건강기능식품 공전에 명시된 프로바이오틱스의 기능성은 "유익균 증식 및 유해균 억제, 배변 활동 원활에 도움을 줄 수 있음“에 그친다. 구체적으로 균주마다 변비에 좋다느니, 설사에 좋다느니 하는 명세는 없다. 각사의 주장과 관련 연구논문, 인터넷 검색에 근거에 세세한 사항을 알아본다. 충분한 근거가 부족할 수 있으므로 독자의 현명한 취사선택이 요구된다.

락토바실러스 속

락토바실러스 아시도필러스(Lactobacillus acidophilus)는 산도(pH) 5 이하인 산성에서 잘 자란다. 수십년 동안 가장 많이 연구된 유산균으로서 발효유 제품에 대부분 함유돼 있다. 인간의 위장관, 입과 질에서 발견된다. 장까지 살아남기 쉬워 장내 정착성과 증식능력이 우수한 편이다. 궤양성대장염이나 질염 치료 등에 활용된다. 황색포도상구균(Staphylococcus aureus)을 죽이는 능력이 뛰어나다.

대장암 성장 억제 효과가 확인됐지만 추가 검증이 필요하다. 총콜레스테롤 및 몸에 나쁜 저밀도지단백(LDL) 결합 콜레스테롤 수치를 크게 낮추는 것으로 나타났다. 

가장 일반적인 L. acidophilus NCFM 균주는 과민성대장증후군(IBS) 환자의 팽만감 감소에 기여한다고 연구된 바 있다. 

락토바실러스 카제이(Lactobacillus casei)는 치즈에서 처음 분리됐다. 카제이(Casei)는 치즈를 의미한다. 치즈의 발효에 사용되며 치즈에서 분리된다. 인간의 입, 질, 위장관에서 발견된다. 면역조절, 유해균 억제, 설사 개선에 도움을 줄 수 있다. 특히 항생제 관련 설사와 급성 감염성 설사 개선에 기여한다. 

이 유산균 중 L. casei DN-11401 균주는 항생제 관련 설사 발생률을 가장 크게 감소시키는 것으로 밝혀졌다. 소아 아토피피부염 예방에 활용할 수 있다. 대장암 억제 효과는 입증되지 않았다. 

락토바실러스 가세리(Lactobacillus gasseri)는 건강한 여성의 몸에서 발견된 유산균의 일부이다. 모유에서도 상당량 존재한다. 면역지표를 상승시켜 항암, 면역조절, 헬리코박터균(Helicobacter Pylori) 성장 저해, 장내 감염 감소, 알레르기질환 완화 등에 도움을 줄 수 있다. 소규모 임상연구에서 혈중 면역글로불린E(IgE) 수치를 낮춰 알레르기질환을 완화하는 게 확인됐다. 소화를 촉진하면서 항생물질 역할을 하는 락토실린을 생산한다. 

락토바실러스 불가리쿠스(Lactobacillus bulgaricus)는 장내에 정착하지 않고 통과한다. 메치니코프 프랑스 파스퇴르연구소 교수가 불가리아인의 장수 비결로 이 유산균이 든 요구르트를 꼽으면서 널리 알려졌다. 변비, 설사, 면역 및 항균물질 생성, 유당불내증 개선에 도움을 준다. 락토바실러스 카제이(Lactobacillus casei)와 특성이 비슷해 이 균의 아종으로 분류됐다가 독립성을 인정받았다.

락토바실러스 헬베티쿠스(Lactobacillus helveticus)는 유산균 증식을 촉진하고, 유해균을 억제한다. 대장 염증 유발을 억제한다. 논쟁 끝에 혈압 감소효과가 없는 것으로 확인됐다. 락토바실러스 카제이가 일반적으로 치즈에서 분리된 유산균이라면, 락토바실러스 헬베티쿠스는 치즈를 만드는 데 사용되는 유산균이다.

락토바실러스 퍼멘텀(Lactobacillus fermentum)은 시험관실험(in vitro)와 세포실험(in vivo)에서 콜레스테롤을 흡수해 지질대사를 촉진, 콜레스테롤 수치를 떨어뜨린 것으로 관찰됐다. 요도 감염 개선, 여성 건강 개선에 도움을 줄 수 있다고 알려져 있다.

락토바실러스 파라카제이(Lactobacillus paracasei)는 알레르기성 비염 및 아토피피부염을 완화하고, 살모넬라(Salmonella)균과 헬리코박터 파일로리균 등의 증식을 억제한다. 락토바실러스 람노서스(L. rhamnosus)와 함께 어린이 아토피피부염 발병률을 낮춘다고 연구돼 있다. 소화를 촉진하고 설사·변비·유당불내성을 개선한다고 알려져 있다. 항암 및 면역강화 효과도 언급된다. 올리고과당을 에너지원으로 사용한다. 

L. paracasei 아종인 L. paracasei F19 균주는 대장게실 환자의 복부 팽만감을 감소시키는 것으로 확인됐다. 

락토바실러스 플란타럼(Lactobacillus plantarum)은 인간의 입, 위장관, 질에 서식한다. 일명 ‘김치 유산균’으로 김치의 유산 발효를 주도한다. 콜레스테롤 및 몸에 나쁜 저밀도지단백(LDL) 결합 콜레스테롤 수치를 크게 낮추는 것으로 나타났다. 강력한 항산화 효과를 갖고 있으며, 과민성대장증후군(IBS)으로 찬 내장 가스 제거에 도움된다. 실험 결과 뇌유래 신경영양인자(brain-derived neurotrophic factor) 수치를 높여 우울증 완화 가능성이 확인됐다. 면역과잉반응에 의한 피부 상태(아토피피부염 등) 개선에 도움을 준다. 유해 세균 및 바이러스(대상포진 및 단순포진 등) 방어에 도움을 줄 수 있다.

많은 연구가 이뤄진 L. plantarum 299v 균주는 IBS 증상을 감소시키는 것으로 확인됐다. 또 철분 흡수를 증가시키고, 위험에 처한 사람들의 철분 결핍을 예방할 수 있는 것으로 밝혀졌다.

락토바실러스 루테리(Lactobacillus reuteri)는 인간의 위장관, 요로계, 피부, 모유에서 발견됐다. 항균효과가 있는 것으로 알려져 있다. 특히 영유아의 (급성) 설사, 여성 질염(칸디다증 예방) 개선에 도움을 줄 수 있다. 영유아 로타바이러스 감염으로 인한 설사 치료 기간을 단축하고, 헬리코박터 파이로리균(Helicobacter pylori) 감염을 억제한다. 충치를 유발하는 스트렙토코쿠스 뮤탄스균(Streptococcus mutans) 증식을 저해하는 데 효과적이다. IBS 증상 개선을 포함한 다양한 소화기 건강 개선에 도움이 되며, 콜레스테롤을 낮추는 효과도 일부 확인됐다. 

여러 아종 가운데 L. reuteri RC-14 균주는 질 칸디다증을 차단하는 것으로 밝혀졌다. 

L. reuteri DSM 17938 균주는 감염성 설사 기간을 줄이는 것으로 밝혀졌다.

L. reuteri NCIMB 30242 균주는 한 연구에서 성인의 총콜레스테롤 수치와 LDL 콜레스테롤 수치를 감소시키는 것으로 나타났다. 또 비타민D 수치를 증가시키는 것으로 확인됐다. 

락토바실러스 람노서스(Lactobacillus rhamnosers)는 장 정착성이 높고 산도 변화에 안정적이다. 위장관과 질에서 발견된다. 생물학적으로 L. 카제이 및 L. 파라카제이와 가까우며 유제품 발효에도 활용된다. 

여러 차례의 임상시험에서 항진균 및 항균 효과를 입증했다. 일부 연구에서 항생제 관련 설사 및 급성 감염성 설사의 위험을 줄이는 것으로 나타났다. 또 어린이 아토피피부염과 비만 여성(남성은 제외)의 체중을 크게 감소시키는 것으로 확인됐다. 

가장 널리 사용되는 락토바실러스 람노서스 GG(LGG, ATCC 53103) 균주는 프로바이오틱스의 효능 연구에 가장 많이 활용되고 있다. 2018년 기준 전세계 과학저널에 실린 누적 논문 건수가 800건 이상으로 200건 이상의 임상시험이 진행됐다. 

LGG 균주는 산도 변화에 안정적이며 장내에 잘 정착하는 편이다. 소장 벽과 여성의 질벽에 살면서 면역조절 효과를 낸다. 과민성장증후군, 아토피피부염, 알레르기피부염 등에 도움이 된다. 병원성균인 포도상구균, 대장균, 살모넬라균, 적리균, 티푸스균 등을 억제한다. 과산화수소, 초산 등을 생산해 방부작용을 한다. 정장작용 및 설사 개선(지사) 작용이 우수해 의약품 성분으로서 임상현장에서도 널리 쓰이고 있다. 

다만 LGG 투여를 중증 환자(중환자실 입원치료)는 락토바실러스 균혈증 발병 위험이 비 투여 환자보다 3배 높은 것으로 나타났다. 하지만 그 비율은 2만2174명 중 6건 대 2만1652명 중 2건으로 절대치가 낮아 참고할 수준이다. 

아종인 L. rhamnosus GR-1 균주는 질 감염과 관련된 칸디다증을 차단하는 것으로 밝혀졌다. 

락토바실러스 살리바리우스(Lactobacillus salivarius)는 설사를 유발하는 대장균과 식중독을 일으키는 살모넬라균 증식을 억제한다. 장내세균총 정상화에 기여해 설사, 식중독, 과민성장증후군 개선에 도움을 줄 수 있다.

비피더스 속

사람의 장속(주로 대장)에 살고 있는 젖산균으로 장의 연동운동과 장의 면역을 활성화시켜 배변활동을 원활하게 하는 데 도움을 준다. 위산과 담즙에 강하나 나이가 들수록 감소하며, 스트레스가 쌓이거나 질병에 걸려도 역시 감소한다.

비피도박테리움 비피덤(Bifidobacterium bifidum)은 대장과 질벽에서 주로 발견되는 유익균이다. 발효유 제조에 가장 많이 활용된다. 급성설사와 대장균 감염 등을 예방하고, 질내 항상성을 유지한다. 헬리코박터 파이로리균 감염 치료에도 도움을 준다고 알려져 있다. 일부 연구에서 대장암을 예방한다고 밝혀졌지만 추가 검증이 필요하다. 

Streptococcus thermophilus와 함께 유아용 조제분유에 첨가되면 감염성 설사 발생률을 낮추는 것으로 연구돼 있다. 

Bifidobacterium bifidum MIMBb75 균주는 임상시험에서 과민성대장증후군(IBS) 증상을 크게 감소시키는 것으로 연구됐다.

비피도박테리움 브리브(Bifidobacterium breve)는 영아 대변에서 처음 분리됐으며, 운동성이 없는 게 특징이다. 대장균을 억제해 설사 개선에 도움을 준다. 궤양성대장염 치료에도 활용된다.

비피도박테리움 롱검(Bifidobacterium longum)은 섬모 구조를 띠어 소장 내피 세포벽에 정전기적으로 강하게 달라붙는다. 장벽을 강화하고 항균물질을 만들어 설사 및 장염에 대한 방어, 과민성장증후군 개선에 도움을 준다. 콜레스테롤 저하에도 효과가 있다고 연구돼 있다.

B. 롱검의 아종인 Bifidobacterium infantis는 일부 연구에서 IBS 증상을 개선하는 것으로 밝혀졌다. 신생아 장내 미생물총에 이식할 수 있는 유익균으로 여겨진다. 또 그 아종인 B. 인판티스 EVC001 균주는 모유 수유 중인 유아의 병원성 박테리아 감염 및 장염을 감소시키는 알려졌다.

비피도박테리움 아니말리스(Bifidobacterium animalis)는 인간을 포함한 포유류의 위장관에서 흔히 발견된다. 위산과 담즙에 잘 파괴되지 않는 장까지 도달하는 성능이 우수하다. 과민성대장증후군 치료, 항생제 관련 설사에 도움된다.

그 아종인 Bifidobacterium animalis. lactis는 일부 연구에서는 단독으로 또는 Bifidobacterium animalis와의 병용으로 총콜레스테롤 수치와 몸에 나쁜 저밀도지단백(LDL) 결합 콜레스테롤 수치를 크게 낮추는 것으로 나타났다. 또 변비를 개선할 수 있다.

특히 Bifidobacterium animalis. lactis의 아종인 B. animalis subsp. lactis HN019는 요구르트에서 분리됐는데 장벽을 강화하고 위장관내 병원균을 감소시키며 감염성 설사 발생률을 감소시키는 것으로 밝혀졌다. 변비 환자의 배변 활동을 증가시킬 수도 있다.

락토코쿠스 속

락토코쿠스 락티스(Lactococcus lactis)는 일본 한 연구에서 병원균 편모의 운동성을 저해했다. 이 유산균 유전자에 발암 억제인자인 KiSS-1 유전자를 삽입한 중국 연구 결과 대장암 전이를 방지하는 것으로 확인됐다. 국내 연구진은 위암 예방 효과 및 위 건강 개선 효과가 있다고 보고한 바 있다.

과거에는 생물분류상 Streptococcus lactis라고 명명했다. L-젖산을 생산하며 이 산은 우유를 응고시키므로 브리치즈, 카망베르 치즈, 체더치즈, 그뤼에르치즈, 파르메산치즈, 로케포르치즈 등의 제조에 활용된다.

스트렙토코쿠스 속

스트렙토코쿠스 써모필러스(Streptococcus thermophilus)는 연쇄상구균속에 속한다. 운동성이 없으며, 내생포자(endospore)를 만들지 않는다. 열에 강해 35~42도에서 잘 자라고, 모짜렐라 치즈나 요구르트 등 유제품 안에 풍부하게 들어 있다. 유당(lactose)을 분해하는 능력이 우수해 유당불내성 환자가 배탈 없이 우유를 섭취할 수 있도록 돕는다.

엔테로코쿠스 속

엔테로코쿠스 패시움(Enterococcus faecium)은 사람과 동물 장내에서 공생하지만 신생아뇌막염·심장내막염을 일으키기도 해 주의해야 한다. 두 가지 이상의 항생제가 듣지 않는, 즉 다제내성을 보이는 균 중 하나다. 장내 정상세균총 회복에 도움을 준다.

엔테로코쿠스 패칼리스(Enterococcus faecalis)는 요로감염증·수막염 등을 유발할 수 있으며, 항생제 다제내성의 원인이 되기도 한다. 염기(pH 9.6) 등 극한 환경에서도 생존력이 뛰어나다. 10~45도에서 자라며, 60도에서 30분간 생존할 수 있는 특징을 가졌다. 

그러나 일부 Enterococcus속 균주는 2018년 식약처 재평가에서 항생제 내성 유전자와 독성 유전자를 가지고 있는 것으로 나타났다. 식약처는 Enterococcus속 균주를 사용할 경우 항생제 내성 유전자와 독성 유전자가 없음을 확인하도록 제조기준을 변경하고 어린이 섭취 등에 대한 주의 사항 등을 신설했다.

건기식 공전 19종에서 제외된 주요 프로바이오틱스로는 Lactobacillus johnsonii, Bifidobacterium dolvedis, Saccharomyces boulardii, Saccharomyces cervisiae, Clostridium Butyricum 등이 있다.

이 중 Saccharomyces boulardii는 항병원성 효과가 있으며 어린이와 성인의 항생제 관련 설사를 포함한 급성 설사의 위험을 줄이고 헬리코박터균 감염과 싸우는 것으로 밝혀졌다. 또 IBS 증상을 완화할 수도 있다. 대부분의 항생제에 내성을 갖는다. 특히 Saccharomyces boulardii CNCM I-745 균주는 위장관염 및 항생제 관련 설사를 예방하는 것으로 나타났다.

반면 Saccharomyces cervisiae는 1966년 이후 진균혈증에 대한 보고가 60건 이상 발표될 정도로 안전성 문제를 안고 있다. 대다수는 중증 환자(집중치료실(ICU) 치료나 비경구 영양공급, 또는 중심정맥 카테터 삽입, 광범위한 항균치료)였으나 문제가 인식돼 현재는 건강상태가 나쁜 환자의 범용 보충제로는 쓰이지 않는 추세다.