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(연재) 보이지 않는 권력자

살균도 문화에 따라 다르다?

Editor! 2018.09.14 10:10

최근 2,000여 명의 식중독 환자가 발생한 일이 있었습니다. 원인으로는 한 식자재 유통 업체의 케이크에서 검출된 살모넬라균이 지목되었지요. 이 업체가 이를 전국 곳곳에 납품하면서 환자 분포는 전라북도와 경기도, 제주도까지 아우르게 되었습니다. 우리 사회의 구조가 복잡해지고 촘촘하게 연결되면서 ‘보이지 않는 권력자’, 미생물의 파급력 또한 특정 지역에 국한되지 않는 모양새입니다. 이 같은 사태를 막는 해법은 어디에 있을까요? 지난 시간에는 미생물 생존의 조건을 꼽아 보았지요. 그렇다면 오늘은 한발 더 나아가 동서고금을 막론하고 미생물의 생존과 증식을 막아 스스로를 지켜 온 우리의 이야기를 소개합니다. 이재열 경북 대학교 명예 교수의 「보이지 않는 권력자」, 다섯 번째 이야기입니다.




이재열의 「보이지 않는 권력자」 다섯 번째 이야기 

살균도 문화에 따라 다르다?



미생물을 죽이는 가장 완벽한 방법?

미생물이 원하는 삶의 세 조건인 넉넉한 양분과 적당한 온도, 알맞은 수소 이온 농도 가운데에서 어느 하나라도 충분하지 않으면 미생물은 더는 살아남을 수 없다. 우리는 이를 알고 있기에 우리에게 해를 끼치는 미생물을 어떻게 해서든지 제거할 방법과 기술을 찾아내어 이용하고자 많은 노력을 기울였다.


미생물을 죽이는 것을 살균(殺菌, sterilization)이라고 한다. 살균하는 방법에는 우리가 이용하기 간편한 열처리가 있고, 여러 약품도 있다. 모든 미생물을 깡그리 없앤다는 의미인 멸균(滅菌, sterilization)이라는 단어 또한 (영어 표기가 같다는 점에서도 알 수 있듯이) 살균과 비슷한 뜻으로 쓰이고, 소독(消毒, disinfection)도 조그마한 차이가 있기는 하지만 대체로 같은 뜻으로 쓰인다. 차이가 있다면 살균이나 멸균은 병원균이든 비병원균이든 가리지 않고 모두 없애는 것을, 소독은 전염병의 전염을 막고자 우리에게 해를 주는 병원균을 대상으로 여러 방법을 이용하여 제거하는 것을 말한다는 점이다. 비록 미생물을 제거하는 방법과 기술은 다르더라도 어차피 근본적인 목적은 같으므로, 살균과 멸균이라는 말은 물론이고 소독이라는 말까지도 굳이 차이를 따지지 않고 같은 뜻으로 쓰는 일이 많다.


소독 방법으로는 불에 태우는 소각(燒却)과 햇볕에 쪼이는 일광 소독, 뜨거운 수증기에 찌는 증기 소독, 끓는 물에 담가 함께 끓이는 자비(煮沸) 소독이 있으며, 마지막으로 여러 약품을 쓰는 약물 소독 등을 꼽을 수 있다. 이들은 크게 미생물의 생존에 치명적으로 작용하는 물리적인 방법이나 화학적인 방법으로 나눌 수 있는데, 미생물 전체를 제거하거나 특정 미생물만을 선택적으로 제거할 수 있다. 그러나 어떤 경우에서든지 미생물이 철저히 제거되면 외부와 다시 통하지 않을 때까지는 무균 상태가 그대로 유지된다. 물론 대상이 되는 미생물이라 하더라도 종류에 따라 살균 작용에 조금씩 다르게 반응하고, 어떤 것은 때로는 특정한 요인에 높은 저항성을 나타내므로 살균과 멸균, 소독의 방법과 기술을 쓸 때에는 상황에 가장 알맞은 방법을 찾을 필요가 있다.



너무 뜨거운 살균

미생물을 제거하기 위한 물리적인 방법으로 가장 널리 쓰이는 것은 열처리이다. 실험실에서 많이 쓰이는 유리나 금속 제품은 섭씨 170도 이상에서 2시간 정도 열처리 하면 미생물을 제거할 수 있다. 열에 비교적 약한 플라스틱 제품 등은 물에 담가서 끓이거나 증기를 쏘이는 방법을 쓴다. 그런데 미생물 가운데에는 생존하기 어려운 환경에 맞닥뜨리면 두꺼운 껍질을 뒤집어쓰고 열에 견디는 것들이 있다. 이처럼 미생물이 만드는, 열에 견디는 두꺼운 껍질을 내생 포자(endospore)라고 부른다. 끓는 물속에서는 미생물이 대부분 죽어 버리지만, 껍질을 뒤집어쓴 미생물은 어려움을 이기고 살아남았다가 물이 식고 나면 다시 껍질을 벗어 버리고 증식할 수 있다. 그렇기 때문에 내생 포자를 만드는 미생물을 죽이려면 하루에 한 번 30분 동안 끓는 물에 담갔다가 식히는 과정을 3일 동안 반복하는데 이를 간헐 멸균법(intermittent sterilization)이라고 한다.


내생 포자를 만드는 고초균(Bacillus subtilis). 초록색이 내생 포자이며 빨간색은 영양 세포이다. ⓒ Y tambe


그런데 음식물이나 미생물 배양액에서 미생물을 제거하려고 사흘 동안이나 열처리를 반복하기에는 너무나 시간이 오래 걸리고 가끔은 잊어버릴 수도 있다. 그래서 생각해 낸 안전한 방법이 바로 고압 멸균기(autoclave)이다. 고압 멸균기는 쉽게 말하자면 가정에서 널리 사용하는 압력 밥솥에 밥을 하는 것과 같은 원리를 이용한다. 고압 멸균기의 포화된 수증기 압력에서 섭씨 121도로 15분 동안 열을 가해 주면 미생물은 물론 내생 포자를 만드는 미생물까지도 효과적으로 죽일 수 있다. 그런데 열처리를 하면 영양분이 파괴되는 식품이나 곡물에는 열처리보다도 자외선이나 엑스선도 널리 쓰인다.



파스퇴르, 미지근한 살균법을 고안하다 

미생물을 제거하는 또 다른 흥미로운 방법이 저온 살균법(pasteurization)이다. 일반적으로 저온이라 하면 영하나 높아도 섭씨 4~5도쯤 되는 냉장고 안의 온도를 의미하는 경우가 많다. 이처럼 낮은 온도에서는 실제로 미생물이 잘 제거되지 않는다. 따라서 저온 살균법은 저온이라고는 하지만 냉장 온도나 냉동 온도를 쓰지는 않고, 그보다는 훨씬 높지만 물이 끓는 온도보다는 다소 낮은 섭씨 65~71도를 쓴다. 이 사이에서 15분쯤 열처리를 하는 방법이 바로 저온 살균법이다.


물이 끓는 온도인 섭씨 100도에서는 단백질 성분이 변하므로 모든 생물이 꼼짝없이 죽는다. 이때는 음식물의 단백질 성분도 함께 변하므로, 식품의 영양분이 변질되거나 파괴되어서 식품으로서의 가치가 떨어질 수 있다. 우리는 우리에게 해를 주는 병원 미생물을 중점적으로 제거하기 위해 음식물을 살균한다. 그러므로 음식물을 굳이 끓여 가면서까지 음식의 모양과 영양 성분을 바꾸기보다는, 섭씨 100도보다 조금 낮은 온도에서 해로운 병원 미생물만 충분히 제거할 수 있는 저온 살균법을 이용한다. 병원 미생물은 대부분 우리의 체온에서 잘 번식하는 중온 미생물에 속한다. 그러므로 저온 살균법으로도 충분히 병원 미생물을 살균하는 효과를 얻을 수 있다.


저온 살균법을 뜻하는 영어 단어 ‘pasteurization’은 저온 살균법을 고안해 내며 미생물학의 아버지라 일컬어지는 루이 파스퇴르(Louis Pasteur)의 이름에서 따온 것이다. 이 영어 단어를 그대로 한국어로 풀이하자면 ‘파스퇴르 방법’이라고 해야겠지만, 섭씨 100도보다 조금 낮은 온도에서 살균한다는 사실을 강조하는 뜻에서 저온 살균법이라는 말을 더 많이 쓴다. 파스퇴르가 맨 처음 저온 살균법을 찾아낸 것은 포도주의 변질을 막기 위해서였지만, 요즈음에는 포도주는 물론이고 맥주와 우유를 비롯한 여러 식품의 효과적인 살균법으로 두루 쓰인다.


실험하고 있는 루이 파스퇴르의 사진. 위키피디아에서.



음식의 보관에서 살펴보는 우리와 서양의 차이 

서양에서도 우리나라와 마찬가지로 매일 먹어야 하는 음식을 미생물로부터 보호하고자 여러 방법을 쓴다. 서양에서 개발한 통조림 보관 방법은 식품을 깡통에 넣고 열을 가해 살균한 다음에 오염되지 않도록 뚜껑을 덮어 밀봉한다. 처음에는 유리병에 음식을 넣고 열을 가해 미생물을 제거했지만, 시간이 지나면서 깡통이라는 그릇을 이용하면서 더욱 효과적인 보관 방법을 찾아냈다고 하겠다. 통조림을 만들면 미생물을 철저히 죽이는 것은 물론이고, 무균 상태를 오래도록 효과적으로 유지할 수 있다.


여기에서 우리와 서양의 음식물 보관 방법에는 어떤 차이가 있는지 비교해 보고자 한다. 서양과 우리의 문화가 다른 만큼 음식물을 보관하는 방법 또한 상당한 차이가 있음을 쉽게 느낄 수 있다. 한 가지 예를 들어 보겠다. 1964년에 스코틀랜드 애버딘에서 살모넬라균(Salmonella typhi)에 의한 장티푸스가 발생하여 많은 사람들이 피해를 겪은 사건이 있었다. 나중에 원인을 찾아보았더니 아르헨티나의 공장에서 생산한 쇠고기 통조림에 문제가 있었다는 것을 알게 되었다. 통조림 제조 과정에서 쇠고기를 담아 열처리를 끝낸 깡통들이 밀봉되지 않은 채 냉각 수조에 들어갔고, 깡통 안의 온도가 내려가면서 줄어든 부피만큼 장티푸스균에 오염된 냉각수가 통조림 안으로 빨려 들어간 것이다. 음식물이 병원균에 오염되는 일은 어쩌다 일어난다 하더라도, 이 같은 사례는 통조림을 만들어 음식물을 보관하는 보관 방법 문화에서 비롯했다고도 할 수 있다.


우리는 쇠고기를 오랫동안 보관하기 위해서는 우선 이를 말리는 전통적인 방법을 생각할 것이다. 쇠고기를 햇볕에 말리는 방법이 가장 간단하면서도 비교적 확실하기에, 오래전부터 만들어 온 육포는 지금까지도 특별한 음식으로 널리 먹고 있다. 몽골 제국을 건설한 칭기즈 칸이 유럽을 정복할 때에도 간편한 식량으로 말린 고기를 휴대했다고 한다. 더욱이 말린 오징어나 대추, 곶감 같은 우리나라 음식은 그야말로 대표적인 말린 음식으로 꼽을 수 있다. 음식을 오래 보관하는 방법은 서로 다른 문화의 차이를 보여 준다.


ⓒ Jonn Leffmann


 

ⓒ zzangedit



우리의 먹거리에 깃든 살균의 과학 

요즈음 우리가 즐겨 먹는 것에는 전통적인 우리 음식만이 아니라 서양에서 들어온 음식도 꽤나 많은 편이다. 그 가운데 대표적인 음식이 아마도 빵과 케이크일 텐데, 이에 버금가는 우리 음식이라면 떡과 함께 전 또는 부침개 정도를 꼽을 것이다. 케이크를 맛있게 먹으려면 대체로 차가운 상태여야 한다. 빵도 먹기 전에 살짝 데워서 먹지, 뜨끈뜨끈하게 먹지는 않는다. 그런데 밥과 떡, 전이나 부침개는 어떻게 먹어야 가장 좋을까? 누구에게 물어보더라도 답은 뻔하다. 따뜻한 상태, 그보다도 뜨끈뜨끈한 상태로 먹는 것이 좋다는 것이다.


만들어진 지 시간이 지나 식은 떡이나 밥은 다시 따뜻하게 데워서 먹어야 제 맛이다. 전이나 부침개도 부쳐서 따뜻할 때 바로 먹는 편이 좋지만, 시간이 흘러 차가워진 것은 다시 데워서 먹는 경우가 대부분이다. 그러다 보니 떡이나 밥은 되도록 오랫동안 식지 않도록 따뜻하게 보관하면서 먹는다. 예를 들어 전기 밥솥에서 갓 지은 밥은 보온 상태로 따뜻하게 놓아두고 먹을 때 조금씩 덜어 먹는다. 또한 떡은 먹을 때마다 다시 쪄먹는 것이 불편하다고 온장고라는 기구에 넣어 보관하면서 따뜻하게 먹기도 한다. 이처럼 온장고 안에 넣어두고 먹고 싶을 때 꺼내 먹는 떡을 상품으로 판매하는 것이 가능할까? 우리나라에서야 얼마든지 가능하겠지만, 미국에서는 과연 가능할까?


미국에서는 온장 보관 개념을 잘 이해하지 못한다. 온장이라면 당연히 미생물이 번식할 수 있는 온도 조건이어서 음식이 변질되리라고 생각하기 때문이다. 그래서 미국에서는 한국에서 건너간 이민자들이 떡을 만들어 온장고에 넣고 판매하는 것을 한동안 허용하지 않았다. 최근에 이르러 하나의 독특한 문화 상품이라는 것을 이해하고 나서야 비로소 이를 허용했다고 한다. 이처럼 우리 음식은 분명히 어떤 면에서는 하나의 문화 상품이다. 요즈음 우리나라에서 판매하는 도시락 안에 보온 용기에 담은 국까지도 함께 들어 있는 것만 보아도 더욱 그렇다는 것을 느낄 수 있다. 어찌 보면 따끈따끈하게 데워 먹는 음식에는 저온 살균법에 따른 미생물 제거 효과가 있다고 볼 수 있다.


떡집에서는 갓 쪄 낸 뜨거운 떡을 식기 전에 얼른 다른 그릇으로 옮겨 담는다. 오랜 경험에서 우러나오는 손놀림으로 옮기기 때문에 언뜻 쉬워 보인다고 할지 모르지만, 뜨끈뜨끈한 떡을 잽싸게 다루는 솜씨에는 놀라움 이상으로 깊은 내용이 들어 있다. 떡을 뜨거운 증기로 찌는 과정은 분명히 열처리인데, 그렇다고 끓는 물처럼 그렇게 뜨겁지는 않을 것이다. 떡을 잽싸게 다루는 손놀림에는 주저함이 없어 보이지만, 누구라도 끓는 물에 자기 손을 집어넣으려는 사람은 단 한 명도 없기 때문이다. 다시 말해서 떡을 쪄 낸 증기가 섭씨 100도보다는 분명 낮기 때문에 잽싼 손놀림이 가능하다.



그렇다면 갓 쪄 낸 뜨거운 떡의 온도는 얼마나 될까? 사람이 잽싸게 만지더라도 데이지 않으면서 뜨겁다고 느낄 정도이니, 높게는 섭씨 70~80도이고 낮게는 섭씨 50∽60도는 될 것이다. 이 정도의 온도라면 중온 미생물이 제대로 살기 어려우니, 병원 미생물이 대부분 살균되는 효과를 분명 기대할 만하다. 우유를 살균하는 저온과도 큰 차이는 없을 것이다. 그렇다면 떡은 끓는 물에 삶지 않고 뜨거운 증기에 쪄 냈다 하더라도 저온 살균 효과를 충분히 활용한 음식이라 해도 무리가 없다. 처음부터 알고 한 일은 분명 아니건만, 오래전부터 우리 생활에서 쓰여 온 음식 조리법에는 이처럼 삶의 지혜가 담겨 있다.



우리 주위에는 자연 친화적인 생활이 있다

미생물을 제거하기 위해 찾은 여러 방법들에는 우리와 서양 사이에 차이가 큰데, 이는 사람들의 삶의 방식이 달라서 나타난 결과라고 볼 수 있다. 좋고 나쁜 것을 제대로 구별한 후에 나쁜 것은 철저히 없애 버리는 방법이 확실하기는 하지만, 생물의 세계에서는 모든 일을 간단히 구분하기가 그리 쉽지 않다. 통조림을 이용한 서양의 음식물 보관 방법도 따지고 보면 미생물을 철저히 제거하는 살균법이다. 그런데 우리는 열처리로 살균하기보다는 그저 손쉽게 햇볕에 널어 말리는 건조 방법을 많이 이용해 음식물을 보관한다. 여러 종류의 채소는 물론이고 고기, 물고기까지도 햇볕에 말리는 보관 방법은 음식물의 물기를 줄이는데, 음식물의 형태를 다소 바꾸기는 하더라도 부피와 무게를 많이 줄이는 데에는 아주 효과적이다. 미생물의 번식을 억제하는 효과 또한 있다.


미생물을 철저히 죽이는 살균에 비해서, 건조 방법에는 미생물이 다른 곳으로 옮겨가도록 유도하려는 의도가 있다. 즉 살균 방법이 미생물을 제거하는 직접적이고 적극적이며 철저한 방법이라면, 건조 방법은 상대적으로 간접적이고 은유적이며 부드러운 방법이라 할 수 있다. 마치 ‘여기는 네가 살기에 좋은 곳이 아니니 다른 곳으로 옮겨가 살아라.’라고 부탁하는 것처럼 보인다. 살균법이나 음식 보관법 한두 가지로, 살균과 음식 보관에 대한 우리와 서양의 생각 차이를 확실히 구분하기는 분명 무리가 있을 것이다. 그렇더라도 음식 문화를 중심으로 하는 생활 방식에서 우리나라와는 다른 서양의 관점, 더 나아가 서양과 우리의 문화의 차이를 보여 줄 비교 자료가 되리라고 생각해 볼 수 있다.


이 세상은 생명이 있는 모든 것에 공평하게 살 기회를 보장한다. 비록 제한된 좁은 공간이라도 살균 방법을 써서 미생물을 제거하고 더는 침입하지 못하게 하며 미생물의 증식을 막는 것도 어느 정도는 가능하다. 여기에서 더 나아가 무균 상태를 오래 유지하고자 한다면 항상 끊임없는 노력과 정성을 들여야 하는데, 그것이 오히려 우리에게는 피곤하리라는 생각이 언뜻 든다. 건조 방법은 미생물에게 주위 환경을 보고 느낀 다음에 결정하라는 듯 선택권을 준다. 이것이 차라리 간단하면서도 효과적이겠다는 생각도 든다. 이처럼 우리 주위에는 자연과 환경에 한 걸음 더 가까운 자연 친화적인 생활이 있다.




이재열

서울 대학교 농생물학과를 졸업하고 독일 기센 대학교에서 바이러스에 관한 연구로 박사 학위를 받았다. 독일 막스 플랑크 생화학 연구소에서 박사 후 과정을 마치고 경북 대학교 생명 과학부 교수로 근무했다. 현재 명예 교수로 활동하고 있다. 모두들 어렵다고 말하는 과학에 대해 알기 쉽게 풀어 설명하려고 노력하고 있다. 『보이지 않는 권력자』, 『바이러스는 과연 적인가?』, 『보이지 않는 보물』, 『바이러스, 삶과 죽음 사이』, 『미생물의 세계』, 『우리 몸 미생물 이야기』, 『자연의 지배자들』, 『자연을 닮은 생명 이야기』, 『담장 속의 과학』, 『불상에서 걸어나온 사자』, 『토기: 내 마음의 그릇』 등의 책을 펴냈다.



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『미생물의 힘』 [도서정보]


『담장 속의 과학』 [도서정보]


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