참나무에서 효모를 찾는 수업, 맥주 한 잔이 연구가 되기까지

뉴저지주 로완대의 매슈 파버 교수는 캠퍼스의 참나무를 보면 맥주와 과학 수업의 가능성을 함께 떠올린다. 학생들은 번호가 붙은 교내 수목을 찾아가 나무껍질과 주변 환경에서 시료를 채취하고, 실험실로 돌아와 야생 효모를 배양한다. 균을 분리하고 종류와 안전성을 확인한 다음 실제로 당을 발효할 수 있는지 시험한다.

이 방식은 정답이 정해진 실습과 다르다. 학생이 가져온 시료에서 무엇이 나올지 누구도 미리 알지 못하고, 발견한 균주를 자기 연구 대상으로 이어간다. 파버 교수는 피츠버그대에서 토양 속 박테리아 바이러스를 찾는 ‘파지 헌팅’ 교육을 접한 뒤 같은 발견형 수업을 효모 연구에 적용했다.

찾는 효모와 쓸 수 있는 효모 사이의 큰 간격

미생물은 어디에나 있어 학생들이 채집한 시료의 약 95%에서는 효모를 확인할 수 있다. 그러나 맥주를 발효할 수 있는 균주는 5~10% 정도이고, 향과 발효 성능, 안정성이 상업적 활용 기준까지 도달하는 경우는 약 1%다. 높은 채집 성공률이 곧바로 제품 개발 성공률을 뜻하지 않는 이유다.

그 작은 가능성이 실제 제품으로 이어진 사례도 있다. 파버 교수는 과거 필라델피아 서부의 층층나무에서 젖산과 알코올을 함께 만드는 효모를 발견했고, 이 균주는 신맛을 내는 ‘필리 사워’라는 양조용 효모로 유통됐다. 전통적인 에일과 라거 효모가 오랜 시간 인간에게 길들여진 것과 달리 야생 효모는 예상하지 못한 향과 대사 특성을 가질 수 있다.

연구자들은 전 세계에 약 20만 종의 효모가 있을 것으로 추정하지만 문헌에 특성이 기록된 것은 약 5%라고 설명한다. 이 수업의 가치는 매번 상업 균주를 만드는 데 있지 않다. 학생이 생태계의 미생물 다양성을 직접 확인하고 배양, 동정, 안전성 평가와 산업화 사이의 긴 과정을 한 번에 경험한다는 데 있다.

야생 균주는 맛이 흥미롭다는 이유만으로 식품에 사용할 수 없다. 병원성 여부와 오염 가능성, 반복 발효에서 같은 성능을 내는지 확인해야 한다. 수업이 동정과 안전성 확인을 먼저 하는 것도 발견의 즐거움과 식품 개발의 책임을 함께 가르치기 위해서다.