김장철이 돌아왔다. 발효 과학의 산물인 김치는 배추, 고추, 마늘, 젓갈 등 지역마다 각양각색의 원료를 사용해 지역 특색의 맛과 향을 내는 것이 특징이다. 김치는 각각의 재료 속 유기물들이 유산균에 의해 대사되면서 인체에 이로운 물질을 만들어 낸다.

세계김치연구소는 김치의 발효 산물 가운데 항균 작용을 하는 ‘페닐젖산(phenyllactic acid, PLA)’을 발견하고 생성 원리를 새롭게 밝혀냈다. 그동안 김치 유산균의 우수성은 널리 알려졌으나 발효과정이 복잡해 생성 경로를 찾기란 쉽지 않았다.

페닐젖산은 필수 아미노산 중 하나인 ‘페닐알라닌(phenylalanine)’으로부터 나오는 발효산물이다. 특히 리스테리아, 살모넬라 등 식중독균을 비롯한 곰팡이균의 증식을 억제하는 작용을 해 김치를 오래두고 먹어도 배탈이 나지 않는 이유이다.

이번 연구를 주도한 이종희 박사는 김치에 들어있는 다양한 유산균 가운데 ‘락토바실러스 플란타럼’과 ‘류코노스톡락티스’가 배추, 고추, 마늘 등 김장 재료에 있는 유기물을 대사하는 과정에서 페닐젖산을 다량 만든다는 사실을 확인했다.

연구팀이 락토바실러스 플란타럼 유산균을 첨가한 김치와 아무것도 넣지 않은 김치를 발효시켜 비교한 결과, 락토바실러스 플란타럼이 첨가된 김치의 페닐젖산 농도는 그렇지 않은 경우 대비 약 171% 증가했다.

이같은 다량의 페닐젖산 생성 경로는 유산균에 의해 필수 아미노산인 페닐알라닌이 ‘페닐피루브산(phenylpyruvic acids, PPA)’으로 전환되고, ‘젖산 탈수소화 효소(lactate dehydrogenase, LDH)’ 활성에 의해 나타났다. LDH는 당을 세포가 사용할 수 있는 에너지로 변환시키는 과정에 관여하는 효소다.

이번 연구 결과에 따라 김치는 유통 단계에서 부패나 식중독 균 번식을 막기위해 사용하는 화학적 보존료를 사용하지 않아도 된다는 점을 과학적으로 입증하게 됐다. 김치 자체에서 발효기간에 따라 항균물질을 함유하게 되기 때문이다.

하재호 세계김치연구소 소장은 "김치의 위생 안전성에 한걸음 더 다가섰다는 점에서 의미를 갖는다"면서 "항균 활성 물질이 포함돼 있는 등 김치 발효 과학의 복잡한 대사 경로가 하나씩 밝혀지고 있다"고 했다.

한편 이번 락토바실러스 플란타럼 외에 김치 유산균인 ‘락토바실러스 사케아이(Lactobacillus sakei) WiKim30’과 ‘와이셀라 시바리아(Weissella cibaria) WiKim28’은 과민성 피부 면역질환인 아토피 피부염을 개선하는 것으로 발표된 바 있다.