인간은 이전부터 발효식품을 섭취해왔고, 이에 대한 과학적 토대는 미생물의 존재를 확인한 이후에 확립되었다. 미생물을 이용한 발효식품의 대량생산은 1850년경에 가능해졌고, 이는 종균(starter)과 종균첨가제의 첨가에 따라 발효식품의 품질과 안전성이 향상되었기 때문이다. 종균첨가제의 산업적 활용을 위해서는 안전성, 기술적 효용성, 경제성이 확보되어야 하며, 종균의 건강 기능성이 입증되면 산업적 유용성이 더욱 향상될 것으로 예상된다.
<h1>발효식품과 종균</h1> <p>인간의 발효식품 섭취는 유사이전으로 거슬러 올라간다. 이집트 피라미드에서 발견된 발효빵, 그리스 신화에 나오는 포도주, 서양의 주요 발효식품인 치즈와 요구르트, 동양의 장류, 수산발효식품 등은 인류의 문명사와 그 역사를 같이 한다. 식품발효에 대한 과학적 토대는 현미경의 발명과 1665년 Robert Hooke와 Antonie van Leeuwenhoek에 의한 미생물 존재 확인으로부터 시작되었고, 1857년 Louis Pasteur가 미생물에 의해 발효가 일어남을 증명하면서 확립되었다. 식품의 발효는 식품소재에 존재하는 미생물에 의한 자연발효에 의존하다가, 미생물 첨가에 의한 식품발효가 시작된 역사는 100년 정도에 불과하다. 서구에서 발생한 산업혁명은 도시 인구의 증가를 초래하였고, 대량생산의 필요성은 공산품뿐만 아니라 식품에서도 발생하였다. 다행히도 1850 년경의 미생물학은 발효산업을 지원할 수 있는 과학적 수준에 도달해 있었기 때문에 미생물을 이용한 발효식품의 대량생산이 시작되었다. Pasteur가 정립한 미생물이 발효를 진행시킨다는 기본개념은 식품발효를 담당하는 미생물의 탐색으로 연결되었고, Christian Hansen이 효모를 분리하여 양조산업에 이용하면서 종균발효가 시작되었다.</p> <p>종균(starter)은 미생물이 가지고 있는 대사능력을 이용하기 위하여 식품발효에 의도적으로 첨가하는 미생물을 의미하고, 종균첨가제(starter culture)는 발효식품의 빠른 제조를 위하여 종균을 배양하여 증식시킨 첨가용 균체를 지칭하며, 식품소재에 첨가한 종균첨가제는 발효식품의 품질 향상 및 균일화, 식품 안전성 확보, 저장기간 연장 등을 가능하게 하였다. 자연발효로 시작한 식품발효는 성공적으로 제조된 발효식품의 일부를 다음 발효식품의 제조에 첨가하는 back slopping으로 발전하여 품질 향상이 달성되었다. Back slopping은 지금까지도 발효 관련 미생물상(microbial ecology)과 미생물의 천이에 대한 정확한 지식이 확립되지 않은 경우 사용되고 있고, 소규모 생산 및 저비용으로 품질 균일화를 달성할 수 있는 발효법이다[17]. 한편 대량생산에 필요한 균일하고, 높은 관능적 품질은 종균의 사용으로 달성되고 있다. 현재, 단일 균주를 배양한 single-strain culture와 복수의 균주를 배양한 multiple-strain culture가 제조되어 종균첨가제로 식품발효에 이용되고 있다. 종균첨가제의 산업적 활용을 위해서는 첨가제의 안전성, 첨가제 첨가에 따른 기술적 효용성, 첨가제의 유지 및 생산에 따르는 비용 대비 얻을 수 있는 경제성이 확보되어야 하고, 추가적으로 첨가제에 포함된 종균의 건강기능성이 입증된다면 산업적 유용성의 향상이 예상된다.</p> <h1>식품발효용 미생물의 안전성 평가 필요성</h1> <p>유산균은 채소, 곡류, 사람과 동물의 장관을 포함하는 다양한 환경에서 검출되는 발효미생물로 치즈, 요구르트와 같은 발효유제품, 김치나 피클 등과 같은 발효침채류, 발효소시지, 빵의 제조 등, 수 많은 발효식품들의 종균으로 이용된다. 또한 의약품인 정장제제와 건강보조식품, 가축사료의 발효제 및 영양개선제로 사용되고 있고, 최근에는 백신운반 수단으로 주목을 받고 있다. 이 외에도 dextran이나 pullulan 등의 고분자화합물, 생분해성 플라스틱 원료인 유산, nisin과 같은 bacteriocin, 식품보존제, 기타 유기산, 비타민, 풍미 성분 등의 정밀화학제품, 화장품원료의 발효생산에 이용되고 있고, 우리나라에서도 식품발효용 종균 및 probiotics로 산업화하려는 연구가 활발히 진행되고 있다. 뿐만 아니라, 오랜 기간의 사용이력으로 안전성이 증명되었다고 볼 수 있다. 이러한 맥락에서 미국 Food and Drug Administration(FDA)는 유산균을 Generally Recognized as Safe(GRAS) 규격으로 오랜 기간 인정하고 있었다.</p>