일상의 발효이야기

어떤 발효효소 이야기

 

 

 

발효란 효모 등의 미생물이 혐기 조건에서 생존하기 위한 에너지를 얻기 위해 유기물을 산화하여 알코올이나 유기산, 이산화탄소 등을 생성하는 과정을 말하며 넓은 의미에서는 미생물을 이용하여 발효식품을 제조하거나 미생물을 이용하여 유기화합물을 공업적으로 제조하는 것을 말한다. 발효와 호흡(호기호흡、혐기호흡)은 유기물(예외적으로는 질산염이나 황산염 등의 무기물)을 산화시켜 그 때 유리되는 에너지를 사용하여 ATP를 합성하는 과정이다.

 

이 산화반응의 부산물의 수소(또는 전자)의 배출형태에 따라 3가지로 나눈다。즉 수소(또는 전자)를 유기물에 주면 발효, 산소에 주면 호기호흡, 무기물에 주면 혐기호흡이 된다. 발효의 중요한 역할은 두 가지이다. 하나는 위에서 언급한 바와 같이 유기물을 산화분해 하면 ATP를 얻는 것。또 하나는 환원형NAD를 산화형태 NAD로 되돌리는 역할을 한다.

생물이 포도당 등의 당을 이용하여 에너지를 얻을 때 포도당을 해당계에서 분해를 하여 에너지를 얻음 과 동시에 최종 생성물로서 피루빈산을 얻을 수 있다. 또 이 과정에서 산화형NAD가 환원형NAD로 변화한다. 여기 까지는 발효、호흡대사에 공통되는 부분이다. 여기에서 호흡대사는 이 피루빈산을  구연산회로, 전자전달계에 의해 산화 분해하여 최종적인 전자수용체를 산소 또는 무기물로 한다。그리고 ATP를 얻는데 환원형 NAD를 산화형NAD으로 되돌린다. 이와 반대로 발효는 피루빈산을 혐기조건하에서 그 발효형, 특유의 경로로 에너지를 얻고 환원형NAD을 산화형NAD로 되돌린다. 단, 발효는 최종적으로는 전자수용체로서 유기물을 사용한다.

혐기적 해당은 무산소상태 시의 해당계의 경로이다。포도당에서 피루빈산까지 분해하고 그 후 전자전달계 등이 정지되어 있을 경우에는 피루빈산에서 다시 알코올이나 젖산 등으로 분해가 이루어진다. 혐기호흡의 과정도 포도당에서 피루빈산까지의 반응과정은 호기호흡의 해당과 공통이다。그 주된 목적은 혐기상태에서도 ATP생산을 할 것、또 다시 해당계를 실행시키기 위한 NADH의 산화를 행하는 것이다.

 

|한국발효효소협회| 2012.06.14.