마늘은 여러 음식에 들어가는 유명한 성분으로 의료적 속성도 지니고 있다. 최근 한 연구팀이 아조엔(ajoene)이라는 마늘에서 추출한 화합물을 화합적으로 합성해 상업용 상품 개발의 기반을 다졌다. 또 다른 연구에서는 디알릴 다이설파이드(Diallyl disulfide)라는 마늘 추출 화학물이 병원성 감염과 관련이 있는 박테리아에 의해 만들어지는 미생물막을 제거하는 데 효과가 있다는 것을 확인했다. 이 같은 결과를 바탕으로, 가까운 미래에 마늘 추출 치료제가 시장을 강타할 것으로 보인다.

대중적인 식재료 '마늘'

마늘은 중앙아시아와 북동부 이란이 원산지로 세계적으로 사람들이 사용하고 섭취했다는 수천 년의 역사를 가지고 있다. 마늘 부위 중 가장 주로 사용하는 부분은 마늘 구근이다.

마늘 구근은 보통 '쪽'이라고 부르는 여러 개의 부분으로 나뉜다. 마늘 쪽은 여러 음식의 주요 재료이며 의료적 속성을 지니고 있다. 모두 알다시피, 마늘은 특색 있는 자극적이며 매운 맛을 가지고 있다. 하지만 이 맛은 조리를 하게 되면 연해지고 달콤해지기도 한다.

마늘의 잎과 꽃은 완전히 성장하기 전 부드러울 때 먹을 수 있으며 구근보다 부드러운 향이 난다. 다 자라지 않은 마늘을 캐내 저가에 팔 수 있다. 동남아시아와 중국에서는 볶음요리와 수프, 전골 등에 마늘을 넣는다. 대부분의 요리에 마늘을 넣을 수 있지만 양파와 토마토, 생각과 특히 잘 어울린다. 그리고 오일이나 식초를 넣을 수 있다.

흑마늘이라고 하는 한국 식재료는 마늘을 여러 주에 걸쳐 가열한 식품이다. 흑마늘은 달콤하고 일종의 시럽 같아서 미국과 영국, 호주 등에서도 사용하고 있다. 세계적으로 마늘을 주제로 한 여러 페스티벌도 개최되고 있다. 캐나다 토론토의 연례 마늘 페스티벌은 올해 16회를 맞고 있다.

유엔 식량농업기구(FAO)에 따르면. 2016년 세계 마늘 생산량은 2,700톤이었다. 세계 상위 5개 마늘 생산국은 중국(80%), 인도(5%), 방글라데시(1.4%), 한국(1.1%), 그리고 이집트(1.1%) 순이다.

아조엔의 화학적 합성

마늘은 의료적 속성이 있으며, 그중 일부는 특수한 화합물 때문이다. 마늘의 주요한 유기황 대사산물은 알리신이라고 하며, 요리를 위해 마늘을 자르거나 으깰 때 이 알리신이 분해된다. 알리신은 아조엔을 포함해 다른 여러 화합물을 분해하기도 한다.

아조엔은 여러 가지 의료 용도로 사용된다. 먼저, 과산화물 배출을 억제하는 항산화제로 기능한다. 이는 혈장이 혈전으로 변형하는 것을 막기 때문에 뇌졸중과 심장질환의 위험성을 줄인다. 그리고 여러 가지 항암 작용을 하기도 한다.

아조엔은 항바이러스 속성을 포함해 광범위한 항균 활동을 한다. 그리고 쿼럼센싱(quorum sensing, 질병을 유발하는 박테리아나 미생물이 다른 개체나 주변 환경과 소통하면서 세균 번식을 촉진하는 환경을 의미한다)으로 알려진 미생물 대 미생물의 소통을 차단해 미생물막 형성을 차단한다.

그리고 트리코피톤 루브럼(Trichophyton rubrum)이라는 곰팡이가 원인인 무좀에도 효과가 있다. 무작위 임상시험 결과, 1% 아조엔 크림이 무좀 치료에 효과가 있는 것으로 밝혀졌다.

비록 아조엔을 마늘에서 추출할 수 있지만 상업적인 목적을 위해서는 보다 일관적인 화학 합성법이 필요하다. 그리고 합성 체계를 세우기 위해서는 아조엔의 천연 기능을 강화할 수 있도록 약간의 수정을 가해야 하지만 최근까지 이러한 화학 합성 체계에 대한 연구는 발표되지 않았다.

하지만 최근 영국 카디프대학의 토마스 워스 박사의 연구팀이 웨일스 기업인 님 바이오테크(Neem Biotech)와의 공동연구를 통해 아조엔의 화학 합성을 성공했다. 연구팀은 200g의 규모로 합성을 해 아조엔의 생산량을 56%까지 높일 수 있었다. 이는 밀리그램 규모에서 가능한 생산량의 2배다. 합성 아조엔은 생물학적으로 활성이며 천연 아조엔만큼이나 박테리아의 쿼럼센싱을 억제했다.

DADS, 치명적인 박테리아의 미생물막 형성 차단​

아조엔은 미생물막에 대해 반응하는 유일한 알리신 분해산물이 아니다. 디알릴 다이설파이드(DADS)는 수용성이며 강한 마늘 냄새가 나는 노란색 액체다. 이것은 여러 가지 장점을 가지고 있지만 접촉 피부염 또는 마늘 알레르기를 유발하는 알레르기 유발항원이라는 단점이 있다.

중국 광동미소생물학협회(Guangdong Institute of Microbiology)의 후앙 시아오모 박사는 DADS가 약물에 내성이 있는 병원성 감염원인 녹농균(Pseudomonas aeruginosa) 미생물막에 반응을 한다는 것을 밝혀냈다.

연구팀은 DADS가 쿼럼센싱과 관련이 있는 녹농균의 발현을 낮추고 미생물막 형성을 줄이며 독성 인자 생성을 낮춘다는 것을 확인했다. 독성 인자는 보통 박테리아 감염을 악화하는 작용을 한다. DADS 미생물막 파괴에 유용한 항생제로 사용될 수 있을 것이다.

[researchpaper 리서치페이퍼=손승빈 기자]