워싱턴 주립대학의 연구팀이 위장관 질환을 유발시키는 Campylobacter 세균에 대하여 현재 이용되고 있는 2종의 약물보다 100배나 효과적인 성분을 마늘에서 발견했다. ‘Journal of Antimicrobial Chemotherapy’ 최신호에 발표된 이번 연구는 식품 매개 질환에 대한 새로운 가능성을 보여주는 동시에 약물 저항성 세균에 대처하는 방안도 제시하고 있다. 연구를 주도한 Xiaonan Lu 박사는 “이번 결과는 매우 놀랍다. 그 이유는 디아릴 설파이드(diallyl sulfide: DAS)이라는 마늘 유래 물질들이 환경과 우리의 식품 공급망에 존재하는 질병 유발 세균들을 감소시키는 효과를 보여주었기 때문이다.”라고 설명했다.

논문의 공동저자로서 25년 이상 Campylobacter jejuni를 연구해 온 Michael Konkel 박사는 “이번 결과는 새로운 중재 전략의 개발을 위한 첫 번째 단계이다. Campylobacter는 미국과 전세계에서 식품 매개 질환을 유발시키는 단순하지만 가장 흔한 세균이다.”라고 설명했다. 미국 질병 통제 관리국에 따르면 매년 240만 명의 미국 시민들이 Campylobacter에 감염되어서 설사, 경련, 복통, 열 등의 증상이 발생한다고 한다. 이 세균은 Guillain-Barre 증후군으로 알려진 드문 마비성 질환의 원인 중 3분의 1을 차지하고 있다고 한다. 이들 세균의 감염 대부분은 날 것이나 조리가 덜 된 식품을 먹어서 이루어진다고 한다.

DAS는 마늘의 자극적인 맛 성분 가운데 하나로서 음식을 가열할 때에 생성되는 PhIP라는 물질의 생성을 저해하는 것으로 잘 알려져 있다. 이번에 연구팀은 DAS의 항균 효과를 시험하였다. 세균들이 끈끈한 생물막(biofilm)을 형성하면 부유하는 세균보다 항생제 저항성이 1000배나 높아진다고 한다. 생물막은 미생물이 스스로 분비한 기질 속에 형성된 3차원적 구조물로, 고체 표면 위에 막 형태로 형성된다. 놀랍게도 DAS는 이들 생물막 형성 세균들도 효과적으로 사멸시킬 수 있었다고 한다. 면역블롯팅 시험에서 DAS는 세균 세포의 에너지원인 ATP도 신속하게 감소시키는 것으로 확인되었다.

특히 이 물질은 보호 생물막을 쉽게 투여하였으며, 황 포함 효소와 함께 세균을 사멸시키는 상승작용을 보였다. 생물막에 대해서 디아릴 황화물은 우선 생물막을 구성하는 세포외 폴리머성 물질을 파괴한 후에 내부의 세균 세포에 직접 전달되었다고 한다. 마지막으로 연구팀은 DAS가 현재 Campylobacter에 이용되는 항생제인 에리스로마이신(erythromycin)이나 시프로플록사신(ciprofloxacin)보다 100배나 효과적인 것을 확인하였다.

연구팀은 이전에도 ‘Applied and Environmental Microbiology’와 ‘Analytical Chemistry’의 2편의 저널에 DAS와 다른 유기황 물질이 Listeria monocytogenes와 Escherichia coli O157:H7과 같은 식품 매개성 질환 세균을 효율적으로 사멸시킨다고 보고한 바 있다. 연구팀은 이번 결과가 아직 기초 단계의 연구이기 때문에 실제 적용까지는 더 많은 시간이 요구된다고 설명했다. 또한 마늘을 먹는 것이 건강에는 도움이 되겠지만 Campylobacter 관련 식중독을 예방할 수 있다고 이야기하기는 무리가 있다고 강조했다.

그러나 연구팀은 DAS가 환경에서 Campylobacter를 줄이거나 식품 가공 설비들의 살균에는 효과적일 것으로 보고 있다. DAS는 많은 식품들을 안전하게 복용하는데 도움이 될 것으로 생각되고 있다. 이 물질을 식품 가공 기구 표면을 처리하거나 감자나 파스타 셀러드 등의 포장 식품의 보존제로 유망하다고 한다.

Journal Reference: Xiaonan Lu, Derrick R. Samuelson, Barbara A. Rasco, and Michael E. Konkel. Antimicrobial effect of diallyl sulphide on Campylobacter jejuni biofilms. J. Antimicrob. Chemother., May 1, 2012 DOI: 10.1093/jac/dks138 (미리안)

그림설명: 1. 에리스로마이신, 시프로플록사신, DAS의 항균 효과 비교,

그림설명: 2. DAS의 생물막 파괴 효과