개념 한 쪽
주류 발효에서는 아미노산과 에탄올의 반응으로 에틸카바메이트가 생길 수 있다. 에틸카바메이트는 국제암연구기관이 Group 2A로 분류한 발암성 물질이다. 주류와 발효식품의 안전을 볼 때 생성 원료와 유해 미생물을 함께 구분한다.
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출제기준 단원 「주류」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 발효식품 발암물질 식별 | 1 | 알코올 음료와 발효식품에서 자연 발생하는 발암물질을 가린다 |
| 메주 발효 세균 판별 | 1 | 한식 된장 메주에 생육하는 세균을 가린다 |
| 식초 유해균 구분 | 1 | 식초 생산에서 품질을 저하시키는 균을 가린다 |
주류 등 발효과정에서 생성되는 대표적 발암성 부산물은 에틸카바메이트이다. 효모가 아르기닌을 요소로 전환하고, 요소가 에탄올과 반응해 에틸카바메이트를 만든다. 아르기닌, 시트룰린, 우레아는 주요 전구물질로 작용한다. 히스티딘은 아미노산의 일종이지만 에틸카바메이트 생성의 직접 전구물질에서 제외한다. 카바릴은 살충제 성분에 해당하므로 전구물질에서 제외한다.
알코올 음료와 발효식품에는 자연 발생하는 독성물질이 함께 나타날 수 있다. 그중 에틸카바메이트는 발효 부산물로서 품질 관리의 대상이 된다. 니트로소아민과 함께 주요 주의 대상으로 다룬다. 바이오제닉 아민은 아미노산의 탈카르복실화 반응으로 생성한다. 우레아와 에탄올의 반응으로 바이오제닉 아민을 설명하는 경로는 성립하지 않는다.
주류 제조 방식은 당화와 알코올 발효의 진행 순서로 구분한다. 병행복발효는 전분의 당화와 알코올 발효가 같은 용기에서 동시에 진행되는 방식이다. 청주와 사케는 병행복발효의 대표 예에 해당한다. 단행복발효는 당화와 알코올 발효를 별도로 진행하는 방식이다.
메주는 간장과 된장 제조에서 단순한 보존 재료가 아니라 효소 공급원으로 쓰인다. 곰팡이가 프로테아제와 아밀라아제를 만들어 콩의 단백질과 전분을 분해한다. 이 분해 과정이 감칠맛과 향을 만든다. 한식 된장 메주에서는 바실러스 서브틸리스가 핵심 세균으로 작용한다. 이 균은 고초균으로 불리며 단백질 분해 효소와 아밀라아제를 분비한다.
식초 생산에는 아세토박터 속의 초산균이 관여한다. 아세토박터 자일리눔은 알코올 산화 과정에서 점질성 셀룰로오스를 다량 생성한다. 이 물질이 식초를 걸쭉하게 만들어 품질을 저하시키므로 유해균으로 구분한다. 젖산균 중 Leuconostoc 속은 이종 발효로 가스와 알코올을 생성해 이상 발효를 일으킨다. Streptococcus, Pediococcus, Sporolactobacillus 속은 이상 발효의 주요 원인으로 보지 않는다.
에틸카바메이트 문항은 전구물질의 범위를 가른다. 아르기닌, 시트룰린, 우레아를 전구물질로 묶고 히스티딘과 카바릴을 제외한다. 주류 발효 부산물의 생성 경로를 요소와 에탄올의 반응으로 정리한다.
메주 미생물 문항은 세균의 역할을 구분한다. 바실러스 서브틸리스는 고초균으로서 단백질과 전분을 분해하는 효소를 만든다. 아세트산균은 식초 발효에, 유산균은 유산 발효에 관여한다. 보툴리눔균은 유해균으로서 메주 발효의 주균에서 제외한다.
식초 유해균 문항은 유용균과 품질 저하균을 가른다. 아세토박터 자일리눔은 점질성 셀룰로오스를 만들어 식초 품질을 떨어뜨린다. 나머지 아세토박터 종은 초산 발효의 주역으로 본다.
식품의 저장 및 발효과정에서 자연 발생되는 독성물질로 알코올 음료와 발효식품에 함유된 발암물질은?
정답 ① · 문제는 발효 및 저장 과정에서 자연 발생하고 알코올 음료 및 발효식품에 함유되어 발암성이 문제되는 물질을 묻고 있다. 에틸카바메이트는 발효·저장 중 에탄올과 아미노산 유래 성분의 반응 등으로 생성될 수 있는 발암성 물질로 알려져 있다.
알코올 및 발효식품에서 자연 발생되는 발암물질은 에틸 카바메이트이며, 니트로소아민과 함께 주요 주의 대상입니다.
한식(재래식)된장 제조시 메주에 생육하는 세균으로 옳은 것은?
정답 ① · 재래식 메주를 띄워 된장이나 고추장을 담글 때, 메주 표면에 하얗게 자라나는 균의 주종을 형성하는 세균은 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis)입니다. 이 세균은 일명 '고초균'이라고도 불리며, 메주 발효 중에 단백질 분해 효소와 아밀라아제를 분비하여 콩 단백질을 아미노산으로 분해함으로써 된장 특유의 감칠맛과 향을 내는 핵심적인 미생물입니다.
한식 된장 제조 메주 발효의 주균은 단백질 분해 효소를 생성하는 고초균인 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis)이다.
식초 생산의 유해균은?
정답 ④ · 식초 발효에 관여하는 초산균 중 아세토박터 자일리눔(Acetobacter xylinum)은 알코올을 초산으로 산화시킬 뿐만 아니라, 다량의 점질성 셀룰로오스를 생성합니다. 이는 식초의 품질을 떨어뜨리므로 식초 생산 과정에서는 유해균으로 취급됩니다.
식초 생산 시 점질성 셀룰로오스를 생성해 품질을 저하시키는 아세토박터 자일리눔이 정답이다.
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