최초의 우주식량은 튜브에 담긴 퓨레였다. 간편하게 식사를 마칠 수 있다는 장점이 있었지만, 우주비행사들은 마치 접착제나 치약을 먹는 것 같다며 '끔찍한 수준'이라고까지 악평했다. 영양학적으로는 우수한 식사였음에도 지구에서 먹던 음식과는 영 딴판이었기에 우주비행사들은 한결같이 적응하기 어려워했다. 심지어는 맛과 향, 질감 모두 만족스럽지 못한 식사로 인해 우울감을 호소하는 우주비행사도 있었다. 성공적인 우주 탐사를 위해서는 우주식량 연구가 절실했다. 그로부터 50년 동안 수많은 연구를 거치며 우주식량은 계속해서 진화했다. 과거 오직 가볍고 오래가는 식품을 목표로 하던 우주식량에서 벗어나 맛과 향까지 신경 쓴 우주식량을 개발한 것이다. 지금은 우주에서 스파게티, 토마토수프, 오트밀, 카레, 마파두부 같은 가공식품을 먹을 수 있게 됐다. 그리고 최근 또 한번의 진보를 이루었다. 우주에서 직접 된장을 발효시키는 데 성공했다는 연구가 발표된 것이다. 이 연구는 지난 4월 국제 학술지 ‘아이사이언스(iScience)’에 발표됐다.

2020년 3월 미국 매사추세츠공과대(MIT)와 덴마크공대 연구팀은 미소된장 1kg을 용기 3개 에 나눠 담은 뒤, 각각 미국 MIT와 덴마크공대 실험실, 국제우주정거장(ISS)에서 30일 동안 발효시켰다. 세 곳의 발효 조건을 파악하기 위해 발효 기간 동안 환경 감지 장치를 설치해 온도, 습도, 압력, 방사선을 꼼꼼하게 모니터링했다. 30일 후, 3개의 미소된장이 어떤 차이를 보이는지 여러 측면에서 살펴봤다. 실험 결과, 우주에서 발효된 된장은 외관, 향, 맛 모두 정상 범주 안에 있었다. 우주에서 ‘정상 된장’을 발효시키는 데 성공한 것이다. 총 14명이 세 가지 미소된장 맛을 평가했는데, 우주에서 발효시킨 된장은 지구에서 발효시킨 된장보다 선호도가 약간 떨어지긴 했지만, 미소된장 특유의 짭짤함과 감칠맛이 유지돼 충분히 맛있다는 의견이었다. 좀 더 구체적으로는 우주에서 발효시킨 된장이 지구에서 발효시킨 된장보다 더 진한 향이 났고, 맛은 더 고소하다고 평가했다. 원인을 파악하기 위해 성분을 분석해보니, 우주 된장에서는 피라진 계열의 화합물 농도가 확연히 높게 나타났다. 피라진류는 구수하고 고소한 향을 강화하는 성분이다.

연구팀은 미생물 군집 분석도 실시했다. 지구에서 발효시킨 두 된장의 미생물 군집은 거의 차이가 없었으나, 우주 된장에서는 표피포도상구균(Staphylococcus epidermidis)과 같은 새로운 균주가 발견됐다. 이번 연구를 이끈 메기 코블렌츠 MIT 연구원은 “흔히 ISS를 무균 환경으로 생각하지만, 이번 연구는 미생물이 우주에서 활동할 수 있음을 보여줬다”고 설명했다.

또한 우주 된장의 누룩곰팡이 유전체에서는 돌연변이가 많이 발생했다. 누룩곰팡이는 된장, 술 등 발효식품을 제조하는 데 중요한 역할을 하는 미생물이다. 연구팀은 우주방사선과 중력의 차이가 누룩곰팡이의 유전자에 구조적 변화를 일으켰을 것으로 추측했다. 이번 연구에 참여한 조슈아 D. 에반스 덴마크공대 연구원은 “저궤도 우주 환경의 몇 가지 특징, 특히 무중력과 우주방사선 증가는 미생물의 성장과 대사 작용, 그리고 발효 작용에 영향을 미칠 수 있다는 것을 밝혀냈다”고 말했다.

연구팀은 앞으로 ISS에 우주 발효 연구소(Space Fermentation Lab)를 구축해 김치, 치즈, 요구르트 등 다양한 발효식품을 실험한다는 계획이다. 발효식품은 영양가가 높고, 맛과 향이 강해 우주비행사들의 감각기관을 만족시킬 수 있는 데다 우주 공간에서도 직접 만들 수 있어 차세대 우주식량으로 주목받고 있다. 조슈아 D. 에반스 연구원은 “이 연구는 특히 미래의 장기 우주 임무에서 우주인의 건강을 향상시킬 수 있다”며 “더 나아가 우주탐사 분야가 성장함에 따라 식문화의 영역을 더 확장하고 다양화할 수 있다”고 말했다.

√ 기억해주세요

연구팀은 미생물 군집 분석도 실시했다. 지구에서 발효시킨 두 된장의 미생물 군집은 거의 차이가 없었으나, 우주 된장에서는 표피포도상구균(Staphylococcus epidermidis)과 같은 새로운 균주가 발견됐다. 이번 연구를 이끈 메기 코블란츠 미국 매사추세츠공과대 연구원은 “흔히 ISS를 무균 환경으로 생각하지만 이번 연구는 미생물이 우주에서 활동할 수 있음을 보여줬다”고 설명했다.

박영경 과학칼럼니스트