과학으로 '막걸리 맛' 분석…효모 표준 게놈지도 나온다

중앙대 강현아 교수팀

막걸리·누룩 속 효모 연구
지역별 맛·향 차이 분석해
데이터로 만들어 관리 가능

전 세계 미생물 연구 활발
가축·식물 질병 원인 규명

한국인의 유전 정보를 담은 게놈지도가 완성된 데 이어 한국인의 사랑을 받는 토종 막걸리 효모(사진)의 유전자 정보를 담은 표준 게놈지도가 완성을 눈앞에 두고 있다. 미생물인 효모는 당을 발효, 에탄올과 이산화탄소를 발생시켜 술이나 빵 제조에 쓰인다. 강현아 중앙대 생명과학부 교수와 한국식품연구원 연구진은 최근 전통 막걸리 제조에 사용되는 효모 두 종의 DNA 정보를 해독해 막걸리 효모의 표준 게놈지도를 작성했다.

연구진이 작성한 효모 표준 게놈지도는 전통 막걸리 발효 과정에서 사용되는 효모 염기 순서를 밝힌 것이다. 사람으로 따지면 30억개 염기로 구성된 인간 표준 게놈지도에 해당한다. 막걸리 효모는 이보다 훨씬 적은 1200만쌍의 염기로 구성된다. 효모 역시 사람처럼 유전적 차이를 나타내는 단일염기다형성(SNP)이 나타난다. 이런 유전적 차이로 막걸리의 맛과 도수 등에 차이가 난다. 국내에서 사용되는 효모는 와인과 빵 등에 사용되는 제품이 주를 이룬다. 서양 와인과 동남아시아 전통술 등에도 들어가는 사카로미세스 속 효모가 쓰인다.

강 교수는 “전통 막걸리 효모의 유전자 지도를 분석하면 국내 막걸리가 어디에서 유래했고 지역별로 어떤 관계를 맺었는지 분석할 수 있다”며 “집안의 손맛으로 전해지던 전통 막걸리의 맛과 향을 과학적으로 관리할 길이 열린다”고 말했다. 연구진은 막걸리에 들어가는 전통 누룩의 맛과 향에 영향을 주는 미생물 40~50종을 분석하는 작업도 하고 있다.

최근 사람과 동식물에 사는 미생물의 중요성이 부각되면서 그 정체와 효능을 밝히려는 연구가 활발하게 추진되고 있다. 미국은 지난 5월 1억2100만달러를 투자해 농작물과 가축, 사람 몸에 영향을 미치는 각종 미생물을 연구하는 국가마이크로바이옴(microbiome·미생물군집) 이니셔티브를 발표했다. 국내에서도 막걸리를 비롯해 김치, 사료첨가제, 동식물 질병 치료 분야에서 미생물의 유전 정보를 확보하는 유전체 연구가 활발하게 이뤄지고 있다. 이번 연구도 2014년 국내에서 시작한 미생물유전체전략연구사업의 결과 가운데 하나다. 토마토와 고추에 기생하며 생육에 도움을 주는 미생물 비료를 비롯해 소와 돼지 성장을 촉진하고 질병을 예방하는 프로바이오틱 사료첨가제 등이 개발되고 있다.

미생물 연구는 농가 골칫거리였던 각종 가축과 식물 질병 문제를 해결하는 데 도움이 되고 있다. 최근 벼 보리 밀 등 곡물에 기생하면서 해마다 10억달러(약 1조1700억원)의 경제 손실과 사람의 생명까지 앗아가는 붉은 곰팡이의 생존 메커니즘을 국내 연구진이 유전체 연구를 통해 처음 규명했다. 윤성환 순천향대 교수 연구진은 붉은 곰팡이가 생존에 불리한 환경이 감지되면 교배를 위해 네 종의 단백질을 만들어내고 이 단백질이 1200개 유전자를 조절하는 방식으로 자손을 양산한다는 사실을 알아냈다. 연구진은 이 메커니즘을 이용하면 겨울을 나는 붉은 곰팡이의 새로운 방제법을 알아낼 것으로 기대하고 있다.

김지현 미생물유전체전략연구사업단장(연세대 교수)은 “유전체 연구를 통해 신규 미생물 유전자를 발굴하면 기존 전통식품과 농축산물의 부가가치를 높일 수 있을 것”이라고 말했다.

박근태 기자 kunta@hankyung.com