세계김치연구소 연구진의 실험 모습.[세계김치연구소 제공]

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[헤럴드경제=구본혁 기자] 과학기술정보통신부 산하 정부출연연구기관인 세계김치연구소는 자체 개발한 김치종균 3종(WiKim32, WiKim33, WiKim0121)이 김치 발효 환경에서 생존하고 우점균으로 자리잡는 생물학적 기전을 세계 최초로 규명했다고 16일 밝혔다.

이번 연구는 김치 발효 초기 단계에서 종균이 경쟁 유산균을 제치고 생태계를 선점하는 과정을 유전체, 전사체, 대사체 등 멀티오믹스(Multi-omics) 기반 통합 분석을 통해 실증한 첫 사례다. 이로써 고기능성 종균의 선발과 평가에 있어 과학적 기준을 정립하는 데 의미 있는 진전을 이루었다.

연구 결과, WiKim 종균은 포도당, 과당뿐만 아니라 라피노스, 갈락토스, 락토스 등 다양한 탄수화물을 효율적으로 대사할 수 있는 유전적 특성이 있으며, 발효 초기에 빠른 에너지(ATP) 생성으로 생존 경쟁에서 우위를 확보하는 것으로 나타났다.

또한 저온과 산성이라는 발효 환경 스트레스 조건에서도 특이 유전자 발현을 통해, 뛰어난 생존력과 군집 형성 능력을 발휘하는 것으로 분석됐다. 이는 김치 발효 전 과정에서 품질의 균일성과 안전성을 확보하는 데 핵심적인 역할을 할 수 있음을 시사한다.

김치종균 유전자 지도.[세계김치연구소 제공]

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이번 연구 성과는 WiKim 종균이 단순한 발효 소재를 넘어, 과학적으로 입증된 고기능성 유산균임을 보여주는 결정적 근거로 평가된다. 특히 향후 김치산업에서 종균의 선발과 활용 과정에 있어 객관성과 신뢰성을 크게 향상시킬 수 있는 과학적 기반이 마련됐다는 점에서 정책적·산업적 파급효과가 크다.

박해웅 세계김치연구소 첨단융합연구본부장은 “이번 연구는 발효 우점 유전자의 존재 여부를 조기에 판별할 수 있는 과학적 기준을 제시했다는 점에서 중요한 진전”이라며 “앞으로도 김치 발효의 원리를 지속적으로 구명해 김치산업의 고도화와 글로벌 시장 진출을 견인할 수 있는 연구개발을 이어가겠다”고 밝혔다.

이번 연구결과는 식품과학기술 분야 국제학술지 ‘npj Science of Food’ 4월호에 게재됐다.