식중독은 식품을 처리 또는 준비하는 과정에서 유발되는 건강상 문제로 여겨진다. 특정한 유형의 박테리아가 식품을 오염시키고 식중독을 유발할 수 있다는 것이다.

식물성 리신

학술지 네이처(Nature)에 발표된 연구 논문에는 식물에서 발현된 살균 바이러스, 리신(lysine, 박테리아나 세포의 용균 또는 용해하는 작용을 하는 항체)이 식중독을 유발하는 미생물인 박테리아 클로스트리디움 퍼프린젠스(Clostridium perfringens) 군집을 제거하는 방법이 제시되었다.

연구진은 식품을 준비하는 환경과 관련이 있는 염분 및 산성 조건 하에서 여섯 가지 리신을 입증했다. 여섯 가지 리신은 장병원성 C. 퍼프린젠스 계통에 활성을 보이는 두 가지 다른 계통인 N-아세틸무라모일-L-알라닌 아미다제 및 글리코실 하이드롤라제 25에 속한다. 연구팀은 조리된 육류에서 C. 퍼프린젠스의 증식을 막기 위해 식물 발현 리신을 사용했다. 연구 결과, 리신은 니신보다 미생물 제거에 효과적인 것으로 드러났다. 니신(nisin)은 현재까지 유일하게 승인된, 병원균을 억제하는 박테리오신 식품 보존제다.

연구 결과에 따르면, 식품 첨가제 또는 식품 가공 보조제로 사용된 살균 바이러스 리신으로 식품으로 인한 설사 증상을 해결할 수 있었다. 리신은 비용 대비 효과적으로 생산할 수 있으며, 녹색 식물에 함유되어 있어 대량 공급이 가능하다. 먹을 수 있는 식물종을 사용하기 때문에, 값비싼 식품 정화 장치도 필요 없다.

식품 매개 질병 및 항균제

C. 퍼프린젠스는 항생제 관련 설사를 유발하는 클로스트리듐 디피실리균 음성 사례와 관련되어 있다. C. 퍼프린젠스 장내 독소 탐지 방법은 일반적인 실험실 조사가 아니다. 정기적으로 항생제 관련 설사 및 가끔씩 설사 증상을 보이는 환자의 배설물 샘플에서 독소를 테스트하는 것이다. 이 방법은 최적의 치료법을 개발하기 전에 상당히 중요한 작업이 될 수 있다.

황색포도상구균 및 클로스트리듐 퍼프린젠스는 항생제 관련 설사 원인으로 가장 자주 언급되는 것들이다. 클로스트리듐 퍼프린젠스 유형 A는 박테리아성 식중독의 중요 원인이다. 장 독성원소 C. 퍼프린젠스 계통은 식중독과는 뚜렷하게 다른 설사병의 인과관계학에서 중요하다. 클로스트리듐 퍼프린젠스는 정상적인 장내 세균총에서 소량으로 일부를 이루고 있다. C. 퍼프린젠스 식물성 세포를 다량으로 섭취하면 식품 매개 질병인 설사병에 걸리게 된다. 유기체가 소장에서 증식해 포자를 형성하고, C. 퍼프린젠스 장독소(CPEnt)를 배출하고, 이는 식중독 증상의 원인이 된다. 게다가 이러한 박테리아의 포자는 병원성의 원인이 된다.

질병과 관련된 항생제는 페니실린과 세팔로스포린, 에리트로마이신, 트리메소프림 등이 있다.

박테리오신

박테리오신은 리보솜으로 합성된 펩티드 또는 단백질로서 항균력이 있으며, 젖산을 생성하는 것처럼 여러 박테리아군이 생성한다. 박테리오신은 식품 보존에 적용할 수 있으며, 식품업에서 유기농으로 만든 박테리오신을 사용해 화학성분의 보존제 사용을 줄일 수 있다.

박테리오신은 안전하고 신선하며 바로 먹을 수 있고, 최소한의 가공 처리된 식품에 대한 수요 증가를 충족하고 저염분이나 저산성 등 새로운 식품 개발에 대안이 될 수 있다. 이용 가능한 상업적 보존제인 니신 및 베디오신 PA-1/AcH 외에, 박테리오신인 락티신 3147 또는 엔테로신 AS-48, 바리아신도 대안이 될 수 있다.

광범위 박테리오신은 폭넓게 사용할 수 있는 반면, 좁은 범위의 박테리오신은 리스테리아 모노사이토제니스 같이 식품의 특정한 고위험군 박테리아를 선별적으로 억제하는 데 사용할 수 있다.

박테리오신은 식품 보존제나 유통기한 연장제, 첨가제 성분으로 농축 형태로 식품에 첨가하거나 바이오 포장재로 생산할 수도 있다. 최근 여러 해 동안, 박테리오신의 적용은 많은 관심을 받고 있다. 박테리오신을 화학성 보존제나 천연 페놀 화합물, 기타 항균성 단백질 같은 항균제와 결합 사용해 상승 효과를 보여 왔다. 이 외에도 다른 박테리오신과 결합해 내성 계통의 발달을 피할 수 있었다. 박테리오신과 고압 가공 같은 물리적인 처치를 결합해 보다 효과적인 식품 보존 가능성을 만들었다. 그 결과 박테리아성 내생포자 같이 굴절력이 있는 형태의 차단막을 만들 수 있게 됐다. pH 및 온도, 식품 구성, 구조, 식품 미생물총 같은 환경적 요인으로 박테리오신의 효과를 나타낼 수 있다.

박테리오신은 일반적으로 식품의 안전성 및 품질에 영향을 미칠 수 있는 천연 화합물로 인식되고 있다. 과거에 박테리오신의 탐지 및 정화, 특징, 식품 보존 전략에의 용도 등을 주제로 한 수많은 연구가 진행됐다. 바이오보존제는 다양한 방법으로 식품 시스템에서 사용할 수 있으며, 젖산 박테리아(LAB)의 박테리오신은 박테리오신 생성성 계통을 사용해 발효 및 비발효 채소 식품의 미생물 안전성을 촉진한다.

식품은 미생물의 상호 작용이 미생물 균형 및 유익한 박테리아 또는 해로운 박테리아의 확산에 영향을 미치는 복잡한 생태계로 간주되고 있다. 그리고 이러한 미생물은 잠재적으로 질병으로 이어질 수도 혹은 그렇지 않을 수도 있다.

이처럼 식품 가공의 개발 및 식품 생태계의 연구를 통해 박테리오신과 여러 가지 게놈에 관한 새로운 정보를 얻고 이해할 수 있게 될 것이다.

[researchpaper 리서치페이퍼=유세비 기자]