기온이 높을 때 특히 신경 쓰이는 것 중의 하나가 음식물의 부패이다. 맛있는 음식물도 부패가 진행되면 악취가 나고 맛도 이상해진다. 과연 부패란 어떤 현상일까? 그리고 부패의 진행을 늦추려면 어떻게 하면 될까?
기온이 높은 여름철에 고기나 우유 등을 냉장고에 넣지 않고 방치해 두면, 몇 시간에서 며칠 만에 부패해 버린다.
식품이 부패하는 것은 식품을 영양분으로 삼아 다양한 세균이 대량으로 번식하기 때문이다. 부패한 식품에는 1g당 1000만~2억개 정도의 세균이 있다. 부패를 일으키는 세균은 음식물의 표면뿐만 아니라 내부에서도 증식한다. 한편 곰팡이는 식품의 일부에 생기며 식품 변화의 방법도 다르기 때문에 세균에 의한 부패와는 구별되는 경우가 많다.
부패하지 않은 식품도 무균은 아니어서 적어도 1g당 100~1만 개 정도의 세균이 존재한다. 이들이 증식하면 부패가 일어난다. 세균은 분열에 의해 증식한다. 그 속도는 세균의 종류나 온도 등의 조건에 따라 크게 다르지만. 그 세균에 적합한 환경이면 하나의 세균이 수십 분 만에 2배로 분열할 수 있다. 어패류에 붙어 있기도 한 장염비브리오는 조건이 좋으면 불과 10분 정도 만에 분열한다. 단순 계산으로는 단 1개의 세균이 4.5시간에 27회 분열해 약 1억 3422만 개가 된다. 단 몇시간 만에 식품이 썩을 수 있는 이유는 세균의 놀라운 증식 속도 때문이다.
부패가 진행된 식품은 맛도 냄새도 변한다. 그러나 사실은 부패한 식품을 먹어도 설사나 구토 등과 같은 식중독 증상이 전혀 나타나지 않는 경우가 많다.
세균은 화학 반응을 진행하는 효소라는 단백질에서 식품 속의 단백질이나 당 등을 분해해 생존이나 증식에 필요한 에너지를 얻는다. 이 과정에서 단백질이 분해되면 암모니아나 황화수소 등 부패 냄새의 원인이 되는 기체가 만들어진다. 이들은 인체에 유해한 물질이다. 다만 부패한 소량의 식품 속에 포함된 정도라면 문제없다. 그리고 부패한 식품에 포함된 많은 세균은 섭취해도 인체에 영향을 끼치지 않는다고 한다.
반대로 부패가 진행되지 않는 식품이라도 구토나 설사 등의 식중독을 일으키는 특정 균이 존재하면 식중독이 일어난다. 대장균 O-157 등은 100개 정도의 적은 균을 섭취해도 심각한 식중독을 일으킨다.
즉, 부패한 식품과 식중독이 반드시 일치하는 것은 아니다. 다만 적은 수라면 괜찮지만 섭취함으로써 식중독을 일으키는 식중독균도 있다. 방치해서 부패한 식품은 먹어서는 안 된다.
식중독이 되지는 않아도 부패에 의해 식품의 맛이나 냄새가 변하는 것은 확실하다. 부패를 방지하려면 어덯게 하면 될까?
그 방법의 하나가 세균의 효소가 작용하기 어려운 환경에 둠으로써 세균의 증식을 억제하는 것이다. 일반적인 세균의 효소는 저온이 될수록 작용하기 어려워진다. 그렇기 때문에 냉장고에 넣어 두는 것은 세균의 증식 억제에 효과적인 방법이다. 그리고 강한 산성인 환경에서는 효소가 파괴되어 세균이 죽는다. 식초 절임이나 유산균을 이용한 소금 절임 등은 산성도를 높이는 보존 방법이다. 다만 세균 중에는 저온이나 산성 환경에서도 활동하는 효소를 가진 것도 있어서 이런 환경에서도 부패가 진행되는 경우가 있다.
소금 절임, 설탕절임, 건어물 등으로 어떻게 부패를 방지할 수 있을까? 사실 이들 보존 방법에는 공통점이 있다. 바로 세균이 이용할 수 있는 물의 양을 줄임으로써 세균 증식을 억제하는 것이다. 소금이나 설탕을 첨가해도 식품 속의 물의 양은 변함이 없다. 그러나 세균이 이용할 수 있는 자유수를 줄일 수 있다. 식품 속의 물은 다른 분자와 결합하지 않고 존재하는 자유수와 다른 분자와 결합해 분자의 운동이 제한된 결합수로 나누어진다. 세균이 이용할 수 있을 수 있는 것은 자유수뿐이다.
소금이나 설탕을 첨가하면 자유수가 소금이나 설탕과 상호 작용해 결합수가 된다. 그 결과 자유수가 줄어들어 건조한 것과 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다. 같은 양이면 설탕보다 소금이 자유수를 감소시키는 효과가 훨씬 크기 때문에 방부 효과도 높다.
한편 요구르트나 된장 등의 발효 식품도 유산균이나 곰팡이, 세균 등에 의해 식품이 변질한다는 점에서는 부패와 같다. 부패와 발효는 현상으로는 완전히 같다. 걸쭉해진 우유가 있다고 하자. 부패했다고 생각하는 사람이 많은데, 자연스레 증식한 유산균에 의해 요구르트가 생길 가능성도 있다.
세균이 발견될 때는 1674년이다. 우리의 선조들은 부패와의 전쟁 속에서, 원인을 모르고도 그 방지책을 세우거나 발효 식품 등을 능숙하고 교묘하게 만들어 온 셈이다.