갓 담근 김치도 맛있지만, 김치의 참맛은 적당히 발효됐을 때 느낄 수 있다. 그런데 이렇게 맛있게 익은 김치를 먹을 수 있게 해주는 것이 다름 아닌 바이러스라는 사실이 밝혀졌다.

한국식품연구원 산하 세계김치연구소 김치기능성연구단은 발효식품의 발효를 방해하는 것으로 알려진 바이러스 ‘박테리오파지’가 김치처럼 복잡한 연속 발효 시스템에서는 오히려 발효 미생물의 생존을 돕는 중요한 역할을 한다고 16일 밝혔다. 이 연구 결과는 식품과학 분야 국제 학술지 ‘LWT-식품 과학기술’에 실렸다.

박테리오파지는 세균 감염 바이러스로, 발효식품 산업 분야에서는 발효 종균 생장을 방해해 발효 실패나 지연을 유발하는 주범으로 알려졌다. 연구티은 우리의 대표 발효 식품인 김치와 막걸리의 메타 유전체 분석과 공출현(Co-occurrence) 네트워크 분석을 통해 박테리오파지가 발효 과정에서 유산균과 같은 특정 발효 미생물을 선택적으로 감염시켜 개체군의 균형을 조절함으로써 다른 유산균이 생태학적 공간을 확보하고 군집의 안전성과 다양성을 유지하도록 돕는 일종의 ‘교통경찰’ 역할을 수행한다는 사실을 확인했다.

또, 박테리오파지가 극한 발효 환경에서 유산균의 생존력을 강화한다는 것도 발견했다. 보통 발효가 진행될수록 산도(pH) 변화와 대사산물 축적 등으로 환경 스트레스가 심해지는데, 박테리오파지는 스트레스 극복 유전자를 유산균에 전달해 이들이 환경에 빠르게 적응할 수 있도록 돕는다. 이 과정에서 DNA 복제 안정화에 관여하는 ‘DNAB 유사 헬리케이스’, 에너지 대사를 최적화하는 ‘니코틴아미드 모노뉴클레오티드 운반체’, DNA 합성과 복구에 참여하는 ‘데옥시뉴클레오사이드 키나제’ 등 6종의 핵심 유전자가 관여한다는 사실을 규명했다. 유산균이 김치의 발효 말기까지 생존할 수 있는 것도 이런 작용들 덕분이라고 설명한다.

연구를 이끈 원태웅 박사는 “지금까지 유제품 산업에서는 박테리오파지가 종균을 감염시켜 생산성을 떨어뜨린다고만 인식됐다”며 “이번 연구는 그런 기존 통념을 뒤집고 김치로 대표되는 ‘비살균 개방형 발효 시스템’에서는 박테리오파지가 복잡한 발효 생태계의 균형과 품질 향상에 이바지한다는 사실을 밝혀냈다는 데 의미가 있다”고 말했다.