프로바이오틱스는 위장관에서 고유의 생리활성을 발휘하기 때문에 섭취 후 최대한 장까지 사멸하지 않고 도달하도록 하는 코팅이나 encapsulation 기술이 개발되어 왔다. 이와 함께 제품의 형태도 여러 종류의 유산균이 포함된 multispecies probiotics가 선호되는 추세이며 높은 생균수를 가지는 제품들이 개발되고 있다. 프로바이오토틱 시장은 현재까지 생균 중심의 제품들이 대부분을 차지하고 있으나 사균체 제품 또는 박테리오신과 같은 항균물질을 포함하는 제품 또한 다양한 분야에 적용될 수 있고 생균제와 비교하여 여러가지 장점을 가지고 있어 관련 제품개발이 이루어져야 할 것으로 보인다. 프로바이오틱 제품들은 살아 있는 생균제로서 질환특이적 효능을 바탕으로 개발되고 있으나 질환개선 효능 표시에 대한 규제가 강화되고 있어 이에 대한 대비가 필요하다. 이를 위해 제품에 사용된 strain의 동정, 안전성 및 기능성에 대한 과학적 증거가 제시되어야 할 것이며 임상을 통한 안전성과 효능에 대한 검증 자료가 필요할 것으로 보인다. 이와 같은 프로바이오틱스 제품의 헬스클레임에 대한 엄격해진 검증은 앞으로 프로바이오틱 시장에 큰 영향을 미칠 것으로 판단된다.
프로바이오틱스는 위장관에서 고유의 생리활성을 발휘하기 때문에 섭취 후 최대한 장까지 사멸하지 않고 도달하도록 하는 코팅이나 encapsulation 기술이 개발되어 왔다. 이와 함께 제품의 형태도 여러 종류의 유산균이 포함된 multispecies probiotics가 선호되는 추세이며 높은 생균수를 가지는 제품들이 개발되고 있다. 프로바이오토틱 시장은 현재까지 생균 중심의 제품들이 대부분을 차지하고 있으나 사균체 제품 또는 박테리오신과 같은 항균물질을 포함하는 제품 또한 다양한 분야에 적용될 수 있고 생균제와 비교하여 여러가지 장점을 가지고 있어 관련 제품개발이 이루어져야 할 것으로 보인다. 프로바이오틱 제품들은 살아 있는 생균제로서 질환특이적 효능을 바탕으로 개발되고 있으나 질환개선 효능 표시에 대한 규제가 강화되고 있어 이에 대한 대비가 필요하다. 이를 위해 제품에 사용된 strain의 동정, 안전성 및 기능성에 대한 과학적 증거가 제시되어야 할 것이며 임상을 통한 안전성과 효능에 대한 검증 자료가 필요할 것으로 보인다. 이와 같은 프로바이오틱스 제품의 헬스클레임에 대한 엄격해진 검증은 앞으로 프로바이오틱 시장에 큰 영향을 미칠 것으로 판단된다.
Probiotics beneficially affect the health of the host via various mechanisms in the intestine. Recent developments in probiotic products have mainly been made to maximize probiotic effects in human. In this regard, probiotic products containing doubly coated or encapsulated cells, multi-species prob...
Probiotics beneficially affect the health of the host via various mechanisms in the intestine. Recent developments in probiotic products have mainly been made to maximize probiotic effects in human. In this regard, probiotic products containing doubly coated or encapsulated cells, multi-species probiotics, or high viable cell number (1010 viable cells/gram or more) have been developed and are already available in the market. Until now, the majority of probiotics contain live cells but little attention has been paid to other alternative products such as heat-killed cell or bacteriocin-containing ones, which could have broad applications due to advantages over live cell-based probiotics, such as safety and stability. In addition, genetically engineered lactic acid bacteria could be of great importance in the field of alimentary health if they are carefully designed for biological safety. Although a number of probiotics are marketed by claiming health benefits, regulations for health claims will be more stringent. Therefore sufficient scientific and clinical evidences supporting the safety and efficacy of the potential probiotic strain will be required by the regulatory authority for a health claim, which thus may have a huge impact on the future probiotic market.
Probiotics beneficially affect the health of the host via various mechanisms in the intestine. Recent developments in probiotic products have mainly been made to maximize probiotic effects in human. In this regard, probiotic products containing doubly coated or encapsulated cells, multi-species probiotics, or high viable cell number (1010 viable cells/gram or more) have been developed and are already available in the market. Until now, the majority of probiotics contain live cells but little attention has been paid to other alternative products such as heat-killed cell or bacteriocin-containing ones, which could have broad applications due to advantages over live cell-based probiotics, such as safety and stability. In addition, genetically engineered lactic acid bacteria could be of great importance in the field of alimentary health if they are carefully designed for biological safety. Although a number of probiotics are marketed by claiming health benefits, regulations for health claims will be more stringent. Therefore sufficient scientific and clinical evidences supporting the safety and efficacy of the potential probiotic strain will be required by the regulatory authority for a health claim, which thus may have a huge impact on the future probiotic market.
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문제 정의
본문에서는 생균 제품 위주로 이루어져 있는 프로바이오틱 시장에서 제품의 기능을 개선하기 위한 개발동향과 넓은 의미에서 프로바이오틱 제품으로 구분될 수 있는 사균체를 포함하는 제품과 박테리오신 (bacteriocin) 함유 제품 등에 대해 기술하고자 한다. 또한 건강기능식품으로서뿐만 아니라 치료용 약물을 생산, 전달하는 의약품으로서 유산균을 개발하려는 노력을 설명하고, 최근 프로바이오틱 기업들의 당면 과제로 떠오르고 있는 프로바이오틱 제품의 안전성과 기능성 표시에 대한 강화된 규정에 대해 기술하고자 한다.
본문에서는 생균 제품 위주로 이루어져 있는 프로바이오틱 시장에서 제품의 기능을 개선하기 위한 개발동향과 넓은 의미에서 프로바이오틱 제품으로 구분될 수 있는 사균체를 포함하는 제품과 박테리오신 (bacteriocin) 함유 제품 등에 대해 기술하고자 한다. 또한 건강기능식품으로서뿐만 아니라 치료용 약물을 생산, 전달하는 의약품으로서 유산균을 개발하려는 노력을 설명하고, 최근 프로바이오틱 기업들의 당면 과제로 떠오르고 있는 프로바이오틱 제품의 안전성과 기능성 표시에 대한 강화된 규정에 대해 기술하고자 한다.
제안 방법
캐나다의 로쎌 (Institut Rosell-Lallemand)은 micro encapsulation 기술을 이용하여 유산균을 캡슐로 보호함으로써 고온 또는 산성 조건하에서도 유산균이 높은 생존율을 가지도록 하였다. 또한 STAR (Optimal STmach Acid Resistance)라는 enteric coating 기술을사용해서유산균을코팅하여위와같은낮은산성조건에서도 거의 100%의 유산균이 생존하도록 하는 기술을 개발하였다. 이외에도 식물성 지방원료를 이용하여 유산균을 코팅하는 방법과 lipid powder (natural powder, oils, wax, fatty acid 등)를 이용하여 유산균체 표면을 코팅함으로써 내산성이 향상되도록 방법 등이 각각 미국과 일본에서 개발된 바 있다.
CJ 제일제당 (특허 출원 번호: 2008-0100826)은 유산균을 오일로 1차 코팅시킨 후 연질캡슐로 2차 코팅하여 빛, 산소, 수분을 효과적으로 차단시킴으로써 장도달율 및 유통기간 내 사멸율을 최소화 할 수 있는 기술을 개발하였으며, 키토라이프 (출원 번호: 2008-0025391)는 알긴산과 저분자 수용성 키토산을 이용하여 코팅하는 방법을 개발하였다. 케비젠 (출원 번호: 2006-0036360)은 유산균 다중 마이크로 캡슐 기술을 출원하였는데 즉, 유청분말, 저지방 탈지분유, glucose를 glycerol과 혼합하여 유산균을 1차 코팅하고 정제 가공유와 폴리글리세린지방산 에스테르 및 글리세린호박산지방산 에스테르를 혼합 균질화시켜 2차코팅을 한 후 최종적으로 탄수화물, 단백질 성분 및 검류 증점제, 유화제를 혼합하여 균질화 시켜 최종적으로 유산균 다중 마이크로캡슐을 제조하는 방법을 특허 출원하였다. 한편, 한국생명공학연구원 (출원 번호: 2002-0050578)에서는 유산균을 미생물 유래의 레반 (levan)을 이용하여 폴리머 형태로 코팅하고, 이를 금속 알기네이트 비드 (alginate bead)에 포집시키는 방법을 사용하여 유산균의 생존율 및 안정성을 향상시키는 기술을 개발한 바 있다.
성능/효과
이 기술의 핵심은 유산균을 둘러싼 코팅층이 주위 pH에 의해 벗겨 지도록 하는 것이다 (pH-dependent uncoating mechanism). 즉, 단백질 코팅층이 위산과 같은 낮은 pH 조건하에서는 코팅이 유지되는 반면 소장의 말단부위나 대장에서와 같이 pH가 중성인 곳에서 코팅이 벗겨지도록 함으로써 장까지 도달한 유산균의 생존율을 크게 향상시킴으로써 장에서 유산균 고유의 생리활성이 발휘될 수 있도록 하였다 (Fig. 1). 이 기술은 또한 다당류 코팅에 의해 소화효소 등에 노출되는 표면적을 최소화 시킨 장점을 가지고 있다.
후속연구
그러므로 앞으로는 16s rDNA sequencing에 의한 species의 동정뿐만 아니라 DNA-DNA hybridization, RAPD (Random Amplification of Polymorphic DNA), PFGE (Pulse Field Gel Electrophoresis) 등과 같은 genetic typing을 통해 strain 수준의 동정이 필수적으로 이루어져야 할 것이다. 이를 통해 제품에 사용된 strain의 정확한 분류뿐만 아니라 지금까지 알려지지 않은 전혀 새로운 strain임을 증명해야 한다.
최근 일본을 비롯한 유럽 시장에서는 식물성 유산균을 포함하는 제품들이 큰 인기를 끌고 있다. 김치에서 분리되는 L. plantarum 등이 대표적인 식물성 유산균이라고 할 수 있는데 한국식품의 세계화를 위해서 기능성이 우수한 김치유산균을 발굴하고 임상연구를 통해 효능입증에 주력해야 할 것이다. 이와 관련하여 우리나라 고유의 프로바이오틱스 제품을 개발하고 경쟁력을 가지기 위해서는 프로바이오틱스 및 인체미생물 연구분야에 정부의 대폭적인 지원이 뒷받침되어야 할 것이다.
프로바이오틱 제품들은 살아있는 생균제로서 질환특이적 효능을 바탕으로 개발되고 있으나 질환개선효능 표시에 대한 규제가 강화되고 있어 이에 대한 대비가 필요하다. 이를 위해 제품에 사용된 strain의 동정, 안전성 및 기능성에 대한 과학적 증거가 제시되어야 할 것이며 임상을 통한 안전성과 효능에 대한 검증 자료가 필요할 것으로 보인다. 이와 같은 프로바이오틱스 제품의 헬스클레임에 대한 엄격해진 검증은 앞으로 프로바이오틱 시장에 큰 영향을 미칠 것으로 판단된다.
이를 위해 제품에 사용된 strain의 동정, 안전성 및 기능성에 대한 과학적 증거가 제시되어야 할 것이며 임상을 통한 안전성과 효능에 대한 검증 자료가 필요할 것으로 보인다. 이와 같은 프로바이오틱스 제품의 헬스클레임에 대한 엄격해진 검증은 앞으로 프로바이오틱 시장에 큰 영향을 미칠 것으로 판단된다.
이와 같이 유산균 또는 유산균을 포함하는 제품에 대한 안전성 검증 및 기능성 표시에 관한 규정은 전세계적으로 점점 강화될 것으로 예상되며 따라서 유산균 제품을 생산하여 시장에 판매하기 위해서는 이러한 강화된 상황을 고려하여 준비하고 대비해야 시장 경쟁력을 가질 수 있을 것이다.
이와 함께 제품의 형태도 여러 종류의 유산균이 포함된 multispecies probiotics가 선호되는 추세이며 높은 생균수를 가지는 제품들이 개발되고 있다. 프로바이오토틱 시장은 현재까지 생균 중심의 제품들이 대부분을 차지하고 있으나 사균체 제품 또는 박테리오신과 같은 항균물질을 포함하는 제품 또한 다양한 분야에 적용될 수 있고 생균제와 비교하여 여러 가지 장점을 가지고 있어 관련 제품개발이 이루어져야 할 것으로 보인다. 프로바이오틱 제품들은 살아있는 생균제로서 질환특이적 효능을 바탕으로 개발되고 있으나 질환개선효능 표시에 대한 규제가 강화되고 있어 이에 대한 대비가 필요하다.
프로바이오틱스는 자연에서 분리되어 고유의 특성을 기반으로 하여 오랜 동안 기능성 식품으로서 소비되어 오고 있다. 하지만 미래에는 이러한 기능성을 보다 적극적으로 활용하기 위해서 유전공학 기술이 적용된 유전자 변이 유산균이 개발되어 시판될 것으로 예상된다. 유전자 변이 유산균 개발은 기존의 probiotic effect를 강화하거나 새로운 probiotic effect를 부여하는 방법으로 이루어질 수 있다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
유산균 사균체 제품의 장점은 무엇인가?
유산균 사균체 제품은 생균제품과 비교하여 높은 안전성과 안정성을 가지고 있다. 특히 높은 안정성으로 인하여 보관이 용이하고 유통기간을 늘일 수 있다는 장점을 가지고 있다. 따라서 사균체 제품은 건강기능식품, 식품첨가제, 의약품, 동물사료 등과 같은 기존의 유산균 생균이 적용되어 온 분야 외에도 화장품 원료로도 적용이 가능하다.
사람의 위장관의 특징은 무엇인가?
사람의 위장관 (gastrointestinal tract)은 수백 종 이상의 다양한 미생물들이 서식하는 복잡한 생태계이며, 이 안에는 인체를 구성하는 모든 세포의 수보다 10배나 많은 수의 미생물로 구성되어 있는 것으로 알려져 있다. 또한 이들 장내미생물의 대부분은 소장의 말단인 회장 (ileum)과 대장 (colon)에 서식하고 미생물-미생물 또는 미생물-숙주 사이의 상호작용을 통해 건강에 기여한다.
프로바이오틱스의 정의는 무엇인가?
프로바이오틱스는 섭취 시 사람이나 동물에게 건강상의 이로움을 주는 살아있는 미생물로 정의된다. Lactobacillus나 Bifidobacterium으로 대변되는 유산균은 프로바이오틱스의 대부분을 차지하고 있으며 국내에서는 정장작용을 하는 대표적인 건강기능식품으로 인식되어 있다.
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