“포스트바이오틱스 시장 동향과 멀티오믹스 기반 기능성 평가기술 개발 전략”

금회는 농림식품기술기획평가원이 작성한 “포스트바이오틱스 시장 동향과 멀티오믹스 기반 기능성 평가기술 개발 전략”을 전송드립니다.

아래 내용은 일부 발췌 요약 자료입니다.

포스트바이오틱스(postbiotics)는 “숙주에게 건강상 이익을 제공하는 비활성화된 미생물 및/또는 그 성분으로 이루어진 제제”로 정의됩니다(ISAPP, 2021). 

포스트바이오틱스는 건강에 유익한 미생물인 프로바이오틱스(probiotics)가 식이섬유 또는 올리고당류인 프리바이오틱스(prebiotics)를 영양원으로 이용하여 생성한 대사산물과 프로바이오틱스 사균체를 함유하고 있습니다.

포스트바이오틱스 제제의 기술 동향을 요약하면 다음과 같습니다

① Cell-Free Supernatants

 ▶Cell-free supernatants(CFS)는 미생물이 배양 과정에서 분비한 생리활성 물질만을 분리·정제하여 얻은 세포 외 배양액으로, 포스트바이오틱스 가운데 가장 활발히 연구되는 분야임

 ▶CFS는 유기산, 펩타이드, 세포외 다당(EPS), 항균 펩타이드, 단백질 분비물 등 다양한 대사산물을 포함함

 ▶생균 유지가 필수적인 프로바이오틱스 대비 안정성(heat-stability), 저장 용이성, 제형 다양성 확보 측면에서 기술적 장점을 가짐

 ▶CFS는 생균을 사용하지 않으면서도 다양한 생리활성을 부여할 수 있는 안전하고 기술적으로 유연한 포스트바이오틱스 플랫폼으로 평가됨

 ▶향후에는 배양 조건의 최적화, 특정 대사산물의 성분 규명, 산업정 정제 기술 고도화, 임상 근거 확보 등이 핵심 연구 방향이 될 것으로 보이며, 기능성 식품, 의약품, 피부 장벽 강화 소재 등 다양한 산업 분야에서 활용 잠재력이 높음

② Exopolysaccharides (EPSs)

 ▶Exopolysaccharides(EPSs)는 미생물이 생장 과정에서 생성·분비하는 고분자 물질로, 세포벽 외부에 존재하는 이질적인 생체고분자 집합체를 의미함

 ▶현재 식품산업에서는 안정제, 유화제, 수분 결합제 등 기능성 소재로 활용되고 있으나, 생물학적 기능은 아직 완전히 규명되지 않았음에도 불구하고 최근에는 EPSs의 면역조절 기능성이 주목받으면서 제약 및 기능성 식품 분야에서 활용 가능성이 확대되고 있음

 ▶EPSs는 면역조절, 항산화, 항균, 지질 대사 조절 등 다양한 기능성을 보유한 주요 포스트바이오틱스 물질군으로 평가되며, 기능성 식품 및 의약품 분야에서의 산업적 활용 잠재력이 높음

 ▶향후 연구는 구조적 다양성과 생리활성 간의 상관성 규명, 특정 EPSs의 정제·표준화 기술 개발, 임상 근거 확보 등을 중심으로 심화될 것으로 전망됨

③ Enzyme

 ▶미생물은 활성산소종(ROS)에 의해 발생하는 산화적 스트레스에 대응하기 위해 다양한 항산화 효소(glutathione peroxidase, superoxide dismutase, catalase 등)를 생산하며, 이러한 효소들은 포스트바이오틱스의 기능성 소재로 활용 가능성이 주목되고 있음

④ Cell Wall Fragments

 ▶Cell wall fragments는 세포벽 유래 성분으로, 대표적인 포스트바이오틱스 소재임. 특히, 그람양성균의 lipoteichoic acid(LTA) 등은 강한 면역반응 유도 특성을 지니고 있어 기능성 연구가 활발히 진행 중임

 ▶LTA는 조건에 따라 과도한 염증 반응을 유발할 수 있는 위험성이 있어, 향후 포스트바이오틱스 소재로 개발하기 위해서는 균주 특이성, 용량, 적용 부위별 안전성 검증이 필수적임

⑤ Bacterial Lysates

 ▶Bacterial lysates(BLs)는 환경에 흔히 존재하는 그람양성·그람음성 세균을 화학적 또는 기계적 방법으로 분해하여 얻은 물질로, 장-폐 축(gut-lung axis)을 기반으로 면역계를 조절하는 대표적 포스트바이오틱스 제제임

 ▶향후 BLs는 표준화 제조기술 확립, 작용기전의 세분화 등을 중심으로 의약·건강기능식품 분야에서 산업적 활용성이 더욱 증가할 것으로 전망됨

⑥ Metabolites Produced by Gut Microbiota

 ▶장내미생물은 비타민, 방향족 아미노산(AAA) 유래 물질, 폴리페놀 대사산물 등 다양한 생리활성 물질을 생성하며, 이들은 높은 생체이용률과 항산화 능력 및 신호전달 기능을 통해 숙주-미생물 간 상호작용에 중요한 역할을 함

 ▶종합적으로 장내미생물 유래 대사산물은 대사·염증·항산화·에너지 조절 등 다양한 생리활성을 수행하는 핵심 포스트바이오틱스 자원으로 평가됨. 향후 엽산, B12, 폴리페놀 유래 물질과 같은 대사산물 기반 기능성 소재는 개인 맞춤형 영양 전략, 만성질환 예방, 

   항노화 분야 등에서 산업적 활용성이 더욱 확대될 것으로 전망됨

업무에 도움이 되시기 바랍니다.

  **  원문 “포스트바이오틱스 시장 동향과 멀티오믹스 기반 기능성 평가기술 개발 전략” 전체를 필요로 하는 분은 kimpj1@naver.com 김필주 기술사 에게 연락주시면 보내드리겠습니다. 

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