Mixed Spices at Culinary Doses Have Prebiotic Effects in Healthy Adults: A Pilot Study (2019)

https://doi.org/10.3390/nu11061425

 

본 연구는 건강한 성인을 대상으로 혼합 향신료(계피, 오레가노, 생강, 흑후추, 카옌페퍼)가 장내 미생물 구성과 짧은 사슬 지방산(SCFA) 생성에 미치는 영향을 평가한 파일럿 연구이다. 향신료는 예로부터 보존제와 약재로 사용되어 왔으며, 장내 미생물 조절과 관련된 다양한 연구가 진행되고 있다. 본 연구는 기존의 동물 및 시험관 연구에서 확인된 향신료의 장내 미생물 조절 효과를 실제 인간을 대상으로 검증한 최초의 연구 중 하나로, 향신료가 프리바이오틱(prebiotic) 역할을 할 가능성을 평가하는 데 중점을 두었다.

연구진은 건강한 성인을 두 그룹으로 나누어 2주 동안 각각 5g의 혼합 향신료 또는 말토덱스트린(위약) 캡슐을 섭취하도록 했다. 이후, 장내 미생물의 조성 변화, 주요 세균 군의 비율, 짧은 사슬 지방산(SCFA) 생성 등을 측정하였다. 연구 결과, 향신료를 섭취한 그룹에서는 유익균이 증가하고 유해균이 감소하는 경향이 나타났으며, 장내 환경 개선 가능성이 확인되었다.

 

연구 방법

1. 연구 대상

• 대상자는 18~65세의 건강한 성인 남녀 31명으로 구성되었다.

• 지원자 중 장 질환, 당뇨, 간 질환, 신장 질환, 소화 장애, 최근 항생제 복용자 등 연구 결과에 영향을 미칠 수 있는 요인을 가진 사람들은 제외되었다.
• 실험에 참여한 사람들은 다음 두 그룹으로 나누어졌다.
  • 향신료 섭취 그룹(Spice Group, n=14): 2주 동안 매일 5g의 혼합 향신료 캡슐 섭취
  • 위약 그룹(Placebo Group, n=15): 2주 동안 매일 5g의 말토덱스트린(위약) 캡슐 섭취

2. 실험 디자인 및 식이 조절

• 연구는 무작위 배정, 이중 맹검, 위약 대조 방식으로 설계되었다.

• 연구 시작 전 1주 동안 베이지 다이어트(Beige Diet)를 실시하여 참가자의 장내 미생물 상태를 표준화하였다.
  • 베이지 다이어트는 섬유소와 폴리페놀이 적은 식단을 유지하는 방식으로, 장내 미생물의 변동성을 최소화하기 위한 목적이었다.
  • 참가자는 섬유질이 적은 음식(흰 빵, 크래커, 파스타, 유제품 등)만을 섭취하고, 과일과 채소 섭취를 하루 3회 이하로 제한하였다.

3. 주요 측정 항목

1. 장내 미생물 분석
   • 대변 샘플을 이용하여 16S rRNA 시퀀싱을 통해 장내 미생물 조성 변화를 평가하였다.
2. 짧은 사슬 지방산(SCFA) 분석
   • 대변에서 아세트산, 프로피온산, 부티르산, 발레르산의 농도를 측정하였다.
3. 체성분 변화 분석
   • 체중, 체지방률 변화를 분석하여 신체 구성 변화 여부를 평가하였다.

 

연구 결과

1. 장내 미생물 구성 변화

• Firmicutes 감소, Bacteroidetes 증가

  • 향신료 섭취 그룹:
    • Firmicutes(유해균 포함 가능성이 높은 균류)가 10% 감소
    • Bacteroidetes(유익균 포함 가능성이 높은 균류)가 19% 증가
  • 위약 그룹:
    • Firmicutes가 6% 증가
    • Bacteroidetes가 14% 감소
      → 향신료가 장내 미생물 균형을 조절하는 데 긍정적인 역할을 할 가능성이 확인됨

• 유익균 증가

  • Bifidobacterium animalis (24배 증가, p<0.004)
  • Bacteroides fragilis (8배 증가, p<0.004)
  • Lactobacillus 속 (79배 증가, p<0.002)
    → 장 건강과 면역 조절에 중요한 역할을 하는 유익균이 크게 증가함

• 유해균 감소

  • Clostridium 속 (19배 감소, p<0.005)
  • 대장염 및 장내 염증을 유발할 가능성이 있는 균주의 비율 감소
    → 향신료가 장내 염증 억제 및 면역 조절에 기여할 가능성이 있음

2. 짧은 사슬 지방산(SCFA) 변화

• 프로피온산(Propionate) 증가 경향 확인

  • Firmicutes 비율이 낮을수록 프로피온산 농도가 증가하는 상관관계(R=-0.391, p<0.04)가 확인됨
  • 프로피온산은 체지방 감소, 포만감 증가, 혈당 조절 등에 긍정적인 영향을 미치는 것으로 알려져 있음
• 전체 SCFA 변화는 통계적으로 유의하지 않음
  • 아세트산, 부티르산, 발레르산의 농도 변화는 개인차가 커 통계적 유의성을 확보하지 못함
  • 하지만 향신료가 SCFA 생성에 영향을 미칠 가능성이 확인되었으며, 장기적인 연구가 필요함

 

 

혼합 향신료 섭취가 장내 미생물 균형에 미치는 영향

1) Firmicutes(퍼미큐티스) 비율 감소

• Firmicutes는 장내에 흔한 박테리아 그룹으로, 일부 균주는 비만 및 장내 염증과 관련이 있음
• 향신료 그룹에서는 Firmicutes 비율이 10% 감소하였으며, 이는 대조군(위약군)에서 6% 증가한 것과 대조적임
• Firmicutes/Bacteroidetes 비율이 낮아지면 장 건강 개선 및 체중 조절에 유리한 환경이 조성될 가능성이 있음

2) Bacteroidetes(박테로이데테스) 비율 증가

• Bacteroidetes는 장내에서 유익한 역할을 하는 균주가 포함된 미생물 그룹
• 향신료 그룹에서 Bacteroidetes 비율이 19% 증가한 반면, 위약군에서는 14% 감소함
• 이는 향신료가 유익균의 성장을 촉진하는 데 도움을 줄 수 있음을 시사함

3) 기타 미생물 변화

• Firmicutes와 Bacteroidetes 외에도 Proteobacteria, Actinobacteria 등의 균주에 대한 변화가 관찰됨
• 하지만 이들의 변화는 통계적으로 유의미하지 않았으며, 추가 연구가 필요함

 

연구 결론

향신료 섭취는 장내 미생물 균형을 조절하는 데 도움이 될 가능성이 크다. Firmicutes가 감소하고 Bacteroidetes가 증가하는 경향이 나타났으며, 이는 장내 환경을 개선하고 대사 건강에도 긍정적인 영향을 줄 수 있다. 또한, 유해균으로 알려진 Clostridium 속이 감소하고, 프로바이오틱스로 유익한 역할을 하는 Bifidobacterium과 Lactobacillus가 증가했다. 연구 결과를 통해 향신료가 프리바이오틱(prebiotic) 역할을 하며, 자연적인 방식으로 장 건강을 개선할 가능성이 높음이 확인되었다.