[논문]김치 발효에 관여하는 효모의 다양성 및 역할

강성은; 김미주; 김태운

doi:10.7318/kjfc/2019.34.2.201

김치 발효에 관여하는 효모의 다양성 및 역할
Diversity and Role of Yeast on Kimchi Fermentation 원문보기

韓國食生活文化學會誌 = Journal of the Korean Society of Food Culture, v.34 no.2, 2019년, pp.201 - 207

강성은 (전남대학교 식품영양학과) , 김미주 (세계김치연구소 미생물기능성연구단) , 김태운 (세계김치연구소 미생물기능성연구단)

Abstract ▼ AI-Helper

This review summarizes the studies on a wide variety of yeast found in kimchi and the effects of yeast on kimchi fermentation, and discusses the direction for further research. Yeast belongs to the genera Trichosporon, Saccharomyces, Sporisorium, Pichia, Lodderomyces, Kluyveromyces, Candida, Debaryomyces, Geotrichum, Kazachstania, Brassica, Yarrowia, Hanseniaspora, Brettanomyces, Citeromyces, Rhodotorula, and Torulopsis have been identified using culture-dependent methods and metagenomics analysis. The application of yeast as a starter into kimchi has resulted in an extension of shelf life and improvement of sensory characteristics due to a decrease in the amount of lactic acid. On the other hand, some yeast cause kimchi spoilage, which typically appears as an off-odor, texture-softening, and white-colony or white-film formation on the surface of kimchi. In contrast to lactic acid bacteria, there are limited reports on yeast isolated from kimchi. In addition, it is unclear how yeast affects the fermentation of kimchi and the mechanism by which white colony forming yeast predominate in the later stage of kimchi fermentation. Therefore, more research will be needed to solve these issues.

주제어

표/그림 (3)

표 Diversity of yeast isolated from kimchi
표 Studies on starter cultures for kimchi fermentation using yeast
그림 White colony-forming yeasts grown on the surface of kimchi

AI 본문요약
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문제 정의

김치에서 분리된 효모와 이들이 김치 발효에 미치는 영향을 알아보기 위하여 김치 발효 및 미생물과 관련된 학술논문과 문헌 등을 수집하여 조사하였다. 수집된 자료를 바탕으로 김치로부터 분리된 효모의 종류, 김치 starter로서의 이용성, 김치의 품질을 저하시키는 산막효모에 대한 연구, 김치효모의 활용특성 분석 및 증식 억제와 관련된 연구 내용을 기술하였다.
지금까지 김치 발효와 관련된 미생물 연구는 주로 유산균을 중심으로 진행되었고 효모의 역할과 활용에 관한 연구는 그에 비해 미비한 실정이다. 본고에서는 김치로부터 분리된 효모의 종류 및 김치 발효에 미치는 영향에 대해서 살펴보고 향후 김치 효모와 관련된 연구 방향에 대해 기술하였다.
김치에서 분리된 효모와 이들이 김치 발효에 미치는 영향을 알아보기 위하여 김치 발효 및 미생물과 관련된 학술논문과 문헌 등을 수집하여 조사하였다. 수집된 자료를 바탕으로 김치로부터 분리된 효모의 종류, 김치 starter로서의 이용성, 김치의 품질을 저하시키는 산막효모에 대한 연구, 김치효모의 활용특성 분석 및 증식 억제와 관련된 연구 내용을 기술하였다. 그리고 현재까지 수행된 김치 효모 관련 연구를 바탕으로 향후 연구 방향에 대해서 간단히 제언하였다.

제안 방법

Malt extract에 식염 3.2%, aureomycine 50 μg/mL, penicillin을 100 μg/mL 농도로 첨가하거나(Choi 1978), YM 배지나 PDA 배지에 penicillin 60 μg/mL과 streptomycin 100 μg/mL을 함께 첨가하거나(Song et al. 1992; So et al. 1997), PDA 배지에 10% tartaric acid를 1.7 mL/100 mL 농도로 첨가하기도 하였다(Oh et al. 2003).

성능/효과

2013). 4℃에서 발효시킨 김치에서 Saccharomyces 속 효모의 증식은 유산균에 의한 발효가 거의 끝난 시점에서 시작되어 45일 이후에는 감소하며 이들은 ethanol과 glycerol을 생성하는 것으로 나타났다. 그리고 김치의 산패기인 발효 100일 이후에는 Candida속 효모의 증식이 확인되어 이들이 김치의 산패에 관여하는것으로 추정되었다(Jeong et al.
김치에서분리, 동정된효모의종류를 살펴보면 Brettanomyces, Candida, Citeromyces, Kluyveromyces, Pichia, Rhodotorula, Saccharomyces, Torulopsis, Trichosopron, Sporisorium, Lodderomyces, Kazachstania, Debaryomyces, Geotrichum, Brassica, Yarrowia, Hanseniaspora 속 등 매우 다양한 종류의 효모가 김치에 존재하고 있음을 알 수가 있었다. 김치 발효에 있어 효모가 유기산을 탄소원으로 이용하고 알코올과 향기성분을 생성하여 풍미를 부여하는 특성을 활용하고자 Saccharomyces fermentati, Saccharomyces cerevisiae 등의 효모를 김치 종균으로 사용하여 김치의 품질 향상 및 품질유지 기한을 연장시키고자 하는 연구와 더불어 김치 발효 후기에 발생하여 외관을 손상시키고 이취, 연부 현상을 초래하여 김치의 품질을 저하시키는 산막효모와 관련된 연구가 수행되었다.
김치 발효에 있어 효모가 유기산을 탄소원으로 이용하고 알코올과 향기성분을 생성하여 풍미를 부여하는 특성을 활용하고자 Saccharomyces fermentati, Saccharomyces cerevisiae 등의 효모를 김치 종균으로 사용하여 김치의 품질 향상 및 품질유지 기한을 연장시키고자 하는 연구와 더불어 김치 발효 후기에 발생하여 외관을 손상시키고 이취, 연부 현상을 초래하여 김치의 품질을 저하시키는 산막효모와 관련된 연구가 수행되었다. 주요 산막 효모로 Pichia kudriavzevii, Pichia kluyveri, Kazachstania exigua, Kazachstania pseudohumilis, Kazachstania servazzii, Candida sake, Yarrowia lipolytica 등이 분리 동정되었다.

후속연구

수집된 자료를 바탕으로 김치로부터 분리된 효모의 종류, 김치 starter로서의 이용성, 김치의 품질을 저하시키는 산막효모에 대한 연구, 김치효모의 활용특성 분석 및 증식 억제와 관련된 연구 내용을 기술하였다. 그리고 현재까지 수행된 김치 효모 관련 연구를 바탕으로 향후 연구 방향에 대해서 간단히 제언하였다.
(2016)의 결과에 따르면Debaryomyces hansenii균주에 대해 다양한 산소 농도에 따른 장내 환경 하에서의 생존능, 장 상피세포에의 흡착능, 항염증 사이토카인의 분비에 미치는 영향 등을 조사한 결과 프로바이오틱스가 장내에서 증식할 경우 오히려 환자의 안전상에 문제가 될 수 있는 면역손상 환자들에게 있어 이러한 효모가 새로운 프로바이오틱스 균주로서의 가능성이 있다고 보고 하였다. 김치에서 분리된 효모들에 있어서도 프로바이오틱스 특성 분석을 포함하여 보다 더 다양한 활용방안에 대해 연구가 필요해 보인다.
김치의 수출 시 수송 및 유통에 장시간이 소요되는 점 등을 고려할 때 산막효모의 생성을 효율적으로 억제할 수 있는 기술 개발과 관련된 연구가 더욱 수행되어야 할 것으로 사료된다.
지금까지 수행된 김치 미생물 연구는 주로 유산균에 국한되어 이루어졌고 효모와 관련된 연구는 활발하게 진행되지 못하고 있는 실정이다. 연구결과를 종합해 보면 김치발효에서 효모는 유산균이 감소하는 적숙기 이후부터 증가하는 것으로 확인되는데 그에 대한 정확한 기작은 아직 밝혀지지 않아 김치 발효과정 중 효모의 역할 등에 추가적인 연구가 필요해 보인다. 김치로부터 분리된 효모의 기능적 특성이나 활용에 관한 연구도 부족한 편이다.
이들 효모 중에는 발효 후기 Pichia kudriavzevii, Pichia kluyveri, Kazachstania exigua, Kazachstania pseudohumilis,Kazachstania servazzii, Candida sake, Yarrowia lipolytica등의 균주들이 김치 표면에 흰색 colony를 형성하는 산막효모라는 결과를(Moon et al. 2014; Suzuki et al. 2018; Kim et al. 2018) 제시한 연구를 제외하고는 아직 김치 발효에 영향을 미치는 정확한 효모의 종류가 도출되지 않아 추가적인 연구가 필요할 것으로 사료된다.
2013). 향후 김치 발효에 관여하는 효모의 역할이 명확히 구명된다면 이들 효모를 김치 종균으로 활용하는 연구도 더욱 더 활발해 질 것으로 사료된다.
2019). 향후 이들 산막효모들이 생성되는 조건 및 기작에 대한 연구가 더 수행되어 이들의 생성을 억제할 수 있는 연구로 이어져야 할 것으로 사료된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	김치는 무엇인가?	김치는 배추 등 채소류를 주원료로 하여 절임, 양념 혼합 공정을 거쳐 그대로 또는 일정기간 발효시킨 한국의 전통발효식품이다. 김치의 발효는 김치 제조에 사용되는 재료로부터 유입되는 미생물에 의해 진행된다.
	효모의 특징은 무엇인가?	효모는 김치 발효 과정 중에 알코올과 각종 비타민은 물론 여러 가지 방향성 물질을 생성하여 독특한 향미를 제공한다. 하지만 발효 후기에는 산막효모로 증식하여 외관을 손상하고 연부현상을 일으키는 것으로 보고되었다.
	효모를 김치 종균으로 사용하여 김치의 품질 향상 및 품질유지 기한을 연장시키려는 연구가 진행하게 된 이유는?	산막 효모는 김치에서 외관을 손상시키고 무르게 하는 연부 현상을 일으켜 김치의 품질을 떨어뜨린다. 하지만 일부효모는 김치의 발효에 있어서 유기산을 탄소원으로 이용하고 알코올과 향기성분을 생성하여 풍미를 부여하기도 한다. 따라서, 효모를 김치 종균으로 사용하여 김치의 품질 향상 및 품질유지 기한을 연장시키고자 하는 연구가 일부 진행 되었다[Table 2].

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