음식과 과학이 만나는 분야, 발효의 역사와 미래를 바라보며 시간여행을 떠나보자! 발효는 작은 요리사처럼 행동하는 미생물을 사용하여 간단한 재료를 맛있는 맛으로 전환합니다. 발효는 톡 쏘는 요구르트부터 푹신한 빵까지 모든 것을 제공합니다. 그러나 기술이 발전함에 따라 우리는 정밀 발효라는 새로운 장을 맞이하고 있습니다. 이 혁신적인 접근 방식은 고대 발효 기술과 최첨단 과학을 결합하여 미생물을 조작하여 한때 상상할 수 없었던 새로운 제품을 만들 수 있게 해줍니다. 이 기사에서 우리는 정밀 발효에 이르기까지 전통적인 발효의 마법을 탐구하고, 풍부한 역사, 즐거운 창조물, 그리고 식품의 미래와 세상을 건강하게 유지하기 위해 그들이 갖고 있는 흥미로운 약속을 밝히는 여정을 시작합니다.

발효란 무엇입니까?

정밀 발효의 현대적 경이로움에 대해 알아보기 전에, 시간을 거슬러 올라가서 전통 발효의 고대 예술. 오래 전, 냉장고와 전기가 나오기 전에 사람들은 평범한 재료를 특별한 음식으로 바꾸는 힘이라는 놀라운 비밀을 발견했습니다. 이 매혹적인 과정을 발효라고 합니다! 발효 는 단순한 재료로 시작하여 미생물의 도움을 받아 맛있는 음식으로 변하는 자연스러운 과정입니다. 미생물은 박테리아, 효모 또는 곰팡이와 같은 기타 균류와 같은 극히 작은 생명체입니다. 이 미생물은 너무 작아서 보려면 현미경이 필요합니다. 하지만 그 크기에 속지 마세요. 오늘날 우리가 즐기는 가장 맛있는 음식을 만드는 데 엄청난 힘을 갖고 있습니다. 미생물은 과일, 야채 또는 곡물에서 발견되는 설탕을 먹을 수 있으며, 발효라고 불리는 이 과정을 통해 미생물은 설탕을 알코올, 가스 또는 기타 화합물과 같은 제품으로 변환할 수 있습니다. 역사를 통틀어 우리는 미생물에 설탕과 식물을 공급하여 우리가 좋아하는 음식과 맛을 생산함으로써 이러한 자연의 마법을 활용해 왔습니다. 이러한 미생물을 마치 작은 요리사처럼 원시 재료를 가져와 완전히 다른 것으로 바꾸는 것을 생각해 보십시오! 예를 들어, 천연 효모의 작용 덕분에 일반 밀가루와 물이 맛있고 톡 쏘는 사워도우 빵으로 변하는 과정을 생각해 보십시오. 이와 동일한 과정을 통해 김치, 치즈, 피클 등 우리가 좋아하는 수많은 음식이 탄생합니다!

우리는 왜 발효를 좋아합니까?

발효는 단순히 맛있는 맛을 만들어내는 것이 아닙니다. 그것은 또한 천재적인 방법이다 음식을 보존하다 (그림 1). 예를 들어 피클을 드세요. 발효력 덕분에 생오이보다 훨씬 오래 보관할 수 있습니다. 과거에는 발효가 제철이 아니더라도 사람들이 일년 내내 과일과 채소를 저장할 수 있게 해 주는 생명의 은인이었습니다. 그러면 발효는 어떻게 음식을 신선하게 유지합니까? 관련된 미생물은 식품의 당분과 기타 성분을 분해하여 산, 알코올 및 유해한 박테리아의 성장과 부패를 방지하는 기타 물질을 생성합니다. 우리의 음식. 이는 식품의 유통 기한을 연장할 뿐만 아니라 일년 내내 영양가도 유지합니다!         

그리고 영양에 관해 말하자면, 발효는 실제로 음식을 더욱 건강하게! 소화를 돕는 살아있는 미생물인 프로바이오틱스가 풍부한 요구르트를 생각해 보세요. 요구르트를 먹으면 이러한 프로바이오틱스가 장으로 이동하여 소화를 돕습니다. 발효는 또한 일부 식품의 영양소를 우리 몸에 더 쉽게 접근할 수 있게 만듭니다. 예를 들어, 식품의 특정 성분을 분해하여 칼슘이나 마그네슘과 같은 미네랄을 더 효율적으로 흡수할 수 있게 해줍니다. 게다가, 발효 중에 방출되는 화합물은 음식을 더 쉽게 소화시켜 위장에 더 순하게 만듭니다!

전통에서 미래로: 정밀발효

발효는 전통적으로 우리에게 건강에 좋고 맛있는 많은 음식을 제공해 왔지만 여기서는 훨씬 더 흥미진진해집니다. 과학자와 요리사는 항상 음식을 더욱 좋게 만드는 새로운 방법을 발견하고 있습니다! 그들은 전통적인 발효라는 고대 기술에 과학적인 경이로움을 더했습니다. 이것이 바로 그 방법입니다. 정밀 발효 태어났다! 고대 발효 기술과 과학의 힘을 결합하여 우리가 원하는 것을 정확하게 생산하는 미생물을 만드는 것을 상상해 보십시오. 이 혁신적인 기술은 발효를 완전히 새로운 수준으로 끌어올립니다. 실험실에서 미생물을 조작함으로써 특정 화합물이나 단백질을 생성하도록 지시할 수 있습니다. 이 작은 미생물 공장은 더 적은 자원과 비용을 사용하면서 단백질과 같은 동물로부터 일반적으로 채취되는 제품을 성장시키고 생산할 수 있습니다. 지구에 더 친절해지기.

정밀 발효가 왜 그렇게 흥미로운가요?

정밀 발효는 많은 새로운 제품을 만들 수 있는 놀라운 잠재력을 가지고 있습니다. 똑똑한 과학자와 엔지니어가 거기에 도달하는 방법을 꿈꾸기만 하면 됩니다! 정밀 발효는 의약품, 식품 등을 만드는 데 사용되었습니다. 이는 자연에서 제품을 가져오는 대신 이러한 제품을 대량으로 생산하는 데 도움이 됩니다. 하지만 그게 다가 아닙니다. 정밀 발효는 생산 공정을 제어하여 매번 미생물의 일관된 품질, 맛 및 기능을 보장합니다!

정밀 발효의 잠재력이 있는 또 다른 분야는 우리가 일반적으로 동물에게서 얻는 제품을 만드는 것입니다. 정밀발효를 이용하여 축산업 대신, 이러한 제품을 만드는 데 필요한 토지와 물은 물론 동물도 덜 필요합니다! 우유에서 흔히 발견되는 유청 단백질을 생각해 보십시오. 유청 단백질은 영양가가 매우 높으며 우리 몸을 치유하는 데 도움이 되는 놀라운 능력 때문에 단백질 분말과 쉐이크에 자주 사용됩니다. 정밀발효를 통해 많은 소에 의존하지 않고도 이 단백질을 만들 수 있습니다. 또한 정밀 발효는 신선하고 영양이 풍부한 식품을 구하기 어려운 지역에서도 도움이 될 수 있습니다. 소를 키울 수 없는 곳에서 우유나 고기 단백질을 생산한다고 상상해 보세요. 그리고 인구가 증가함에 따라 우리는 혁신적인 솔루션 모두에게 먹이려고. 정밀 발효는 공간을 거의 차지하지 않습니다. 큰 통을 생각해 보세요. 강철로 만들어진 큰 실린더가 있는 양조장이나 공장에서 운전해 본 적이 있을 것입니다. 우리는 동물들이 풀을 뜯고 돌아다닐 수 있는 거대한 농장이 필요 없이 단 몇 피트의 공간에서 미생물을 키우고 고기를 만들 수 있습니다.

정밀 발효는 어떻게 작동하나요?

이해하다 정밀 발효의 원리, 기본 사항부터 시작하겠습니다(그림 2). 첫째, 원하는 최종 제품을 만들기 위해서는 입력 내용에 대해 생각해야 합니다. 원하는 제품을 만들기 위해 과학자들은 어떤 미생물(균주)을 신중하게 선택하고 유전적 구성을 설계합니다. 올바른 균주를 선택함으로써 우리는 완벽한 미생물 공장을 설계하는 건축가와 같습니다. 또한 과학자들은 미생물에게 어떤 성분을 공급할 것인지 신중하게 생각해야 하며, 우리는 이를 "공급원료"라고 부릅니다. 최종 제품이 우리가 이야기한 우유 단백질과 같은 것이 되기를 원한다면, 단백질의 구성 요소인 아미노산이 많이 함유된 밀과 같은 미생물을 제공하는 것이 좋습니다!

다음으로, 음식으로 미생물을 키워서 마음껏 먹게 해야 합니다! 대규모로 미생물을 키우는 것은 '스케일 업'. 이는 하나의 시험관에서 XNUMX갤런, XNUMX톤으로 가는 것을 의미할 수 있습니다! 아마도 공장이나 양조장에서 거대한 XNUMX층 강철 통을 본 적이 있을 것입니다. 이론적으로 우리는 미생물을 그 정도 규모로 성장시켜 엄청난 양의 제품을 생산할 수 있기를 원합니다! 미생물이 증식하여 원하는 화합물을 생성하는 마법이 일어나는 곳이 바로 이곳입니다.

공정이 완료되면 최종 제품을 미생물 및 식품에서 분리해야 합니다. 우리는 이것을 종종 다운스트림 처리 또는 '정화' 왜냐하면 우리는 나머지 것에서 우리가 원하는 것을 정화하기 때문입니다. 요구르트와 같은 일부 제품의 경우 이는 간단하지만 의약품과 같은 다른 제품의 경우 신중한 격리가 필요합니다. 그런 다음 마침내 먹을 수 있거나, 그대로 사용하거나, 다른 것에 통합할 수 있는 최종 제품을 갖게 됩니다!

정밀 발효로 만들 수 있는 제품에는 어떤 것이 있나요?

정밀 발효가 이미 다양한 놀라운 제품을 생산하고 있다는 사실을 알면 놀랄 수도 있습니다(그림 3). 가져가다 인슐린, 당뇨병 환자가 사용하는 약입니다. 이전에는 소와 돼지에서 충분한 인슐린을 생산하기가 어려웠습니다. 1978년에 한 과학자는 박테리아를 사용하여 정밀 발효를 통해 정말 많은 양의 인슐린을 만들 수 있다는 사실을 발견했습니다! 요즘에는 정밀발효를 통해 단백질, 효소, 의약품용 화학물질을 만드는 데에도 사용됩니다. 은행 바이오 웍스 그리고 전 세계적으로 많은 다른 회사들이 있습니다.

그러나 정밀 발효의 경이로움은 여기서 끝나지 않습니다. 혹시 맛본 적 있나요? 임파서블™ 버거? 이 식물성 버거는 놀랍게도 고기와 같은 맛이 나며, 이는 모두 정밀 발효 덕분입니다. 과학자들은 고기에 고기맛을 부여하는 헴(Heme)이라는 전통적인 쇠고기에서 발견되는 분자를 확인했습니다. 정밀 발효를 통해 헴을 생산하는 박테리아를 얻어 식물성 버거에 친숙한 맛을 더했습니다.

정밀발효는 식품이나 의약품에만 국한되지 않습니다. 정밀발효를 이용해 우리가 일상생활에서 사용하는 다양한 제품을 만드는 기업이 있어요! 라는 회사에서 겔토르 이를 사용하여 스킨케어 및 식이 보조제에 사용되는 분자인 동물성 콜라겐을 생성하지 않습니다. 같은 회사도 있어요 현대 풀밭 정밀 발효를 통해 바이오 가공 소재를 생산하는 데 중점을 두고 있습니다. 동물성 가죽을 사용하지 않은 가죽과 같은 직물을 생각해 보세요! 특정 단백질을 재배함으로써 지속 가능하고 동물이 없는 가죽 대안을 만들 수 있습니다. 또 다른 혁신가는 환경 보호 정밀발효를 활용한 지속가능한 포장재와 제품을 만드는 데 주력하고 있습니다. 그들은 버섯의 뿌리 같은 구조인 균사체를 사용하여 전통적인 플라스틱 폼을 대체할 수 있는 생분해성 포장 재료를 재배하고 형성합니다. 전반적으로 정밀 발효는 과학의 힘을 활용하여 식품 및 생명공학 산업에서 혁신의 경계를 넓히는 동시에 환경 친화적이고 비동물성 대안에 대한 증가하는 수요를 충족할 수 있는 놀라운 방법입니다.

정밀발효로 만든 제품은 안전한가요?

모든 신제품과 마찬가지로 판매되기 전에 안전한지 확인하는 것이 매우 중요합니다. 정밀발효는 식품과 과학을 결합합니다. 엄격한 안전 점검. 과학자들은 건강이나 환경에 위험을 초래하지 않고 원하는 화합물을 생산할 수 있도록 미생물을 조작하는 데 시간을 보냅니다. 생산 전반에 걸쳐 과학자들은 유해한 부산물이 없는 안전한 제품을 보장하기 위해 지속적으로 모니터링합니다. 정밀 발효에 사용되는 원리와 기술은 생물학, 화학, 유전학에 대한 확고한 과학적 지식을 바탕으로 합니다.

고맙게도 정밀 발효 제품은 출시되기 전에 미국 식품의약청(FDA)과 같은 정부 기관 및 기타 국가의 이에 상응하는 기관의 엄격한 테스트를 거칩니다. 현재의 지식과 규제 감독을 바탕으로 임파서블 버거의 인슐린 및 헴과 같이 섭취해도 안전한 것으로 간주되는 정밀 발효에서 파생된 여러 제품이 있습니다. 이는 FDA의 엄격한 테스트를 통과했으며 미국 시장에서 판매 승인을 받았음을 의미합니다. 따라서 보다 정밀한 발효 제품을 주목하세요. 곧 매장에 출시될 수도 있습니다!

정밀발효는 식품의 미래인가?

위에서 살펴본 모든 이유로 정밀 발효는 식품 미래의 주요 플레이어로 빠르게 자리매김했습니다! 엄청난 양을 보유하고 있는 반면 약속, 이는 식품 혁신이라는 더 큰 퍼즐의 한 조각일 뿐이라는 점을 기억하는 것이 중요합니다. 식품의 미래에는 정밀 발효, 식물성 식품, 수직 농업 및 기타 관행과 같은 다양한 접근 방식이 혼합될 가능성이 높습니다. 과학과 기술이 계속 발전함에 따라 정밀 발효는 더욱 다양한 식품 환경을 조성하는 데 점점 더 큰 역할을 할 것으로 예상됩니다. 그러나 규제 승인, 대중의 수용, 가격과 같은 요소도 식품 시스템 및 기타 제품의 정밀 발효 변형 범위와 속도를 결정하는 데 중요한 역할을 합니다.

작성자 메모: 모든 그래픽/그림은 원본이며 다음에서 생성되었습니다. 나에게 (내장형 그래픽 1, 그래픽 5) 및 Canva (그래픽 2-4).

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• 출처: https://biotech.ucdavis.edu/blog/fermentation-bioreactors-your-plate