Prebiotic Potential and Chemical Composition of Seven Culinary Spice Extracts (2017)

https://doi.org/10.1111/1750-3841.13792

 

장내 미생물은 인간 건강에 중요한 영향을 미치는 요소 중 하나로, 면역 체계, 소화 기능, 대사 작용 등에 영향을 미친다. 최근 연구에서는 식이 섬유뿐만 아니라 다양한 식물성 화합물도 장내 미생물의 구성을 조절할 수 있는 프리바이오틱 효과를 가질 가능성이 있다고 보고되고 있다.

본 연구는 일반적으로 요리에 사용되는 7가지 향신료(후추, 카이엔페퍼, 계피, 생강, 지중해 오레가노, 로즈마리, 강황)의 프리바이오틱 효과를 평가하고, 이들이 장내 유익균(Bifidobacterium spp., Lactobacillus spp.)과 유해균(Fusobacterium spp., Clostridium spp.)에 미치는 영향을 분석하는 것을 목표로 했다. 또한, 각 향신료의 주요 화학 성분과 항산화 능력을 측정하여 장 건강 개선 효과를 더욱 구체적으로 평가했다.

 

연구 방법

1. 실험에 사용된 향신료

연구에서는 다음의 7가지 향신료를 사용했다.

1. 후추 (Black Pepper)
2. 카이엔페퍼 (Cayenne Pepper)
3. 계피 (Cinnamon)
4. 생강 (Ginger)
5. 지중해 오레가노 (Mediterranean Oregano)
6. 로즈마리 (Rosemary)
7. 강황 (Turmeric)

각 향신료는 끓는 물로 추출하여 수용성 성분을 포함하는 추출물을 제조한 후, 해당 추출물이 장내 미생물 성장에 미치는 영향을 평가했다.

2. 화학적 분석 및 항산화 활성 측정

• 고성능 액체 크로마토그래피 (HPLC)를 이용해 각 향신료에서 주요 생리활성 화합물을 분석했다.

• ABTS 라디칼 소거법을 활용하여 향신료의 항산화 능력(Trolox Equivalent Antioxidant Capacity, TEAC)을 측정했다.
• 총 14가지의 주요 페놀 화합물과 특정 알칼로이드 성분을 확인했다.

3. 장내 미생물 성장 평가 방법

• 88개의 장내 미생물 균주를 배양하여 향신료 추출물이 각 균주에 미치는 영향을 평가했다.

• Brucella 배지를 사용해 Bifidobacterium spp., Lactobacillus spp.의 성장 촉진 효과와 Clostridium spp., Fusobacterium spp. 등의 유해균 억제 효과를 확인했다.
• 최소 억제 농도(MIC, Minimum Inhibitory Concentration)를 측정하여 향신료 추출물이 유해균 성장을 방해하는 최소 농도를 분석했다.

 

향신료 추출물의 주요 화학 성분 및 항산화 활성

1. 향신료별 주요 생리활성 화합물

향신료	주요 성분
후추 (Black Pepper)	피페린(Piperine)
카이엔페퍼 (Cayenne Pepper)	캡사이신(Capsaicin), 디하이드로캡사이신(Dihydrocapsaicin)
계피 (Cinnamon)	신남산(Cinnamic Acid), 신남알데하이드(Cinnamaldehyde)
생강 (Ginger)	6-진저롤(6-Gingerol)
오레가노 (Mediterranean Oregano)	루테올린(Luteolin), 아피제닌(Apigenin), 로즈마린산(Rosmarinic Acid)
로즈마리 (Rosemary)	로즈마린산(Rosmarinic Acid), 리소스페르믹산(Lithospermic Acid)
강황 (Turmeric)	커큐민(Curcumin), 디메톡시커큐민(Demethoxycurcumin)

2. 향신료 추출물의 항산화 활성

향신료의 항산화 활성은 총 폴리페놀 함량과 밀접한 관련이 있었다.

• 항산화 능력 순위 (높음 → 낮음): 로즈마리 ≈ 오레가노 > 계피 > 강황 > 후추 ≈ 카이엔페퍼 > 생강
  • 로즈마리와 오레가노는 높은 항산화 능력을 보였다.
  • 생강은 가장 낮은 항산화 활성을 보였지만, 장내 유익균 성장 촉진 효과가 확인되었다.

 

장내 유익균 성장 촉진 효과

각 향신료가 장내 유익균(Bifidobacterium spp., Lactobacillus spp.) 성장에 미치는 영향을 분석했다.

1. 비피도박테리움 (Bifidobacterium spp.) 성장 촉진

• 오레가노(Oregano)가 가장 강력한 성장 촉진 효과를 보였다.

• 생강, 후추, 카이엔페퍼도 일부 균주에서 긍정적인 영향을 미쳤다.
• 강황(Turmeric)의 경우 유익균 성장 촉진 효과가 거의 없었다.

2. 락토바실러스 (Lactobacillus spp.) 성장 촉진

• 후추, 카이엔페퍼, 생강, 오레가노가 락토바실러스 성장을 촉진했다.

• 특히, Lactobacillus rhamnosus GG (LGG) 균주는 모든 향신료에서 성장 촉진 효과를 보였다.

 

장내 유해균 억제 효과

특정 향신료가 장내 유해균 성장에 미치는 영향을 평가했다.

1. Fusobacterium spp. 억제 효과

• 계피, 로즈마리, 오레가노가 Fusobacterium necrophorum 균주의 성장을 강력히 억제했다.

• Fusobacterium spp.는 대장암과 관련된 유해균으로, 해당 향신료가 장 건강 유지에 도움을 줄 가능성이 높다.

2. Clostridium spp. 억제 효과

• 계피는 Clostridium difficile 12개 균주 중 11개에서 억제 효과를 나타냈다.
• 로즈마리와 강황도 일부 Clostridium spp. 균주에 대해 억제 효과를 보였다.

 

 

향신료의 장내 미생물 조절 및 항산화 효과

1. 항산화 활성 (Antioxidant Capacity, TEAC)

   • 각 향신료의 항산화 능력을 나타낸다.

   • 로즈마리와 오레가노가 가장 높은 항산화 활성을 보였으며, 생강은 가장 낮은 수치를 기록했다.

   • 이는 로즈마리와 오레가노가 강한 항산화 성분을 함유하고 있음을 의미한다.

2. 비피도박테리움 성장 촉진 (Bifidobacterium Growth Stimulation)

   • 장내 유익균 중 하나인 비피도박테리움의 성장을 촉진하는 균주 수를 나타낸다.

   • 오레가노가 비피도박테리움 성장 촉진 효과가 가장 강력했으며, 강황은 가장 낮은 효과를 보였다.

   • 이는 오레가노가 장 건강에 긍정적인 영향을 줄 수 있음을 시사한다.

3. 락토바실러스 성장 촉진 (Lactobacillus Growth Stimulation)

   • 장내 유익균 중 하나인 락토바실러스 성장 촉진 효과를 나타낸다.

   • 오레가노가 락토바실러스 성장 촉진 효과도 가장 강력했으며, 후추, 카이엔페퍼, 생강도 긍정적인 영향을 미쳤다.

   • 강황은 여전히 낮은 효과를 보였다.

4. 유해균 억제 효과 (Pathogen Inhibition)

   • 각 향신료가 장내 유해균을 억제하는 균주 수를 나타낸다.

   • 계피, 로즈마리, 오레가노가 유해균 억제 효과가 높았으며, 특히 계피는 클로스트리디움(Clostridium spp.) 같은 장내 유해균 억제 효과가 뛰어났다.

   • 이는 특정 향신료가 장 건강을 보호하는 데 도움이 될 수 있음을 의미한다.

 

연구 결론

연구 결과, 로즈마리와 오레가노는 강력한 항산화 효과와 장내 유익균 성장 촉진 효과를 보였으며, 계피는 장내 유해균(특히 Clostridium spp.) 억제 효과가 뛰어났다. 반면, 강황은 항산화 효과는 높았지만 유익균 성장 촉진 효과는 상대적으로 낮았다. 전반적으로, 향신료는 단순한 조미료를 넘어 장 건강을 개선하는 데 중요한 역할을 할 수 있으며, 특정 향신료를 식단에 추가하면 프리바이오틱 효과를 활용해 장내 미생물 균형을 조절할 가능성이 있다.