□ 젖산균은 당류를 발효하여 주로 젖산을 생산하는 세균으로 정상발효 젖산균(Enterococcus, Lactococcus, Pediococcus, Streptococcus, Lactobacillus일부)과 이상발효 젖산균(Leuconostocs, Oencoccus, Weissella, Lactobacillus일부)으로 분류된다. 정상발효 젖산균은 당류로부터 85%이상의 젖산을 생산하지만 이상발효 젖산균은 50%의 젖산 외에 초산, 에탄올, CO2 등을 생산한다. 젖산균은 주로 발효식품과 발효음료에 사용되며, 젖산균이 생산하는 유기산, 에탄올, CO2, Bacteriocin 등은 식품의 보존제, 산미제, 향미제로 이용된다.
□ 젖산균은 탄수화물, 당 알코올, 유기산, 아미노산 등을 기질로 하여 여러 가지 대사경로를 통하여 피루브산과 젖산을 생성한다. 이 피루브산과 젖산대사는 젖산균 발효식품의 관능적 특성과 품질에 매우 중요한 역할을 하며, 이 대사에서 생성되는 여러 가지 물질은 젖산균의 종류, 사용된 기질의 종류와 농도, pH, 산소, 수분활성, 온도 등 환경요인에 따라 다양하게 조절된다.
□ 피루브산으로부터 생산되는 중요한 물질들은 젖산, 초산, 포름산, 에탄올, CO2, Diacetyl, Acetoin, 2,3-butanediol, 알라닌 등이며 관여하는 효소는 Lactate dehydrogenase, Lactate oxidase, α-Acetolactate synthase, α- Acetolactate decarboxylase, Diacetyl reductase, Alanine dehydrogenase, Pyruvate oxidase, Pyruvate-formate lyase, Pyruvate dehydrogenase 등이다. 한편 젖산은 Lactate oxidase, Lactate dehydrogenase, Pyruvate oxidase가 관여하여 초산과 CO2가 된다. 발효식품의 향미와 산생성에 관여하는 이들 효소의 합성에 관련된 유전자 조작을 통한 대사 공학의 응용은 발효제품의 품질을 개선하는데 매우 중요하다.
□ 국내에서는 주로 김치류, 우유와 두유발효 젖산균에 대한 연구가 중점적으로 추진되었으며 최근에는 과채류 발효, Probiotic 및 Bacteriocin 생산 젖산균에 관한 연구가 활발히 추진되고 있다. 또한 젓갈, 식혜, 발효소시지 관련 젖산균을 비롯해서 젖산균의 생육 촉진 또는 억제에 관한 환경인자에 관한 연구도 추진되고 있다. 그러나 국내 발효식품과 관련된 젖산균의 대사에 관한 연구는 거의 없는 실정이다. 앞으로 과채류 또는 김치류의 젖산 발효와 관련된 유기산 대사에 관한 연구가 집중적으로 추진되어야 할 것이다.
□ 또한, 특수발효제품의 대사산물 제어 생산에 관한 국내 연구는 많지 않기 때문에 포도주 젖산균에 의한 Malolactic 발효, 김치와 사일리지(Silage) 젖산균에 의한 혼합-산발효, 기타 발효식품과 관련된 미생물의 초산, 구연산, 프로피온산 발효에 관여하는 효소의 특성연구는 물론 효소합성에 관여하는 유전자를 조작, 대량 또는 축소 발현시킴으로써 대사산물을 대량 생산하거나 제어 생산하는 대사공학은 매우 중요한 연구과제가 될 것이다.
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