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미생물에 의한 발효와 부패의 차이점

醱酵(fermentation)
미생물의 작용에 의해서 유기물이 분해되어 인간에게 유용한 물질이 생성되는 현상.

腐敗(decay)
생물의 유해(죽은 개체나 조직)나 배설물 등 질소를 함유하는 유기물질이 미생물에 의해서 불완전하게 분해되는 현상.

발효와 부패는 거의 유사한 뜻입니다.
그러나 엄밀하게는 다음과 같은 분명한 구별이 있음을 알 수 있습니다.

1. 음식물의 차이
부패가 된 음식물을 인간이 직접 섭취하게되면 부패도중 각종 부패 미생물들이 물질대사를 한 독소가 소화기내에서 중독을 일으키게 됨으로 식중독이라는 병증을 유발시키는 반면,
미생물의 발효가 된 음식물은 인간이 직접 섭취할 수 있다는 것입니다.
발효는 각종 산업재료와 의약품 제조, 각종식품 및 농수산물에 이용되며 그밖에 여러 용도에 응용되어 폭넓게 활용되고 있으나,
부패된 음식물은 염기를 제거했을 경우 거름정도 이외에는 인간이 별로 사용할 가치가 없다는 것입니다.

2. 과정상의 특징
부패균과 발효균은 부산물에 기생하는 종류가 구분이 된다는 것입니다.
어떤 하나의 부산물에 부패균이 우점(優占)하여 활동을 하면 아민 및 황화수소라는 물질이 생성되면서 악취가 발생하므로, 즉 부패균으로 구분되어진 세균들이 활동을 해서 아민, 황화수소 등을 만들어 내는 과정을 부패라고 합니다.
발효균은 어떤 발효인가에 따라 종류가 많지만 아무튼 부패균과 구분되어 있으며 균들의 작용메커니즘도 각각이 다르므로 발효균이 작용을 할 때는 악취가 발생하지 않는다는 것입니다.
부패균은 유기화합물이 자연상태에 놓여 있을 때 대개는 예외가 없이 나타납니다만,
발효는 일반적으로 특정한 조건과 환경을 갖추었을 때 균류가 작용을 해서 나타난다는 것입니다.
가령 요리하려고 사온 배추를 오랫동안 방치해두면 부패하여 골아 뭉그러질 것입니다.
그러나 그 배추를 소금에 절여두면 부패균이 작용하지 못해 썩지를 않습니다.
그 배추를 용기에 담아 적당한 온도를 맞춰 보관하면 어디선가 발생된 발효균은 증식조건에 어울려 대량으로 배양 및 증식으로 발효작용을 해서 김치가 되는 것입니다.
이렇듯 발효는 특정한 조건과 환경에서 일어나게 되는데,
미생물 활동조건에 적절한 상온에서 상당기간이 지난 우유라는 음식물을 예를 들어본다면, 부패균이 이미 증식이 되어 심한 악취와 함께 썩어 상했을 것이나,
우유를 어떤 효소들과 함께 두어 특정한 작용을 시키게 되면 치즈로 발효되는 것입니다.
치즈가 되면서 냄새가 나긴 하지만 아민이나 황화수소의 냄새는 아닌 것이 차이라 하겠습니다.

흔히들 “부패의 일종으로 먹을 수 있는 것이 나오면 발효다“라는 식으로 많이 말하지만,
발효란 것은 미생물들이 유기물을 분해해서 특정 결과물이 나오는 단계를 모두 총칭해서 일컫는데,
발효란 그 작용 자체를 말하고 부패의 작용도 발효의 일종이란 말이겠지요.
이런 요소들이 발효와 부패의 차이라고 요점만 강조했습니다 만,
이해를 돕기 위해 발효에 의한 “숙성”과 부패에 의한 “산화”를 부연 설명을 다음과 같이 하겠습니다.

* 발효에 의한 “숙성”과 부패에 의한 “산화”

숙성(熟成:물질을 적당한 온도로 오랜 시간 버려둘 때 천천히 발효되거나 콜로이드 입자가 생성되는 따위의 화학 변화.)이란 것은 자연에 함유되어 있는 효소나 세균의 효소 등을 이용하여 식품의 맛을 내거나 부드럽게 하는 방법입니다.
이것을 우리는 "발효시킨다"라고 말하지요.
그러므로 숙성이란 뜻은 부패보다는 발효에 더 근접한 의미입니다.
예를 들자면 식품 속에는 단백질, 지질, 섬유, 탄수화물 등이 함유되어 있는데,
이들이 효소에 의해 서서히 변화하여 여러 가지 맛과 향기 성분을 내고 조직을 연화시킵니다.
서서히 숙성시켜야만 맛이 좋은 식품이 되기 때문에 저온을 유지하거나 식염, 알코올을 가하기도 하는데 이러한 과정이 발효에 해당하는 것이지요.

앞에도 설명한데로 발효와 부패는 거의 같은 기작입니다.
단지 용어정리상 발효는 사람에게 유용한 물질을 생성하는 미생물의 기작 결과를 의미하고 부패는 사람에게 유해하거나 무용한 물질을 생성하는 미생물의 기작의 결과를 의미하는 것입니다.
그 예를 들어서 식초를 생각해봅시다.
식초는 알콜이 발효가 진행되어지며 최종적으로 초(개미산, 초산, 젖산)가 생성됩니다.
그런데 술이 발효가 더욱더 진행되어져 초가 생성되면 이걸 발효이면서도 술이 상했다 혹은 부패되었다고 말하는 것입니다.
미생물의 종류에 따라서도 발효의 기작은 달라지는데 그 미생물이 효모나 곰팡이에 의한것인지 박테리아에 의한 것인지에 따라서도 매우 다르고 복잡한 것입니다.
발효는 여러 가지 산을 생성하는데 젖산, 초산, 개미산, 구연산등, 수많은 산을 만들어내며 그 과정 어디에서 반응을 중단시키고 산물을 인간들이 취하는가가 다른 것입니다.

마지막으로 “산화(酸化:어떤 물질이 산소와 화합하거나 어떤 물질에서 수소를 제거함.)”를 설명하겠습니다.
산화되는 것과 산성이 되는 것은 다른 것입니다.
우리가 생활에서 산화되었다는 말을 많이 사용하는데 이것은 그 물질이 산소와 결합했다는 것을 의미하죠.
음식물이 상할 때 공기중의 산소와 결합하는 반응을 일으키기 때문에 부패반응도 산화반응의 일종인 것입니다.
다시 산화를 정리하면,
어떤 물질과 산소가 화합하는 것,
산소와 결합하는 것,
그 물질에서 수소를 떼어내는 것,
산화수가 증가하는 것이라고 생각할 수 있습니다.
즉, 산소가 들어가는 것도 산화지만 금속이 전자를 잃는 것도 산화라고 할 수 있는 것입니다.
예를 들면, 공기 중에서 탄소나 황을 연소시키는 것은
C＋O2 = CO2
S＋O2 = SO2
와 같이 산소와 화합하기 때문에 산화입니다.
또 에탄올 CH3CH2OH를 적당한 산화제와 반응시키면 아세트알데히드 CH3CHO를 생성하고 원래의 에탄올보다도 분자 중의 수소수가 감소하는 것도 산화입니다.
이것은 우리 몸에서 술을 마셨을 때 볼 수 있는 반응이지요.
또 아연을 묽은황산에 녹일 때의 반응은
Zn+H2SO4 = ZnSO4+H2
이며, Zn은 Zn2+가 되어 양전하가 증가하고 있으므로 산화입니다.
(산화수의 증감에 의한 것은 좀 복잡하므로 여기서는 생략하겠습니다.)
물론 산화가 일어나면 반드시 환원반응도 일어나야 합니다.
누군가가 산소를 얻거나 전자를 잃는다면 그 옆의 누군가는 반대의 반응이 일어나야 하는 것이니까요.
하지만 산염기는 이 정의와는 무관합니다.
산화가 일어난다고 산성이 되는 것은 아니지요.
산성이란 수소이온을 내놓는 것이라고 정의되어지는데(좀 더 복잡한 정의도 있지만...)염산이나 황산같은 것은 자신이 가지고 있는 수소이온을 아주 잘 내놓기 때문에 대표적인 산성물질이 되는 것입니다.

끝으로 발효라는 것은 미생물의 작용에 의해서 유기물이 분해되어 사람에게 유용한 물질이 생성되는 현상입니다.
그에 비해 부패라는 것은 생물의 유해(죽은 개체나 조직)나 배설물 등 질소를 함유하는 유기물질이 혐기성세균에 의해서 불완전하게 분해되는 현상입니다.
똑같이 분해되는 것은 공통점이라고 할 수 있으나 발효라는 과정은 사람에게 유용하고 이로운 것을 가리키고 부패는 그 반대의 의미라는 것으로 해석하면 차이를 가장 쉽게 알 수 있는 것입니다.