시판 된장과 간장, 청국장에 대한 동물실험결과, 혈압 및 혈당 조절ㆍ면역 증진ㆍ대장암 등에 유의하게 효과가 있다는 연구결과가 발표됐다.

13일 순창에서 ‘장류의 기능성 규명’을 주제로 열린 제18회 장류포럼에서 정도연 발효미생물산업진흥원장은 장류 기능성 규명 및 안전성 모니터링 결과를 발표했다.

정 원장은 “시판 장류의 세포 기능성 평가 결과, 항산화ㆍ항당뇨ㆍ항비만 등 대사성질환 관련 기능성이 있는 것으로 평가됐다”며, “동물을 대상으로 한 된장 4종의 항콜레스테롤 평가에서는 표준물질 대비 혈압 및 혈당 조절에 효과가 있는 것으로 나타났다”고 밝혔다. 

정 원장은 또, “간장 4종의 동물 대장암 평가 결과 모두 유의하게 효과가 있는 것으로 나타났고, 청국장 4종의 면역 증진 평가에서는 백혈구 수치가 증가했으며, 고추장 4종의 항치매 개선 효과도 우수함을 확인할 수 있었다”고 말했다.

정 원장은 “전국 99개 장류업체의 장류 297종을 수집해 안전성을 모니터링한 결과, 나트륨ㆍ바이오제닉아민ㆍ아플라톡신 함량이 장류와 지역별로 차이가 있었는데, 고추장 3종의 항비만 인체 효능 평가에서는 공장고추장과 유해물질이 높은 전통고추장 1종에서 효과가 좋은 것으로 나타났으며, 고추장 섭취 동물의 대변 미생물 변화 분석에서도 비만 관련 미생물이 감소하고, 항비만 프로바이오틱스 미생물이 유의성 있게 증가하는 것을 확인했다”고 밝혔다,

발효미생물산업진흥원(이사장 최영일)과 한국장류기술연구회(회장 신동화)가 공동으로 순창군 장류사업소 세미나실에서 개최한 이날 포럼에서는 농림축산식품부와 한국농수산식품유통공사의 정책사업으로 추진 중인 장류 기능성 규명(안전성 모니터링) 사업의 연구성과를 기반으로 △장류 기능성 규명 및 안전성 모니터링(정도연 원장, 발효미생물산업진흥원) △전통 청국장의 인체 항비만 효과 및 안전성(한아름 교수, 원광대학교병원) △한국 전통장류 섭취에 따른 안전성과 기능성(정수진 부장, 전북대학교병원) △서구인의 장류(청국장, 고추장) 섭취와 인체 마이크로바이옴(장우석 교수, 미국 텍사스대학교)을 발표했다.

다음은 세미나 주제별 발표 요지.

장류 기능성 규명 및 안전성 모니터링
정도연 원장(발효미생물산업진흥원)

장류는 1차산업에서 4차산업이 융합된 6차산업의 대표적인 롤모델이라 할 수 있다. 최근에는 음식문화 영역까지 포함돼 그 범위가 확대되고 있으며, 문화자산으로서 가치를 재조명받고 있다. 
장류는 전통장류와 공장장류로 구분하고 있으며, 국산원료 100% 사용 여부와 자연옹기 발효 숙성 등과 같은 제조방법에 따라 구별된다. 하지만 현재 전통장류와 공장장류를 융합한 제품도 시장에 출시되고 있어 그 경계가 모호해지고 있다.

장류시장은 1조2000억원 규모로 보고 있으며, 전통장류는 10% 정도 시장을 확보하고 있는 것으로 추정된다. 전통장류는 전국에 1850개 기업체가 골고루 분포돼 있고, 지역농산물 사용에 중요한 안전망을 구축하고 있지만, 현재 시장이 축소되고 있어 산업적으로 어려운 상황이다. 

현재 장류 중요 이슈로 나트륨과 식중독, 아플라톡신, 바이오제닉아민이라는 안전성 문제가 언론매체를 통해 보도되면서 이에 대한 소비자 우려가 커지고 있고, 코로나19로 학교급식 시장이 막히면서 시장도 감소하는 경향이다. 이로 인해 시장 양극화가 더 심화되고 있다. 

또 다른 이슈로 현재 장류 1세대들인 발효 명인들은 기후 변화로 인한 현장의 어려움을 호소하고 있다. 농촌진흥청에서 발표한 자료를 보더라도 지구 온난화로 인해 지역별 전통장의 품질 변화가 큰 것으로 보고 있으며, 이에 대한 품질 및 환경 변화 실태조사가 필요하다는 목소리가 나오고 있다. 

현재 소비자들은 전통장류의 역기능과 순기능에 대해 혼란스럽게 생각한다. 단순한 성분이나 미생물만 가지고 접근하면 역기능이 두드러지게 되고, 직접 섭취할 때는 순기능이 더 높아지는 것에 대해 인식하고 있지만, 이를 뒷받침 해주는 과학적인 자료가 부족하다. 

우리 선조의 발효과학으로 만들어진 한국의 전통장류가 왜 우수한가? 이에 대한 신뢰성 있는 답변을 하고 싶어도 쉽지가 않은 상황이다. 국내산 원료, 자연발효, 역사성 등에 대한 설명으로는 소비자들에게 어필하는 데 한계가 있다고 본다.

이러한 문제 해결을 위해 장류의 기능성 규명(안전성 모니터링) 사업이 본격 추진됐으며, 매년 전국 장류의 15% 통계 범위에서 분석 평가를 하고 있다. 사업 추진 방향의 핵심은 매년 안전성 모니터링, 미생물 DB 구축, 세포와 동물 우수 기능성 규명, 인체 효능 평가, 장류업체 역량 강화, 우수성 홍보를 통해 전통 발효식품 육성 기반을 마련하는 것이다. 

2023년 추진 결과를 보면, 전국 99개 장류업체의 장류 297종을 수집해 안전성을 모니터링 했으며, 그 결과 나트륨, 바이오제닉아민, 아플라톡신 함량이 장류와 지역별로 차이가 있음을 알 수 있었다. 지역별 제품 미생물 분포 조사에서도 종 다양성이 전남과 경남이 1000종가량으로 나타난 반면, 경북과 강원도는 500종으로 분석돼 지역별 차이가 있음을 확인했다. 

또, 발효 기간별 미생물 변화를 분석한 결과, 시간에 따른 미생물 종의 변화가 크게 나타나, 장류 발효에 미치는 미생물의 영향이 매우 크다는 것을 확인했다.

이외에도, 장류 유래 미생물을 대상으로 기능성을 평가한 결과 아토피, 항당뇨, 염증성 장질환 등이 개선되는 효과를 보여 장류 유래 미생물의 기능적 우수성도 충분한 활용가치가 높은 소재임을 밝혀 미생물 발굴의 필요성 또한 다시 상기할 기회가 됐다. 

하지만 최근에는 기후 변화 등으로 장류산업에도 다양한 문제가 발생하고 있으며, 분석 결과에서도 유산균이 지속적 감소세에 있고, 식중독 유발 미생물은 모든 제품군에서 크게 증가하고 있어 안정적 모니터링 및 관리가 요구되고 있다.

유해 미생물이 높은 장류와 낮은 장류, 유해인자가 높은 장류와 낮은 장류 제품을 32종 선별해 실시한 세포 기능성 평가에서는 항산화, 항당뇨, 항비만 등 대사성질환 관련 기능성이 있는 것으로 나타났다.

동물을 대상으로 한 된장 4종의 항콜레스테롤 평가 결과, 표준물질 대비 혈압 및 혈당 조절에 효과가 있는 것으로 나타났으며, 간장 4종의 동물 대장암에 대한 평가에서는 모두 유의하게 효과가 있는 것으로 나타났다. 청국장 4종의 면역 증진 평가에서는 백혈구 수치가 증가했으며, 고추장 4종의 항치매 개선 효과도 우수함을 확인할 수 있었다.

고추장 3종의 항비만 인체 효능 평가 결과, 공장고추장과 유해물질이 높은 전통고추장 1종에서 효과가 좋은 것으로 나타났으며, 고추장 섭취 동물의 대변 미생물 변화 분석에서는 비만 관련 미생물이 감소하고 항비만 프로바이오틱스 미생물이 유의성 있게 증가하는 것도 확인했다. 

또, 동물의 장내 미생물 분석에서 유의적 미생물 변화가 확인돼, 결과적으로 전통장류를 섭취하면, 유산균 섭취와 동일한 기능성이 있는 것을 확인했다.

이러한 결과를 바탕으로 향후 전통장류를 장 건강에 좋은 기능성 식품으로 인정받는 것이 가능할 것으로 본다. 종합적으로 우리 전통장류는 기후 변화로 인해 다양한 위해요소에 노출돼 있지만, 건강기능성 측면에서 충분한 가치가 있으므로 정부 차원의 집중적인 지원과 육성이 필요할 것으로 본다.

전통 청국장의 인체 항비만 효과 및 안전성
한아름 교수(원광대학교병원) 

청국장은 잠재적인 건강상 이점을 지닌 한국의 전통 발효 콩 식품이다. 이 때문에 청국장은 식품의 원료로 다양하게 활용될 뿐만 아니라, 기능성 식품 형태로도 섭취되고 있다. 지금까지 청국장 환 섭취 전후의 혈액 및 대변 검사를 통해 다양한 건강지표의 변화를 평가한 임상연구는 거의 없다. 

본 연구에서는 청국장 환 섭취 전후 항비만 효과와 체성분 변화를 각종 관련 지표를 통해 알아봤다. 즉, 비만에 해당하는 연구대상자를 선정해 청국장 환을 8주간 섭취시켜, 섭취하기 전과 후의 증상 및 혈액학적 변화, 체성분 변화, 염증지표, 내장지방, 대변의 단쇄지방산, 마이크로바이옴 변화 양상 등을 분석했다.
고용량 유익균을 함유한 전통 청국장 환 섭취군(n=19) 또는 저용량 유익균을 함유한 전통 청국장 환 섭취군(n=20), 시판 청국장 환 섭취군(n=20)으로 분류해 임상을 진행했다. 결과적으로 청국장 환 섭취 전후 세 군에서 비만 및 염증 관련 지표에서는 특별한 변화가 관찰되지 않았다. 

세 군에서 청국장 환 섭취 전후 대변 내 마이크로바이옴 분포도와 양, 단쇄지방산 변화를 비교했다. 대변 마이크로바이옴 검사에서는 비만과 관련된 Firmicutes/Bacteroidetes 비율을 조사했다. 결과적으로 청국장 환 섭취 후 세 그룹 모두에서 이 비율이 감소했으나, 통계적 유의성은 나타나지 않았다.

청국장은 다양한 바이오아민을 함유하고 있다. 바이오아민은 다양한 증상이나 부작용을 나타낼 가능성이 있는 물질이다. 본 연구에서는 청국장 환 섭취 전후 바이오아민이 참가자의 증상 및 혈액학적 변화에 부정적인 영향을 미치지 않았음을 확인했다. 

비록 다양한 건강지표에서는 의미 있는 변화는 보이지 않았으나, 이번 무작위 이중맹검 임상시험에서 청국장 제조과정에서 생성된 바이오아민은 어떠한 부작용도 나타내지 않음을 확인, 청국장 환의 안전성을 증명했다. 향후 더 보완된 연구설계를 통해 의미 있는 결과를 도출할 가능성이 있다.

한국 전통장류 섭취에 따른 안전성과 기능성
정수진 부장(전북대학교병원 기능성식품임상시험지원센터)

한국의 전통장류에는 소금이 많아 건강문제를 악화시키는 것으로 인식되고 있어 현재 장류산업은 저염화에 치중하고 있다. 또, 전통 콩 발효식품과 관련해 고염(high salt)과 히스타민(histamin), 바이오제닉아민(Biogenic amine), 아플라톡신 등의 안전성 논쟁이 끊이지 않고 있다.

하지만, 전통장류에 포함된 다양한 미생물과 발효 중 생성되는 대사산물로 인한 생리활성 기능의 증진으로 건강상 이득에 대해 꾸준히 보고되고 있다. 특히, 장류의 소금은 좋은 맛을 내는데 직접 관여할 뿐만 아니라, 유익균을 증가시키고 부패균 등 유해균은 억제하는 데 중요한 물질로서 발효식품에 필요한 성분이다. 

지금까지 전임상과 임상연구를 통해 대사성질환 개선에 대한 보고가 주로 알려져 있다. 최근 준건강인과 환자를 대상으로 전통장류와 시판 장류 보충이 장내 마이크로바이옴 변화와 건강인자에 미치는 유효성과 안전성을 평가한 연구는 미비했다. 

준당뇨인에게 4주간 제조방법이 다른 3종 된장분말(유익균 고함량 전통된장분말, 유익균 저함량 전통된장분말, 시판용 된장분말) 6g(된장환 형태)을 달리 섭취했을 때, 유익균 함량이 높은 전통된장 섭취군에서 장내 유익균을 증가시키는 것으로 확인됐다.

3가지 모든 된장 섭취는 인체에서 안전했으며, 혈당 조절 지표의 변화는 된장 섭취군 간 통계적으로 유의한 차이는 보이지 않았다. 그러나, 유익균 함량이 높은 전통된장에서 장내미생물의 유익균 증가에 더 우수한 것으로 나타났다. 

또한, 기능성 변비 환자에서 4주간, 3종 고추장분말(유익균 고함량 고추장분말, 유익균 저함량 고추장분말, 시판용 고추장분말)을 달리 섭취했을 때 고추장분말 섭취군 간 장내 균총 변화가 유도되거나, 배변 개선 효과에 대한 된장 섭취군 간 유의적인 차이는 없었다. 그러나, 유익균 고함량 고추장분말 섭취는 장내 환경 개선과 관련된 단쇄지방산인 Butyric acid는 현저히 증가했고, 장 염증 지표인 Calprotectin은 감소한 것으로 확인됐다. 이는 전통고추장 섭취를 통해 잠재적인 장 염증의 감소에 도움을 주는 장 건강 개선 효과를 시사했다. 

한식에서 매우 중요한 요소인 발효식품인 장류를 적용해 한식의 건강 증진 효과를 확인했다. 고혈압과 당뇨병을 동시에 치료 중인 환자에게 한식을 12주간 섭취케 해 장류 섭취량이 유의적으로 증가했음에도 불구, 혈당 조절에 유익했으며, 혈압이 증가하지 않았을 뿐만 아니라, 항비만 효과 및 부교감신경 활성화에도 도움을 주어 심리적 안정감이 나타나는 것을 확인했다. 특히, 한식 섭취를 통해 대상자의 당뇨 투약 용량도 대조군보다 현저히 감소한 것으로 확인됐다. 

결론적으로 건강한 라이프스타일과 장류의 기능성은 밀접한 관계가 있다. 현재 한국에서 전통장류의 소금과 건강 관련성에 대한 과학적 근거가 부족한 상태에서 시행하고 있는 전통발효식품인 장류의 잘못된 저염화 정책 제고가 필요할 것으로 사료된다. 

한국 전통장류의 지속적인 기능성 검증의 연구개발을 통해 국가의 경제적 이익을 증대시키고, 한식 세계화에도 기여함과 동시에 전통장류 육성과 계승이 국가적 핵심과제라 할 수 있다.

서구인의 장류(청국장, 고추장) 섭취와 인체 마이크로바이옴 
장우석 교수(미국 텍사스 알링턴대학교) 

청국장, 고추장 같은 한국 전통 발효 콩 제품(K-FSP, Korean-Fermented Soybean Products)이 인간의 장내 미생물군 유전체에 미치는 영향을 조사했다. K-FSP의 약리활성은 항암, 항산화, 혈전용해, 및 간기능 개선 등으로 보고되고 있다. 또, K-FSP에는 많은 단백질과 지방 및 콜레스테롤이 없는 건강한 지질이 포함돼 있다. 이러한 연구의 대부분은 대한민국을 비롯한 동북아시아 국가에서 수행되고 있다. 따라서 서구인에서(예, 미국 및 유럽), K-FSP(예: 청국장, 고추장)의 기능성 및 안전성에 대한 과학적 실증이 요구됐고, 본 연구를 통해 미국에서 첫번째 임상실험 연구를 수행하게 됐다.

본 연구의 목적은 미국 텍사스에 거주하는 인체를 대상으로 인간 장내 미생물군집의 다양성과 콜레스테롤 및 지질 수치의 변화를 관찰하는 것이다. 먼저, 가장 대표적인 K-FSP인 청국장의 기능성 연구를 위해 총 40명의 임상시험 참가자(human subjects)가 선정됐으며, 청국장 펠릿 유형 2종(장인식 & 공장식)을 참가자에게 무작위로 배정했다. 8주간의 연구 기간 참가자들은 총 5번의 혈액 및 대변 샘플을 제출했고, 혈액 샘플은 콜레스테롤과 지질 수치의 변화를 모니터링하는 데 사용됐으며, 대변 샘플은 게놈 DNA(gDNA)를 추출하는데 사용됐다. 

추출된 gDNA는 정제하기 전까지 -80°C에 보관했고, 정제된 gDNA는 메타게놈 16S rRNA library 및 시퀀싱에 사용됐다. 시퀀싱 후에는 미생물 다양성에 대한 분석을 수행했을 뿐만 아니라, co-occurrence network 분석을 응용해 콜레스테롤 수치 변화에 영향을 미치는 핵심 미생물집단을 식별했다. 

다른 대표적인 K-FSP인 고추장의 기능성 및 안정성 연구도 청국장 연구와 같은 방법으로 수행됐고, 생리학적, 메타유전체학, 미생물군집 및 co-occurrence network 분석에 대한 결과가 더욱 심도있게 논의될 예정이다.

본 연구의 궁극적인 목표는 미국에서 전통 발효 대두 제품(청국장, 고추장)의 효과를 입증하고 과학적 데이터를 제공함으로써 그들의 긍정적인 인식을 높이고, 글로벌한 K-FSP의 개발을 위해 새로운 연구 및 개발의 길을 확장하고자 하는 것이다.