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장까지 살아서 가는 유산균의 방패는 '착한 바이오필름'

2019년 03월 06일 22:00
이미지 확대하기 유산균(Lactobacillus planatrum). Probiotics Professionals 제공
유산균(Lactobacillus planatrum). Probiotics Professionals 제공

강력한 항생제로도 세균을 일망타진하기 어려운 이유는 세균들이 '튼튼한 이불'을 뒤집어 쓰고 있기 때문이다. 세균들은 나노 두께의 얇은 막인 바이오필름을 만들고, 그 안에서 서로 상호작용하면서 생존 및 증식율을 높인다. 치아에 끼는 치석이 바로 바이오필름이 굳어져 생긴 것이다. 지금까지 과학자들은 어떻게 하면 바이오필름을 벗기고 세균을 몽땅 잡을 수 있을까에 대해 연구해왔다. 

 

그런데 최근 바이오필름을 쓸모있게 활용할 수 있는 기술이 개발됐다. 바이오필름으로 유산균을 코팅해 살아 있는 상태로 장까지 안전하게 배달할 수 있다는 연구 결과가 미국화학회가 펴는 국제학술지 '농업 및 식품화학 저널' 6일자에 발표됐다.

 

유산균(Lactobacillus plantarum)은 요구르트 생산 과정이나 냉장 보관 중에, 또는 요구르트를 마셨을 때 식도와 위를 거쳐 장에 도달할 때까지 상당수가 죽는다. 중국 제지앙공샹대 식품과학및생명공학과 연구팀은 일부 병원성 박테리아가 바이오필름을 덮어 항생제로부터 살아남는 것에 착안했다. 

 

연구팀은 친생물 재료인 셀룰로오스 아세테이트막으로 바이오필름의 구조를 흉내 내 나노섬유막을 만들었다. 나노 단위의 얇은 막으로 세균을 단단하게 붙든 채 증식할 수 있도록 만든 것이다. 이 나노섬유막으로 유산균을 코팅한 뒤 요구르트를 만들었다.

 

그리고 우유를 발효하는 동안 유산균이 얼마나 살아남는지 관찰했다. 그 결과 유산균만 넣었을 때(7 Log cfu/g)보다 나노섬유막으로 코팅했을 때(11 log CFU/g) 유산균이 더 많이 살아남았다. 

 

연구팀은 실제 식품산업 현장에서 나노섬유막을 활용하면 유산균의 능력을 최대치로 늘린 '건강한 요구르트'를 생산할 수 있을 것이라고 기대했다. 

 

 

 

이미지 확대하기시간(일)에 따라 발효유에서 살아남은 유산균의 수(Log cfu/g). 초록색은 나노섬유막으로 코팅한 유산균, 주황색은 자연상태의 유산균이다. Journal of Agricultural and Food Chemistry 제공
시간(일)에 따라 발효유에서 살아남은 유산균의 수(Log cfu/g). 초록색은 나노섬유막으로 코팅한 유산균, 주황색은 자연상태의 유산균이다. Journal of Agricultural and Food Chemistry 제공

 

 

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