전통발효식품 제조

♣ 생물자원 관리

생물자원은 육상·해양·수상 생태계와 토양 지표의 미소동물·미생물을 포함한 지구상의 모든 살아 있는 동식물과 미생물을 총칭하는 단어다. 최근에는 세포·수정란·정자·DNA·바이러스까지 생물자원의 관리 대상으로 간주하고 있다. 지구상의 생물종은 170만 종으로 알려져 있으나 조사되지 않은 생물자원까지 합치면 1,400만 종으로 추정된다.

그중 박테리아와 곰팡이가 250만 종, 동물(곤충과 미소동물 포함)이 1,060만 종, 식물이 30만 종, 조류나 원생동물이 60만 종으로 추정된다. 우리나라에서는 10만 종 이상의 생물이 서식하고 있는 것으로 추정 된다. 2002년까지 조사된 생물 종수는 29,828종이다. 그중 동물이 18,029종, 식물이 8,271종, 기타 균류 및 원생동물이 3,528종으로 조사되었다.

생물자원은 인류에게 의식주를 비롯한 의약품과 산업용 유용 물질을 공급해 왔다. 미국의 경우 약 처방의 25%를 식물 추출물에서 얻고, 약 3,000종의 항생제를 미생물에서 추출하고 있다. 개발 도상국의 경우, 의약품의 80%를 동식물로부터 얻는다. 동양의 전통 한방 의약품은 5,100여 종의 동식물로부터 얻고 있다.

생물자원의 가치는 의약에서 그치는 것이 아니라 농업에까지 폭넓게 나타난다. 70억 인구의 식량과 의약품 공급, 환경오염 물질로 더럽힌 대기와 물 정화, 토양의 비옥도 유지, 대기의 기후 조건 유지 등이 이에 해당한다. 최근 유용 미생물을 이용한 생명공학 산업이 발달하면서 산업 미생물도 지원해야 한다는 요청이 날로 증가하고 있다.

특히 표준화된 발효 미생물을 확보하고 보존하는 업무, 미생물의 다양성과 자원을 보존할 수 있는 기반을 확충하고 유지하는 교육, 유전자 정보 분석을 위한 기초 자원의 확보, 발효 관련 기업체에 유용 미생물 지원, 자원의 산업화 및 전략화를 구축, 마지막으로 분석 방법과 이론에 대한 연구와 서비스의 질을 더욱 향상시킬 필요가 있다.

♣ 균주 보존

미생물은 일차 반응자로서 가장 중요한 위치를 차지한다. 사업의 성패는 사용하는 종균의 우수성에 따라 좌우된다. 따라서 실용이 가능한 균주는 많은 연구를 거쳐 산업적으로 활용이 가능한지 유무를 최종적으로 결정한다. 아무리 육종한 미생물 균주가 좋은 능력을 보유하게끔 개발됐다 손치더라도 장시간 좋지 않은 환경에 보관하면 균의 능력이 현저하게 떨어지거나 균주 자체가 죽어 없어지는 경우가 있다. 따라서 미생물 균주를 보존할 때는 많은 관심을 기울여야 한다.

♣ 미생물 보존법

기탁 받은 미생물의 유전적 돌연변이를 최소화시키기 위해 두 가지 이상의 방법으로 미생물을 보존해야 한다. 그중 적어도 하나 이상은 동결 건조를 이용해 보존하거나 초저온 상태에서 보존하는 휴면 상태 보존법으로 균주를 보존한다.

특히 배양하지 못하는 미생물의 수가 배양할 수 있는 미생물의 수보다 훨씬 많을 경우, 배양하지 못하는 미생물의 분리와 보존에 대한 연구가 요구된다. 규모가 큰 자원 센터에서 특정 미생물을 탐색하는 방법, 난배양미생물(VBNC)의 보존 과정, 생장에 적당한 배지, 생장 조건 등에 관한 연구를 필히 해야 한다.

균주를 보존하는 기관은 이미 수집하여 보존하고 있는 균주에 대한 10개의 글리세롤 보존(Glycerol stock)을 만든 후, 2개의 글리세롤 보존은 화재·천재지변 등을 대비하여 안전한 제3의 장소에 분리·보존하며 이들 보존은 특수한 상황이 아니면 그대로 보존한다.

다른 2개의 글리세롤 보존은 균주를 보존하는 기관 내부의 액체 질소 저장 탱크 안에 보존하며 이 또한 특수한 상황이 아니면 균주를 복원하는 일이 없도록 한다. 나머지 6개의 글리세롤 보존은 초저온 냉동고(Deep freezer)에 보존하며 1개의 글리세롤 보존에서 15개의 앰풀(Ampoule)을 제조한다.

제조된 앰풀 중 하나를 복원하여 미생물 균주의 오염 정도 등 이상 유무를 확인한다. 중요한 유전자원이 화재·홍수·지진·전쟁 등의 대참사로부터 소실되는 위험을 최소화하기 위해 미생물자원보존센터는 매우 중요하다. 새로운 것으로 대체할 수 없는 균주와 관련된 문서의 복사본을 다른 건물의 안전한 장소나 이상적인 다른 지역에 중복하여 보존해야 한다(그림 1-1).