포스트바이오틱스란 무엇인가?

박광균 의학박사 | 기사입력 2021/10/09 [11:56]

▲ 체내에 들어가서 건강에 좋은 효과를 주는 살아있는 균이 1세대 프로바이오틱스(probiotics)라면 2세대는 몸에 유익한 미생물인 프로바이오틱스의 먹이인 프리바이오틱스(prebiotics)이고, 이 둘을 합쳐 좋은 균과 먹이를 한 번에 먹을 수 있는 신바이오틱스(synbiotics)가 3세대로 불린다. 요즘 유산균 제품 광고를 보면 어김없이 등장하는 포스트바이오틱스(postbiotics)는 차세대 유산균으로서, 유익균이 만들어내는 부산물이나 유산균의 균체 성분을 말한다.  © 브레이크뉴스



 

친구들과 이야기를 하다보면 유산균은 무엇이고 프로바이틱스가 무엇인지 차이를 묻거나 유산균이 프로바이틱스하고 같은 말 아니냐고 묻는 일이 자주 있다. 유산균을 포함하는 프로바이오틱스는 식품산업뿐만 아니라 다양한 화장품 및 제약산업 분야에 이르기까지 아주 폭넓고 다양하다. 주변 사람에게 세균하면 떠오르는 것이 무엇이냐 물어보면 한결같이 ‘더럽다’ ‘불쾌하다’ 또는 ‘무섭다’고 한다. 우리 몸속에 살고 있는 세균의 무게는 무려 3~4 ㎏이나 된다. 질병을 일으키는 세균도 있지만 대부분 세균들은 아무런 해가 없거나 없어서는 안 되는 생명 유지에 꼭 필요하고 도움이 되는 존재다. 성인의 몸 세포는 약 100조 개로 보는데 우리 몸속에 공생공존 하면서 함께 사는 세균 수는 적어도 그 10배 이상인 1,000조 마리가 넘는다. 우리 몸속에서 가장 많은 세균이 사는 곳이 바로 대장이다. 대장엔 100조 마리의 미생물이 살고 있어 내 장(腸)의 내용물 1g에 있는 1조 마리의 미생물이 살고 있는 것으로 보고 있다. 장속 내용물 1g 속에는 무려 지구 인구 전체보다 많은 생명체가 살고 있다. 조셉 젠킨스(Joseph Jenkins)는 1998년 펜실베이니아 환경상을 수상한 미국인으로 우리의 장내 내용물 1g 속에는 미생물이 무려 1조 마리가 서식하고 있다고 발표했다. 우리가 태아로 엄마 몸속에 있을 때는 미생물이 전혀 없는 무균 상태인데, 세상에 나와 음식물을 섭취하기 시작하면서부터, 출생 하루만 지나도 아기의 대변에 이미 여러 종류의 미생물이 나타나기 시작한다. 이때부터 평생 인간의 대장으로는 끊임없이 여러 종의 미생물이 들어가고 나온다. 우리 대장에선 몸에 유익한 유익세균과 유해한 유해세균 미생물이 끊임없이 영역 확장을 위해 싸운다. 우리가 일정한 수의 미생물과 함께 살아야 한다면 몸에 좋은 미생물이나 해가 없는 미생물들과 함께 사는 게 건강에 좋다. 유익세균이 없어지면 그 부분을 유해세균인 병원성 세균들이 채울 수 있기 때문이다.

 

사람에서 건강기능 증진 효과에 대한 연구가 가장 많이 되고, 상용화된 세균은 유산균주라 할 수 있다. 유산균(젖산균)은 탄수화물을 젖산(lactic acid, 유산)으로 분해하는 세균을 일컫는 말이다. 당질을 발효시켜 에너지를 얻고 최종산물로 유기산을 생성하는 균을 유산균이라 하며, 우리가 섭취하는 식품과 장내에서 유해한 물질인 인돌, 페놀, 암모니아, 아민의 생성을 억제하며, 부패 방지와 병원세균으로부터 건강을 지키고 우리 몸의 항상성 유지를 돕는다. 유산균은 주변에서 많이 볼 수 있는 김치, 치즈, 요구르트, 유산균 발효음료 등의 식품을 발효하며, 일부는 우리 몸 안의 소화기관이나 질에 존재한다. 불가리아 사라들의 장수비결이 요구르트를 많이 섭취하기 때문임을 밝힌 메치니코프(Elie Metchijkoff)는 장수비결이 요구르트에 들어 있는 유산균 때문이라 주장하였다. 그러나 이후 여러 미생물학자에 의해 유산균이 인체 소화기관에서 오랫동안 생존하지 못한다는 사실이 증명되었다(Annukam KC, Reid G, Probitics : 100 years(1907~2007) after Elie Metchnifkoff’s observation. 2007). 많은 사람들이 유산균=프로바이오틱스로 널리 통용되고 있지만 엄밀히 말해 이 둘이 정확히 같은 것은 아니다. 유산균은 당류를 발효해 에너지를 획득하는 세균을 통틀어 부르는 넓은 의미로 쓰인다. 젖산을 생성하는 모든 균주를 포함하는데, 그 종류가 아주 많고, 용도 역시 다양하지만, 몸에 도움이 되지 않는 균도 있다. 모든 프로바이오틱스가 유산균은 아니고, 반대로 모든 유산균이 프로바이틱스로 인정받은 것도 아니다.

 

 

이후 장에 도달하여 오랫동안 생존함으로써 장 건강에 도움을 주는 유산균이 등장하게 되었다. 섭취 시에 체내 건강증진 효과를 가져 올 수 있는 ‘살아 있는’ 세균을 프로바이오틱스(probiotics)라 한다. 장내 세균총을 유익세균이 우세하도록 하는 요법이 프로바이오틱스(probiotics) 요법이다. 유산균 효모 바실러스 광합성균 등 몸에 좋은 미생물이 많은 요구르트나 된장, 청국장, 고추장, 김치 같은 발효음식을 섭취하면 건강에 좋다. 유산균이 바로 프로바이오틱스라고 생각하는 사람들이 많지만 사실은 그렇지가 않다. 언제부터 프로바이오틱스란 단어는 사용한 것일까? 라틴어 pro와 그리이스어로 생명을 위한의 뜻을 갖는 βιοσ가 합쳐진 'probiotics'는 'for life'라는 의미로 1953년 독일계 과학자 베르너 콜라트(Werner Kollath)가 "고도로 정제된 음식을 너무 많이 섭취해서 발생한 영양불량 상태로 고통 받는 환자의 건강을 회복하는 데 필요한 유기 및 무기 보충제"를 기술하기 위해 처음 사용하였다. 프로바이오틱스는 세균을 죽이는 항생제라는 의미의 안티바이오틱스(antibiotics)의 반대 의미로 만들어진 신조어이다. 이후 이 용어는 “한 미생물이 분비해 다른 미생물의 성장을 자극하는 물질(Lilly DM와 Stillwell RH, 1965)”, “실험실에서는 미생물의 성장을 억제하지 않지만 숙주 내에서는 감염에 대한 내성을 만들어주는 화합물(Fujii A와 Cook ES, J Med Chem 16:1409-1411, Science, 147:747-748, 1973)”, “장내 미생물 균형에 기여하는 유기체 및 물질(Parker RB, Anim Nutr Health, 1974)” 등의 다양한 의미로 사용됐다. 하베나르(Havenaar R, Huis Inm’t Veld JMJ. Probiotics: a general review p151-170, 1992)는 ‘사람 또는 동물에 대해 장내 균종의 성질을 개선시켜 숙주에게 유익한 효과를 주는 살아 있는 미생물의 단독 또는 혼합 배양물’이라 정의했으며, 풀러(Fuller R, Probiotics : the scientific basis. Chapman and Hall, 1992)는 프로바이오틱스를 “장내미생물 균형을 개선함으로써 숙주에게 건강한 영향을 주는 살아있는 미생물 보충제"라고 좀 더 구체적으로 현대의 개념과 유사하게 정의했다. 살미넨(Salminen S, Trends in Food Sci and Technol 10:107-110, 1999) 등이 발표한 논문에서 ‘숙주에 유익한 작용을 갖는 미생물 제제 또는 미생물의 구성성분’으로 정의를 내려 사균체까지 프로바이오틱스의 범위를 확대시켰다. 이렇게 애매한 개념으로 사용되던 프로바이오틱스라는 용어는 그 시장이 커지면서 정확히 용어를 정의할 필요성이 대두됐다. 2001년 국제연합식량농업기구(FAO)와 세계보건기구(WHO)의 전문가들이 모여 프로바이오틱스를 “충분한 양을 투여했을 때 숙주에게 건강 이익을 주는 살아있는 미생물”로 정의했다. 2020년에 프로바이오틱스의 정의에 대해 국제식량농업기구(FAO)와 세계보건기구(WHO) 전문가위원회에서 ‘살아 있는 형태로 적당량 섭취할 경우 건강에 도움이 되는 작용을 하는 미생물’이라 정의하였다. The International Scientific Association of Probiotics and Prebiotics (ISAPP)라는 과학자 단체는 이런 용어의 혼란을 피하기 위해 2013년부터 전문가 합의를 통해 여러 가지 용어에 대한 정의를 내리고 국제학술지 네이처에 출간하고 있다. 우리나라 식품의약안전처에서는 ‘건강에 좋은 효과를 주는 살아 있는 균’이라 정의하였다. 이러한 정의에 의해 내산성과 담즙산 내성을 보유하고 소장까지 이동, 증식 및 부착할 수 있어야 한다. 나아가 ‘장에서 유효한 효능을 나타내며, 비병원성 및 독성이 없어야 한다.’고 제한하였다. 2019년 현재국내 식약처에서 건강기능식품공전에 따른 기주 및 규격으로 허가된 프로바이오틱스로 사용 가능한 균주는 19종이다. 락토바실러스(Lactobacillus) 속 11종, 락토코커스(Lactococcus) 속 1종, 엔테로코커스(Enterococcus) 속 2종, 스트렙토코커스(Streptococcus) 속 1종, 비피도박테리움(Bifidobacterium) 속 4종이다. 프로바이오틱스 제품의 일일섭취량은1억~10억 CFU(colony-forming unit, 배양한 균이 자라나 형성한 집락을 확인하여 균의 숫자를 측정하는 단위로 제품에서 표시하는 보장균수는 일반적으로 CFU를 의미한다)이며, 장내 미생물 균총의 균형 및 개선을 통해 장내 유익세균 증식과 유해세균 억제에 도움을 주어야 하고, 배변활동을 원활하게 유지할 수 있도록 도움을 주어야 한다. 이러한 프로바이오틱스는 연구결과에 따르면 면역계를 자극하여 장 질환을 억제하며, 장내 병원 미생물과 영양소에 대한 경쟁적 이용을 통해 우위를 점한다고 보고되었다(Cunninghan-Rundles S 등: Am Gastroentero 95:S22-25, 2000). 프로바이오틱스는 유해세균보다 먼저 장 점막 결합부위(적소)를 미리 선점하여 유해세균이 장 점막에 부착하지 못하도록 억제하거나, 장 상피세포로의 침투도 억제한다. 프로바이오틱스는 항균 펩티드인 박테리오신, 유기산, 단쇄지방산, 과산화수소 등을 생성하여 유해세균(특히 병원성 세균)의 생육을 저해하거나, 내독소 생산의 억제를 통해 장 건강을 증진한다.

 

오늘날 프로바이오틱스는 전 세계적으로 널리 사용되고 있다. 그러나 과다 복용할 경우 복부팽만감, 소화불량, 설사, 변비, 복통 등이 일어날 수 있으며, 피부 홍반 및 가려움증과 같은 피부 부작용도 보고되었다. 중증 부작용으로는 면역억제제 사용 환자 경우 패혈증, 진균혈증 및 균혈증 등이 보고되었으며, 구조적 심장질환자 경우 심장내막염이 보고되었다. 또한 기저질환이 있는 영아, 어린이 및 성인에서 허혈성질환을 유발하기도 하며, 소장에서 염증반응 및 이와 관련된 합병증이 일어난 사례도 있다.

 

최근에는 장 건강 개선뿐만 아니라, 면역 과민반응이나 피부상태 개선 등에 도움을 주는 프로바이오틱스와 함께 프리바이오틱스에 대한 관심과 제품 소비가 증가하고 있다. 프리바이오틱스(Prebiotics)도 지금은 상당히 많이 알려진 용어이다. 과거에는 섭취했을 때 장내 미생물 중에서 비피도박테리아(bifidobacteria)와 같은 유익세균들이 선택적으로 증가되는 것을 의미했는데, 인간 모유 올리고당(Human milk oligosaccharides, HMO), 프럭토올리고당(fructooligosaccharides, FOS), 이눌린(Inulin), 갈락토올리고당(galactooligosaccharides, GOS), 섬유질 등이 이에 해당한다. 프리바이오틱스(pretbiotics)는 ‘이전’, ‘앞서다’ 등의 의미를 가진 접두사 ‘pre’가 붙어 프로바이오틱스의 먹이 역할을 하는 물질을 뜻한다. 프리바이오틱스(prebiotics)란 장내 유익세균의 증식에 도움이 되는 프로바이오틱스의 먹이로 장내 환경을 개선하여 장 건강에 도움을 주는 물질로 1995년에 프리바이오틱스라 명명하였다(Gibson GR과 Roberfroid MB, J Nutr 125:1401-1412). 일반적으로 프리바이오틱스는 올리고당과 같은 난소화성 탄수화물로 이루어져 있거나, 식이섬유로 존재한다. 2007년에 프리바이오틱스의 기능성 연구를 통해 “숙주 건강에 유익한 방향으로 작용하는 장내 미생물의 성장과 활성을 선택적으로 자극하는 소재”로 다시 정의 되었다(Roberfroid MB, J Nutr 137:830-837). 프리바이오틱스는 2017년 ISAPP 전문가 합의에서 “숙주의 미생물 중에서 건강 이익을 제공하는 미생물에 의해 선택적으로 이용되는 물질"로 의미가 확장됐다. 장내미생물에 국한하지 않은 이유는 대부분의 프리바이오틱스가 경구로 섭취되기는 하지만 경우에 따라 질이나 피부와 같은 신체의 다른 미생물군에도 투여될 수 있기 때문이다. 프리바이오틱스로 인정받으려면 소화기관에서의 분해 및 흡수에 저항성이 있고, 장내 미생물에 의해 발효가 가능하여야 하며, 숙주의 건강에 유익하고 프로바이틱스의 성장에 선택적인 자극이 되어야 하는 특성을 가져야 한다. 프리바이오틱스가 어떻게 작용하는지 기전적 측면에 대한 설명은 아직 부족하지만 프로바이오틱스 기능과 떼어놓고 생각할 수는 없다. 식품공전에 나오는 프리바이오틱스로 활용되고 있는 올리고당으로는 프룩토올리고당(fructooligosaccharide), 이소말토올리고당(isomaltooligosaccharide), 갈락토올리고당(galactooligosaccharide), 말토올리고당(maltooligisaccharide), 자일로올리고당(xylooligosaccharide), 젠티오올리고당(gentiooligosaccharide) 등 6종이 있으며, 이 밖에도 락툴로오스(lactulose), 이눌린(innulin), 유과올리고당(lactooligisaccharide)은 기타 가공식품으로 분류된다. 식약처에서 인정받은 기능성 원료는 프룩토올리고당, 이소말토올리고당, 자일로올리고당, 갈락토올리고당, 커피만노올리고당, 대두올리고당이다. 시중에 판매되는 대부분의 프리바이오틱스 제품은 식약처 고시형 기능성 원료인 프룩토올리고당(FOS)을 사용하고 있다. 프룩토올리고당의 공식적으로 인정된 기능성은 2가지로 장내 유익세균 증식에 도움을 줄 수 있음과 배변활동 원활에 도움을 줄 수 있음이다. 일부 제품의 경우 면역기능 문구가 추가되는 경우가 있는데 이는 프리바이오틱스가 아닌 아연을 추가하여 표시하는 효능이다. 현재 건강기능식품 공전에는 프룩토올리고당의 경우 일일섭취량을 3~8g으로 설정하였으며, 대부분 제품 경우 3,000~4,500 mg 정도의 FOS를 제공한다. 2018년 건강기능식품 재평가에서 프룩토올리고당 섭취 주의 사항에 ‘섭취 시 가스참, 트림, 복통, 복부팽만감 등이 발생할 수 있음’이 추가되었다. 이는 발효시 발생되는 이산화탄소와 수소로 피할 수 없는 생성물 때문이다.

 

신바이오틱스라는 말이 나오자 많은 사람들은 처음에 새로 나온 (新)바이오틱스라 생각하는 사람이 많았다. 그렇지만 한자의 새롭다는 신이 아니고 접두사로 시너지를 나타내는 syn-이란 의미이다. 신바이오틱스(synbiotics)는 ‘장에서 서식하는 프로바이오틱스의 활성을 증가시켜 성장을 돕고, 장내 미생물의 균형을 조절하며, 기능성을 개선하여 우리의 장 건강을 증진시킬 수 있는 난소화성 영양성분을 프리바이오틱스로 정의하고, 이러한 프로바이오틱스와 프리바이오틱스의 조합을 신바이오틱스라 하였다(Gibson GR, Roberfield MB, J Nutr 125:1402-1412, 1995). 현재 신바이오틱스와 관련된 연구는 활발하게 진행되고 있다. 락토바실러스 람노서스(Lactobacillus rhamnnosus)와 올리고프룩토오스/이눌린을 이용한 항비만 효과, 락토바실러스 아시도필러스(Lactobacillus acidophilus)/비피도박테리움 비피둠(Bifidobacterium bifidum)과 프룩토올리고당을 이용한 항당뇨 효과, 락토바실러스 카제이(Lactobacillus casei)/락토바실러스 람노서스. 스트렙토코커스 서머필러스(Streptococcus thermophilus), 비피도박테리움 브레브(Bifidobacterium brev)/락토바실러스 아시도필러스/ 비피도박테리움 인판티스(Bifidopbacterium infantis)/락토바실러스 불가리쿠스(Lactobacillus bulgaricus)와 프룩토올리고당을 이용한 아토피 증상 완화, 락토바실러스 람노서스/비피도박테리움 락티스(Bifidobacterium lactis)와 올리고프룩토오스/이눌린을 이용한 항암효과, 비피도박테리움 아돌레센티스(Bifidobacterium adolescentis)와 이눌린을 이용한 항균효과 등이 연구 진행되고 있다. 우리나라 경우 김치는 발효식품으로1천만~1억 CFU/g의 유산균을 포함하고 있으며, 비타민, 광물질, 식이섬유 등이 풍부한 식품이다[Park 등(부산대 박건영 교수), Kimchi and its health benefits, In Fermennted in Health and Disease Prevention. pp477-502, Academic Press, 2016]. 발효과정에서 유기산, 이산화탄소, 에탄올, 만니톨, 박테리오신, CLA(conjugated linoleic acid), 올리고당 등을 생성하며, 이들이 건강에 유익을 준다. 김치의 발효는 산도에 따라 개시(산도 0.2% 이하), 미숙성(0.2~0.4%), 적정숙성(0.4~0.9%), 과숙성(0.9% 이상)의 4단계로 나뉘며, 초기에는 류코노스톡 메센테로이드(Leuconostoc mesenteroides), 나중에는 락토바실러스 사케이(Lactobacillus sakei)가 우tp 세균이 된다. 이 밖에도 웨이셀라(Weisella), 락토코커스(Lactococcus), 페도코커스(Pedococcus) 등이 발견된다. 연구에 의하면 김치에는 난소화성 영양성분인 불용성 식이섬유와 수용성 식이섬유가 건조물 당 9.1~19.1%로 많은 것으로 나타났다. 섬유질 식이는 프로바이오틱스의 효력을 증강시킨다. 또한 김치에 많이 들어가는 마늘 속에는 알리신(alicin) 성분이 있어 김치의 대표적인 프로바이오틱스인 류코노톡스의 생장을 저해하지 않고, 장내 유해세균의 성장만을 선택적으로 저해하는 것으로 알려져 있다(Kim YH, BT News 23:17-22, 2016). 이러한 점에서 김치는 신바이오틱스라 할 수 있겠다. 같은 개념으로 발효 해산물(젓갈 등)이나 유제품 역시 신바이틱스제품이라 할 수 있다. 초우라기(Chouraqui M 등, Am J Clin Nutr 87:1365-1373, 2008)은 건강 한 영아에서 비피도박테리아, 락토바실러스, 90%의 갈락 토올리고당 및 10%의 프락토올리고당을 혼합하여 섭취시켜 신바이오틱스의 안전성을 검증한 결과, 신바이오틱스를 섭취한 영아들의 설사 발생이 감소하였다는 결과를 얻었으며, 유아를 대상으로 한 연구(Bettler J 등, Int J Probiotics Prebiotics 1:193-202, 2006)에서도 같은 경향을 확인하였다. 피스버그(Fisberg M 등, Int Pediatr 17:216-222, 2002)은 취학 전의 아이들을 대상으로 비피도박테리아, 락토바실러스, 프락토올리고당이 포함된 신바이오틱스를 섭취시킨 결과, 대조군에 비해 변비와 병으로 인한 결석일이 유의적으로 감소하였다고 보고하였다. 또한 비피도박테리아가 함유된 요구르트를 섭취시킨 결과, 항생제 연관 설사(antibiotic-associated diarrhoea: AAD)에 대해서도 효과를 보였으며, 변비도 개선되었다(O’Bryan 등 2013). 장과 관련된 또 다른 질환으로 과민성장증후군(Irritable Bowel Syndrome: IBS)과 염증성 장 질환(Inflammatory Bowel Disease: IBD)을 들 수 있는데, IBD 환자의 장내 미생물은 건강한 사람의 균총과 다르며(Guarner F, Prebiotics in inflammatory bowel disease. Handbook of Prebioticsm CRC Press, 2008), IBD에 대한 신바이오틱스의 효과는 아직 명확하게 밝혀지지는 않았으나, 몇몇 연구는 신바이오틱스가 IBD에 유효할 가능성을 제시하였다. 일례로 퍼리(Furrie E 등, Gut 54”242-249, 2005) 등은 24~67세의 대장염 환자 16명 중 무작위로 절반(9명)을 선발하여 캡슐 형태의 비피도박테리움 롱검(Bifidobacterium longum)과 작은 봉지에 담긴 이눌린, 올리고프룩토오스를 6 g씩, 하루 2회, 4주간 공급한 결과, 직장경 검사, 인체 베타디펜신(β-defensin)의 mRNA 수준, 종양괴사인자(tumour necrosis factor α)와 인터류킨(interleukin 1α), 상피세포의 염증과 재생이 모두 개선되었다고 보고하였고, 휘란과 퀴그리(Whelan K & Quigley EMM, 2013)는 IBD와 IBS에 대한 프로바이오틱스의 효과를 연구한 문헌들을 비교한 결과, 계통에 의한 차이는 있지만 프로바이오틱스가 효과가 있었다고 보고하였다. 신바이오틱스와 관련하여 포드(Ford AC 등, Am J Gastroenterol 109:1547-1561, 2014) 등은 IBS와 만성 변비에 대해 성인(만 16세 이상)들에게 프로바이오틱스, 프리바이오틱스, 신바이오틱스 등을 7일 이상 섭취시키고, 그 효과를 조사한 73 건의 논문에 대해 메타분석을 실시한 연구에서 프로바이오틱스와 신바이오틱스가 유익한 효과를 나타내었다고 보고하였다.

 

현 시점에서 장 건강 기능성 효능 외에 특별한 다른 기능 목적으로 판매되는 신바이오틱스 제품은 거의 없다. 신바이오틱스의 단점은 함량의 문제로 프로바이오틱스와 프리바이오틱스를 혼합할 경우 전제적인 양은 2가지를 합친 양이어야 하기 때문에 섭취해야할 양이 늘어날 수 밖에 없다. 국내에서 기능성 인정을 위한 프로바이오틱스와 프리바이오틱스 일일섭취량은 프로바이오틱스 경우 1억~100억 CFU이고, 프리바이오틱스(프룩토올리고당 기준)는 3~5 g이다. 우리나라에서 시판되는 제품의 경우 2가지로 나눌 수 있는데 프로바이오틱스가 충분한 경우와 프리바이오틱스가 충분한 경우이다. 프로바이오틱스를 100억 CFU 함유한 제품이 있지만 프리바이오틱스 성분에 대해서는 부원료로 표시하고 있다. 즉, 프리바이오틱스의 기능성을 위한 일일섭취량이 기준에 미달(3 g 미만)되는 경우이다. 이럴 경우 의미적으로는 신바이오틱스라 할 수 있지만 실제로는 프로바이오틱스에 가깝다고 볼 수 있다. 또 다른 제품의 경우 프리바이오틱스를 주원료로 명시하고 있는데, 이는 프룩토올리고당을 3 g 이상 포함하고 있는 것으로, 많은 경우 ‘유익균의 영양 공급원! 프로바이오틱스 더 이상 부원료가 아닙니다. 주원료 4000 mg 함유, 부원료가 아닌 주원료로 가득 담았습니다.’라고 하며 주원료 양을 강조한다. 이럴 경우 2가지가 다 주원료이고, 기능성을 표시할 수 있으니 좋은 제품일 수 있다. 그러나 자세히 성분표시를 살펴보면 하나의 문제점이 있다. 프로바이오틱스의 수로 기능성을 인정받을 수 있는 정도의 양이 들어 있지만 일반 프로바이오틱스 제품이 100억 CFU가 대부분인데 1억~10억 CFU만 함유한 경우가 많다. 이런 제품은 프리바이오틱스에 프로바이오틱스를 약간 추가한 정도이다. 지금까지 나온 제품의 경우 신바이오틱스라 해서 새로운 효과를 기대하기 보다는 2가지를 한꺼번에 섭취한 정도로 마케팅을 위해 사용된다 생각할 수 있다. 그렇기 때문에 소비자는 본인이 원하는 성분을 고려하여 선택하는 것이 현명한 일이다.

 

최근에는 프로바이오틱스 생균제의 사용이 어려운 고위험군 환자나 기저질환 환자를 대상으로 프로바이오틱스 대체제로 사용하기 위한 포스트바이오틱스(postbiotics)를 4세대 프로바이오틱스 또는 파라바이오틱스(parabiotics), 고스트바이오틱스(ghostbiotics)라 하며 널리 선전하고 있다. 많은 주위에 있는 사람들이 요즘은 포스트바이오틱스를 복용하고 있다고 한다. 4세대라는 말에 현혹되어 프로바이오틱스에 비해 훨씬 좋고 발전되었으니 이젠 4세대를 복용하야야 되는 게 아니냐는 어감이다. 과학적이라기보다 마케팅에 의해 건강식품이 더 잘 알려지고 있다. 참고로 프로바이오틱스의 사균체를 파라바이오틱스라 한다. 참고로 포스트바이오틱스는 파라바이오틱스 이에도 살아 있지 않은 ㅍ로바이오틱스(non-viable probiotics), 열처리 사균 프로바이오틱스(heat-killed probiotics(, 틴달화 포스트바이오틱스[tyndallized probiotics, 틴달(Jhon Tyndall)이 고안한 간헐멸균법으로 80℃ 전후의온도에서 1시간 동안 가열 멸균하는데, 이것을 1일 1회 3일 동안 반복한다. 그 사이에는 실온 또는 37℃에서 방치하므로 내열성 아포가 발아, 다음 가열 시에는 온도 감수성의 영양형으로 변해 멸균된다] 등 다양하게 사용해 왔기 때문에 연구자들마저도 혼란스러울 정도 이다. 포스트바이오틱스란 건강에 유익한 세균인 프로바이오틱스가 식이섬유와 올리고당류인 프리바이오틱스를 영양원으로 이용하여 대사함으로써 생성한 대사산물로 프로바이오틱스와 유사한 유익한 특성을 갖는 위장 건강에 중요한 조절물질이며, 각각의 프로바이오틱스 세균은 다양한 포스트바이오틱스 대사물질을 생성하며, 이 대사산물을 섭취할 경우 장 항상성 회복과 건강을 유지할 수 있다(Carrie AMW 등, Int J Mol Sci 20:4673-4696). 올해 ISAPP의 전문가들이 모여 이 개념에 대해 논의한 결과 포스트바이오틱스가 가장 적절한 용어라고 판단해 선택하였으며, 포스트바이오틱스는 네이처에 발표된 ISAPP 전문가 합의에서 “숙주에게 건강 이익을 주는 살아있지 않은 미생물 혹은 그 미생물의 성분이 포함된 제형"이라 정의되었다. 즉 프로바이오틱스의 '살아 있는' 개념을 뺀 것이라고 생각하면 된다. 기존의 포스트바이오틱스는 프로바이오틱스 대사산물이라는 의미로 더 자주 사용되어 왔고, 사균체에 대하여는 파라바이오틱스(또는 고스트바이오틱스)라는 용어로 사용해 왔는데, 이를 하나의 용어로 통일한 것이다. 생균은 열과 산에 약하다는 단점이 있는데, 이로 인해 장에 도달하기 전에 거의 다 사멸되거나, 일부 장에 도달한 세균도 오랫동안 정착하지 못하고 배출되는 경우가 자주 있다. 그렇기 때문에 프로바이오틱스가 장내에 생존하면서 대사산물을 생성할 여유가 많지가 않다. 그러므로 일시적인 프로바이오틱스 섭취를 통해 장내 유익한 효과를 기대하기란 쉽지가 않다. 그렇기 때문에 장내 효능을 오랫동안 유지하기 위해 항상성이 있어야 하는데, 포스트바이오틱스 대사산물은 위산과 담즙에 영향을 받지 않고 장까지 이동하여 장내 유해세균을 억제시키며, 장을 보호하는 역할을 하여 질병 예방이나 치료개념에 더 가깝다고 볼 수 있다. 그렇다면 포스트바이오틱스인 대사산물을 직접 투입하는 장점은 무엇일까? 일반적으로 프로바이오틱스는 앞에서 기술한 것처럼 장 점막에 부착된 후에 유해세균을 제거하고 적소에 부착하는 데 시간이 좀 필요하다. 나아가 장까지 도달하기 전에 위산에 의해 사멸하는 경우가 많아 심하면 90%가 사멸한다. 이에 비해 포스트바이오틱스는 위산과 담즙산에 의해 사멸하지 않을 뿐만 아니라 적소인 장 점막에 부착하는 시간 역시 필요하지 않기 때문에 신체에 효과적으로 전달되어 효능이 빠르게 나타나게 된다. 또한 생균에 비해 부작용 위험이 적어 안전성이 높고, 원료의 품질 유지가 용이하여 제품으로 상용화하는 데 장점이 있다. 또한 포스트바이오틱스는 소아, 중증 환자나 면역력이 약화된 환자에게도 사용이 가능하며, 다양하게 적용할 수 있는 응용분야가 넓다는 것이 장점이다. 뿐만 아니라 기능성을 나타내는 물질구조를 정확히 알고, 안전한 복용량 확인이 가능하므로 앞으로 포스트바이오틱스가 발전한 가능성이 많이 있다. 그러나 이를 위해서는 미생물 대사과정에 대한 생화학적 연구가 더욱 활발해져야 할 것이다.

 

다음과 같이 포스트바이오틱스라고 분류될 수 있는 구체적인 조건들을 제시했다. 이 내용은 원광대학교 김용성 교수가 메디게이트에 투고한 내용을 그대로 인용한 것이다. 첫째, 포스트바이오틱스는 반드시 프로바이오틱스로부터 만들어질 필요는 없다. 즉, 단순하게 프로바이오틱스를 사균화 시킨 것을 포스트바이오틱스라고 할 수 없으며, 기존에 효능이 있다고 알려진 프로바이오틱스 균주도 사균화 시켰을 때 효과가 있어야 비로소 포스트바이오틱스라고 할 수 있다. 반대로 살아있을 때 프로바이오틱스에 해당되지 않았던 균주도 사균화 했을 때 건강이익을 제공할 수 있으면 포스트바이오틱스에 해당된다는 것이다. 둘째, 단쇄지방산이나 박테리오신과 같은 미생물의 대사산물만 순수하게 분리한 것은 포스트바이오틱스가 아니다. 셋째, 미생물의 전체 또는 일부를 이용하는 백신 역시 일반적인 건강이익과는 다른 분명한 목적으로 사용되기 때문에 포스트바이오틱스가 아니다. 넷째, 포스트바이오틱스의 건강 이익은 반드시 건강 이익의 대상이 되는 숙주에서 검증이 되어야 한다. 즉, 어떤 포스트바이오틱스가 인간의 건강에 좋다고 하려면 인간을 대상으로 한 임상연구가 필수적이라는 의미다. 포스트바이오틱스는 크게 세포의 모양을 그대로 유지한 사균(파라비오틱스)과 완전히 용해해 일부 구성 성분만을 사용하는 경우로 나눌 수 있다. 후자의 경우 병원균 용해물을 사용해 면역자극을 시킴으로써 향후 해당 균에 의한 감염을 예방하는 목적으로 사용될 수 있는데 현재 호흡기질환의 예방 목적으로 이미 사용되고 있다.

 

사실 포스트바이오틱스가 건강이익을 가져오는 기전을 살펴보면 프로바이오틱스와 크게 다르지 않다. 이미 기존 프로바이오틱스도 단쇄지방산 생산이나 대사 기능, 호르몬 분비, 위장관 상피세포벽 기능 강화, 면역반응 조절 등이 기전으로 제시됐기 때문이다. 물론 포스트바이오틱스에서는 세포벽의 펩티도글리칸(peptidoglycan)이나 특정 단백질 또는 효소와 같이 좀 더 구체적인 작용기전 물질이 강조된다. 이런 기전적인 측면보다는 살아있는 균인 프로바이오틱스가 가지는 한계점을 살아있지 않다는 특성으로 극복할 수 있는 것이 포스트바이오틱스가 주목받는 이유라 할 수 있다. 프로바이오틱스의 가장 큰 문제는 생산 시점부터 유통기한까지 살아있는 균의 수(CFU)가 일정하게 유지되지 않고 계속 감소한다는 것으로 심한 경우 몇 배의 차이가 나기도 한다. 이로 인해 프로바이오틱스의 효과가 어느 용량에서 나타나는지 말하기 어렵고 임상연구 과정에서 특히 문제가 된다. 또한 드물기는 하지만 살아있는 균이기 때문에 균혈증 같은 안전성 문제가 제기될 수 있다. 반면 사균인 포스트바이오틱스는 처음 제조 시 투입 용량이 일정하게 유지되고 감염의 문제가 없어 일관적인 효과를 얻을 수 있으며 보다 안전한 사용이 가능하다. 포스트바이오틱스가 가지는 또 하나의 장점이자 특징은 사균화 방식에 따라 프로바이오틱스가 가지는 건강 이익을 더 강화시킬 수 있다는 점이다. 그 대표적인 예로 차세대 프로바이오틱스로 주목받고 있는 아커만시아 뮤니시필라(Akkermansia muciniphila)를 들 수 있다. 아커만시아 뮤니시필라는 인슐린 저항성을 개선시키거나 콜레스테롤을 낮추는 대사질환 개선 기능을 나타내는데, 이 과정에 세포외막 단백질인 Amuc-1100이 중요한 역할을 한다. Amuc-1100이 면역반응, 특히 항염증성 사이토카인인 인터류킨-10 생성 유도에 관여한다. 아커만시아 균 부족 경우 항염증성 사이토카인 분비가 원활하게 이루어지지 않아 장내 염증반응에 문제가 발생한다. 이 단백질의 효과를 증명했던 2016년 동물실험에서 생균과 대조군으로 오토클레이브(고압증기멸균기)로 만든 사균을 사용해 생균이 효과적임을 확인했다. 그런데 우연하게도 고열 사균화가 아닌 70℃에서 30분간 노출시킨 저온살균(pasteurization)으로 만든 사균이 오히려 생균보다 더 효과가 좋다는 것을 발견했고, 이는 2019년 과체중·비만인 사람을 대상으로 한 연구에서 사균의 효과가 우월함이 증명됐다. 즉, 무조건 사균화 시킨다고 해서 포스트바이오틱스라 할 수 없고 효과가 증명돼야 한다. 사균화 방식에 따라 효과 유무와 정도가 결정될 수 있기 때문에 같은 균이더라도 어떤 방법이 사용됐는지, 그리고 그 방식의 사균화가 어떤 효과가 있었는지 등에 대한 정보를 알 수 있어야 한다. 과체중 또는 빔만인 사람이 칼로리제한식이를 할 경우 인슐린 저항성을 개선하는 효과가 장내 아커만시아가 더 많은 사람에서 더 두드러진다. 당뇨병 치료제 중 하나인 메트로포르민을 비만 생쥐에 투여하면 아커만시아가 증가하고, 메트로포르민의 작용은 부분적으로 아커만시아 작용에 의해 매개되는 것으로 보고된다. 아커만시아는 뮤신에서 초산과 같은 단쇄지방산을 생성하고, 뮤신을 생성하는 술잔세포(goblet cell)dp 에너지를 공급한다. 항당뇨약인 메트로포르민은 술잔세포의 수를 증가시켜 점액 생성을 증가시키고, 장 점액층을 두껍게 하며, 장 장벽 기전을 유지하는 것으로 확인된다. 여러 보고에 의하면 아커만시아 뮤니시필라는 포도당대사, 지질대사 및 장 면역에 영향을 미치며, 폴리페놀과 같은 특정 식품 성분이 장에서 이 균의 증식을 도와준다. 김용성 교수는 마케팅에서 포스트바이오틱스라는 용어를 쉽게 볼 수 있는데, 이 제품들의 표기 효능을 찾아보면 결국 기존 프로바이오틱스와 동일한데 ‘포스트바이오틱스를 왜 섞은 것일까'하는 의문이 든다고 하였다. 이렇게 특정 용어가 마케팅에 먼저 사용되는 것은 제도상의 허점이 있기 때문이다. 국내법상 프로바이오틱스까지는 규정돼 있으나 포스트바이오틱스가 무엇인지, 어떤 경우에 사용할 수 있는지에 대한 규정이 없다. 이런 와중에 포스트바이오틱스라는 용어가 광고를 통해 먼저 알려지고 소비자들은 막연하게 더 좋은 것이라고 느끼게 된다. 포스트바이오틱스에 대한 혼란스러움은 비단 우리나라만의 문제는 아니다. 외국에서도 아직 이에 대한 완전한 규정을 가지고 있지 않아 비슷한 실정이다. 이미 100여년 이상 사균체를 사용하고 있는 일본이나 면역조절제로 사균을 사용해 온 유럽은 사균에 대한 언급이나 안전성에 대해 관리하고 있지만, 과학적 엄밀함에서 보면 현재의 포스트바이오틱스 개념에 맞는 수준은 아니다. 김치의 유산균파쇄액을 쥐에 2주간 경구 투여한 결과 암조직의 크기 감소, 생존력 개선 등으로 항암효과가 있음을 1998년 보고하였다(Shin KS 등, Korean J BIotechnol Bioeng 13:357-363). 김치의 유산균이 항비만효과가 있는지 연구한 실험에서 지방조직 세포인 3T3-L1에 김치에서 분리동정한 유산균 웨이셀라 코리엔시스(Weisella koreensis)의 배양배지 추출물과 세포질을 처리한 결과, 지방세포 분화의 주요 전사인자인 C/EBP-a(CCAAT enhancer binding protein-alpha)와 aP2(activaing protein-2), 지방산생합성효소, SREBP1(sterol regulatory element-binding protein-1) 유전자가 유의적으로 감소함을 보고하였다(Moon YJ 등, Appl Microbiol 113:652-658, 2012). 이러한 점에서 김치는 포스트바이오틱스로 볼 수도 있겠다.

 

포스트바이오틱스는 건강에 도움을 주는 프로바이오틱스와 먹이인 프리바이오틱스를 통해 미생물의 대사과정이나 식품의 발효과정 중에 생성되는 새로운 기능성 식품 소재이다. 프로바이오틱스 대사산물인 단쇄지방산 , 항균펩티드, 비타민 B, 비타민 K, 복합아미노산, 펩티드, 신경전달물질, 효소, 미네랄, 테이코산(teichoic acid), 다당류, 세포표면단백질, 세포파쇄물 등이 포함될 수 있다(Aguilar-Toala 등, Trends Food Sci Technol 75:105-114, 2018). 단쇄지방산은 식이섬유 섭취 경우 장내 유익세균들이 분쇄하여 비교적 짧은 지방산(6개 미만의 탄소원자)이며, 장 상피세포의 주요 에너지원으로 사용되고, 장내 환경을 산성으로 만들어 유익세균들이 잘 증식하도록 도와준다, 젖산(lactic acid), 초산(acetic acid), 인산(phosphoric acid), 푸마르산(fumaric acid), 구연산(citric acid), 사과산(malic acid), 낙산(butyric acid), 개미산(formic acid), 프로피온산(propionic acid) 등이 있다. 항균 펩티드는 유산균이 생성하는 항균 펩티드인 박테리오신(bacteriocin)은 내성이 적고, 장내 미생물 중에서 유해세균의 성장을 억제하는 천연 항생제이다. 천연비타민은 물질대사와 생리작용 조절에 중요하게 관여하는 유기화합물로, 체내에서 직접 만들지 못하는 비타민 B 복합체, 비타민 K와 같은 필수 영양소는 프로바이오틱스 또는 장내 세균에 의해 합성할 수 있으며, 몸속에 잘 흡수가 되도록 도와준다. 복합 아미노산이나 펩티드로는 류신, 라이신, 메티오닌, 발린, 이소류신, 트레오닌, 트립토판, 페닐알라닌, 시스테인, 티로신, 아르기닌, 히스티딘, 글로탐산, 글리신, 프롤린, 세린, 아스파르트산, 가바(GABA, gamma-aminobutyric acid) 등과 같은 아미노산을 생성하며, 미생물이 생산한 단백질 분해효소에 의해 폴리펩티드 및 올리고펩티드를 생성한다. 신경전달물질로는 세로토닌. GABA와 같은 신경전달물질도 생성하여 걱정, 우울, 스트레스 등을 조절하는 생리기능에 관여한다. 또한 기억력과 학습에도 영향을 준다. 효소로는 체내에서 소화할 수 없는 식물유래 탄수화물을 분해함으로써 칼로리 섭취를 도와주고, 다양한 생리활성 물질인 비배당체 화합물로 변환시킬 수 있다. 배당체 가수분해효소(glycoside hydrolases), 다당체 분해효소(polysaccharide lyases) 등이 있다. 미네랄로는 신체의 각종 대사 작용에 관여하는 미네랄이자 항산화제로 체내 필수적인 셀레늄으로, 체내 활성 산소를 제거하고 DNA의 산화적 손상을 완화하여 노화를 억제한다. 미생물이 생성한 셀레늄은 일반 합성 셀레늄에 비해 흡수율과 생체이용률이 높은 것으로 알려져 있으며, 비타민 E와 함께 체내에서 지질산화 방지 및 세포막 보호를 통해 피부 노화를 예방하는 역할을 한다. 세포파쇄물로는 유산균 세포벽 성분인 펩티도글리칸(peptidoglycan), 협막다당체(capsular polysaccharide), 지질단백질, 테이코산 등이 있으며, 유산균 세포파쇄물인 cytosine phosphodiester guanine-oligodeoxynucleotide(CpG-ODN)는 수지상세포의 결합부위인 Toll-like receptor-9(TLR-9)와 결합하여 선천면역 시스템을 자극시키고, 면역글로불린 A(IgA)와 같은 면역물질 분비를 유도한다.

 

아직 국내에서는 익숙하지 않지만 2013년 새롭게 등장한 용어는 사이코바이오틱스(psychobiotics)이다. 이것은 뇌장축 연구로 유명한 아일랜드 코크 대학(University College Cork)의 디난(Timothy G Dinan)과 크리안(John F Cryan) 교수가 2013년 생물심리학(Biol Psychiatry, 74:720-726)에 제안한 용어로 “충분히 섭취했을 때 정신적 질환으로 고통 받은 환자에게 건강 이익을 주는 살아있는 균”으로 정의된다. 즉 정신 증상에 효과가 있는 프로바이오틱스라 2016년 이 개념을 건강 이익을 주는 프리바이오틱스까지 포함하는 것으로 확장했다(Sarkar A 등, Trends in Neuroscience 39:763-781). 사이코바이오틱스 논문에서 주로 다루는 프로바이오틱스로는 락토바실러스 헬베티쿠스(Lactobacillus helveticus), 비피도박테리움 롱검, 락토바실러스 카세이, 락토바실러스 플라타륨(L. plantarum), 락토바실러스 아시도필러스, 락토바실러스 델브루엑키(L. delbrueckii subsp bulgaricus), 비피도박테리움 브레브, 비피도박테리움 인판티스, 스트렙토코쿠스 살리바리우스(Streptococcus salivarius), 락토바실러스 람노수스, 락토바실러스 가쎄리(L. gasseri)이다.

 

체내에 들어가서 건강에 좋은 효과를 주는 살아있는 균이 1세대 프로바이오틱스(probiotics)라면 2세대는 몸에 유익한 미생물인 프로바이오틱스의 먹이인 프리바이오틱스(prebiotics)이고, 이 둘을 합쳐 좋은 균과 먹이를 한 번에 먹을 수 있는 신바이오틱스(synbiotics)가 3세대로 불린다. 요즘 유산균 제품 광고를 보면 어김없이 등장하는 포스트바이오틱스(postbiotics)는 차세대 유산균으로서, 유익균이 만들어내는 부산물이나 유산균의 균체 성분을 말한다. 지금까지 유산균은 입으로 섭취한 후 살아서 장까지 도달해야 그 진가를 발휘하는 것으로 알려졌다. 소화기관을 통과하면서 침이나 위산, 담즙으로 인해 90% 이상이 죽고, 10% 정도만 살아남기 때문이다. 이에 따라 유산균 업체들은 이중, 삼중 캡슐로 코팅해 보호하는 기술력을 개발하고, 이것이 곧 유산균 제품의 효능을 나타내는 척도인 양 마케팅 수단으로 활용했다. ‘살아서 장까지’라는 유명한 광고 카피가 탄생한 배경이기도 하다. 그러나 사람마다 소화액이 달라서 너무 강한 경우는 캡슐을 녹이는 것은 물론 그 안에 있는 유산균까지 사멸시키는가 하면, 소화액이 약한 경우엔 코팅을 벗기지 못해 제 효능을 발휘하지 못하는 문제점 때문에 유산균 코팅에 대한 회의적인 반응도 많다. 그보다 더 큰 문제는 살아있는 균의 경우 좋아하는 환경(적소)이 따로 있어서 장까지 도달한다 하더라도 환경이 다르면 정착하지 못하고 배설된다는 점도 지적됐다. 그래서 2세대 바이오틱스로 주목받은 것이 프리바이오틱스다. 살아서 장까지 보내는 것이 중요한 것이 아니라, 먹이를 주어서 자체적으로 증식하도록 도와야 한다는 것이다. 여기서 더 나아가 프로바이오틱스와 프리바이오틱스를 한꺼번에 먹으면 그 효과를 배가할 수 있다는 데 착안해 나온 것이 신바이오틱스다. 요즘 급부상하고 있는 포스트바이오틱스는 장내 유익한 미생물의 먹이와 안전성에 주목한 결과이다. 우선, 살아있는 유산균의 장내 생장 촉진과 활성을 높이기 위해서는 먹이도 매우 중요한데, 자기 몸과 똑같은 영양성분을 가진 사균체, 즉 죽은 유산균을 먹는 것(프리바이오틱스 효과)이 식이섬유나 올리고당 등에 비해 더 효과적이란 점이다. 또한 살아있는 균은 장에 흡수가 안 되지만 사균체는 장에 흡수되기 때문에 백혈구를 집중적으로 만나 면역력을 증강시키는 작용이 훨씬 뛰어나다는 점을 노렸다. 따라서 이제는 ‘살아 있는 유산균’ 마케팅도 더 이상 의미가 없게 됐다. 그동안 살아 있는 유산균만이 체내에서 효과를 발휘한다는 인식으로 관심조차 갖지 않았던 사균체의 가치가 조명되고 있기 때문이다. 유산균이 먹이(프리바이오틱스)를 먹고 배설한 대사산물인 사균체는 건강에 도움이 되지 않을 것이란 선입견과 달리 그 효능과 장점이 생균보다 더 월등하다는 사실이 수많은 연구를 통해 입증되면서 세계적인 관심이 쏠리고 있다. 우리나라 역시 이 같은 시장 변화의 바람을 타고 최근 유산균 제품 회사들이 앞 다투어 포스트바이오틱스를 활용한 신제품을 속속 선보이며 유명 모델을 앞세운 광고 경쟁을 치열하게 벌이고 있다. 뿐만 아니라 각종 음료와 아이스크림, 시리얼, 스낵, 캔디, 젤리, 단백질 파우더 등 일반식품과 건강식품 외에도 화장품, 반려동물용 사료에 이르기까지 포스트바이오틱스 사균체가 널리 사용되는 추세로 일대 전성기를 맞고 있다고 해도 과언이 아니다. 포스트바이오틱스 원료 중에는 일반적으로 누구나 사용할 수 있는 ‘고시형 기능성 원료’로 인정된 것은 없다. 그렇기 때문에 기능성 표시를 위해서는 식품의약안전처에서 ‘개별인정형 기능성 원료’로 승인을 받아야 하는데 현재는 1케이스만 있다. 즉 개별인정형 기능성 원료로 락토바실러스 람노서스 IDCC3201 열처리 배양건조물(RHT3201)로 기능은 과민성피부상태개선(면역과 피부개선)이다. 결과적으로 우리나라에서 나오는 대부분의 포스트바이오틱스는 ‘고시형 기능성 원료’로 인증된 것이 없다고 볼 수 있다. 그러므로 포스트바이오틱스만으로 만드는 경우에는 건강기능식품 표시를 할 수가 없다. 그럼에도 불구하고 대부분의 포스트바이오틱스 제품 광고의 경우 ‘장 건강에 도움이 된다.’라는 문구가 있고 ‘건강기능식품’으로 표시를 하고 있다. 그 이유는 대부분 제품이 프로바이오틱스나 프리바이오틱스를 주원료로 사용하기 때문에 이에 대한 기능성을 표시한 것이다. 주원료란 인체에 유용한 기능을 나타내는 원료가 식품의약안전처에서 정한 일일섭취량만큼 충분히 함유되어 있음을 의미하며, 성분이 기준보다 적을 경우에는 ‘부원료’라고 표시한다. 현 상태에서 포스트바이오틱스의 한계점이 있을 수 있는데, 포스트바이오틱스 성분을 얼마나 섞었는지, 얼마나 먹어야 효능이 나타나는지를 알 수가 없으며, 프로바이오틱스 함량 자체도 여러 가지를 섞다 보니 정작 프로바이오틱스 함량이 1억~10억 CFU 수준으로 적은 경우가 많이 있다. 기능성을 명시하기 위해서는 ‘개별인정형 기능성 원료’로 식품의약안전처 승인을 받아야 하는데, 그리 쉬운 일이 아니다 보니 부원료로 표시해 판매할 수도 있다. 우리나라에서 유일하게 개별인정형 기능성 원료를 사용한 모 회사 제품의 경우 ‘면역과민 반응에 의한 피부상태 개선에 도움을 줄 수 있음’을 표시하고 있으며, 더불어 ‘장 건강에 대한 기능성’도 표시하였는데 이것은 여기에 사용된 프리바이오틱스 성분에 대한 것이다.

 

▲ 박광균     ©브레이크뉴스

포스트바이오틱스는 어떻게 선택하는 것이 좋을까? 현재 시중에 판매되고 있는 제품을 보면 사균체의 균종 수가 2종~18종까지 배합되어 있는데, 균종마다 효능이 다르기 때문에 균종 수를 따져 보는 것도 좋고 어떤 효능이 있는 균주인지를 확인하는 것이 좋다. 제품 중에 PCC(probiotic contents certificate) 인증된 제품이 있는데 이것은 제품 속에 들어 있는 균주량 비율을 확인한 검사이다. 예를 들면 18종에 100억 마리 광고를 하고 있지만 비싼 균주는 적게 들어가 있고, 값이 싼 균주가 대부분일 수 있다. 값이 싼 균주를 많이 넣으면 그만큼 제품 단가가 내려가 생산비용이 적게 들게 된다. 그렇지만 소비자 입장에서 어떤 균주가 얼마나 들어 있는지 알 방법이 없다. 그렇기 때문에 차세대 염기서열분석(NGS)을 활용한 서열분석을 통해 분석한 기술인 PCC 인증이 도움이 되니 확인이 필요하다. PCC 인증을 받았다는 것은 제품에 들어 있는 균주와 비율을 검사하였다는 뜻이다. 업체 입장에서는 어떤 균이 좋은 균이고, 덜 좋은 균이며, 종류별로 얼마 들어 있는지를 표기할 의무가 없다. 많은 제품이 들어 있는 총 균수가 맞고, 언급한 균주가 설령 들어 있지 않더라도 문제가 되질 않고, 소비자는 넣었는지 안 넣었는지, 얼마나 넣었는지, 비율이 어떤지를 알 수 없는 상황이다. 또한 화학첨가물을 피해야 하는데, 많은 제품들이 대량생산, 유통기한 연장, 색, 맛, 향을 위한 화학첨가물을 사용하게 되는데 이들 화학첨가물은 우리 몸에 들어와 잘 분해가 되지 않아 축적이 될 수 있다. 이산화규소, 스테아린산 마그네슘, 인공감미료, 합성 착향료, 합성착색료, HPMC(hydroxypropylmethylcellulose) 등이 들어가 있을 수 있다. 특히 HPMC 경우 제품의 제형과 상관없이 사용되기도 한다. 일본의약품첨가제협회 안전성자료에 보면 Wistar계 수컷 쥐(1군 5마리)에게 12일간 kg당 100 g의 식이를 준 결과 실험군에서 중량 및 내용물 증가에 따른 맹장과 결장의 비대화를 보였으며, 세균 밀도도 저하하였다(Wyatt GM 등, Br J Nutr 60:197-207, 1988). 체중 1 kg당 50 g의 HPMC를 30일간 투여한 개에서 가벼운 설사증상, 체중 증가 억제 및 적혈구 감소가 나타났다(Hodge HC 등, J Pharmacol Experim Therapeu 99:112-117, 1950). 프로바이오틱스에는 투입 균수와 보장 균수라는 개념이 있는데 투입 균수는 제품을 제조하며 초기에 들어간 균의 수를 말하며, 보장 균수는 투입된 균 중에서 유통기한까지 살아남은 균수를 말한다. 그렇지만 생균의 특성상 외부환경 변화에 매우 취약해 유통과정, 보관방법 등으로 인해 사멸할 가능성이 높아서 섭취 시까지 살아남는 보장 균수를 따져봐야 한다. 식약처에서는 일일 최대섭취권장량을 100억 마리로 정하였기 때문에 성인의 경우 보장 균수가 100억 마리를 충족하는지 반드시 확인할 필요가 있다.

 

 kkp304@hanmail.net

 

*필자/박광균

 

1975 연세대학교 이과대학 생화학과 졸업(이학사)

1980 연세대학교 치과대학 치의학과 졸업(치의학사)

1988 연세대학교 대학원 의학과 졸업(의학박사)

2004 연세대학교 보건대학원 의료와 법 고위자과정

 

1986~1990 연세대학교 원주의과대학 생화학 전임강사

1990~1996 연세대학교 의과대학 생화학-분자생물학교실 조교수

1996~2000 연세대학교 치과대학 구강생물학교실 부교수

1996~2018 연세대학교 치과대학 구강생물학교실 교수

 

1990~1993 미국 University of Wisconsin, Madison, School of Medicine, Dept of Biochemistry 방문교수

2002~2005 미국 University of Pennsylvania School of Dental Medicine, Dept. of Biochemistry 방문교수

 

2006~2009 한국학술진흥재단 생명과학단장

2008~2009 한국학술진흥재단 의생명단장, 자연과학단장, 공학단장 겸임, 한국연구재단 의약학단장

 

1990~현재  미국 암학회 회원

1994~2000 International Society for Study of Xenobiotics 회원

1995~1996 한국생화학분자생물학회 기획간사

1996~1998 대한생화학분자생물학회 학술이사

2006~2008 한국독성학회 이사

2005~2006 대한암학회 이사

2006~2008 한국약용작물학회 부회장

2009~2010 대한암예방학회 회장

2009~2010 생화학분자생물학회 부회장

2018~현재 연세대학교 명예교수.

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