미생물 발효

미생물의 발효와 뗄 수 없는 인물은 바로 익숙한 그 이름.

세균학의 아버지 파스퇴르 입니다. 

이번 포스팅에서는 파스퇴르효과와 미생물이 식품에 영향을 주었던 이야기를 풀어보려 합니다.

루이 파스퇴르

1856년 파스퇴르는 포도주의 발효문제로 손해를 입은 주류업자로부터 문제 해결을 위한 부탁을 받게 됩니다.

그는 맛있는 포도주는 효모에 의해서 발효되지만, 쓴맛이 나는 포도주는 효모가 아닌 세균성 미생물에 의해서 발효 된다는 사실을 알게 됩니다.

또한 55~60˚C 에서 수십 분간 가열하면 세균이 죽고 변질을 방지 할 수 있다는 것,

동인한 와인이라도 햇빛과 공기 노출 정도에 따라 이산화탄소의 함량이 달라지며, 색이나 맛도 변한다는 사실을 밝혀내었습니다.

그는 이를 해결하기 위해 저온처리법을 이용하여 다시 프랑스 포도주 사업은 다시 살아나게 됩니다.

 

여기서 잠시, *저온처리법은 무엇일까요?

파스퇴르 저온처리(Pasteurization)는 우유와 같은 음식물의 균을 제거하거나 감소시키기 위한 과정 중 하나로, 파스퇴르의 이름에서 유래되었습니다. 이과정은 우유와 같은 음식물을 63~72˚C에서 15~30분간 가열하는 것으로 진행됩니다.

파스퇴르 저온처리는 음식물에 포함된 세균과 같은 병원체를 제거하거나 감소시킴으로써, 음식물의 유통 기한을 연장하고 보관 시 안전성을 향상시킵니다. 

이 과정에서 우유의 경우, 유산균 등 유용한 미생물도 함께 제거되기 때문에, 생유를 마시는 것과는 구별되는 맛과 향이 나타나게 됩니다.

파스퇴르 저온처리는 생유, 생크림, 과즙, 맥주 등 다양한 식품에서 사용되며, 현대 식품 산업에서 중요한 역할을 합니다.

하지만, 일부 질병을 일으키는 병원체 중에서 파스퇴르 저온처리를 통해 제거되지 않는 경우도 있으므로, 음식물을 섭취할 때에는 안전한 조리와 보관이 필요합니다. 

 

그 후, 파스퇴르는 감염병과 발효 문제의 본질을 같다고 여기며, 탄저병이나 광견병 백신을 개발하여 가축을 감염병으로부터 구해내기도 하였습니다. 

또한 유기산 발효가 각각 다른 세균에 의한 것이라는 사실도 밝혀내었습니다. 

산소가 없는 혐기적 상태에서 효모를 배양하면 증식이 늦어지며 당이 효율적으로 알코올로 전환되고, 공기가 통하는 호기적 상태에서는 효모의 증식이 촉진되지만, 당은 완전히 소모되어 알코올 생성은 거의 없다는 것을 입증 한 것입니다.

이러한 관계는 현재 발효이론의 기원으로 호흡계가 활발하면 해당계가 억제되는 현상을 바로, 파스퇴르 효과(Pasture's effect)라고 합니다.

세포 호흡의 과정에서 일어나는 현상 중 하나로, 세포 내에서 산소와 함께 ATP를 생산하는 과정에서 일어나는 현상입니다.

파스퇴르 효과는 고형 또는 액체 형태의 음식물에서 발효가 일어날 때 처음으로 관찰되었습니다. 파스퇴르는 우유 등에서 발효가 일어나는 현상에 대해 연구하면서, 세균이 생산하는 에탄올이 세균을 죽이는 것을 발견했습니다.

이에 따라, 음식물에서 세균이 살아남을 수 있는 환경을 조절하는 방법으로 가열 처리를 시도했고, 이로 인해 세균이 사면하는 것을 발견했습니다. 

이후, 파스퇴르 효과는 세포 호흡에서 일어나는 현상 중 하나로 알려지게 되었습니다.

세포 호흡에서는 산소와 함께 ATP를 생산하는 과정에서 파스퇴르 효과가 나타납니다. 

즉, 산소가 공급되면 세토 내에서 발생하는 에너지 생성 과정이 더욱 효율적으로 이루어지며, 이로 인해 더 많은 ATP가 생산됩니다.

따라서, 파스퇴르 효과는 세포 대사 과정에서 중요한 역할을 합니다. 또한, 이 현상은 현재까지도 다양한 분야에서 연구되어지고 있으며, 세포 대사와 관련된 질병 등을 연구하는 데에 활용 되고 있습니다.  

 

*ATP란?

ATP(Adenosine Triphosphate)는 생명체 내에서 에너지를 저장하고 전달하는 분자로서, 생명체의 대사 활동을 유지하는 데 매우 중요한 역할을 합니다. 

ATP는 아데노신과 세 개의 인산기가 결합하여 구성됩니다. 이 세 개의 인산기는 각각 고에너지 결합을 가지고 있으며, 이를 분해하면 에너지가 방출됩니다. 이 방출된 에너지는 세포 내에서 다양한 화학 반응을 촉진 하거나, 세포 외부로 에너지를 전달하여 다른 세포나 조직의 활동을 지원합니다. 

ATP는 미토콘드리아에서 세포호흡에 의해 생성됩니다. 이때, 단당류나 지질 등의 유기물이 산소와 결합하여 에너지가 생성되고, 이 에너지를 이용하여 ATP가 합성됩니다. ATP는 세포 내에서 필요한 곳으로 이동하여, 에너지가 필요한 화학 반응을 촉진합니다. 

예를 들어, 근육 수축이나 세포 내 신호 전달 등에서 ATP는 필수적인 역할을 합니다. 

ATP는 생명체가 에너지를 소모하는 모든 활동에 관여하고 있으며, 생명체의 대사 활동을 유지하는 데 매우 중요합니다.

따라서, ATP는 생명체에게 꼭 필요한 분자 중 하나입니다.