전 세계적으로 건강하고 행복한 삶을 위한 식품의 중요성이 커지고 있는 상황에서 우리 고유의 전통 발효식품인 김치와 된장, 고추장이 암을 예방하고 비만을 억제하는 효과가 있다는 연구결과가 발표돼 주목을 끌고 있다.

지난 11일 양재동 aT센터에서 농림축산식품부 주최, 한국식품과학회 주관으로 개최된 ‘웰빙과 전통발효식품 : 한국전통발효식품의 위상 제고 및 세계화’ 국제심포지엄에서 한국, 미국, 일본, 인도네시아, 독일 등 세계적인 전통발효식품연구 전문가들은 전통발효식품의 우수성과 가치를 재조명하고, 국내외 전통발효식품의 건강 기능성과 한국 전통발효식품의 세계화 전략 그리고 전통발효식품 관련 종균 개발과 종균의 기능성 연구 등을 발표하는 시간을 가졌다.

특히 이번 심포지엄에선 전통발효식품과 건강과의 상관관계 재조명에 초점을 맞췄는데, 이중에서도 성인병 예방 효과와 항암 효과가 전통발효식품과 어떤 상관관계를 갖고 있는지 집중 조명했다.

△노봉수 회장

식품과학회 노봉수 회장은 개회사를 통해 “이번 심포지엄은 국내외 전문가들이 전통 발효식품의 건강 기능적 가치와 이를 이용한 세계화의 기능성에 대해 최신 연구 결과를 발표하는 자리”라면서 “심포지엄을 통해 우리 전통발효식품이 갖고 있는 우수성을 어떤 식으로 활용해 세계 시장에 나가 성공할 수 있을지 그 전략을 수립하는 기회가 됐으면 하고, 더 나아가 우리 농산물 가공식품의 1000억 달러 수출 추진에도 명확한 이정표가 되길 바란다”고 말했다.

△김진진 과장

농식품부 식품산업정책과 김진진 과장은 축사를 통해 “이번 국제심포지엄은 세계적으로 우수한 발효식품을 소개하고 우리나라 전통발효식품의 산업화와 세계화 전략에 대해서도 모색하는 뜻 깊은 자리인 만큼 이 자리를 통해 우리나라 전통발효식품과 세계 전통발효식품에 대해 학계와 식품업계의 관심을 환기시키고 새로운 발효식품의 개발과 기존 제품의 상품화에 식품산업 발전의 계기가 되기를 바란다”면서 “정부 역시 국민들의 삶을 보다 건강하고 행복하게 하자는 전통발효식품의 가치 외에도 문화적, 역사적 가치를 인식하고 전통발효산업을 위한 정책 개발에도 최선을 다하겠다”고 밝혔다.

다음은 이번 국제심포지엄에서 국내외 연자들이 발표한 전통발표식품에 대한 기능성과 국내 전토발효식품의 위상 제고 및 세계화를 위한 주요 내용들을 살펴봤다.

△이번 국제심포지엄에선 전통발효식품이 성인병 예방과 항암효과에 대한 기능적 가치에 대해 집중 조명했다.

콩 식품 메타분석 유방암 감소 등 결론…골다공증에도 효과
청국장 항산화 활성 우수…당뇨병 등 대사성 질환 저감화
김치 ‘식물성 프로바이오틱스’…유산균 발효 장 건강·항비만

◇전통 콩발효 식품의 건강 기능성…경북대 김정상 교수

△김정상 교수

콩 제품의 건강학적 측면에서 살펴보면 가장 대표적인 것이 암 예방이다. 콩에 대한 여러 가지 기능성이 여러 논문 등을 통해 보고됐지만, 이중에서도 암 발생률, 암 사망률과 상관관계가 있다는 것은 이미 수차례 임상실험을 통해서도 알려져 있다. 실제 두부나 콩을 많이 섭취하는 우리나라, 중국 사람들의 경우 콩을 거의 섭취하지 않는 미국, 영국 사람들에 비해 유방암, 전립선암 발생률이 현저하게 낮은 것을 알 수 있다.

콩 섭취에 있어 암의 예방 유무에 대해 논란이 많았지만 2009년 발표된 논문에 언급된 ‘메타 아날리시스’ 결과는 이러한 논란을 잠재우고 있다. 메타 아날리시스는 임상, 인체실험을 대상으로 발표된 논문을 분석해 결론을 내린 것으로, 여기서는 콩 섭취가 전립선암 발생률을 내린다고 보고하고 있으며, 유방암 발생률도 낮출 수 있다는 내용이 게재돼 있다.

또한 콩은 장 건강, 혈압 억제 효과, 영양성분이 많아 골다공증이나 빈혈을 예방하는 효과가 부수적으로 있는데, 대표적인 건강기능성 성분으로는 아이소플라본(Isoflavone)이 있다.

아이소플라본은 제니스틴(Genistein), 다이제인(Daidzein), 글리시테인(Glycitein) 등 골격 3가지 종류가 구성돼 있으며 △항산화와 연관된 항암효과 △베타애슬론 임팩트라는 두 가지 기능성을 갖고 있다.

연구에 따르면 아이소플라본 여러 종류들이 공통적으로 항산화 효소의 대표격인 큐롤로리티스를 유도하는 것으로 보고돼 있다. 이런 성분들이 큐롤로리티스의 활성뿐만 아니라 단백질 증가시키는 것으로 알려져 있다.

국내에서 활용도가 높은 청국장은 항산화 활성효과가 뛰어나다. 청국장에는 나토 카이네스 또는 청국장 카이네스라고 하는 것이 있다. 혈정을 용해하는 효소가 있는 것으로 알려졌고, 혈액의 점도를 낮춰 전체적으로 혈액 개선을 도와 뇌졸중이나 심장질병을 예방할 수 있다. 나토 카이네스는 최근 연구에 의해서 치매를 일으키는 중요한 단백질을 잘라주는 것으로 보고되고 있다. 아울러 혈압이 높아지는 것을 막으며 골다공증을 억제하는 비타민 K2가 많이 함유돼 있다

된장은 숙성을 6주 정도 했을 경우 항산화 활성이 증가하는 것을 알 수 있었다. 된장 추출물에 항산화 효과가 있어 된장 추출물 처리 시 신경효과가 다시 살아난다. 된장에서 분리된 펩타이드는 항고혈압 효과가 굉장히 높다.

숙성 기간이 오래된 된장에서는 아이소플라본 유도체가 분리됐는데, 트라이하이독시 아이소플라본이라고 하는 성분이다. 이것은 신호전달 체계를 저해함으로 스킨 스키머를 억제하는 것으로 보고됐다.

최근에는 글리세올린(Glyceollins)에 대해 연구하고 있다. 글리세올린은 콩이 외부의 스트레스를 받아서 만드는 항생물질의 일종이다. 이것은 아이소플라본인 라이신으로부터 만들어진다. 특히 이 물질은 간과 신장에서 많은 항산화 효소들이 인위적으로 유도되는 것을 확인할 수 있었다.

물론 콩을 활용한 된장이나 간장, 청국장 등은 소금을 많이 넣고 만들어서 소금 섭취량을 증가시킬 가능성이 있다. 때문에 저염 된장이나 무염 된장을 만들어 소스로 만들면 더욱 활용도가 높은 것으로 사료된다.

또한 아소플라본의 부작용에 대해 아소플라본을 많이 먹으면 여성 호르몬 유사 발생으로 수컷 숫자를 많이 줄어드는 부작용에 관한 가설도 많은데, 이는 사람이 평소 섭취하는 양보다 훨씬 많은 양의 아소플라본이 들어간 경우라고 생각한다.

그럼에도 아소플라본이 유방암이나 전립선암을 예방할 수 있다는 것을 이미 여러 연구결과에서 보고됐다. 또한 콩을 발효하면 혈전 용해나 혈압을 낮추는 효과가 부가적으로 발생된다. 전체적으로 발효콩 제품을 먹는 것이 여러 가지 건강 증진에 효과가 있다고 말할 수 있다.

◇한국 전통발효식품의 항암 및 항비만 효과…부산대 박건영 교수

△박건영 교수

한국을 대표하는 전통 발효식품은 김치, 된장을 비롯한 장류, 젓갈류, 막걸리 등의 주류가 있다. 김치와 된장, 그리고 고추장은 한국인이 즐겨먹는 전통발효식품이며, 이들은 암을 예방하고 비만을 억제하는 효과를 갖는다. 그러나 최근 한국인들에게는 암 발생이 현저히 증가해 있을 뿐 아니라 비만율(특히 복부비만)도 크게 증가하고 있다.

김치는 십자화과채소가 주재료가 되며 고춧가루, 마늘, 생강 등의 양념들이 유산균에 의해 발효가 되면서 식물성 프로바이오틱 식품이 되며 세계적으로 인정받는 식품이 됐다.

김치의 항암효과는 어떤 재료를 사용하느냐가 중요한데 유기농 배추, 녹차, 겨우살이 추출물, 초피, 갓, 구운소금, 죽염 등을 재료로 사용하고 옹기에서 저온으로 발효되며, 좋은 유산균 종균 등을 사용하면 항암 및 항비만 효과가 증가한다.

김치는 발효가 되면서 항비만 효과가 증진돼 적당히 익었을 때가 가장 좋다. 김치는 인체 실험에서도 항비만 효과가 있었는데, 마늘, 생강, 고춧가루, 무 등이 항비만 효과에서 중요한 역할을 한다.

전통된장은 콩으로 발효되기에 콩과 발효 중 생성되는 아글리콘의 이소플라본(제니스테인, 다이드제인), 불포화지방산, 트립신 저해제, 베타시토스테롤, 펩타이드, 갈색물질 등이 항암 및 항비만 효과를 갖는다.

된장은 발효기간이 길어지면서 항암기능이 더 증대된다. Sarcoma-180 이식 마우스에서 종양 생성의 억제 등 항암효과가 있었으며, 죽염을 사용하면 된장의 항암 기능성이 더 증가한다. 검정콩 된장은 일반콩된장보다 항비만 효과가 큰데, 이는 검정콩의 검정종피에 있는 안토시아닌이 항산화, 항암 및 항비만 기능을 지니는 것으로 연구됐다.

고추장은 전통고추장이 항암, 항비만 기능성이 컸으며, 발효가 오래될수록 그 기능이 높아지는 것으로 나타났다.

고추장 역시 colon 26-M3.1 cell을 이용한 실험에서 암세포 전이를 억제하는 효과를 나타냈다. 고추장 제조 시 사용하는 당질의 종류에 따라서 기능이 달랐는데 간, 비만조직에서 adipogenesis, lipogenesis, β-oxidation, lipolysis 등에 관여하는 유전자를 조절해 항비만 효과가 있는 것을 알 수 있었다.

이 같은 한국의 주요 전통 발효식품은 식물성으로 열량이 낮을 뿐더러 재료 자체가 항암 및 항비만 효과가 있으며, 이들이 발효되면서 효과가 증진되고 프로바이오틱 미생물들도 이러한 기능성에 관여하므로 한국 전통발효식품을 매 끼마다 섭취하면 암 또는 비만 예방에 효과가 있을 것으로 사료된다.

◇한국 전통발효식품과 글로벌 전략…대상 장류연구팀 김성필 박사

△김성필 박사

각 국가별 대표적인 발효식품 음식은 약 400여 국에서 섭취하고 있다. 이는 전체 총 식이량의 5~40% 정도다. 때문에 우리도 글로벌 장류시장 공략을 위한 대책을 마련해야 한다.

한국의 장류는 콩발효 식품을 통칭한다. 대표적인 제품이 된장, 간장, 고추장이다. 이중 고추장은 콩이 일부 들어가지만 된장이나 간장처럼 콩을 주원료로 하지 않는다.

이 제품들은 전통발효식품이지만 미생물을 직접 접종하지 않고 자연적으로 발효가 진행되기 때문에 복잡한 관능들이 구현된다. 또한 지역별, 계절별 제품의 품질이 다르며 품질을 제어하기도 어렵다.

이에 전통발효식품들은 우수 균주를 따로 저장하며 우수 균주, 복합 균주를 혼합해서 사용한다. 이때 균주 특성들을 다 분석해서 사용하는데, 선별된 우수 균주들의 조합에 따라 완제품의 품질이나 맛들이 달라진다. 여기서 주목할 부분은 전통 장류의 글로벌화를 위해 우리만의 된장을 해외에 소개하는 것도 중요하지만 현지에 맞는 맛과 성상으로 개발하는 것이 중요하다.

김치 역시 대표적인 장류제품이다. 항산화 효과가 뛰어나 이미 전 세계적인 기호식품으로 자리매김하고 있다. 주요 수출국은 일본이 거의 90%를 차지하고 있다. 한동안 주춤하던 수출물량이 최근 조금씩 늘고 있다. 하지만 한 국가에 한정돼 있는 것에서 전 세계적으로 범위를 넓혀야 하는 부분은 숙제다. 그렇다면 어떻게 시장을 확보할 것인가.

현재 우리 장류의 수출은 약 30% 정도다. 많지도 적지 않은 수치다. 고추장은 2003년 대비 2012년 수출량이 2배 이상 늘었으며, 이 기간 간장도 2배 이상 늘었다. 된장은 1.5배 정도 성장하고 있다.

또한 식초는 기능성 인식하는 소비자의 선호도가 높아지며 저변이 확대되고 있다. 이중 식초를 이용한 소스 시장이 커지고 있는데, 특히 식품이 아닌 세제 등 비식품으로 활용되는 사례도 많이 볼 수 있다.

현재 전 세계 발효식품 특허를 보면 한국과 일본이 가장 많은 비중을 차지하고 있다. 그 뒤를 이어 중국이 최근 무섭게 쫓아오고 있다. 준비를 해야겠지만 중국의 발효식품이 조만간 전 세계를 누빌 것이라고 예상한다.

장류의 활성화를 위해선 가장 먼저 편의에 신경을 써야 한다. 냄새나고 떠먹기도 불편해 많은 사람들이 사용하기 꺼려한다. 때문에 편의형으로 만드는 것이 무엇보다 중요하다.

또한 현지화가 필요하다. 예를 들어 우리 김치를 현지에서 단지 건강에 좋다는 이유를 들어 섭취하라고 하면 대부분 먹지 않을 것이다. 또한 기능성, 독성 안전성 등을 우리가 증명하기 위해서는 어떤 균주들이 작용하고 있는지 명확하게 보여줘야 한다. 그러면 우리가 선택한 균주가 잘 자랄 수 있도록 발효환경을 만들어야 한다. 이 부분이 글로벌 진출을 위한 기초 단계이다.

이러한 배경이 갖춰졌을 때 발효식품 본연의 풍미는 살린 채 현지에 맞는 특화된 제품으로 공략해야 한다. 이와 함께 장 소재로서의 개발도 병행해야 하는데, 현지 로컬푸드에 우리 발효식품이 소재로 들어갈 수 있도록 하는 점이 가장 좋다.

예를 들어 떡볶이의 미국 수출용 소스에는 칠리소스를 동봉해 매운 맛을 밑간 수준으로 낮췄다. 일본의 수출용 홍초는 간을 조정하고 신맛을 낮췄다. 김치는 매운 맛을 줄이고 수출하는 과정에서 변형이 될 수 있는 부분을 중점적으로 신경 썼다.

한국의 전통발효식품은 앞으로도 한국에선 오랫동안 소비가 이뤄질 것이다. 하지만 장류산업의 궁극적인 발전을 위한다면 결국 글로벌 진출이 해답이다. 그러기 위해서는 표준화, 안전성 확보, 기능성 연구와 홍보, 현지성에 대한 고민, 사용 편의성 등에 재검토가 이뤄져야 한다. 하지만 이 부분은 기업에서 추진하기에는 한계가 있다. 정부의 적극적인 뒷받침이 따르길 바라며, 우리 발효식품 중에서 현재 작용하고 있는 균주들에 대한 명확한 규명이 하루 빨리 이뤄지길 바란다.

발효식 세계 40여 개국 섭취…장류 세계화 전략 마련 절실
관련 특허 한국 일본 등 주도…냄새 줄이고 편의성 높여야
소재 등 현지화 병행 기능·안전성 등 균주 작용 규명 과제

◇전통발효식품의 대사성질환 예방 및 완화 효과 및 기전…호서대 박선민 교수

△박선민 교수

초고령사회로 진입함에 따라 국내도 치매와 제2형 당뇨병 환자가 늘고 있다. 이중 당뇨병은 OECD 국가 중에서도 발생률이 가장 높다. 당뇨병과 치매, 뇌졸중은 거의 같은 기전을 갖고 있다. 그것이 인슐린 저항성이고 베타 세포의 기능이 어떤가에 따라서 어린 나이에도 당뇨병이 발생할 수 있다. 인슐린 분비가 잘 되는 사람은 나이가 들면서 치매나 뇌졸중 발생이 증가하는 것을 볼 수 있었다.

그렇다면 왜 우리나라는 서구보다 비만률이 낮은데도 당뇨병 발생이 증가할까? 이는 우리나라 사람들은 조금만 비만해져도 인슐린 저항성이 증가하기 때문이다. 이에 따라 인슐린 분비의 증가를 촉진시키지 못해 불내당증으로 나타나다가 제2형 당뇨병으로 진전되는 것이다.

이 같은 대사성질환은 전통발효식품을 통해 예방을 할 수 있다. 대표적인 발효식품이 청국장이다. 청국장은 발효에 따라 전통 청국장, 니킨포민으로 나뉘는데, 이 두 가지에도 조금 차이가 있다. 이중 바실러스, 니킨포민의 경우 치매 PGA 생성이 굉장히 많은 것을 알 수 있다.

청국장의 항치매 효과를 살펴보면 뇌 세포는 인슐린과 관계없이 얼마든지 포도당이 이용할 수 있는 세포라고 많이 알려져 있는데, 사실은 그렇지 않다. 포도당이 충분히 있고 인슐린이 잘 작용하는 경우 인슐린 저항성이 있는 세포에서는 인슐린 리셉터의 수와 작용이 감소해서 포도당이 충분히 있지만 잘 쓰이지 못하는 상태다.

이때 인슐린 저항성 자체가 뇌에 영향을 미쳐 뇌가 인슐린 저항성을 나타낸다. 인슐린 저항성이 나타난다는 것은 인슐린 흡수 전달이 감소해 뇌 세포도 인슐린 신호전달이 약화되는 것을 의미한다. 이에 따라 베타아밀로이드의 축적을 증가시킨다.

이에 당사 연구진은 동물시험을 통해 좀 더 자세히 살펴봤는데, 실험쥐에게 니키포민을 발효한 청국장과, 천연 청국장, 그냥 콩을 삶은 것 3가지 군을 차례로 경구투입했을 때 아밀로이드의 축적이 니키포민이 가장 낮은 것을 알 수 있었다. 인지능력에서도 니키민포민스로 한 것이 가장 좋은 기억을 나타냈다.

또 다른 발효식품 중 고추가 있다. 고추에는 다량의 캡사이신이 함유돼 있는데, 캡사이신은 비만은 물론 포도당에도 영향을 미친다. 이를 좀 더 자세히 살펴보고자 의사들과 함께 환자들을 대상으로 깊이 연구해 봤다.

고추 성분 중 함유된 캡사이신과 캡시이트에는 ‘피아비티1’이라는 리셉터가 존재한다. 이 리셉터는 다양한 기능을 하는데 그중에서도 여러 가지 물질들을 분리하는 역할을 하며, 인슐린 분비를 증가시켜 당뇨병 감소에 영향을 미친다.

이를 똑같이 췌장을 제거한 쥐를 대상으로 실험했을 때 글로코스톨로라스가 향상되는 것을 알 수 있었다. 이는 즉 인슐린이 많이 증가한다는 것을 의미한다. 이중에서도 콜스백 인슐린 시크릿이 증가한 부분은 기능학적 측면에서 굉장히 중요하다.

고혈당에서의 인슐린 증가도 향상됐다. 이를 종합해 볼 때 캡사이신과 캡시이트는 베타세포 양을 증가시키면서 인슐린 분비가 필요할 때 적절히 도와주는 물질로 분석된다.

즉 캡사이신이나 캡시이트가 결합하면 인슐린 신호전달을 증가시키고, 베타세포에서는 베타셀의 양을 증가시켰다. 캡사이신은 인슐린 신호전달과 베타세포의 매스를 증가시킨다.

◇프로바이틱스와 면역 조절…포항공대 임신혁 기초과학연구원 교수

△임신혁 교수

우리 몸에는 1000여 종 이상의 세균이 살고 있다. 무게로 환산하면 최소 1kg에 달할 정도로 엄청난 양이다. 그렇다면 우리 몸의 면역 시스템은 이렇게 많은 세균이 우리 몸에 살도록 내버려둘까.

면역력이 떨어지면 가장 흔히 발생하는 질병이 자가면역질환과 알레르기 반응이다. 우리 몸에는 약 200종 이상의 자가면역질환이 있다. 이 질환은 머리부터 발끝까지 우리 몸의 어느 곳에서도 다 일어날 수 있다.

이중 알레르기가 있는데, 알레르기는 피부에서 일어나는 아토피가 있고, 천식 증세도 발생할 수 있다. 아토피나 알레르기에서는 수지세포가 T셀을 교육시킨다. T셀 중에서 여러 가지 타입이 있는데 항체를 만들어내고 축적하는 것이 D세포다. 이렇게 만들어진 항체가 비만세포에 정착하게 된다. 이때 알레르기를 유발하는 물질이 결합하게 되면 히스타민 등을 분비하게 되는데, 이것이 간지러움 현상으로 이어지게 되는 것이다.

그렇다면 이에 대한 예방이 중요한데, 우리 몸에서 가장 중요한 면역기관은 장에 있다. 흔히 소화기관으로 생각하는 사람들이 더 많지만 면역학자들 입장에선 인체 중 가장 중요한 면역기관이다.

사실 알레르기나 아토피, 관절염 등 환자들의 첫 번째 증상 중 하나가 섬유질 증가다. 여기에는 상당히 많은 박테리아와 물질들이 포함돼 있다. 따라서 이러한 증상을 완화하기 위해 외부로부터 면역력 향상의 도움을 받아야 하는데, 대표적인 기능성 원료가 프로바이오틱스다.

인체의 장내에는 약 400여 종 이상의 미생물이 존재하는데, 장내 건강을 도와주기 위해 유해균의 성장을 억제하는 것이 프로바이오틱스다.

프로바이오틱스는 적정 용량을 섭취했을 때 사람 건강에 유익한 세균총으로, 장건강과 관련돼 알려졌지만 염증성 장질환, 아토피피부염과 같은 알레르기질환, 천식, 류마티스 관절염과 같은 면역매개질환과 관련된 맞춤형 개발이 꾸준히 연구되고 있다.

이에 대한 다양한 연구가 진행됐는데 실험용 쥐에게 아토피피부염, 천식 등의 변화를 알아보기 위해 알레르겐을 투여하면서 동시에 프로바이오틱스를 경구로 투여했다. 그 결과 프로바이오틱스를 경구한 실험 쥐의 경우 아토피피부염, 천식의 각각의 임상증상인 소양감과 발적, 또 폐의 알레르기성 염증세포의 침윤이 현저히 줄어드는 것이 발견됐다.

이는 장내 면역세포인 장간막 수지상세포가 프로바이오틱스에 의해 직접적으로 알레르기 억제의 면역세포 중 하나인 조절 T세포 수를 증가시킨다. 또한 이러한 장간막 면역세포들에 의한 신호전달이 알레르기질환의 표적 기관인 피부와 기도, 폐에서도 이뤄져 결과적으로 아토피피부염과 천식의 발생이 억제되는 것이다.

프로바이오틱스을 피딩하게 되면 마이크로베타 위치가 바뀐다. 또한 선택적으로 개발한 면역억제 T세포를 증강시킨다. 이를 실험용 무균 생쥐에게 피딩했을 때 면역억제 T세포가 굉장히 증가하는 것을 알 수 있었다. 주목할 부분은 이 경우 피비가 나오기 시작하는데, 피비가 생겼다는 것은 기존 면역억제세포가 없었지만 새롭게 만들어졌음을 의미한다.

피비가 생겼다는 것은 실제 박테리아가 면역억제 피비세포 생성을 유도한다는 것이다. 경로를 자세히 살펴보면 프로바이오틱스가 들어가서 앤드릭 셀의 기능을 저하시켰고, 앤드릭 셀이 면역억제 피비세포의 활성을 증가시켰다. 이때 장에서 일어나는 면역억제 피비세포가 다른 곳으로 이동해 면역억제를 시킨다.

이러한 프로바이오틱스를 통한 장내 미생물총과 알레르기질환에서 면역조절 연구들은 장내 미생물총의 역할에 대한 새로운 시각을 제공하고, 향후 여러 다른 질환 발생과도 연관 지어 다양한 결과들을 도출할 수 있게 한다는 점에서 큰 의미가 있다.