올해는 태풍으로 인한 피해가 적어 배추 농사가 풍년이다. 예년에 비해 배추 가격이 저렴하여 많은 가정이 김장을 할 것으로 기대된다. 김장철을 맞이하여 우리가 잘 몰랐던 김치의 발효원리 및 건강기능성에 대하여 과학적으로 알아보고자 한다.
　
약 3000년 전부터 우리 선조는 채소를 소금에 절여 장기간 보관하면서 먹어왔다. 자연스럽게 발효를 유도하여 몸에 좋은 영양소와 미생물을 섭취해 온 것이다. 김치는 원재료인 배추를 소금에 절여 사용하는데 절임과정 중에 토양 유래의 여러 미생물들이 제거되고 이 중 김치발효에 중추적 역할을 하는 유산균이 잘 생육할 수 있는 환경이 만들어진다.
　
적당한 소금 농도(약 1.8-2.5%)에서 유산균은 김치의 원ㆍ부재료에 함유되어 있는 당원을 이용하여 젖산, 아세트산 등의 유기산을 생산하여 맛있는 신맛을 주면서 김치를 발효시킨다. 김치발효 초기에는 류코노스톡 속, 중기부터 말기까지는 와이쎌라 속, 말기에는 주로 락토바실러스 속 유산균이 관여한다. 김치 유산균의 특징 중에 하나는 발효를 하면서 이산화탄소 가스를 생산한다는 점인데, 이는 요구르트 유산균에는 없는 특징으로 잘 발효된 김치를 먹었을 때 시원한 청량감을 주는 것은 김치 유산균만의 특징이라 할 수 있다. 김치발효가 막바지에 이르면 산막효모가 자라면서 김치의 조직이 물러지는 연부현상이 일어난다. 예부터 우리 선조들은 지혜롭게 김장 후 배추겉잎을 올리고 돌로 눌러서 공기와의 접촉을 최대한 줄여 김치 유산균의 생육을 촉진시키고 산막효모 등의 발생을 억제하였다.
　
2006년 미국의 건강전문잡지인 헬스(Health)지는 한국 김치를 세계 5대 건강식품으로 소개하였는데 정말 김치는 과학적으로 몸에 좋은 걸까? 김치의 재료로부터 유입되는 성분인 베타시토스테롤, 불포화지방산, 글루코스이놀레이트, 이소티오시아네이트, 캡사이신, 인돌, 알릴 화합물, 비타민 C, B1, B2, 베타카로틴, 섬유소, 칼슘, 칼륨 등의 무기질 등은 김치가 변비 및 대장암예방, 항동맥경화, 항고혈압, 항산화 및 피부노화 억제, 비만억제 등의 효과를 갖도록 도와준다. 특히 칼륨은 나트륨을 체외로 배출하는 능력이 있어 김치의 칼륨은 체내 나트륨 배설을 촉진하여 혈압을 낮추는 효과가 있다.
　
김치에는 발효에 의해 생성되는 기능성 물질도 있다. 대표적으로 GABA를 들 수 있는데, 이는 우리 몸의 신경전달물질 중 하나로 섭취 시 뇌세포 기능을 촉진시켜 항불안, 항경련 등의 효과를 갖는다. 대부분 김치 GABA는 락토바실러스에 의하여 생전환되므로, 잘 발효된 김치를 섭취하면 스트레스 완화에도 도움이 된다. 이외에도 식이섬유소인 덱스트란은 류코노스톡과 와이쎌라에 의해 생산되며 소화와 변비에 효과가 있고, 와이쎌라가 생산하는 오르니틴은 섭취 시 기초대사를 증진시켜 비만을 예방하는 것으로 알려졌다.
　
김치에는 살아서 장까지 이동하여 유해균의 생육을 억제하고 변비를 예방하는 유산균 및 콜레스테롤 수치를 낮추는 유산균도 풍부하다. 장내에서 면역세포와 반응하여 아토피의 원인 항체인 IgE의 분비를 억제함으로써 아토피를 예방ㆍ완화하고, 염증반응을 억제하는 면역세포인 Treg의 활성을 촉진시켜 염증성 장질환을 완화시키도 한다.
　
지금까지 김치는 자연발효에만 의존해 왔지만 앞으로는 다양한 기능성을 갖는 유산균을 첨가하여 발효시키는 맞춤형 기능성 김치가 개발될 것으로 기대되며, 미래 농업형태인 식물공장을 이용한 김치 원ㆍ부재료의 생산은 배추의 수급안정에 기여할 것이다. 3000년의 역사를 가진 김치의 우수성을 과학적으로 구명하고 세계화시키기 위해 세계김치연구소는 불철주야 김치 연구에 매진하고 있다.

최학종 세계김치연구소 미래기술연구단





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