효모(Yeast)

막걸리 이론

효모란?

술을 만들거나 빵을 만드는데 사용되는 효모는 사실 지구상에 존재하는 것 중 가장 완벽한 천연 식품이기도 합니다.

왜냐하면 인체에서 일어나는 약 300만 가지의 효소반응에 필요한 효소의 어머니(酵母), 즉 효소의 생산 창고이기 때문입니다.

효소 성분이 인체 내에 부족할 경우 간이 인체 내에 들어오는 여러 물질들을 해독하면서 중간 노폐물이 생성되는데 효소를 섭취할 경우 이러한 간 기능이 원활하게 일어나도록 함으로 간의 영양 제공과 간질환에는 반드시 필요한 중요한 요소로 여겨졌습니다.

그리고 양질의 식물성 단백이 50%가량 함유되어 있고 비타민B군과 각종 미네랄이 풍부하여 저 단백 식사나 비타민B군 결핍증, 여성들의 철분결핍증과 미량 미네랄결핍증 등 모든 영양부족 문제의 대부분을 해결해 줄 수 있는 훌륭한 천연 건강식품입니다.

이밖에도 효모에는 면역기능을 향상시켜 각종 암이나, 바이러스성 간염을 개선시키는 작용이 있는 다당체인 베타 글루칸(β-Glucan), 지모산(Zymosan), 셀레늄 등을 함유하고 있습니다.

또한 신경전달 물질인 콜린(Choline)을 함유하고 있어 숙취 해소와 지방간에도 도움이 되고 두뇌활동을 돕습니다

 

이스트 (Yeast)를 말하는 우리말 ‘효모’란 용어는 "효소의 어머니"라는 뜻에서 만들어진 말로 효모가 생체 활동을 수행하는 효소(Enzyme)의 재료를 가장 완벽하게 가지고 있다는 사실을 보여줍니다.

효모는 미생물로 대부분 토양 속에 살지 않으며 꽃의 꿀 샘이나 과실의 표면과 같은 당 농도가 높은 곳에 많이 생육하고 있으며 당을 발효시켜 에탄올과 이산화탄소를 생산하는 능력을 가진 것이 많습니다.

이 성질은 우리가 익히 친숙하듯이 맥주의 제조나 빵의 발효에 이용되고 있는 것입니다.

효모의 영문 이스트, Yeast는 어원은 그리스어로 ‘끓는다’는 뜻을 가지며, 이것은 효모에 의한 발효 중에 이산화탄소가 생겨 거품이 많이 생기는 것에서 유래하여 효모가 술과 빵의 발효 과정에서 일상에 오래도록 사용되어 가까이 존재했음을 말해줍니다.

 

사실 그렇게 흔하게 사용되는 효모는 효모의 한 종류이고 효모는 약 400여 종류가 있습니다.

그 중에서 빵이나 과자에 가장 적당한 종류는 Saccharomyces Cerevisiae라 불리는 것으로 빵 효모로서 오늘날 일반적으로 사용되고 있는 것입니다.

기타 술 효모, 맥주 효모 등 용도별로 종류를 찾아 특정 종류만 순수 배양할 수 있습니다.

효모 속의 세포는 육안으로는 보이지 않으며 현미경으로 관찰하면 원형 또는 타원형의 구상으로 크기는 단경 3~7μ 장경 4~14μ 정도이고, 1개의 독립된 생명체를 갖는 세포임을 알 수 있습니다.

보통의 생 이스트 속에는 약 100~200억의 이스트 세포가 존재하고 있다.따라서 시판하는 1파운드(약 500g)의 생 이스트에는 3~4조의 이스트세포가 응축되어 있다고 할 수 있습니다.

1개의 생 이스트 세포의 성분은 약 70%가 수분이며 나머지 고형분에는 단백질, 탄수화물을 비롯해 지방, 회분 등이 함유되어 있습니다.

효모 는 다양한 곳에서 서식하며 닿는 곳 어디에나 있다고 할 수 있습니다.

사과, 포도, 감자 등의 표피, 마른 풀, 마른 가지의 표면, 심지어는 동물의 분비물까지 에도 서식 할 수 있고 열대에서 북극의 끝까지 지구상의 모든 곳에 산재되어 있습니다.

효모는 산소, 물, 기타 영양에 의해 증식되어 오랫동안 살아 가다가 산소가 없어지면 이스트는 발효하여 살아가게 됩니다.

이스트가 발효하지 않고 증식하기 위해서 산소가 필요하며 산소가 있는 경우는 산소와 양분의 양에 비례해서 증식 속도가 빨라집니다.

 

효모는 출아법으로 증식합니다.성장한 효모(이스트)의 세포로부터 돌기물이 나와 그것이 점점 성장하여 완전히 성숙된 1개의 세포가 되어 분리됩니다.

이 경우 원래의 세포를 모세포, 분리된 쪽을 자세포라 부르고 최적의 환경하에서는 출아에서부터 분리하기까지 2시간 반에서 3시간 정도 걸립니다.

효모(이스트) 번식에 있어 적당한 온도는 28~35℃로 38℃ 전후를 넘으면 번식 기능이 저하되고, 60℃ 이상이 되면 사멸하게 됩니다.

 

효모의 종류

효모는 두가지의 흥미롭고 독특한 성질을 갖는다.

1) 효모세포느 산소가 공급되면(호흡) 증식한다. : 호기성 과정

2) 효모세포는 산소 없는 혐기성 조건하에서도 계속 존재(생존)할 수 있다. 이들은 탄수화물이 있으면 발효 시킨다.

효모는 이러한 특징(호흡과 발효)은 비오스트라스 제조과정의 중요한 요소이다. 효모는 자연계의 매우 넓게 존재한다.

효모는 특히 과일에서 발견된다. 과일이 익어서 달게되면 효모세포는 그 액을 발효시키기 시작하여 이산화탄소와 엘칠알코올을 형성하게 된다.

소위 알콜없는 사과 주스라고 하는 것에는 0.5% 이하의 알콜을 함유한다.

이와같은 과정은 빵을 만들때도 일어난다. 효모생성은 빵을 만드는 것도 같은 과정이다. 탄수화물인 밀에서 이산화탄소를 생성하여 빵이 부풀어 오른다. 오븐에서 막 나온 시선한 가벼운 빵은 약 0.25%의 알콩릉 함유한다.

 

살아있는 효모세포는 그 자신의 증식에 필요한 모든 영양소와 활성성분을 함유하고 있다.

이 모든 활성성분은 매우 균형 있는 생물학적 평형상태로 존재한다. "그것의 가치를 증대시키거나, 그것을 발전시키는데"에 있어 아무것도 부족하지 않고 또한 아무것도 더해질 필요가 없다.- 즉 그자체로 완전하다.

 

인체는 그 자체가 생성할 수 없는 모든 생체에 필수적인 성분을 "최소비의 법칙"에 맞추어 긍급 받아야 한다. 만약 어느 한 개의 활성성분의 결핍의 결과로 이 최소비가 이루어지지 않으면, 이것은 건강에 부정적 영향을 가져온다.

효모는 단백질, 지방, 탄수화물 외에도 도든 생체 필수적인 아미노산, 여러 비타민, 미네랄, 미량원소 그리고 효소를 함유한다.

생효모세포의 매우 특별한 흥미있는 두 요소는 식물 핵산 RNA와 DNA로서, 이들은 효소에 의하여 조정되는 많은 과정과 단백질 생합성에 관여한다. 또 흥미로운 것은? glucan과? mannan들로서, 이들의 작용은 박테리아나 바이러스의 감염에 대한 보호력으로서의 면역방어(면역기능)를 증대시키는 것으로 잘 알려져 있다.

효모에 특히 많은 량이 있는 비타민B군(신경, 피부, 피로, 대사, 세포호흡, 적혈구세포생성), 셀레늄(면역방어), 게르마늄, 마그네슘, 레시틴(신경), 철, ATP(근육에 에너지를 수송), 효모의 내생성의 Q그룹 코엔자임. (유비퀴논)등은 또한 중요하다.

 

효모의 활동

혐기성(무산소) 상태에서 효모는 발효라고 알고 있는 방법을 통해 에너지를 얻는다.

탄수화물을 분해하면 당이 되는데 이 당이 분해가 되면서 피루브산이 되고 이때 얻는 에너지가 2ATP이다.

이때 NADH를 생성하는데 다시 당을 분해 하기 위해서는 NAD+가 필요하기 때문에 젖당이나 알코올등 여러 부산물을 생성하면서 NADH를 NAD+로 바꿔줍니다.

효모는 비효율적이지만 산소 없이도 생존할 수도 있고 번식도 가능 합니다.

 

증식은 생물이 자신의 개체를 늘리는 현상을 뜻합니다.

처음 발효조에 들어있는 공기 중의 산소를 다 쓸 때 까지 효모는 유기호흡을 하며 증식합니다.

산소가 없어지면 효모의 생식이 완전히 멈추는 것이 아니라 산소가 있는 환경에 비해 느려질 뿐이다.

 

탄수화물은 여러개의 당이 결합되어 있는 상태이므로 잘라 주기만하면 포도당으로 분해된다.

반면에 단백질이나 지방은 분해도 힘들고 분해 후에 변형이 필요하다. 단백질은 당에서 피루브산으로 변환은 매우 어려운 반응이고 N이라는 독성물질이 나온다.

지방은 경우 많은 에너지를 가지고 있지만 물이 빠져있는 상태이고 분해가 어렵다.

그래서 효모는 탄수화물 속에서 증식이 가장 잘 되고 단백질과 지방은 분해하기 어려운 에너지원이다.

 

효모의 종류

좁게는 이스트(당분이나 영양분을 가한 습기가 있는 밀가루에 섞으면 알코올발효를 일으키는 빵효모) 속에서 볼 수 있는 균류를 말하며 사카로미케스(Sacharomyces)라는 속(屬)에 들어가는 곰팡이류를 가리켰는데, 근년에 와서 이스트 이외에 그 체제가 간단한 점에서 아주 비슷한 균이 다수 발견되었으므로 이것을 일괄하여 효모균류라고 합니다.

효모 균류에는 유익하지 않은 것도 있으나 우리가 일반적으로 말하는 효모는 식품 효모로 식품효모에는 맥주효모, 빵효모, 유효모 등 3가지 종류로 나누어 얘기합니다.?

이중 맥주효모와 빵효모가 건강보조식품의 소재로 많이 이용되고 있습니다.

효모균류 중 당을 분해하여 알코올을 생성하는 힘이 뛰어난 것은 옛날부터 술 양조에 이용되어 왔습니다.

그 대표적인 것이 맥주인데 맥주를 발효시키는 과정 중 맥주보리와 호프(Hop)를 섞어 끓인 후 여과하면 고형물은 분리되고 맑은 액즙이 남는데 여기에 맥주효모 종자균을 넣어 발효증식시키면 알코올(맥주)은 밑에 가라앉고 증식된 맥주효모는 위에 뜨게 된다.

이때 가라앉은 알코올을 분리하여 숙성시킨 것이 맥주이고 위에 뜬 맥주효모를 수분 9%이하로 특수하게 건조시킨 것이 맥주 효모입니다.

다른 효모와 달리 맥주효모만을 영양효모라 부르고 임상영양학적으로 이용하고 있습니다.

맥주효모균 (Saccharomyces cerevisiae) 은 대부분 구형, 때로는 난형인 데 비하여 청주에 사용되는 효모균은 타원형 또는 서양배 모양이며, 어렸을 때만 구형이므로 종전에는 별종으로 다루어졌으나, 현재는 맥주효모균의 한 변종(Saccharomyces cerevisiae var.cllipsoides)으로 취급되며 일반적으로 사용되는 빵효모도 이 종에 속하는 것으로 알려져 있습니다.

포도주 발효에 사용되는 것도 효모인데 이 효모균은 포도밭에 야생하는 것이 포도의 과실에 붙은 것입니다.

주류의 양조 이외에 이용되는 효모균으로는 빵 제조나 여러 종류의 절임류에 사용되는 것 등이 있으며 여기에서는 가장 인간에게 유용하게 사용되는 맥주 효모와 빵효모로 구분하여 살펴 보겠습니다.

 

1) 맥주효모

맥주효모는 길이 10μm의 레몬형으로 맥주를 발효시키는 과정에서 얻어지는 미생물식품으로 맥주효모의 생성과정은 우선 맥주보리와 호프(hop)를 섞어 끓인 후 여과하면 고형체는 분리되고 맑은 액즙이 남는데 여기에 맥주효모 종자균을 넣어 발효증식 시키면 알코올(맥주)는 밑에 가라앉고 증식된 맥주효모는 위에 뜨게 됩니다.

이때 밑에 가라앉은 알코올을 분리하여 숙성시킨 것이 맥주이고 위에 뜬 맥주효모를 수분 9% 이하로 특수하게 건조시킨 것이 건조맥주효모이다.

대개 영양가가 높은 1차 발효탱크의 효모만을 식품으로 이용하고 2차 발효탱크의 효모는 사료로 쓰입니다.미국의 영양학자 아델데이비스는 「맥주효모는 자연식품 중 가장 완벽한 것이며 많은 영양소를 함유하고 있어 매우 훌륭한 식품이며 우유와 꿀 다음으로 제 3세대를 이끌어 갈 영양문제 해결의 완벽한 식품이다」라고 말하였습니다.

일반적으로 효모는 양질의 고단백질과 균형있는 8종류의 아미노산이 함유하고 있으며, 비타민과 미네랄 특히 비타민 B군이 풍부하고 핵산과 다당체를 풍부하게 함유하고 있어 정장작용과 소화촉진 및 식용증진제로 널리 사용되어 왔습니다.?

맥주효모의 일반조성, 비타민 및 미네랄 함유량을 서술하면 다음과 같습니다.

① 맥주효모는 약 50%가 양질의 단백질로 이루어져 있다.

② 천연비타민 B제품은 주로 맥주효모에서 추출하거나 맥주효모를 캐리어(Carrier)로 이용할 정도로 비타민B군이 풍부하다.

③맥주효모의 약 6~10%는 미네랄이고 이들 미네랄은 킬레이트화되어 있어 약 80%이상 흡수된다.특히 당뇨 질환에서 중요시 여겨지는 혈당내성인자(GTF)의 주성분인 크롬의 희귀한 공급원이고, 모든 셀레늄제품은 맥주효모를 이용하고 있을 정도로 셀레늄함유량이 뛰어날 뿐 아니라 인슐린 활성의 관건이 되는 아연의 완벽한 공급원으로 널리 인정되어 있다.

④맥주효모의 약 20%를 차지하는 세포벽은 장내 이용도가 높은 식이섬유소로 되어 있는데 특히 세포외벽의 만난과 세포내벽의 글루칸으로 구성되어 있다.효모는 여러 종류가 있는데 단백질과 비타민 B군은 효모자체에 의해 생합성되기 때문에 어떤 효모이든 단백질과 비타민 B군의 함유량에는 큰 차이가 없습니다.그러나 미네랄이나 미량원소 등 금속성 영양소의 경우는 생합성이 불가능하므로 효모가 생육되는 배지의 조건에 따라 함유량이 달라지게 되고 정제 방법에 차이로 순도에 차이 또한 있을 수 있습니다.

 

2) 빵효모

빵효모는 세로 10μm, 가로 4~5μm인 미생물이며 건조 빵효모는 담황색 내지 담갈색의 분말로 효모 특유의 맛과 냄새를 지니고 있습니다.

빵효모의 조성을 성분적으로 살펴보면 질소화합물과 탄수화물이 주체를 이루고 있고 이것은 균체의 배양환경이나 증식기에 따라 다르게 나타납니다.

빵효모속의 탄수화물로서는 트레할로스나 글리코겐과 같이 에너지원이 될 수 있는 당과 글루칸이나 만난 등의 세포벽을 구성하는 다당체가 함유하고 있습니다.

빵효모도 결국 맥주 효모의 변종이기 때문에 영양 성분에 크게 차이는 없고 중복되는 면이 많으나 빵효모를 중심으로 일반조성, 비타민 및 미네랄 함유량을 서술하면 다음과 같습니다.

① 단백질

빵효모는 건조중량당 단백질함량이 치즈보다 높고 그 아미노산조성을 동물성단백질과 비교해 볼 때 메티오닌의 함량이 약간 적은 점 이외에는 근단백이나 카제인과 상당히 흡사하여 영양학적으로 높이 평가되고 있습니다.한편, 우리가 건강을 문제시 할 경우 필수아미노산의 종류와 함께 그 함량비가 중요하다.FAO(국제연합식량농업기구)는 식품으로서 이상적인 아미노산패턴을 제창하고 있지만 이것을 효모단백질의 아미노산패턴과 비교한 결과 메티오닌 비율을 제외한 그 대부분이 이상적이라는 사실이 확인되었습니다.

② 비타민

특히 빵효모에는 9종의 비타민B군이 비교적 많이 함유되어 있으므로 이러한 비타민류의 공급원으로서 우수합니다.비타민B군은 사람이 생명활동을 하기 위한 에너지대사를 원활하게 촉진시키는 작용을 지니고 있어 중요시 됩니다.즉, 세포속의 ATP합성과 분해에 관여하는 효소반응에 비타민 B군이 보조효소로서 필수적인 역할을 하고 있으며, 결핍되면 대사이상을 일으켜 각종 비타민 결핍증을 일으키게 됩니다.빵효모와 맥주효모의 비타민 함량을 비교하면 빵효모에는 일반적으로 비타민B1의 함량이 낮으며 오히려 비타민 B2 함량이 높지만 그외의 비타민에서는 차이가 거의 확인되지 않고 있습니다.

③ 미네랄

인체내에서 발견되는 주요원소는 C,H,O,N,S 이며, 이외에 영양학적으로 중요한 미량원소, 즉 미네랄로서 14종의 금속원소가 있다.이 14종의 미네랄에는 결핍증이 밝혀져 있으며 필수금속 또는 필수미네랄이라 불립니다.빵효모에는 14종의 필수미네랄중 9종이 함유되어 있습니다.이러한 금속원소가 빵효모에서 존재하는 양식에는 무기염상태와 각종 생체성분이 이온결합한 상태의 두 가지가 있으며 전자는 물에 의한 세정으로 대부분이 제거되지만 후자는 효모세포내에 존재하므로 간단하게는 제거되지 않아 필수금속의 공급원으로서 우수합니다 .최근의 연구에서 빵효모로 배양한 각종 미네랄 함량을 상당히 고농도까지 높이는 배양기술이 이러한 필수금속의 공급원으로서 기대되어 건강에 더 유용하게 도움이 되도록 활용 될 것을 있다.

④ 글루타치온

맥주 효모에서도 얻을 수 있는 글루타치온은 글루타민산, 시스테인, 글리신의 세가지 아미노산으로 구성되는 트리펩티드로 글루타치온을 간장기능에 활력을 주고 유해물질로부터 간장을 보호하며 나아가서는 생체내에서의 산화환원작용을 지니고 있기 때문에 간염, 간기능부전, 중독증, 백내장 등의 치료약으로서 이용되고 있습니다.또한 화학제암제에 의한 부작용이나 방사선장해에 대한 보호작용이 있다는 사실도 보고 되어 암의 치료약으로서 일부 이용되고 있다.빵효모 속에는 보통 산화형 및 환원형 글루타치온이 1.0% 정도 포함되어 있으며 글루타치온의 뛰어난 조제원료로서 알려져 있다.배양조건에 따라 2% 이상의 글루타치온함유 효모를 얻을 수도 있는 것으로 알려져 있습니다.

⑤ 세포벽

다당체 빵효모의 세포벽은 글루칸, 만난 등의 다당체와 인지질층에 단백질이 끼어있는 2중구조를 형성하고 있으며 외측은 만난층, 내측은 글루칸층으로 이루어져 있습니다.최근 식물섬유가 적은 저당질식품의 과잉섭취로 인해 식품섬유가 관련된 질환이 많이 확인되고 있다.세포벽 다당류인 글루칸이나 만난은 수용성이지만 사람의 소화관에서 소화되기 어려운 성질을 지니고 있어서 난소화성 식물섬유로서 정장 작용을 할 것으로 기대됩니다.따라서 살아있는 효모균체는 사람의 소화관에서는 거의 소화되지 않고 과잉으로 섭취하면 설사를 일으키기도 하지만 우리가 건강 식품으로 섭취하도록 건조된 효모(특정조건에서 수분이 5%정도가 되도록 건조시킨 효모)는 소화성이 향상되어 정장 작용을 돕고 나아가 대장암을 예방한다고 할 수 있겠습니다.

 

효모의 영양

효모는 저단백 식사나 비타민B군 결핍증, 여성들의 철분결핍증과 미량 미네랄결핍증 등 모든 영양부족 문제의 대부분을 해결해 주는 식품으로 영양 부족의 문제가 생겼을 시 권장되어지는 천연 식품입니다.

 

특히 효모에 풍부한 비타민 B1을 예로 들어 효모의 영양을 살펴 보면 비타민 B1은 당분이 에너지로 전환되는 과정에서 필요한 보조 효소로 이것은 주로 쌀, 밀의 배아 부분에 많이 포함되어 도정 및 정백 과정에서 거의 다 제거돼 우리가 먹는 흰쌀, 흰빵에는 비타민 B1이 거의 들어있지 않아 섭취에 유의하여야 합니다.

비타민 B1 은효모제품, 현미나 가공도가 낮은 곡류, 육류 내장, 달걀노른자와 콩, 땅콩 등에 풍부하게 함유되어 쌀을 주식으로 하는 나라에서 비타민 B1의 건강 보조제가 권유되어졌고 한편 효소가 풍부하여 소화와 대사를 돕기 때문에 식후 영양 공급과 동시에 소화를 돕도록 효모를 많이 섭취합니다.

당분을 분해 에너지로 사용하도록 하는데 필수적인 비타민 B1이 결핍될 경우에 우선 쉽게 피로해지고 식욕 부진을 일으키며 무기력증과 함께 감정적으로 불안정해지며 부족증이 더욱 심화되면 정신착란, 기억력 감퇴, 소화장애, 복통, 변비 등이 생깁니다.

비타민 B1이 고갈되는 경우 에너지원을 당에 의존하는 중앙 신경계가 손상되고 심장근육이 약화되고 심장 손상이 발생할 수 있습니다.

나이가 들면서 비타민을 효과적으로 이용할 수 있는 능력이 떨어져 다른 비타민과 함께 비타민 B1을 더 많이 섭취하는 것이 좋다고 하며 효모는 양질의 식물성 단백이 50%가량 포함 비타민B군이 가장 풍부하고 각종 미네랄이 풍부하고 미량 원소까지 함유하고 있어 영양의 균형과 공급에 매우 기여할 수 있는 식품입니다.

 

빵효모 이스트

이스트 즉 '빵의 씨'라고 불리워지는 효모.

유럽에서는 신부가 시집갈 때 가지고 가는 필수품이었다.

신선한 이스트는 사과 향기가 나고 18℃ 이하에서 보관 사용하는 것이 가장 좋다.

생이스트와 드라이이스트 두 종류로 나뉘며..

맛은 생이스트가 좋지만 저장 기간이 너무 짧아 주로 보관이 편리한 드라이이스트를 사용한다.

부풀리는 힘은 드라이이스트가 생이스트보다 두배정도 크다.

효모의 힘에 의해서 만들어진 술과 빵은 둥글거나 타원형의 모양을 이루고 있으며 맥주효모, 포도주 효모, 빵효모 등 종류도 다양하다.

 

이스트에는 양질의 단백질이 50%나 들어 있어 빈혈 치료에 탁월한 효능을 인정 받는다.

필수아미노산인 라이신, 트립토판, 페닐알라닌, 메치오닌 등 사람들에게 필요한 영양소를 풍부하게 가지고 있어

젊음을 유지하는 필수요소로 주목받고 있다.

 

생이스트는 소금이나 설탕 등과 직접 혼합 되어서는 안된다.

이스트가 발효되기 전에 상하면 건조해지고 부서지며 온도가 올라가 반죽이 제대로 발효를 할 수 없기 때문이다.

 

빵효모는 당류를 이용하여 반죽할 때 탄산가스를 발생시키기도하며

동시에 알콜을 발생시켜 반죽을 부풀려 빵의 부피를 늘리고 독특한 풍미와 먹음직스러운 양질의 빵을 만드는데 도움을 준다.

 

효모의 증식은 2~25시간 사이에 2배로 늘어나지만,

최고의 활동온도, 충분한 공기온도 등의 조건이 맞아야 한다. 효모의 최고 활동온도는 38℃이다.