주요 미생물의 기능

방선균 이란?

 

우리는 흙에서 흙냄새가 난다고 합니다. 좋은 흙에서는 기분 좋은 흙냄새가 나지요.

그 흙냄새를 만들어 내는 것이 바로 방선균 입니다.

 

한때는 곰팡이와 세균의 중간에 위치하는 미생물, 혹은 세균과 사상균의 양쪽에 속하는 미생물로 분류했지만, 최근에는 세균에 가까운 원핵생물로 분류를 하고 있습니다.

 

토양·식물체·동물체·하천·해수 등 자연계에 널리 분포하며, 특히 토양에서 검출되는 종류가 다양하고,

또 자연계에 존재하는 방선균의 대부분을 차지하기 때문에 일반적으로는 토양에 존재하는 방사선균만을 일컫습니다.

 

세포의 크기는 세균과 거의 비슷하며, 세포가 마치 곰팡이의 균사처럼 실 모양으로 연결되어 발육하며,

그 끝에 포자를 형성하는 특징이 있습니다.

 

병원성 곰팡이의 천적 미생물로 토양 내에서 자라면서 병원균을 죽이거나 생육을 정지시키는 항생물질을 만들어 냅니다.

 

이러한 항생물질 뿐만 아니라, 세포가 균사의 형태로 자라면서 각종 병원균이나 병원균의 포자를 감싸서 발아하지 못하도록 직접적인 영향을 주기도 합니다.  퇴비를 많이 넣은 토양에서 각종 병해가 예방되는 것은, 바로 이 방선균의 영향입니다.

 

버섯 배지를 살균 후 후발효시키는 이유도 방선균을 배양하기 위한 것이며,

방선균 배양이 잘 된 배지는 버섯 종균 접종 후 활착과정에서 잡균의 오염이 거의 없게 됩니다.

 

특히 토양에 있는 방선균은 각종 유기물의 분해, 특히 난 분해성 유기물의 분해에 중요한 역할을 합니다.

우리가 낙옆이 쌓여 있는 곳을 들추거나, 잘 부숙된 유기물이 많이 들어있는 퇴비에서 흙냄새가 많이 나는 것은, 바로 방선균의 잘 자라고 있기 때문입니다.

 

퇴비발효시 내부 온도가 70~80도 일 때 퇴비내의 우점 미생물은 고온성 세균과 고온성 방선균입니다.

방선균은 고온성, 중온성, 저온성이 모두 존재하기 때문에 완숙퇴비에서는 높은 밀도의 방선균과 방선균 부산물이 발견됩니다.

 

이것을 역으로 놓고 보면, 방선균은 유기물, 즉, 낙엽이나 톱밥등이 많이 필요하다는 이야기 입니다.

이러한 유기물을 토양에 많이 넣어주라는 이유가 바로 여기에 있습니다.

 

방선균의 크게 번식하면서 토양의 유해 미생물밀도도 낮아지고,

유기물들이 분해되면서 만들어진 부식산은 토양의 보비력과 보습력을 증진시켜주지요.

 

 

 

곰팡이균 이란?

 

곰팡이. 정말 많이 보입니다.

습기가 있는 곳이면 어디에서든 볼 수 있다고 해도 과언이 아니지요.

곰팡이는 그 몸체가 실처럼 가는 모양의 균사로 되어있는 사상균을 가리킵니다.

 

균류 중에서도 세균, 고초균, 버섯 등이나, 경우에 따라서는 효모와도 구별하지만 엄밀하게 구별하기에는 어려움이 많습니다.

 

균류는 보통 다음과 같이 분류하는데요, 조균류 270속 1,500종, 자낭균류 1,850속 1만 5000종, 담자균류 550속 1만 5000종, 불완전 균류 1,450속 1만 5000종, 그밖의 것을 포함하면 합계 4,400속 5만 종이나 됩니다.

이 가운데서 버섯을 형성하는 것은 자낭균류의 일부와 담자균류가 대부분이므로 나머지는 모두 곰팡이류로 다루게 됩니다.

 

그러므로 곰팡이류의 종류는 아무리 적게 보아도 3만 종 이상으로 봅니다. 수많은 곰팡이류가 있고, 그녀석들을 하나하나 분류하기에는 너무나도 어려움이 많지요.

 

곰팡이는 생육속도가 느린 편으로, 퇴비 발효시 발효 후반부에 나타나는 것은 이러한 이유입니다.

일단, 밥을 예를 들면 시큼한 냄새가 나도록 쉬어 버린 다음에 검거나 푸른 곰팡이가 핍니다.

 

시큼한 냄새가 난다는 것은 주로 효모계열의 미생물이 증식을 한다는 것이고, 그 다음 단계에서 곰팡이가 피는 것입니다. 또, 성장이 늦다보니 다른 미생물들이 빠르게 번식과 증식하는 동안에는 길항작용으로 번식하지 못하고 있다가,

 

그러한 발효 과정이 끝난 다음에 많이 번식을 하는 것이지요. 이녀석들은 섬유질 분해능력이 우수하여 톱밥, 볏집과 같이 섬유질 성분이 많은 유기물의 발효는 곰팡이에 의해 완성된다고 해도 과언이 아닙니다.

 

작물이나 축산에서 상당부분의 병이 곰팡이와 관련이 깊습니다.

허나 이런 놈들이 워낙에 많기에, 작물에서 유익한 작용을 하는 곰팡이를 소개하도록 하겠습니다.

 

일단, 균근균이라는 것이 있습니다.(마이코리자라고 부릅니다.)

이놈들은 작물 뿌리에 밀착하여 생성하는데, 작물의 뿌리와 공생의 관계를 이루고 살아갑니다.

녀석들은 작물의 뿌리로 부터 영양을 얻어 성장하면서,

 

자신들 역시도 토양에서 인산과 같은 난용성 성분을 흡수하여 뿌리에 공급합니다.

산에서 칡을 캐다보면 소나무 뿌리에 검거나 하얗게 균사가 끼어있는 모습을 보기도 합니다.

이것이 바로 균근균입니다.

 

이 균근균을 다른 작물의 뿌리에도 공생시키면,

양분흡수율이 증가하는데, 이러한 공생관계를 맺는 균은 찾는 것이 쉽지는 않습니다. 또 뿌리 표면을 덮고 있기 때문에 물리적 방어벽의 역흘을 하여 뿌리가 병에 걸리는 것을 방지하기도 합니다.

많은 쓰임이 있고 유용한 것이 균근균이라 작물에 적용하기위한 연구는 많이 있지만, 아직 크게 효과를 엊지는 못하고 있습니다.

 

곰팡이들은 그 종류가 많고, 서로 길항작용이 밀접하게 연관이 되어 있습니다.

 

예를 들어,

항생제의 시초가된 페니실린의 푸른 곰팡이도 자신이 성장하기 위해 다른 곰팡이류를 억제하는 항생물질을 뿜는 것이지요.

 

그렇기에 유용한 곰팡이류에서 채취된 항생물질은 병원성 곰팡이로부터 작물을 보호하기도 하고,

축산에서는 누룩곰팡이균을 이용하여 설사를 예방하기도 합니다. 허나, 곰팡이는 배양과 추출에서 상당히 민감하기 때문에 대부분 실험실이나 전문 기관에서 약재가 만들어집니다.

 

 

유산균 이란?

 

통기성 세균, 즉, 공기가 있어도 잘 자라고 없어도 잘 자라는 균입니다.

우리가 흔히 알고 있는 김치와 요구르트도 바로 이 유산균(젖산균)의 활동으로 만들어 집니다.

 

가장 활발하게 활동하는 온도는 20~40도 정도가 됩니다. (온도가 높으면, 김치가 빨리 익지요...)

종류가 많고, 각 종류마다 빠르게 증식하는 속도도  조금은 다릅니다.

젖산균이라는 이름처럼, 증식하는 과정에서 젖산을 만들어 내어 산도를 낮추고(pH4정도 까지...),

과산화 수소를 만들어내어 병원성 미생물의 증식을 억제해 토양양의 병해를 막는 역할을 합니다.

 

유산균이 좋은 또 다른 이유는 무엇일까요?

발효 과정에서  비타민이나 아미노산은 물론이고, 항균물질, 항암물질과 같은 각종 생리 활성물질을 생산함으로써 식물과 동물에게 좋은 영향을 미칩니다.

 

식물에게는 자기 방어능력과 자가 치유력을 높여주고, 동물의 경우에는 장내 미생물을 안정화 시켜 설사를 억제하고, 사료 효율을 높이며, 내병성을 증가시켜줍니다.

(사료효율이 높아짐에 따라서 동물의 분변에서 악취도 감소합니다.)

 

또한, 토양에 들어가면 인산을 비롯한 미량원소와 가종 양분의 활성을 높게 해주어 생육을 촉진시킵니다.

이러한 기능때문에 액비제조나 발효사료 제조등에 많이 이용됩니다.

 

농업에서 사용하는 유산균은 돈을 주고 살 수도 있지만, 일반적으로 집에있는 요구르트나 김치국물을 종균으로 이용해서 증식사용하는 것도 가능합니다.

 

간단한 증식 방법은 쌀뜸물이나 전지분유로 만든 배지에 설탕을 약 1~5%정도 첨가 후 페트병등에 넣어서

햇빛을 피해 따뜻한 곳에 두면 됩니다.(물론, 요구르트나 김치국물을 넣어주어야 겠지요? 1리터에 50cc쯤 넣어주면 됩니다.)

 

 발효과정에서 가스가 발생하므로 가끔 뚜껑을 열어 병이 터지는 것을 막아주어야 합니다.

통상 4일에서 1주일을 예상하면 가능하나, 요구르트 발효기 같은 기계를 이용해 37~40도를 일정해게 유지해 주면 2일만에도 배양을 끝낼 수가 있습니다.

 

 

 

효모균 이란 ?

 

빵·맥주·포도주 등을 만드는 데 사용되는 미생물로, 곰팡이나 버섯 무리이지만 균사가 없고, 광합성능이나 운동성도 가지지 않는 단세포 생물의 총칭이다. 전형적인 효모는 출아에 의해 증식하는 크기 8 μm의 타원형 ·구형인 세포이다.

 

 

 

효모의 어원은 그리스어로 ‘끓는다’는 뜻을 가지며, 이것은 효모에 의한 발효 중에 이산화탄소가 생겨 거품이 많이 생기는 것에서 유래한다. 대부분 토양 속에 살지 않으며 꽃의 꿀샘이나 과실의 표면과 같은 당농도가 높은 곳에 많이 생육하고 있다. 당을 발효시켜 에탄올과 이산화탄소를 생산하는 능력을 가진 것이 많다. 이 성질은 맥주의 제조나 빵의 발효에 이용되고 있으며, 기원전 수천년경에 이미 상당히 완성된 형태로 행해졌던 것이 바빌로니아의 고도 발굴이나 로제타석(石), 이집트의 유적 연구 등에서 확인되었다. 과실주와 같은 간단한 술은 더 일찍 만들어졌고, 부모로부터 자식에게 전승되었던 것으로 추정된다.

효모 자체는 값싼 지방·단백질원으로 사료에 사용된다. 비타민 B군을 풍부하게 함유하고, 또 비타민 D를 함유하는 것도 있으며, 의약품 공업에도 사용되고 있다. 효모를 처음으로 관찰한 것은 현미경의 발명자 레벤후크(Anton van Leeuwenhoek)이며, 1680년 맥주효모를 발견하였다. 그러나 효모 발효의 생물학적 의의가 알려진 것은 1861년이었으며, 파스퇴르(Louis Pasteur)는 포도주 발효가 효모에 의해 일어난다는 것을 처음으로 밝혔다.

효모의 발효현상에 대한 더 진보적인 해명은 부흐너(Eduard Buchner)에 의하여 1897년 치마아제(zymase)가 발견됨으로써 비약적으로 진전되어 효모는 생화학적으로 가장 잘 해석된 미생물이 되어 생화학의 발전에도 큰 역할을 하였다. 효모의 세포벽은 주로 글루칸과 만난에 의하여 구성되며, 그밖에 지질·단백질과 소량의 키틴질을 함유한다. 세포 내에는 핵·미토콘드리아·액포·글리코겐 과립을 가지며, 발효뿐만 아니라 호흡도 잘한다. 또한 효모는 다량의 RNA를 함유하며, 1967년까지 전구조가 결정된 5종의 tRNA는 모두 효모에서 유래한 것이다. 효모의 생활사는 1935년 윈게에 의하여 처음으로 세대교번이 밝혀졌고, 1960년에는 호손(Donald Hawthorne), 모르티머(R. K. Mortimer)에 의하여 염색체지도가 완성되어 유전학의 좋은 재료가 되었다. 1953년 에프루시에 의한 호흡결손균의 발견은 세포질유전의 유명한 예이며, 미토콘드리아의 기원과 관련하여 관심을 끈다.

또한 효모는 가장 간단한 형태의 진핵생물로 인간의 세포와 세포주기가 매우 유사하다. 이러한 유사점을 바탕으로 진핵생물의 DNA 복제, 교차, 세포 분화 등의 원리를 효모를 통하여 밝혀왔다. 또한 인간의 물질대사에 필수적인 많은 단백질들이 효모와 유사한 단백질들과의 비교로부터 발견되어 현대 분자생물학·세포학 등에 큰 영향을 미치고 있다.

 

짧게 줄이면 농가 부산물의 발효시 열 발생의 주요 미생물이며, 유기물 분해 능력이 우수하고, 악조건에서도 잘 산다는 이야기 입니다. 아미노산과 비타민등을  풍부하게 함유하고 있어, 사료로서의 가치도 높고, 축사의 악취 개선에도 좋고, 식물에게도 좋은 영향을 미칩니다.

 

밀기울이나 쌀겨를 발효시키면 나는 구수한 막걸리냄새의 주인공이지요.

효모는 고온의 조건을 만드는데요, 이러한 고온의 조건은 다른 유해 미생물과 잡초등의 씨앗을 없애는데 유용합니다. (완숙퇴비를 만들면, 풀씨가 죽는 이유가 바로 이 고온때문입니다.)

 

시중에서 파는 이스트나 생막걸리를 쌀겨, 혹은 밀기울에 살짝 뿌려주고 잘 덮어주면 배양이 아주 잘 됩니다. 이렇게 배양시킨 것을 퇴비의 발효 보조제로 사용하면 빠른 완숙퇴비를 만드는데 큰 도움이 됩니다.