지오스민

지오스민은 종속영양세균군인 스트렙토마이세스(Streptomyces) 속 등의 방선균류와 광합성 세균군인 남세균류 등 원핵생물 뿐만 아니라 Penicillium을 비롯한 사상성 균류 등 진핵생물에서도 생산되는 흙냄새를 내는 화합물이다¹⁾. 지오스민은 미생물이 2차대사 결과 생산하는 산물 중 하나이며 그리스어로 흙과 토양을 의미하는 γεω-(=earth) 와 냄새를 의미하는 ὀσμή(=smell) 으로부터 유래하였다²⁾.

목차

지오스민의 화학식은 C₁₂H₂₂O이고 구조는 그림과 같다.

그림 1. 지오스민의 구조 (출처 :김승범/충남대)

지오스민은 토양 및 담수의 흙냄새 및 담수어류의 흙냄새를 내는 원인물질이다. 화학적으로는 지질인 이소터피노이드(isoterpenoid)의 한 종류로서 트랜스1.10-디메틸-트랜스-9-데칼롤(trans-1,10-dimethyl-trans-9-decalol)이라고도 한다. 분자량은 182.31, 끓는점은 270°C 정도로 알려져 있다³⁾. 지오스민은 토양 뿐만 아니라 담수 환경, 농작물 및 가공품, 음료 및 주류, 담수 생선류 등에서 발견되며 육상 환경의 경우 스트렙토마이세스(Streptomyces) 속으로부터 생산되고 있고, 수환경에서는 주로 남세균에 의해 생산되고 있는 것으로 알려져 있다³⁾. 한편 원생생물에 속하는 Vanella 속의 아메바 종류도 지오스민을 생산하는 것으로 보고되었는데 이는 실제로 아메바 내부에 공생하는 세균에 의해 생산되는 것으로 밝혀졌다⁴⁾. 지오스민은 휘발성이 강해 100℃의 물에서 끓이면 제거되며, 또한 산성환경에서 분해된다.

사람은 지오스민의 냄새에 민감하며 숲 속의 토양이 발산하는 특유의 흙냄새는 정서적인 안정을 가져다 줄 수 있는 효과를 가진다. 실제로 사람의 코는 6-10ng/L(ppt) 정도의 농도로 존재하는 지오스민을 감지할 수 있는 것으로 알려져 있다⁵⁾. 하지만 담수환경의 지오스민은 남세균 등에 의한 조류 대발생이 일어나는 경우 좋지 않은 냄새를 발산할 수 있으며 음용수나 포도, 버섯, 당근 등 신선 과채류나 가공 식품류에 함유되어 있는 경우에도 좋지 않은 냄새를 발산할 수 있어 관련 산업에 경제적 손실을 끼칠 수 있다. 상수원에서 녹조현상이 발생하는 경우 지오스민은 진균류에 의해 생산되는 2-MIB(2-methylsoborneol)과 함께 수돗물의 질에 영향을 미치게 되는데 이들 물질은 인체에 직접 유해하지는 않지만 악취의 근원이 되며 미량이라고 하더라도 입 안에서 그 맛이 지속적으로 남아 있으므로 환경부에서는 이에 대한 감시기준을 설정하여 관리하고 있다. 환경부에서 정한 먹는물의 지오스민 감시 기준은 20ng/L(ppt)이며, 서울시에서 정한 수돗물의 수질기준에서 지오스민 권고기준치는 8ng/L로 설정되어 있다⁶⁾. 지오스민과 2-MIB는 휘발성이 있으므로 가열하면 물에서 제거할 수 있다.

지오스민은 상한 포도의 이취(off-flavor)에 주된 기여를 하는 물질이며 이 경우 Penicillium이 주된 생산자로 관여하나, Penicillium은 상하지 않은 포도즙으로부터는 지오스민을 생산하지 못하는 반면 다른 균류인 Botrytis cinerea가 같이 생장하는 경우 지오스민을 생산하는 것으로 알려져 있다⁷⁾. 이는 Penicillium이 생장에 필요로 하는 아미노산 등의 질소원을 B. cinerea가 공급해 주는 등의 역할을 하기 때문인 것으로 파악된다.

김승범/충남대학교

조장천/인하대학교

1. Goodfellow, M. et al. (eds). 2012. Bergey's Manual of Systematic Bacteriology, vol. 5. 2nd edition. Springer.
2. Geosmin, an earthy-smelling substance isolated from actinomycetes NN Gerber, HA Lechevalier - Applied microbiology, 1965 - Am Soc Microbiol
3. Liato, V., Aider, M. 2017. Geosmin as a source of the earthy-musty smell in fruits, vegetables and water: origins, impact on foods and water, and review of the removing techniques. Chemosphere. 181: 9-18.
4. Hayes, S.J., Hayes, K.P., Robinson, B.S. 1991. Geosmin as an odorous metabolite in cultures of a free-living amoeba, vannella species (Gymnamoebia, Vannellidae). J. Protozool. 38: 44-47.
5. Omur-Ozbek, P., Little, J., Dietrich, A. 2007. Ability of humans to smell geosmin, 2-MIB and nonadienal in indoor air when using contaminated drinking water. Water Sci. Technol. 55: 249-256.
6. 서울시. 2012. 건강하고 맛있는 물.
7. La Guerche, S. et al. 2007. Impact of the Botrytis cinerea strain and metabolism on (-)-geosmin production by Penicillium expansum in grape juice. Antonie Leeuwenhoek 92(3):331-41.