우리는 발효라는 말을 생각보다 자주 사용한다. 김치가 익는 것도 발효라고 하고, 된장과 간장도 발효식품이라고 한다. 막걸리나 전통주 역시 발효라는 과정을 거쳐 만들어진다. 그런데 막상 “발효가 정확히 어떻게 일어나는가?”라고 질문하면 선뜻 설명하기가 어렵다.
나 역시 예전에는 발효를 단순하게 생각했다. 재료를 넣어두고 일정한 시간이 지나면 맛이 깊어지는 과정 정도로 생각했던 것 같다. 하지만 누룩균의 발효 원리를 찾아보면서 생각이 조금 달라졌다.
발효는 단순히 시간이 만드는 변화가 아니라 미생물과 효소가 만들어내는 변화에 가깝다. 특히 곡물을 발효할 때는 누룩곰팡이가 만들어내는 효소가 중요한 출발점이 된다.
1. 누룩균은 곡물 속 전분을 어떻게 분해할까?
쌀이나 밀 같은 곡물에는 전분이 풍부하게 들어 있다. 전분은 포도당이 길게 연결된 형태의 큰 탄수화물이다. 우리가 밥을 먹으면 소화 과정에서 전분이 작은 당으로 분해되는 것처럼, 발효 과정에서도 전분을 이용하기 위해서는 먼저 잘게 쪼개는 과정이 필요하다.
이때 중요한 역할을 하는 것이 누룩곰팡이다. 누룩에 관여하는 대표적인 곰팡이 가운데에는 Aspergillus 속 미생물이 있으며, 이들은 다양한 효소를 만들어낸다.
대표적으로 아밀라아제 계열 효소는 전분을 더 작은 당류로 분해하는 데 관여한다. 쉽게 말하면 누룩곰팡이가 곡물이라는 커다란 식량 창고의 문을 열어주는 셈이다.
나는 이 부분이 누룩 발효를 이해하는 가장 재미있는 지점이라고 생각한다. 곡물 자체가 갑자기 술로 변하는 것이 아니다. 먼저 곡물 속에 있는 성분을 다른 미생물이 이용할 수 있는 형태로 바꾸는 준비 과정이 필요하다.
그래서 누룩곰팡이를 단순히 “술을 만드는 곰팡이”라고 표현하면 조금 부족하다. 오히려 곡물 속 전분과 단백질을 분해할 수 있는 효소를 제공해 발효가 진행될 수 있도록 환경을 만들어주는 역할에 가깝다.
이렇게 보면 누룩은 단순한 발효 재료가 아니라 일종의 효소 생산 시스템처럼 보이기도 한다.
2. 전분이 당으로, 당이 발효되는 과정
전분이 분해되었다고 해서 바로 알코올이 만들어지는 것은 아니다. 여기에는 또 다른 미생물의 역할이 이어진다.
누룩곰팡이가 효소를 이용해 전분을 작은 당류로 분해하면, 이 당을 효모 등이 이용하면서 발효가 진행될 수 있다. 효모는 당을 에너지원으로 사용하면서 알코올과 이산화탄소 등을 만들어낸다.
그래서 곡물 발효를 단순하게 표현하면 다음과 같은 흐름으로 이해할 수 있다.
곡물 속 전분 → 효소에 의한 분해 → 당 생성 → 효모 등의 당 이용 → 발효 산물 생성
물론 실제 전통 발효 과정은 이렇게 깔끔하게 한 줄로만 진행되는 것은 아니다. 여러 종류의 미생물이 함께 존재하고 서로 영향을 주기 때문에 훨씬 복잡하다.
특히 흥미로운 것은 누룩곰팡이와 효모가 서로 다른 일을 하면서 결과적으로 하나의 발효 과정을 만들어낸다는 점이다.
나는 이 부분을 보면서 발효를 미생물들의 협업이라고 생각하게 됐다. 누군가는 재료를 잘게 나누고, 누군가는 그 결과물을 이용하고, 또 다른 미생물은 주변 환경을 변화시킨다.
사람의 입장에서 보면 그냥 쌀이나 밀을 발효시킨 것처럼 보이지만, 미생물의 입장에서는 각자 살아가기 위해 필요한 물질을 만들어내는 과정이다. 우리가 원하는 맛과 향은 그들의 생명활동이 만들어낸 결과물인 셈이다.
이런 관점에서 보면 발효식품이 새롭게 느껴진다. 우리는 완성된 막걸리나 된장만 보지만 그 안에는 원료의 성분이 분해되고 다시 새로운 물질로 전환되는 수많은 과정이 숨어 있기 때문이다.
3. 누룩 발효가 맛과 향을 만드는 원리
누룩 발효가 재미있는 또 하나의 이유는 같은 재료를 사용하더라도 발효 조건에 따라 결과가 달라질 수 있다는 것이다.
발효 과정에서는 탄수화물뿐 아니라 단백질 등 다양한 성분도 영향을 받는다. 단백질이 분해되면 펩타이드나 아미노산 등이 만들어질 수 있고, 이러한 물질들은 최종 식품의 맛과 향에 영향을 줄 수 있다.
특히 우리가 흔히 말하는 감칠맛 역시 단백질과 아미노산의 변화와 관련이 있다. 그래서 발효가 진행되면서 원래 재료에서는 느끼기 어려웠던 깊은 맛이 만들어질 수 있다.
온도와 수분, 발효 시간 역시 중요한 변수다. 미생물은 아무 환경에서나 똑같이 활동하지 않는다. 적절한 환경에서는 효소 작용과 미생물의 생육이 활발해질 수 있지만, 조건이 지나치게 달라지면 원하는 방향으로 발효가 진행되지 않을 수 있다.
그래서 나는 발효를 '기다림의 음식'이라고 표현하는 것만으로는 부족하다고 생각한다.
발효에서 시간은 분명 중요하지만 시간 자체가 맛을 만드는 것은 아니다. 시간 동안 어떤 미생물이 활동했고, 어떤 효소가 작용했으며, 어떤 물질이 만들어졌는지가 더 중요하다.
같은 쌀이라도 어떤 누룩을 사용했는지, 어떤 미생물이 우세했는지, 어떤 온도와 수분 조건에서 발효했는지에 따라 결과가 달라질 수 있다. 이것이 발효식품마다 미묘하게 다른 맛과 향을 갖는 이유를 이해하는 데 도움이 된다.
개인적으로는 이 부분이 발효의 가장 매력적인 점이라고 생각한다. 요리에서는 사람이 직접 불의 세기와 양념을 조절하지만, 발효에서는 눈에 보이지 않는 미생물이 재료의 성격을 조금씩 바꿔놓는다.
결국 발효는 사람이 모든 것을 직접 통제하는 조리법이라기보다 사람이 환경을 만들어주고 미생물이 그 안에서 변화를 만들어내는 조리법에 가깝다.
그래서 전통 발효식품에는 오랜 시간 축적된 경험이 들어 있다고 생각한다. 단순히 재료와 미생물만 있다고 되는 것이 아니라 적절한 온도와 수분, 시간과 위생 조건을 맞춰야 하기 때문이다.
마무리
누룩균의 발효 원리를 알아보면서 가장 인상적인 점은 우리가 평범하게 생각했던 곡물 속에 굉장히 복잡한 변화가 숨어 있다는 사실이다.
누룩곰팡이는 효소를 만들어 전분과 같은 큰 성분을 분해하고, 그 결과 만들어진 당은 효모 등 다른 미생물이 이용할 수 있다. 그 과정에서 알코올이나 이산화탄소뿐 아니라 다양한 맛과 향에 영향을 주는 물질도 만들어질 수 있다.
결국 누룩 발효는 단순히 “곰팡이가 곡물을 발효시킨다”라는 한 문장으로 설명하기에는 꽤 복잡한 과정이다.
오히려 미생물과 효소가 서로 다른 역할을 하면서 하나의 결과를 만들어내는 작은 생태계라고 보는 편이 더 흥미롭다.
앞으로 막걸리나 된장 같은 발효식품을 볼 때 단순히 오래 숙성된 음식이라고 생각하기보다, 그 안에서 미생물이 원료를 어떻게 바꾸었을지 생각해 본다면 발효라는 과정이 훨씬 새롭게 보일 것 같다.