사람에게 이로운 김치 유산균을 동결건조(凍結乾燥)할 경우 생존율이 100%에 달하고, 위액과 담즙액에서도 생존력을 높여주는 '유산균 코팅기술'이 국내 연구진에 의해 개발됐다.
농촌진흥청(이하 농진청)은 김치유산균 '바이셀라 사이바리아(Weissella cibaria)의 저장 안전성(생존율)을 높여 식품소재로 활용할 수 있는 '동결건조용 조성물 소재화 기술'을 개발했다고 18일 밝혔다.
동결건조(freeze drying)는 수용액이나 수분이 많은 재료를 얼리고(동결)시키고, 감압(기압을 낮춤)해 얼음을 승화(고체가 액체 상태를 거치지 않고 직접 기체로 변하는 현상)시키는 방법으로 건조물을 얻는 것을 말한다. 미생물을 장기 보존할 때 주로 활용되지만 동결건조 과정에서 균체가 손상을 받거나 생존율이 낮아져 동결건조 보호제의 종류와 농도 선택이 중요하다.
농진청이 2016년 발견한 바이셀라 사이바리아는 김치 발효 초기에 주된 역할을 하는 유산균이다. 김치 특유의 상쾌한 맛과 영양을 만들어 주는 유익한 균으로 항암·면역·항염증·항산화 활성 등의 기능을 가지며, 유해균을 억제해 장 건강 개선에도 도움을 주는 것으로 알려졌다.
농진청은 바이셀라 사이바리아에 10% 콩가루와 효모 또는 식이섬유와 프락토올리고당 혼합물로 막을 입혀 동결건조 시 바이셀라 사이바리아의 저장 안정성을 높였다.
연구진은 콩가루와 효모 추출물을 1 대 1 비율로 섞어 바이셀라 사이바리아에 코팅했고, 그 결과 동결건조 후에도 바이셀라 사이바리아 생존율이 100%로 나타났다. 위액과 담즙액을 대신한 인공위액과 인공담즙에서의 생존율은 85%와 99%로 확인됐다. 이는 비교실험을 위해 코팅처리를 하지 않은 대조군의 생존율 63%, 65%, 52%보다 훨씬 높은 수치다.
귀리 식이섬유와 프락토올리고당을 1대1로 섞어 처리한 실험에서는 동결건조 후 생존율이 93%, 인공위액 저항성 85%, 인공담즙액 저항성 86%로 나타났다. 특히 귀리 식이섬유와 프락토올리고당으로 처리한 바이셀라 사이바리아의 생존기간은 처리하지 않은 대조군의 유통기한(157일)보다 최대 8배쯤 연장(1276일)됐다.
농진청은 새로 개발된 코팅기술이 접목된 김치유산균 분말을 과자·빵·과일음료 등에 적용한 결과 식품 첨가물로도 적합하다고 설명했다. 또 딸기·레몬·초콜릿 등 다양한 맛을 섞어 요거트와 아이스크림용 토핑으로도 개발했다.
홍하철 농진청 과장은 "김치유산균 분말을 동물 보조 사료로 등록시키기 위한 절차를 진행하고 있다"며 "향후 소비자의 기호성과 편리성에 맞춰 김치유산균 바이셀라 사이바리아의 활용을 확대하고 다양한 제품을 개발할 계획"이라고 말했다.