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배추는 김치의 재료로 대표되는 한국의 주요 채소 중 하나이다.

하지만 최근 들어 배추는 기후변화에 더한 각종 질병으로 인해 재배에 점차 어려움을 겪고 있다.

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-검은썩음병에 걸린 배추 잎


배추를 위협하는 주요 질병 중 하나는 검은썩음병이다.

이 병에 걸린 배추는 잎 끝부분이 노란색으로 말라가며, 심할 경우 잎이 검게 말라붙으며 고사하게 된다.

만일 해당 질병이 퍼지기 적합한 고온다습한 환경이 갖추어질 경우 배추 생산량의 50% 이상이 감소할 수 있다[1].


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-검은썩음병균의 형태과 배양 모습


이 병은  Xanthomonas campestris pv.campestris(이하 xcc)라는 세균에 의해 발생한다.

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-수공을 통해 배출되는 물방울

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-xcc의 감염 주기

xcc는 식물의 상처 또는 잎 끝에 있는 수공을 통해 침입하며, 잎맥을 따라 전파된다. 그에 따라 특징적인 V자형 병반이 나타나게 된다.


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-배양 중 eps를 분비해 노란색을 띠는 xcc 군집

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-EPS를 구성하는 잔탄검이 세균을 보호하고 병을 일으키는 방식

*그림의 병원균은 xcc가 아닌xpd(Xanthomonas phaseoli pv. dieffenbachiae)지만 같은 xanthomonas 속에 포함되어 유사한 감염방식을 가짐


식물 내부로 들어온 xcc는 관다발에 자리를 잡은 후 끈적한 점액질 막인 EPS(Exopolysaccharide)를 분비해 생물막을 형성한다.

EPS는 xcc의 병원성을 좌우하는 핵심 물질로, 잔탄검(Xanthan gum)이라고 불리는 노랗고 끈적한 물질로 구성된다.

EPS는 세균이 관다발에 단단히 부착할 수 있게 하며, 막을 형성해 세균의 수분 손실을 막고 식물이 분비하는 항균물질로부터 보호해 주기도 한다.

세균은 EPS를 이용해 관다발을 틀어막고 내부에서 증식하며, 그로 인해 물과 영양분을 공급받지 못하는 식물 부위는 말라 죽게 된다.


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-검은썩음병 관련 기사들

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-배추밭에 검은썩음병 농약을 살포하는 농민


xcc는 배추뿐 아니라 무, 브로콜리 등 배추과 작물 전반에 걸쳐 감염되며 저항성을 가지는 품종은 거의 존재하지 않는다.

그 때문에 발병시기에 철저하게 농약을 치는 것이 필요하지만, 점차 농약에 내성을 가지는 균주들도 나타나고 있어 문제가 되고 있다[2].

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여기까지만 보면 xcc는 반드시 없에야 할 유해균이라고 볼 수 있다.

그러나 이와 정 반대로, xcc는 현대 산업에 있어 빠질 수 없는 핵심 균주의 면모를 가지고 있기도 하다.


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-잔탄검의 유용성을 밝혀낸 알렌 진스 박사


1950년대 미국에서 xcc를 연구하던 알렌 진스 박사는 이 세균이 만들어 내는 잔탄검이 산업적으로 매우 유용한 성질을 가진다는 것을 알아내게 된다.

당시 증점제로는 주로 아라비아검이나 구아검과 같은 식물 유래 검 성분이 사용되고 있었다.

그러나 잔탄검은 온도와 산성도 변화에도 식물성 검보다 안정적인 점성을 유지했으며, 미생물 발효를 통해 균일한 품질로 대량 생산할 수 있다는 장점도 가지고 있었다.

이러한 장점을 앞세운 잔탄검은 각종 산업에서 활발히 사용되고 있다.



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-잔탄검이 첨가된 케첩, 드레싱, 치약, 크림


잔탄검을 가장 쉽게 찾아볼 수 있는 곳은 식품과 미용 산업이다.

잔탄검은 각종 소스류의 점도를 조절하기 위해 필수적으로 들어가고 있으며, 샴푸와 크림, 치약 등에도 증점제로 널리 첨가되고 있다.


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또한 글루텐을 먹지 못하는 환자들을 위한 글루텐 프리 빵의 경우에도 대체재로 잔탄검이 들어가고 있다.


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잔탄검은 석유 산업에 있어서도 매우 중요한 물질이다. 그 높은 점성으로 인해 시추 과정에서 나온 암석 절삭물들을 침전시키지 않고 지표면까지 안정적으로 운반할 수 있기 때문이다.

특히 오염에도 강한 저항성을 보여 석유 이동 파이프라인 내부 코팅제로도 사용되고 있다.

또한 극지방 및 해양 시추의 경우 낮은 온도로 인해 기존의 고분자 물질들의 효율이 급감하는데, 이런 환경에서도 잔탄검은 본연의 성질을 잃지 않아 더욱 선호되고 있다[3].


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-잔탄검 생산 및 농축 공정
앞의 주황색 탱크에서 xcc가 배양된다


잔탄검은 생산하는 방법도 비교적 간단하다. xcc를 대형 탱크에 배양하면서 당류와 적절한 환경만 제공해 준다면 추출을 통해 얻어낼 수 있어 저렴한 비용으로 많은 양을 생산해 낼 수 있다[4].


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-잔탄검의 활용도와 시장 동향


이러한 활용도로 인해 2026년 전세계 잔탄검 시장은 22억 6천만 달러에 달하며, 2036년에는 37억달러까지 성장할 것으로 예측되고 있다[5].


흥미롭게도, xcc균주의 병원성과 잔탄검의 품질은 비례하는 모습을 보인다[6].

그 때문에 식물병리학자들은 xcc의 방제와 약화를 위해 연구하지만, 생명공학자들은 고품질의 잔탄검을 얻기 위해 더 강한 xcc를 찾아 연구하는 아이러니한 모습을 보이고 있다.

이렇듯 xcc는 인간에게 유해균과 유익균이라는 극명히 대비되는 두 모습을 보여 주는 흥미로운 세균이다.

xcc의 사례는 생물 자체가 좋고 나쁜 것은 없으며, 인간의 관점에 따라 전혀 다른 의미를 가질 수 있다는 것을 다시금 일깨워 주는 예일지도 모른다.



*정확한 내용은 참고문헌 참조

1.Afrin, K. S., Rahim, M. A., Park, J. I., Natarajan, S., Rubel, M. H., Kim, H. T., & Nou, I. S. (2018). Screening of cabbage (Brassica oleracea L.) germplasm for resistance to black rot. Plant breeding and biotechnology, 6(1), 30-43.

2.Dai, H., Hu, L., Wang, J., Yue, Z., Wang, J., Chen, T., Li, J., Dou, T., Yu, J., & Liu, Z. (2025). Constructing a Novel Disease Resistance Mechanism Model for Cruciferous Crops: An Example From Black Rot. Molecular plant pathology, 26(2), e70060.

3.Said, M., Haq, B., Al Shehri, D., Rahman, M. M., Muhammed, N. S., & Mahmoud, M. (2021). Modification of Xanthan Gum for a High-Temperature and High-Salinity Reservoir. Polymers, 13(23), 4212.

4.Onofre-Rentería, K., Cabrera-Munguía, D.A., Cobos-Puc, L.E., Claudio-Rizo, J.A., Morales-Oyervides, L. and Oyervides-Muñoz, E. (2024), Xanthan Gum Production and Its Modifications to Obtain Novel Applications: A Review. Polym Adv Technol, 35: e70004.

5.Kiran Pulidindi. August 2022. Xanthan Gum Market - By Application (Food & Beverages, Oil & Gas, Pharmaceutical, Cosmetics, and Others) & Forecast, 2022-2030 (512: GMI512). Global Market Insights Inc. Retrieved May 18, 2026

6.Ramírez, M.E., Fucikovsky, L., García-Jiménez, F. et al. Xanthan gum production by altered pathogenicity variants of Xanthomonas campestris . Appl Microbiol Biotechnol 29, 5–10 (1988)
출처: 싱글벙글 지구촌 갤러리 [원본 보기]