[KISTI의 과학향기]냉장고도 이기는 극한생물

먼 조선 시대 이야기가 아니다. 국산 냉장고가 처음 선을 보인 것은 1965년(금성사-현 LG에서 만든 '눈꽃냉장고')이었지만, 냉장고 한 대의 가격이 대졸 초임자의 여덟 달 월급과 맞먹을 정도로 비싸서 이를 갖춘 집은 극히 드물었다. 그리하여 우리네 어머니들이 3일에 한 번씩 김치를 담궈야 하는 번거로움에서 벗어난 건 냉장고가 대중적으로 보급된 1980년대부터였다.

냉장고의 보급은 식품 보관에 일대 혁명을 가져왔다. 우리는 이제 매일 조금씩 귀찮게 장을 보지 않아도, 한꺼번에 식재료를 사다가 보관하거나 음식을 한꺼번에 많이 만들어 두는 것이 가능해졌다. 저온 보관은 식품의 신선도를 오래 유지시켜주기 때문이다. 식품을 저온으로 보존하는 기술은 크게 냉동과 냉장법으로 나뉜다. 냉동은 빙점(氷點, 0℃로 물이 얼기 시작하거나 얼음이 녹기 시작할 때의 온도) 이하로 물질을 보관하는 것이다. 냉장은 빙점보다는 높으나 실온보다는 훨씬 낮은 상태(일반적으로 0~10℃)로 보관하는 것이다.

식품을 차게 보존하면 일반적으로 보존기간이 늘어난다. 그 이유는 첫째, 식재료가 가진 효소의 활성을 억제해 변성을 막기 때문이다. 예를 들어, 껍질을 벗긴 사과가 갈색으로 변하는 갈변 현상은 사과 속에 포함된 페놀 성분이 폴리페놀옥시다아제라는 효소에 의해 산소와 반응해 갈색을 지닌 퀴논류로 변화하여 일어나는 현상이다. 하지만 껍질을 벗긴 사과라도 즉시 냉장고에 넣으면 갈변 속도가 현저히 느려진다. 효소에 의해 매개되는 반응은 효소의 활성이 저하되면 반응 속도가 급격히 떨어지게 되는데, 대부분의 효소들이 단백질로 이루어져 온도 변화에 민감하기 때문이다.

둘째, 식품을 차게 보존하면 미생물의 증식도 억제할 수 있다. 앞서 말했듯이 단백질은 온도 변화에 민감하게 영향을 받는데, 미생물 역시 단백질로 이루어진 생명체이므로 온도 변화에 따라 활성도가 달라진다. 대부분의 미생물들은 인간의 체온과 비슷한 온도에서 가장 활성을 나타내며 온도가 떨어지면 활성이 저하된다. 이런 이유로 사람들은 냉장고 속에 넣어둔 음식은 언제나 신선할 것이라 믿어 의심치 않는다.

하지만 세상에는 극한생물(extrempphiles)이라 하여 도저히 생물이 살아갈 것 같지 않는 고온이나 저온, 고압, 고염분, 낮거나 높은 pH를 지닌 곳에서도 거뜬히 살아가는 미생물들이 존재한다. 특히나 미생물은 선호하는 생장 온도에 따라 저온균(psychrophile, 15~20℃ 이하), 중온균(mesophile, 20~45℃), 고온균(thermophile, 45℃ 이상)으로 분류되는데, 시원한 것을 좋아하는 저온균들은 빙점에 가까운 냉장실 속에서도 충분히 생존 가능하며 그 중 일부는 오히려 냉장실 속에서 활발하게 증식하기도 한다.

예를 들어 식중독을 일으키는 장염 비브리오균은 최적 조건에서는 10분에 1번씩 분열할 정도로 번식력이 왕성하다. 상온에 방치한 음식물 중에 장염 비브리오 균이 단 1마리라도 있을 경우, 겨우 4시간 뒷면 이들은 100만 마리 이상으로 불어난다. 따라서 상온에 몇 시간 동안 방치했던 음식물(특히 수산물)이라면 이미 장염 비브리오균은 식중독을 일으키기 충분한 수로 번식한 뒤라 아무리 냉장고 속에 넣어도 식중독을 예방할 수 없다.

역시 식중독을 일으키는 리스테리아균 역시 추위에 강해 냉장고는 무용지물이다. 따라서 이들로 인한 식중독을 예방하기 위해서는 더운 여름철에는 단시간이라도 냉장상태가 유지되지 않았던 우유나 유제품, 육류나 생선류는 가급적 먹지 않는 것이 좋다. 심지어 여름철에는 고기의 핏물을 빼기 위해 찬물에 담가 놓는 경우라도 때로는 위험할 수 있으므로, 이 경우에라도 고기를 담근 즉시 그릇째 냉장실에 넣어두는 것이 좋다.

이런 균들은 저온 상태에서 단지 생존이 가능할 뿐이지만, 개중에는 저온 상태에서 오히려 잘 자라는 별종들도 존재한다. 여시니아균의 경우, 빙점에 가까운 저온에서도 얼마든지 번식할 수 있어서 여시니아균으로 오염된 물과 우유, 유제품, 육류 등은 냉장고 속에 넣어두어도 계속해서 번식하여 숫자를 늘린다. 또한 곰팡이의 일종인 푸른곰팡이는 10℃이하 저온에서 활발하게 번식하므로 신선한 상태에서 냉장고 속에 넣어둔 채소나 과일, 식빵이라 할지라도 시간이 지나면 이들에게서 푸르게 피어난 곰팡이 자국을 발견하는 것은 어렵지 않다.

그렇다면 저온세균만 주의하면 냉장고에 보관한 음식을 믿을 수 있는 것일까? 아쉽지만 이 질문에 대한 답도 'No'다. 식중독은 살아있는 세균이나 노로바이러스처럼 미생물 그 자체가 원인이 되어 일어나는 경우도 있지만, 미생물이 만들어 분비한 독소가 원인이 되어 발생하는 경우도 있기 때문이다. 대표적인 것이 황색포도상구균이 만들어낸 독소다. 황색포도상구균은 저온에서 생존이 어려우며 특히나 조리를 위해 끓이게 되면 바로 사멸한다. 하지만 이들이 만들어낸 장독소는 냉장고 속에 넣어두어도 파괴되지 않으며, 심지어 이들은 100℃에서 60분간 끓여야 겨우 없어질 정도로 내열성이 강하다. 따라서 이미 황색포도상구균이 자라고 있던 식재료는 저온 보관해서 익혀 먹는다고 해도 식중독을 예방하기 어렵다.

냉장고는 식품이 본래 지닌 효소의 활성을 저해하고 미생물의 활동을 억제시켜 식품의 신선도를 유지시켜주는 유용한 존재다. 이 유용한 존재가 계속해서 우리 삶에 도움이 되도록 하기 위해서는 꼭 기억해 두어야 할 것이 있다. 냉장고의 기능은 원래 신선했던 식품의 신선도를 '조금 더 오래' 유지시켜줄 뿐, '계속' 유지시킬 수는 없으며, 처음부터 미생물에 상당히 오염된 음식물이라면 이를 원래대로 되돌려 놓을 수도 없다는 사실이다. 그 것만 주의한다면 우리는 더운 여름철에도 기름진 돼지고기와 신선한 생선회를 실컷 먹고 난 뒤 입가심으로 얼음처럼 시원한 수박과 달콤한 아이스크림을 얼마든지 음미할 수 있다. 이 평범한 일상은 천하를 호령하던 진시황도 누리지 못했던 호사인 것이다.

글 : 이은희 과학칼럼니스트

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