[뉴스비전e 이미정 기자] 한국식품연구원이 전통식품으로부터 프로바이오틱스를 발굴하고 소재화하는데 성공했다. 

프로바이오틱스는 최종당화산물을 저감하는데 효과를 갖고 있다는 점에서, 이번 연구성과가 의미가 높은 것으로 평가된다. 

한국식품연구원 기능성식품연구본부 대사질환연구단 박호영 박사는 18일 과학기술정보통신부에서 브리핑을 통해 이번 연구에 대해 설명했다.

▲연구 취지

당뇨합병증 주요 유발물질로서 알려진 '최종당화산물'을 프로바이오틱스를 이용해서 저감을 하는데, 이 프로바이오틱스는 저희가 제목에서 말씀드리다시피 전통식품으로부터 유래하는 것이다. 

일반적으로 '노화'라 함은 질병이라고 안 할 수도 있는데 인간 수명과 관련된 측면에서 보면 노화도 질병으로 분류가 될 수 있고, 노화 외에도 인간 삶의 질을 저하하는 질병들로서 대사질환, 혈관질환 그리고 당뇨합병증 등을 들 수가 있다. 

그런데 이런 것들, 질병들과 공통적인 것들이 있는데 이런 질병들의 주요한 발병인자로서 '최종당화산물'이 있고, 좀 생소할 수도 있는데 이런 것들에 대해서 최근 연구가 많이 지속되고 있다.  

당뇨합병증 같은 경우에는 아시다시피 당뇨병에서 이환되는 것으로 알려져 있죠. 우리 국내에서만 하더라도 이 당뇨병을 치료하기 위해서, 예방하기 위해서 투약비만 연간 수천억 원이 소진되고 있다. 

이렇게 당뇨병의 관리를 하고 있는 이유 중에 하나는 당뇨병 자체로서는 크게 위험하지 않다. 하지만 당뇨합병증으로 이환됐을 때 삶의 질이나 치명적인, 사망에 이르게까지 할 수가 있다. 

이를 제어하기 위한 노력들이 많이 되고 있고, 당뇨 인구들이 국내에서뿐만 아니라 전 세계적으로 이렇게 급증하고 있는 추세이기 때문에 이러한 당뇨병에서 당뇨합병증으로 이환되는 것을 조절하는 것은 필수적인 것으로 알고 있다.

 당뇨병 같은 경우에는 이름에서도 알 수 있다시피 혈당이 증가되는 질병이다.  이렇게 혈당 증가에 의해서 염증과 스트레스, 그리고 세포 독성에 의해서 당뇨합병증으로 이행이 된다. 

그런데 이러한 혈당 대사과정 중에서 80%가량이 'age pathway'인데, 이것은 당뇨합병증과 긴밀하게 연관되어 있습니다. 

이미 한 30년 전부터 최종당화산물이 인간 건강, 특히 당뇨합병증에 밀접하게 연관이 된다고 연구가 되고 있고, 저희 식품연구원 연구그룹 같은 경우에는 이 최종당화산물을 저감하는 데 목적을 두고 있다.

어떻게 보면 저희가 발표드리는 내용은 세계 최초로 최종당화산물을 저감하는 기술이라고 말씀드릴 수 있겠다. 

최종당화산물은 이름에서도 알 수 있다시피 단백질이나 지질 등이 당화되는 과정입니다. 이 당화되는 과정이라 함은 자연적인 건데, 철이 산화되어서 녹스는 것과 마찬가지로 자연에서 일반적으로 일어나는 것이다. 

식품이나, 체내에도 당이 있고 식품에도 당이 있는데, 이런 것들은 당화과정을 통해서 최종당화산물이 생성되고, 식품 및 체내 최종당화산물들은 형태적으로 유사하다. 

이 최종당화산물이 알려진 바로는 알츠하이머성 치매나 백내장, 고혈압 뭐 다양하죠. 이러한 다양한 질병들과 연관되어 있다고 이미 오래전부터 연구가 되고 있다. 

▲연구 경과 및 도출 성과에 대한 설명

최종당화산물 같은 경우에는 미국 당뇨병학회인데요. 식품 내에서 이미 많이 연구가 되고 있다.  같은 종류의 식품원료를 사용해서 조리를 하더라도 고온에서 조리가 되거나 아니면 기름 유지 상태에서 조리가 되었을 때 천차만별적으로 이렇게 증가가 되고 있다. 특히나 고온 유지에 이용했을 때 최종당화산물이 급격적으로 증가된다고 보고되고 있다. 

이러한 최종당화산물을 저감하기 위한 방법으로 보통의 국외 연구자들은 이러한 당화과정 중간, 최종당화산물로 가는 중간을 제어하는 방법이다.

저희가 착안한 방법은 식품 조리과정 중에서 최종당화산물은 어쩔 수 없이 생성되는 거지만 저희가 '섭취했을 때 사람 체내로 이행되지 않게만 해보자.'라는 그런 목적을 두고 연구를 했다.  그 대표적인 방법으로서 프로바이오틱스를 연구하게 됐다. 

이를 위해서 저희 연구원에서 보유하고 있는 전통식품 유래 한 500여 종의 프로바이오틱스를 대상으로 스크리닝을 쭉 해서 저희가 최종적으로 4종의 프로바이오틱스를 발굴을 했고, 이 4종에 대해서 컨펌을 했다.

영양이 있을 때와 영양이 없을 때 확인을 해본 결과, 최종당화산물의 대표적인 'CML'이라는 것이 있는데 이 최종당화산물을 80% 정도 저감하는 것을 인비트로 해서 확인을 했고, '그러면 모든  모든 프로바이오틱스들이 다 저감할 수 있는 것 아닌가?'라는 것을 저희가 생각할 수 있는데, 시중에 판매되고 있는 유명 제품들을 다 스크리닝 해본 결과 저희 전통식품 유래 프로바이오틱스처럼 최종당화산물을 저감하는 효능을 보이는 것은 없었다. 

그리고 이것들을 48시간 동안 생장하는 경향을 보았을 때 24시간 정도 지났을 때 최적의 생성이 되었고, 반대로, 이 생성과는 반대로 48시간 동안 관찰했을 때 최종당화산물이 점진적으로 저감하는 것을 확인할 수 있었다. 

이 4가지 최종당화산물 저감 활성이 있는 프로바이오틱스를 확인해 본 결과 두 종, 'KF00816 균주'와 'KF140 균주' 같은 경우 김치에서 유래되었고, KF8은 재래식 간장, 그리고 KF11은 재래식 된장에서 발견된 것을 확인하였다. 

이상 인비트로(in-vitro) 결과였고, 저희가 인비보(in-vivo) 결과를 실험을 했는데 인비보 연구 같은 경우에는 저희가 최종당화산물의 소스는 우유 중에 있는 카제인과 락토스를 120℃에서 반응을 시켰다.

한 80분 정도 반응시켰을 때 최종당화산물이 많이 생성되는 것을 확인하였고. 이 최종당화산물이 많이 생성된 것을 쥐(rat)에게 먹였는데 이 최종당화산물을 먹이기 1주일 전부터 저희가 프로바이오틱스를 10㎎/㎏으로 7일 동안 장내에 정착을 시켰다.

그 이후에 20㎎ CML을 rat에 투여를 했는데, 혈중 이행되는 경향을 봤을 때 8시간 됐을 때 CML이 최고조에 달한 것을 확인해서 여러 가지 프로바이오틱스 역시 8시간을 확인해 보았다. 

농축되지 않은, CML을 섭취하지 않은 rat 같은 경우에서 rat를 100으로 봤을 때 CML을 섭취한 경우 한 200% 이상 CML 체내 농도가 증가되었고, 프로바이오틱스를 섭취한 것들, 특히 KF8, KF11인데 이것들이 이제 간장 및 된장에서 유래한 프로바이오틱스들이다. 이것들이 굉장히 좋은 활성을 보였다. 

 이것들의 이제 산업화를 위해서 저희가 실험실에서 2ℓ 정도의 배양을 해 보았다.  최종 3일 정도 해서 2ℓ 배양을 했는데 결론적으로 g당 10의 100억 마리 정도의 유산균이 생성되었고, 이것들은 보면 수치적으로 산업화가 가능한 것으로 확인됐다. 

 보통 아무리 활성이 좋더라도 산업화가 안 되는 경우가 이렇게 잘 자라지 않는 균들이 있는데, 저희 4개의 균주들은 모두 잘 자라는 것을 확인했다. 

▲앞으로의 계획은?

저희가 현재 여기까지 연구를 진행하였고, 향후나 지금 현재 진행되고 있는 것 같은 경우에는 어떻게 보면 저희가 아까도 말씀드렸다시피, 서두에 말씀드렸다시피 최종당화산물을 저감하는 기술 같은 경우는 국내뿐만 아니라 세계 최초이기 때문에 지식재산권을 확보하기 위한, 포트폴리오를 강화하기 위한 작업을 하고 있고, 현재 저희가 민간업체에 기술이전 돼서 저희가 9월 말경에 이것을 생산할 계획에 있다. 

그리고 연구적으로 보면 저희가 임상연구 IRB 승인을 앞두고 있고, 이것을 통해서 상위 5% 논문 게재를 목표로 하고 있다. 현재 한 편이 이미 'Food Chemistry'라는 식품 상위 5%지에 게재되었고, 여기 보시다시피 라벨링까지 다 된 상태다. 

종국에는 이제 저희가 ‘최종당화산물 저감에 도움을 줍니다.’라는 개별인정형을 신설하고자 하고 있다.