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- 수 세기 전 동유럽, 러시아 및 중동의 사람들은 양가죽에 우유 보관.
- 케피어 미생물 군집은 박테리아 배양, 효모로도 구성되며 훨씬 더 다양하다.
- 케피어 곡물을 우유에 추가하면 우유 미생물의 구성이 크게 바뀐다.

케피어(Kafir)에서 미생물이 어떻게 협력할까
케피어에서 박테리아와 효모의 협력은 생존력을 높인다.

발효 슈퍼 푸드 :
케피어에는 서로 협력하는 특히 많은 수의 다양한 미생물이 포함되어 있다.
이에 따르면 우유, 케피어 곡물의 박테리아와 효모는 서로의 대사 산물을 먹는다.
이 협력을 통해 그들은 연구자들이 추측하는 것처럼 진화적 이점으로 생존을 보장한다. 

▲ 콜리 플라워처럼 보이지만 케피어다. 덩어리위와 안에는 우유를 발효시키는 박테리아와 효모가 있다. photo: A. Kniesel

* 케피어 : 원어명(Кефир), 러시아 및 동유럽 국가에서 주로 마시는 캅카스 지방의 전통 발효유. 어원은 터키어로 '편안하다'는 뜻의 '케프(kef)'에서 유래했다. 원산지는 캅카스 지방의 엘부르스(Эльбурс) 산기슭으로, 수 세기에 걸쳐 내려온 터키계 카라차예프족의 전통 음료.
캅카스 지방에서 염소, 양, 소의 젖을 발효시켜 만든 유제품이다. 우리나라에서는 흔히 케피어라고 불린다. 흰색을 띠며 신맛이 강하다. 우유 보다는 걸쭉하고, 요거트 보다는 묽다. 발효 과정에서 알코올과 이산화탄소, 락트산이 생성되어 다른 발효 유제품과 구별되는 특유의 향미가 난다. (네이버 지식백과 / 두산백과)

요구르트 발효와 같은 농축 유제품. 미생물은 유산균의 도움으로 장내 세균총에 긍정적인 영향을 미친다고 한다. 무엇보다도 박테리아는 소화관의 미생물 수와 종류에 영향을 미치고 장의 유해 물질을 분해하여 대장암의 위험을 줄인다. 특히 프로 바이오틱 요구르트는 소화에 특히 건강한 영향을 미칠 수 있다.

케피어(Kefir)는 훨씬 더 효과적

 
케피어는 우유 외에도 우유에서 몇 시간 동안 발효되고 그 과정에서 자라는 케피어 곡물로 구성된다. 요거트와 달리 점성있는 신 우유 제품의 미생물 군집은 박테리아 배양뿐만 아니라 효모로도 구성되며 훨씬 더 다양하다.

케피어에서 미생물은 어떻게 행동할까?

미생물이 어떻게 함께 사는지 알아보기 위해 EMBL(European Molecular Biology Laboratory)의 소냐 블라쉐(Sonja Blasche)와 연구자들은 케피어의 대사 상호 작용을 분석했다.

이전 연구에 따르면 공동체의 개별 미생물 종은 다른 종에 의존할 수 있다.

확장된 접근 방식을 위해 Blasche와 그녀의 동료는 다양한 생산 위치에서 15개의 케피어 샘플을 수집하고 그 안에 포함된 40종 정도의 미생물 종의 성장을 관찰했다.
케피어 미생물 간의 협력을 포착하기 위해 연구원들은 미생물 게놈에 의해 생성된 RNA 전 사체와 대사 산물의 화학적 과정을 조사했다. 

▲ 유리컵에 담긴 케피어 at a Polish cafe in London. 위키피디어

연결자 Kefir 곡물
 
결과 :
우선, 케피어 곡물이 신 우유 음료에서 미생물 군집의 성장에 중요한 역할을 한다는 것이 밝혀졌다. 케피어 곡물을 우유에 추가하면 우유 미생물의 구성이 크게 바뀐다.
Blasche의 동료 키란 파틸(Kiran Patil)은 "케피어 곡물은 케피어 커뮤니티의 기초 역할을 하는데, 이로부터 커뮤니티 구성원은 복잡하지만 조직적이고 협력적인 방식으로 우유를 서식지화한다"고 설명했다.

발효 중에 성장 패턴이 다른 여러 종류의 미생물이 케피어 배양에 정착하여 현재 환경에 적응하고 상호작용을 한다. Blasche는 "빠르고 느리게 자라는 종과 일부는 영양소의 가용성에 따라 속도를 변경한다"고 말했다. 이것이 복잡한 미생물 생태계를 만든다.

공존은 생존을 가능하게 한다.

우유 음료에서 미생물 군집의 성장은 서로 다른 종들이 함께 일할 때만 가능하다고 과학자들은 설명한다. 유기체는 케피어 배양에서 서로의 대사 산물을 먹는다.
일부 유형의 박테리아는 우유의 카제인을 아미노산으로 분해하는 반면 다른 박테리아는 젖당에서 젖산 및 기타 분자를 생성한다. 이들은 차례로 더 많은 미생물이 필요하다.

Patil은 “함께 일하면 혼자 할 수 없는 일을 할 수 있다”고 설명했다.
연구진은 Lactobacillus kefiranofaciens와 같이 케피어에서 흔히 볼 수 있는 박테리아 종이 생존에 필요한 모든 미생물을 한곳에 모으고 결합하기 위해 케피어 알갱이가 필요하다는 것을 관찰했다. 그러나 이 박테리아는 우유만으로는 생존하지 못한다.

▲ 케피어가 수명을 연장한다고 말했던 Metschnikow(메치니코프, 1908 노벨  생리의학상 수상자)

오랜 전통의 우유 음료

경쟁 공동체와 협력 공동체가 모두 존재하지만, 미생물과 함께 일하는 것이 서식지 변화에 더 잘 적응하고 생존 가능성이 더 높은 것으로 나타났다.
미생물에도 똑같이 적용된다. 함께하면 더 강해진다.

우유와 케피어 곡물의 미생물 군집의 성공적인 협력은 아마도 오랜 전통의 우유 음료 개발 초기에 형성되었을 것이다. 수 세기 전 동유럽, 러시아 및 중동의 사람들은 양가죽에 우유를 보관했고 이 알갱이로 인해 우유가 더 오래 지속된다는 사실을 알게 되었다.
이로부터 알려진 케피어 재배가 발전했다.
(Nature Ecology and Evolution, 2021, doi: 10.1038/s41559-020-01353-4)

출처 : European Molecular Biology Laboratory

[더사이언스플러스=문광주 기자] "No Science, No Future"

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