[식품공학]식품과 미생물 이야기 - 효모(yeast) 4부






효모의 종류에 따른 기능


효모는 여러종류가 있는데 어떤 효모이든 단백질과 비타민 B군의 함유량에는 큰 차이가 없다. 그 효모가 자라는 배지조건이 어떻든 단백질과 비타민 B군은 효모자체에 의해 생합성되기 때문이다. 그러나 미네랄이나 미량원소 등 금속성 영양소의 경우는 생합성이 불가능하므로 효모가 생육되는 배지의 조건에 따라 함유량이 달라지게 된다.


1. 맥주효모

식용효모에는 맥주효모, 빵효모, 유효모 등 3가지 종류가 있는데 이중 맥주효모와 빵효모가 건강보조식품의 소재로 많이 이용되고 있다. 맥주효모는 길이 10㎛의 레몬형으로 맥주를 발효시키는 과정에서 얻어지는 미생물식품으로 맥주효모의 생성과정은 우선 맥주보리와 호프(hop)를 섞어 끓인 후 여과하면 고형체는 분리되고 맑은 액즙이 남는데 여기에 맥주효모 종자균을 넣어 발효증식 시키면 알코올(맥주)는 밑에 가라앉고 증식된 맥주효모는 위에 뜨게 된다. 


이때 밑에 가라앉은 알코올을 분리하여 숙성시킨 것이 맥주이고 위에 뜬 맥주효모를 수분 9% 이하로 특수하게 건조시킨 것이 건조맥주효모이다. 대개 영양가가 높은 1차 발효탱크의 효모만을 식품으로 이용하고 2차 발효탱크의 효모는 사료로 쓰인다. 미국의 영양학자 아델데이비스는 「맥주효모는 자연식품 중 가장 완벽한 것이며 많은 영양소를 함유하고 있어 매우 훌륭한 식품이며 우유와 꿀 다음으로 제 3세대를 이끌어 갈 영양문제 해결의 완벽한 식품이다」라고 말하였다. 일반적으로 효모는 양질의 고단백질과 균형있는 8종류의 아미노산이 함유하고 있으며, 비타민과 미네랄 특히 비타민 B군이 풍부하고 핵산과 다당체를 풍부하게 함유하고 있어 정장작용과 소화촉진 및 식용증진제로 널리 사용되어 왔다. 맥주효모를 흔히 영양효모라고 하는데 맥주효모의 효모가 갖는 어원이 효소의 어머니인 것은 맥주효모가 효소의 재료로 가장 완벽하기 때문이다.


맥주효모의 일반조성, 비타민 및 미네랄 함유량을 서술하면 다음과 같다.

① 맥주효모는 약 50%가 양질의 단백질이다.


② 천연비타민 B제품은 주로 맥주효모에서 추출하거나 맥주효모를 캐리어(Carrier)로 이용할 정도로 비타민B군이 풍부하다.


③맥주효모의 약 6~10%는 미네랄이고 이들 미네랄은 킬레이트화되어 있어 약 80%이상 흡수된다. 특히 혈당내성인자(GTF)의 주성분인 크롬의 희귀한 공급원이고, 모든 셀레늄제품은 맥주효모를 이용하고 있을 정도로 셀레늄함유량이 뛰어날 뿐 아니라 인슐린 활성의 관건이 되는 아연의 완벽한 공급원으로 널리 인정되어 있다.


④맥주효모의 약 20%를 차지하는 세포벽은 장내 이용도가 높은 식이섬유소로 되어 있는데 특히 세포외벽의 만난과 세포내벽의 글루칸으로 구성되어 있다.

 

2. 빵효모

빵효모 세로 10㎛, 가로 4~5㎛인 미생물이며 건조 빵효모는 담황색 내지 담갈색의 분말로 효모 특유의 맛과 냄새를 지니고 있다. 빵효모의 조성을 성분적으로 살펴보면 질소화합물과 탄수화물이 주체를 이루고 있다.이것은 균체의 배양환경이나 증식기에 따라 다르다. 빵효모속의 탄수화물로서는 트레할로스나 글리코겐과 같이 에너지원이 될 수 있는 당과 글루칸이나 만난 등의 세포벽을 구성하는 다당체가 함유되어 있다.

1) 단백질

빵효모는 건조중량당 단백질함량이 치즈보다 높고 그 아미노산조성을 동물성단백질과 비교해 볼 때 메티오닌의 함량이 약간 적은 점 이외에는 근단백이나 카제인과 상당히 흡사하여 영양학적으로 높이 평가되고 있는 식품이라 할 수 있다. 한편, 우리가 건강을 문제시 할 경우 필수아미노산의 종류와 함께 그 함량비가 중요하다. FAO(국제연합식량농업기구)는 식품으로서 이상적인 아미노산패턴을 제창하고 있지만 이것을 효모단백질의 아미노산패턴과 비교한 결과 메티오닌비율을 제외한 그 대부분이 이상적이라는 사실이 확인되었다.

 

2) 비타민

효모는 다른 주요한 식품에 비해 비타민B군의 함량이 높으며 특히 빵효모에는 9종의 비타민B군이 비교적 많이 함유되어 있으므로 이러한 비타민류의 공급원으로서 양호한 소재이다. 비타민B군은 사람이 생명활동을 하기 위한 에너지대사를 원활하게 촉진시키는 작용을 지니고 있다. 즉, 세포속의 ATP합성과 분해에 관여하는 효소반응에 비타민 B군이 보조효소로서 필수적인 역할을 하고 있으며, 결핍되면 대사이상을 일으켜 각종 비타민 결핍증을 일으키게 된다. 빵효모와 맥주효모의 비타민 함량을 비교하면 빵효모에는 일반적으로 비타민B1의 함량이 낮으며 오히려 비타민 B2 함량이 높지만 그외의 비타민에서는 차이가 거의 확인되지 않는다.

 


3) 미네랄

사람체내에서 발견되는 주요원소는 C,H,O,N,S 이며, 이외에 영양학적으로 중요한 미량원소, 즉 미네랄로서 14종의 금속원소가 있다. 이 14종의 미네랄에는 결핍증이 밝혀져 있으며 필수금속 또는 필수미네랄이라 불린다. 빵효모에는 14종의 필수미네랄중 9종이 함유되어 있다. 이러한 금속원소가 빵효모에서 존재하는 양식에는 무기염상태와 각종 생체성분이 이온결합한 상태의 두 가지가 있으며 전자는 물에 의한 세정으로 대부분이 제거되지만 후자는 효모세포내에 존재하므로 간단하게는 제거되지 않는다. 최근의 연구에서 빵효모로 배양한 각종 미네랄 함량을 상당히 고농도까지 높이는 배양기술이 이러한 필수금속의 공급원으로서 기대되고 있다.

 

4) 글루타치온

글루타치온은 글루타민산, 시스테인, 글리신의 세가지 아미노산으로 구성되는 트리펩티드이다. 글루타치온을 간장기능에 활력을 주고 유해물질로부터 간장을 보호하며 나아가서는 생체내에서의 산화환원작용을 지니고 있기 때문에 간염, 간기능부전, 중독증, 백내장 등의 치료약으로서 이용되고 있다 또한 화학제암제에 의한 부작용이나 방사선장해에 대한 보호작용이 있다는 사실도 보고 되어 암의 치료약으로서 일부 이용되고 있다. 빵효모 속에는 보통 산화형 및 환원형 글루타치온이 1.0% 정도 포함되어 있으며 글루타치온의 뛰어난 조제원료로서 알려져 있다. 배양조건에 따라 2% 이상의 글루타치온함유 효모를 얻을 수도 있다.

 

5) 세포벽 다당체

빵효모의 세포벽은 글루칸, 만난 등의 다당체와 인지질층에 단백질이 끼어있는 2중구조를 형성하고 있으며 외측은 만난층, 내측은 글루칸층으로 이루어져 있다. 최근 식물섬유가 적은 저당질식품의 과잉섭취로 인해 식품섬유가 관련된 질환이 많이 확인되고 있다. 세포벽 다당류인 글루칸이나 만난은 수용성이지만 사람의 소화관에서 소화되기 어려운 성질을 지니고 있어서 난소화성 식물섬유로서 기대된다. 따라서 살아있는 효모균체는 사람의 소화관에서는 거의 소화되지 않고 과잉으로 섭취하면 설사를 일으키기도 하지만 특정조건에서 수분이 5%정도가 되도록 건조시킨 효모는 소화성이 향상된다. 






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