신곡은 누룩곰팡이를 이용한 약용효소제이다. 누룩은 병국(騈麴)과 산국(散麴)으로 나눌 수 있고 병국은 분국(焚麴)과 신국(神麴)으로, 산국은 황의와 황증으로 나누어 볼 수 있다.
병국(騈麴)은 밀을 제분, 가수하여 뭉쳐서 만든 막누룩을 말한다. 여기에서 분국은 볶은 밀을 제분하여 쓰는 것으로 신국보다 발효력이 1/2-1/4정도이고 신국(神麴)은 볶은 밀, 찐밀, 날밀을 가루내어 각각 같은 양씩 혼합하여 쓰는 것이다. 신국의 특성은 반드시 날밀이 들어간다는 것으로 곰팡이 번식(Rhyzopus:라이조프스)은 용이하나 누룩 만들기의 기간과 조작 규정이 까다롭다. 이는 생전분 분해력이 강한 라이조프스 곰팡이의 증식에는 좋으나 곰팡이의 성장에 필요한 기간은 상대적으로 길기 때문일 것이다. 도꼬마리, 보리짚, 뽕나무잎을 누룩에 덮어서 식물체에 붙어있는 곰팡이포자, 효모가 누룩에 부착되어 번식되도록 하고, 뽕나무잎, 쑥, 쑤유등을 달인 즙으로 반죽한다. 병국의 미생물은 일본인 山와의 미생물학적 조사에 의하면 막누룩(병국)에는 거미줄곰팡이(Rhyzopus:라이조프스)와 효모가 많고 털곰팡이(Mucor)가 다음으로 많다고 한다.
산국(散麴)은 곡물 낱알이나 곡분으로 만든 것으로서 흩어져 있는 누룩을 말한다. 여기에는 표에서 볼 수 있듯이 황의(黃衣)와 황증(黃蒸)이 있는데 황의(여국)는 곡물의 낱알을 그대로 이용한 낱알 흩임누룩으로 밀알을 침지한 후 꺼내서 두치 두께로 펴놓고 물억새나 도꼬마리같은 식물의 잎으로 덮은 다음 7일이 지나서 노랗게 포자가 덮이면 꺼내서 햇볕에 말려쓴다. 황증은 밀을 제분하여 가수한 것을 꺼낸다음 고루펴서 식히고 양손으로 어루만져 부수어 7일정도면 얻어진다. 이와같이 황증은 곡물을 일단가루 내어 만든것이니 가루흩임누룩이라 할 수 있겠다. 진대(晋代)의 남방초목상(南方草木狀)에는 가루흩임누룩의 일종인 초국(草麴)이 나오는데 쌀가루에 여러 약초 찧은 것을 섞어 칡즙으로 반죽하여 달걀만한 크기로 만든 다음 이것을 쑥속에 묻어 발효시킨 것으로 약 1개월만에 만들어진다. 산국의 미생물은 Rhyzopus(거미줄곰팡이), Mucor(털곰팡이), Aspergillus(황국)가 차례로 많고 중국남방계의 초국에는 Aspergillus가 많다고 한다. 제민요술에 나타난 누룩의 사용법은 막누룩을 쓰되 햇볕에 말려서 깍아내거나 잘게 부순 후 물에 침지한 수국(水麴)으로 하여 쓰여졌다. 이때 우러난 맥즙을 국수라 하는데 이것이 주모에 해당된다.
오늘날 중국, 한국의 누룩은 거의 막누룩이며, 일본을 제외하고는 흩임누룩은 거의 장과같은 조미료나 식초, 김치 등과 같은 발효식품에 사용되어지고 있다.
신곡의 작용은 이러한 누룩곰팡이의 작용을 이용한 것인데, 누룩을 만들때 밀기울에 여섯가지 약재를 섞어 발효시켜 만든 것이다. 지금의 육신곡은 [의학입문]의 육신곡 처방을 연용한 것입니다.
먼저 누룩곰팡이와 효모의 정의에 대해 알아보겠습니다.
1. 누룩곰팡이 쌀누룩이나 보리누룩을 만드는 데 쓰인다. 누룩곰팡이를 대표하는 누룩곰팡이속에는 50여 종이 알려져 있다. 그 중에서도 쌀의 녹말을 당화하는 좁은 뜻의 누룩곰팡이(A.oryzae), 강력한 효소를 지니는 것으로 유명한 검은곰팡이(A.niger) 등은 유용한 균이지만, 아스페르길루스 푸미가투스(A.fumigatus) 등은 널리 토양 속에서 분리되는 사상균(絲狀菌)으로 종종 새에게, 드물게는 인체의 내장에 들어가서 아스페르길루스증(症)을 일으키기도 한다. 무성생식(無性生殖)을 하는데 꼿꼿이 선 균사의 잔가지 끝에 둥근 정낭(頂囊)이 생기고 여기에 가늘고 긴 병 모양의 잔가지가 밀생하며 그 끝에 포자가 생기면서 이루어진다. 개개의 포자는 대략 구형이지만 포자가 차례차례로 자라기 때문에 긴 사슬이 되어 선단에서 분산한다. 발육 적온은 37℃, 생성되는 유기산(有機酸)은 코지산 ·글루콘산 등이고, 효소는 아밀라아제 ·말타아제 ·인베르타아제 ·셀룰라아제 ·이눌리나아제 그 밖의 단백질분해효소 등이다. 이 중 아밀라아제의 작용, 즉 녹말을 설탕으로 분해하는 힘을 이용하여 청주 ·감주 ·간장 ·된장 등의 누룩제조에 사용한다. 각각 용도에 따라 특수한 품종이 만들어지고 있다. 2.효모(알코올 발효의 구조) 효모를 영어로 이스트라고 하는데 그것은 '거품'이라는 의미를 담고 있다. 효모는 고대 이집트 시대부터 포도주나 맥주 등 알코올 음료를 만드는 데 사용되어 왔다. 효모는 눈에 보이지 않을 정도로 작은 곰팡이 무리(크기 10마이크론 내외)이며,풍선과 같은 모양을 하고 있고, 싹이 나서 증식된다.(출아법) 또한 효모는 빵을 만드는 데에도 사용된다. 빵은 곡물 가루(밀가루 등)에 효모와 물을 타서 반죽하고, 효묘의 발효와 팽창제(부풀어 오르게 하는 가루)에 의해서 생긴 이산화탄소(탄산가스)에 의해 부풀려진 것을 구운 것이다. 구워진 후에도 알코올 성분의 0.5퍼센트 정도는 빵에 남는다. 그리고 발효의 부산물로서 알데히드, 케톤, 산류등이 아즈 조금 생겨서 베이킹 파우더로는 얻을 수 없는 향긋한 냄새가 난다. 효묘가 알코올과 이산화탄소를 만들어 내는 작용을 알코올 발효라고 하는데, 이 반응은 다음의 화학 반응식으로 나타낼 수 있다. C6H12O6 → 2C2H5OH + 2CO2 + 56㎈ 곰팡이와 효모는 친척이다. 어떤 종류의 효모는 곰팡이로 바뀌기도 하고 곰팡이가 효모로 되는 경우도 있다. 반응식으로 알 수 있듯이 효모는 포도당을 분해해서 에틸알코올과 이산화탄소로 만드는 동시에, 그 때 생긴 에너지를 써서 생활하고 있다. 이 알코올 발효처럼 산소를 필요로 하지 않는 호흡을 무기 호흡이라고 한다. 그리고 효모나 곰팡이 같은 미생물의 작용으로 유기물이 분해되어 다른 간단한 유기물을 생기게 하는 현상을 발효라고 한다. 발효에는 알코올 발효 외에 초산 발효, 유산발효 등이 있다. 초산 발효의 반응을 정리하면 다음의 반응식으로 나타낼 수 있다. C2H5OH + O2 → CH3COOH + H2O + 115㎈ 이 반응에서는 산소가 필요하다는 것을 알 수 있다. 식초를 만드는 데에도 이 반응이 이용되며 오래 된 술이 시어 버리는 것도 초산균의 소행이다. 우리 나라에서는 예로부터 된장이나 간장을 만드는 데 미생물을 이용해 온 전통이 있는데, 현재는 그 기술을 생물 공학 산업에 활용해서 각종 발효 식품 이외에 의약품을 만드는 데에도 유용하게 쓰고 있다.
다음으로 곰팡이와 효모에 대해 좀 더 자세히 알아보도록 하겠습니다.
1. 곰팡이(Fungi) 곰팡이는 각종 식품을 변패시키 우리에게 위해를 주기도 하지만, 반면 치즈, 간장, 된장 등과 같은 발효식품생산이나 의약품 및 효소 등의 생산에 이용되어 유익한 면도 있다. 절대호기성이며 최적 pH는 4~6, 생육에 반드시 유기물질이 필요한 종속영양균, 분류학상 진균류에 속하며, 포자에 의해 증식하고 진핵세포를 갖는 다세포미생물이다.
1)곰팡이의 형태 곰팡이는 포자가 발아한 후 실모양의 균체체포를 형성하여 균사상으로 발육하는 사상균이다. (1) 곰팡이는 균사체(영양기관), 자실체(번식기관), 균총으로 구성 ①균사 : 영양균사와 기균사 ②포자 : 자실체 선단에 포자를 만들어 번식과 생식(포자의 색은 종류에 따라 황색, 흑색, 청색, 녹색, 회백색 등) (2)포자의 종류 ①유성포자 : 2개의 세포핵이 융합하는 유성생식의 결과 형성된 포자 (종류 : 난포자, 접합포자, 자낭포자, 담자포자) ②무성포자 : 세포핵의 융합없이 단지 분열에 의해 무성적으로 형성된 포자 (종류 : 포자낭포자, 분생포자, 분절포자, 후막포자 등)
2) 곰팡이의 분류 ①조간균류(Phycomycetes) : 균사에 격벽이 없는 호상균류와 난균류, 접합균류,로 대별 *접합균류 : Mucor속(털곰팡이), Rhizopus속(거미줄곰팡이), Absidia속(활털곰팡이), Thamnidium속 ②순정균류(Mycomycetes) : 균사에 격벽이 있는 자낭균류, 담자균류, 불완전균류 등 *자낭균류 : Aspergillus(누룩곰팡이)속, Penicillium(푸른곰팡이)속, Monascus(홍국곰팡이) 속, Neurospora(빨강 누룩곰팡이)속
3)식품관련 주요 곰팡이 ①Aspergillus oryzae(황국균) : 청주, 된장, 간장, 감주, 절임류 등의 생산에 이용, 코오지에서 효소를 추출하여 소화제를 생산하기도 함 ②Aspergillus sojae : 장류제조에 이용 ③Aspergillus niger : 흑국균으로 녹말의 당화력이 강하고 당에서 구연산, 수산, 글루콘산을 생산하는 균주가 많으므로 유기산 발효공업에 이용
④Aspergillus flavus : 토양이나 식품에서 종종 발견되고 aflatoxin(발암성)생성
4)곰팡이 생리 ▶곰팡이는 환경에 대한 적응력이 강하다. 특히 건조에 강하고 높은 당, 염 농도에서도 생육 ▶대부분 곰팡이는 25~30℃가 생육적온 ▶산성영역에서 잘 번식
2. 효모(Yeast) 효모는 단세포의 미생물로 자연계의 과실의 표면, 수액, 꽃의 밀샘, 토양, 해수, 우유, 맥분,공기, 곤충의 체내에 널이 분포되어있다. 또한 효모는 통성혐기성 상태에서 번식하는 성질을 이용하여 포도주, 맥주, 청주 등의 양조공업에 이용하기도 하고, 공업용 알콜, 제빵제조에 이용되기도 한 유용한 미생물이다.
④발효2형식 효묘배양액을 알카리로 하면 alcohol, acetic acid, glycerol 등이 생성2C6H12O6 +NaHCO3 혹은 Na2HPO6 → 2(C3H5OH)3(glycerol) +CH3COOH(acetic acid) + C2H5OH(ethyl alcohol) +2CO2 ⑤발효3형식 효모배양액에 아황산나트륨을 가하여 배양하면 glycerol, acetic acid, acetaldehyde 등 생성 C6H12O6 +Na2SO3 →C3H5(OH)3(glycerol) +CH3COOH(acetic acid) +CH3CHO(acetaldehyde) +CO2
마지막으로 주요한 누룩곰팡이들에 대해 자세히 알아보겠습니다.
1. Aspergillus속 o Aspergillus oryzae(황국균) 집락 : 처음에는 백색, 분생자가 생긴 다음 황색, 점점 황록색으로 변화 간장, 된장 등의 제조에 이용 강한 전분 당화력과 단백질 분해력, 효소제제 생산에 이용 대사생산물로 kojic acid 생성 o Aspergillus sojae 황국균, 집락은 진한 녹색, 때로는 황색 간장 양조에 이용 o Aspergillus niger (흑국균) 포자는 흑색, 경자는 보통 2단 전분 당화력이 강하고 빵, 과일 등에서 자주 발견 oxalic acid, gluconic acid, citric acid 등의 유기산 발효공업에 이용 pectinase를 강하게 분비하는 것은 과일 주스의 청징제 제조에 이용 o Aspergillus awamori 흑국균, 포자는 갈색, 오키나와의 아와모리 술 양조에 이용 o Aspergillus usami 흑국균, 알코올 제조용 전분질 원료의 당화에 이용 o Aspergillus kawachii(Asp. niger mut. kawachii) 우리 나라 탁주 제조에 사용, Asp. niger 변이균, 백국균 o Aspergillus glaucus 균총은 일반적으로 청록색, 황색의 피자기 형성 내건성, 삼투압이 높은 곳에서도 번식 가쯔오부시에 특유한 향기 부여 o Aspergillus flavus Aspergillus oryzae와 유사 분생자는 처음부터 황녹색, 토양과 식품에서 흔히 발견 간암을 일으키는 강력한 발암성 물질인 aflatoxin 생산
2) Penicillium속 o 자연계에 널리 분포, 과일, 떡, 빵 등에 잘 번식 o 푸른곰팡이, 균총은 청록색이 대부분, 회백색, 황갈색 등도 있음 o 분생자병 끝에 phialide가 빗자루 모양으로 배열하여 추상체(penicillus) 형성, 분생자가 사슬모양으로 착생 단륜생(monoverticilla) : penicillus가 분기하지 않은 것 쌍륜생(biverticilla) : penicillus가 분기하여 2단으로 된 것 o 치즈 숙성과 penicillin의 생산에 이용, 황변미 원인균을 포함 o Penicillium chrysogenum, Penicillium notatum 항생물질 penicillin 생산균 o Penicillium citrinum 황변미 원인균, 독성이 있는 황색색소 citrinin 생성 o Penicillium islandicum, Penicillium citreo-viride 황변미 원인균 o Penicillium expansum 과일 부패균(주로 사과와 배) o Penicillium italicum, Penicillium digitatum 감귤류 부패균 o 분홍색의 monascorbine 색소 생성, 균총은 붉은색 o 균사의 끝에 유성생식으로 폐자기를 만들고 그 속에 자낭포자 형성 o 무성생식으로 균사의 가지에 분생자를 연결하여 착생 o Monascus purpureus 중국에서 홍국(anka), 홍주(anchu) 제조에 이용 o Monascus anka 홍국, 홍유부(紅乳腐) 제조에 이용 pectin 분해력이 강하여 과즙의 청징제 제조에 이용
4) Neurospora(Monilia)속
o 빨간 빵곰팡이, 불에 타다 남은 나무, 옥수수의 속대, 빵에서 잘 번식 o 대부분 자웅이주, 갈색 또는 흑색의 피자기 형성 o 자낭내에 4∼8개의 자낭포자 형성 o 무성세대에서는 오렌지색 또는 담홍색의 분생자 착생 o Neurospora(Monilia) sitophila 포자에 β-carotene을 다량 함유 인도네시아의 ontjom 제조에 이용 o Neurspora crassa 미생물 유전학 연구재료
이와같이 신곡은 누룩곰팡이의 일종인 황국균 흑국균 홍국균등을 이용하여 당화 발효의 작용을 하고 각종 유기산을 생성하고 보조효소의 작용을 통해 물질대사에 영향을 끼치며, 음식물 중 단백질의 소화 흡수와 이용에 도움을 준다.
그 효능은 다음과 같다. 1. 藥性 : 甘辛, 溫하고 脾, 胃經으로 들어가 消食和胃의 효능이 있다. 2. 신곡은 醱酵하여 만든 것으로 消食 健胃 和中의 효능이 있어서 食積不化, 不思飮食 등을 치료한다. 신곡은 또한 능히 광석류의 약을 도와서 運化吸收하게 한다. 그러므로 이것으로써 糊丸하여 사용함으로써 그 약효를 발휘시키게 도와줄 수 있다. 2. 生用하면 建碑養胃發表시키고, 炒用하면 行氣消積止瀉시킨다. 신곡과 맥아는 모두 곡식을 잘 소화시키며 積滯가 잘 없어지게 한다. 신곡의 消導시키는 힘이 강하며 또한 食積氣滯와 腹痛泄痢를 만나면 行氣를 잘 시킨다. 맥아의 작용은 和緩하며 또한 비위허약과 飮食乏味를 만나면 和中補虛의 효능이 있다.