기능성 김치 유산균, 생태계 주류 되는 원리 밝혔다

김치 발효 과정에서는 어떤 발효균이 우점을 차지하는지에 따라 김치의 품질과 영양성분이 달라진다. 게티이미지뱅크 제공

김치 발효 과정에서는 어떤 발효균이 우점을 차지하는지에 따라 김치의 품질과 영양성분이 달라진다. 국내 연구팀이 자체 개발한 고기능성 김치종균이 발효 과정에서 우점균으로 자리 잡는 원리를 규명해 김치종균 평가의 과학적 기준을 정립했다.

세계김치연구소(김치연)는 첨단융합연구본부 김치기능성연구단 연구팀이 자체 개발한 김치종균 3종(WiKim32, WiKim33, WiKim0121)이 김치 발효 환경에서 생존하고 우점균으로 자리잡는 생물학적 원리를 규명했다고 16일 밝혔다. 연구결과는 4월 25일(현지시간) 국제학술지 'npj 사이언스 오브 푸드'에 공개됐다.

연구팀은 김치 발효 초기 단계에서 Wikim 종균이 다른 경쟁 유산균을 제치고 생태계를 선점하는 과정을 유전체, 전사체, 대사체 관점에서 통합 분석했다. 

그 결과 Wikim 종균에서는 포도당이나 과당뿐 아니라 라피노스, 갈락토스, 락토스 등 다양한 탄수화물을 효율적으로 대사하는 유전적 특징이 확인됐다. 발효 초기에 에너지원인 아데노신삼인산(ATP)을 빠르게 생성해 생존 경쟁에서 우위를 확보한다는 설명이다.

발효 환경의 저온·산성 스트레스로 발현되는 분자 샤페론도 WiKim 종균의 우점에 중요한 역할을 했다. 분자 샤페론은 스트레스를 받아 변성된 단백질을 회복시키는 역할을 한다. 김치 발효 전 과정에 품질 균일성과 안전성을 확보할 수 있는 능력으로 평가된다. 

이번 연구결과는 김치산업의 종균 선발, 활용 과정에서 객관성·신뢰성을 향상할 과학적 기반을 마련했다는 평가다.

박해웅 김치연 첨단융합연구본부장은 "발효 우점 유전자의 존재 여부를 조기에 판별할 수 있는 과학적 기준을 제시했다"고 설명했다.

이번 연구에 활용된 김치종균 3종의 유전적 특성과 기능성에 대한 세부 정보는 '김치자원은행' 공식 홈페이지(wikim.re.kr/bkri)를 통해 확인할 수 있다.

<참고 자료>
- doi.org/10.1038/s41538-025-00415-w

[이병구 기자 2bottle9@donga.com]