프로바이오틱

3. 역사

4. 작용 원리

프로바이오틱스는 장에 도달하여 장 점막에 정착, 젖산을 생성하여 장내 환경을 산성으로 만든다. 산성 환경에서 견디지 못하는 유해균들은 그 수가 감소하게 되고 산성에서 생육이 잘 되는 '''유익균'''들은 더욱 증식하게 되어 장내 환경을 건강하게 만들어 준다.^[176]

일부 락토바실러스는 경쟁적 저해를 통해 병원체에 영향을 미칠 수 있으며, 어떤 연구에서는 IgA 생성 세포의 수가 증가하고 식작용이 개선되었을 뿐만 아니라 T세포와 자연 살해 세포의 비율이 증가했다.^[200][201]

5. 프로바이오틱스가 함유된 식품

프로바이오틱 미생물 배양은 발효 유제품, 기타 발효 식품 및 프로바이오틱 강화 식품의 일부이다.^[18]

젖산균(LAB)은 식품 발효 박테리아로 식품 부패를 방지하고 영양 가치를 향상시키는 능력이 있다.^[19] 젖산균이 함유된 발효 식품 목록은 다음과 같다.

• 채소: 피클,^[20] 김치,^[20][21] 파오차이,^[22] 사우어크라우트^[23]
• 콩 제품: 템페,^[24] 된장,^[25] 간장^[26]
• 유제품: 요거트, 케피어,^[27] 버터밀크^[28]
• 기타: 벌 화분^[29]

6. 의약품 및 건강기능식품

프로바이오틱스는 항생제 복용 시 유익균 감소를 보충하기 위해 의약품으로 처방되기도 한다. 건강기능식품 형태로도 판매되며, 다양한 균주와 제형의 제품이 출시되고 있다. 90도의 온도에서도 생존하는 프로바이오틱 제품, 아이를 위한 프로바이오틱 제품들도 시중에서 판매되고 있다.

7. 주요 프로바이오틱 균주 (유익균)

프로바이오틱스는 21세기에 들어와 제조업체, 연구, 소비자들로부터 주목을 받았다. 그 역사는 그리스인과 로마인들이 섭취를 권장했던 치즈와 발효 제품의 사용까지 거슬러 올라간다.^[61] 발효 유제품은 오래된 식품 보존 기술 중 하나이다.^[62]

현대적 가설은 1907년 러시아 과학자이자 노벨상 수상자인 일리야 메치니코프에 의해 처음 소개되었는데, 그는 유해한 미생물을 유용한 미생물로 대체하여 장내 세균총을 수정하는 것이 가능하다고 제안했다.^[63] 그는 발효유를 섭취하면 무해한 젖산균으로 창자에 "씨앗"을 뿌리고 장 pH를 낮추어 단백질 분해 박테리아의 성장을 억제할 것이라고 제안했다.^[65]

비피더스균은 앙리 티시에에 의해 모유 수유하는 유아에게서 처음 분리되었다.^[66] 티시에는 비피더스균이 모유 수유하는 아기의 장내 세균총에서 우세하며, 비피더스균으로 유아 설사를 치료하면 임상적 이점이 있다는 것을 관찰했다.

1917년 세균성 이질 발생 동안, 독일 교수 알프레드 니슬레는 질병에 걸리지 않은 병사의 배설물에서 ''대장균''의 한 균주를 분리했다.^[68] ''E. coli'' 니슬레 1917 균주는 급성 위장관 감염 살모넬라증 및 세균성 이질에 사용되었다.^[69]

1920년, 레트거와 체플린은 ''Lactobacillus acidophilus''를 먹인 실험을 통해 가스 생성 박테리아의 소멸을 관찰했다.^[70] 1935년, 특정 균주의 ''L. acidophilus''가 인간 소화관에 이식되었을 때 매우 활성적인 것으로 밝혀졌다.^[71]

1989년, 로이 풀러는 프로바이오틱스를 "장의 미생물 균형을 개선함으로써 숙주 동물에게 유익한 영향을 미치는 살아있는 미생물 사료 보충제"로 정의했다.^[72]

이후 수십 년 동안, 락토바실러스 람노서스, 락토바실러스 카제이, 락토바실러스 존소니를 포함하여 건강에 유익한 특성이 있다고 알려진 장 젖산균 종이 프로바이오틱스로 소개되었다.^[76]

주요 프로바이오틱 균주(유익균)에는 유산균, 비피더스균, 낙산균, 당화균 등이 있다. 각 균주는 작용 부위와 생성 물질이 다르며, 이에 따라 장 기능 개선제나 보충제에는 여러 종류가 함께 배합되기도 한다.

7. 1. 유산균

• 락토바실러스 델브루에키이
• 불가리아 유산균: 장 기능 조절 및 장내 유해 물질 생성 억제 효과가 있다.^[160]
• 1073R-1 유산균: 균체 외 생성 다당류에 의한 면역력 향상 및 감기 예방 효과가 있다.
• 락토바실러스 헬베티쿠스
• 칼피스균: 유산균과 효모를 포함하는 여러 미생물의 공동체이다.^[152]
• 유산균 헬베^[153]
• 락토바실러스 가세리
• LG21 유산균: 사람에게서 유래하였으며, 헬리코박터 파일로리 제거에 효과적이다.^[160]
• 가세리균 SP주: 소장에 오래 머물러 대사 증후군 개선 효과가 있다.
• 락토바실러스 카제이
• 락토바실러스 카제이 시로타주: 소장 하부에서 작용하며, 변비·설사 개선 및 면역력 증진, 발암성 물질 생성 억제 효과가 있다.^[160]
• 락토바실러스 루테리
• 락토바실러스 루테리균 ATCC 55730: 치치야스 유업 루테리균 요구르트에 사용되는 균주로, 천연 항생 물질 루테린을 분비하는 다기능성 균주이다.
• 락토바실러스 존소니
• LC1 유산균: 헬리코박터 파일로리 감소 효과가 있다.^[160]
• 락토바실러스 람노서스
• LGG 유산균: 장 기능 조절, 유해 물질 및 발암성 물질 생성 감소 효과가 있다.^[160]
• 락토바실러스 플란타룸: 쌀겨 절임, 채소 절임, 김치, 자우어크라우트, 사워 브레드 등에서 맛있는 신맛을 내는 원천이다.
• 락토바실러스 브레비스
• 락토바실러스 브레비스 KB290 (라브레균): 장 기능 조절, 칼로리가 낮다.
• 절임, 김치 향 첨가
• 락토코쿠스 락티스
• 크레모리스균: 변비 개선, 항종양 작용, 면역력 증진, 콜레스테롤 저하 효과가 있다.^[160]
• 엔테로코쿠스 파에칼리스
• 페칼리스균 FK-23주: C형 간염 치료, 항암 작용, 항암제의 부작용 경감 등의 특허를 취득하였다.^[160]
• 락토바실러스 살리바리우스
• 유산균 LS1: 치주 병원균 억제, 구강 내 세균총 정상화
• 테트라제노코쿠스 할로필러스: 내염성이 강하며, 독특한 풍미를 제공한다.
• 페디오코쿠스·펜토사세우스: 내산성, 내염성이 강하다.^[160]

7. 2. 비피더스균

• 비피도박테리움 락티스
• ** BE80균 - 위산에 가장 강한 비피더스균^[154]
• ** 비피도박테리움 락티스 Bb-12
• ** LKM512 - 장 기능 조절, 아토피성 피부염 경감, 수명 연장 효과^[155]
• 비피도박테리움 롱검^[156]
• ** BB536 - 요구르트가 된 최초의 비피더스균 항알레르기 효과^[157]
• 비피도박테리움 브레베^[158]
• ** 비피도박테리움 브레베 야쿠르트주

7. 3. 낙산균

강 미야리산 정^[161]은 낙산균만을 배합한 장 기능 개선제이다.

7. 4. 당화균

4종의 유익균은 효과가 각기 다르므로, 장 기능 개선제에는 여러 종류가 함께 배합되는 경우가 많다. 예를 들어, 비오스리 Hi 정^[160]과 비오나스 유산균 보충제^[170]에는 당화균이 배합되어 있다.

7. 5. 유익균 비교 및 배합

다음은 장 기능 개선제 및 보충제에 배합되는 세균의 종류를 나타낸 표이다.

8. 연구 결과

프로바이오틱스는 식품이나 식이보충제로서 건강에 어떠한 영향을 주는지 평가하기 위한 예비 연구가 진행 중이다.^{[177][178][179]} 그러나 유럽식품안전청에 제기된 모든 주장을 종합해보면 프로바이오틱 제품의 소비와 건강상의 이점 사이의 인과 관계를 증명하는 과학적 증거는 불충분하다.^[178][180] 실험된 균주의 실험 결과를 토대로 실험되지 않은 균주의 효과를 추정하는 과학적 근거는 없다.^{[177][181][182]} 장내 세균총 조절을 통한 건강 개선은 장기적인 식생활 변화와 직접적인 관련이 있는 것으로 보인다.^[178][183]

프로바이오틱스는 다양한 질병 및 건강 상태 개선에 대한 가능성을 보여주고 있다.

• 설사: 프로바이오틱스는 항생제 유발 설사 및 여행자 설사 예방 및 완화에 효과적이다. 여러 연구에 따르면 프로바이오틱 사용이 항생제 유발 설사의 위험 감소와 관련이 있다.^{[187][188][189][190]} 한 연구에 따르면 프로바이오틱은 항생제 관련 설사를 42% 감소시키는 것으로 나타났다.^[191] 프로바이오틱은 여행자 설사의 발병률을 8% 감소시켰다. 또한 다른 유형의 설사의 위험을 어린이의 경우 57%, 성인의 경우 26% 감소시켰다.^[192] 특정 균주의 프로바이오틱은 감염성 설사의 지속 시간을 약 25시간까지 줄일 수 있다.^[193]
• 정신 건강: 프로바이오틱 보충제는 동물과 사람 모두의 다양한 정신 건강 문제 개선과 관련이 있다.^[194] Bifidobacterium 및 Lactobacillus 균주를 1-2개월 동안 보충하면 불안, 우울증, 자폐증, 강박 장애(OCD) 및 기억력을 낮춘다는 연구 결과가 있다.^[194] 하루에 100g의 프로바이오틱 요구르트를 섭취하거나 매일 프로바이오틱 캡슐을 섭취한 사람들은 전반적인 건강, 우울증, 불안 및 스트레스 수준이 개선되었다는 연구 결과가 있다.^[195] 2020년에는 프로바이오틱이 우울증을 개선할 수 있다는 것이 발견됐지만, 더 많은 연구가 필요하다.^[196]
• 콜레스테롤: 담즙은 특정 젖산 생성 박테리아에 의해 분해되어 콜레스테롤 수치를 감소시킨다.^[197] 프로바이오틱스는 담즙이 장을 통해 재흡수되어 콜레스테롤을 분해하여 순환계에 들어가는 것을 방지할 수 있다.^[198] 프로바이오틱스 균주가 함유된 요구르트가 혈청 콜레스테롤 수준에 미치는 단기(2-8주) 효과를 조사한 결과 총 콜레스테롤 농도는 0.22mmol/L (4% 감소), 혈중 LDL 농도는 0.2mmol/L (5% 감소) 감소한 것으로 나타났다.^[199]
• 면역: 일부 락토바실러스는 경쟁적 저해를 통해 병원체에 영향을 미칠 수 있으며, 어떤 연구에서는 IgA 생성 세포의 수가 증가하고 식작용이 개선되었을 뿐만 아니라 T세포와 자연 살해 세포의 비율이 증가했다.^[200][201] 570명 이상의 어린이를 대상으로 한 연구에서 락토바실러스 GG는 호흡기 감염의 빈도와 중증도를 17% 감소시켰다.^[202] 프로바이오틱스, 특히 락토바실러스 크리스파투스(Lactobacillus crispatus)는 여성의 요로감염 발병률을 50%까지 감소시키는 것으로 밝혀졌다.^[203] 프로바이오틱스가 성인의 급성 상기도 감염 발생률을 낮출 수 있다는 증거는 약하다.^[119] 프로바이오틱스는 노인들의 감염 위험을 변화시키지 않는 것으로 보인다.^[204]
• 체중 및 뱃살: 프로바이오틱스는 다양한 경로를 통해 체중 감소를 도울 수 있다.^[205] 예를 들어 일부 프로바이오틱은 장에서 지방이 흡수되는 것을 방지한다. 그런 다음 지방은 몸에 저장되지 않고 대변을 통해 제거된다.^[206][207] 락토바실러스 람노수스(Lactobacillus rhamnosus)를 3개월 동안 복용한 다이어트 여성은 프로바이오틱을 섭취하지 않은 여성보다 체중이 50% 더 감소했다는 연구 결과가 있다.^[208] 12주 동안 락토바실러스 가세리(Lactobacillus gasseri)를 소량 복용해도 복부 지방이 8.5% 감소했다는 연구 결과가 있다.^[209]
• 기타: 프로바이오틱스는 과민성 장 증후군, 염증성 장질환, 아토피 피부염, 헬리코박터 파일로리 감염, 요로 감염 등 다양한 질환에 대한 연구가 진행 중이다.

9. 부작용 및 주의사항

프로바이오틱스는 여러 메타 분석에서 항생제 관련 설사(AAD)의 발생률과 심각도를 줄일 수 있는 것으로 나타났다.^[96][97][98] ''L. rhamnosus''를 포함한 프로바이오틱 제제는 AAD의 위험을 줄이고, 항생제 치료 중 대변의 일관성을 개선하며, 백신 접종 후 면역 반응을 향상시킬 수 있다.^[99]

AAD 치료를 위한 프로바이오틱스의 효능은 프로바이오틱 균주와 복용량에 따라 다르다.^[100][101] 한 리뷰에서는 어린이에게 50억~400억 CFU/일의 ''L. rhamnosus'' 또는 ''사카로마이세스 보울라디''를 권장했지만, 심하게 쇠약해지거나 면역 체계가 손상된 어린이의 경우에는 부작용 위험이 있으므로 사용을 피해야 한다고 언급했다.

코크란 체계적 문헌 고찰에 따르면 프로바이오틱스가 임신성 당뇨병 위험을 감소시키는 데 도움이 된다는 확실한 증거는 없었지만, 자간전증 위험을 증가시킨다는 확실한 증거가 있었다. 이러한 이유로 임신 중 프로바이오틱스 사용은 권장되지 않는다.^[127]

10. 규제 현황

유럽식품안전청(European Food Safety Authority)은 프로바이오틱 제품의 소비와 건강상의 이점 사이의 인과 관계를 증명하는 과학적 증거가 불충분하다고 판단하여, 유럽에서 프로바이오틱 제품에 대한 건강 관련 주장에 대해 상업 제조업체의 모든 청원을 거부했다.^[7][8][11] 유럽 연합 집행위원회는 과학적 증거가 없어 제품이 건강상의 이점을 제공한다고 소비자를 오도한다는 이유로 제품 포장에 "프로바이오틱"이라는 단어를 사용하는 것을 금지했다.^{[7][47][48][49]}

미국에서는 식품의약국(FDA)과 연방거래위원회(FTC)가 질병이나 상태를 치료한다고 주장하는 프로바이오틱 제품의 다양한 제조업체에 경고 서한을 발송하고 처벌을 부과했다.^[10][50][51] FTC는 39개의 다른 주 정부와 협력하여 요거트 및 프로바이오틱 유제품의 건강상의 이점에 대한 기만적인 광고 및 과장된 주장에 대해 주요 프로바이오틱 제조업체에 2100만달러의 벌금을 부과하는 등의 징벌적 조치를 취했다.^[50]

베트남에서는 보건부 산하의 베트남 식품 관리국(VFA)이 다른 관련 당국과 협력하여 프로바이오틱 제품과 관련된 위반 사항을 감독하고 처리한다. 여기에는 경고 발령, 행정적 처벌 부과,^[52] 제품 리콜 요구^[53][54] 및 다른 기관과의 협력이 포함된다.^[55][56]

한국의 경우, 식품의약품안전처는 프로바이오틱스 건강기능식품의 기능성과 안전성 평가 기준을 마련하고 있으며, 허위·과대 광고를 단속하고 있다.

11. 전망

사람은 체내 미생물 균형이 깨지면 질병에 걸린다는 개념에서, 유산균, 비피더스균, 낙산균, 당화균 등 유익균을 식품, 음료, 제제로 섭취함으로써, 소화기 (소장과 대장)의 균형을 개선하고, 질병을 치료하고 예방할 수 있다고 여겨진다.^{[144][145][146][147]} 이러한 관점은 '''항생제'''의 부작용이나 항생제에 의해 생긴 내성균 발생에 대한 비판에서 비롯되었다.

프로바이오틱스는 기분과 인지 기능을 개선하고,^[148] 알레르기, 관절염, 천식, 암, 우울증, 심장병, 위장 문제 등 다양한 건강 상태를 개선한다.^[149] 유익균은 소화를 돕는 것 외에도, 면역 시스템을 강화하여 감염증, 제어 불가능한 염증, 설사, 만성 변비, 과민성 대장 증후군 등 다양한 문제와 싸우는 데 도움이 된다.

프로바이오틱스는 요구르트, 콤부차, 김치, 케피어, 템페, 피클, 된장, 저온 살균하지 않은 자우어크라우트, 식초 대신 소금에 절인 절임, 가열하지 않은 치즈 등의 발효 식품에 포함되어 있다.^[150][151]

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