본문은 김치에서 분리된 Weissella 속 균주들에 대하여 기술하고있다. 김치에서 분리된 유산균 동정을 위해서 분자생물학적 방법들이 활발히 적용되고 있으며, 최근에는 비배양 방법을 발효식품들에 사용되고 있는데 이 방법을 적용한 결과 Weissella 속 균들이 김치발효에서 가장 주된 유산균들에 포함되는 것으로 밝혀졌다. 유산균들은 김치 맛에 영향을 준다. 그러므로 맛 좋은 김치를 위해 맛 좋은 김치의 대사물과 그 함량을 측정하고 이 대사물을 생성하는 균주를 종균으로 사용하는 연구가 필요하다.
<h1>김치에서 분리된 Weissella 속 균주들</h1> <p>Weissella 속 균들은 이상유산발효를 수행하며 그 결과 비교적 적은 양의 유산을 생성하기에 종균으로 김치에 접종할 경우 산도를 낮추어 줄 것이 예상된다. Park 등(2001)이 깍두기 김치에서 분리한 W. paramesenteroides P30은 다른 유산균들 보다 산 생성이 적은 특징을 보였고 P30을 접종한 김치의 산도를 48시간까지 측정한 결과, 24시간까지는 접종하지 않은 김치와 차이를 보이지 않았지만, 24 시간 이후에는 P30을 접종한 김치의 산도가 더 낮게 나타났다. 김치에서 분리한 유산균 동정을 위해서는 전통적으로 고체배지에서 관찰되는 균락 형태와 색, 그리고 생화학적 특성들을 조사하지만 2000년 이후론 분자생물학적 방법들이 활발히 적용되고 있다. 특히 최근에는 생태학 연구에 적용되는 "비배양 방법(culture independent method)"이 발효식품들에도 사용되고 이는 발효식품들도 고유의 미생물 생태계로 간주된 때문이다. 비배양 방법들의 적용 결과 Weissella 속 균들이 김치발효에서 가장 주된 유산균들에 포함되는 것이 밝혀졌다. 비배양 방법의 핵심은 김치에서 회수한 미생물 세포들을 파쇄하여 total DNA를 추출한 후 이를 기질(template)로 PCR을 수행하는 것이다. 세균들의 16 S rRNA 유전자를 target gene으로 증폭하며 16 S rRNA 유전자 염기서열에서 잘 보존되어 있는 \( 5^{\prime} \)과 \( 3^{\prime} \) 부위에 각각 결합하는 primer들을 사용한다. 김치에는 세균외에 효모와 고세균들(archaea)도 존재하며 효모 검출은 26 S rRNA gene을 target gene으로 고세균 검출은 고세균 고유의 16 S rRNA gene을 target gene으로 하는 primer쌍을 사용한다.</p> <p>안 등(2003)은 대구지역 가정에서 담근 콩잎물김치로부터 유산균들을 분리하고 이들의 16 S rRNA 유전자 염기서열을 조사한 결과 W. cibaria 로 추정되는 두 균주를 확인하였다. 16S rRNA 유전자 염기서열에 의한 동정 결과는 Bergey 방법이나 bromphenol blue 배지를 사용한 생화학적 방법에 의한 동정 결과와 달랐다. Chin 등(2006)은 배추김치에서 분리한 유산균들을 API 50CH kit를 사용한 생화학적 방법과rRNA intergenic spacer region(ITS) 염기서열에 기초한 방법으로 각기 동정했을 때 결과가 차이가 있는 점과 W. cibaria가 우점종 중 하나임을 보고하였다. 한편 Choi 등 (2003)이 \( 15^{\circ} \mathrm{C} \) 발효 배추김치에서 분리한 유산균들을 16 S rDNA 염기서열 결정법으로 동정한 결과 발효초기와 중기에는 Leu. citreum이 우점종이고 Weissella confusa로 추정되는 균들은 중기에 검출되었다.</p> <p>김치 발효 단계별로 우점종인 유산균 종들을 신속히 파악하기 위해서는 DGGE(denaturing gradient gel electrophoresis)방법이 효과적이다. 박 등(2003)은 \( 4^{\circ} \mathrm{C} \) 에서 60일간 발효시킨 김치에서 추출한 DNA로부터 증폭한 16 S rRNA 유전자들에 대해 DGGE를 수행하였다. 그 결과 Leu. citreum, Leu. mesenteroides, Leu. pseudomesenteroides, Leu. gelidium과 같은 Leuconostoc 속들, Lb. sakei 같은 Lactobacillus 속 및 W. koreensis 같은 Weissella 속들이 확인되었다. W. koreensis는 발효 전 기간을 통해서 그리고 Lb. sakei는 10일 이후 우점종이었고 Leu. gelidium은 30일 이후 우점종에 포함되었다.</p> <p>Lee 등(2005)도 16S rRNA 유전자 증폭물 DGGE 분석법으로 김치숙성중 미생물 균총 변화를 조사하였다. 배추 김치를 \( 20^{\circ} \mathrm{C} \)와 \( 10^{\circ} \mathrm{C} \)에서 각각 20일과 30일 숙성시키면서 균총 변화를 조사한 결과 \( 10^{\circ} \mathrm{C} \)에서는 W. confusa가 발효 처음부터 마지막까지 검출되었고 Leu. citreum은 발효 1일째 나타나 4일부터 band 강도가 증가하여 마지막까지 일정하게 유지되었다. Lb. sakei와 Lb. curvatus 는 4일째 나타나 마지막까지 검출되나 발효 후기로 갈수록 그 강도는 감소하였다. \( 20^{\circ} \mathrm{C} \) 저장 김치의 경우 주요 균들은 \( 10^{\circ} \mathrm{C} \)와 동일하나 W. confusa band 강도가 Leu. citreum 보다 크고 2일부터 8일에 Lb. brevis로 추정되는 균이 나타나지만 8일 이후 사라진 점이 달랐다.</p> <p>Kim과 Chun(2005)은 시판 김치들에 존재하는 유산균들의 16 S rRNA 유전자 염기서열을 조사하여 종을 먼저 확인하고 다음 증폭된 16 S rRNA를 제한효소 MspI으로 절단하여 얻는 DNA 패턴을 분석하는, ARDRA법(Amplified Ribosomal DNA Restriction Analysis)을 분석에 사용하였다. 조사한 5점 김치 모두에서 W. koreensis가 검출되었고 이중 3점에서는 가장 많은 수로 존재하였다. Leu. gelidium 은 시료 3점에서 검출되었고 이중 2점에서 가장 많은 균으로 1점에서는 3번째로 많았다. Lb. sakei도 3점에서 검출되었고 1점에서 가장 많은 균으로 2점에서는 2번째로 많은 균이였다. Leu. gasicomitatum은 4점에서 검출되었고 이중 2점에서 두번째로 많았다. 한편 Leu. inhae 도 3점에서 검출되었다. Leu. inhae는 2003년 김치에서 분리되어 신 종으로 등록되었다. Leu. gasicomitatum은 2000년 진공포장된 닭고기에서 변질균으로 분리되어 신 종으로 등록되었다.</p> <p>Cho 등(2006)은 김치냉장고내 온도가 다른 저장칸에서 저장한 김치를 대상으로 미생물 천이를 조사하였다. \(15^{\circ} \mathrm{C} \)에서 2일간 둔 후 24시간 동안 \( -1^{\circ} \mathrm{C} \)로 온도가 낮아지도록 프로그램하여 저장한 김치 \( \left(15^{\circ} \mathrm{C}\right.\)김치)와 \( 10^{\circ} \mathrm{C} \)에서 4 일간 둔 후 12시간 이내에 \( -1^{\circ} \mathrm{C} \)로 낮추어 저장한 김치 \( \left(10^{\circ} \mathrm{C}\right. \) 김치)를 비교하였다. \( 15^{\circ} \mathrm{C} \) 김치의 경우 Leu. citreum과 Leu. gasico-mitatum이 우점종이나 \( 10^{\circ} \mathrm{C} \) 김치는 W. koreensis로 나타났다. 이는 W. koreensis 가 leuconostocs 같은 타 유산균들보다 저온에서 더 잘 생육하기 때문일 것이다. 김치발효중 주된 유산균을 결정하는 일차적인 요소는 온도이다. 저온에서는 Leu. gelidium같이 저온에 잘 견디는 균들이 Leu. mesenteroides나 Lb. plantarum 에 비해 유리하고 이 때문에 \( 10^{\circ} \mathrm{C} \) 이하 숙성 김치에서는 Leu. gelidium이나 Lb. sakei 들이 주로 검출된다.</p> <p>Lee 등(2008)이 땅속에 파 뭍는 전통 김장김치 저장방법으로 저장한 김치를 조사한 결과 Leuconostoc 속(Leu. citreum 등)이나 W. koreensis 보다 Lb. sakei가 주된 균으로 판명되었다. Lb. sakei가 5-9\(^{\circ} \mathrm{C} \) 온도에 잘 적응한 점과 W. koreensis 는 sucrose를 이용하지 못해서 sucrose를 첨가한 김치에서는 타 균들보다 불리하기 때문이라 추정되었다. 한편 Lb. sakei는 유산과 초산을 생성하였지만 에탄올은 생성하지 않았다. 균에 따라 그리고 탄소원에 따라 산들과 에탄올 생성 및 생성량에 차이가 있고 이는 김치 맛에도 영향을 준다. 맛이 좋은 김치들의 대사물과 그 함량을 측정하고 그와 같은 대사물들을 생성하는 균주들을 종균으로 사용하는 연구들이 필요하다.</p>