■ 단백질 식품에서 발생되는 바이오제닉 아민이란?
우리 몸의 주요 구성성분인 단백질은 계란, 고기, 콩 등의 식품에 다량 함유되어 있습니다. 단백질을 구성하는 가장 작은 단위가 아미노산인데, 바이오제닉아민(Biogenic amines, BAs)은 아미노산의 탈탄산 작용, 아미노기 전이작용 등의 화학적 작용에 의해 주로 생성되는 질소화합물입니다. 따라서 BAs은 이러한 화학적 작용이 잘 일어날 수 있는 환경인 단백질 함유 식품 속에서 미생물이나 생화학적 활성에 의해 발생할 수 있으며, 대표적인 BAs로는 Putrescine, Histamine, Tyramine, Spermidine, Serotonin 등을 들 수 있습니다. BAs은 체내에서 신경전달물질로서 직․간접적으로 작용하고 혈압조절 및 혈류 등의 심혈관계에도 영향을 미치므로, BAs함유 식품의 섭취로 여러 가지 약리적인 현상이 나타날 수 있습니다.
BAs 중 우리에게 가장 잘 알려진 물질은 histamine으로, 고등어․꽁치․정어리․참치 등의 어종을 비위생적으로 처리하여 부패가 발생하면 발진, 국소적 피부염증, 구토, 오심, 설사 등을 증상으로 하는 ‘scombrotoxicosis'가 유발됩니다.
바이오제닉 아민의 독성은?
포유류의 장내에는 무독화 장치(system)가 있어 일반적으로 식이로 섭취하는 바이오제닉 아민은 대사시킬 수가 있습니다. 하지만 알레르기 환자나 monoamine oxidase 저해제를 복용하는 경우 또는 바이오제닉 아민류를 과량 섭취했을 때에는 무독화과정이 무너져 바이오제닉 아민이 체내에 축적되게 됩니다.
1) scombrotoxicosis
Histamine 중독에 의한 것으로, 발진, 국소적인 피부염증, 구토, 오심, 설사, 심한 복통, 저혈압, 두통, 울렁거림, 심한 호흡곤란 등의 증상을 동반합니다. 고등어과(Scombridae) 어류와 비 고등어과 어류에는 histamine의 전구체인 histidine이 유리아미노산으로 다량 존재하기 때문에 적절한 온도처리를 하지 않았을 경우 부패미생물의 증식으로 histamine이 다량 발생하여 독성을 나타낼 수 있습니다.
2) tyramine toxicity
Tyramine, tryptamine, β-phenylethylamine 등은 심혈관계에 작용하며 이 중 Tyramine은 혈관수축과 심박활동을 증가시켜 혈압상승을 유발합니다. 또한 동공과 눈꺼풀 조직을 확장시켜 눈물의 분비를 촉진하고, 타액의 과다 분비, 호흡 증가와 혈당 상승을 가져오는 것으로 알려졌습니다. 최근에는 Tyramine이 편두통을 유발하기도 하는 것으로 보고되기도 하였습니다.
바이오제닉 아민이 들어있는 식품에는 어떠한 것들이 있을까요?
BAs는 어류제품, 육류제품, 낙농제품, 포도주, 맥주, 채소, 과일, 견과류 및 초콜릿 등 다양한 식품에 함유되어 있습니다. 특히 비발효 식품 중 고등어, 청어, 참치, 정어리 등에서 histamine, putrescine, cadaverine, tyramine, spermidine, spermine이 검출되고 있으며, 과일 및 쥬스와 채소, 초콜릿과 그 가공품, 돼지고기 등에 다양한 종류의 바이오제닉 아민이 함유되어 있는 것으로 알려져 있습니다.
발효식품의 제조공정에는 많은 종류의 미생물이 관여하므로 이들 중 일부 미생물들은 바이오제닉 아민을 생성할 수 있습니다. 특히 유익균으로 알려져 있는 젖산균(lactic acid bacteria, LAB)은 상당량의 putrescine, cadaverine, histamine과 tyramine을 생성한다고 보고하고 있습니다. 치즈는 어류 다음으로 histamine 중독이 많이 일어나며, 미소(miso), 간장(soy sauce), 템페(tempe)와 같은 아시아에서 즐겨먹는 대두발효식품은 곰팡이, 효모, 젖산균 등이 복합적으로 작용하기 때문에 발효과정 중 상당량의 BAs 생성이 예상된다는 보고가 있습니다. 또한 발효육류제품, 포도주와 맥주, 발효어류생산품 등에서도 바이오제닉 아민이 생성된다고 알려져 있습니다.
우리의 전통식품인 된장, 청국장, 간장은 바이오제닉 아민으로부터 안전한가요?
2005년 식약청의 국내 유통 식품 중 biogenic amine 함유량 조사 연구에서는 주로 우리나라 전통식품인 된장, 간장, 청국장, 멸치 및 까나리 액젓 등에서 함량이 높았습니다. 하지만 이들은 모두 식품의 부재료로서 소량 섭취하기 때문에 정상적인 건강을 갖는 사람에게는 유해한 수준은 아닌 것으로 보고되었습니다.
식품에서 바이오제닉 아민을 줄일 수 있는 방법은 무엇입니까?
연구 결과에 의하면, 젓갈류 및 장류 제조 시 Glycine을 첨가할 경우 최대 65%, 마늘추출물 사용 시 최대 40%까지 바이오제닉 아민 생성을 제어할 수 있는 것으로 알려졌습니다. 따라서 Glycine과 Starter를 병용하는 것이 바이오제닉아민 생성을 제어하는데 가장 효과적인 방법입니다. 또한 발효온도(40℃⇒30℃) 및 저장온도(37℃⇒4℃)가 낮을수록 바이오제닉아민 생성이 낮아지는 것으로 보고되었습니다.
원료와 제조공정을 청결하게 유지하여 부패미생물 오염을 차단시키는 것도 중요합니다. 또한 어류 가공품 부산물의 pH를 4.5이하로 조절함으로서 탈탄산효소 활성을 효과적으로 억제할 수도 있으며 pH, 온도 및 소금 농도 조절로 미생물 성장을 조절하여 치즈 등에서 바이오제닉아민 생성량을 효과적으로 제어할 수 있습니다. 이 밖에도 감마선 조사로 발효초기 부패미생물을 효과적으로 조절하여 발효 숙성 중 바이오제닉아민 생성을 억제시킬 수 있는 것으로 알려졌습니다.