이주식 - 황무지에 심은 학문의 씨앗: 대한민국 미생물학의 문을 열다
이주식 서울대학교 명예교수(1920~2011)는 대한민국 미생물학의 기초를 확립한 선구적인 학자입니다. 일제강점기와 한국전쟁 이후 극도로 열악한 환경 속에서 한국미생물학회를 창립하여 생명과학의 인프라를 구축하였습니다. 초기에는 수의 미생물학에 집중하였으나 이후 식품 미생물학 분야, 특히 김치와 낫토의 효능 및 미생물 연구에 주력했습니다. 1970년대 일명 홍차버섯의 실체를 밝혀내 사회적 혼란을 잠재웠고 해양 식중독균인 장염 비브리오균의 오염 실태를 최초로 조사하여 국가 차원의 공중 보건 가이드라인을 수립하는데 기여했습니다.
프롤로그: 배양기 냄새가 가득했던 실험실의 기억
우리가 실험실에서 자연스럽게 사용하는 다양한 실험도구와 정제된 시약들, 그리고 우리말로 정리된 학술 용어와 교재들은 갑자기 하늘에서 똑 떨어진게 아닙니다. 불과 반세기 전, 현미경 한 대조차 구하기 힘들었던 척박한 토양 위에서 대한민국 생명과학의 뼈대를 세운 선구자들의 노력이 있었기에 가능했던 일입니다. 전쟁의 폐허 속에서도 학문의 토대를 닦고, 전통 발효식품부터 해양 식중독균에 이르기까지 일상생활의 문제를 과할적으로 풀어낸 이주식 서울대학교 교수의 발자취를 자세히 살펴보겠습니다.
대한민국 미생물학의 선구자, 이주식 교수의 생애와 업적
현대 생명과학의 핵심 축인 미생물학이 한국 사회에 깊숙이 뿌리내리기까지의 과정은 끊임없는 인내의 연속이었습니다. 이주식 교수는 일본에서 수의학을 전공하며 병원체와 생명 현상의 상호작용에 눈을 떴고, 해방과 한국전쟁을 거치며 척박한 환경 속에서도 후학 양성과 연구에 매진했습니다. 그의 기본적인 신상정보와 학문적 발자취를 요약하면 다음과 같습니다.
| 분류 | 상세 정보 |
| 출생 및 학력 | 1920년 경상남도 밀양 출생 / 일본 아자부 대학 수의학(학사), 중앙대(석사), 건국대(박사) |
| 주요 경력 | 국립 부산어업전문대 교수, 서울대학교 사범대학 및 자연과학대학 미생물학과 교수 |
| 핵심 업적 | 한국미생물학회 창립 주도(1959년), 김치 발효 조절제(스타터) 개발 및 특허, 연안 어패류 장염 비브리오균 실태 규명, 홍차 버섯 실체 분석 |
| 주요 훈장 | 국민훈장 동백장 및 모란장 수여 (학문 발전 및 공중 보건 기여 공로) |
광복의 기쁨도 잠시, 6.25 전쟁으로 국토가 잿더미가 되면서 대학의 연구 시설은 대부분 파괴되었습니다. 해방 직후부터 강단에 선 그는 전쟁의 혼란 속에서 서울대학교로 자리를 옮겼습니다. 당시에는 세균을 배양할 한천(Agar)이나 기초 영양분조차 공급되지 않아, 소고기를 끓인 국물이나 감자 전분을 직접 추출하여 배지로 사용해야만 했습니다. 온도 조절 장치가 없는 환경에서 밤을 새워가며 플라스크를 지켰던 그의 헌신은, 미생물을 이해하는 일이 곧 국가의 식량 문제와 질병을 해결하는 근본적인 열쇠가 될 것이라는 믿음에서 비롯되었습니다.
학문적 교류의 장을 열다: 한국미생물학회의 창립
학문이 깊이를 더하고 사회 전반으로 퍼져나가기 위해서는 개별 연구자들의 고립된 노력을 넘어, 연구 결과를 투명하게 공유하고 비판적으로 토론할 수 있는 공식적인 학술 단체가 필수적입니다. 이주식 교수는 한국의 미생물학이 체계적으로 발전하기 위해서는 전국에 흩어진 소수의 연구자들을 하나로 결집할 구심점이 필요하다고 판단했습니다. 여러 동료 학자들과 뜻을 모은 그는 1959년 '한국미생물학회'를 창립하는 데 결정적인 역할을 수행했습니다.
학회의 창립은 단순한 연구자들의 모임을 넘어, 외국어로 표기되어 있던 이질적인 생명과학 용어들을 우리말로 번역하고 표준화하는 대단히 중요한 작업을 동반했습니다. 오늘날 우리가 병원이나 연구실에서 자연스럽게 사용하는 배지, 접종, 균주, 멸균, 혐기성, 호기성 등 필수적인 학술 용어들이 명확한 체계를 갖추게 된 것은 초창기 학회 활동의 훌륭한 산물입니다. 정기적인 학술 대회를 통해 발표되는 논문들은 후속 세대 연구자들에게 길잡이가 되었으며, 실험실의 기초 단위부터 학술적 교류의 장까지 생명과학이 한국에 자리 잡을 수 있도록 제도적인 밑거름을 제공했습니다.
식탁 위의 과학: 김치 발효의 메커니즘과 스타터 발명
이주식 교수의 연구는 실험실 내부의 이론에만 머무르지 않고, 한국인의 일상적인 식탁 위로 영역을 넓혀 전통 발효 식품의 생물학적 작용 원리를 밝혀내는 데 큰 업적을 남겼습니다. 초기에는 동물의 질병을 다루는 수의 미생물학에 관심을 가졌으나, 점차 식품 미생물 생태학으로 시선을 돌렸습니다. 특히 한국의 대표적인 음식인 김치의 발효 과정은 류코노스톡 메센테로이데스(Leuconostoc mesenteroides)와 락토바실러스 플란타룸(Lactobacillus plantarum) 같은 다양한 젖산균들이 순차적으로 교대하며 유기산과 탄산가스를 만들어내는 복잡한 메커니즘을 가집니다.
김치가 알맞게 익어가는 과정은 유익하지만, 기온이 높아져 발효가 과도하게 진행되면 락토바실러스 균의 폭발적인 증식으로 산도가 급격히 상승합니다. 이로 인해 김치가 너무 시어지고 특유의 군내가 발생하여 상품성이 떨어지는 고질적인 문제가 있었습니다. 이주식 교수는 이 현상을 제어하기 위해 1976년 김치를 잘 익게 하면서도 시지 않게 유지하는 이른바 '김치 스타터'의 제조 방법을 개발하여 특허를 획득했습니다. 이 스타터는 김치의 올바른 발효를 돕는 미생물과 단백질 분해 효소를 밀쌀에 인위적으로 배양하여 건조한 가루 형태로 만든 것입니다. 김치를 담글 때 이 발효 조절제를 넣으면, 유익균이 초기부터 우점하여 빠르게 번식함으로써 부패균의 활동을 막고 과도한 산패를 억제하여 오랜 기간 일정한 맛을 유지하게 해줍니다.
[발효의 속도를 제어하는 일의 까다로움에 대하여]
학부시절 식품미생물학 실험시간에 김치나 전통 장류에서 유익한 유산균을 분리하고 순수 배양하는 실험을 수개월간 진행해 본 적이 있습니다. 수많은 잡균 사이에서 원하는 유산균만을 오염 없이 분리해 내는 작업은 숱한 실패를 동반하는 예민한 과정입니다. 자동 항온항습기가 구비된 현재의 실험실에서도 발효 속도를 통제하는 것은 어려운 작업입니다. 정교한 도구와 분리 배양 기술조차 부족했던 1970년대에 효소와 미생물 군집의 상호작용을 파악하고 이를 상업적 조절제로 개발해 냈다는 사실은, 미생물 배양을 직접 경험해 본 연구자의 입장에서 얼마나 많은 인내와 노력이 필요했을지 짐작이 가는 부분입니다.
볏짚과 홍차 버섯: 일상 속 미생물의 실체를 규명하다
김치 외에도 이주식 교수는 전통 발효 문화와 외국의 발효 식품을 연결하는 교차 연구에 많은 데이터를 축적했습니다. 1973년에는 삶은 콩을 발효시켜 만드는 일본의 낫토가 가진 효능에 주목하여, 한국의 흔한 볏짚에서 낫토 발효의 핵심 미생물인 '바실러스 서브틸리스 낫토(Bacillus subtilis var. natto)' 균을 성공적으로 분리 배양했습니다. 과거 농촌에서 메주를 띄우거나 청국장을 빚을 때 볏짚을 엮어 콩 사이에 꽂아 두었던 선조들의 지혜가, 바로 볏짚 표면에 자연적으로 서식하는 바실러스 균의 강력한 단백질 분해 능력을 철저히 이용한 것임을 미생물학적으로 증명해 낸 것입니다.
또한, 근거 없는 민간요법이 유행할 때 과학자로서 올바른 진실을 알리는 역할도 주저하지 않았습니다. 1975년 여름, 대한민국에는 '홍차 버섯(Kombucha)'이라는 정체불명의 배양액이 만병통치약으로 둔갑하여 전국적인 유행을 일으켰습니다. 사람들은 이것이 고혈압부터 암까지 치료하는 신비의 버섯이라고 믿고 집집마다 탁한 배양액을 나누어 마셨습니다. 이주식 교수는 즉시 이 홍차 버섯의 끈적한 균총을 실험실로 가져와 정밀하게 분석했습니다. 그 결과 이것은 생물학적인 진균류(버섯)가 전혀 아니라, 액체 표면에 얇은 셀룰로스 피막을 형성하는 아세토박터(Acetobacter) 속의 초산균과 일반적인 야생 효모가 뒤섞인 단순한 세균 덩어리에 불과함을 밝혀냈습니다. 약간 시큼한 식초를 마시는 것 이상의 특별한 의학적 효능이 없다는 사실을 언론에 공식 발표함으로써, 대중의 불안 심리를 파고든 가짜 과학의 확산을 빠르게 잠재웠습니다.
눈에 보이지 않는 위협: 해양 병원균과 공중 보건의 수호
이주식 교수의 탐구는 유익한 발효 미생물에만 국한되지 않았으며, 보이지 않는 곳에서 인체를 위협하는 병원성 미생물을 추적하여 국가 공중 보건의 방향성을 제시하는 데에도 크게 기여했습니다. 한국은 삼면이 바다로 둘러싸여 해산물을 날것으로 섭취하는 문화가 발달해 있지만, 냉장 유통 시스템이 열악했던 1970년대에는 해수 온도가 올라가는 여름철만 되면 극심한 급성 식중독으로 지역 병원의 응급실이 마비되곤 했습니다.
1976년, 이주식 교수는 전세규 교수와 함께 우리나라 연안 해역에서 채취한 다양한 어패류의 미생물 오염 실태를 조사하는 대규모 프로젝트를 진행했습니다. 분석 결과, 채취한 어패류 시료의 62%에서 급성 위장염을 일으키는 해양 병원균인 '장염 비브리오균(Vibrio parahaemolyticus)'이 높은 농도로 검출되었다는 사실을 발표했습니다. 이 세균은 염분 농도 2~3% 환경을 좋아하는 호염성 미생물로, 수온이 15도 이상 상승하는 여름철에 어패류의 껍데기나 아가미, 내장 부위에 폭발적으로 증식하는 특성을 가집니다.
이 조사는 여름철 해산물 생식의 위험성을 실증적인 데이터로 증명한 매우 의미 있는 연구였습니다. 염분에 약한 비브리오균의 생물학적 취약점을 바탕으로, 보건 당국은 횟감을 수돗물(맹물)로 깨끗이 씻어내어 염분을 제거하고 도마와 칼을 철저히 분리 소독하며 충분히 가열하여 조리하라는 실질적인 여름철 식중독 예방 가이드라인을 수립할 수 있었습니다. 또한 간이나 담도에 질환을 일으키는 기생충인 간디스토마(Clonorchis sinensis)의 복잡한 생활사를 연구하여, 쇠우렁이에서 참붕어 같은 잉어과 민물고기를 거쳐 인체로 전파되는 감염 경로를 확립했습니다. 식탁 이면에 숨겨진 위험성을 파헤친 그의 연구들은 국민의 평균 수명을 연장하고 위생 수준을 획기적으로 끌어올리는 튼튼한 방패가 되었습니다.
이주식 교수의 주요 연구 논문 및 학술 문헌 정리
이주식 교수는 식품 발효부터 해양 병원균까지 폭넓은 스펙트럼의 연구를 학계에 남겼습니다. 당시 발표된 주요 논문과 문헌을 요약하면 다음과 같습니다.
탁주의 미생물상(Microflora)에 관한 연구
- 저자 및 연구자: 이주식, 이태우
- 게재지: 한국미생물학회지 (1970)
- 내용: 한국의 전통주인 막걸리가 며칠에 걸쳐 발효되는 과정에서 효모와 여러 종류의 유산균 군집이 어떻게 유기적으로 상호작용하며 알코올을 생성하고 최종적인 풍미를 결정하는지 실증적으로 분석했습니다. 막걸리 내 효모의 알코올 발효와 젖산균의 유기산 생성 메커니즘을 과학적으로 밝힌 연구입니다.
볏짚을 이용한 낫토균(Bacillus subtilis var. natto) 분리 배양 연구
- 저자 및 연구자: 이주식
- 게재지: 국내 학술 대회 발표 (1973)
- 내용: 콩 발효에 주로 쓰이는 일본의 낫토균이 한국의 들판에 널려 있는 볏짚에도 무수히 서식한다는 사실을 확인했습니다. 이를 순수 분리 배양하여 볏짚을 이용한 전통 장류 발효 시 일어나는 단백질 분해 메커니즘과 점질물(Polyglutamic acid) 생성 원리를 규명했습니다.
홍차 버섯의 미생물학적 정체 규명
- 저자 및 연구자: 이주식
- 게재지: 언론 및 보건 학계 공식 보고 (1975)
- 내용: 사회적으로 크게 유행했던 만병통치약 '홍차 버섯'의 균총을 분석하여, 진균류가 아니라 셀룰로스 피막을 형성하는 초산균(Acetobacter)과 야생 효모가 뒤섞인 세균 군집임을 입증하고 무분별한 맹신을 경계했습니다.
우리나라 연안 어패류의 장염 비브리오균 오염 실태에 관한 연구
- 저자 및 연구자: 이주식, 전세규
- 게재지: 보건 및 미생물 관련 학술지 (1976)
- 내용: 한국 연안 어패류의 절반 이상이 여름철 식중독 원인균인 호염성 장염 비브리오균에 오염되어 있음을 역학적으로 조사했습니다. 해수 온도와 세균 증식의 상관관계를 명확히 밝혀 수돗물 세척 및 가열 조리 가이드라인 수립의 학술적 근거를 제공했습니다.
저서 『미생물학』
- 저자 및 연구자: 이주식 외
- 게재지: 대학 교재 (단행본)
- 내용: 외국 원서에만 의존하던 척박한 교육 환경에서, 한국미생물학회 창립 이후 우리말로 번역하고 체계화한 용어들을 바탕으로 후학 양성을 위해 집필한 대표적인 전공 기본서입니다.
자주 물어보는 질문 (FAQ)
Q. 이주식 교수는 어떤 분야의 미생물학을 주로 연구하셨나요?
A. 연구 초기에는 동물의 질병을 다루는 수의 미생물학에 비중을 두었으나, 점차 인간의 실생활과 밀접하게 연관된 식품 미생물학으로 분야를 확장했습니다. 한국인이 매일 섭취하는 김치의 발효 메커니즘을 비롯하여 낫토, 막걸리, 청국장 등 발효 식품 속에서 작용하는 미생물 생태를 규명하는 데 집중했습니다.
Q. 1976년에 특허를 받은 '김치 스타터'는 어떤 원리로 작동하나요?
A. 김치의 맛을 좋게 만드는 유익한 젖산균과 단백질을 분해하는 효소 등을 밀쌀에 배양하여 건조한 가루 형태로 만든 제제입니다. 김치를 담글 때 이 조절제 가루를 양념에 섞으면, 유익균이 초기부터 우점하여 알맞게 익는 속도를 조절해 줍니다. 젖산균의 폭발적인 과발효로 인해 김치가 지나치게 시어지는 현상을 억제하여 일정한 맛을 오래 유지하게 합니다.
Q. 한국미생물학회는 어떤 목적으로 설립되었나요?
A. 6.25 전쟁 이후 학문적 인프라가 절대적으로 부족했던 1959년에 전국에 흩어져 있던 학자들의 연구 성과를 모으기 위해 설립되었습니다. 정기적인 학술 대회를 개최하고, 외국어로 표기된 난해한 용어들을 한국어로 통일하여 번역하는 등 학문적 표준을 세웠으며 후속 연구자들을 양성하는 지식의 요람 역할을 수행했습니다.
Q. 홍차 버섯의 정체를 밝혔다는 사건은 무엇인가요?
A. 1975년 만병통치약으로 소문나 전국적인 배양 유행을 탔던 홍차 버섯을 시험관에 분리 배양하여 성분을 분석한 사건입니다. 이 물질이 생물학적 버섯이 아니라 액체 표면에 셀룰로스 피막을 형성하는 초산균과 효모의 단순한 혼합물이며, 약간 시큼한 식초를 마시는 것과 다를 바 없다는 사실을 밝혀 대중의 혼란을 바로잡았습니다.
Q. 장염 비브리오균 연구는 공중 보건에 어떤 영향을 주었나요?
A. 1970년대 연안 어패류의 약 62%가 식중독 원인균인 장염 비브리오균에 오염되어 있다는 사실을 데이터로 입증하여, 여름철 해산물 생식의 위험성을 경고했습니다. 염분에 약한 호염성 비브리오균의 생물학적 특성을 근거로, 수돗물로 횟감을 세척하고 도마를 분리 소독하라는 국가 차원의 식중독 예방 가이드라인을 만드는 핵심 기반이 되었습니다.
에필로그: 남겨진 학문의 씨앗
우리가 매일 사용하는 실험 기구들과 한글로 번역된 전공 서적의 페이지마다, 해방과 전쟁이후 황무지 위에서 학문의 싹을 틔우기 위해 분투했던 고 이주식 교수님을 비롯한 1세대 생명과학자들의 꾸준한 땀방울이 배어 있음을 다시한번 생각해봅니다. 볏짚과 김치에서 보이지 않는 생태계를 찾아내고, 질병의 위협으로부터 국민의 건강을 지키고자 했던 그들의 과학적 시선은 오랜 세월이 흐른 지금도 후학들에게 학문적 나침반이 되어준다고 생각합니다.
참고문헌
- 의약뉴스 정세진 기자. (2011). "미생물 큰 업적 '이주식 박사' 기리다". 의약뉴스. (2011년 개최된 한국미생물학회연합 국제학술대회에서 비중 있게 다루어진 이주식 교수의 생애 전반과 학문적 업적, 특히 식품 발효 생태 분야의 헌신을 기록한 언론 보도 자료입니다.)
- 중앙일보. (1976). "빨리 익고 시지않는 김치제조법 개발". 중앙일보 아카이브. (이주식 교수가 효소와 유익균을 이용하여 김치의 과도한 산패를 막는 발효 조절제인 '김치 스타터'를 발명하고 특허를 획득한 내용을 구체적으로 다룬 당시의 기사입니다.)
- 중앙일보. (1975). "홍차버섯의 정체는 후막초산균…약한 식초와 같은 작용 서울대 이주식교수". 중앙일보 아카이브. (사회적으로 유행했던 홍차 버섯의 실체가 진균류가 아닌 단순한 초산균 배양액임을 증명하고 대중의 맹신을 경계한 분석 기사입니다.)
- 중앙일보. (1976). "우리나라 연안어패류에 장염비브리오균 62%나". 중앙일보 아카이브. (연안 어패류의 호염성 장염 비브리오균 오염 실태를 조사하여, 여름철 식중독 예방의 보건 역학적 근거를 널리 알린 기사입니다.)
- 서울대학교 사범대학 생물교육과. "학과 연혁". (이주식 교수가 전쟁 이후 사범대학에 재직하다가 1970년대 자연과학대학으로 적을 옮기며 후학 양성과 인프라 구축에 평생을 헌신했던 구체적인 시대적 배경을 확인할 수 있는 공식 연혁 자료입니다.)