장내세균이 장 건강과 각종 질병을 예방하는 면역력 유지에 중요한 역할을 한다고 알려지면서 프로바이오틱스(probiotics) 건강기능식품에 대한 관심이 높다. 제품마다 함유한 균종이 다양해 세부적인 효능 차이를 묻는 소비자가 늘고 있다.

프로바이오틱스는 인체에 들어가서 건강에 유익한 작용을 하는 살아있는 모든 균으로 항생제(Antibiotics)에 반대되는 개념으로 생겨났다. 대부분이 유산균(lactic acid bacteria)에 속해 유산균을 프로바이오틱스의 동의어로 오해하고 있는 이들이 많다. 하지만 모든 유산균이 프로바이오틱스인 것은 아니다. 유산균은 당류를 발효해 에너지를 획득하는 세균으로 ‘젖산균’이라고 불린다.

김성철 영남대 약학대학원 겸임교수의 ‘프로바이오틱스의 진면목’ 보고서에 따르면 프로바이오틱스는 장 점막에 유해균보다 먼저 결합해 건강에 나쁜 균이 장 점막에 부착하는 것을 막는다. 항균물질인 박테리오신(항균성 단백질)·유기산·과산화수소 등을 생산한다.

프로바이오틱스는 영유아 로타바이러스(rotavirus) 감염, 성인 염증성장질환, 유당분해효소인 베타갈락토시다제(β-galactosidase) 결핍에 의한 유당불내증, 항생제 부작용 등으로 발생하는 설사를 완화·예방하는 효과가 있다.

다만 식품의약품안전처가 인정한 프로바이오틱스의 기능성은 유익균 증식·유해균 억제·배변활동 개선 등에 불과하다. 다른 효과를 입증하려면 추가적인 연구가 필요하다는 평가다.

프로바이오틱스는 모양에 따라 크게 간균(막대균, bacillus)과 구균(coccus, 알균)으로 나뉜다. 식품의약품안전처로부터 기능성을 인정받은 프로바이오틱스 균주는 총 19종으로 락토바실러스(Lactobacillus) 11종, 비피더스(Bifidus, 또는 비피도박테리움, Bifidobacterium) 4종, 락토코쿠스(Lactococcus) 1종, 엔테로코쿠스(Enterococcus) 2종, 스트렙토코쿠스(Streptococcus) 1종 등이다.

이들 균주가 종에 상관 없이 1회 분량에 총 1억마리(CFU, Colony-forming unit) 이상 들어 있으면 식약처로부터 프로바이오틱스 건기식으로 인정받을 수 있다. 프로바이오틱스 1일 권장섭취량은 1억~100억마리다. 과다 섭취할 경우 지나친 젖산발효로 장내 가스가 차면서 복부팽만감을 유발할 수 있다.     

락토바실러스 람노서스(Lactobacillus rhamnosers)는 장 정착성이 높고 산도 변화에 안정적이다. 락토바실러스 람노서스 GG(LGG, ATCC 53103) 균주는 프로바이오틱스의 효능 연구에 가장 많이 활용되고 있다. 전세계 과학저널에 실린 논문이 800건 이상으로 200건 이상의 임상시험에서 다뤄졌다.

락토바실러스 불가리스(Lactobacillus bulgaricus)는 장내에 정착하지 않고 통과한다. 일야 메치니코프(Ilya Metchinikoff) 프랑스 파스퇴르연구소 교수가 불가리아인의 장수 비결로 이 유산균이 든 요거트를 꼽으면서 널리 알려졌다. 락토바실러스 카제이(Lactobacillus casei)와 특성이 비슷해 이 균의 아종으로 분류됐다가 독립성을 인정받았다.
  
락토바실러스 카제이(Lactobacillus casei)는 치즈에서 처음 분리됐다. 카제이(Casei)는 치즈를 의미한다.

락토바실러스 플란타럼(Lactobacillus plantarum)은 김치의 유산발효를 주도한다. 강력한 항산화 효과를 갖고 있으며, 과민성대장증후군(IBS)으로 찬 내장 가스 제거에 도움된다. 실험 결과 뇌유래 신경영양인자(brain-derived neurotrophic factor) 수치를 높여 우울증 완화 가능성이 확인됐다.

락토바실러스 아시도필러스(Lactobacillus acidophilus)는 산도(pH) 5 이하인 산성에서 잘 자란다. 궤양성대장염 치료에 활용된다. 황색포도상구균(Staphylococcus aureus)을 죽이는 능력이 뛰어나다.

락토바실러스 퍼멘텀(Lactobacillus fermentum)은 콜레스테롤을 흡수해 지질대사를 촉진, 시험관실험(in vitro)와 세포실험(in vivo)에서 콜레스테롤 수치를 떨어뜨렸다.

락토바실러스 루테리(Lactobacillus reuteri)는 영유아 로타바이러스 감염으로 인한 설사 치료 기간을 단축하고, 헬리코박터 파일로리균(Helicobacter pylori) 감염을 억제한다. 충치를 유발하는 스트렙토코쿠스 뮤탄스균(Streptococcus mutans) 증식을 저해하는 데 효과적이다. 

락토바실러스 살리바리우스(Lactobacillus salivarius)는 설사를 유발하는 대장균과 식중독을 일으키는 살모넬라균(Salmonella) 증식을 억제한다.

락토바실러스 가세리(Lactobacillus gasseri)는 소규모 임상연구에서 혈중 면역글로불린E(IgE) 수치를 낮춰 알레르기질환을 완화한다.

락토바실러스 헬베티쿠스(Lactobacillus helveticus)는 논쟁 끝에 혈압 감소효과가 없는 것으로 확인됐다.

락토바실러스 파라카제이(Lactobacillus paracasei)는 알레르기성 비염을 완화하고, 살모넬라균과 헬리코박터 파일로리균 등의 증식을 억제한다. 올리고과당을 에너지원으로 사용한다.

비피도박테리움 비피덤(Bifidobacterium bifidum)은 급성설사와 대장균 감염 등을 예방하고, 질내 항상성을 유지한다.
 
비피도박테리움 브리브(Bifidobacterium breve)는 영아 대변에서 처음 분리됐으며, 운동성이 없는 게 특징이다. 궤양성대장염 치료에 활용된다.

비피도박테리움 롱검(Bifidobacterium longum)은 섬모 구조를 띠어 소장 내피 세포벽에 정전기적으로 강하게 달라붙는다.

비피도박테리움 아니말리스(Bifidobacterium animalis)는 과민성장증후군 치료에 도움된다.

락토코쿠스 락티스(Lactococcus lactis)는 일본 한 연구에서 병원균 편모의 운동성을 저해했다. 이 유산균 유전자에 발암 억제인자인 KiSS-1 유전자를 삽입한 중국 연구 결과 대장암 전이를 방지하는 것으로 확인됐다.

엔테로코쿠스 패시움(Enterococcus faecium)은 동물 장내에서 공생하지만 신생아뇌막염·심장내막염을 일으키기도 해 주의해야 한다. 두 가지 이상의 항생제가 듣지 않는, 즉 다제내성을 보이는 흔한 균 중 하나다.

엔테로코쿠스 패갈리스(Enterococcus faecalis)는 요로감염증·수막염 등을 유발할 수 있으며, 항생제 다제내성의 원인이 되기도 한다. 염기(PH9.6) 등 극한 환경에서도 생존력이 뛰어나다. 10~45도에서 자라며, 60도에서 30분간 생존하는 게 특징이다.

스트렙토코쿠스 써모필러스(Streptococcus thermophilus)는 운동성이 없으며, 내생포자(endospore)를 만들지 않는다. 열에 강해 35~42도에서 잘 자라고, 모짜렐라 치즈나 요거트 등 유제품 안에 풍부하게 들어 있다. 유당(lactose)을 분해해 유당불내성 환자가 배탈 없이 우유를 섭취할 수 있도록 돕는다.