아열대 기후로 변하면서 후덥지근하고 습도가 높은 더운 여름철이라도 나만의 소소한 즐거운 일이 하나 있는데 바로 냉면 맛집을 찾아다니는 것이다. 지방 출장 중에 냉면을 잘한다고 소문난 집은 꼭 찾아다니는데 첫맛은 맹탕인 듯한데 무어라 형용할 수 없는 미묘한 육수의 감칠맛이 나는 냉면 맛을 볼 때 작은 행복을 느낀다. 

무더운 여름날들의 연속이긴 해도 미생물들 나름대로 생존을 위한 일련의 과정들을 진행하고 있다. 그 중의 가장 중요한 일이 먹고 사는 것인데 우리 사람들은 입이 있어서 먹을거리를 입으로 넣어 씹고 소화시켜 에너지를 얻어 생존을 이어간다. 마찬가지로 미생물도 먹어야 살아갈 수 있는데 입이나 특별한 먹이를 받아들일 수 없는 미생물들은 ‘효소(酵素)’라고 하는 물질을 부지런히 밖으로 내보내 일을 시킨다. 

‘효소’라고 하는 일꾼은 미생물 몸 밖으로 나가서 외부에 있는 단백질이나 전분 또는 섬유소와 같은 커다란 물질을 분해하여 미생물의 세포막에 흡수할 수 있을 정도로 잘게 자르는 일들을 한다. 단백질이나 전분과 같은 고분자 물질이 효소에 의해 분해되면 아미노산과 포도당이 만들어지는데 이렇게 작게 부서진 물질들을 흡수해서 미생물이 종족 번식을 하거나 또는 생존을 하는데 필요한 ATP라는 에너지를 생산해 낼 수 있는 것이다. 

미생물들은 효소를 심부름꾼으로 내보냈는데 포도당이나 아미노산이 자기 몸 안으로 흡수가 되어야 하는데 만약에 포도당이나 아미노산이 흡수가 안되면 성질 급한 미생물은 지난번에 내보냈던 효소들이 일을 안한다고 생각을 해서 다시 효소를 내보내게 된다. 미생물을 배양하는 방식은 액체 형태로 배양하는 것과 고체 상태로 배양할 때가 있다. 시군 농업기술센터에서 유용 미생물을 배양할 때 스테인리스 원통형 발효기에서 미생물을 배양하는 방식이 대표적인 액체 배양이다. 고체 배양은 된장이나 고추장을 만들 때 고체 상태로 발효시켜 미생물을 활성화시키고, 그 외 항생제를 생산하거나 산업용 효소를 생산할 때도 고체 발효 방식으로 진행한다. 

막걸리를 만들 때 누룩을 사용하는데 곰팡이의 일종인 Aspergillus oryzae(아스퍼질러스 오라이재)가 밀이나 보리, 쌀 표면에 자라면서 당화효소를 분비하고 그 효소가 곡물을 분해하여 포도당을 만들게 되면 그제야 효모에 의한 본격적인 알코올 발효가 시작되는 것이다. 미생물을 배양할 때 액체 상태로 먹이 성분을 넣어주면 미생물과 영양분과의 접촉 기회가 많아져 미생물들이 잘 자란다. 즉 밀도, cfu가 높아진다는 것이다.

이렇듯 액체 형태로 미생물을 배양하면 미생물들이 효소를 분비해도 효소에 의해 분해된 포도당이나 아미노산이 미생물 몸체에 흡수되는 것이 용이하기 때문에 미생물 입장에서는 효소를 다시 만들어 내보낼 필요가 없는 것이다. 최소한의 효소만 내보내도 포도당이나 아미노산이 미생물의 몸 안으로 흡수가 잘 되니 미생물은 양분을 흡수해서 자손 번식에만 신경을 쓰면 되는 것이다. 
그러나 고체 배양의 경우 미생물이 몸 밖으로 효소를 분비해도 고체 상태에서는 공기층이 중간 중간에 있다보니 미생물과 먹이원과의 접촉 기회가 줄어들 수 밖에 없다. 미생물의 영양원 흡수 기회가 적어지면 미생물의 입장에서는 얼른 포도당과 아미노산을 흡수해서 자식들도 낳아야 하고 외부 적들로부터 자신을 보호할 항생제도 만들어야 하는데 포도당과 아미노산이 예상하는 대로 흡수가 안 되면 일꾼 효소를 다시 만들어 밖으로 내보낼 수 밖에 없는 것이다. 

고체 배양 상황이 자연환경에 더 가깝기 때문에 
미생물은 효소나 항생제와 같은 2차 대사산물을 더 많이 생산
그리고 액체 배양보다 고체 배양 상황이 자연환경에 더 가깝기 때문에 미생물은 효소나 항생제와 같은 2차 대사산물을 더 많이 생산해낸다. 그러나 액체 배양과는 다르게 산소 공급이 제한적이기 때문에 고체 배양할 때 자주 뒤집기를 해주어야 한다. 
퇴비장에서 진행하는 퇴비 발효가 대표적인 고체 발효이고 예전에 소를 키울 때 직접 만들었던 엔실리지(ensilage)도 고체 배양이다. 때로 고체 배양 시 유산균(젖산균)에 의해 발효가 진행되기 때문에 pH가 낮아져 부패를 막아주고 오래 보관할 수 있는 장점이 있다. 

미생물은 옥수수나 풀, 볏짚과 같이 섬유소가 풍부한 조사료를 고체 발효시켜 반추활동을 촉진하고 사료효율을 높여준다. 소는 1톤이 넘게 성장하기도 하는데 풀만 먹는 초식동물이 1,000kg이 넘도록 폭풍 성장을 할 수 있는 비결도 바로 미생물이 도와주었기 때문에 가능하다. 고초균과 유산균 그리고 효모를 접종하여 쌀겨를 고체 배양하였을 때 식물 성장 촉진 물질이 풍부하게 만들어져 농작물의 생산성을 높이는 사례는 수도 없이 많다. 
아래 사진은 미생물이 만들어낸 물질을 300배 희석해서 배추에 사용한 효과를 소개한다. 미생물을 제대로 알고 농업이나 축산에 적용을 잘하면 기대했던 것보다 뛰어난 효과를 확인할 수 있다.