돼지고기 기능성 표시 식품 「에도톤(枝豚肉) 빙온숙성 히무로돈(氷室豚)」의 개발

돼지고기 기능성 표시 식품 「에도톤(枝豚肉) 빙온숙성 히무로돈(氷室豚)」의 개발

사쓰 히데오・구리하라 마모루

1. 서론

식품은 일반적으로 (1) 영양, (2) 기호성(맛), (3) 생체조절이라는 세 가지 기능을 갖는 것으로 알려져 있다. 이 가운데 (3) 생체조절 기능은 최근 가장 주목받고 있는 분야로, 실제로 다수의 특정 보건용 식품(통칭 ‘토쿠호’)이나 기능성 표시 식품이 개발되고 있다.

특정 보건용 식품은 소비자청의 심사를 통해, 해당 식품에 포함된 기능성 관련 성분이 과학적 근거에 기반하여 건강에 유용한 기능을 발휘할 것으로 기대된다는 점이 인정된 제품이다. 이 제품에는 소비자청의 허가 마크가 표시된다. 한편, 기능성 표시 식품은 2015년 4월부터 시작된 새로운 제도로, 사업자의 책임 하에 과학적 근거를 바탕으로 특정한 보건 기능을 기대할 수 있다는 내용을 표시할 수 있는 식품이다. 이 경우 소비자청에 대한 사전 신고와 수리가 필요하다.

기능성 표시 식품의 수는 최근 급격히 증가하고 있으며, 그 특징 중 하나는 식품 형태의 다양성이다. 예를 들어 건강기능식품(서플리먼트)뿐 아니라 신선 식품도 신고가 가능하다. 실제로 채소, 과일류, 생선, 육류 등도 기능성 표시 식품으로 신고 및 수리된 사례가 있다.

이에 저자들은, 마에바시 공과대학의 2018년도 ‘지역 활성화 사업’(빙온숙성 돼지고기(히무로돈)를 활용한 기능성 식품의 연구개발)을 기반으로, 빙온숙성 돼지고기를 기능성 표시 식품으로 신청하는 방안을 본격적으로 검토하기 시작하였다.

 

2. 빙온숙성 돼지고기와 그 기능성 관련 성분

2.1 빙온숙성 돼지고기란

빙온숙성이란, 0℃ 이하의 온도 구간에서 식품이 얼기 직전까지의 온도대에서 숙성을 진행하는 방법을 말한다. 0℃ 이하의 온도에서 숙성함으로써, 식품위생법에서 관리 대상이 되는 유해 미생물의 증식을 억제할 수 있으며, 부패에 이르기까지의 시간을 연장시키는 것이 가능하다. 일반적으로 돼지고기의 숙성은 4℃에서 3~5일 정도의 양의 온도 영역에서 이루어지는 경우가 많다. 이러한 관점에서 보았을 때, 빙온숙성 공법은 매우 독창성이 높은 숙성 방식이라고 할 수 있다.

2.2 빙온숙성 돼지고기에 포함된 기능성 관련 성분

빙온숙성 돼지고기를 기능성 표시 식품으로 신청하기 위해, 먼저 기능성 관련 성분을 선별하였다. 그중에서도 α-리놀렌산과 이미다졸 디펩타이드에 주목하였고, 예비 검토로써 해당 성분들의 함유량을 군마현 산업기술센터에서 측정하였다. 그 결과, 혈압 조절 기능 등으로 알려진 α-리놀렌산은 100g당 약 100mg 정도만 포함되어 있었다. 반면, 이미다졸 디펩타이드는 100g당 약 500mg이 포함된 것으로 나타났으며, 이는 빙온숙성 돼지고기의 현실적인 1일 섭취량 기준으로 보았을 때도 보건기능을 기대할 수 있는 수준이었기에, 분석 대상으로 이미다졸 디펩타이드를 선정하여 보다 상세한 분석을 진행하기로 하였다.

2.3 이미다졸 디펩타이드

이미다졸 디펩타이드는, 이미다졸기를 포함하는 아미노산의 일종인 히스티딘이 결합된 디펩타이드를 말한다(그림 1). 그중 하나인 카르노신(β-알라닐-히스티딘, 그림 1(A))은 β-알라닌과 히스티딘이라는 두 아미노산으로 구성되어 있으며, 동물의 뇌, 골격근, 심근 등에 다량 존재하는 유리 디펩타이드이다. 골격근, 심근, 그리고 척추동물의 신경조직에 있어 그 농도는 때때로 50mM에 이르기도 한다. 카르노신을 다량 함유한 식품으로는 닭고기와 돼지고기 등이 있다. 또한, 카르노신 구조에 메틸기를 하나 가진 안세린(β-알라닐-메틸히스티딘, 그림 1(B))은 가다랑어나 참치 등에 포함되어 있는 것으로 알려져 있다.

카르노신과 안세린은 β-알라닌이라는 특수 아미노산을 포함하고 있기 때문에, 일반적인 펩티다아제(펩타이드 분해효소)에 의해 쉽게 분해되지 않으며, 소장까지 도달하는 것으로 여겨진다. 특히 카르노신은 장 상피 모델인 Caco-2 세포를 이용한 분석을 통해, 장 상피 내에서 펩타이드 수송체 1(PepT1)을 매개로 흡수된다는 것이 시사되고 있다. 또한, 카르노신은 실제로 아미노산으로 분해되지 않은 채 혈액 내에서 검출된다는 사실이 인간 대상 시험을 통해 보고된 바 있다.

이미다졸 디펩타이드는 항산화 작용을 비롯하여 다양한 생리 기능이 알려져 있으며, 최근의 사람을 대상으로 한 시험에서는 항피로 효과 및 뇌 노화 개선 효과에 관한 보고가 이루어지고 있다.

 

 

図1　代表的なイミダゾールジペプチドの構造

• (A) カルノシン (Carnosine)
• (B) アンセリン (Anserine)

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🔬 구성 차이:

• (A) 카르노신
  • 구성: β-알라닌 + 히스티딘
  • 주요 존재 부위: 포유류 근육, 뇌
  • 기능: 항산화, 항피로, 금속 킬레이션
• (B) 안세린
  • 구성: β-알라닌 + 1-메틸히스티딘 (히스티딘에 메틸기 추가)
  • 주요 존재 부위: 조류, 어류의 근육
  • 특징: 카르노신보다 산화 안정성 우수, 인간 체내에서 분해 저항성 높음

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이 구조는 두 펩타이드의 유사성과 결정적인 차이점인 히스티딘의 메틸화 여부를 시각적으로 명확하게 보여줍니다. 기능성 식품, 항피로제, 노화억제제 등에서 이 두 물질이 함께 비교되는 이유가 바로 이 구조적 유사성과 기능 차이에 있습니다

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. 카르노신(Carnosine)과 안세린(Anserine)의 비교 분석

 

1. 생리학적 기능 비교

카르노신과 안세린은 모두 이미다졸 디펩타이드로, 항산화와 생리 조절 기능을 가진 물질이다. 이들은 근육과 뇌 등 인체 내 주요 조직에 존재하며, 활성산소와 반응성 알데하이드를 제거함으로써 세포를 산화 손상으로부터 보호한다. 특히 안세린은 고포도당 조건에서 세포 보호 단백질을 증가시키는 효과가 있어 카르노신보다 높은 항산화 능력을 보이기도 한다.

두 물질은 격렬한 운동 시 근육 내 pH 저하를 완충하여 항피로 효과를 나타낸다. 빠른 연축섬유에 존재하며, 고강도 운동 수행력을 높이는 데 기여한다. 또한 베타-알라닌 보충을 통해 근육 내 카르노신 농도를 증가시키면 운동지속 시간이 늘어난다.

신경계에서도 두 펩타이드는 신경세포 보호와 인지 기능 개선에 긍정적인 영향을 준다. 안세린과 카르노신 복합 섭취가 노인에서 뇌혈류 개선과 기억력 향상에 효과적이라는 임상결과도 보고되어 있다. 다만 안세린은 인체 내에서 합성되지 않으며, 외부 섭취를 통해서만 체내에 도달한다.

추가적으로, 카르노신은 금속이온 킬레이트 능력을 가져 산화반응을 억제하지만, 안세린은 메틸화 구조로 인해 이러한 기능은 없다. 반면 안세린은 일산화질소(NO) 생성을 촉진하여 혈관 기능 개선에 더 효과적일 수 있다.

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2. 식품 내 함량 비교

카르노신은 포유류 육류, 특히 쇠고기와 돼지고기에 많이 함유되어 있으며, 안세린은 닭, 오리 등의 가금류에 풍부하다. 생선류에는 두 물질 모두 함량이 매우 낮다.

 

3. 생합성 경로 및 대사 특성

카르노신은 β-알라닌과 L-히스티딘이 결합하여 생성되며, 카르노신 합성효소에 의해 ATP를 소모하면서 합성된다. 인체 내에서 주로 근육, 심장, 뇌 등에 분포한다. 카르노신은 PepT1 수송체를 통해 흡수되며, 체내에서는 카르노시나제에 의해 분해된다. 분해산물은 다시 대사에 활용될 수 있다.

안세린은 카르노신이 메틸화되면서 생성되며, 조류와 일부 어류에서만 합성된다. 인체에서는 자체적으로 합성되지 않으며, 식이를 통해서만 섭취 가능하다. 안세린은 카르노시나제에 의해 쉽게 분해되지 않아 분해 저항성이 높고, 체내에서 상대적으로 더 오래 작용한다. 분해 후 생성되는 1-메틸히스티딘은 인체 대사에 활용되지 않으며 소변으로 배출된다.

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4. 인체에 미치는 효과 및 최신 연구 동향

두 펩타이드는 항산화 및 항염 특성을 기반으로 운동 수행 향상, 인지 기능 개선, 노화 억제, 대사질환 예방 등 다양한 생리 기능을 나타낸다.

• 운동 기능: 카르노신은 고강도 운동 시 피로를 지연시키는 데 효과적이며, 베타-알라닌 보충을 통해 근육 내 농도 증가가 가능하다. 안세린도 이론적으로 항피로 효과가 있지만, 인체에서 지속 유지되기 어려워 직접적인 운동보조제로는 제한적이다.
• 인지 기능: 안세린과 카르노신 복합 섭취는 노년층의 언어 기억 향상, 뇌혈류 증가 등에 긍정적인 효과를 보였으며, 알츠하이머 예방 가능성도 제시되었다.
• 항노화 및 항당화: 카르노신은 당화 억제를 통해 단백질 손상과 기능 저하를 예방하며, 안세린도 유사하게 작용하여 당뇨 및 신장 손상을 개선하는 결과가 보고되었다.
• 기타 효능: 심혈관계 보호, 대사 조절, 면역 반응 조절, 피부 및 관절 보호 등 다양한 가능성이 동물 및 세포 수준에서 연구되고 있다.

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종합 요약

카르노신과 안세린은 항산화·항염·항피로 효과를 공유하는 기능성 디펩타이드이지만, 안세린은 분해 저항성과 혈관 기능 증진 면에서 더 유리한 면이 있다. 반면 카르노신은 인체에서 자체적으로 합성되며 근육과 신경 보호에 중요한 역할을 한다. 이들의 상호보완적 특성으로 인해 기능성 식품 및 보충제로서의 활용 가치가 높아지고 있으며, 향후 임상연구와 응용 연구가 더욱 활발히 진행될 것으로 기대된다.

 

3.빙온숙성 돼지고기의 기능성 표시식품으로서의 신고

빙온숙성 돼지고기(‘히무로톤’ 14일 숙성)에 포함된 이미다졸 디펩타이드 함량을 일본식품분석센터에서 측정한 결과, 100g당 약 600mg이 함유되어 있는 것으로 확인되었다(표 1). 사람 대상 시험 결과에 따르면, 항피로 효과를 나타내기 위한 이미다졸 디펩타이드 섭취량은 200mg으로 알려져 있다. 이에 개인차 등을 고려하여 100g당 함량을 500mg으로 다소 낮춰 산정하더라도, 빙온숙성 돼지고기를 40g만 섭취하면 항피로 효과를 기대할 수 있다.

한편, 기억력 유지 효과를 기대하기 위해서는 1000mg의 이미다졸 디펩타이드 섭취가 필요하므로, 빙온숙성 돼지고기를 200g 섭취함으로써 해당 효과를 얻을 수 있다.

이러한 분석 결과를 바탕으로, 빙온숙성 돼지고기에 대한 기능성 표시식품 제1차 신고가 이루어졌다. 이후 소비자청으로부터, 제출된 이미다졸 디펩타이드 함량은 생육 상태에서의 분석 결과이므로, 실제 섭취 시에는 가열 조리가 수반된다는 점을 고려하여, 조리 후의 이미다졸 디펩타이드 함량 측정이 필요하다는 답변을 받았다.

이에 따라 가열 조리 후의 빙온숙성 돼지고기에 포함된 이미다졸 디펩타이드 함량을 다시 일본식품분석센터에서 측정한 결과, 가열 조리에 의해서도 이미다졸 디펩타이드 함량에는 거의 변화가 없다는 사실이 확인되었다(표 1).

 

이 표를 통해 확인할 수 있는 주요 내용은 다음과 같습니다:

• 가열 조리 후에도 카르노신과 안세린 함량이 감소하지 않고, 오히려 소폭 증가하는 경향을 보임.
• 안세린은 열에 안정적이며, 조리 과정에서도 손실되지 않음.
• **총 이미다졸 디펩타이드 함량(카르노신+안세린)**은 조리 전 600mg → 조리 후 620mg으로 유지 또는 증가함.

→ 따라서, 기능성 성분으로서의 유효성은 조리 후에도 그대로 유지된다고 볼 수 있습니다.

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그 결과를 바탕으로 소비자청에 다시 기능성 표시식품으로의 신고가 이루어졌으며, 최종적으로 기능성 표시식품으로서 정식 수리되었다(신고번호 E433, 2019년 9월 28일)(그림 2).

해당 기능성 표시식품은 식육가공품으로 분류되지만, 이 중에서도 생육 상태의 식육을 기능성 표시식품으로 신고·수리받은 사례로는, “하카타 지도리(닭 가슴살)”(신고번호 E283)이 제1호로, “에다돼지고기 빙온숙성 히무로톤 14일 숙성”은 생육으로는 제2호, 돼지고기로는 일본 최초의 기능성 표시식품이 되었다.

2022년 2월 기준으로, 이미다졸 디펩타이드를 기능성 관련 성분으로 한 생육 식육 제품은 총 7건이 신고·수리되었으며, 이들 모두 식품명은 닭고기이다.

한편, 돼지고기를 원료로 한 기능성 표시식품으로는 ‘이베리코 돼지’가 있으며, 이 경우에는 올레산이라는 지방산을 기능성 관련 성분으로 하여, “혈중 정상 콜레스테롤을 유지하는 데 도움을 준다”는 보건 기능으로 신고·수리된 바 있다.

 

 

• 기능성 표시식품 (상단 흰 글씨 박스)
• 빙온숙성 HIMURO PORK (제품명)
• 14일 숙성 (숙성 기간 강조)
• 기능성 표현 문구
  • 피로감 경감
  • 기억력(정보를 기억하고 떠올리는 능력)의 유지
  • (기능성 관련 성분: 이미다졸 디펩타이드)
  • 소비자청 신고번호: E433
• 제품명
  • 枝豚肉氷温熟成氷室豚
  • 제조자: 栗原精肉店 (군마현)

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이 라벨은 소비자에게 다음과 같은 메시지를 전달합니다:

✅ 14일간의 정밀한 빙온숙성을 통해 숙성된 돼지고기 제품이며,
✅ 이미다졸 디펩타이드를 기능성 성분으로 포함하고 있어,
✅ 피로감 감소와 기억력 유지에 도움을 줄 수 있는 기능성 표시식품이다는 점을 강조하고 있습니다.

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4. 맺음말

본고에서는 일본 최초의 돼지고기 기능성 표시식품인 ‘에다돼지고기 빙온숙성 히무로톤 14일 숙성’의 개발 과정에 대해, 초기 검토 단계부터 소비자청에 기능성 표시식품으로 신고·수리되기까지의 절차를 소개하였다.

이번 제품에서 주목한 **기능성 관련 성분은 이미다졸 디펩타이드(카르노신과 안세린)**이며, 이 성분은 항피로 및 기억력 유지에 대한 기능성 표시가 가능한 것으로 평가되었다.

한편, 최근에는 안세린이 50mg 섭취만으로도 고요산혈증 경향이 있는 사람의 요산 수치 상승을 억제하는 작용이 보고되면서, 요산 수치 조절을 위한 기능성 표시식품의 기능성 성분으로도 주목받고 있다.

따라서 향후에는 생육 상태의 식육 제품에서도 항피로·기억력 유지뿐 아니라 요산 수치 개선에 대한 세 가지 건강기능을 함께 표시할 수 있을 것으로 기대된다.

또한 본고에서는 빙온숙성 돼지고기에 초점을 맞추었지만, 군마현은 다양한 기능성 농산물을 생산하는 농업 중심 지역으로, 향후 군마현산 농산물을 원료로 한 기능성 표시식품이 더욱 늘어나, 식품을 통한 질병 예방과 건강수명 연장에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

 

 

참고문헌 요약

쿠리하라 마모루의 빙온협회 발표 요지 (2018, 2019)

• → 빙온숙성 돼지고기의 개발 및 기능성에 대한 발표

기능성 표시식품 데이터베이스

• → https://db.plusaid.jp/components/25

• 사쓰 히데오, 쿠리하라 마모루
  • 빙온숙성 돼지고기에 포함된 기능성 성분 분석 (마에바시 공과대학)

• Cararo 외
  • 카르노신 및 관련 펩타이드의 항노화 질환 치료 가능성 (Aging and Disease, 2015)

• 사쓰 히데오
  • 식품 성분의 장내 흡수 메커니즘과 생리 기능 (2009)

• Park et al.
  • 쇠고기 섭취 후 사람 혈장 내 카르노신 정량 분석 (J. Agric. Food Chem., 2005)
• Yamano 외, Young 외
  • 닭고기 추출물의 피로 회복·인지기능·기분 개선 효과 (2013, 2015)
• Hisatsune 외
  • 노인 대상 안세린/카르노신 보충제의 언어기억 효과 연구 (J. Alzheimer’s Dis., 2016)

• 쿠보무라 외
  • 건강한 성인을 대상으로 한 안세린 장기 투여 시 혈청 요산 수치 변화 및 안전성 평가 (응용약리, 2018)

 

 

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