2.1　상대를 알기 ― 세균, 바이러스, 기생충

식중독을 일으키는 상대는 크게 세 가지로 나뉩니다. 늘어나는 방식도, 무엇으로 죽는지도 다릅니다. 상대를 잘못 알면, 수고를 들여도 효과가 없는 대책을 계속하게 됩니다.

세균 ― 식품 속에서 늘어난다

세균은 하나의 세포로 이루어진 아주 작은 생물입니다. 영양과 수분과 온도가 갖추어지면, 식품 속에서 1개가 2개로, 2개가 4개로 두 배씩 늘어납니다. 세균 가운데에는 식품 속에서 독소를 만드는 것이 있습니다. 독소란 균이 만드는 독을 말합니다. 균이 가열로 죽어도 독소는 남는 경우가 있습니다.

바이러스 ― 식품 속에서는 늘어나지 않는다

바이러스는 세균의 수십 분의 일 정도 되는 작은 알갱이입니다. 사람이나 동물의 살아 있는 세포 안에서만 늘어납니다. 그러므로 식품 위에서는 아무리 시간이 지나도 늘어나지 않습니다. 그 대신 아주 적은 양으로도 사람에게 옮습니다. 스시집에서 문제가 되는 것은 노로바이러스입니다. 냉장에도 냉동에도 산에도 견디고, 알코올이 잘 듣지 않는 상대입니다. 확실히 듣는 것은 가열과 차아염소산나트륨입니다(제3장·제4장).

기생충 ― 늘어나지 않지만, 냉동과 가열로 죽는다

기생충은 다른 생물의 몸 안에서 사는 작은 동물입니다. 기생충도 식품 속에서는 늘어나지 않습니다. 대표적인 것은 아니사키스로, 길이 2~3cm의 하얀 실 같은 유충입니다. 냉동과 가열로 죽지만, 식초, 소금, 와사비(고추냉이), 간장으로는 죽지 않습니다.

세 상대의 차이를 표로 정리합니다. 세균은 늘어나지만 냉동으로는 죽지 않고, 바이러스는 늘어나지 않지만 냉동으로도 죽지 않으며, 기생충은 늘어나지 않고 냉동으로 죽는다고 기억하십시오.

감염형과 독소형, 쿠도아, 곰팡이와 효모

세균에 의한 식중독은 두 가지 형으로 나뉩니다. 감염형은 살아 있는 균을 먹고, 장 속에서 균이 늘어나 일어납니다. 장염비브리오, 살모넬라균, 장출혈성대장균 등입니다. 독소형은 식품 속에서 만들어진 독소를 먹어서 일어납니다. 황색포도상구균, 보툴리누스균, 바실루스 세레우스균 등입니다. 세균이 늘어나는 방식은 이분법이라고 부르며, 1개가 2개로 나뉩니다.

기생충에는 아니사키스 말고도 넙치(광어)에 붙는 쿠도아가 있습니다. 아니사키스는 눈으로 볼 수 있지만, 쿠도아는 보이지 않습니다. 쿠도아는 −20℃에서 4시간 이상 냉동하거나, 중심 75℃에서 5분 이상 가열하면 죽습니다.

네 번째 상대는 곰팡이와 효모입니다. 둘 다 진균의 무리로, 곰팡이는 실 같은 균사를 뻗고, 효모는 싹을 틔우듯이 늘어납니다. 세균보다 건조한 곳에서도 늘어나고, 산에도 비교적 강한 상대입니다. 스시집에서는 건조 식품, 단식초, 나무 도구에 생깁니다. 냉동하면 늘어나지 않게 되고, 가열하면 죽습니다. 그러나 곰팡이 중에는 가열로 파괴되지 않는 곰팡이독소를 만드는 것이 있습니다. 그러므로 곰팡이가 핀 식재료는 쓰지 않습니다.

2.2　균이 늘어나는 여섯 가지 조건과 위험 온도대

세균이 늘어나는지에는 여섯 가지 조건이 관계합니다. 영양, 수분, 온도, 시간, 산의 세기, 산소입니다. 산의 세기는 pH로 나타냅니다. 산성인지 알칼리성인지의 정도를 나타내는 숫자로, 7이 중성이고 작을수록 시어집니다. pH가 내려갈수록 균은 잘 늘어나지 못합니다.

스시집 위생의 순서는 모두 이 여섯 가지 중 어느 하나를 끊기 위해 있습니다. 생선의 살은 영양도 수분도 풍부하여 균에게는 진수성찬입니다. 영양과 수분은 빼앗을 수 없습니다. 그래서 장인이 쥐는 고삐는 온도와 시간, 그리고 식초의 산입니다.

위험 온도대 ― 여름 부엌의 도시락

식중독을 일으키는 균의 대부분은 사람의 체온에 가까운 35~37℃ 근처에서 가장 잘 늘어납니다. 균이 활발하게 늘어나는 온도의 범위를 위험 온도대라고 부릅니다. 일본의 위생 지도에서는 10~60℃입니다. 해외의 많은 기준에서는 5~60℃, 미국 FDA의 기준에서는 5~57℃입니다. 여름 부엌에 아침부터 놓아둔 도시락이 점심에 상해 있는 경우가 있습니다. 한나절 동안 줄곧 이 온도대에 있었기 때문입니다.

일본은 10℃, 해외는 5℃ ― 중온균과 저온균

식중독균의 대부분은 중온균입니다. 20~45℃에서 늘어나고, 35~37℃ 부근을 가장 좋아하는 균을 말합니다. 일본이 10℃를 경계로 삼는 것은, 일본 식품위생법의 냉장 보존기준 대부분이 10℃ 이하이기 때문입니다. 날로 먹는 어패류의 기준도 10℃ 이하입니다. 장염비브리오도 10℃ 이하에서는 늘어나는 속도가 크게 둔해지고, 4℃ 이하에서는 거의 멈춥니다(제3장).

그런데 리스테리아처럼 0~5℃에서도 천천히 늘어나는 균이 있습니다. 10℃ 이하에서도 늘어날 수 있는 균을 저온균이라고 부릅니다. 해외의 많은 곳이 더 낮은 5℃를 경계로 삼는 것은 이 때문입니다(제5장).

산소 ― 진공 포장의 함정

세균에는 산소를 좋아하는 정도에 따라 세 가지 형이 있습니다. 산소가 없으면 늘어나지 못하는 호기성균은, 냉장한 생선을 썩게 하는 주역인 슈도모나스속 등입니다. 산소가 있으면 늘어나지 못하는 편성혐기성균은 보툴리누스균과 웰치균(클로스트리디움 퍼프린젠스)입니다. 어느 쪽에서든 늘어나는 통성혐기성균에는 장염비브리오 등 많은 식중독균이 들어갑니다. 진공 포장은 산소를 좋아하는 부패균을 억제하여 보존 기간을 늘립니다. 그러나 동시에 산소를 싫어하는 균에게는 유리한 환경을 만듭니다.

2.3　두 배씩 늘어난다 ― 시간의 무서움

세균이 한 번 나뉘어 수가 두 배가 되는 시간을 분열 시간이라고 합니다. 세대 시간이라고도 부릅니다. 조건이 좋으면 장염비브리오는 약 10분, 대장균이나 살모넬라균은 약 20분, 황색포도상구균은 약 30분 만에 두 배가 됩니다.

20분에 두 배가 되는 균은 1시간에 8배, 3시간에 512배, 6시간에 약 26만 배가 됩니다. 10분에 두 배가 되는 장염비브리오라면 3시간에 약 26만 배, 4시간에 약 1,680만 배입니다. 종이를 반으로 접을 때마다 두께가 두 배가 되는 것과 같습니다. 시간은 '덧셈'이 아니라 '곱셈'으로 작용합니다.

시간은 쌓인다

또 하나 중요한 것은 시간은 쌓인다는 것입니다. 냉장고에 다시 넣으면 균은 잘 늘어나지 못하게 됩니다. 그러나 밖에 나와 있던 동안 늘어난 만큼은 줄지 않습니다. 아침 준비 때 30분, 점심 피크 때 1시간, 저녁에 다시 30분 꺼내 두었다고 합시다. 모두 합쳐 2시간 동안 위험 온도대에 있었던 셈입니다. 많은 나라의 지침은 '위험 온도대에 있었던 시간이 합계 4시간을 넘으면 버린다'고 정하고 있습니다. 이것도 시간을 더해 가는 생각에 따른 것입니다.

유도기와, 발병에 이르는 균의 수

표의 숫자는 조건이 좋을 때의 계산입니다. 실제로는 새로운 환경으로 옮겨진 세균이 바로 분열하지는 않습니다. 먼저 준비를 하는 유도기가 있고, 다음으로 두 배씩 늘어나는 대수증식기에 들어가며, 이윽고 늘어나는 것이 멈추는 정지기를 맞습니다. 세 단계를 나타낸 것이 그림 2-2의 곡선입니다.

유도기는 온도가 낮을수록, 또 균이 냉장으로 약해져 있을수록 길어집니다. 여기에 '품온이 오르기 전에 냉장고에 다시 넣는다'는, 조금씩 꺼내 쓰는 방식의 의미가 있습니다. 품온이 오르지 않으면 균은 유도기에서 잘 벗어나지 못합니다.

장염비브리오로 발병에 이르는 균의 수는 일반적으로 10만~100만 개 이상이라고 합니다. 표면에 균이 100개 있던 생선을 여름의 조리대에 3시간 두었다고 합시다. 10분에 두 배라면 계산상 수천만 개가 되어, 발병 기준을 가볍게 넘습니다. 가져야 할 감각은 '실온에 둔 시간은 두 배씩 불어난 수로 바뀌어 있다'입니다.

2.4　수분활성도와 pH ― 소금, 설탕, 식초가 균을 억제하는 이유

수분활성도 ― 세균이 쓸 수 있는 물

소금이나 설탕에 결합한 물은 세균이 쓸 수 없습니다. 세균이 쓸 수 있는 자유로운 물의 비율을 수분활성도라고 부릅니다. 기호는 Aw이며, 순수한 물을 1.00으로 합니다. 날생선의 수분활성도는 약 0.99로, 거의 순수한 물과 같습니다.

많은 식중독균은 수분활성도가 0.90~0.91 아래로 내려가면 늘어나지 못합니다. 그러나 황색포도상구균은 0.86 부근까지 늘어나므로, 소금기가 강한 식품에서도 방심할 수 없습니다. 곰팡이는 0.80 부근까지 늘어납니다. 소금이나 설탕이 식품을 지키는 것은 균을 죽이기 때문이 아닙니다. 물을 자기 주위로 끌어당겨, 균이 쓸 수 있는 물을 줄이기 때문입니다. 소금으로 생선을 절이면 물이 빠지는 동시에, 남은 물도 소금과 결합하여 수분활성도가 내려갑니다(제13장).

pH ― 균마다 다른 한계

pH는 온도와 함께 균이 늘어나는 방식에 강한 영향을 줍니다. 많은 식중독균은 pH 6.5~7.5에서 가장 잘 늘어나고, pH가 내려갈수록 잘 늘어나지 못합니다. 다만 어디에서 멈추는지는 균마다 다릅니다. 보툴리누스균은 4.6 이하, 장염비브리오는 4.8 미만에서는 늘어나지 않습니다. 한편 다른 조건이 갖추어지면, 바실루스 세레우스균은 약 4.3, 리스테리아는 약 4.4, 황색포도상구균과 병원성 대장균은 약 4.0, 살모넬라균은 약 3.7까지 늘어나는 경우가 있습니다. '많은 균은 pH 4.6 이하에서 늘어나지 않는다'는 틀린 말입니다. 4.6은 보툴리누스균의 값입니다.

산에 대한 강함도 균마다 다릅니다. 장염비브리오는 산에 약하고, 장출혈성대장균 O157은 산성 속에서도 오래 살아남습니다. 주변의 pH를 보면, 쌀식초가 약 2.5~3.0, 갓 지은 밥이 6~7, 초밥용 밥이 4.0~4.5입니다.

겹쳐서 효과를 낸다 ― 초밥용 밥이 잘 상하지 않는 이유

초밥용 밥이 보통 밥보다 잘 상하지 않는 것은 두 가지 구조가 겹치기 때문입니다. 주역은 아세트산입니다. pH를 낮추고, 비해리형 분자로서 균의 안으로 들어가, 많은 세균의 증식을 억제합니다. 소금과 설탕은 수분활성도를 낮추지만, 초밥용 밥의 수분활성도는 균을 멈출 만큼은 내려가지 않습니다. 이쪽은 보조 역할입니다. 하나로는 부족한 억제를 겹쳐서 실용적인 안전을 만듭니다. 이것을 허들 이론이라고 부릅니다(제1장·제6장).

다만 초밥용 밥은 '상하지 않는' 것이 아니라 '잘 상하지 않을' 뿐입니다. 쌀에는 산에 비교적 강한 바실루스 세레우스균의 아포가 붙어 있습니다. 더운 곳에 몇 시간이나 두면 한계를 넘습니다.

2.5　차갑게 하기, 얼리기, 익히기 ― 할 수 있는 것과 할 수 없는 것

냉장은 살균이 아닙니다. 0~5℃의 냉장고는 많은 균이 늘어나는 것을 거의 멈춥니다. 그래도 균의 수는 줄지 않습니다. 냉장고의 온도에서도 천천히 늘어나는 균도 있습니다.

냉동은 세균을 죽이지 않습니다. 균은 잠들 뿐이며, 해동하면 다시 늘어나기 시작합니다. 냉동으로 확실히 죽는 것은 기생충입니다. 얼리기 전의 상태가 해동한 뒤의 상태라고 생각하십시오.

가열은 만능이 아닙니다. 많은 균은 중심 온도 75℃에서 1분 이상 가열하면 죽습니다. 그러나 균이 만든 독소 가운데에는 끓여도 구워도 파괴되지 않는 것이 있습니다. 또 쌀에 붙는 균 중에는 열에 강한 껍질을 쓰고 잠드는 아포를 만드는 것이 있어서, 끓여도 살아남습니다(제3장·제9장). 그러므로 먼저 '묻히지 않는다', '늘리지 않는다'가 앞에 옵니다(제4장·제5장).

냉장, 냉동, 가열의 숫자와, 아포와 독소

냉장 온도에서도 리스테리아나 슈도모나스는 0℃ 부근에서 계속 늘어납니다. 생선의 신선도가 떨어지는 속도는 수산학의 기준으로, 0℃에 비해 5℃에서 약 2배, 10℃에서 약 4배입니다. 냉동에서는 −18℃ 이하에서 거의 모든 미생물이 늘어나지 못하게 됩니다. 얼 때 일부는 죽지만, 대부분은 살아남습니다. 노로바이러스도 독소도 냉동으로는 파괴되지 않습니다. 아니사키스는 −20℃ 이하에서 24시간 이상이면 죽습니다. 확실히 하려면 생선의 중심이 −20℃가 된 뒤부터 셉니다. 가열은 중심 75℃에서 1분 이상이면, 아포를 만들지 않는 세균과 아니사키스를 죽입니다. 85~90℃에서 90초 이상이면 노로바이러스도 파괴됩니다.

가열을 견디는 것은 두 가지입니다. 첫 번째는 아포입니다. 바실루스 세레우스균, 웰치균, 보툴리누스균 등은 환경이 나빠지면 아포를 만듭니다. 아포는 두꺼운 껍질에 싸여 잠든 상태로, 열에도 건조에도 소독약에도 매우 강하며, 100℃에서도 죽지 않습니다. 식품이 식어서 위험 온도대에 들어가면, 깨어나 늘어나기 시작합니다. 바실루스 세레우스균의 아포는 흙에서 와서 쌀에 널리 붙어 있습니다. 지은 밥을 실온에 오래 두는 것이 흔한 원인입니다.

두 번째는 독소입니다. 황색포도상구균이 식품 속에서 늘어날 때 만드는 장독소(엔테로톡신)는 심한 구토를 일으키는 독소입니다. 100℃에서 30분 가열해도 파괴되지 않습니다. 균은 75℃에서 죽지만, 독소는 남습니다. 그러므로 대책은 '나중에 가열한다'가 아닙니다. 첫째, 손 씻기와 상처 관리로 손에서 식품으로 균을 옮기지 않는 것입니다. 둘째, 독소가 생길 만큼 늘어나지 않도록 저온으로 유지하는 것입니다(제3~5장). 바실루스 세레우스균의 구토 독소와 붉은살생선의 히스타민도 가열로는 파괴되지 않습니다(제3장).

2.6　부패와 숙성 ― '균만 들어가지 않으면'의 진짜 뜻

'생선이 나빠진다'는 말에는 원인이 다른 변화가 섞여 있습니다. 가장 중요한 것은 부패와 숙성을 나누어 생각하는 것입니다.

부패 ― 균이 살을 분해한다

부패는 세균이 생선 살의 단백질을 분해하여, 불쾌한 냄새가 나는 물질을 만드는 변화입니다. 암모니아 같은 톡 쏘는 냄새, 강한 비린내, 유황 같은 냄새가 나고, 표면이 미끈미끈해집니다.

숙성 ― 생선 자신의 효소가 감칠맛을 만든다

생선의 살에는 살아 있을 때부터 효소가 들어 있습니다. 효소란 몸 안의 변화를 진행시키는 물질입니다. 효소는 생선이 죽은 뒤에도 계속 작용합니다. 이 작용으로 살이 조금씩 부드러워지고, 감칠맛 성분이 늘어 갑니다. 균을 늘리지 않는 조건에서 이 변화만을 잘 진행시키는 것이 숙성입니다.

두 가지의 차이를 표로 정리합니다. 부패를 일으키는 것은 세균이고, 숙성을 진행시키는 것은 생선 자신의 효소입니다. 암모니아 냄새가 나면 그것은 숙성이 아니라 부패입니다.

'균만 들어가지 않으면'

장인들 사이에는 '균만 들어가지 않으면 생선은 언제까지나 썩지 않는다'는 말이 있습니다. 이것은 절반만 맞는 말입니다. 건강하게 살아 있는 생선의 살 속에는 균이 없습니다. 균이 있는 곳은 껍질, 아가미, 창자이며, 생선이 죽으면 거기서 살로 들어갑니다. 그래서 아가미와 내장을 빨리 빼내고, 깨끗한 칼과 도마로 손질하고, 표면의 물기를 닦고, 저온에 둡니다. 그렇게 하면 살 속에서 균이 늘어나는 것을 크게 억제할 수 있습니다. 숙성이 성립하는 것은 이 생각이 있기 때문입니다.

그러나 균이 들어가지 않아도 생선 자신의 효소는 계속 작용합니다. 감칠맛 성분은 이윽고 쓴맛이 나는 성분으로 바뀝니다. 살은 무너지고, 기름은 공기에 닿아 산화하여 오래된 기름 같은 냄새가 납니다. '균만 들어가지 않으면 썩지 않는다'는 맞더라도, '균만 들어가지 않으면 맛있는 그대로'는 맞지 않습니다. 숙성에는 부패가 시작되기 전에, 맛의 정점을 지난 곳에서 끝이 옵니다(제10장).

부패, 자가소화, 지질 산화를 나누어 보기

1급에서는 '나빠진다'를 세 가지 현상으로 나누어 생각합니다.

첫 번째인 부패에서는 세균이 단백질이나 아미노산을 분해하여 암모니아, 아민류, 황화수소가 생깁니다. 바닷물고기에 특유한 것이 트리메틸아민으로, 생선 비린내의 주성분입니다. 살에 원래 있는, 냄새가 없는 트리메틸아민 옥사이드를 세균이 바꾸어 만듭니다. 부패가 진행되면 pH는 알칼리 쪽으로 돌아갑니다. 주역은 냉장 온도에서도 늘어나는 저온성 부패균입니다.

두 번째는 자가소화입니다. 식품 자신의 효소에 의한 분해를 말하며, 균이 한 마리도 없어도 진행됩니다. 살의 단백질을 나누는 효소가 작용하는 동시에, 에너지의 원천인 ATP(아데노신삼인산)가 단계적으로 분해됩니다. ATP는 감칠맛 성분인 이노신산을 거쳐, 쓴맛이 있는 하이포잔틴이 됩니다. 이것은 주로 생선 자신의 효소가 하는 일입니다. 다만 하이포잔틴이 생기는 마지막 단계에는 세균의 효소도 더해집니다. 냉장하면 느려지지만, 멈추지는 않습니다(제10장).

세 번째는 지질 산화입니다. 생선의 기름은 불포화지방산이 많아서, 산소와 반응하여 오래된 기름 냄새와 누런 변색을 일으킵니다. 원인은 산소, 빛, 열, 철이며, 세균과는 관계없이 냉동고 안에서도 진행됩니다(제12장).

숙성이란 세균의 증식과 지질 산화를 억제한 조건에서, 자가소화만을 진행시키는 기술입니다. 이노신산을 늘리고, 살을 부드럽게 합니다. 즉 부패를 동반하지 않는 자가소화의 관리입니다. 부패는 균이 들어가지 않으면 일어나지 않지만, 자가소화와 지질 산화는 균이 없어도 일어납니다. 이것이 '균만 들어가지 않으면 맛있다'가 성립하지 않는 이유입니다.