배추김치.[세계김치연구소 제공]

[헤럴드경제=구본혁 기자] 김치종균의 저장·유통 중 생존율 저하를 줄이고, 김치 발효 품질을 보다 안정적으로 관리할 수 있는 기술이 개발됐다.

과학기술정보통신부 산하 정부출연연구기관 세계김치연구소 동결건조한 김치종균의 저장 안정성을 5배 이상 높일 수 있는 기체조절포장 기반 종균 패키징(Packaging) 기술을 개발했다고 18일 밝혔다.

김치종균은 김치 발효를 주도하는 유산균으로, 김치의 맛을 향상시키고 품질을 일정하게 유지하는 데 중요한 역할을 한다. 최근 김치산업 현장에서는 제품별 발효 편차를 줄이고 안정적인 품질을 확보하기 위해 종균 활용이 확대되고 있다.

그러나 종균은 생산 과정에서 동결건조를 거치며 생리적·구조적 스트레스를 받을 수 있고, 저장·유통 과정에서 생균 수가 감소하는 한계가 있다. 특히 포장 내부에 남아 있는 수분과 산소는 세포막 지질 과산화와 단백질 변성 등 산화 손상을 일으켜 종균의 생존율과 발효 성능을 떨어뜨릴 수 있다. 이 때문에 종균 제조업체는 냉장·냉동 유통에 의존하는 경우가 많아 에너지 사용 증가와 물류비 부담이 커지고 있다.

세계김치연구소 정슬기 박사 연구팀은 이러한 산업적 한계를 해결하기 위해 식품 포장 분야에서 활용되는 기체조절포장(MAP, Modified Atmosphere Packaging) 기술을 김치종균 저장에 적용했다. 연구팀은 동결건조한 WiKim0094 김치종균 분말을 알루미늄 복합 필름 포장재에 담고, CO2, O2, N2 비율을 다르게 설정해 포장한 이후 37℃와 55℃의 가속 저장 조건에서 10~20일 동안 보관하며 생존율을 측정했다.

그 결과, 산소는 최소화하고 이산화탄소 28%와 질소 72%를 조합한 조건에서 종균의 저장 안정성이 가장 높게 나타났다.

최적 MAP 조건을 적용한 종균의 반감기는 가속 저장 조건에서 74.9일로 확인됐다. 이는 기존 포장 조건의 반감기인 약 13.4일보다 5배 이상 늘어난 수치로, 동결건조 김치종균의 저장 안정성이 크게 향상됐음을 보여준다.

이번 연구를 수행한 세계김치연구소 연구진. 송현복(왼쪽부터) 연구원, 정슬기 박사, 김호명 박사.[세계김치연구소 제공]

발효 성능에서도 차이가 나타났다.. 최적 포장으로 보관한 종균은 일반 공기 포장 시료보다 배양 초기에 더 빠르게 증식했으며, 일반 공기 포장 시료는 성장률이 약 30% 낮았다. 김치즙 발효 7일 차에는 최적 포장 시료의 목표 균주 우점도가 71%로, 일반 공기 포장 시료의 61%보다 높았다. 이는 최적 포장 조건이 단순히 균을 오래 살리는 데 그치지 않고, 실제 발효 환경에서의 활동성과 경쟁력 유지에도 도움이 될 수 있음을 보여준다.

정슬기 박사는 “이번 연구는 동결건조 김치종균의 저장 안정성을 크게 향상시키면서도 기존 식품 포장 공정의 기체 혼합기와 포장 설비를 그대로 활용할 수 있어 산업 현장 적용성이 높다는 점이 특징”이라며 “저온 유통 의존도를 일부 완화해 제조·유통 비용 부담을 낮추는 데도 기여할 것으로 기대된다”고 밝혔다.

이번 연구결과는 농업·식품 분야 국제학술지 ‘Journal of Agriculture and Food Research ’에 게재됐다.