생활속 과학, 발효와 효소의 비밀

많은 과학의 원리들이 우리의 일상 속에 숨어 있다는 것을 알고는 있지만 어떤 것들이 있는지 잘 모르고 지나치는 경우가 많습니다. 설거지하다가 그릇이 서로 끼여 빠지지 않아 당황스러울 때 물의 온도 차이를 이용한다면 그릇이 쉽게 빠진다거나 지렛대의 원리를 이용한 손톱깎이 등 생활 속에 쉽게 접하게 되는 과학의 원리를 생활 과학이라 하는데 음식에도 과학의 원리가 숨어 있습니다. 바로 발효를 이용한 음식들입니다.

 

대다수의 한국인이라면 누구나 먹는 김치와 우리 음식의 밑바탕을 이룬 간장, 된장, 고추장이 가장 대표적이고 세계적인 발효식품으로는 식초와 포도주가 있습니다. 발효는 효소에 의해 만들어지는 현상입니다. 요즘 건강에 부쩍 관심이 많아지면서 발효와 효소가 과장되게 잘못 인식되고 있는 것 같습니다. 제가 사는 동네에서 발효와 효소에 전문적인 지식을 갖춘 분을 초청하여 강연을 연다고 하여 참석했습니다.

강사님은 김성만 한국 효소연구소 소장이셨습니다. 소장님은 초등학생도 쉽게 이해할 수 있을 정도로 쉬운 예를 들어 설명해 주셔서 재미있고 쉽게 강연을 들을 수 있었습니다. 

 

발효는 미생물이 자신의 효소로 유기물을 분해 또는 변화시켜 영양가 있는 최종산물을 만들어 내는 현상인데 우리가 섭취한 음식물을 에너지원으로 바꾸어 성장하고 활동하는 원동력으로 만들어 주는 역할을 효소가 한답니다. 몸속의 영양분을 1초에 8000번으로 쪼개어 우리가 살아가고 생명을 살리고 있는 일을 하는 것이 효소인 거지요. 우리 몸의 36.5도의 체온을 유지하는 것도 알고 보면 효소가 하는 일이라 합니다.

 

원숭이가 새끼를 먹이기 위해 먹이를 땅속에 묻어두었다가 새끼에게 부드럽게 먹인 것이 자연발효의 원조라고 합니다. 그렇다면 인간들의 발효 역사는 어떨까요?

우리의 조상들은 기원전 1만 년 전부터 포도주와 식초라는 발효 식품을 만들었을 것으로 추정하며 기원전 6000년부터 효모를 맥주 제조에 사용해 발효라는 단어가 생기기 전부터 곰팡이와 젖산균을 이용해 왔다고 합니다. 발효가 있는 곳에 효소가 있으니 효소 또한 같은 역사를 가지고 있다고 볼 수 있습니다.

우리나라의 사계절은 효소가 만들어지기 좋은 계절들이고 우리 강산은 산이 65%로 미생물이 가장 살기 좋은 환경이라 합니다. 그런 환경 속에 매실 담그기는 우리가 가장 쉽게 접할 수 있는 것은 발효액입니다. 매실 담그기를 예로 보자면 어머니들은 사계절의 처음 시작하는 봄에 매실을 설탕과 섞어 항아리에 넣어 숙성시켜 어느 정도 기간이 지나면 꺼내 맑은 물과 섞어 우리가 배앓이를 할 때면 주신 것을 경험했을 것입니다.

 

발효시키는데 열매와 설탕이 들어가는데 설탕이 ‘당’이라고 하는 효소들의 영양분이 된다고 합니다. 살아있는 모든 생물은 ‘당으로 유지되며 힘의 원천이 ‘당’이라고 합니다. 자연 속에서도 당이 있는데 ‘자당’이라 합니다.

 

매실은 흙 항아리나 유리항아리에 넣어 발효시켜 매실 액이라는 최종산물을 만들지만 우리는 인체라는 항아리에 음식물을 넣어 생명을 유지하는 영양소를 만들고 있다고 합니다. 매실과 설탕의 농도 차이에 의한 삼투압 현상으로 매실 안의 액이 빠져나와 매실 액은 밑으로, 액이 빠진 쭈그러진 매실은 위로 뜨는데 그 모든 과정이 발효라고 합니다. 발효의 완성은 1년으로 보는데 1년 후에는 역삼투압현상이 일어난다고 합니다.

 

어머니들은 매실을 담글 때 백일 뒤면 꺼내서 액과 열매 찌꺼기는 따로 분리합니다. 이때 매실 찌꺼기를 밖에 내놓으면 곰팡이가 슨다고 합니다. 그러나 1년이 지난 매실 찌꺼기는 꺼내 놓아도 곰팡이가 슬지 않는데 발효가 완성되었기 때문에 미생물이 살지 않기 때문이라 합니다. 그래서 오랫동안 저장해서 먹는 장류나 젓갈류 등의 발효식품을 우리가 먹어도 질병에 걸리기는커녕 더욱 건강해지는 것이 이런 이유 때문이라 합니다.

발효는 한국 음식과 밀접한 관계를 맺고 있어 우리 아이들이 우리 음식을 이해하고 소개할 때 좋은 자료로 활용할 수 있습니다. 최근 초등학교 과정에서 콩으로 메주를 만든 후 발효 과정을 거쳐 우리가 자주 접하는 된장을 만드는 과정을 소개하고 있습니다. 우리 눈에는 보이지 않는 미생물의 활동으로 콩이 된장으로 바뀌는 원리를 같이 공부하다 보면 생활 속에 숨겨진 과학의 오묘한 원리를 깨우치는 좋은 기회가 됩니다. 일부 학교에서는 김치 담그는 체험 학습을 통해 우리 조상들의 오래된 발효 과학에 대한 해박한 지식을 깨우치는 기회를 얻기도 합니다.

오래된 발효의 활동으로 아울러 인간이 음식을 통해 에너지를 얻는 근본 원리를 깨우치는 데 중요한 역할을 합니다. 최근 이런 장점 때문에 초등학교 교과 과정에서 발효와 효소와 관련된 내용을 다루고 있고 다양한 체험 학습을 시행하는 곳도 많아졌습니다. 가족과 함께 이런 체험을 하면서 우리 주변에서 접하는 발효 음식에 대한 대화를 나눈다면 우리 생활 속의 과학을 이해하는 데 많은 도움이 될 것으로 생각합니다. 아울러 자녀들에게 생활에서 쉽게 만날 수 있는 현상을 예로 들어 주면서 과학 원리에 관해 이야기 하다 보면 우리 아이들이 일상생활 속에서 탐구하는 자세를 기를 좋은 기회가 될 것 같습니다. 

 

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