Correlation Between Salt Content, Microbial Diversity, and Biogenic Amine Concentration in Commercial Ganjang

시판 한식간장 염도와 간장 미생물 다양성 및 바이오제닉 아민 농도와의 상관관계

Abstract

Biogenic amines in food, produced through amino acid decarboxylation, can cause allergies, digestive issues, and neurological symptoms. Recently, various studies have been conducted to reduce the levels of biogenic amines in food. This study analyzes the impact of salt concentration in Ganjang on microbial diversity and biogenic amine production. Results show a statistically significant correlation between salt concentration in Ganjang and species richness and species abundance indices. Although the alpha-diversity index did not significantly correlate with biogenic amine levels, higher salt concentration resulted in a statistically significant decrease in histamine and tyramine levels. An analysis of the correlation between microbial distribution and biogenic amines based on the salt concentration in Ganjang revealed that the distribution of Lactobacillus sp. and Bacteroides sp. increased as the salt concentration increased while the levels of biogenic amines decreased. On the other hand, the distribution of Tetragenococcus sp., Chromohalobacter sp., and Halomonas sp. decreased with increasing salt concentration, accompanied by an increase in biogenic amine levels. The results of this study suggest that within the salt concentration ranges in Ganjang, an increase in salt concentration is associated with an increase in the distribution of Lactobacillus sp., Bacteroides sp., Streptococcus gallolyticus, and Pseudomonas sp. This increase in microbial distribution is presumed to be related to a reduction in biogenic amine production or an enhancement in biogenic amine degradation.

식품의 바이오제닉 아민은 아미노산 탈탄산화 반응에 의해 생산되며, 알레르기, 소화 문제 및 신경학적 증상을 유발하기도 한다. 최근에는 식품의 바이오제닉 아민의 함량을 줄이기 위한 다양한 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 간장의 염도가 미생물 다양성과 바이오제닉 아민 생성에 미치는 영향을 분석하였다. 간장의 염도는 종 추정치 및 종 풍부도 지수와 통계적으로 유의한 수준의 상관관계가 있는 것으로 나타났다. Alpha-diversity 지수는 바이오제닉 아민 함량과 유의한 상관관계가 나타나지 않았으나, 간장의 염도가 증가함에 따라 histamine과 tyramine의 함량이 통계적으로 매우 유의한 수준으로 감소하였다. 간장의 염도를 기반으로 미생물 분포와 바이오제닉 아민 사이의 상관관계를 분석한 결과 Lactobacillus sp.와 Bacteroids sp.의 분포는 염도가 증가함에 따라 증가하는 것으로 나타났으며, 바이오제닉 아민의 함량은 감소하는 것으로 나타났다. 반면 Tetragenococcus sp., Chromohalobacter sp.와 Halomonas sp.의 분포는 염도가 증가함에 따라 감소하는 것으로 나타났으며, 바이오제닉 아민의 함량은 증가하는 것으로 나타났다. 본 연구 결과에서는 간장의 염도 범위 내에서 염도가 증가함에 따라 Lactobacillus sp., Bacteroides sp. Streptococcus gallolyticus, Pseudomonas sp.의 분포가 증가하였으며, 이들 미생물 분포의 증가는 바이오제닉 아민 생성의 감소 또는 바이오제닉 아민 분해와 관련 있는 것으로 추정된다.

서론

바이오제닉 아민(Biogenic amines, BAs)은 다양한 구조를 가진 저분자 질소화합물로 여러 가지 중요한 생물학적 기능에 필수적이다[38]. BAs는 낮은 농도에서는 생체 내에서 호르몬 또는 다양한 물질대사를 위한 신경전달 물질로서의 역할을 수행하며, 체온, 혈압, 뇌활성 조절에 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있다[7, 38]. 하지만, 비정상적인 수준의 높은 농도로 존재할 때는 독성을 갖는 N-nitro 화합물의 전구체 역할을 하며, 알츠하이머, 파킨슨, 헌팅턴과 같은 중추 신경계 관련 질환의 원인물질이 된다[38]. BAs는 미생물이 생산하는 탈탄산효소(decarboxylase)에 의한 아미노산의 탈탄산 반응(decarboxylation)에 의해 생산되며, 다양한 발효식품의 제조 과정, 미생물 분포, 발효조건 및 기간에 영향을 받는 것으로 알려져 있다[6]. 특히 histamine (HIS)과 tyramine (TYR)은 가장 독성이 높은 BAs로 알려져 있으며[45], 생리학적 영향과 독성 효과에 대해 가장 광범위하게 연구되고 있는 BAs이다[8]. 발효식품에서 BAs를 생산하는 주된 미생물은 Enterococcus, Lactobacillus, Streptococcus, Lactococcus, Pediococcus, Leuconostoc, Weissella 속(genus)에 속하는 유산균으로 알려져 있으며[1], 특히 Lactobacillus는 histidine decarboxylase (HDC)를, Enterococcus는 tyrosine decarboxylase (TDC)와 HDC를 생산하는 주된 미생물로 알려져 있다[12, 21, 35]. 이와 반대로 다양한 생선, 콩, 양고기 발효식품에서 Lactobacillus 속 유산균이 BAs를 분해하며, Lactobacillus를 포함한 Enterococcus, Leuconostoc, Pediococcus, Streptococcus, Weissella와 같은 유산균의 아민 산화효소(amine oxidase) 생산을 통한 BAs를 감소시킨다 보고[9, 24, 40, 43, 44]한 바 있으며, 국내에서도 된장, 김치 등의 발효식품으로부터 BAs 생산 저해 또는 분해하는 유산균과 Bacillus 속 미생물을 분리하고 특성에 대한 연구 결과를 보고[25, 26, 33, 34]한 바 있으나, 이러한 미생물이 실제 식품 내에서 BAs 함량에 미치는 영향에 대한 연구는 미미한 수준이다.

식품 내의 고함량의 소금은 고혈압 및 심혈관계 질환의 주된 원인으로 알려져 있으며[14], 세계보건기구(World Health Organization, WHO)의 나트륨 섭취 권장량은 하루 2 g 이하로, 소금 기준으로는 5 g 이하이며, 미국농무부(United States Department of Agriculture, USDA)의 미국인을 위한 식이 지침(Dietary Guidelines for Americans, DGA)의 나트륨 섭취 권장량은 하루 2.3 g 이하로 대부분의 식이 지침은 저염 섭취를 권장하고 있다[31, 32]. 하지만 최근 연구에 의하면 세계 나트륨 하루 평균 섭취량은 3.95 g으로 나타났으며, 나트륨 섭취량에 따른 건강 위험도를 분석한 결과 WHO 또는 DGA에서 권장하는 하루 나트륨 섭취 권장량 설정에 대한 증거가 불충분하여 대규모의 임상연구를 통한 과학적 근거 확보가 필요하며[32], 현행 나트륨 섭취 권장량은 건강을 위협할 수준으로 너무 낮다는 결론[31]을 내린 바 있어 건강 위험도와 나트륨 섭취량에 대한 연구가 화두에 올랐다. 또한, 장류를 통해 고함량의 나트륨을 섭취한 그룹에서 대사 증후군 발생을 예방하고 완화할 수 있으며, 장내 미생물 조성을 향상시킨다고 보고[16]한 바 있어 WHO 또는 DGA에서 권장하는 하루 2 g 이하 수준의 나트륨 섭취에 대한 과도한 저염화 지침은 재고해야 할 것이라는 근거를 제시하고 있다.

나트륨 함량이 높은 고염식품으로 알려져있는 우리나라의 전통발효식품인 간장은 떠오르고 있는 저염 식문화로 인하여 저염화를 위한 다양한 연구가 지속되고 있으나, 저염화를 위한 방법[4] 또는 제조 방법에 따른 품질 특성[3, 39]에 중점을 두고 있다. 본 연구에서는 간장 제품 내의 염농도에 따른 미생물 다양성과 BAs의 함량의 상관관계를 분석하였으며, 우리나라 한식간장의 염농도가 BAs 함량에 미치는 영향에 대한 결과를 제시하고자 한다.

재료 및 방법

한식간장 시료의 염농도 및 바이오제닉 아민 함량 분석

본 연구를 위한 시료는 종균을 사용하지 않고 메주를 주원료로 전통방식으로 제조한 간장 74종을 온라인으로 구입하였으며, 시료에 대한 편견을 배제하기 위해 특정한 조건없이 무작위로 수집하였다. 수집한 간장 시료의 염도를 측정하기 위해 Salinity refractometer (ATAGO salinity refractometer PAL-106S, ATAGO, Tokyo, Japan)를 사용하였으며, 나트륨 농도는 나트륨과 염소의 원자량에 따라 산출하였다. 간장의 BAs 함량을 분석하기 위한 방법으로는 Jeong의 분석법[15]을 사용하였다. 25 ml의 0.1 N HCl과 각 5 ml의 간장 시료를 혼합한 후 4,500 rpm에서 15분간 원심분리하여 상등액을 얻었다. 침전물에 0.1 N HCl을 다시 첨가한 후 원심분리하여 얻은 상등액을 혼합하여 50 ml로 정용하였다. 1 ml의 추출액에 1,7-diaminoheptane (100 mg/L) 0.1 ml과 포화탄산나트륨(46 g/100 ml) 0.5 ml, 1% dansyl chloride 용액 0.8 ml를 혼합한 후 45℃에서 유도체화 하였으며, 이후 10% proline 용액 0.5 ml을 혼합하여 dansyl chloride를 제거하였다. 이후 ethyl etehr 5 ml을 첨가하여 분액한 뒤 상등액을 취하여 질소농축하였으며, 최종 acetonitrile 1 ml로 정용한 후 0.45 um filter로 여과하여 시험용액을 제작하였으며, BAs 분석을 위해 HPLC (Agilent Technologies, Santa Clara, CA, USA)를 수행하였으며, 기기분석 조건은 Table 1에 나타내었다.

Table 1. Conditions for operating HPLC analysis of biogenic amines.

DNA 추출 및 16S rRNA 유전자 library 제작

수집한 간장시료의 DNA를 추출하기 위한 DNA 추출 kit로는 DNeasy PowerFood Microbial Kit (Qiagen, Hilden, Germany)를 사용하였으며, 제조사의 사용자 매뉴얼에 따라 추출하였다. 추출한 DNA의 정확한 dsDNA 농도를 측정하기 위해 Qubit 4 Abs_260nm/Abs_280nm, Abs_260nm/Abs_230nm ratio를 측정하여 DNA의 품질검사를 수행하였다. 추출한 DNA로부터 16S rRNA 유전자 library를 제작하기 위한 방법으로 16S metagenomic sequencing library preparation guide[13]를 사용하였으며, 16S rRNA 유전자 내의 V3-V4 region을 증폭하기 위한 primer 서열은 forward: 5'-TCG TCG GCA GCG TCA GAT GTG TAT AAG AGA CAG CCT ACG GGN GGC WGC AG-3'과 reverse: 5'-GTC TCG TGG GCT CGG AGA TGT GTA TAA GAG ACA GGA CTA CHV GGG TAT CT A ATC C-3', N; A or C or G or T, W; A or T, H; A or C or T, V; A or C or G를 사용하였다. V3-V4 region을 증폭하기 위한 중합효소 kit로는 KAPA HiFi Hotstart ReadyMix (Roche, Basel, Switzerland)를 사용하였으며, PCR guideline에 따라 주형 DNA와 primer, 중합효소 kit를 혼합하여 25 cycle의 1차 PCR을 수행하였다. PCR 증폭산물로부터 불순물을 제거하기 위해 AMPure XP bead (Beckman Coulter, Brea, CA, USA)을 사용하였다. 각 시료로부터 생산되는 reads를 구분하기 위한 tagging index primer로 Nextera XT index Kit V2 set A (Illumina, San Diego, CA, USA)를 사용하였으며, 1차 PCR 증폭산물을 주형으로 PCR guideline에 따라 8 cycle의 index PCR을 수행하였다. PCR 증폭산물로부터 불순물을 제거하기 위해 AMPure XP bead (Beckman Coulter)를 사용하였으며, 불순물이 제거된 각 16S rRNA 유전자 library의 농도를 측정하기 위해 Qubit 4 (Invitrogen, Waltham, MA, USA) 장비를, 순도를 측정하기 위해 Nanodrop One (Thermo Fisher Scientific Inc., Waltham, MA, USA)를 사용하였으며, 1.5% agarose gel 전기영동을 수행하여 최종 16S rRNA 유전자 library의 크기(base pair) 분석과 품질검사를 수행하였다. 품질검사가 완료된 각 library의 농도를 4 nM로 정규화(normalization) 하였으며, HT1 buffer로 희석하여 74종의 간장으로부터 최종 7 pM의 16S rRNA 유전자 library를 제작하였다.

염기서열 분석 및 데이터 분석

간장 시료로부터 total DNA를 추출하였으며, 추출한 DNA를 주형으로 제작한 16S rRNA 유전자 library의 염기서열을 분석하기 위한 platform으로 Illumina 사의 Miseq 장비를 사용하여 2×301 cycle의 paired-end sequencing을 수행하였다. 각 시료로부터 생산된 reads의 정보를 담고 있는 fastq file은 EzBiocloud 16S-based microbiome taxonomic profiling (MTP) pipeline에 업로드 하였으며, 미생물 classification을 위한 database로는 PKSSU 4.0 version이 사용되었다[42]. 각 간장시료의 alpha-diversity 분석을 위한 지수로 종 추정치는 OTUs, 종 풍부도 지수는 CHAO, 종 다양성지수는 Shannon과 Simpson을 산출하여 사용하였다[18]. 각 간장시료의 염도와 alpha-diversity 지수, 미생물 분포, BAs 함량간의 상관관계를 분석하기 위한 상관계수로 Spearman's rank-order correlation coefficient [37]를 산출하여 사용하였다.

결과 및 고찰

간장시료의 염도 및 BAs 함량 분석

수집한 간장시료 74종의 염도를 분석한 결과 최소 7.37%, 중앙값 20.59%, 평균 19.91, 최대 28.56%로 나타났으며, 염도를 나트륨 함량으로 환산한 후 간장 100 ml당 나트륨 함량은 최소 2,904.50 mg, 중앙값 8,113.00 mg, 평균 7,844.51 mg, 최대 11,252.50 mg으로 나타났다(Fig. 1). 2016년 한국소비자원의 간장 유형에 따른 나트륨 함량을 조사한 결과[19] 한식간장의 나트륨 함량은 100 ml당 8,585 mg으로 나타났으며, 혼합간장은 6,279 mg, 일반 양조간장은 5,819 mg, 염도를 낮춘 양조간장은 4,502 mg으로 나타나 본 연구 결과와 유사한 수준으로 나타났다. 수집 간장시료 74종의 HIS와 TYR 함량을 분석한 결과 HIS의 간장 1 L당 함량의 최소 0.00 mg (not detected), 중앙값 86.47 mg, 평균 201.95 mg, 최대 1,004.73 mg으로 나타났으며, TYR의 함량은 최소 3.48 mg, 중앙값 98.35 mg, 평균 245.48 mg, 최대 1,468.41 mg으로 나타나 약 3–5종의 BAs 고함량 간장이 전체 간장의 평균 BAs 함량을 크게 증가시키는 것으로 나타났다(Fig. 1.). 우리나라 한식간장과 유사한 방법으로 코지(Koji)를 seed로 사용하여 제조한 중국 전통간장의 HIS와 TYR 함량을 분석한 연구결과[22]에서 발효기간에 따라 HIS의 함량은 1 L당 최소 0.00 mg (not detected), 중앙값 296.74 mg, 평균 252.58 mg, 최대 486.91 mg으로 나타났으며, TYR의 함량은 최소 8.55 mg, 중앙값 139.56 mg, 평균 114.64 mg, 최대 180.84 mg으로 나타나 중앙값을 기준으로 중국 전통식 간장의 HIS와 TYR 함량이 한식간장보다 높았으나, TYR 함량의 평균값은 한식간장에서 더 높은 것으로 나타나 한식간장은 시료별 BAs 함량의 편차가 큰 것으로 나타났다. 수집 간장 시료 74종의 나트륨 함량과 BAs 함량의 순위 상관관계를 분석한 결과 나트륨 함량과 BAs 함량이 통계적으로 매우 유의한 수준의 음의 상관관계가 나타나 나트륨 함량이 높아질수록 간장의 HIS와 TYR 함량이 감소하는 것으로 나타났다(Fig. 2). 또한, HIS 함량과 TYR 함량이 통계적으로 매우 유의한 수준의 양의 상관관계가 나타났으며, HIS 함량이 높은 간장에서 TYR 함량 또한 높은 것으로 나타나 간장의 나트륨 함량이 간장 내의 HIS와 TYR 함량을 조절하는데 영향을 미치는 것으로 예상된다.

Fig. 1. Box-plots showing the contents of sodium, histamine and tyramine from 74 Ganjang samples (HIS, histamine; TYR, tyramine).

Fig. 2. Correlation between sodium content and BAs contents based on Spearman's rank-order correlation coefficient (A) and Pearson's correlation coefficient (B). Significance on Spearman's rank-order and Pearson's correlation coefficient between variables.

염도에 따른 미생물 다양성 및 미생물과 BAs 함량의 상관관계 분석

수집한 간장 74종의 미생물군집을 이루는 우점 미생물을 Fig. 3에 나타내었다. 수집한 간장의 미생물군집을 문(phylum) 수준에서 분석한 결과 Bacillota가 평균 64.92%를 차지하여 가장 우점하였으며, 다음으로 Pseudomonadota와 Bacteroidota가 각각 19.36%, 5.78%를 차지하여 우점하는 것으로 나타났다. 속(genus) 수준에서 분석한 결과 Tetragenococcus가 평균 21.43%를 차지하여 가장 우점하였으며, 다음으로 Bacillus와 Chromohalobacter가 17.49%, 5.00%를 차지하는 것으로 나타났다. 이전의 연구[10]에 의하면 전통방식으로 제조한 간장의 미생물을 속 수준에서 분석한 결과 Tetragenococcus가 28.40%를 차지하여 가장 우점하며, Bacillus와 Chromohalobacter가 각각 17.92%, 9.35%를 차지하여 우점한다 보고한 바 있어 본 연구결과와 매우 유사하였다. 속 수준에서 가장 우점하는 미생물 10종과 간장의 나트륨 함량, BAs 함량의 상관관계를 분석한 결과 Tetragenococcus를 제외한 나트륨 농도와 분포가 양의 상관관계에 있는 미생물 Bacillus, Lactobacillus, Bacteroides는 BAs 함량과 음의 상관관계에 있는 것으로 나타났다. 나트륨 농도와 분포가 음의 상관관계에 있는 미생물 Halomonas는 BAs 함량과 통계적으로 유의한 수준의 양의 상관관계에 있는 것으로 나타났다(Fig. 4.). 나트륨의 농도에 따른 alpha-diversity 지수와 BAs 함량의 상관관계를 분석한 결과 나트륨 농도와 간장 내 미생물의 종 추정치, 풍부도, 다양성 지수 중 Shannon은 통계적으로 유의한 수준의 양의 상관관계가 나타났으며, 미생물의 종 추정치, 풍부도, 다양성은 BAs 함량과는 상관관계가 나타나지 않아 간장 내 절대적인 풍부도가 높거나 미생물의 다양성이 BAs 함량에 유의한 영향을 미치지는 않는 것으로 분석되었다(Fig. 5.).

Fig. 3. Composition of dominant bacteria with mean relative abundance at phyla (A) and at genus (B) level in Ganjang samples.

Fig. 4. Spearman's rank-order correlation among dominant genus, sodium content and biogenic amines contents (Significance on Spearman's rank-order correlation coefficient between variables, *p<0.05, **p<0.01, ***p< 0.005, ****p<0.001).

Fig. 5. Alpha-diversity indices of Ganjang samples and Spearman's rank-order correlation among alpha-diversity indices, sodium content and biogenic amines contents (Significance on Spearman's rank-order correlation coefficient between variables, *p<0.05, **p<0.01, ***p<0.005, ****p<0.001).

간장의 나트륨 함량에 따른 속 수준에서의 우점 미생물과 BAs 함량과의 상관관계 분석에서 분포가 나트륨의 함량 또는 BAs 함량과의 상관관계가 나타난 미생물과 이전의 연구 결과[9, 24, 40, 43, 44]에서 다양한 발효식품에서 BAs를 분해하는 것으로 알려진 미생물 속(genus)에 속하는 미생물 60종을 종(species)의 수준에서 나트륨 함량에 따른 BAs 함량과의 상관관계를 분석하였다. 간장의 나트륨 함량에 따른 종 수준에서의 미생물 분포와 BAs 함량의 상관관계를 분석한 결과 간장의 나트륨 함량과 미생물 분포가 양의 상관관계에 있는 미생물 종은 BAs 함량과 음의 상관관계를 보였으며, 나트륨 함량과 미생물 분포가 음의 상관관계에 있는 미생물 종은 BAs 함량과 양의 상관관계를 보였으며, 미생물 분포가 나트륨함량과의 상관관계가 높을수록 BAs 함량과의 상관관계 또한 높은 경향을 보였다. 특히 간장의 나트륨 농도가 높을수록 Tetragenococcus, Chromohalobacter, Halomonas, Staphylococcus aureus와 같은 호염성 또는 내염성 미생물의 분포가 감소하여 나트륨 농도와 호염성 미생물의 분포가 음의 상관관계에 있는 것으로 나타났다(Fig. 6.). 이전의 연구에 의하면 염농도가 낮은 간장에서 호염성 미생물인 Tetragenococcus의 분포가 증가하고 극호염성 미생물인 Staphylococcus의 분포는 염농도가 높은 간장에서 증가한다 보고[11]한 바 있으나, 본 연구결과에서는 같은 속(genus)에 속하는 미생물이라도 종(species)에 따라 나트륨 농도와 반대의 상관관계를 갖는 경우가 나타났다. 이러한 결과는 미생물에 따라 나트륨 농도에 대한 민감도가 다르며, 염농도 이외의 이화학적인 다양한 변수가 미생물 분포에 복합적으로 작용하기 때문으로 판단된다. 본 연구 결과 Tetragenococcus, Halomonas, Staphylococcus, Chromohalobacter와 같은 호염성 미생물의 분포와 간장의 BAs 함량은 양의 상관관계가 있는 것으로 나타났다. 이전의 연구에 의하면 Tetragenococcus는 간장 발효기간 중 HDC의 작용을 통해 HIS를 생산하고, Staphylococcus는 LDC의 작용을 통해 TYR을 생산하는 것으로 알려져 있으며[20], Chromohalobacter는 putrescine (PUT)을 생산하는 것으로 알려져 있다[17, 30]. 또한 Halomonas는 Tetragenococcus와 함께 어장에서 HIS, PUT, TYR을 생산하는 것으로 알려져 있어[28] 호염성 미생물이 간장의 BAs 함량 증가에 기여한다는 결과가 일치하였다. 이와 반대로 간장의 나트륨 농도가 높을수록 Lactobacillus와 Bacteroides, Pseoduomonas 속 미생물의 분포 또한 증가하여 Lactobacillus, Bacteroides, Pseudomonas 속 미생물의 분포는 간장의 나트륨 농도와 양의 상관관계에 있는 것으로 나타났다. Lactobacillus, Enterococcus, Leuconostoc, Streptococcus와 같은 유산균은 높은 탈탄산효소 잠재력을 갖고있으며, 다양한 식품에서 발생하는 HIS와 TYR의 주된 원인으로 알려져 있다[1, 36]. 하지만 유산균 중 Lactobacillus는 다양한 염장 및 발효식품에서 amine oxidase 생산을 통해 BAs를 분해한다는 연구결과[9, 24, 40, 43, 44] 또한 지속적으로 발표되고 있다. Pseudomonas 속 미생물은 아미노산 탈탄산효소 유전자를 가지고 있으며, 젓갈에서 BAs를 생산하는 미생물 중 하나로 알려져 있으나[29] 다양한 분해 경로를 통하여 HIS 및 TYR 이외에도 PUT, Cadaverine (CAD), Tryptamine과 같은 다양한 BAs를 분해한다 알려진 바 있다[27]. Bacteroides는 그람 양성의 혐기성 구균으로 크론병과 같은 장 염증성 질환이나 당뇨 등과 관련 있는 장내 미생물로 알려져 있으나[46], 식품에서의 BAs 생산, 분해에 대해 알려진 바가 거의 없다. 본 연구 결과에서 Bacteroides의 분포는 간장에서 평균 1.73%를 차지하여 9번째로 우점하는 속으로 나타났으며, 나트륨 함량과 BAs 함량과 통계적으로 유의한 수준의 상관관계가 나타나 간장의 BAs 함량에 큰 영향을 미치는 미생물로 나타났다.

Fig. 6. Spearman's correlation among bacteria species belong in genus, sodium content and biogenic amines contents (Significance on Spearman's rank-order correlation coefficient between variables, *p<0.05, **p<0.01, ***p<0.005, ****p<0.001).

본 연구에서는 간장의 나트륨 함량이 미생물 분포와 다양성, 그리고 BAs 함량에 미치는 영향에 대해 분석하였다. 이전의 연구결과에 의하면 염장식품 또는 콩 발효식품에서 고농도의 염분이 BAs 함량을 감소시키거나 축적을 억제한다 보고한 바 있으며[2, 41], 본 연구 결과에서도 간장의 나트륨 함량이 증가할수록 BAs의 함량에 통계적으로 유의한 수준으로 감소하는 것으로 나타났다. 식품 내 BAs의 함량은 다양한 미생물의 탈탄산효소 작용으로 인해 생기는 것으로 알려져 있다[6]. 식품의 나트륨 농도는 미생물의 분포 변화에 영향을 미치고[11, 17, 30, 41] 환경에 따라 식품 내에서 Tetragenococcus, Pseudomonas, Lactobacillus와 같은 미생물이 식품 내에서 환경에 따라 BAs를 생산하기도 분해하기도 하는 것으로 알려져 있어[5, 23] 식품의 나트륨 농도는 미생물 분포를 직접적으로 조절하거나 미생물이 생산하는 탈탄산효소 작용에 영향을 미치는 것으로 예상된다.

고함량의 나트륨은 심혈관계 질환의 원인[14]으로 알려져 있으나, 최근 건강 위험도 분석 결과[31, 32]에 따르면 FDA나 DGA의 나트륨 섭취 권장량이 너무 낮다 보고한 바 있어 나트륨 섭취량에 대한 문제가 화두에 올라있다. BAs 또한 생체 내에서 체온, 혈압 등의 항상성 유지를 위한 신호전달 물질로서의 역할을 하지만[7, 38] 고농도로 존재 시 중추 신경계 관련 질환의 원인물질이 되는 것으로 알려져 있어[7] 나트륨과 BAs는 생체 내에 필수적이지만 농도에 따라 건강 위험도를 증가시키는 양면성을 가지고 있다. 본 연구 결과는 나트륨의 농도가 간장에서 BAs 농도를 통계적으로 유의한 수준으로 감소시키는 것으로 나타났으며, 고농도의 염도가 병원성 미생물을 억제[29]하는 것으로 알려져 있으므로 적절한 양의 나트륨이 건강한 식품을 제조하는데 도움이 될 것으로 예상된다.

감사의 글

이 논문은 2024년도 농림축산식품부의 재원으로 한국농수산식품유통공사-2024년 장류 기능성 규명(안전성 모니터링)사업의 지원을 받아 수행된 연구임.

The Conflict of Interest Statement

The authors declare that they have no conflicts of interest with the contents of this article.