식품재료학에서 과학적으로 해석한, 발효의 영양 가치와 기능성 증대 원리

발효는 인류의 오랜 식문화와 함께 발전해 온 자연스러운 보존·가공 기술로, 미생물의 작용을 통해 식품의 영양적·기능적 가치를 높입니다. 식품재료학적 관점에서 발효 식품은 단순한 저장성 향상뿐 아니라, 생리활성 성분 증대와 소화 흡수력 개선 등의 이점을 지닙니다. 때문에 이번 글에서는 발효 식품의 주요 종류를 소개하고, 각각의 건강 효과를 과학적으로 분석하여 정리해보려 합니다. 

1. 발효 식품의 주요 종류

 

1-1. 유산균 발효 식품

• 요구르트·케피어: 우유를 유산균으로 발효해 유당 분해 → 소화 흡수력 개선, 장 건강 증진
• 김치·피클: 채소를 유산균·젖산발효로 숙성시킨 대표적 발효채소
• 건강 효과: 프로바이오틱스 효과(장내 유익균 증식), 면역력 강화, 염증 억제

1-2. 곰팡이·효모 발효 식품

• 치즈·청국장: 곰팡이(페니실륨)나 발효균이 단백질·지방을 분해 → 소화 효소(펩타이드, 아미노산 등) 증가
• 막걸리·맥주: 효모가 당을 발효 → 에탄올 생성과 함께 풍부한 비타민 B군, 항산화물질 함유

1-3. 혼합발효 식품

• 된장·간장·고추장: 곰팡이·효모·세균이 동시에 작용해 아미노산·펩타이드 농도 상승
• 기능성 성분: 이소플라본, 폴리페놀, 플라보노이드 등 항산화·항염성분 증대

 

 

2. 발효 과정의 영양 및 기능성 증대 원리 

발효는 식품재료학적으로 미생물(주로 유산균, 효모, 곰팡이 등)이 식품 내 탄수화물·단백질·지방을 효소적으로 분해 및 변환해, 영양소의 흡수성과 생리활성 성분을 증대시키는 과학적 원리를 기반으로 합니다.

2-1. 미생물 효소 활성화

• 발효의 핵심은 미생물 효소(프로테아제, 아밀라아제, 리파아제 등)의 작용입니다.
• 이 효소들은 식품의 복합 탄수화물, 단백질, 지질을 더 작은 분자로 분해해 소화율과 생체이용률을 높입니다.
• 예: 유산균 발효에서 락타아제는 유당을 분해해 소화 흡수 부담을 낮추고, 효모는 전분을 단당류로 가수분해해 단맛과 발효효율을 높입니다.

2-2. 단백질 분해와 펩타이드 생성

• 발효 중 미생물은 식품의 단백질을 펩타이드·자유 아미노산으로 분해합니다.
• 이 과정에서 감칠맛을 형성하고, 생리활성 펩타이드(예: 혈압강하 펩타이드, 항산화 펩타이드)를 생성합니다.
•  “전통 발효식품의 펩타이드 연구” 논문에 따르면, 발효 대두식품의 펩타이드 농도는 생대두 대비 3배 이상 증가한다고 보고됩니다.

2-3. 항산화·항염성분의 생성과 활성화

• 발효 과정에서 미생물은 폴리페놀, 플라보노이드 같은 항산화·항염 성분의 가용화도를 높입니다.
• 미생물의 효소는 식물세포벽을 분해해, 식물성 색소와 항산화물질(예: 이소플라본, 안토시아닌)의 체내 흡수율을 증가시킵니다.
• 이로 인해 발효식품은 노화 방지, 염증 억제 효과를 강화하게 됩니다.

2-4. 유산 및 유기산의 생성

• 유산균 발효 과정에서 젖산, 초산 등 유기산이 생성되어 식품의 pH를 낮추고, 병원성 미생물의 성장을 억제합니다.
• 식품의 보존성이 높아지고, 장내 유익균(락토바실러스 등)의 성장 환경이 조성됩니다.

2-5. 비타민 및 생리활성 성분의 증가

• 발효 중 미생물은 비타민 B군, K2 등의 생합성에 기여합니다.
• 요구르트, 김치 등의 발효식품은 비타민 함량이 비발효 식품 대비 20~30% 증가할 수 있습니다.
• 발효는 기존의 영양소를 생리활성 형태로 전환시켜 기능성 식품으로서의 가치를 높입니다.

2-6. 맛과 풍미의 향상

• 미생물의 효소 작용은 단백질, 당질을 분해해 글루타민산(감칠맛), 글루코오스(단맛) 등을 생성합니다.
• 발효는 독특한 향기 성분(에스터, 알코올, 알데하이드)을 형성해, 식욕을 자극하고 맛의 깊이를 더합니다.

 

 

3. 발효 식품의 주요 건강 효과

3-1. 장 건강과 면역력 강화

유산균 발효 식품은 장내 유익균의 성장을 촉진해 장벽 강화와 면역세포 활성화를 돕습니다. 농촌진흥청 보고서에 따르면, 김치 섭취는 유익균(락토바실러스)의 비율을 30% 이상 증가시키는 것으로 나타났습니다.

3-2. 항산화 및 항염증 기능

발효 과정에서 생성되는 폴리페놀·플라보노이드는 세포 산화를 억제하고 염증반응을 완화합니다. “된장·청국장 항산화 활성 연구”에서는 된장 추출물이 DPPH 활성산소 제거능을 60% 이상 향상한다는 결과가 보고되었습니다.

3-3. 혈압·혈당 조절

발효 대두식품의 펩타이드는 혈관 확장과 혈압강하 효과를 보이며, 된장·고추장 등의 발효식품은 식이섬유와 미네랄 공급으로 혈당 변동을 완화합니다.

3-4. 항암 및 항노화 기능

발효식품의 이소플라본, 제니스테인 등의 성분은 세포 증식 억제와 노화 방지 효과를 나타냅니다. 특히 콩 발효 식품(된장, 청국장)은 폐경기 여성의 호르몬 대체 효과까지 보고되고 있습니다.

 

발효 과정은 미생물의 효소적 분해와 대사산물 생성을 통해, 영양학적 가치와 생리활성 기능성을 높이고, 동시에 맛과 보존성을 강화합니다. 이러한 식품재료학적 기전은 김치·된장·요구르트 같은 발효식품의 건강 효과를 과학적으로 뒷받침하는 근거가 됩니다. 발효 식품은 미생물 효소 작용을 통한 기능성 성분 생성과 함께 소화 흡수율 향상, 질감·풍미 개선 등 다방면에서 건강에 기여합니다.

전통 발효 식품(김치, 된장 등)뿐 아니라, 현대화된 발효제품(프로바이오틱스 음료 등)도 함께 활용해 면역력 강화, 항산화 보호, 장내 환경 개선 효과를 누려보시면 좋을 것 같습니다.