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Fermentation Science

Korean Food

What is Fermentation?

Fermentation is the process that takes place when a microorganism produces enzymes that break down or change an organism and completely create a new end product. The word fermentation is derived from the Latin verb “fervere,” which means “to boil,” because microorganisms in fermenting food looked like they were boiling.


미생물이 자신의 효소로 유기물을 분해 또는 변화시켜 특유한 최종산물을 만들어내는 현상을 말한다. 영어로는 fermentation이라고 하는데 이 말은 라틴어의 ‘ferverve (끓는다)’에서 유래된 것으로 미생물이 식품 내에서 작용하여 부글부글 끓는 듯한 모습을 표현한 것이다.

History of Fermentation

The history of fermentation has followed the footsteps of mankind. It was used to make wine, beer, bread, and cheese from the earliest of times. It came about either by experience or by the following tradition. In 6,000 B.C., yeast was used to produce beer, a mold was used to create cheese, and the bacteria acetobacter was used in the production of vinegar. As you can see, fermentation has been used for a very long time. Our ancestors also developed fermented products and enjoyed their various scents for a long time. Some of the fermented products that Koreans like to eat are Ganjang (soy sauce), kimchi, salted fish, vinegar, Sikhye (sweet rice drink), and alcohol, among others.

발효의 역사

발효의 역사는 인류의 역사와 함께 알려지고 이용되는 현상으로 인류에 의해 과실주 ·맥주 ·빵 ·치즈 등의 제조에 경험적으로 또한 전통적으로 이용되어 왔다.


기원전 6,000년에 효모가 맥주 제조에 사용되었으며, 그리고 치즈 생산에 곰팡이와 식초 생산에 초산균이 역시 오래 전에 이용되었다. 우리 조상들도 발효식품을 개발하였고, 다양하고 조화된 향을 오랜 기간 동안 즐겨왔다. 한국인이 애호하는 발효식품은 장, 김치, 젓갈, 식초, 식혜, 술 등이 있다.

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Principles of Fermentation

The principles of fermentation were not known until the 18th century, when the father of modern chemistry, A.L. Lavoisier, stated in 1787 that fermentation was a process in which the glucose in grape juice quantitatively broke down into alcohol and carbon dioxide. At the turn of the 19th century, J.J. Berzelius, J. Liebig, and other influential chemists put forth the catalytic theory of fermentation, while L. Pasteur and other bacteriologists and microbiologists maintained the yeast theory. Each side argued and disputed, insisting that they were right.


In 1857, Pasteur did research on lactic acid fermentation in milk and alcohol fermentation in sugar. He finally negated the natural cause theory and, at the same time, defined fermentation as an “activity of microorganisms without air.” However, after Pasteur’s death in 1897, E. Buchner found that without a living cell, in accordance with the yeast extraction method, sucrose became fermented, which proved that fermentation is a catalyst reaction by enzymes.

Afterward, in the beginning of the 1900s, A. Harden, Young and other yeast chemists discovered and separated enzymes and coenzymes related to the fermentation of yeast juice. This made it possible to scientifically explain the fermentation process.

발효의 원리

발효의 원리에 대해서는 19세기까지 알지 못하다가 근대화학의 시조인 A.L.라부아지에는 1787년에 포도즙 속에 있는 포도당이 정량적(定量的)으로 알코올과 이산화탄소로 분해되는 과정이 발효라고 기록하였고, 19세기로 접어들자 J.J.베르셀리우스나 J.리비히 등 유력한 화학자들에 의한 발효의 촉매설(觸媒說)과 L.파스퇴르를 중심으로 하는 미생물학자와 세균학자들에 의한 발효의 효모설(酵母說) 사이에 격렬한 논쟁이 벌어졌다.

파스퇴르는 1857년에 우유의 락트산 발효 및 당(糖)의 알코올 발효를 치밀한 실험에 의해서 조사하여, 자연발생설을 부정함과 동시에 발효를 ‘산소 없는 미생물의 생활’이라고 단정하기에 이르렀다.그러나 그가 죽은 후 1897년 E.부흐너가 살아 있는 세포 없이, 즉 효모추출법에 의해서 수크로오스[蔗糖]가 발효하는 것을 발견하여 발효가 효소에 의한 촉매반응임을 실증하였다.


그 후 1900년대 초에 A.하든이나 영을 비롯한 많은 효소화학자에 의하여 효모즙의 발효에 관여하는 효소와 조효소(助酵素)가 잇따라 발견되고 분리되면서 발효 과정이 과학적으로 설명되게 되었다.

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According to the document “Weejidongyjeon” from the History of the Three Kingdoms, the people of Goguryeo ate vegetables that were preserved in salt.


Later, during the period of the unified Shilla and Goryeo dynasties, kimchi was transformed from a simple vegetable that was soaked in water to a seasoned one with a mixture of sauces and vegetables.


When chili started to be imported during the Joseon Dynasty, chili pepper was used with kimchi, and this resulted in the creation of various types of kimchi. Salted fish was also used in a lot of different ways. The “Jeungbo sallim gyeongjae,” written in 1776, noted that there were 41 different kinds of kimchi, and the method to make them was very similar to that of the modern-day process. Cabbages, cucumbers, radishes, and other ingredients were used to create kimchi, just as they are used to make it today.




01_Intestinal Reaction of Lactic Acid Bacteria

As kimchi matures, it creates lactic acid bacteria that reduces acidity in the intestines and prevents the growth of harmful bacteria or kills them. The regulation of lactic acid bacteria makes the intestines much stronger.


02_Reactions in the Bladder

The capsaicin in kimchi helps in the secretion of gastric liquids, which aids digestion. The abundance of vitamins A and C in kimchi also acts as antacids, which has an anti-aging effect. It also increases appetite and helps with blood circulation, leading to increased bladder activity.


03_A Low-Calorie Product

The dietary fiber in kimchi enables the intestines to stay active, and this reduces the level of cholesterol and sugars in the body. These dietary fiber functions are also useful in the prevention and treatment of diabetes, obesity, and other adult diseases.


04_Anticancer Effects

Vegetables, the main ingredients of kimchi, prevent colorectal cancer, and the garlic in the seasoning prevents stomach cancer. Kimchi also contains thiocyanate and bactericides, which are antibiotics that prevent and treat cancer


삼국지 ‘위지동이전’의 기록에 의하면 고구려인들은 이미 채소를 소금에 절이는 형태로 먹기 시작했음을 알 수 있다.

이후 통일 신라시대와 고려 시대를 거치며 단순한 채소 절임의 형태를 벗어나 여러 가지 양념과 채소류를 사용하여 양념된 김치의 형태로 발전되어갔다.

조선 시대에는 고추가 유입됨에 따라 고춧가루를 김치에 사용 하였고, 김치의 종류가 다양해지면서 젓갈 역시 다양하게 쓰였다. 1776년 쓰여진 ‘증보산림경제’를 보면 41종의 다양한 김치 형태가 소개 되어 있는데 통 배추를 비롯한 오이, 무 등을 이용해 이미 지금의 김치 형태와 거의 흡사한 방법으로 김치를 담가 먹었음을 알 수 있다.



  • 유산균의 정장작용

김치는 숙성하면 유산균을 생성하는데 유산균은 장내의 산도를 낮추어 해로운 균이 자라는 것을 막아 주거나 없애준다. 유산균의 정장작용은 장을 튼튼하게 해주는 역할을 한다.

  • 생리대사 조절작용

김치의 켑사이신이라는 성분은 위액의 분비를 촉진시켜 소화활동을 돕는다. 풍부한 비타민A와 비타민C의 항산화 작용으로 노화방지 효과를 볼 수 있으며 식욕을 증가 시키고 혈액순환을 원활하게 해주므로 생리대사를 활성화 시킨다.

  • 저칼로리 식품

김치의 식이성 섬유는 장의 활동을 활발하게 해주어 몸 속의 당류나 콜레스테롤 수치를 낮추어 준다. 식이성 섬유의 이러한 효능은 당뇨병, 비만 등의 성인병 예방과 치료에 도움을 준다.

  • 항암효과

김치의 주재료인 채소는 대장암을 예방해주고 양념의 마늘은 위암을 예방한다고 한다. 이외에도 김치는 치오시안네이트, 박테리오신과 같은 항생 물질들을 다량 함유하고 있어 각종 암 예방과 치료에 도움을 준다.

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It is suspected that the initial form of doenjang was a liquid sauce made by mixing Ganjang and doenjang. During the Goryeo Dynasty, the sauce was called Meju (fermented soybean lumps) and later, in the Joseon Dynasty, the yeast that created the sauce was called Maljang, and the actual sauce came to be called doenjang or Ganjang. Joseon Dynasty records described the basic method to create doenjang and Meju, and it was said that doenjang was not only used as food but was also used to treat diseases.




01_Anticancer Effect

Doenjang has a greater anticancer effect than any other fermented product. Also, the anticancer effect does not disappear even if it is boiled. Thus, if you give boiled doenjang to a mouse with cancer, the cancer cells decrease by 80% compared to the cancer cells of a mouse that did not have doenjang. The Korean Cancer Prevention Association recommends eating Doenjang-guk (soybean paste soup) every day to prevent cancer. This effect of doenjang is acknowledged not only domestically, but also internationally.


02_Prevention of Alzheimer’s Disease

The lecithin in the beans can improve brain function. Also, saponin is a functional material that can lower the cholesterol in the blood. It can also suppress the creation of lipoperoxide, which is good for the prevention of the effects of aging and Alzheimer’s disease. Doenjang also contains antioxidants that prevent the effects of aging, and its unique browning phenomenon plays a big role in the prevention of effects of aging.


03_Strengthening the Liver

The liver is one of the most important organs in our body. All the nutrition in what we consume is distributed by passing through the liver. Traditional doenjang functions to heal and detoxify the liver. It reduces the activity of transaminase, which is an indicator of how much toxicity the liver has, and strengthens the liver.


된장의 초기 형태는 간장과 된장을 섞은 듯한 묽은 형태의 장이었을 것으로 짐작된다.

고려시대에는 장 자체를 메주라 불렀고 이것이 조선시대에 이르러서는 장을 만드는 누룩은 말장이라 부르고 장은 된장이나 간장으로 부르게 되었다.

조선시대 문헌을 살펴보면 된장 제조의 기본인 메주를 만드는 방법이 나와있으며 음식으로서뿐만 아니라 병을 치료하는 여러 가지 민간요법으로도 쓰였음을 알 수 있다.



  • 항암효과

된장은 발효식품 가운데이서도 항암효과가 탁월하다. 된장은 RMfg인 뒤에도 함암 효과가 살아 있어 암에 걸린 쥐에게 된장을 먹인 결과 먹이지 않은 쥐보다 암 조직의 무게가 80%나 감소 하였다고 한다. 대한 암 예방 협회는 암 예방을 위해 된장국을 매일 먹을 것을 권장하고 있을 정도로 국내외적으로 그 효과가 공식화 되는 추세이다.


  • 노인성 치매 예방 효과

콩 속에 레시틴은 뇌기능 향상 효과가 있으며 사포닌은 기능성 물질로 혈중 콜레스테롤 수치를 낮추고 과산화지질의 형성을 억제하여 노화 및 노인성 치매를 예방한다. 된장은 노화를 억제하는 항산화물질을 함유하고 있으며 된장 특유의 갈변 현상도 노화 예방에 큰 작용을 하는 것으로 알려져 있다.


  • 간 기능 강화

간은 우리 몸에서 가장 중요한 기관의 하나이며 섭취한 영양소 모두 다 간을 통해 분배 된다. 전통 된장은 간 기능 회복과 간 해독에도 효과가 있으며, 간 독성 지표인 아미노기 전이효소의 활성을 떨어뜨려 간 기능을 강화 시킨다.

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Cheonggukjang (Dry Fermented Soybeans)

Cheonggukjang has its origins as a snack eaten during the Goguryeo Dynasty. The people of Goguryeo boiled beans and put them in the saddles of their horses. The boiled beans became naturally fermented by the heat of the horse, and it became a useful snack with a lot of protein.


The “Jeungbo sallim gyeongjae,” published in 1760, noted that “after the heads of the beans were well washed and boiled, liquids formed if the heads of the beans were wrapped and put in a warm place.” This food was called cheonggukjang, which has the same roots as the modern-day cheonggukjang.


Cheonggukjang, which is different from doenjang, could be consumed after two to three days of maturation and has a lot of nutrients. It is one of the most effective fermented bean products to absorb nutrients.



01_Intestinal Regulation of Lactic Acid Bacteria

There are a lot of vitamins, calcium, potassium, and other minerals in cheonggukjang. These minerals help with metabolism and prevent obesity. It also contains lecithin and saponin, which can help absorb and emit excessive amounts of fat that gather in the body.


02_Anticancer Product

Cheonggukjang has plenty of genistein, which is a substance that is effective against breast, colorectal, rectal, and stomach cancers, along with other diseases. The saponin substance in cheonggukjang is especially effective in reducing the risk of different cancers because it represses the addition of DNAs, which play a part in the formation of cancer.


03_Acceleration of Insulin Secretion

The fiber in cheonggukjang ensures that the absorption of sugars happens at a slow rate. It controls the increase and decreases the rate of blood sugar. Also, cheonggukjang accelerates the secretion of insulin, which is good for people who don’t have enough insulin, such as those with diabetes.


04_Intestinal Reaction

The main substance in cheonggukjang, lecithin, enables the body to get rid of poisons through the urine, or by sending them to the liver to be dissolved. Lecithin also helps skin to maintain moisture because it balances the water and fat in the body.


청국장은 고구려인들이 콩을 삶아 말 안장에 넣고 다니며 먹었던 것에서 시작되었다고 한다.

삶은 콩은 말의 체온에 의해 자연스레 발효되어 단백질을 섭취할 수 있는 유용한 음식이 되었던 것이다.


이후 1760년 출간된 증보산림경제를 살펴보면 “태두를 잘 씻어 삶아서 고석에 싼 뒤 따뜻하게 두면 진이 난다.”라는 기록이 있는데 ‘전국장’이라 불렸던 이 음식은


오늘날의 청국장과 같은 종류라고 볼 수 있다.

청국장은 된장과는 달리 2~3일의 숙성기간만 거치면 먹을 수 있으므로 효율적으로 영양을 섭취할 수 있는 콩 발효식품이라고 할 수 있다.



  • 유산균의 정장작용

청국장에 들어있는 각종 비타민과 칼슘, 포타슘 등의 미네랄은 신진대사를 원활하게 해주어 비만을 예방한다. 또한 레시틴과 사포닌은 체내에 과도하게 축적되어 있는 레시틴과 사포닌도 과도한 지방을 흡수하여 배출 하도록 돕는다.


  • 항암식품

청국장의 풍부한 제니스테인이라는 물질은 유바암, 결장암, 직장암, 위암 등에 효능이 있다. 특히 생 청국장에 들어있는 사포닌은 암 발생과정에서 생기는 DNA부가물이 자라는 것을 억제하여 암 발생을 감소 시킨다.

인슐린의 분비 촉진 기능

청국장의 섬유질은 당의 흡수가 서서히 일어나도록 하므로 혈당이 빠르게 증가하거나 떨어지는 것을 조절해준다. 또한 청국장은 인슐린의 분비를 촉진하는 기능을 하여 인슐린이 부족한 당뇨병 환자에게 좋은 음식이 된다.


  • 정장 작용

청국장의 주요 성분인 레시틴은 체내의 독소를 소변을 통해 배출 시키거나 간으로 보내 분해하는 역할을 한다. 레시틴은 수분과 지방분의 균형을 맞춰 수분부족으로 인해 거친 피부가 되지 않도록 돕기도 한다.

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It is hypothesized that gochujang has been made in Korea since the 16th century or the beginning of the 17th century. At first, red chili was used as a spice, but as it became cultivated all over the country it was used to give a spicy taste to doenjang and Ganjang. According to the “Jeungbo sallim gyeongjae,” the powder Maljang, which is made with beans, and red chili powder were eaten after they ripened in the sun. This food has the same origins as the modern-day gochujang. Gochujang, unlike doenjang, is a unique traditional fermented product that uses malt or red chili powder to make a sweet and spicy taste. It is one of the most important seasonings, enjoyed by many Koreans, that stimulates one’s appetite. Gochujang from the Sunchang region of Korea is the best known.




01_Digestive Functions

It is said that if you eat gochujang with other food it helps with digestive functions. This is because gochujang has an enzyme, amylase, that breaks down starch, and the enzyme protease, which breaks down proteins. Both are digestive enzymes. Also, if you eat gochujang with meat, which can be a burden on your body, it is natural digestive medicine.


02_Obesity Prevention

Capsaicin is the substance that creates the spicy taste of gochujang. It also reduces the level of body fat. Research has shown that a substance that can burn body fat is created while the gochujang is maturing. The effects of gochujang in the prevention of obesity are greater when it has had time to mature.


03_Anticancer Effect

Gochujang suppresses the automatic oxidation reaction. The abundance of capsaicin in red chili pepper seeds has an antibacterial effect. Also, the plentiful beta-carotene and vitamin C in red chili peppers have antimutagen and anticancer effects.



고추장이 우리나라에서 만들어지기 시작한 것은 16세기 말에서 17세기 초인 것으로 추정된다.

고추가 유입된 초기에는 향신료로 사용 했으나 고추재배가 널리 보급되면서 된장, 간장에 매운맛을 첨가 시키는 방법으로 발달되었을 것으로 짐작된다.

‘증보산림경제’에 따르면 콩으로 만든 말장가루와 고춧가루 등을 이용해 햇볕에 숙성시켜 먹었다고 하니 이것은 오늘날의 고추장과 흡사한 형태였다고 보여진다. 고추장은 된장과는 달리 엿기름, 고춧가루 등을 사용하여 단맛 과 매운맛이 한데 어울린 독특한 전통 발효 식품이다.

특히 순창 지역의 고추장이 유명하며 우리나라 사람들의 식욕을 돋우는 중요한 조미료 중 하나이다.




  • 소화기능

식사를 할 때 고추장을 곁들이면 소화기능이 좋아진다.이것은 고추장에 전분 분해효소인 아미라아제와 단백질 분해 효소인 프로테아제 등 소화효소가 들어있기 때문이다.특히 위에 부담을 주기 쉬운 육류를 섭취할 때 고추장과 함께 먹으면 자연스레 소화제 역할을 해준다고 한다.


  • 비만방지

고추장의 매운맛을 내는 성분인 켑사이신이 체지방을 감소 시키며 고추장의 숙성 기간에 생긴 성분이 체지방을 태운다는 연구 결과가 있다. 고추장의 비만 방지 효과는 막 담근 고추장 보다 숙성 기간을 거친 고추장이 더 큰 것으로 밝혀졌다.


  • 항암효과

고추장은 자동 산화 작용의 증가를 억제한다. 고추씨에 풍부한 켑사이신은 항균작용을 하고 고춧가루에 다량 함유된 베타 카로틴, 비타민C는 항돌연변이 및 항암 작용에 효과가 있다.

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