생활 속의 미생물

생활 속의 미생물: 식품과 미생물 (I)

1. 미생물에 의한 식품의 오염 – 변질, 부패, 식중독 2. 미생물에 의한 식품가공 : 우유, 전분(주류), 기타

생활 속의 미생물: 식품과 미생물 (II)

3. 전통식품: 김치, 된장 및 고추장, 청국장

4. 미생물 식품 및 미생물 효소의 이용

1. 미생물에 의한 식품의 오염 – 변질, 부패, 식중독

- 대부분의 식품이 미생물이 잘 자랄 수 있는 영양소를 가지고 있음

- 대부분의 식품이 미생물이 많은 환경에서 생산되거나 가공됨

- 상당히 많은 종의 미생물은 낮은 온도 (10^oC 이하)에서 생장이 가능함

- 식품과 관련된 미생물에 의한 질병은 두 가지로 나눌 수 있음

1> 독소형 식중독 2> 감염형 식중독

1-1. 독소형 식중독

- 미생물이 식품에서 생장하는 동안 독소를 생성, 분비함

- 이미 독소를 포함하는 식품을 섭취하였기 때문에 잠복기가 짧음

① 혐기성세균 Clostridium botulinum에 오염된 통조림 식품 (통조림의 한쪽, 또는 양쪽이 부풀어 오른 음식의 섭취 금지) (햄, 소시지 등도 위험식품)

- 잠복기 : 5시간-1.5일 (통상12-24시간)

- 주요증상 : 구토기, 신경증상(현기증, 이중시야, 두통), 호흡마비(사망율 높음) - 예방조치 :먹기 직전에 가열하여 섭취 (독소는 열에 비교적 약함)

② 황색포도상 구균 Staphylococcus aureus에 오염된 식품 (이 세균은 사람의 피부에 <거의> 정상적으로 존재함) (그러므로 사람 손이 특히 많이 작용하는 식품이 위험함) (Cake, 장식된 빵 류, 회, 초밥, 주먹밥, 나무 도시락 등) - 잠복기 : 30분-6시간 (통상3시간)

- 주요증상 : 토기, 구토, 설사, 복통

- 예방조치 : 손가락 등에 화농된 상처가 있는 사람은 조리금지 - 이 독소는 열에 강하므로 주의 요망

1-2. 감염형 식중독

- 식품은 미생물을 운반하는 매체로서의 역할임

- 오염된 식품을 섭취한 사람의 소화기관 안에서 미생물의 증식이 있어야 함

- 그러므로 독소형 식중독 보다 잠복기가 김

- 독소형 식중독의 경우에는 섭취한 사람만이 피해를 입으나

감염형 식중독의 경우 2차 식중독 사고가 발생하는 경우가 매우 흔하게 나타남

- 그러므로 많은 나라에서 감염형 식중독이 발생하면 환자를 격리, 치료함

1-2. 감염형 식중독

- 감염형 식중독의 예: 살모넬라, 병원성 대장균, 이질, 콜렐라, 기타 - Salmonella spp.에 의한 식품의 오염 (장티프스가 대표적임)

- 병원성 대장균 (Escherichia coli O157:H7)(그림) - 세균성 이질 (Shigella dysenteriae)

- 콜렐라 (Vibrio cholerae)

이 세균의 경우 해수온도가 18^oC 이상으로 상승할 때 특히 빠르게 번식함 그러므로 여름철 연안지역의 어패류를 날것으로 먹는 것에 대한 주의

- 모두 설사, 구토, 어지러움 등 비슷한 증상을 보임 - 잠복기: 12-72 시간 (보통 12-48 시간)

2. 미생물에 의한 식품 가공

- 미생물을 이용한 식품가공의 목적

① 식품의 저장기간을 향상시킴

② 식품의 성분변화를 통한 식품의 질 향상 : 맛, 향의 개선 및 소화증진

- 식품가공에 사용되는 미생물의 조건

③ 독소를 생성하지 않아야 함

④ 가공 후에 식품의 색깔, 맛과 향에 거부감이 없어야 함

2-1. 우유 가공

- 우유가공의 대표적인 예: 요거트 (yoghurt)와 치-즈 (cheese) - 모두 젖산균 군 (Lactic acid bacteria)를 사용한다는 것이 동일함

(젖산균을 안타깝게도 유산균이라고 부르는 추세임)

- 우유의 단백질이 응고되면 이를 즉시(요거트), 또는 숙성시킨 후 (치즈) 사용 - 우유에 있는 젖당 (=유당: Lactose)이 가공과정에서 소모됨

- 동양인, 특히 우리나라 사람들에게 있는 유당 부내증의 우려가 없어짐

(유당 부내증: 우유를 마시면 잦은 방귀 및 설사 등의 소화불량 증세를 보임) - 우유의 유용성분이 농축되어 노약자 및 영양 불균형자에게 도움

젖산균이란

- 젖산균은 탄수화물을 분해, 이용하여 젖산을 만드는 세균 - 단백질을 분해하지만 부패시키는 능력은 없음

- 대개 산소가 적은 곳에서 잘 증식함

- 젖산균에 의하여 생성된 젖산은 장내의 pH를 산성으로 유지시킴

장내 부패군의 증식을 억제하는 것으로 알려짐

2-1-1. 요거트 (우리말: 요구르트)

-요거트란? 우유에 젖산균을 배양한 결과 생성된 응고물질을 가공한 것

- 유산균(젖산균) 발효유종류

① 유산균 음료는 젖산균 수가 1 ml 당 100만 마리 이상 살아 있어야 함

② 액상발효유는 젖산균수가 ㎖당 1,000만 마리 이상 살아 있어야 함 일반적으로 요구르트라 하면 액상발효유를 의미함

③ 농후발효유는 젖산균수가 ㎖당 1억마리 이상 함유되어야 함 농후발효유는 다시 호상발효유와 드링크요구르트로 분류됨

- 호상(糊狀)발효유: Paste type (죽처럼 떠먹을 수 있는 상태)

-드링크요구르트: 일반 액상발효유보다는 점도가 높은 액체형 발효유

시판되는 대표적인 요구르트 [yoghurt]의 종류

요구르트 호상발효유 드링크 요구르트

유산균 발효유의 효능

- 사람의 장내에는 100조(兆)개에 가까운 세균들이 서식하고 있음

(대변 무게의 1/3은 미생물의 무게가 차지함: 즉 소장/대장은 미생물공장!) - 종류도 400 여종을 초과하는 것으로 보고됨

- 장내균총을 구성하고 있는 세균가운데 Bifidus균을 포함한 젖산균은 숙주에 대 하여 유해한 대사산물을 생성하지 않으며 유해세균의 증식을 억제함

-이를 통하여 장내균총을 유리하게 개선함과 동시에 소화기 계통의 각종 질환 예방에도 기여함

- 이를 다음의 5가지로 정리할 수 있음

1. 장내 세균총의 개선과 정장(淨腸)작용 2. 장내 부패산물 억제 및 암 생성 억제효과

-

니트로 화합물(니트로소 아민), 담즙산 대사산물 (데옥시클린산, 리토클산) 등이 있음 - 젖산균은 장내 암을 일으키는 유해물질 해독에 적극적으로 작용하는 것으로 보고됨 - 젖산균의 균체성분이 장에서 흡수되어 면역기능을 자극함으로써 저항력을 높여 줌

3. 우유 영양소의 소화흡수 증진

- 우유의 단백질 및 기타 고분자 영양소 일부를 분해함으로써 소화흡수에 도움을 줌

4. 젖산균의 대사활동으로 비타민이 생성되며 이를 이용함

- 젖산균이 다양한 비타민 B 군을 생성하고 인체는 이를 상당량 이용함

5. 스테로이드 (예: 콜레스테롤) 농도를 감소 시켜줌

- 젖산균이 인체 장내의 스테로이드를 섭취, 이용함으로써 스테로이드 농도가 감소됨

2-1-2. 치-즈 (Cheese)

☺ 치즈란? 전유 (whole milk), 탈지유, 크림, 버터밀크 등의 원료유를 유산균에 의 해 발효하고, rennet (응유 효소)을 가하여 응고시킨 후 유청 (whey)을 제거한 다음 가열 혹은 가압 등의 처리에 의해 만들어진 신선한 혹은 숙성시킨 식품

* Rennet : 3-4주 정도의 어린 송아지 4번째 위에서 추출한 단백질분해 효소임

* 우유의 주 단백질인 casein 중 특히



* 이때 생성된 단백질 조각이 물에 섞이지 않고 엉켜 붙게 되며, 이것이 다른 단백질 들과 더 엉키게 되어 큰 침전을 생기게 함

☺ 우리 나라 사람들에게 친숙한 노란색 얇은 치즈인 가공치즈는 이렇게 만들어진 자연 치즈에 유제품 및 기타 첨가물을 더한 가공품

① 응고(凝固:coagulation): 원료 우유(=원유)를 rennet 및 젖산균에 의하여 응고시킴

② 배수(排水:drainage): 응고된 순두부 상태에서 수분을 제거함

③ 성형(成型:moulding): 수축된 응유(凝乳)를 판에 채워 압착하고 배수시키면서 발효 를 계속시킴

④ 숙성(熟成:ripening): 일정한 온도에서 수주일∼수개월, 종류에 따라서는 1년 이상 미생물의 작용에 의하여 특유한 풍미와 조직을 가지게 함

치즈의 제조과정

치-즈의 종류 (수분함량에 따른 분류)

종류 수분함량

초경질 치즈 35% 이하

경질 치즈 39% 이하

반경질 치즈 50% 이하

연질 치즈 제한 없음

.

생치즈 : 숙성시키지 않은 치즈. 냄새가 거의 나지 않고 맛도 부드러움

모짜렐라를 제외하면 대개 하얗고 수분이 많은 크림 혹은 무른 상태 모짜렐라 (Mozzarella) : 이탈리아 산이 가장 유명함. 물소 젖이 원료임

수분이 50%가 넘는 연질 치즈. 피자에 주로 사용됨

크림 치즈 (Cream) : 지방이 10% 정도 되는 크림우유를 원료로 사용 부드럽고, 고소한 맛과 함께 신맛이 있음

주로 빵에 발라 먹는다.

대표적인 치즈 소개

모짜렐라 크림치즈

숙성과정을 거친 치즈

화이트 몰드 치즈 : 수분함량 50%가 넘는 연질 치즈

박테리아나 곰팡이로 3~4주 정도 숙성시킨 것으로 치즈 고유의 풍미가 있음 별다른 요리과정 없이 먹어도 좋으며 와인과 가장 잘 어울리는 치즈

브리와 카망베르가 가장 대표적임 브리 (Brie) : 프랑스 원산.

숙성 기간에 따라 부드러운 맛에서 톡쏘는 맛까지 종류가 다양함 달콤한 비스킷 또는 과일, 스프와 함께 잘 어울린다.

카망베르 (Camembert) : 프랑스 원산. 전유 또는 탈지유로 만든 치즈 외관상 브리와 구분이 힘들지만 냄새와 맛이 더 강함

에피타이저나 샌드위치에 많이 이용된다.

브리 카망베르

블루 몰드 치즈 : 푸른 곰팡이로 숙성시킨 것

치즈 덩어리에 푸른 곰팡이를 배양하면 청녹색의 곰팡이가 치즈를 숙성 시킴 자극적인 맛과 향, 짠맛이 특징이며, 경질과 연질의 중간 정도

록포르 (Roquefort) : 블루 치즈 중에서 가장 유명함 프랑스 남부 록포르 지방에서 양젖으로 생산

스틸턴 (Stilton) : 생산지 - 영국

고르곤졸라 (Gorgonzola) : 생산지 - 이탈리아

고르곤졸라 록포르

옐로우 치즈 : 이름대로 색깔이 노란 덩어리 상태의 치즈. 부드럽고 담백한 맛 샌드위치, 또는 닭고기, 생선, 쇠고기와 함께 굽거나 소스에 넣어 사용

불규칙한 구멍은 숙성과정에서 가스가 배출되면서 생겨난 것, “치즈의 눈”

파마산(Parmesan) / 로마노(Romano) : 이탈리아 산.

수분함유량이 가장 적은 초경질 치즈. 피자나 스파게티에 뿌려먹는 치즈가루 에멘탈 (Emmental) : 스위스 산, 크고 불규칙적인 구멍이 있는 치즈

에담 (Edam) / 고다 (Gouda) : 네덜란드 산, 대표적인 경질치즈 체다(Cheddar) : 영국 산, 샛노랗고 매끄러우면서 맛이 순함

에담

고다

에멘탈

부드러운 생 치즈는 집에서 직접 만들 수 있다!!

1)1리터 가량의 우유를 끓기 직전까지 데운 뒤 50~60℃로 식힌다.

2)여기에 식초 1컵을 붓고 응어리가 생길 때 까지 기다린다.

3)이것을 천으로 거르면 생치즈가 만들어진다

치즈의 영양

유럽에서 '하얀 고기'라고도 일컬어지는 치즈는 쇠고기돼지고기에 비해 단백질 과 칼슘이 월등하며, 비타민A1,B1,B2,미네랄 등도 풍부함

동물성 식품이면서도 알칼리성이라 성인병을 염려하는 이들에게 알맞으며, 지 방이 함유되어 있으나 형태가 소화 되기 쉬운 유화 상태이고 비타민 B2의 작용 에 의해 지방이 쉽게 소화되기 때문에 오히려 다이어트에 도움이 됨

2-2 전분의 가공 (주류 제조)

곡류 (grains)의 전분을 전분가수분해효소로 포도당, 또는 맥아당으로 분해하고 여기에 효모균을 더하여 알코올을 생성하는 과정이 주류제조의 기본 원리임

막걸리/청주와 맥주의 생산에 대하여 요약하여 소개함

(정종: 일본 어느 청주회사의 청주 상품명. 즉 맥주를 프라임이라고 부르는 것임)

주: 과일에는 이미 포도당, 과당 등 효모가 쉽게 이용하는 당이 있으므로 과일즙에 효모를 더하여 발효하는 간단한 공정임

(‘xx 엑기스’에서 엑기스란 일본사람들의 축약된 일본식 영어임.

Television을 앞부분만 따서 ‘테레비’라고 하듯이 추출액인 extract의 앞부분인

‘exx’를 일본식 영어발음인 에끼스(엑기스)라고 함/택시를 다꾸시라고 하듯이)

2-2-1 막걸리

- 쌀 등 곡류에 누룩곰팡이 등이 자라면서 전분 가수분해효소가 생성됨 : 누룩 - 술밥, 누룩, 효모, 그리고 물을 더하여 3-5일간 발효함

- 체 (sieve)로 적당히 걸러(아주 고운 체가 아니고 분해가 안된 곡류만 거르는 정도) (그래서 막걸리라 함) 보관하며 이때 알코올 도수는 약 14-16% 임

- 그래서 이를 적당히 4-6%로 희석하여 음용함

- 다양한 지역 특산주는 발효과정에서 약초나 다른 식물재료를 더하여 제조함

- 막걸리에는 아직 많은 전분과 전분의 중간정도 분해물 (덱스트린), 다양한 당류 및 아미노산과 기타 영양소가 많음.

- 그래서 막걸리는 과거 농촌에서 매 끼니 사이에 음식대신 새참으로도 사용하였음 - 1980년대부터 막걸리 소비는 급격히 쇠퇴되고 다른 술, 특히 양주의 소비가

늘어나는 추세임

2-2-2 청주

- 청주 : 쌀 만을 사용하고 누룩제조 시에도 누룩곰팡이 만을 사용함 - 전체적인 제조공정은 막걸리와 아주 유사함

- 막걸리 방식의 거친 체를 사용하는 여과가 아니고 기계적인 여과과정을 거쳐 투명한 상등액을 얻음

2-2-3 맥주

- 보리의 싹을 틔우고 뿌리 및 잎이 약 0.5-1 츠 자랐을 때 : 엿기름, 맥아 - 맥아에는 보리의 전분을 가수분해하는 효소가 매우 많음

- 맥아성분을 추출하여 (맥아즙) 보리와 혼합하여 보리의 전분을 분해함 - 끓이고 여과한 후 홉(hop)과 함께 다시 끓이고 여과하여 맥즙 제조 - 맥즙에 효모균을 더하여 발효, 저온 저장(발효) 후 맥주 생산