발효 음식은 왜 상하지 않나요?

발효 음식이 상하지 않는 이유는 복합적인 요인들이 작용한 결과이며, 미생물의 활동과 그로 인한 환경 변화가 핵심적인 역할을 합니다. 다음은 발효 과정을 통해 음식이 보존되는 구체적인 이유들입니다.

1. 유익균의 우점:

• 경쟁적 배제: 발효 과정은 특정 유익균(젖산균, 초산균, 효모 등)을 의도적으로 증식시키는 과정입니다. 이 유익균들은 빠른 속도로 증식하며, 음식 내의 영양분을 먼저 소비하고, 항균 물질을 생성하여 다른 부패균의 성장을 억제합니다. 즉, 유익균이 자원과 공간을 선점하여 부패균이 생존할 여지를 줄이는 것입니다.
• 특정 환경 조성: 유익균은 발효 과정에서 특정 환경(낮은 pH, 높은 염도, 알코올 생성 등)을 조성합니다. 이러한 환경은 대부분의 부패균에게는 생존하기에 적합하지 않아 성장이 억제됩니다.

2. pH 감소 (산성화):

• 젖산 발효: 젖산균은 당분을 분해하여 젖산을 생성합니다. 젖산은 음식의 pH를 낮추어 산성 환경을 만듭니다. 대부분의 부패균은 중성 또는 약알칼리성 환경에서 잘 자라기 때문에, 산성 환경에서는 활성이 저하되고 성장이 억제됩니다. 김치, 요구르트, 사우어크라우트 등이 젖산 발효를 이용한 대표적인 예시입니다.
• 초산 발효: 초산균은 알코올을 분해하여 초산을 생성합니다. 초산 역시 pH를 낮추어 산성 환경을 조성하며, 부패균의 성장을 억제합니다. 식초가 초산 발효의 대표적인 예시입니다.

3. 항균 물질 생성:

• 박테리오신: 일부 유익균은 박테리오신이라는 항균 펩타이드를 생성합니다. 박테리오신은 특정 부패균의 세포막에 작용하여 세포의 기능을 마비시키거나 세포를 파괴합니다.
• 과산화수소: 일부 유익균은 과산화수소를 생성합니다. 과산화수소는 강력한 산화제로서, 부패균의 세포 내 물질을 산화시켜 손상을 입히고 성장을 억제합니다.
• 알코올: 효모는 당분을 분해하여 알코올을 생성합니다. 알코올은 탈수 작용을 통해 미생물의 성장을 억제하고, 단백질을 변성시켜 부패를 방지합니다. 술, 빵 등이 알코올 발효의 대표적인 예시입니다.

4. 수분 활성도 감소:

• 염장: 발효 과정에서 소금을 첨가하면 삼투압 현상에 의해 미생물의 세포 내 수분이 빠져나가 성장이 억제됩니다. 또한, 높은 염도는 미생물의 효소 활성을 저해하여 부패를 방지합니다. 젓갈, 장류 등이 염장을 이용한 대표적인 예시입니다.
• 건조: 일부 발효 식품은 건조 과정을 거쳐 수분 함량을 낮춥니다. 수분은 미생물의 생존과 성장에 필수적인 요소이므로, 수분 함량이 낮아지면 미생물의 활성이 저하되고 부패가 억제됩니다.

5. 효소 작용:

• 단백질 분해 효소: 일부 발효 미생물은 단백질 분해 효소를 생성하여 단백질을 아미노산으로 분해합니다. 이는 음식의 풍미를 향상시키고, 부패를 일으키는 단백질의 변성을 억제합니다.
• 탄수화물 분해 효소: 일부 발효 미생물은 탄수화물 분해 효소를 생성하여 탄수화물을 단순당으로 분해합니다. 이는 음식의 소화 흡수율을 높이고, 부패를 일으키는 탄수화물의 변성을 억제합니다.

요약: 발효 음식은 유익균의 우점, pH 감소, 항균 물질 생성, 수분 활성도 감소, 효소 작용 등 다양한 기전을 통해 부패균의 성장을 억제하고 보존성을 높입니다. 이러한 과정은 미생물의 종류, 발효 조건, 음식의 종류에 따라 다르게 나타나며, 발효 음식의 독특한 풍미와 질감을 형성하는 데에도 기여합니다.