[과학주치의] 프로바이오틱스, 프리바이오틱스 모음.zip
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누구나 한 번쯤 들어봤을 건강식품이 있다. 바로 ‘00바이오틱스’다. 자세히는 모르겠지만, 장까지 세균이 살아서 도달한 다음 우리 몸에 도움을 준다고 한다. 그런데 막상 무슨 세균이 어떻게 우리 장에 영향을 미치는지 잘 모른다. 세균 이름을 들어보면 더욱더 좌절한다. 심지어 발음하기도 어려운 정체불명의 단어(예컨대, Lactobacilus. acidophilus )를 읽고 있자니, ‘모르는 것이 약이다’라는 속담이 떠오를 지경이다. 사실 일반인이 굳이 알아야 할 내용은 아니지만, 무지한 소비자를 이용하는 것은 아닌지 약간(?) 의심이 드는 내용이 있는 것도 사실이다. 기왕 챙겨 먹을 예정이라면, 이참에 전문가가 되지 않더라도 무지한 소비자에서 벗어날 정도로 공부해 보자.
프로 바이오틱스에 대해 알아보자.
프로바이오틱스가 무엇?
프로바이오틱스(probiotic)라는 용어는 “생명을 위하여”(for life)를 의미하는 비교적 새로운 용어이며 현재는 인간과 동물에게 유익한 효과와 관련된 박테리아의 이름을 지정하는 데 사용되고 있다.1) 러시아 태생의 노벨상 수상자 엘리 메치니코프(Eli Metchnikoff)에 의해 그 존재와 효능이 처음 알려졌다.
프로바이오틱스의 정의에 따르면, 제한된 시험 조건에서 건강기능식품의 보건 효과를 보여주는 미생물(유산균 등) 종으로, 숙주의 장내 미생물 균형을 유지시킴으로써 유익한 작용을 하는 살아있는 미생물(Live microorganisms)을 의미한다.2)3) 프로바이오틱스의 특성은 반드시 생균이어야 하며, 대부분의 유산균이 이에 해당된다(참고로 현재까지 알려진 프로바이오틱스의 대부분이 유산균이기 때문에 프로바이오틱스가 곧 유산균이라고 간주되는 경향이 있으나, 프로바이오틱스와 유산균은 엄밀히 서로 다른 개념이다). 장관 내에서 유용한 효과가 있어야 하고, 독성이 없으며 비병원성(Non-pathogen)이어야 한다. 장 내에서 유기산(lactic acid), 초산(acetic acid) 등을 생성하여 장내 환경을 산성화시켜 유해균이 감소된다.4)5) 한편, 대한민국 식품의약품안전처는 19종의 프로바이오틱스 균종을 고시(고시형 균종)하고 있다(그림 1).
물론 고시된 균주 외에도 식경험이 있는 균주는 WHO/FAO 가이드라인에 따른 안전성 자료를 통해 사용할 수 있으며(그림 2),6) 식경험이 없는 균주 역시 해당 가이드라인 및 독성시험자료(단회 투여, 90일 반복 투여, 유전독성시험자료)를 거쳐 사용할 수 있다(개별인정형 균주).
프로바이오틱스의 의학적 작용?
오늘날 유전자만큼이나 건강에 영향을 미치는 것으로 밝혀질 만큼 중요하다고 여겨지는 것이 체내 미생물인데, 그중 전체 70% 이상이 우리 장(대부분 소장과 대장에 존재)에 존재하는 세균이고 우리의 몸은 그 세균들로부터 분비되는 산물에 영향을 받는다.7) 따라서 유산균은 우리 건강, 특히 면역 조절과 감염 등에 영향을 미친다. 실제 프로바이오틱스의 대부분을 차지하는 유산균은 인체 건강에 이로운 작용을 하는 균으로, 장내 유해균 증식을 막아 면역력을 정상 수치로 조절하고 아토피와 건선 같은 자가면역성 피부 질환을 개선하며, 고혈압(연구 결과)8) 및 대사 증후군을 억제, 인슐린 저항성을 낮추는 효과 등이 있다고 알려져 있다.9) 또한 장에 있으면서 뇌내 신경 물질에 관여해 우울증 등에도 일정 부분 도움을 준다는 연구 결과도 있다. ‘람노오스(Rhamnose)’라는 다당류를 분비해 인체가 이에 맞서 면역 반응을 유도하는 물질인 사이토카인이나 케모카인을 분비한다는 연구도10) 발표되었다. 프로바이오틱스는 복부 팽만감 개선, 변비 개선, 면역 세포 활성, 감기 증상(발열, 기침 및 콧물)의 지속 시간 & 발생률 감소, 항생제 처방 빈도 감소, 상기도 질환의 발생 감소 및 발생 시점 지연, 헬리코박터 파일로리균 억제, 혈중 비타민D, B12 농도 증가, 혈중 중성 지질 수치 감소 등의 효과도 확인된다.11)
프리바이오틱스에 대해 알아보자
프리바이오틱스는 장내 유익한 박테리아의 생장을 돕는 난소화성 성분을 말한다. 한마디로 프리바이오틱스는 유익균(유산균)의 먹이다. 유익균을 총칭하는 프로바이오틱스와 혼동하기 쉽다.
‘프리바이오틱스’의 개념은 1995년 Gibson과 Roberfroid가 “Dietary modulation of the human colonic microbiota: Introducing the concept of prebiotics(인간 결장 미생물총의 식이 조절: 프리바이오틱스 개념 소개)”라는 과학 출판물에 제시되었다.12) 그 후 수십 년 동안 프리바이오틱스에 대한 과학적 논의는 장내 건강 증진 박테리아 그룹(보통 비피더스균과 유산균)을 표적으로 하는 기질을 식별하는 데 초점을 맞추는 경향이 있었다. 하지만 이후 연구는 프리바이오틱스의 표적이 될 수 있는 건강과 관련된 다른 미생물 그룹도 밝혀냈다.
현재 프리바이오틱스의 과학적 정의는 2016년 ISAPP(프로바이오틱스와 프리바이오틱스의 국제과학 연합)에 의해 “건강상의 이점을 제공하는 숙주 미생물에 의해 선택적으로 활용되는 기질(a substrate that is selectively utilized by host microorganisms conferring a health benefit)”이다. 따라서 이 개념은 기질(a substance), 생리학적으로 유익한 효과(aphysiologically beneficial effect), 미생물 매개 메커니즘(a microbiota-mediatedmechanism)이라는 세 가지 필수 개념을 포함한다. 프리바이오틱스는 흔히 식이 섬유와 동일시되지만 실제로 식이 섬유의 특정 하위 집합(subset) 만이 프리바이오틱스로 인정된다. 실제로 프리바이오틱스는 폴리페놀과 같은 비섬유질 물질에서 유래할 수 있다(그림 3).
그림 3 프리바이오틱스와 식이섬유
과학적으로 합의된 정의에 따르면, 프리바이오틱스 화합물은 숙주에게 유익한 생리학적 효과를 부여해야 한다. 또한 프리바이오틱스의 자격을 갖추려면 프리바이오틱스 물질이 전체 미생물 생태계가 아닌 숙주 내 제한된 특정 미생물 그룹에 영향을 미쳐 ‘선택적으로’ 활용된다는 기준을 충족해야 한다.
한편 프리바이오틱스는 자연적으로 존재할 수도 있고 합성된 형태로 존재할 수도 있다. 프리바이오틱스가 건강에 미치는 영향에 대한 대부분의 연구는 상대적으로 식물성 식품 전체보다는 분리된 물질(특정 물질 및 복용량을 보다 엄격하게 제어할 수 있도록)에 초점을 맞추고 있다.
프리바이오틱스는 감염 감소, 심장 대사 건강, 미네랄 가용성 및 면역 조절과 같은 특정 건강 효과에 대해 연구되었고, 가장 일반적으로 수용성 섬유질인 이눌린, 프락토올리고당(FOS), 갈락토올리고당(GOS), 그리고 최근에는 모유올리고당(HMO) 등의 연구가 진행되고 있다. 현재 건강한 개인의 프리바이오틱스에 대한 ‘적절한 섭취량’ 또는 ‘일일 권장량’에 대한 공식 식이 권장 사항은 없다. 다만, 장을 위한 대부분의 프리바이오틱스는 이점을 제공하기 위해 하루에 최소 3g 이상의 경구 복용량이 필요하다. 일반적으로 일일 식단에서 FOS와 GOS의 목표량은 약 5g이며, 일일 섬유질 권장량은 ‘2000kcal/일’ 식단을 기준으로 ‘28g/일’이다. 식약처는 분말화된 프리바이오틱스의 경우 하루 섭취량으로 3~8g(1~2티스푼)을 권장했다.13)
그래서, 무엇을 먹어야 하나?
장내 유익균이 건강 키워드로 떠오르면서 종류와 기능이 세분화되고 있다. 프로바이오틱스와 프리바이오틱스에 이어 ‘신바이오틱스(Synergetic Biotics)’, ‘포스트바이오틱스(Post Biotics)’ 등 유산균의 트렌드가 변해가는 모양새다.14) 신바이오틱스는 프로바이오틱스와 프리바이오틱스가 함께 들어 있는 것이고(가령, 비피더스균과 프락토올리고당을 한데 넣은 제품), 포스트바이오틱스는 유익균이 프리바이오틱스를 먹고 만들어 낸 대사산물을 포함한 물질이다. 여기서 언급된 유산균 대사산물이란 죽은 유산균 균체를 말하는데, 그 덕분에 열과 산에 영향을 받지 않으며 장에서 바로 작용한다는 특징이 있다. 하지만 수많은 제품 중 어떤 것을 선택해야 할지 고민이라면 프로바이오틱스 등의 섭취 목적을 분명히 할 필요가 있다. 만약 다이어트가 목적이라면 지방 세포의 크기를 막아주고 체지방 합성을 억제하는 균주인 ‘락토바실러스 플란타룸(Lactobacillus Plantarum) KY1032’와, 혈중 콜레스테롤을 억제하는 ‘락토바실러스 커베터스(Lactobacillus curvatus) HY7601’이 들어 있는 제품을 선택하면 효과적이다. 아울러 배변 활동을 촉진하는 프리바이오틱스와, 인슐린 저항성을 낮추고 체지방 축적을 감소시키는 포스트바이오틱스도 함께 섭취하면 도움이 된다. 질 내 유익 환경을 위한다면 여성의 질에서 분리한 ‘락토바실러스 루테리(Lactobacillus Reuteri) rc-14’와, 건강한 여성의 요도에서 분리한 ‘락토바실러스 람노서스(Lactobacillus Rhamnosus) gr-1’ 균주가 들어 있는지 확인하는 것이 좋다. 또한 과민성 대장증후군을 개선하기 위함이라면 락토바실러스 카제이(Lactobacillus Casei), 사카로시메스 불라디(Saccharomyces Boulardii)가 설사증을 낮추는 데 도움을 주는 것으로 알려져 있다.
프로바이오틱스 선택 시 꼭 확인하자!
2020년 한국소비자원에서 소비자를 위해 친절히 정리해 둔 내용이 있으니 알아두면 도움이 될 것이다.15)
또한 시중의 제품별 실제 균수 및 균종 구성 비율을 조사 정리한 내용이 있어, 참고삼아 살펴보면 제품 선택에 도움이 되겠다.
한편, 소비자원 시험 결과 제품에 표시된 균종 수는 1~19종까지 다양했지만, 3종 이상 균을 함유했다고 표시한 대부분의 제품이 균 1~2종에 편중된 것으로 나타났다. 11개 제품은 3~19종의 균종을 함유했다고 표시했지만, 이 중 1~18종의 균종 함유량은 10%에 미치지 못하는 수준이었다. 다수의 균종이 미량 포함되어 있음에도 불구하고, 소비자는 균종 수를 상대적으로 많이 표시한 고품질로 오인할 우려가 있으므로 주의하는 것이 좋겠다.
<출처>
1) Guidelines for the Evaluation of Probiotics in Food, WHO/FAO(2002), 3p
2) 식품의약품안전처, ‘건강기능식품 기능성 원료 프로바이오틱스 안전성 평가 가이드’, 2021, 7. 1p 이하 참조
3) Live microorganisms that, when consumed in adequate amounts confer a health benefiton the host(WHO/FAO, 2020/ ISAPP, 2014)
4) 전게 각주 1 참조
5) International Scientific Association for Probiotics and Prebiotics(ISAPP)
6) Lactobacilus, Bifidobacterium 등과 종(species)이 다르면서 식경험이 있는 균주, 전통 발효식품 등 장기간 식경험이 있는 균주(Bacilus subtilis, B. amyloliquefaciens 등)
7) https://namu.wiki/w/%EC%9C%A0%EC%82%B0%EA%B7%A0?from=%ED%94%84%EB%A1%9C%EB%B0%94%EC%9D%B4%EC%98%A4%ED%8B%B1%EC%8A%A4 이하 참조
8) Calder n-P rez, L., Gosalbes, M.J., Yuste, S. et al. Gut metagenomic and short chain fatty acids signature in hypertension: a cross-sectional study. Sci Rep 10, 6436(2020).https://doi.org/10.1038/s41598-020-63475-w
9) 전게 각주 6 이하 참조
10) https://n.news.naver.com/mnews/article/001/0008865184
11) https://www.esthermall.co.kr/board/index.php?db=gallery_40&no=1004888&mari_mode=view@view
12) https://isappscience.org/for-scientists/resources/prebiotics/
13) https://www.hansbiz.co.kr/news/articleView.html?idxno=293866
14) https://mobile.hidoc.co.kr/healthstory/news/C0000685654, 이하 참조
15) https://www.kca.go.kr/webzine/board/view?menuId=MENU00307&linkId=208&div=kca_2008
16) CFU(Colony-forming unit) : 배양한 균이 자라나 형성한 콜로나(집락)를 확인하여 균의 숫자를 측정하는 단위
※ 동아약보 2023년 10월호 발췌