발효

 


1. 개요
2. 생성 물질
2.2. 에탄올 발효
2.3. 아세트산 발효
3. 부패, 산패와의 차이점
4. 발효식품
4.1. 냄새/맛과 호불호
4.2. 발견
4.3. 영양
4.4. 나무위키에 등재되어 있는 발효식품
5. 가내 발효에 대한 찬반
6. 여담
7. 관련 문서
8. 동음이의어

醱酵 / Fermentation

1. 개요

일반인들에게 통상적으로 발효라고 하는 것은 미생물이 유기물을 분해한 결과물이 인간에게 이득이 될 때, 이 분해 현상을 발효라고 한다. 생태계에서 인간의 소화부산물을 사용하는 생물이 있는 것과 유사하다. 반면 미생물이 유기물을 분해한 결과물이 인간에게 해가 되는 경우에는 부패라고 한다.
엄밀한 정의로는 생물체 내에서 일어나는 유기물의 산화 과정에서 최종적인 전자 수용체가 유기물일 경우를 말한다.
대표적인 발효 부산물로는 알코올, 산 등이 있다. 발효를 일으키는 균은 여러 종류가 있지만 누룩곰팡이와 효모, 유산균이 제일 유명하다.[1]

2. 생성 물질

생성 물질에 따라 분류하면 유명한 발효로 알코올 발효, 젖산 발효, 아세트산 발효가 있다.

2.1. 젖산 발효



2.2. 에탄올 발효

'''에탄올 발효'''(ethanol fermentation) 또는 알코올 발효(alcoholic fermentation)는 효모와 같은 부류의 혐기성 세균이 산소가 부족한 환경에 놓일 경우 시행하는 대사과정으로 1몰의 포도당이 분해될 때 2몰의 ATP와 2몰의 에탄올, 그리고 2몰의 이산화탄소가 생성된다.
  • 2 pyruvate → 2 acetaldehyde + 2 CO2
위 반응은 피루브산 탈탄산효소(pyruvate decarboxylase)가 매개한다.
  • 2 acetaldehyde + 2 NADH → 2 ethanol + 2 NAD+
알코올 탈수소효소(alcohol dehydrogenase)가 매개한다.
  • glucose + 2 ADP + 2 NAD+ → 2 pyruvate + 2 ATP + 2 NADH
이렇게 생성된 NAD+가 해당과정에 들어가 포도당(glucose) 1개로부터 ATP 2개를 생성한다.


2.3. 아세트산 발효

아세트산 세균(''Bacterium aceti'')에 의해 일어나며 발효 주제에 산소를 필요로 한다. 이상해 보이지만 일단은 생성물이 완전히 산화되지 않았기에 발효로 분류한다. 반응물은 에탄올로 에탄올 1몰은 1몰의 아세트산과 1몰의 물 그리고 8몰의 ATP로 이화된다. 식초를 만들 때에는 알코올 발효와 아세트산 발효를 차례로 유도해 세균들이 아세트산을 합성하도록 한다.
C2H5OH + O2 → CH3COOH + H2O + 8ATP

3. 부패, 산패와의 차이점

쉽게 말하면, '사람에게 이로우면 발효, 쓸모없거나 해가 되면 부패, 산패'이다. 부패의 과정에서 나온 대부분의 부산물은 대부분의 경우 이롭지 않다 수준이 아니라 해롭거나 치명적인 독이다. 그 대표적인 결과물이 식중독이다.
현재 부패라고 불리는 어떠한 현상이라도 장래 그 부패 과정이나 산물이 인간에게 유용하다면 그 부패는 발효가 될 수도 있다. 예를 들면 나일론의 원료 중에는 생물체의 부패로 인하여 생기는 물질[2]도 있다. 당연히 해당 분야에서는 이런 물질들을 나일론 생산에 직접 사용하므로 생물을 통하여 '생산'하는 과정을 발효라고 부른다.
많은 경우 발효는 탄수화물이, 부패는 단백질이 분해될 때에 일어난다. 단백질은 분해될 때 그에 포함된 질소나 황[3]에 의해 생기는 질소화합물(암모니아 등)이나 황화합물(황화수소 등)이 유독하고 악취가 나기 때문이다. 이를 역이용하는 식품도 있는데 가장 유명한건 역시 수르스트뢰밍과 홍어일 것이다.
니코니코 동화나 2ch에서 부패해가던 재능들이 재능낭비적인 과정을 거쳐 대단한 작품을 만들어 냈을 때, '재능이 부패하다 못해 발효되는 경지까지 이르렀다'라고 비꼬기도 한다.

4. 발효식품

음식 분야에서 발효 현상을 이용한 경우가 많다. 술이나 요구르트, 김치가 대표적이고, 심지어 부푼 빵도 발효식품이라고 할 수 있다.

4.1. 냄새/맛과 호불호

위에 서술한 알코올이나 산, 암모니아 등의 부산물들 때문에 특유의 자극적인 향이나 맛을 띄는 경우가 있어 즐겨 먹는 이들은 무척 좋아하지만 익숙하지 않은 이들은 꺼려하여 호불호가 강하다. 북미에서는 그들에게도 식문화적으로 흔한 치즈와 요구르트 같은 고유의 음식 역시 선입견으로 인해서 '발효식품'이라는 말만으로 질려하는 사람도 있다.
냄새 때문에 싫어하는 사람도 많다. 발효식품은 특유의 묘한 냄새가 나는데 상당수의 사람들이 이 냄새를 불쾌하다고 느껴 싫어한다.[4]
발효의 부산물이 산이라면 수준은 다르나 그나마 평소 먹는 과일 등에서도 경험해 볼 수 있는 맛과 향이지만, 암모니아는 일단 배설물/화장실 냄새에 가깝기 때문에 기피하는 사람들이 많다. 수르스트뢰밍이나 삭힌 홍어를 처음 접한 사람들은 대체로 입안에 변기 닦은 휴지를 넣은 느낌이라고 한다.
참고로 앨빈 토플러의 경우 발효식품을 소금맛, 향신료맛에 이은 제3의 맛이라고 칭찬했다고 유독 한국 미디어에서 알려져 있으나 실제론 그런 말을 했다는 근거를 그의 저서나 강연록에서 찾아 볼 수가 없다. 그와 별개로 간혹 생식, 화식에 이은 제3의 조리법이 발효식이라는 이야기도 있다. 어찌되었던 간에 발효라는 요리방법의 발견으로 음식의 역사에서 새로운 장이 시작되었다는 것만큼은 확실하다.

4.2. 발견

발효식품 가운데는 우연히 발견된 것이 많다. 지금처럼 얼음이니 냉장고니 하는 식자재를 최상의 상태로 보존할 수단이 흔치 않았던 시절에 식자재를 보관하다보니 그게 변질되었고 그걸 아까워서 그냥 먹거나 이런저런 방식으로 조리해 먹어보니 먹을 만해서 아예 하나의 정식 식품으로 자리잡게 된 것들이다.
한편 보존식품으로 만들기 위해 일부러 발효를 시킨 것도 있다. 발효를 시키는 균을 번식시켜 부패를 일으키는 균의 침투를 막는 방식이다. 김치나 자우어크라우트가 이런 원리를 이용한 발효식품이다.

4.3. 영양

대개 영양면에서 뛰어난 것으로 알려져 있고, 신봉자(?)도 많다. 하지만 정확한 효능이 밝혀지지 않은 발효식품도 많고 이걸로 약팔이를 하는 이들도 많아서 주의를 요한다.
발효식품이 건강에 좋다고 해서 마구잡이로 섭취해서는 안된다. 발효식품 중 하나인 술을 많이 먹게 되면 몸에 살이 오르고 얼굴에 아주 선명한 금빛이 돌 것이다. 발효과정에서 나오는 물질 또한 항상 건강에 이롭다고 할 수는 없거니와 발효과정에 들어가는 재료에는 종종 과도한 염분이나 당분이 들어가기 때문에 특히나 몸이 안 좋은 고혈압이나 당뇨 환자들이 이러한 식품을 잘못 섭취했을 때 긍정적인 작용보다는 안 좋게 작용할 가능성이 더 크다.

4.4. 나무위키에 등재되어 있는 발효식품


5. 가내 발효에 대한 찬반

술, 청국장이나 김치와 같은 발효식품은 집에서 개인적으로 발효시키기도 한다. 이에 대해서는 찬반이 갈린다.
리처드 다트(Dr. Richard C. Dart)는 자신이 저술한 <의학적 독극물 Medical Toxicology>이라는 책에서 "집에서 발효하는 콤부차(홍차버섯)는 온갖 유해한 미생물에 오염될 수 있다"고 경고한다.
반대로 식품운동가이자 작가인 샌더 카츠(Sandor Ellix Katz)는 발효의 관행과 문화를 더욱 중시해서, 저서 <Wild Fermentation: The Flavor, Nutrition, and Craft of Live-Culture Foods 야생의 발효: 생배양 음식의 맛과 영양, 그리고 기술>[5]에서 이런 두려움에 대해 비판했다.

많은 사람들이 발효음식을 만들려면 어떤 비법이 있어야 할 것 같은 분위기 때문에 엄두를 내지 못한다. 공장에서 대량생산되는 발효제품의 균일한 성질은 철저한 화학적 살균, 정확한 온도 관리, 그리고 통제된 배양 과정에 따른 것인데, 그러다보니 모든 발효 과정이 그래야 한다는 생각이 널리 퍼졌다. 맥주나 와인 제조에 대한 글은 이런 오해를 강화하는 경향이 있다.

하지만 전문지식을 숭배하는 태도에서 벗어나라고 말하고 싶다. 두려워하지 말자. 마음먹지 못할 이유가 없다. 기술 때문에 과정이 복잡해지기 훨씬 전부터 발효는 존재했다. 발효에는 특별한 장비가 필요하지 않다. 온도계조차(도움은 되겠지만) 필요 없다. 발효는 쉽고 신난다. 누구나 할 수 있다. 미생물은 일정하지 않으며 적응력이 뛰어나다. 발효 과정에 대해 배울 때는 그런 미묘한 차이를 터득해야 하며, 포기하지 않고 꾸준히 노력한다면 어느 순간 저절로 익히게 된다. 하지만 기본적인 과정은 단순해서 복잡할 게 없다. 누구나 할 수 있다.

된장의 경우 아플라톡신 때문에 가내 발효가 더욱 위험하다는 의견이 있다.

6. 여담

미생물이나 발효 과학에 대한 개념이 없던 옛날에는 결과물이 복불복이 되기 십상이라 이런 발효식품을 만드는 과정에서 미신에 의존하는 경향이 강했다. 조선의 경우 술이건 장이건 담글 때에는 부정을 타지 않기 위해 3일 이상 집 바깥으로 가는 것을 금하고 만들기 직전엔 몸을 청결히 하기도 하였으며 특히 신(辛)자가 들어가는 때에는 장을 담그면 맛을 해친다는 미신이 있었다. 몸을 청결히 하는 것은 몸에 붙은 어떤 균이 발효를 방해할지 모르니 지금에 와서도 틀린 속설은 아니다.
조선시대 정유재란 초기 선조가 피난가야 할 때를 대비하여 미리 피난지를 선택하고 그곳에 가 미리 장을 담글 사람[6]을 보내려고 논의를 한적이 있었는데, 이때 평안도 병마절도사를 지낸 신잡[7]을 보내려 하자 한준겸과 다른 신하들이 "신(申)과 신(辛)은 발음이 같으니 신씨가 장을 담그면 맛을 망칠 것이다"면서 반대했다는 일화가 있다. 저런 상황에 저런 병림픽이냐고 생각할수 있겠지만, 그만큼 장이 밥상에서 뗄레야 뗄 수 없는 것이었고, 저런 미신이 언급될만큼 발효를 성공하기 어려웠다는 이야기가 되는 것이다.

7. 관련 문서


8. 동음이의어

發效. 조약, 법, 공문서 따위의 효력이 나타남. 또는 그 효력을 나타냄. 기상청에서 기상특보를 낼 때, "특보를 발효한다" 라고 한다.
[1] 효모(酵母)는 이름에조차 '발효'의 '효'(酵)가 들어간다.[2] 퓨트리신, 카다베린. 각각 '썩어가는', '시체 같은'이라는 뜻을 지녔다.[3] 대표적으로 메싸이오닌이나 시스테인 등.[4] 특히 청국장 냄새는 거의 모든 사람들이 싫어한다.[5] 국내에서는 <내 몸을 살리는 천연발효식품>으로 번역되었다.[6] 합장사라는 직책을 별도로 두고 있었다.[7] 신립의 형이다.

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