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기능성 식품

생명을 유지하기 위하여 생체에 영양소를 공급하는 것과 기호성 외에 최근 식품중에 존재하는 생체의 여러 계통을 조정하는 인자에 대하여 많은 연구가 이루어지고 있다. 식품이 갖는 생물활동에 대한 조정기능을 영양, 맛의 뒤를 이어 3차기능이라고 한다. 이러한 식품의 3차기능을 충분히 발현시키도록 제조된 것이 기능성 식품이다. 1989년 4월에 발표된 <기능성 식품 문제의 검토 결과에 대하여>에서 기능성 식품을 다음과 같이 정의하였다. 즉 식품 성분이 갖는 생체방어, 생체리듬의 조절, 질병의 방지와 회복 등 생체 조절기능을 충분히 발휘할 수 있도록 설계되고, 가공된 식품이라고 정의하였다. 또한 기능성 식품의 범위를 식품으로서 통상 이용되는 소재나 성분으로서 일상적으로 섭취되는 것으로 한정하였다.

생체 조정기능 물질은 영양소와 다른 것으로 미량으로 생체에 영향을 준다. 이러한 작용물질에는 식품 중에 처음부터 존재하는 것 이외에 체내에서 소화되기 시작하여 그 기능을 나타내는 잠재적인 것도 있다. 또 생체에 호르몬을 분비시키는 것처럼 간접적으로 생체 조절에 관여하는 것도 있다. 여기에서 흥미 깊은 것은 기능 특성, 즉 질병을 예방하거나 생체 리듬을 조정하는 효과가 식품에 따라서는 의약품보다 높은 것이 있는데, 어디까지나 형상은 식품에 가깝다는 점이다.

식품 중의 기능성 물질을 그 기능적 측면에서 분류하면 다음과 같다.

  • 생체 방어로는 임파계를 자극하기도 하고, 면역을 강화함으로써 생체의 방어력을 증가시키는 것이 알려지고 있다. 예를 들면 구름버섯으로부터 얻어진 크레스틴은 제암제로 사용되고 있으며, 표고버섯 중의 렌티난, 치마버섯의 시조필란, 빵 효모의 이스트글루칸, 각종 해조속 다당류 등의 항암작용이 인정되고 있다. 강낭콩, 작두콩, 미국 자리콩, 대두, 감자 등에 함유되어 있는 렉틴/lectin, 식물성 백혈구 응집제 도 면역계를 활성화한다.
  • 질병의 예방과 회복으로는 페닐케톤뇨증/phenyketonuria 환자를 위하여 페닐알라닌의 농도가 낮고 맛이 나쁘지 않은 식품의 계속이 개발되고 있다. 그밖에 당뇨병, 고지혈증, 고혈압 등의 치료와 예방에도 식사가 대단히 중요한 것은 말할 필요도 없다.
  • 생체 리듬의 조절로서, 우유에는 갑상선자극 호르몬, 부신피질자극호르몬, 성선자극 호르몬이 들어 있어 생체에 영향을 준다.
  • 비만 방지를 위한 식이섬유가 이미 실용화되어 있다. 그밖에 밀의 아밀레이스 저해제, 대두의 프로테이스 저해제 등의 효소 저해 물질은 소화를 저해하기 때문에 비만 예방에 이용될 수가 있다. 고추의 매운맛 성분인 캡사이신은 에너지의 소비를 촉진하여 비만을 억제할 수가 있다. 식욕억제 물질, 저칼로리의 유지 대용품, 합성품으로 소화가 되지 않는 유지상 물질 /hybrid유지 등에 대한 연구도 이루어지고 있다.
  • 노화 방지 작용인데, 노화의 원인은 아직 해명되지 않았지만, 최근 활성산소에 의한 지질 등의 과산화설이 유력하다. 비타민C,E 등 활성산소를 소거하는 물질을 동물에 투여하면 수명 연장에 효과가 있는 것이 확인되고 있다.

1. DHA

DHA는 자연계의 담수, 해수 중에 서식하는 식물 플랭크톤 및 해조류가 주로 생합성하고 있는 것으로 알려져 있다. 어패류는 자기자신이 DHA를 만들 수 없기 때문에 DHA는 필수 지방산이며, DHA를 함유한 식물을 섭취함으로써 체내에 DHA를 축적하고 있다. 일반적으로 차가운 물속에 생식하는 어패류가 높은 DHA 함유량을 나타내고 있는데, 어종, 고기의 크기, 암수, 어획장소, 어획시기, 고기연령 등에 따라 DHA 함량은 크게 변동하며, 또한 동일 어종에서도 문헌에 따라 크게 차이가 있다. <사람은 DHA를 생합성하는 필요한 효소가 체내에 존재하지 않으므로 필요로 하는 DHA는 DHA를 함유하는 음식의 섭취에 의존하지 않으면 안된다.> DHA는 다른 조직에 비하여 뇌, 신경망막, 고환에 많이 있으며, 부족하게 되면 각 조직의 기능에 영향을 미칠 것으로 여겨진다. 어류에서의 생식능력의 저하, 태아발육의 이상 등이 알려져 있으나, 포유류에서의 생식능력 저하에 관한 보고는 발견되지 않고, 쥐를 사용한 실험에서도 2세대에서는 임신율, 태아의 발육에 DHA의 결핍은 영향을 미치지 않았다.  알려지고 있는 DHA의 기능으로서는 학습기능 향상 /기억개선 , 암증식 억제 /유방암, 대장암, 폐암 등 , 혈중지질 /콜레스테롤, 중성지방 저하, 혈압 저하, 항알러지, 항염증, 항당뇨 /혈당치 저하 , 항부정맥, 망막 반사기능 향상 /시력저하 억제 작용 등이 있다.

이와같은 기능을 갖고 있는 DHA를 식품에 응용하여 기능성식품 소재로 하려는 연구가 시도되고 있다. 우리나라에서는 94년 5월 동원산업이 참치 안구로부터 저온정제법으로 DHA /순도 28-29.8% 를 정제하는데 성공하였다.

2. 식이 섬유

식이섬유는 식물에서 유도된 구성성분이다. 이것을 두 타입으로 나누자면 물에 녹는 식이섬유와 물에 녹지않는 식이섬유가 있다. 물에 녹는 식이섬유는 소화되는 동안 물을 흡수하고 그결과 변의 부피를 증가 시키고 혈청 콜레스테롤치를 낮춘다. 따라서 심혈관질병에 큰 도움을 준다. 물에 녹지 않는 식이 섬유는 소화되는 동안 물을 흡수하지는 않으나 장에서 음식물을 이동하는 시간과 장이동이 정상화하는데 기여한다. 즉 연동운동을 촉진한다.  식이섬유의 급원으로는 물에 녹는 식이섬유는 과일,채소,콩류,오트,오트밀,보리등이고 물에 녹지 않는 식이섬유는 과일, 채소, 통곡제품인 파스타, 크래커, 통밀빵, 씨리얼, 밀기울이다.

식이섬유의 권장량은 정하여진 바 없으나 대체로 20~35g/1일 정도로 보고 있다. 과잉섭취시에는 필수 무기질인 철,칼슘,마그네슘의 흡수가 저하된다.

식이섬유의 섭취를 증가 시키기 위한 방침으로는

  • 저섬유식이에서 고섬유식이로 점진적으로 양을 늘린다. 그렇지 않으면 위염이 발생할 수 있다.
  • 수분섭취는 8-10/온즈컵 의 물을 섭취한다.
  • 통곡식품을 섭취하도록 노력한다.
  • 매일 과일과 채소 모두 1인분당 2-3 번의 끼니로 먹는다. 1끼니로 과일 1개 중 중간 사이즈 한조각, 한컵의 샐러드, 당근과 같은 1개의 생채소 정도다.

식이섬유는 장내에서 흡수되지 않은 상태로 대장으로 내려가서 거기에 머무르면서 수분을 보유하여 대변의 부피를 증가 시켜 변이동 속도를 빠르게 해준다. 따라서 대장을 포함한 질병 발병율을 감소 시킨다. 또한 식이섬유는 만복감을 주어 비만 방지, 그리고 혈액내의 콜레스테롤과 중성지방을 낮추어 고지혈증과 동맥경화를 예방한다.

3. 알긴산/Alginic Acid

미역이나 다시마 등의 해조류를 물에 넣으면 흐물흐물해지는데 이 성분이 알긴산/alginic acid 이다. 알긴산은 대부분이 칼륨, 나트륨, 칼슘과 결합하여 존재하고 있다. 알긴산 칼륨이 위에 들어가면 위산의 작용으로 칼륨이 떨어진다. 장내는 약알칼리성이기 때문에 알긴산이 장에 들어가면 무기물과 쉽게 결합한다. 장내에는 나트륨이 많기 때문에 알긴산은 나트륨과 많이 결합한다. 알긴산은 소화되기 어렵고, 장에서는 흡수되지 않는다. 결국 알긴산 칼륨은 알긴산 나트륨이 되어 변과 함께 배설된다. 소화관 내에서 일종의 교환반응이 이루어지는 것이다. 한편 알긴산에서 떨어져 나간 칼륨은 장에서 흡수되어 혈액 중의 나트륨과 치환된다. 칼륨에는 혈압강하 작용이 있기 때문에 혈압을 낮추게 된다. 공업적으로 알긴산은 아이스크림에 쓰여서, 아이스크림속에 큰 결정이 생기는 것을 방지하여, 부드러운 느낌을 주도록 한다. 그리고 디저트 푸딩이나 젤을 만드는데도 사용하고 있다. 알긴산의 약물로써의 작용을 보면 알긴산은 소화관에 들어가면, 방어막을 형성하여 위산과 섞여있는 음식물이 위벽이나 식도에 접촉하는 것을 막는다. 그래서 체내에서 산을 감소시키는데 쓰는 약물/제산제 와 흔히 같이 쓰여서, 위와 식도에서 위산의 자극으로 생기는 아픔을 줄이는데 쓰인다.  아직까지 약물로써 부작용이 알려진바 없으며, 알긴산과 같이 쓰이는 제산제와 알긴산은 테트라사이클린이라는 항생물질의 흡수를 막는다고 한다.

4. 유산균

유산균은 유목민들 사이에서 이전부터 발효음료와 발효식품의 제조에 일반적으로 이용되어 왔던 미생물이다. 젖산균의 발효에의한 영양적 효과로는 제품 자체의 풍부한 영양소 뿐만아니라, 아미노산이나 일부 비타민의 증가, 단백질 분해 등에 의한 소화흡수의 개선, 풍미 개량에 의한 식욕 증진 등이 있다. 즉 유산균의 소화와 영양학적 이점으로는 첫째, 단백질의 소화와 흡수를 향상시킨다. 둘째, 지방의 소화와 흡수를 향상시킨다. 셋째, 인과 칼슘, 철과 같은 흡수의 증진과 체내보유를 증가시킨다. 넷째, 우유에 대한 알러지반응을 낮출 수 있다. 다섯째, 유산균은 약간의 비타민 B군과 비타민 K를 만든다.  생체방어기능으로는 정장작용을 들수있는데 대장은 섭취한 음식으로부터 물은 재흡수하고 몸밖으로 몸안에 남아있는 찌꺼기룰 배출한다. 이런기능이 적절히 이루어져야 대장은 가스배출과 부종을 막을 수 있다. 그리고 장관내에서 병원성 세균을 억제하는 기능을 들 수 있다. 장속에 균이 없는 무균상태가 이상적이지만 실제로는 장속에 균이 살 수밖에 없으므로 유해균이 장에 살기보다는 유익균인 유산균이 장속에 삶으로써 세균총의 균형을 맞추어서 인체에 이로운 작용을 한다.

5. 카페인

카페인은 전세계적으로 널리 이용되는 약물 중의 하나로서, 식물성 알칼로이드에 속하는 흥분제의 일종이다. 천연 카페인은 견과류, 종자류 및 몇몇 식물의 잎 등에서 얻을 수 있다. 카페인을 함유한 식품 중 대표적인 것으로 커피, 차, 초콜렛, 두통약, 콜라 등을 들 수 있는데, 각각의 카페인 공급원은 모두 다르다. 커피의 카페인은 커피나무로부터 유래하는 한편, 콜라를 만들기 위해서는 카페인이 콜라열매나무로부터 추출된다. 차는 차나무의 잎으로 만들어지는데 이것은 카페인 뿐만 아니라 다른 식물성 알칼로이드 중의 하나에 속하는 흥분제도 가지고 있다. 초콜렛은 코코아로부터 만들어진다. 같은 무게의 차잎과 커피콩을 비교해보면 차에 훨씬 많은 카페인이 들어있지만 실제 커피 한 잔에 소요되는 커피콩의 양이 차 한 잔에 소요되는 차잎보다 많기 때문에 평균적으로 차 한 잔보다는 커피 한 잔에 더 많은 카페인이 들어있다. 물론 커피나 차의 카페인 함량은 끓이는 방법, 차의 종류, 물의 온도 등에 의존하므로 그 변이가 크다. 청량음료의 일반적인 카페인 함량과 카페인을 함유한 주요한 식품들의 카페인 함량은 다음과 같다.

 한편, 카페인은 차의 입안을 건조한 느낌이 들도록 하는 떫은 맛과는 구분되는 가벼운 쓴 맛을 가지고 있다. 카페인이 체내에 흡수되면 부신을 자극하여 호르몬인 아드레날린과 노르아드레날린을 분비케함으로써 뇌, 심장, 골격근, 신장의 활동을 항진시킨다. 먼저 심장의 근육이 자극을 받으면 수축력이 높아지고 심박 수가 늘어나며 그 결과 혈압이 오르고 맥박이 빨라진다. 다음으로 신장의 활동이 촉진되면 수분의 배설량이 늘어나게 되어 카페인은 이뇨제의 작용도 한다. 또한 카페인은 위에 작용하여 위산분비를 촉진시킨다. 카페인을 과다 복용할 경우/250㎎이상 중추신경계에 작용하여 불안, 초조함, 신경과민, 흥분, 불면증 등의 증상을 나타내거나 근육운동과 관련하여 호흡이 가빠지며 심장질환을 유발하기도 한다.

6 키틴, 키토산

키틴, 키토산은 새우, 게 등의 갑각류의 껍질, 갑충의 갑피 등 절족동물의 외골격, 연체동물의 기관, 곰팡이, 효모, 버섯 등 진균류의 세포벽 등에 함유되어 존재한다. 그리고 생체 내에서는 탄수화물과 단백질의 결합된 형태로 존재한다. 키틴이 생물의 외피를 형성하기 때문에 1823년에 프랑스의 과학자 오질지이가 그리스어로 봉투를 의미하는 키틴으로 명명하였다. 그러나 키틴은 사람의 소화효소로는 분해되지 않아 어느 정도 식이섬유와 같은 성질을 가지고 있다. 하지만 토끼의 경우 24∼38%, 닭의 경우 75∼98%정도의 소화율을 보인다. 키틴은 여러 가지 효과를 나타내어 여러 가지 방면으로 연구가 되고 있다. 항종양성, 지혈작용, 면역증진효과, 콜레스테롤강하효과, 비피더스균 증식효과에 대해서도 키틴에 대한 연구가 되고 있다. 이러한 효과 이외에도 공업적인 목적으로 많이 이용되고 있다.

키틴의 몇 가지 기능을 알아보자.

1 키틴은 혈액응고와 관련된 효소를 활성화시켜 혈액응고를 촉진, 지혈작용을 한다. 2 면역 증진 효과를 나타낸다. 면역에 관련된 대식세포는 병원체가 체내에 침입한 것을 인식하여 그 병원체에 대한 항체를 만드는 과정에서 주요한 역할을 한다. 키틴이 이러한 대식세포의 활동성을 증진시키는 작용을 한다. 3 식이섬유의 항암효과를 나타내는 것처럼 키틴도 역시 항암효과를 가지고 있어 동물성 식이섬유라고 불리운다. 비록 키틴이 위와 같은 효과들이 있어 기능성 식품으로 각광받고 있으나 과다한 섭취는 독성을 나타낼 수 있다. 따라서 여러 가지 식품을 골고루 섭취하는 것이 건강에 좋으며 어떤 기능성 식품에 의존하는 것은 바람직하지 않다.

7 타우린/Taurine

타우린은 우리몸에 많은 아미노산의 한가지로써, 문어, 오징어, 새우, 패류에 많이 함유되어 있다. 타우린은 체내에서 합성되지만 그 양이 매우 적으므로, 체내에 타우린이 부족할시엔 동물성 단백질이나 어류 단백질을 섭취하도록 하는데 그이유는 타우린은 동물성 단백질에 많고 식물성 단백질에는 존재하지 않기 때문이다. 또, 여성호르몬인 에스트라디올이 타우린 합성을 억제하기 때문에 여성들은 식이로의 타우린섭취에 유의하여야 한다. 타우린이 적으면 고혈압을 유발한다고 하는데, 쥐에 타우린을 투여하면 혈중 콜레스테롤을 반으로 줄인다는 보고가 있다. 타우린은 혈압을 정상상태로 유지하는 작용도 있으며 , 과도한 신경전달을 억제하는 효과도 있어서 간질병에서 진정제로써의 역할도 한다. 모유에도 함유되어 있고 어린이의 생육에 필수 불가결한 영양원으로 어린이의 신경과 뇌의 발달에 필요한 것으로 추측된다. 하지만 너무많이 섭취하면 설사나 위궤양을 포함한 독성을 보이므로 주의하여야 한다.

8 페닐알라닌

페닐알라닌은 필수아미노산의 하나로 치즈와 고기음식에 많이 함유되어 잇다. 이와 관련된 질병인 페닐케톤뇨증/Phenylketouria: PKU 란 페닐알라닌이 티로신이란 아미노산으로 될 때 필요한, 페닐알라닌 하이드록실라제라는 효소의 결핍으로 생기는 병이며, 이효소가 결핍되면 페닐알라닌이 혈액, 조직중에 쌓이게 된다. 촉적된 페닐알라닌은 페닐파이루베이트라는 물질로 전환되어 오줌으로 배설되기 때문에 이병을 페닐케톤뇨증이라고 부른다. 페닐케톤뇨증을 가지고 태어난 아이의 경우, 태어난후 몇 달동안은 정상적으로 보이지만 3-5달 사이에는 주위환경에 무관심하고, 1살이 되면 지능저하를 보인다고 한다. 즉, 뇌기능과 지능발달에 이상을 보이게 된다. 이병은 유전으로 인한 병이며, 이병을 가진 아기의 경우, 몸속에서 페닐알라닌의 축적을 같기의해 식사중에 페닐알라닌이 적게 들어간 식이를 하는 것이 좋다. 그러기 위해서는 많은 양의 페닐알라닌을 가진 우유, 치즈,고기, 생선, 그리고 달걀등의 단백질이 많이 함유된 음식을 주위하여야 한다. 그러므로 아이를 위하여 음식을 준비시에 요구되는 것은 첫째로 페닐알라닌을 제거한 음식을 주어야 하고, 둘째로 채소,과일,곡류/밥이라던가, 국수종류 를 주로 하는 식사를 하게된다. 하지만 단백질은 정상적인 성장과 발달을 위해서 중요한 영양소이므로, 다른 필수 아미노산을 충분히 함유하되 페닐알라닌이 아주 적거나, 없는 식사를 만들어 줘야 한다.



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