영양소로서의 지질

이 종 호

연세대학교 식품영양학과

지질의 영양소로서의 기능은 크게 두가지로 나누어 볼 수 있다. 첫째, 고효율에너지 공급원이며 둘째, 체내에서 생합성 되지 않는 필수지방산을 공급하여 체내의 모든 막 조직의 구성분인 인지질의 필수 요소가 되는 것이다.

생명을 유지하고 활동하는 과정은 지속적인 에너지를 필요로 한다. 이러한 측면에서 지질은 체내에서 산화될 때 g당 9kcal의 열량을 내므로 당질과 단백질의 g당 4kcal에 비하여 농축된 에너지의 급원으로 효과적이라고 할 수 있다. 또한 체내에 저장될 때, 당질과 달리 수분과 결합하지 않으므로 체중의 증가를 최소화하면서 단위 부피당 조직 축적량을 높일 수 있다. 필수지방산은 신체의 성장과 유지, 여러 생리적 기능을 정상적으로 수행함에 있어서 체내에서 생합성되지 않거나 불충분한 양이 합성되기 때문에 반드시 섭취가 필요한 지방산이다. 크게 나누어 세 가지 필수지방산이 존재하는데, ω6계의 리놀레익산(C18:2)와 ω3계의 리놀레닉산(C18:3), 그리고 아리키돈산(C20:4, ω6)이다. 아라키돈산의 경우 체내에서 리놀레익산으로부터 합성되나 그 생리적 역할에 비해 불충분한 양이 만들어지므로 필수지방산으로 간주된다. 경우에 따라서는 아이코사펜타에노익산(EPA, C20:5, ω3)를 포함하기도 한다. 이밖에도 지질은 비타민 A, E, D, K 등의 지용성 비타민이 체내로 흡수될 수 있도록 하여 유용성을 높이는 역할도 한다.

본 고에서는 식품으로 섭취하는 영양소로서의 지질의 종류와 기본적인 구조 및 특징을 알아보고, 식이지방산이 지질농도에 미치는 효과와 질적인 측면에서의 한국인의 지질섭취의 변화와 관련 최신 연구동향을 정리해 보았다.

1. 지질의 종류, 구조와 특성

식품에 존재하는 지질성분으로 가장 많은 것은 중성지방(triglyceride, TG) 이며 총 지질의 99%에 해당된다. 다음으로는 인지질(phospholipid, PL), 콜레스테롤 등의 스테로이드 성분과 미량의 지용성비타민과 기타 지질성분이다. 지질의 구조와 성격을 결정하는 것은 지방산의 성분인데 구성 지방산의 종류에 따라 영양학적 특성이 다르다. 탄소수에 따라 탄소가 8미만이면 단쇄(short chain), 8-14까지를 중쇄(medium chain), 16이상을 장쇄(long chain)지방산이라고 분류하며, 이중 이중결합의 수에 따라 단일불포화(monounsaturated fatty acids, MUFA), 다불포화(polyunsaturated fatty acids, PUFA)로 나누고, 다불포화지방산은 이중결합이 CH3 말단에서 몇 번째 위치에서 처음 시작하느냐에 따러 다시 ω3, ω6로 나뉘며, 단일불포화지방산은 이중결합의 성격에 따라 cis, trans지방산으로 구별한다.

지방산의 구성은 지방의 종류에 따라 차이가 나는데, 일반적으로 동물성지방에는 포화지방산이 식물성 지방에는 다불포화지방산이 많다. 그러나 올리브유나 팜유와 같은 유지는 식물성이라해도 올레산(c18:1, ω8, cis)과 팔미틴산(C16:0)이 각각 80, 60% 함유되어 있다. 동물성 식품인 우유지방의 포화지방산은 탄소수가 중간이 되는 중쇄지방산 14%정도, 단쇄지방산 4-5%가 존재한다. 식물성지방의 다불포화지방산은 주로 리놀레익산이지만 우유는 리놀레닉산인 것이 특징이다. ω3계열로 탄소수가 리놀레익산보다 긴 EPA와 DHA는 생선 지방성분의 특징이다. 식물성 지방에 수소를 첨가하여 생산하는 마가린에는 자연식품에서 거의 볼 수 없는 엘라이딘산(C18:1,ω9 trans)을 2-7%함유한다. 지질영양에서 중요한 세 종류의 특성을 요약하면 다음과 같다.

중성지방: 한분자의 글리세롤과 세분자의 지방산이 에스테로 결합으로 구성된다. 식사 내 중성지방은 그대로 가공되지 않은 상태로 동물과 식물성지방에서 유래되었거나 식품에서 특별한 목적을 위해 산업적으로 가공된 것이다.

인지질: 인지질은 세포막을 형성하고 지단백(lipoprotein)을 구성하는 중요한 지질로서 식사 내 인지질은 지방흡수 시 유화작용을 보조하며, 콜린(choline)을 공급하는 주요급원이다. 체내에서의 콜린합성은 필요량을 다 충당하지 못하기 때문에 식사로부터 콜린 공급이 필요하다.

콜레스테롤: 콜레스테롤은 필수영양소는 아니지만 외인성 또는 내인성으로 존재하며, 세포막 구성요소, 담즙산, 비타민 D, 스테로이드호르몬의 전구체로 작용한다.

2. 식이지방산과 지방산함유 식품에 의한 지질과 지단백에 대한 영향

식사 내 콜레스테롤 뿐 아니라 식사 내 지질의 양과 종류는 혈청 콜레스테롤 농도에 영향을 준다. keys등에 따르면 식사 내 포화지방산은 혈청 콜레스테롤을 상승시키고, 다불포화지방산은 낮추는 역할을 한다고 하였다. 식사 내 콜레스테롤은 포화지방산보다 혈청 콜레스테롤을 증가시키는데 약하고, 단일불포화지방산은 중립적인 것으로 보고되었다. 식사 중의 포화지방산이 혈청 콜레스테롤을 높이는 효과는 다가불포화지방산에 의해 혈청콜레스테롤을 낮추는 효과보다 2배 더 강력하다고 보고된 바 있다. 다음의 표는 식사 중 대표적인 지방산(포화, 불포화)과 함유한 식품, 지질농도에 미치는 영향을 정리한 것이다.

	지방산	탄소수/ 이중결합수	풍부한 식품	지질과지단백에 미치는 효과
포화 지방산	라우린산	C12:0	코코넛유, 유제품, 초콜릿, 프림	TC↑, LDL-C↑, HDL-C↑
	미리스틴산	C14:0	고지방유제품, 버터	TC↑↑, LDL-C↑↑, HDL-C↑
	팔미틴산	C16:0	육류지방, 라면, 프림	TC↑↑, LDL-C↑↑, HDL-C↑
	스테아린산	C18:0	육류지방, 코코아	거의 영향 없음
단일 불포화 지방산	올레인산(cis)	C18:1	올리브유, 평지씨기름	TC↓↓, LDL-C↓↓
	엘라이딘산(trans)	C18:1	쇼트닝, 과장, 비스킷, 파이, 케이크	Lp(a)↑, LDL-C↑↑, HDL-C↓
다가 불포화 지방산	ω3 리놀레닉산	C18:3	견과류, 종자	VLDL↓, TG↓ (다른 지단백에는 다양한 효과)
	에이코사펜틴산	C20:5	등푸른 생선, 어유
	도코사헥산산	C22:6	등푸른 생선, 어유
	ω6 리놀레익산	C18:2	옥수수유, 잇꽃유, 해바라기씨기름, 콩기름	TC↓↓, LDL-C↓↓, HDL-C↓

ω6 다불포화지방산인 리놀레익산으로 포화지방산을 대치하면 LDL을 낮추지만 섭취량이 총 열량의 10%를 초과하면 HDL을 낮출 수 있으므로 유의해야 한다. 종자와 녹색잎, 어유에 들어있는 ω3계 지방산은 관상동맥질환을 방지하고 항염증효과, 항혈전 효과가 있다고 보고되어 있는데, 다량으로 섭취해야 중성지방과 VLDL을 낮출 수 있는 정도가 되어야 혈장 지질에 영향을 나타낼 수 있다.

3. 질적인 측면에서의 한국인의 지질섭취의 변천

2001년 국민건강영양조사 결과에 따르면 우리 나라 지질섭취는 총 에너지 섭취비율의 7.2%(1970년)에서 19.5%(2001년)로 단백질의 섭취변화보다 큰 변화를 보이고 있다. 또한 최근 지방섭취의 급원으로는 주로 돼지고기와 삼겹살이 높은 비율을 차지하였다. 평균 P/S(다가불포화지방산/포화지방산)비율이 남여 각각 0.97/1.0과 1.05/1.0으로 나타났으며, 중․고등학생들의 섭취 ω6/ω3 지방산 비율이 권장범위인 4-10:1을 훨씬 웃돌고 있는 것으로 나타나 청소년들의 식생활이 서구화되었음을 보여주고 있었다.

또한 과거 10년 동안 가공식품의 제조와 소비가 증가하면서 trans지방산의 섭취도 동시에 증가하고 있다. trans지방산은 식물성인 액체지방에 수소를 첨가하여 경화시킨 형태로 많이 함유된 있는 식품은 마가린, 과자, 빵 등으로 이다. 과거에는 식물성지방으로 만들어졌기 때문에 동물성지방보다 인체에 유용할 것이라고 생각해왔으나 최근 연구결과에 따르면 심혈관계 질환을 더욱 악화시키는 것으로 보고되고 있다. trans지방은 필수지방산 대사의 중요한 속도조절효소(△6- desaturase)의 활성을 저하시켜 지질대사를 방해시키며 리놀레산의 trans이성체는 조직 지방 내에 축적되어 필수지방산인 아라키돈산으로 연장되는 반응을 방해하여 결핍증을 야기키는 것으로 나타났다. 서구에서의 섭취수준은 0.5-3.3 energy%정도로 알려졌으며, 미국 FDA에서는 trans지방산의 표시를 의무화하는 것을 제안하고 있다. 우리 나라에서는 1.88g과 0.63g의 섭취자료가 있으나 database의 부족과 식품으로부터 자세한 지료를 얻기 힘들기 때문에 정확한 trans지방산의 섭취량 조사가 어렵다. 그러나 간식과 외식의 빈도가 증가하면서 trans지방산의 섭취량도 증가할 것으로 보이므로 trans지방산으로 가공된 식품의 섭취를 제한하는 식사지침의 필요성이 대두되고 있다.

4.  지질섭취 고려할 점

지질섭취량 뿐 아니라 지질의 조성도 심혈관 질환, 비만 및 유방암, 직장대장암 등의 유발에 영향을 주는 요인이기 때문에 단순히 저지방 식사만을 강조하는 것은 효과적인 방법이 아니다. 영양소로서의 지질은 양적인 면과 질적인 면이 동시에 고려되어야 한다. 총 에너지 섭취조절과 함께 포화지방산과 trans지방산의 섭취를 줄이고, 활동량을 증가시키는 것이 병행되어야 할 것이다. 또한 지질은 그 다양한 역할과 필수성, 유해성이 공존하고 있기 때문에 다른 영양소들과도 함께 연관되어 생각해야 할 것이다.

필수지방산의 섭취와 관련하여 ω6계와 ω3계 지방산의 적절한 균형은 세포막과 관련한 효소, 세포막을 통한 이동, 수용체의 기능 등에 매우 중요한 기능을 수행하는 것으로 알려져 있다.이와 관련하여 Nestle은 ω3계 지방산 요구량을 총 섭취열량의 20%로 하고, 그 중 생선 급원과 식물성 급원의 비율을 1:1로 권장하고 있으며, 다불포화지방산 섭취가 총 열량의 8%이하일 때 ω6/ω3계 지방산 비율이 3:1 정도이면 생물학적으로 바람직하다고 하였다. Bourre 등의 보고에 따르면 리놀레익산 요구량은 내장기관과 조직의 특성에 따라 다양하며, 식품 100g당 150-1000mg을 섭취할 수 있고, 리놀레익산의 요구량은 모든 기관에서 200mg이며, 가장 바람직한 ω6/ω3 지방산 비율은 6:1-10:1이라고 하였다. 아직 사람에 있어서 이상적인 ω6/ω3계 지방산의 비율은 확실하게 밝혀지지 않았으나, 영유아의 경우 이 비율을 모유와 비슷하게 4:1-10:1정도로 권장하고 있으며, 한국인 영양권장량에는 성인의 경우에도 이 비율로 권장한다.

5. 최신연구동향

최근 연구에 따르면 BMI상 비만하지 않은 경우라도 복부내장지방 축적량이 높은 경우 식후고지혈증을 동반하며 관상동맥경화증의 위험요소를 나타낸다고 보고된 바 있다. 복부내장지방 수준(100cm2기준)에 따라 6시간동안 지질부하검사를 한 결과 복부내장지방이 100cm2이상인 경우 중성지방과 유미지립의 농도가 6시간동안 상대적으로 높게 유지되었으며 혈액 내에서의 제거가 지연되는 것으로 나타났다. 아울러 지질과산화물의 농도와 DNA손상정도도 내장지방량이 높은 군에서 공복 시에 유의적으로 높은 것으로 나타났다.

또한 식후고지혈증은 유전적인 요인과도 높은 상관성을 보이는 것으로 나타났다. 혈중 중성지방농도를 조절하는 아포지단백질A5 유전자의 변이형을 갖는 경우 공복 중성지방의 농도가 유의적으로 높았고, 지질부하검사시 혈중 중성지방과 유미지립의 제거가 지연되는 것으로 나타났다. 공복 중성지방농도가 높은 것은 지연된 지질대사로 인해 영향 받은 결과이며, 중성지방으로부터 생성되는 관상동맥질환의 독립적인 인자로 알려진 small dense LDL 농도 역시 변이형이 있는 군에서 공복 시에 증가되어 있었다. 이러한 현상은 지방섭취량과도 상당한 관련성을 보였는데, 동일인에서 지방섭취량을 달리하여 살펴본 결과 유전자의 변이형이 있는 경우라도 지방섭취량이 낮다면 중성지방과 유미지립 대사에서 변이형이 없는 경우와 큰 차이가 없는 것으로 나타났다. 그러나 지질을 총열량의 50%이상 섭취하는 경우, 유전자 변이가 있으면 중성지방의 가수분해와 유미지립의 제거에 이상을 초래하는 것으로 나타났다. 따라서 아포지단백질A5에 변이형이 있는 경우 고지방섭취는 심혈관질환의 또 다른 위험요소가 될 수 있는 것으로 사료된다.

아울러 지방섭취량의 감소뿐 아니라 기능성지방에 대한 관심도 증가하고 있다. 기능성지방이란 인위적으로 지질의 조성을 바꾸거나 지질에 새로운 소재를 첨가한 형태로 소장에서의 흡수율과 담즙을 통한 배설률을 조절함으로써 지질대사, 체지방량, 체중조절에 이용이 되고 있다. 이러한 기능성 지방으로 diacylglycerol(DG), plant sterol 함유식품 등이 있다.

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