[기고] 새로운 단백질 자원, 효모

[기고] 새로운 단백질 자원, 효모

•  신동화 명예교수
•  승인 2024.04.30 07:47

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효모의 질 동물성 단백질에 뒤지지 않아
신동화 전북대학교 명예교수

신동화 전북대학교 명예교수

세계인구가 80억을 넘어가면서 식량자원 부족 문제는 국제적인 어려운 과제로 대두되고 있다. 식량은 굶주림을 해결하는 것이 제1의 수단이면서 건강 유지를 위하여 양질의 영양원을 공급해야 한다는 양면이 있다.

영양원 중에서도 단백질 자원은 타 영양소에 비하여 공급원 측면에서 제한이 있다. 식량자원 중 곡물은 비교적 풍부한 탄수화물 공급원이 되나 단백질의 양은 인체가 필요한 양만큼 공급하지 못하는 실정이다.

특히 단백질의 품질 면에서 중요한 필수아미노산 조성은 단백질의 가치를 결정하는 중요한 요건이다. 단백질은 우리가 매일 체중 1kg당 0.7∼1.4g을 섭취해야 정상적인 생리기능이 가능하다. 단백질 부족은 성장지연과 체중 저하, 면역기능 결함 등 많은 부작용이 알려져 있다.

현재 인류에게 단백질을 공급하는 식품 자원은 육류나 계란, 생선, 유제품이 주를 이루고 있으며 이들이 맛과 영양에 없어서는 아니 될 자원이었다. 식물성 자원으로는 두류나 종실 등이 단백질 공급원으로 이용되었으나 맛과 양 그리고 아미노산 조성에서 육류에 비하여 떨어지며 기호성에서 열세에 있다.

식품 산업계에서는 다양한 단백질 자원을 공급하기 위한 노력을 하고 있으며 단백질을 공급한다는 광고도 무수히 많다. 단백질이 우리에게 절대 부족하다고 부추기며 단백질 섭취량을 늘리도록 홍보하고 있다.

이들 단백질의 공급원으로 여러 기존자원을 넘어 새로운 자원을 눈여겨볼 필요가 있다.

효모는 미생물로 식물문에 드나 생산되는 효모의 질은 동물성 단백질에 뒤지지 않는다. 근래 효모 단백질에 관심을 갖는 것은 효모에서 만들어지는 단백질의 질이 동물성 단백질에 비해서 떨어지지 않고 오히려 더 우수하거나 그 외에 특수성분들이 다양하게 포함되어 있기 때문이다.

일찍이 우리에게 잘 알려진 비타민 등 영양보충제로 사용된 건강식품은 그 주성분이 효모에서 나왔고 지금도 각종 식품 가공에서 효모 추출물을 많이 사용하고 있다. 그만큼 효모에는 단백질뿐만 아니라 여러 영양소가 고루 함유되어 있기 때문이다. 조류를 이용한 건강기능식품에는 클로렐라나 스피루리나 등이 잘 알려져 있다. 하지만 이들은 특수성분을 공급하는 역할을 하지만 단백질 함량은 그렇게 높지 않고 배양에 제한이 있다.

이제 우수한 품질의 단백질 함량이 높은 효모를 단백질 자원으로 활용하는 방안을 검토할 필요가 있다. 효모는 제한된 면적에서 신속하게 다량 증식시킬 수 있으며 친환경이고 지속 가능한 자원이다.

효모증식에 활용되는 자원은 폐당류나 식품으로 직접 사용하기 어려운 탄수화물 자원을 이용할 가능성이 있다. 특히 효모가 가진 단백질뿐만 아니라 각종 비타민, 무기질, 섬유소 등은 단백질 생산 시 부산물로서 부가가치를 높일 수 있는 장점이 있다.

효모는 조류(fungi)의 일종으로 관련되는 효모는 현재 1500종 이상이 확인되고 있으며 알코올이나 주류 생산에 활용되는 효모는 Saccharomtces cerevisiae이다. 이 효모는 식품산업에 가장 널리 활용되고 빵 제조와 주류 생산에는 필수미생물이다. 맥주 발효에서 부산물로 나오는 폐 효모는 현재 사료첨가제 등으로 일부 이용되고 있다.

그 외에 Yarrowia lipolytica나 Candida 속의 미생물군도 단백질이나 양질의 유지를 생산하는 데 사용할 수 있는 효모균들이다. 특히 효모 내에는 비타민 B complex가 많이 함유되어 있어 좋은 영양제이다.

효모 단백질의 특징은 소화율이 95% 정도로 식물성(80%), 육류(80%)보다도 월등히 높다. 단백질의 효율도 가장 우수한 단백질로 알려진 우유 단백질(casein)과 비슷하다. 또한 기능성 성분으로 알려진 글루칸(glucan)과 만노프로틴(mannoprotein) 등도 함유되어 있으며 효모의 외피에도 기능성 성분이 함유되어 있다. 외피 함량은 건물 량 기준 15~25%를 점하며 주성분은 다당류로 알려져 있다.

이런 여러 장점이 있는 효모는 상업적 가치가 있는 자원으로 이용하기 위해서는 몇 가지 문제가 해결되어야 한다.

첫째, 단단한 효모의 세포벽을 분쇄하여 내용물을 최대한 추출해야 한다. 껍질 파괴 방법으로는 물리적인 방법, 즉 초음파 및 고압 균질 분쇄, 마이크로웨이브, 펄스 등을 이용할 수 있고, 그 외에 화학적인 방법, 즉 가성소다를 처리하는 방법 등이 알려져 있다. 다른 완만한 처리 방법으로는 세포벽을 분해할 수 있는 효소를 이용하기도 한다. 물리적인 방법과 효소 처리 기법을 병용하며 효율을 높이는 처리법도 발표되고 있다.

한편 단백질 추출에 걸림돌이 되는 RNA 저감화도 공정 중 중요한 단계이다. 그 외에 기능성을 높이기 위한 여러 조치와 함께 새로운 균주의 발굴 연구도 같이 수행되어야 한다.

단백질 수요가 점증하는 현실에서 효모 단백질은 좋은 대체 수단으로 전망 있는 검토 대상이며, 발효 기술이 앞선 우리나라 관련 산업이 검토할 충분한 가치가 있다.