김치 발효과정에서 김치만의 독특한 맛과 발효향을 결정하는 유전자가 발견됐다.

세계김치연구소 이세희 박사 연구팀은 중앙대 전체옥 교수 연구팀과 공동으로 김치의 대표적 유산균인 ‘류코노스톡 메센테로이데스’의 유전자를 분석해 김치 발효 대사경로 구명에 성공했다고 20일 밝혔다.

공동 연구팀은 김치 유산균의 전체 유전자(범유전체, pan-genomic)와 RNA 유전자(메타전사체, metatranscriptomic)를 분석해 김치 발효 대사경로와 발현량을 구명했다.

공동 연구팀은 김치 유산균이 김치 발효과정에서 변화하는 발효환경에 적응하기 위해 유전자의 진화론적 변화가 빈번하게 일어났다는 것을 확인했으며, 발효에 관여하는 각각의 유전자를 구명해 김치 향을 결정하는 유전자를 밝혀내고, 김치 맛을 결정하는 유전자도 확인했다.

김치에서 신맛을 내는 젖산과 초산, 톡 쏘는 맛을 내는 이산화탄소, 시원한 단맛을 내는 만니톨, 독특한 발효향을 내는 아세토인 등 다양한 대사산물 생산에 관여하는 유전자를 밝혀냈다.

특히, 김치의 주요 기능성 물질 중 하나인 비타민 생산 관련 유전자는 김치 발효 전반에 걸쳐서 나타나, 김치의 비타민 생성에 대한 과학적 근거를 마련했다.

김치 발효 초기에는 지방산 등 1차 대사산물 관련 유전자의 발현이 높았으나, 발효가 진행될수록 2차 대사산물 생산 관련 유전자의 발현이 증가해 김치가 발효될수록 향미가 증진한다는 것도 확인했다.

하재호 세계김치연구소장은 “이번 연구는 김치 발효에 관여하는 유산균의 모든 유전자를 발효 과정 전반에 걸쳐 분석해 김치 발효 대사를 총체적으로 밝혔다는데 의의가 있다”면서, “김치의 맛과 향을 결정하는 유전자를 구명하고 발효 단계별로 유전자 발현량을 분석해 김치 발효 대사의 비밀을 푸는 결정적인 단서가 될 것”이라고 말했다.

이번 연구결과는 국제학술지인 네이처 자매지 ‘사이언티픽 리포츠(Scientific Reports)’ 9월 14일자 온라인 판에 게재됐다.