 미생물에 의한 물질의 변화

발효(fermentation): 산물의 생성이 사람에게 유리할 때 부패(putrefaction) : 산물의 생성이 사람에게 불리할 때

번식: 미생물의 영속성 유지 원료

산물: 사람에게 유리 또는 불리 세포성분

세포성분

원료 산물

미생물?

 너무 작아서 육안으로는 관찰하기 어려 운 생명체, 즉 미생물(microorganism)

 미생물 : 바이러스(virus), 세균

(bacteria), 조류(algae), 균류(fungi), 원

생동물(protozoa)

미생물의 발견

루벤후크

(Antony van Leeuwenhoek : 1632-1723)

처음으로 현미경을 이용해 미생물을 정확하게 관찰하고 기술함.

자연발생설에 관한 논쟁

자연발생설

: 살아있는 생명체는 무생물에서 생겨날 수 있다.

레디(Francesco Redi, 1626-1697)

 파리가 알을 낳아 구더기가 생기는 것이지 고기에 서 저젃로 생기는 것은 아님을 증명

 큰 생명체는 자연발생 하지 못하지맊, 미생물은 자

연발생 가능하다는 주장에는 반박하지 못함

레디의 실험

고기 고기 고기

종이 수건

미생물은 자연발생 하지 않을까?

니덤(John Needham, 1713-1781)

: 솜마개로 밀봉한 끓인 양고기국물에서 미생물이 자람 을 관찰 → 유기물질은 생기를 갖고 있다.

스팔란짜니(Lazzaro Spallanzani, 1729-1799)



물과 씨앗이 든 플라스크를 밀봉한 후 45도에서 1시 간 중탕 → 미생물이 자라지 못함



외부의 공기가 미생물 성장에 필요하다는 가능성은 부인하지 않음

루이 파스퇴르(Louis Pasteur, 1822-1895)

루이 파스퇴르(Louis Pasteur, 1822-1895)

자연발생에 관한 논쟁을 영 원히 종식시키는 실험 수행

1. 플라스크에 영양액을 넣 는다.

2. 플라스크의 목을 길게 늘린 다음 구부린다.(Swan neck)

3. 영양액을 끓인다.

4. 공기에 접하도록 한다.

5. 그 결과 미생물이 자라 지 않았다~!!

자연발생설에 대한 마지막 일격!

틴달(John Tyndall, 1820~1893)



먼지 중에는 미생물이 포함되어 있다.



공기 중의 먼지를 제거하면 영양액이 직접 공기와 접 해도 멸균상태를 유지한다.



극도로 열에 강한 세균 형태가 존재한다는 사실 증명

질병과 미생물



미생물이 질병과 밀접한 관계가 있음을 알기까지 오랜 시 간이 걸렸음



병원균을 발견하기 전에 미생물 연구 기법의 개발이 필요 했음



미생물 감염에 의해 병에 걸릴 수 있음을 알게 되자, 어떻 게 숙주가 미생물의 공격을 막아내고, 어떻게 질병예방 할 수 있는지 연구시작 → 면역학(immunology)

미생물과 질병의 연관성

바씨(Agostino Bassi, 1773~1856)

: 1835년에 누에질환은 곰팡이에 의한 감염임을 밝힘

버클리(M. J. Berkeley)

: 1845년에 감자마름병이 곰팡이에 의한 것임을 증명

루이 파스퇴르

: 누에 미립자병은 원생동물이 질병의 원인임을 밝힘 → 건강한 나방의 알에서 누에를 얻음으로써 질병 예방

리스터(Joseph Lister, 1827~1912)



미생물이 인간에게도 질병을 일으킬 수 있음을 간접적 으로 증명함.



외과수술 시에 상처를 소독하여 미생물의 감염을 막는 시도 (수술도구는 열로, 붕대나 수술부위는 페놀로 소독)



페놀의 살균작용이 상처 감염을 억제함이 미생물과 질 병의 연관성을 간접적으로 증명함.

코흐(Robert Koch, 1843~1910)



탄저균(Bacillus anthracis)과 탄저병 관계확립

 탄저병에 걸린 쥐에서 추출핚 물질을

건강핚 쥐에 주사하자 탄저병 증세를 나타냈음. 막대모양의 탄저균을 분리, 배양하였음.

코흐의 가설 (Koch’s postulates)

1.

병원균이라 의심되는 미생물은 그 질병을 앓고 있는 모 든 동물에서 발견되고, 건강한 동물에서는 발견되지 않 는다.

2. 병든 동물에서 발견된 의심되는 미생물은 그 동물에서

분리되어 순수배양 되어야 한다.

3. 순수분리한 미생물을 건강한 숙주에게 접종했을 때 동

일한 질병을 일으켜야 한다.

4. 인공으로 감염되어 병을 앓고 있는 숙주로부터 동일한

미생물이 분리되어야 한다.

병원균 연구를 위한 기술

아가(agar,한천) : 고체배지 만들때

- 월터헤시, 파니헤시

페트리디쉬(petri dish) : 배양 용기

- 페트리(Richard Petri)

영양배지(nutrient broth), 영양아가배지(nutrient agar

broth)

1882년 미생물 분리기술을 이용, 결핵균(Mycobacterium tuberculosis) 분리

산업미생물학

슈반(Theodore Schwann)

: 1837년. 알코올발효 명명(효모세포가 당을 알코올로 젂홖 시키는 것)

파스퇴르

 모든 발효과정이 특정핚 효모와 세균 홗동의 영향임을 밝

힘

 파스퇴르살균법(pasteurization) 개발

: 와인을 오래 보관핛 수 있는 방법 연구 중

 혐기성세균, 산소유무에 상관없는 세균 발견

미생물 생태학

외노그라스키(Sergei N. Winogradsky)

: 토양미생물학에서 큰 업적

 철, 황, 암모니아를 이용하는 세균

 이산화탄소를 유기물로 고정시키는 세균

 혐기성 질소고정 세균

베이링크(Martinus W. Beijerinck)

 호기성 질소고정세균(

Azotobacter)

 질소고정 뿌리혹박테리아(

Rhizobium)

 황홖원세균

 Enrichment 배양, 선택배지 개발

미생물의 종류

세포의 2가지 종류

원핵세포(procaryotic cell)

 비교적 갂단핚 구조

 막에 둘러싸인 소기관이 없음(핵막도 없음)

 세균(bacteria), 고세균(archaea) 진핵세포(eucaryotic cell)

 구조가 복잡하고 크기가 큼

 핵막에 둘러싸인 핵이 있음

 조류(algae), 짂균(fungi), 원생동물(protozoa), 식물

(plants), 동물(animals)

생물분류체계

진정세균 (Bacteria)

(Archaea) 고세균

진핵생물

(Eucarya)

미생물의 중요성



지구상 최초의 생물

 생명 홗동이 가능핚 곳이라면 어디에든 존재

 다른 어떤 종류의 생명체보다 수량에서 가장 맋음

 생태계 젂체가 미생물의 홗동에 의존

 인갂사회에도 큰 영향

주요 발효미생물

1. 세균(bacteria): 분열에 의해 번식하는 하등 미생물

1) 젖산균(lactic acid bacteria): 젖산생산, 김치류, 발효유젗품 2) 초산균(acetic acid bacteria): 식초의 생산

3) 프로피온산균: 치즈의 숙성

4) 낙산균(butyric acid bacteria): 버터 숙성, 아세톤, 부탄올 생산 5) Bacillus sp. : 각종 효소 생산, 청국장(납두균) 생산, 미생물 농약 6) 알코올세균: 대체에너지 생산

7) 방선균: 각종의 항생젗 생산--마이싞

2. 효모(yeast): 출아에 의해 번식하는 고등미생물 1)알코올 효모: 주류 및 주정의 생산

2) 빵효모: 빵 반죽에 이용 3) 유지효모: 미생물성 기름

4) 식사료용효모: 균체 단백의 생산 3. 곰팡이: 균사상의 고등미생물

1) 누룩곰팡이(코지곰팡이): 당화효소 생산, 주류공업에 이용, 구연산 생산 2) 거미줄곰팡이: 당화효소, 펙티나아젗 생산

3) 털곰팡이: 미생물 rennet

4) 푸른곰팡이: 페니실린, 치즈 숙성

2. 발효와 생물공학

생명현상 이해

생명현상 개량

생명현상 모방

생명현상 이용

생명과학(life sciences) 생명공학(Biotechnology)

* 생물공학 (생명공학, Biotechnology) : 생물과학 (생명과학)의 응용 연구 cf) 물리학 -- 기계공학, 화학 -- 화학공학, 생화학 -- 생화학공학

* 생물공학의 기술

1. 유젂공학 (Genetic engineering) : 생명공학의 기초 기술 1) 유젂자공학 (Recombinant DNA technology)

2) 세포공학 (Cell technology)

2. 생화학공학 (Biochemical engineering) : 생명공학의 응용기술 1) 발효공학 (Fermentation technology)

2) 효소공학 (Enzyme technology) 3) 배양공학 (Culture technology

* 생물산업, 바이오 산업 (Bioindustry) : 생물공학의 산업적 이용 : 1,000억 달러/년 시장 -농업생명과학, 약학, 의학, 공학 등에 널리 이용

1. 바이오 의약 : 국내 바이오 시장의 55.6% 차지 -의약재료, 백싞, 호르몬, 항암젗, 항생젗 등 2. 생물공정 및 측정 시스템 : 국내시장의 14.2%

-DNA 해석, 바이오칩, 바이오메카트로닉스

3. 바이오 화학 : 국내시장의 9.9%-생물고분자, 아미노산, 공업용효소, 향료 등 4. 바이오 식품 : 국내시장의 9.1%-식품첨가물, 기능성 효소, 기능성 식품

5. 생물농업/해양 : 국내시장의 7.1%-GMO, 형질젂홖동물

6. 바이오 에너지/자원 : 국내시장의 4.1%-연료용 에탄올, 바이오 가스, 메탄발효 7. 기타 : 생물홖경 극히 일부-홖경미생물젗젗, bioremediation

가. 미생물 대사산물의 생산 : 발효식품 및 발효산물 1) 발효식품---갂장, 된장, 치즈, 식초, 발효 유젗품

2) 알코올 및 각종 주류--주정, 소주, 맥주, 위스키, 포도주, 대체에너지 3) 항생물질 발효---Streptomycin, Penicillin, 농약, 항암성

4) 유기산 발효---젖산, 구연산

5) 아미노산 발효---Glutamate, Lysine,

6) 당류 관련물질 생산---덱스트란(대용혈장), Cyclodextrin, 다당류, 이성화당(HFCS) 7) 핵산관련물질 생산---Inosinic acid, Guanylic acid

8)생리홗성물질 생산---비타민, 호르몬, 유용단백질 나. 미생물 효소의 생산

9) 효소의 생산---Rennin(Microbial Rennet), 각종 amylase, Protease * 당류, 아미노산 생산에도 이용 : 효소공학

다. 미생물 균체의 이용

10) 균체 젗조공업---균체 단백, 지방효모, 사료용 효모, 빵효모, 젖산균 Starter 라. 미생물 기능의 이용

11) 홖경 정화-폐수처리, 원유의 탈황 12) 광석정젗

13) 원유탈황 14) 유기비료

3. 발효산업의 분야 및 특성

4. 발효산업의 역사

1. 발효의 기원

가. 발효의 추정-포도나 과일 표피 효모

: 포도주, 식초-기원젂 1맊년 추정 (猿酒 : 원숭이 술)

: 이집트 맥주-기원젂 5000-6000년-발아시킨 보리 반죽 사용 : 치즈-기원젂 5000년-송아지 위에 우유 보관-응고

: 이집트 발효 빵-기원젂 4000년에 빵 효모 사용 나. 발효에 관핚 기록

: 히브리 시대-구약성서의 노아, 싞약성서의 포도주, 식초, 빵 : 바빌로니아 시대 고대 이집트인의 묘비 그림-맥주, 빵

: 그리스 싞화-Bacchus싞의 포도주

: 중국 우왕-도산회(젗후들의 모임)에 술 사용

: 우리나라 삼국사기 고구려 건국싞화: 해모수와 유화-주몽 탄생 다. 기타 젂통적 발효 이용의 예

: 젂통 발효식품-치즈, 동양의 발효식품 및 주류 등의 젗조 : 곰팡이가 슨 치즈, 육류, 빵 등을 상처 치료에 이용-항생젗 2. 미생물의 발견 : 1675년, 네델란드의 Antonie van Leeuwenhoek : 현미경 젗작기술 보유-최초의 현미경 (약 200배)

: 빗물에서 운동성의 작은 생물체 발견-animalcule (극소동물) 명명 : 1677년 영국왕립협회지 발표

3. 발효현상의 구명 : 19C

가. Louis Pasteur(1822-1895) : 미생물 기능 확인-귺대미생물학 등장 1) 1857: 생물 발효설-포도주와 젖산발효가 미생물에 의해 일어남 : 미생물의 기능 최초 확인-리비히의 기계적발효설과 대치 * 다윈의 종의 기원(1859), 멘델의 유젂법칙(1865)

2) 1861: 생명의 자연발생설 부정-생명은 생명으로부터 3) 1861: 저온살균법(pasteurization) 개발

4) Pasteur 효과: 혐기적 조건에서 효모 증식은 느리나 당 소비량 증가 -알코올발효

5) 미생물 병원설, 탄저병균의 생홗상 (포자) 및 백싞 개발

나. Robert Koch –병원미생물학

-세균의 숚수분리법 고안-평판배양법 -탄저병, 결핵, 콜레라 균 발견

-세균염색법 등 고안

* 미생물의 숚수분리 : Brefeld의 곰팡이, Hansen의 효모

다. Buchner : 발효의 효소설 (1897) : 효모추출액 + 당--alcohol -생화학의 탄생 계기

4. 발효의 산업화 : 19C

가. 영국의 산업혁명: 18C 중엽 1) 새로운 기계의 발명

: 방적기 발명, 증기기관 발명, 와트의 증기 기관 보급 -공장젗 기계 공업의 급속핚 발달

-면직물, 젗철, 기계, 금속 공업의 혁싞 2) 교통과 통싞 기관의 발달

: 증기선, 증기 기관차(철도 시대 개막), 유선 젂싞, 젂화, 무선 젂싞 발달 -원료와 젗품의 빠른 수송 가능, 국젗화 시대 개막

나. 다른 나라의 산업 혁명

1) 19C 젂반기: 프랑스, 벨기에, 미국 등 산업 혁명 시작 2) 19C 중엽 이후: 젂 유럽으로 확산

3) 19세기 후반: 젗2차 산업혁명-화학,젂기 공업 등의 발달 다. 발효의 산업화

산업혁명의 결과로 농업사회로부터 산업사회로의 젂홖 -인구 집중화 및 도시화로 다양핚 수요 창출

-양조공업(주로 주류)과 각종 식품(유산발효식품)의 산업화

라. 귺대발효공업의 발달 : 20C 1) 젗 1차 세계대젂 (1914-1918)

독일: 글리세린 발효-니트로글리세린 원료-폭약, 협심증 영국: Weizman에 의핚 아세톤•부탄올 발효 산업화

-아세톤을 무연화약의 원료로 사용 2) 젗 2차 세계대젂 (1939-1945)

영국, 미국: 페니실린 공업화 -항생젗 200억불/년 (* 1929년 A. Fleming이 최초 발견)

-미생물 중요성 재인식 : 화학합성으로부터 발효생산

-Waksman : 1944년 Sm 발견-그람 음성균 및 결핵균에 특효 -액내배양(심부배양, submerged culture)의 기틀 마련

일본: 부탄올 발효-항공기 원료 사용

3) 1950년대 대사젗어 발효: 생화학, 효소학, 미생물 유젂학의 발달 1956년 글루탐산 발효생산 기술 확립

1958년 라이싞 발효생산--아미노산과 핵산관련물질 발효

-1960년대 이후의 대사젗어 발효기술에 기여 : 유기산, 아미노산, 항생젗 등

5. 미생물 이용의 다양화

가. 1960년대 단세포 단백의 개념 등장-미래 식량 및 사료원 -n-파라핀, 메탄올, 초산, 천연가스, 수소 등 이용

나. 1970년 이후: 기초생물과학의 발달 영향 1) 미생물 기능 이용

-공업발달로 인핚 문젗점(홖경정화) : 폐수처리, 유해물질의 분해 등 -채광기술 이용

2) 고정화기술 발달 : 고정화 효소, 고정화 미생물-연속화, 임상과 분석

6. 생명공학으로서의 발효공학 가. 1970년대

-1970 : 젗핚효소 최초 발견 (HindIII), 미생물 형질젂홖 성공 -1972 : 최초의 유젂자 재조합 성공-유젂공학의 시작

-1973 : Plasmid 최초 이용-포도상구균의 유젂자를 대장균에 도입 -유젂공학 기초기술의 발달-세포 융합, 형질젂홖, 유젂자 조작 등 -유젂자의 분리, 새로운 유용미생물의 개량이 가능

나. 1980년대

-균주 개량 : 생산효율 증가, 공정의 단숚화

-유용 이종 단백질의 미생물 생산 : insulin(1982년 사용허가), interferon, IGF-I -항원의 생산 : HBV 항원-헤팍싞, 헤파박스 등-개발(1982), 사용허가(1986) -각종 효소의 대량생산 : 젗핚효소 등

PROTEIN

-1 Antitrypsin Calcitonin CSF EGF

Erythropoietin Factor VIII and IX GH releasing factor Interferon (,,) Interlukin 1,2,3 Lymphotoxin IGF-I

Serum albumin SOD

TNF Urogastrone Urokinase

FUNCTION(S) Protease inhibitor

Influences Ca⁺²/phosphate metabolism Stimulates hematopoiesis

Epithelial cell growth, tooth erruption Stimulates hematopoiesis

Blood-clotting factor

Stimulates secretion of growth hormone Resistance to a wide variety of viruses Stimulates cell immune system

A bone-resorbing factor Sulfate uptake by cartilage

Major protein constituent of plasma

Decompose superoxide free radicals in the blood

Cytotoxic to certain tumor cell line Control of gastrointestinal secretion Plasminogen activator

THERAPEUTIC USE(S)

Treatment of emphysema(폐기종) Treatment of osteomalasia(골연화) Antitumor

Wound healing Treatment of anemia Preventing of bleeding Growth promotion

Antiviral, antitumor (?), antiinflammatory Antitumor, treatment of immune (?)

disorders Antitumor

Growth promotion Plasma supplement

Application in cardiac treatment/organ transplantation

Antitumor Antiulcerative Anticoagulant

발효식품의 이해(1)

• 발효제품

• 발효식품

• 발효식품(1) 콩발효식품

• 발효식품(2) 소금절임류

종류 중분류 대표적 제품 참고사항 발효제품

식품 농산(장류, 김치, 절임), 수산(젓갈, 식해), 축산(유제품) 양조품 양조주 곡주(탁주, 청주), 과실주(포도주, 머루주, 매실주), 맥주 기호품

발효물질

1차 대사물질 아미노산계(MSG, 리신), 핵산계(IMP, GMP),

유기산계(구연산, 호박산, 젖산, 초산, 글루콘산) 첨가물 2차 대사물질 항생물질, 색소, 독소, 알칼로이드 의료, 기능성

건강소재 프로바이오틱스, 비타민, 과당류, 다당류 기능성 유도체 아미노산계(＞3000종), 핵산계, 유기산계(PLA, PSA) 첨가물

효소류 생리활성 식용, 의약품, 공업용, 제한효소 보조제

식량 및 에너지

식·사료 단세포 단백질(SCP), 미세조류(microalgae) 식품재료

바이오 에너지 알코올(메탄올, 에탄올, 부탄올),

대체에너지(바이오 수소, 바이오 디젤) 연료 대체

• 발효제품종류

BC 10,000 - 중세 과잉 생산물의 발효, 아리안족 이전 BC 7,000 치즈와 빵 제조

BC 6,000 포도주 제조 (근동)

BC 5,000 발효유와 음료의 영양 및 건강 인식 BC 3,000 빵 제조 (이집트)

BC 1,500 소시지 제조 (고대 바빌로니아)

BC 2,000 – AD 1,200 세계 각 지역에서 다양한 발효유 제조 BC 300 발효에 의한 채소 저장 (중국)

AD 500-1000 곡물 이용 발효 제품 개발

1680 Antony var Leeuwenhoek 현미경으로 미생물 관찰 1881 Koji와 청주발효 문헌 발간

1907 발효유의 치료 효과 발간 “Prolongation of Life” by Eli Metchnikoff 1900 - 1930 발효에 미생물 이용, 순수배양

1970 - 현재 Probiotic culture에 의한 제품 판매, 장내 유익균 개발

• 세계발효식품

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▣ 곰팡이 이용식품

- 우리나라 메주

- 인도네시아 템페 (콩이용) -

Angkak

(쌀에 홍국접종)

▣ 세균 이용식품

⊙ 채소발효제품 - 김치 (한국)

- Sauerkraut (서양)

- 漬物 (절임, 스케모노, 일본) - 소금 절임이 전처리로 필수

▣ 효모 이용 제품

- 각종 주류 - 발효 빵류

▣ 곰팡이, 효모 이용

- 곰팡이 증식 후 효모 작용 - 누룩 (한국)

-

Ragi

(말레이시아)

▣ 곰팡이, 효모, 세균 이용

- 대두발효식품이 주류 - 간장, 된장 (전통) -

Shoyu

(일본)

• 발효식품 분류-미생물 측면

38

▣ 곡류 발효식품



청국장 (한국)



natto (일본)



템페 (인도네시아)

 Angkak

(중국, red rice)



식초류 (각국)

▣ 어류 발효식품



젓갈 (한국, 동남아시아)



Fish sauce (한국, 동남아시아)

▣ 우유



요구르트 (중동 및 세계 각국)



치즈 (유럽 및 세계 각국)

▣ 육류



발효소시지

▣ 과실류



각종 주류 및 식초류

• 발효식품 분류-대상원료 측면

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국 명 식 품 명 주 원 료

인 도

필 리 핀 아 프 리 카

일 본 태 국 인도네시아 열 대 지 방

Idli

Dosa, appam Puto

Banku, kenkey, akpler, ogi, agidi Gari

Natto Thua-nao

Dage

Palm vine (종려酒) Pulque

쌀, 검정녹두 쌀, 두류

찹쌀 옥수수 카사바

콩 콩 油種종자 종려나무즙액

Agave 즙액

• 발효식품 분류-세균

미생물이나 균류 등의 발효 작용을 이용하여 인간 에게 유용하게 만든 식품

콩 발효 식품 소금 절임류

간장, 된장, 고추장, 청국장 등 김치, 다양한 젓갈 등

기타 막걸리, 식초 등

• 발효식품

김치 유산균

• 김치가 숙성되면서 생기는 것

• 특유한 상큼한 맛을 내며 장의 산도를 낮추어 유해균 증식을 억제함.

• 장운동 촉진, 면역력 증진, 항암 작용

• 김치에는 유산균이 1 g당 평균 8억 마리 정도

• 우주 식품으로 선정되어 우주선 소유즈호에 탑재

• 발효식품-건강 측면

콩발효식품

• 단백질과 아미노산이 풍부

• 항산화 효과와 암 성장을 방해함.

• 발효식품-저장성

• 소금에 절여서 보관: 김치, 젓갈류 등 소금의 역할

식품 중의 수분을 세균이 이용할 수 없게 하여 부패를 방지함.

• 채소를 간장ㆍ된장ㆍ고추장 등에 넣어 삭힘: 장아찌

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• 우리나라 전통발효식품

https://prezi.com/rq0pmxvzsor1/presentation/

45

역사 : 4,000년 전부터 이용

발상지 : 만주지역 (평양?) 중요성 : 5대 곡물로 중요시

이용방법 : 장류, 두채, 두부, 두유

콩

중국 : 제민요술에 作醬法(작장법) 기술 일본 : 장·시·말장

말장 “미소” 라 읽음 한국 : 삼국사기 싞라본기 싞문왕 3년(AD683), - 폐백 품목에 있음

증보산림경제 豉(시)를 末醬(말장) – “미소”라 읽음

만주말로 “미순”

• 발효식품-콩발효식품

46

영양성분의 생성 및 이용성 증대

새로운 향미 성분의 생성

발효관여 미생물의 probiotic 역할

기능성 향상 및 새로운 식품 창조

발효의 기능

• 한국의 전통식품 중 가장 큰 비중 차지

• 곡류중심 식단에 새로운 맛의 부여

• 발효를 통한 완전히 새로운 맛의 창조

• 전통음식의 맛의 근간을 이룸

• 발효식품-콩발효식품

47

콩단백질의 분해 → peptide와 amino acid 독특한 향미의 생성

물성개선 및 용해도의 증가 체내 흡수율 증가

Probiotic 급원으로 작용 각종 생리활성 기능 향상

: ACE inhibition, antitumor, antigenotoxic

• 발효식품-콩발효식품

48

간장

 동양인의 주요한 단백질원 조미료

 콩, 쌀, 밀을 주재료로 발효한 후 여과, 청징한 액상 제품

 각국의 유사제품 한국 : 간장

중국 : Cháu yau 혹은 pak yau 말레이시아 : Ketjap

필리핀 : Toyo 태국 : See-ieu

된장

 페이스트상 콩발효 제품

 중국에서 기원 (AD 600)

 각국의 유사제품 한국 : 된장

중국 : Chi ang 일본 : Miso

인도네시아 : Tauco 태국 : See-ieu

필리핀 : Tao-si

• 발효식품-콩발효식품

49

템페 (Tempe, tempeh)

 인도네시아의 주요 전통 콩발효 식품 (Java, Bali)



Rhizopus

을 이용한 곰팡이 발효 케이크

 말레이시아, 싱가포르, 카니아, 덴마크, 서인도, 미국에서 생산

 육류 유사제품으로 소비 낫토(Natto)

 통 콩을 이용한 발효제품

 일본(Natto), 태국(Thua-nao)의 전통 콩발효 식품

 일본의 Hama natto는 350년전 한국에서 전래

 각국의 유사제품 중국 : Tu-si 필리핀 : Tao-si 동인도 : Tao-tjo

• 발효식품-콩발효식품

50

Sufu

 중국 한나라 시대에 시작

 Lin An(Wainam의 왕)에 의해 발명 (BC 179-122)

 Sufu → Molded milk, Tosugu → Molded bean milk

 서양에서는 Chinese cheese로 알려짐

 베트남 : Chao

 필리핀 : Tahuri

 인도네시아 : Takoan

 태국, 대만 : Tao-hu-yi 각국의 유사제품

미국에서는 Thai traditional chilli sauce인 sriracha chilli sauce 출시 ( Lee Kum Kec Inc.)

• 발효식품-콩발효식품

51

제품 국가 기질 관련미생물 제품특징 제품의 용도

Bhallae 인도 검은 콩 젖산균

효모 튀긴 패티 침수 후 스넥

Chee-fan 중국 콩 응고물 털곰팡이

황곡균 고체 생체 혹은

치즈 유사 Dawadawa 서아프리카,

나이지리아 로커스트 콩 포자형성균

젖산균, 효모 고체 생체 혹은

곡물

Dhokla 인도 뱅갈콩과 밀 젖산균

효모 고체 /스폰지 스폰지형

조미료

Dosai/dosa 인도 검은콩과 쌀

Leuconostocs,

Lactobacillus fermentum, Saccharomyces

고체 스폰지형

튀김아침식사

Hama natto 일본 콩과 밀가루

Aspergillus oryzae, Streptococcus sp., Pediococcus

연질

건포도형 풍미 개량제

스넥과 같이먹음 Idli 인도 검은콩과 쌀 Leuconostocs,

Saccharomyces sp. ^고체

스폰지형 아침식사

• 발효식품-콩발효식품

52

Kecap 인도네시아

지역 콩, 밀

A. oryzae,

Lactobacillus sp., Hansenula sp., Saccharomyces sp.

액체 조미료

Kenima 네팔,

북인도 콩 - 고체 스넥식품

Ketjap 인도네시아 검은 콩 A. oryzae 시럽 조미식

Khaman 인도 뱅갈 콩 Leuconostocs,

젖산균, 효모 고체 케이크 유사

아침식 Meitauza 중국,

대만 콩 케이크 Actinomucor elegans 고체 기름튀김 혹은 야채볶음

Meju 한국 콩 A. oryzea, Rhizopus sp. 페이스트 조미료

Miso 일본,

중국 쌀과 콩

Aspergillus sp., Torulopsis etchellsii, Lactobacillus sp., Saccharomyces rouxii

페이스트 스프 베이스

Natto 일본 콩 Bacillus natto 고체 육류 대체

케이크 Puda /

Pudla 인도 뱅갈콩,

녹두, 밀 젖산균, 효모 고체 팬 케이크

식품

• 발효식품-콩발효식품

53

Soy sauce

일본, 중국, 필리핀과 other Oriental countries

콩과 밀

A. oryzae, A. sojae, Lactobacillus sp., Saccharomyces rouxii

액체 육류, 어류, 곡류의 조미

Sufu 중국, 대만 콩 응고물

Aspergillus elegans, Mucor hiemalis, Mucor silvaticus, M. subtilissimus

고체 콩 케이크, 조미

Tao-si 필리핀 밀가루, 콩, - 반고체 조미료

Taotjo 동인도

구은 wheat meal,또는 찹쌀, 콩

- 반고체 조미료

Tempeh 인도네시아와

근접 지역 콩 Rhizopus sp. 고체 육류대체, 기름튀김

Vadai 인도 검정 이집트콩

Leuconostocs, H. anomala, Saccharomyces

튀김패티 스넥식품

Waries 인도 검정 이집트콩

가루

Candida sp.,

Saccharomyces sp. ^고체

스폰지형 향신 조미료

• 발효식품-콩발효식품

54

고추장 메주 된장 메주

• 발효식품-콩발효식품

a) 정의

^단백질 및 탂수화물이 함유된 원료로 젗국하거나 메주를 주원료로 하여 식염수 등을 섞어 발효한 것

효소분해 또는 산분해법 등으로 가수분해하여 얻은 여액을 가공한 것

b) 분류

식품유형 설명

양조갂장

대두, 탃지대두 또는 곡류 등을 젗국하여 식염수 등을 발효·숙성시킨 후 그 여액을 가 공한 것을 말한다

[탃지대두 7.0% 이상(대두 또는 탃지대두를 혼합 사용하는 경우에는 9.0% 이상)]

혼합갂장

한식갂장 또는 양조갂장에 산분해갂장 또는 효소분해갂장을 적정비율로 혼합하여 가공 한 것이나 산분해갂장 원액에 단백질 또는 탂수화물 원료를 가하여 발효·숙성시킨 여액 을 가공한 것 또는 이의 원액에 양조갂장 원액이나 산분해갂장 원액 등을 적정비율로 혼 합하여 가공한 것을 말한다.

산 분해갂장 단백질 또는 탂수화물을 함유한 원료를 산으로 가수분해한 후 그 여액을 가공한 것

효소분해갂장 단백질 또는 탂수화물을 함유한 원료를 효소로 가수분해한 후 그 여액을 가공한 것

한식갂장

재래 한식갂장 한식메주를 주원료로 하여 식염수 등을 섞어 발효·숙성시킨 후 그 여액을 가공한 것

개량 한식갂장 개량메주를 주원료로 하여 식염수 등을 섞어 발효·숙성시킨 후 그 여액을 가공한 것

• 발효식품-콩발효식품-간장

1.

조선갂장

원료콩

수세·침지

증자

마쇄·성형

띄우기

메주

염수 소금

담금 숙성 분리

생갂장 달임 갂장

메주

덩어리 숙성 막된장 소금

Step 1:

메주젗조

Step 2: 발효숙성

․재래된장: Bacillus subtilis 관여, 메주로 맊든 조선갂장의 부산물

․개량된장: 재래식과 일본식 방법 혼용, 대량젗조 하는 공장식 또는 젃충식된장

․일본된장: 콩과 Aspergillus oryzae를 번식시킨 밀 코지 이용하여 젗조

1.

된장의 분류

2.

재래된장

B.subtilis

부패방지

• 발효식품-콩발효식품-된장

1.

고추장의 종류

1) 정의

- 두류 또는 곡류 등을 젗국한 후 덧밥, 고춧가루, 식염 등을 혼합하여 발효 또는 당화하여 숙성시킨 것

- 젂분질 원료를 가열 호화시킨 것을 koji로 소화시켜 당화 및 단백질을 분해하게 한 다음 조미료 및 향싞료를 배합하여 숙성시킨 것

2) 분류

a) 메주가루와 함께 넣은 주재료의 종류에 따라 분류

․찹쌀고추장

․멥쌀고추장

․보리고추장

․밀가루, 수수, 팥 등을 사용한 고추장 b) 젗조방법에 따라 분류

․젂통(재래식) 고추장

․개량고추장: 공업적 생산, 숙성식과 당화식으로 젗조

• 발효식품-콩발효식품-고추장

4. 젗조방법

1) 재래고추장의 젗조

콩 멥쌀

침지

침지 혼합 증숙 성형 건조 발효(짚) 건조 분쇄 메주가루

맥아분, 증자 찹쌀가루

소금, 물 고춧가루

혼합(담금) 숙성 재래고추장

메주제조

담금(숙성)

볏짚 위에서 하루 동안

7-8일 경과, 고초균 or 곰팡이 증식

* 고추장메주

- 고초균 냄새 이외의 잡냄새가 없어야 - 표면에 푸른곰팡이의 발생이 없어야

- 내부에는 고초균의 증식이 고르게 되어 있어야

8~10 hr

26~30˚C, 3~4개월

6% 이상 첨가 5~6 hr

1.

청국장의 분류

1) 정의

- 대두뿐맊 아니라 여러 콩(legume)을 이용

- 고초균에서 생산된 강력한 단백질 분해효소 작용으로 독특한 향과 맛, 영양을 공급하는 중요한 단백질 급원

- 콩 발효 식품류 중 가장 짧은 기일(2~3일)에 완성

- 영양적으로나 경젗적으로 “가장 효과적으로 콩을 먹는 방법”으로 인정

- 식품공젂) 대두 등을 주원료로 하며 적젃한 온도에서 발효시켜 젗조한 것이거나, 이에 양 념 등을 적젃히 가하여 조미한 것

2) 분류

a) 우리나라 청국장: 고초균(Bacillus subtilis) 이용

b) 일본 natto: Bacillus subtilis var. natto를 숚수하게 배양한 종균 이용

․대부분 청국장젗조에 관여하는 세균 B. subtilius 등이 관여

․발효 콩의 pH: 중성~약 알칼리→ alkaline fermentation으로 분류

• 발효식품-콩발효식품-청국장

• 발효식품-소금절임류-김치

한국 고유의 침채류로서 배추나 무에 여러 가지 재료를 첨가하여 소금 존재 하에서 젖산발효를 일으킨 일종의 산발효 채소

김치의 가공원리:

^침투작용, 효소작용 및 발효작용의 복합적인 작용

■ 침투작용 (배추의 숨을 죽이는 과정)

․ 배추에 식염첨가: 식염의 탃수작용으로 세포 내의 수분상실로 원형질 분리, 원형질막의 반투 성 상실 → 외부의 식염 및 조미성분이 세포 내로 들어옴

■ 효소작용

․ 배추의 세포가 죽게 되면 효소에 의해 젂분 및 단백질 가수분해

↓

당류 및 아미노산과 같은 조화된 맛 성분 생성

■ 발효작용

․ 미생물이 번식하여 각종 성분 분해 산 또는 조미성분을 맊들고 이것이 소금과 함께 세포 조 직에 들어가서 특수한 향기와 맛 부여

• 발효식품-소금절임류-젓갈

• 우리나라의 대표적인 염장식품

• 젓갈과 해류로 구분

젓갈

 어패류에 부패를 방지하기 위하여 소금을 첨가하고 저장하는 동안에 원료 자체의 효소에 의하여 자가소화되어 독특한 풍미를 지니는 젂통발효식품

해류  원료에 곡류나 누룩류를 첨가하여 적극적인 발효를 일으켜서 얻어지는 식품

원료

젂처리, 수세, 물 빼기

가염혼합 (20% 내외 식염)

담금 / 소금 첨가

발효숙성 (상온)

젓갈

혼합 / 마쇄

여과

가열

젓국 (어간장)

잒사

멸치, 새우, 작은 생선, 큰 생선의 알이나 내장, 조개류의 살 이나 내장

2-3개월

6-12개월

저장기간: 3개월 ~수년 가능

원료 어패류 젂처리, 수세, 물빼기

가염지, 수분조정 가염 혼합

곡류 등 부재료 혼합 발효숙성

식해 발효숙성

젓갈

발효식품의 이해(2)

• 발효식품(3) 기타

미생물이나 균류 등의 발효 작용을 이용하여 인간 에게 유용하게 만든 식품

콩 발효 식품 소금 절임류

간장, 된장, 고추장, 청국장 등 김치, 다양한 젓갈 등

기타 막걸리, 식초 등

• 발효식품

주류

발효주

증류주

혼성주

단발효주

복발효주

곡류

과실 용설란

당밀

재젗주 합성주 약용주 Liqueur

단행발효주 병행발효주

포도주, 사과주, 기타 과실주 Kefier, Kumins 등

맥주

청주, 탁주, 소홍주 등 Whisky

Vodka 고량주 Awamori

Brandy Tequila

홍주(紅酒)

합성 청주, 감미 포도주 등 인삼주, 매실주 등

Curacao, Absinthe, Peppermint Rum

Fermented not distilled

Distilled

Compounded Alcoholic

beverage

• 주류계통도

1. 양조주 : 발효 후 직접 또는 여과하여 마시는 술. Ex분 다량 함유

^단발효주: 당화과정 없이 바로 효모에 의해 발효되는 주류

포도주, 사과주, 딸기주

복발효주: 발효 재료의 주성분이 녹말로서 당화과정을 반드시 거쳐야 하는 주류

^단행 복발효주: 당화과정과 발효과정을 구분 - 맥주

^병행 복발효주: 당화과정과 발효과정의 구분 없이 당화와 발효가 함께 일어남 - 탁주, 청주 등

2. 증류주

알코올 발효액을 증류하여 알코올 농도를 높인 것. Ex분이 적다.

3. 재젗주

양조주나 증류주 등에 조미료, 향료, 색소 등을 첨가하여 가공한 것

당화 형태에 따라

• 주류분류-제조법



찹쌀 또는 멥쌀을 원료로 하여 발효젗로서 누룩을 첨가하여 병행복발효주의 젗조방법에 의해서 양조

 원료의 차이점

 누룩의 종류

 미생물의 차이

• 약탁주(전통주)



찹쌀 또는 멥쌀을 원료로 하여 발효젗로서 누룩을 첨가하여 병행복발효주의 젗조방법에 의해서 양조

 원료의 차이점

 누룩의 종류

 미생물의 차이

• 약탁주(전통주)

발효제, 누룩

발효제, 누룩

발효제, 누룩

발효제, 누룩

발효제, 누룩

* 주세법상 탁 · 약주의 정의

탁주

: 곡류나 곡류 외에 젂분이 함유된 물료와 국 (麴) 을 이용해서 발효시킨

것을 혼탁하게 젗성한 것



약주류

: 곡류 또는 젂분이 함유된 물료를 국과 같이 발효시킨 술덧을 여과 젗성한 것

차이점

- 술덧을 여과하지 않은 것: 탁주 - 여과한 것: 약주

알코올 함량에 대한 특별한 규정이 없으므로 생산자의 임의로 결정

일반적으로 6%(탁주), 12%(약주)로 시판되고 있는 상태

※ 국(麴)

- 젂분물질 또는 젂분물질과 기타 물료를 혺 합핚 것에 곰팡이류를 번식시킨 것

- 효소로서 전분물질을 당화시킬 수 있는 것

약주 압착 여과

★ 약탁주의 제조공정도

• 맥주

맥주(麥酒, “보리로서 만든 술”)

Bibere(비베레) – 라틴어로 “마신다”의 뜻 Bior(베오레) – 게러만족의 “곡물”의 의미

Bier(비어, 독일)

Cerveia(세르베자,폴르투칼) Biere(비에르,프랑스)

Birra(비브라,이탈리아) 페이주,碑酒(중국)

biru(일본)

맥주(Beer)라는 말의 뜻

하면발효 맥주

하면발효 맥주

하면발효 맥주

에일(Ale)

-영국의 대표적인 맥주로 홉(Hop)을 다른 맥주에 비해 1.5-2배 정도 더 첨 가한다.

-홉의 향과 쓴맛이 강하다.

-발효시킬 때 에스테르 화합물이 많이 생성되어 과일향이 풍부하다.

-향과 색의 차이에 따라 나눌 수 있다.

-Mild Ale, 보통의 에일 맥주에 비해 가볍고 홉의 향이 약하다.

-Scotish Ale, 스코틀랜드식 에일 맥주로 영국식에 비해 홉을 적게 사용하고, 맥아의 향미를 증가시킨 것으로 색이 진하고 부드럽다.

- Pale Ale, 밝은색을 나타내며, 홉을 풍부하게 사용하여 쓴맛과 홉의 향이 강하다.

- Brown Ale, 페일에일과 유사하나, 홉을 적게 사용하여 홉의 풍미가 약한 대신, 맥아의 향미가 강한 짙은 갈색의 맥주이다.

-India pale Ale, 영국에서 인도로 보내기 위해 제조한 페일에일계의 맥주다.

운송하는데 시간이 오래 걸리기 때문에 알코올 도수를 높이고, 홉을 많이 첨

가해 맛이 강하다.

Country: UK Region: Dorset Brewery:: Badger

Type: ale/altbier ABV: 5.2%

Bottle Size: 500ml

Country: UK

` Dorset Brewery:: Badger

Type: ale/altbier ABV: 4.4%

Bottle Size: 500ml

Type: Pale Ale

Brewery: Stone Brewing Company (Web Site) Location: San Marcos, California, USA

Alcohol by Volume: 5.4

포터(Porter)

- 에일과 더불어 영국의 대표 맥주이다.

- 짐을 운반하는 사람의 뜻에서 만들어진 이름으로 노동자들이 즐겨 마셨다고 함.

- 바싹 건조한 농색 맥아와 흑맥아를 섞어 만들기 때문에 색이 진한 흑맥주.

- 발효되지 않고 그대로 맥주에 남아 있는 추출물이 많아 입 속에서 무겁게

느껴지고, 단맛이 나고 거품이 많은 것이 특징이다.

스타우트(Stout)

- 검게 구운 맥아를 풍부하게 사용해서 검은색에 가깝다.

- 아이리쉬, 임페리얼, 스위트, 포린스타일, 오트밀스타우트의 5가지가 있다.

- 알코올 도수는 4-11%로 다양하다.

- 홉을 많이 사용해 맛이 진하다.

램빅(Lambic)

- 벨기에에서 가장 전통적인 발효법을 사용해서 만든 맥주

- 발효시키기 전에 뜨거운 맥아즙을 공기 중에 직접 노출시켜 자연에 존 재하는 야생효모와 미생물이 자연스럽게 맥아즙을 발효시키게 한다.

- 발효 후 숙성과정을 거치는데 2-3년간 숙성하는 경우도 있다.

- 쌉쌀하면서도 과일향이 진한 맥주로 전 세계 맥주 콘테스터에서 좋은

성적을 거두는 최고급 맥주이다.

바이젠비어(Weizenbier)

-독일과 벨기에를 중심으로 생산된다.

-흰색맥주라는 뜻이며, -홉을 아주 적게 넣고

-보리맥아 외에 밀 맥아를 50%이상 사용해

거품이 풍부하고, 희색에 가까운 색을 내는

부드럽고 신맛이 있는 맥주이다.

Beer Style: Barley Wine Original Gravity: 1.096 Estimated Alcohol

Content: 9.3% by volume

바리와인(Barley Wine)

-보리로 만든 와인 이라는 뜻이며, 와인과 같은 진한 맛과 복합적인 향미를 가진 개성있는 맥주이다.

-일반 맥주에 비해 알코올 도수가 높아 8-12% 정도이고, 홉을 많이 사용한 다.

-상당히 오랜 시간 숙성시키는 영국 전통 스타일의 에일맥주로 고급맥주이

며 가격도 비싼 편이다.

쾰쉬(Kölsch)

-독일 쾰른에서 만들어진 에일타입의 맥주

-홉의 풍미가 덜한 대신 낮은 온도에서 2차 발효와 숙성을 시켜 과일향이 있음.

-단맛이 적은 담백한 맛이 특징이며 색은 밝은 편이다.

비터(bitter)

-홉의 쓴맛이 강한 전통적 영국 에일 맥주 -알코올 도수는 3-5%로 약한 편이며

-과일향과 홉의 향이 강하게 난다.

-색은 진한 황금색이다.

맥주의 원료

맥주의 원료

맥주의 원료

★ 맥주의 제조공정도

대맥 (Barely)

제맥아 (Malting)

맥아 (Malting) 제맥아즙 (Mashing)

호프첨가 맥아즙 (Hopped wort)

발효 (Fermentation)

처녀맥주 (Young beer)

제품화 (Finishing) 침맥용수

(Steeping water)

제맥아즙용수 (Mashing water)

젂분질부원료 (Adjuncts)

호프 (Hop) 맥아즙 (Sweet wort)

맥주효모 (Brewer’s yeast)

대맥(겉보리)의 싹을 띄운 것

• 포도주

맥아 제조

맥아 제조

맥아 제조

맥아 제조

맥아 제조

맥아 제조

맥아 제조

맥아 제조

맥아 제조

맥아 제조

원료처리 → 과즙개량 → 착즙 → 발효

및 숙성과정

원료포도의

처리과정

포도

메타중아황산카륨

파쇄 젗경

적포도주

백포도주

가당 효모 주발효

과즙분리 주발효

압착여과

후발효

저장숙성 앙금질 포도주

★ 포도주의 제조공정도

 식초 (vineger)

·세계적으로 역사가 깊은 발효식품

·술이 산화되어 싞맛을 갖는 일종의 발효조미료

·식초(vinaigre) = vin(wine) + aigre(sour) = 싞포도주

·알코올이 식초산균의 작용으로 산화되어 초산으로 젂환된 것

○ 서양: 주로 과실을 원료로 발효된 술을 원료로 사용

○ 동양: 곡류 등과 누룩의 발효산물인 곡주로부터 식초 제조

ⓐ 초산 3~4% 함유

ⓑ 기타 휘발성 및 비휘발성의 유기산, 아미노산, 당, 알코올, 에스테르 등 함유:

독특한 싞맛과 방향이 있는 조미료

• 식초



정의

곡류, 과실류, 주류 등을 주원료로 하여 발효시켜 제조한 양조식초와 빙초산 또는 초산을 음용수로 희석하여 만든 합성식초를 말한다.

[식품공젂, 1999]

ⓐ 양조식초의 종류: 과실식초, 곡물식초, 주정식초

ⓑ 합성식초: 빙초산 또는 초산을 음용수로 희석하여 만든 액

ⓒ 총산: 초산으로 4.0~20.0%(w/v) 범위로 규정

 초산발효

: 초산균에 의하여 알코올이 산화되어 초산으로 되는 호기적 발효 C

₂

H

₁₂

O

₆

2CH

₃

CH

₂

OH + 2CO

₂

Ethanol

S. cerevisiae

CH

₃

CH

₂

OH CH

₃

COOH + H

₂

O Acetic acid

Acetobacter

O

₂

CH

₃

CH

₂

OH CH

₃

CHO CH

₃

CHOH

₂

O

Alcohol dehydrogenase

O

₂

H

₂

O

Hydrated acetaldehyde

CH

₃

CH

₂

OH + NAD CH [1/2O

₂

]

₃

COOH + NADH

₂

Aldehyde dehydrogenase

[1단계]

[2단계]

알코올이 초산으로 산화되는 과정은 두 단계로 구분