효소(酵素, Enzyme)는 살아있는 미생물이 아니고, 사람이나 미생물과 같이 살아있는 생명체가 분비해내는 물질들 중의 하나로, 곰팡이의 한 종류인 효모(酵母, Yeast)와 혼동을 일으키면 절대 안 된다.
효소 작용으로 살아나는 땅
효모는 술을 만드는 미생물로서 효모가 술을 만들기 위해서는 여러 가지 효소를 분비해 알코올을 만들어 낸다. 효소의 역할 및 중요성을 설명하면서 흙속에 서식하는 미생물이 직접 볏짚과 같은 유기물을 분해·섭취하는 것이 아니라 효소라고 하는 물질을 통하여 유기물을 분해하는 것에 대하여 이제까지 설명을 해왔는데 오늘은 우리 생활 전반에 걸쳐 미생물이 어떤 역할을 하는지에 대하여 이야기를 하겠다. 참고로 유기물은 이와 같이 반드시 미생물이 분비하는 효소의 작용이 있어야지만 식물이 흡수할 수 있는 포도당·유기산 등으로 분해되지만, 화학비료는 효소의 작용 없이 흙에 뿌려지자마자 물에 녹아 식물에 흡수가 되므로 작물 성장에 미치는 효과가 눈에 뜨이게 빠른 것이다. 그러나 화학비료는 효과가 빠른 대신 토양의 미생물들을 실직자로 만들어 버리기 때문에 계속해서 화학비료만을 사용하다 보면 토양 미생물의 밀도가 떨어지고 다양성도 저하되어 결국은 지력이 약해진다.
효소 작용으로 건강해지는 몸
우리는 평상시에 음식을 섭취하여 건강을 유지하게 된다. 음식물은 주로 밥, 김치, 생선, 고기, 나물, 젓갈 등이다. 이와 같은 음식물들은 우리 몸에 들어와 샅샅이 분해되어 영양성분으로 흡수되게 되는데, 이때에도 효소의 작용은 빼 놓을 수 없을 정도로 중요하다. 먼저 밥을 먹으면 입속에 있는 침(아밀라아제라고 하는 효소임)에 의하여 밥이 포도당으로 변하여 위로 보내어진다. 위에서는 생선이나 고기와 같은 음식이 분해되어 아미노산으로 되는데, 이는 위에서 펩신과 쓸개즙과 같은 효소가 분비되어 분해된 결과이다. 이렇게 포도당과 아미노산으로 잘게 부수어진 성분들은 우리 몸의 소장에서 하나도 남김없이 흡수되어 우리 몸을 구성하는 성분과 에너지로 쓰이게 된다.
그러면 김치하고 나물과 같은 채소류는 어떻게 분해가 될까?
김치나 나물은 섬유소라고 하는 성분으로 이루어져 있는데 아쉽게도 우리 몸에서는 채소류의 구성성분인 섬유소를 분해하는 효소가 나오질 않는다. 즉 먹어봐야 영양가는 없다는 사실이다. 기껏해야 일부 미네랄이나 맛, 향 때문에 먹었다는 의미다. 20여년 전만해도 식품영양학에서는 김치와 채소류의 구성 성분인 섬유소를 주요 영양소안에 포함하지 않았다. 그러나 근래에 들어 섬유소가 대장의 운동을 활발하게 하고, 대장 속 숙변 배출을 원활하게 한다고 보고되면서 섬유소를 주요 영양소로 인정하게 된 것이다. 그래서 변비가 있거나 대변보기가 원활하지 않은 사람들이 채소를 많이 섭취하고 섬유질이 들어있는 제품을 섭취하는 것이 그 이유이다. 이렇게 우리 몸의 모든 작용은 효소의 작용이라고 해도 과언이 아닐 정도로 효소는 우리 건강에 밀접한 관계를 하고 있다.
소도 살리는 효소
그러면 풀을 주식으로 먹는 소나 양과 같은 초식동물들은 몸속에서 섬유소를 분해하는 효소가 분비되는 것일까? 정답은 “아니다”이다.
초식동물을 포함해서 모든 동물은 몸속에서 식물을 분해하는 섬유소 효소를 분비하지 않는다. 그러면 소는 어떻게 풀만 먹고도 그 큰 덩치를 유지해 나가는 것일까?
그 비밀은 바로 소의 장내에 서식하는 미생물에 있다. 소는 소화기관 중에 위가 발달하여 4개의 위가 있는데 그 첫 번째가 혹위, 두 번째 위는 벌집과 같이 생겼다고 하여 벌집위, 셋째 위는 점막이 주름모양으로 되어 있어서 겹주름위, 네 번째 위가 우리가 알고 있는 진정한 위로 위액이 분비된다. 이중 미생물이 서식하고 있는 위는 첫 번째 위인 혹위로 100리터 용량이 훨씬 넘는다. 그런데 이 혹위에는 수많은 미생물이 서식하고 있다.
이 미생물들이 섬유소를 분해하는 효소를 분비해준다. 그러므로 소가 엄청나게 풀을 먹어대면 그 풀들을 혹위에 저장하고 있다가 다시 입으로 올려 50번 정도 되새김질(소를 되새김동물, 반추동물(ruminant)이라고 한다)을 해주어 풀을 기계적으로 잘라주고 잘게 잘려진 풀들은 혹위 속에 있는 미생물들이 분비하는 섬유소분해효소에 의하여 포도당으로 분해가 된다. 이렇게 미생물에 의하여 분해된 포도당을 소는 에너지원으로 섭취하게 되는 것이다. 소의 혹위의 온도는 39℃·pH는 약산성·혐기적 조건이므로 미생물이 풀을 분해하기 좋은 조건이 되어 있으며, 혹위에 서식하는 미생물은 1㎖당 100억마리 이상의 세균이 관찰된다.
이 미생물들이 풀을 분해하면서 포도당만 만드는 것이 아니라 초산, 낙산, 프로피온산과 같은 간단한 유기산과 이산화탄소, 메탄가스를 만들어 공기 중에 내놓는다. 소 한 마리가 방출하는 이산화탄소와 메탄가스가 자동차 몇 대에 해당하는 대기 오염 가스에 해당되고, 지구 온난화의 원인이 된다고 하니 소를 대량 사육하는 것이 환경 문제로 대두되는 것도 무리는 아니라는 생각이 든다.
