김장김치 속에 숨어 있는 과학 2가지.

 빠르면 11월 중순부터 시작되는 김장철. 12월 둘째쯤 되면 막바지가 아닐까 생각되네요. 

오래전부터 내려오는 우리나라의 대표 음식인 김치. 지금은 세계적으로도 널리 알려지고 있습니다.

우리의 전통음식 김치에는 과학이 숨어있다는 사실! 다들 아시죠? 

 

 절임의 원리를 이용한 삼투압과, 미생물로 인한 발효 현상이죠. 

많이 들어봤겠지만, 한 번 더 짚어보도록 하겠습니다. 

 

절임의 과학

 

김치를 담그기 위해서는 먼저 배추를 소금에 절이는 것부터 시작합니다. 배추를 깨끗하게 씻어 반으로 가르고 배춧잎

사이사이에 굵은 소금을 뿌려 줍니다. 소금물도 적셔 줍니다. 소금을 뿌린 배추를 켜켜이 쌓아 하루정도 놔두면

어떻게 될까요?  싱싱하고 뻣뻣했던 배추가 숨이 죽어 축 늘어지고, 부피도 줄어듭니다. 배추를 담았던 대야에는 물도

제법 많이 생깁니다. 배추에서 수분이 빠졌기 때문입니다.  이는 소금물과 배추 속 수분 사이의 농도 차이로 생기는

'삼투압'이 만들어낸 현상입니다. 

 

삼투압이란?

서로 다른 농도의 용액이 있을 때, 물이 농도가 낮은 곳에서 높은 곳으로 이동하려고 하면서 생기는 압력입니다. 

 

 살아있는 세포의 세포막은 물 분자가 통과할 수 있지만, 그보다 더 큰 분자들은 통과하지 못합니다.  입자가 작은 분자는 통과하는 반면에, 입자가 큰 분자는 통과하지 못하는 막을 '반투과성 막' 이라고 합니다. 그럼 반투과성 막을 사이에 두고 농도 차이가 나는 소금물이 만나면 어떻게 될까요? 

 배추를 소금물에 절이면 배추 속 세포 안에 들어 있던 수분이 소금물 쪽으로 빠져나가 배추가 흐물흐물 해집니다.  절여진 배추는 양념이 더 잘 배고, 짠 환경을 싫어하는 해로운 균들이 살지 못하게 됩니다.  또한 삼투압 현상으로 배추에 붙어 있던 미생물의 수분도 앗아 가 죽게 하는 효과도 있습니다. 

 

발효의 과학

 

 배추를 소금에 절이는 동안 양념을 준비합니다. 지역마다 특별히 들어가는 양념도 있지만 기본 베이스는 비슷합니다. 

무, 쪽파, 미나리 같은 채소에 생강, 마늘, 고춧가루, 젓갈, 찹쌀 풀, 등을 넣어 골고루 썩어줍니다. 

다 절여진 배추를 물에 헹군 뒤 물기를 제거하고 배춧잎 사이사이에 양념이 잘 배도록 버무려 줍니다. 

양념에 잘 버무려진 김치는 이제 서서히 익어가게 됩니다. 소금에 절인 배추 속에는 다른  미생물들은 죽고 짠 환경을 좋아하는 유산균만 살아 남게 됩니다. 유산균들은 김치의 채소나 양념에 든 당분을 먹이로 삼아 서서히 번식하게 됩니다. 유산균이 당분을 분해하면 신맛이 나는 물질들은 내놓는데, 이 과정을 '발효'라고 합니다. 김치가 익을수록 신맛이 나는 이유가 바로 발효 과정 때문입니다. 잘 익은 김치는 유산균이 많아 소화에도 도움을 주고, 변비 예방에도 좋습니다.

 맛있는 김치가 되려면 만드는 과정만큼이나 보관도 중요합니다. 유산균이 잘 번식할 수 있는 환경을 만들어 주어야 하기 때문입니다. 양념을 버무린 배추들을 산소가 들어가지 않도록 통에 꾹꾹 눌러 담고 낮은 온도에서 보관해야 합니다.  과거에는 항아리에 김치를 차곡차곡 넣어 땅 속에 넣어두고 일년내내 먹었습니다.  요즘에는 땅 속의 역할을 김치냉장고가 대신해주고 있지요. 

 발효란?

 미생물이 산소가 없는 조건에서 번식하며 사람한테 유용한 물질을 만들어 내는 과정입니다.

 

 대표적인 발효음식에 요구르트, 치즈,된장,간장, 막걸리 등이 있습니다. 이런 음식들을 만들 때도 꼭 필요한 과정입니다. 반대로 미생물이 번식하면서 사람에게 해로운 물질을 만들어 낸다면 이 과정을 부패라고 합니다. 발효와 부패는 과학적으로는 같은 현상이지만, 사람에게 이롭냐 vs 해롭냐에 따라 달리 구분됩니다.  

 예를들어 우유가 발효되면 요구르트나 치즈가 되지만, 부패하면 상한 우유가 되는 것입니다.