지질(Lipids)의 종류 및 분류
지질은 화학적 구조에 따라 크게 중성지방,인지질,스테롤 3가지로 분류됨
중성지방(Triglycerides) = 지방(Fat)
-중성지방은 3개의 지방산과 1개의 글리세롤(Glycerol)로 이루어져 있음.
-보통 지방(Fat) 이라하면 이 중성지방을 말함.
-결합된 지방산의 종류에 따라 다양한 형태의 지방이 존재함.
-중성지방은 지방산의 저장 및 운송 수단.
-인간 체내 지방의 95%는 중성지방의 형태로 존재함.
-지방산은 산성이며,중성지방은 중성임.
-글리세롤(Glycerol)
◦ 짧은 고리의 탄수화물 분자로써 수용성임. 화학식은 C3H5(OH)3
◦ 상온에서 투명하고 가벼운 오일처럼 보임
◦ 체내에서 대사시 포도당(Glucose)로 전환 가능.
◦ 화장품에 부드럽고 바르기 좋은 질감을 주기 위한 용도로 자주 사용됨. 글리세린(Glycerin)이라는 이름으로도 불리움
◦ 지방산
-지방산(Fatty Acids)
◦ 지질에서 핵심적인 부분을 차지함.
◦ 화학적 구조에 따라 매우 다양한 지방산이 존재함.
◦ 지방산의 종류에 따라 지방의 종류 및 특성이 결정되며, 각 지방의 명칭도 지방산을 따라감.
◦ 구체적인 종류와 특성은 별도로 설명
인지질(Phospholipids)
-글리세롤 1개 + 지방산 2 개 + 인산기(Phosphate group) 1개로 구성
-인지질의 인산기 부분은 수용성이어서 친수성 있으며, 지방산은 지용성임.
-세포막의 주성분
◦ 세포막 인지질의 지방산은 불포화지방산이므로 유동성이 있음.
◦ 수용성,지용성 성분이 모두 있어 수용성,지용성 영양소를 모두 통과시킬 수 있음.
-레시틴(Lecithin)도 인지질의 한 종류. 세포막에서 발견되며 지방에 대한 유화작용 있음. 계란 노른자,두류에 풍부
스테롤/콜레스테롤
-스테롤(Sterol)은 탄소사슬들이 길게 연결되어 4개의 고리 모양을 형성한 지질의 형태.
-스테로이드(Steroids)라고도 불리움.
-대표적은 스테롤은 콜레스테롤이며, 파이토스테롤(Phytosterol: 식물스테롤)도 스테롤의 한 형태임.
-스테롤은 많은 종류의 호르몬의 주성분임.
-콜레스테롤은 별도로 설명
지방산(Fatty Acids)
지방산의 화학적 구성
-4-22개(주로 16-22개)의 탄소원자가 길게 연결된 사슬로써,한쪽 끝에는 카르복실기(-COOH)를 다른 한쪽 끝에는 메틸기(-CH3)를 갖고 있음.
-지방산을 구성하는 탄소원자수,즉 지방산의 길이에 따라 그리고, 탄소원자간 결합 방식에 따라 매우 다양한 지방산이 존재함.
-탄소의 수고 적은 짧은 지방산일수록 부분적으로 물에 녹을 수 있는 성질이 강함.
-지방산은 탄소간 이중결합의 수에 따라 크게 포화지방산과 불포화지방산으로 나뉨.
포화지방산(Saturated Fatty Acids)
-탄소 뼈대에 탄소간 이중결합없이 가능한 최대 수의 수소원자가 결합된 지방산
-주로 동물성 식품에 많음
-상온에서 고체 형태임
불포화지방산(Unsaturated Fatty Acids)
-탄소 뼈대에 탄소간 이중결합이 하나 혹은 그 이상 있는 경우의 지방산
-주로 식물성 식품, (등푸른)생선에 많음.
-상온에서 액체(오일) 형태임
-단일 불포화지방산(Monounsaturated Fatty Acids)
◦ 탄소간 이중결합이 하나만 존재하는 지방산
◦ 보통 오메가9 지방산이 이에 해당.
◦ 올리브,아몬드 오일에 풍부
-다가 불포화지방산(Polyunsaturated Fatty Acids)
◦ 탄소간 이중결합이 두개 이상 존재하는 지방산
◦ 보통 오메가3, 오메가6 지방산이 이에 해당
불포화지방산의 또 다른 분류 방법
-첫번째 이중결합이 나타나는 탄소의 위치에 따른 분류
◦ 오메가3 지방산
– 등푸른 생선오일에 함유된 DHA, EPA
– 아마씨(Flaxseed)오일에 다량, 함유된 알파리놀렌산(ALA: Alpha Linolenic Acid) 등이 해당
– 호박씨,호두 오일등에도 일부 함유됨
◦ 오메가6 지방산
– 참깨,해바라기씨,옥수수,홍화씨 오일 등에 함유된 리놀레익산(Linoleic Acid)
– 달맞이꽃 종자유(Evening Primrose)의 감마리놀렌산(GLA: Gamma Linolenic Acid)
– 리놀레익산으로부터 체내에서 합성되는 아라키돈산(Arachidonic Acid) 등
◦ 오메가9 지방산
– 올리브 오일의 올레익산(Oleic Acid)
– 아몬드 오일 등이 해당
– 주로 단일 불포화 지방산이 이에 해당함.
– 이중결합과 수소원자의 위치에 따른 분류
◦ 시스지방산(Cis Fatty Acids)
– 수소원자가 이중결합 탄소와 같은 방향에 위치한 지방산
– 자연상태의 대부분의 불포화 지방산은 시스 지방산 형태임.
– 카놀라(Canola) 오일, 올리브 오일 등에 풍부
◦ 트랜스지방산(Trans Fatty Acids)
– 수소원자가 이중결합 탄소의 반대 방향에 위치한 지방산
– 들소,양,말 같이 풀을 뜯어 먹는 동물들에서 일부 발견됨.
– 야채오일,생선오일 등의 불포화 지방산을 경화(Hydrogenation, 수소화 라고도 함)시켜 마아가린,쇼트닝 등을 만들 때 다량 발생.
지방(Fat: 중성지방을 말함)의 물리적 특성
지방이 고체 형태인가 액체형태(오일 혹은 기름)인가의 여부는 글리세롤에 결합된 지방산의 종류에 의해 결정됨.
각 지방의 명칭도 지방산을 따라감. ex) 불포화지방, 오메가 3 지방(혹은 오일), 트랜스지방
포화지방(Saturated Fat)
-포화지방산과 글리세롤이 결합된 것으로 고체형태임
-포화지방산 분자는 탄소간 단일결합(Single bond)만으로 이루어져 일직선 형태이기 때문에 차곡차곡 쌓일 수 있으므로 일정형태의 고체상태 유지 가능.
-과잉 칼로리섭취로 인간 체내에 저장되는 지방(중성지방)은 주로 포화지방이므로 일정한 체형이 유지될 수 있는 것임
불포화지방(Unsaturated Fat)
-불포화지방산과 글리세롤이 결합된 것으로 액체형태임.
-불포화지방산 분자는 이중결합이 있는 부분에서 꺾인 모양이어서 차곡차곡 쌓일 수가 없기 때문에 일정한 형태를 이루 수 없음.
-이중결합이 많을수록 유동성이 더 큼.
-인간의 세포막을 구성하는 지방(중성지방)은 유동성을 지녀야 하므로 불포화지방산의 비율이 더 높음.
콜레스테롤
스테롤의 대표적인 종류.
많은 체내 호르몬 및 담즙(Bile)의 주성분이며, 세포막과 뇌조직에도 필수적인 성분임. 비타민D는 콜레스테로로부터 합성됨.
식생활이 혈중 콜레스테롤 및 건강에 미치는 영향
-음식속의 콜레스테롤은 소장에서 흡수가 잘 안되는 편임. 한 실험에서 1,000mg의 콜레스테롤 섭취후 콜레스테롤 혈중 농도변화를 측정한 결과, 5% 정도만 상승하였음.
-보통 건강한 사람은 음식으로 섭취한 콜레스테롤의 양과 큰 상관없이 혈중 농도를 일정하게 유지함. 이는 음식으로 적게 섭취할 경우, 몸에서 필요한 만큼 간에서 합성하고, 많이 섭취할 경우, 간에 의해 담즙형태로 대변과 함께 많이 배출되기 때문.
-그러나, 불균형된 식생활(포화지방이나 탄수화물,당분 등을 과다섭취)할 경우,몸에서 필요이상의 과다한 콜레스테롤을 생성하여 건강에 악영향을 미치는 것임.
혈중 콜레스테롤은 섭취하는 음식속 콜레스테롤보다는 포화지방 섭취나 콜레스테롤 대사이상과 더 큰 관련 있음.
간은 포화지방으로 콜레스테롤을 합성하므로 포화지방의 과다섭취는 혈중 콜레스테롤을 높임.
심혈관계에 악영향을 미치는 것은 산화된 콜레스테롤임. 혈액내 콜레스테롤이 활성산소에 의해 산화되면 더 끈적거리며 혈관에 달라붙어 죽상경화증 및 여러 심혈관계질환을 일으킴.
지단백질(Lipoprotein)
지단백질의 기능 및 구조
-지질은 지용성 물질이므로 수용성 환경인 혈액을 통해 필요로 하는 조직까지 전달되기가 어려움.
-따라서, 중성지방,인지질,콜레스테롤 등의 지질은 단백질과 결합하여 둥근 공모양의 지단백질을 형성하여 혈액에 쉽게 섞여 필요한 곳까지 운반되게 됨.
-친수성이 있는 단백질,인지질은 지단백질의 바깥부분에 위치하고 지용성이라 물과 섞일 수 없는 중성지방과 콜레스테롤 등은 내부에 위치함.
-중심부에 위치한 지질의 함량이 높고 가장자리의 단백질 함량이 높을수록 밀도가 낮고 가벼워지며, 반대로 지질의 함량이 낮고 단백질의 함량이 높을수록 밀도가 커짐.
지단백질의 종류 및 특징
-Chylomicron(카일로 마이크론): 소장에서 흡수되어 합성된 중성 지방을 간이나 다른 기관으로 운반할 때 형성
-VLDL(Very Low Density Lipoprotein: 초저밀도 지단백질): 주로 중성지방으로 이루어져 있으나, 콜레스테롤 등 다른 지질도 함유되어 있음.
-LDL(Low Density Lipoprotein: 저밀도 지단백질): 간에서 합성됨. 주로 콜레스테롤을 운반하는데. 혈중 콜레스테롤의 약70%가 LDL형태를 띔. LDL은 혈관계를 순환하다가 혈관의 내부벽에 콜레스테롤을 흘리는데, 이것이 혈관에 쌓이게 되면 심혈관계 질환을 일으킬 수 있으므로 LDL은 나쁜 콜레스테롤로 불리움
-HDL(High Density Lipoprotein: 고밀도 지단백질): 지질에 비해 단백질의 비율이 높아 밀도가 높음. 혈액을 순환하다가 혈관에 쌓여 있는 콜레스테롤을 걷어내어 간으로 이동시켜 혈중의 콜레스테롤을 청소하는 역할을 하므로 좋은 콜레스테롤로 불리움.
각 세포는 혈중에 떠다니는 지단백질에서 중성지방을 떼내어 분해한 후, 지방산을 에너지로 사용할 수 있음. 지단백질내의 다른 지질도 마찬가지로 필요한 곳에 사용 가능.
필수지방산(오메가 오일) : “오메가 오일(필수지방산)” 글에 별도 설명
지방 함유 음식
필수지방산(혹은 오메가 오일) 공급원
-바다속 플랑크톤이 오메가지방중 하나인 알파리놀렌산(Alpha Linolenic Acid:ALA)를 합성하고, 작은 물고기들이 이 플랑크톤을 먹고 자라며, 이 작은 물고기를 먹은 큰 물고기(등푸른 생선)의 체내에서 ALA가 DHA,EPA등으로 전환됨.
-생선 오일에는 비타민C,E가 없어 산패(Rancidify)되기 쉬우므로 보충제에는 보통 비타민E를 함께 넣음. 어간유(Fish Liver Oil)는 비타민A,D가 너무 많고, 중금속,농약 등의 위험이 있으므로 추천하지 않음.
-채식주의자에게 좋은 DHA 공급원: 조류(클로렐라,스피룰리나 등)
-일부 해조류에 DHA가 함유되어 있음.
-이집트 카이로의 연구: 호박씨 오일이 관절염에 효과있는 것으로 나타남.
-Wheat germ oil(밀눈오일)은 필수지방산 및 비타민E의 좋은 공급원임.
기타 지방 공급원
-닭고기,칠면조,오리고기 등 가금류는 붉은 고기에 비해 지방이 훨씬 적고, 더 건강한 지방의 공급원임. 소고기의 경우 중량의 30-40%가 지방(포화지방 비율이 높음)인데 비해, 닭고기의 경우는 10%(주로 껍질에 몰려 있음. 껍질없이는 5%)정도만 지방이며,지방의 60-70% 가 불포화지방으로 구성되어 있음. 닭다리에 지방이 더 있는 편이며,닭가슴에는 지방이 적고 단백질 비중이 더 높음.
-닭고기,소고기등 육류는 부위별로 지방의 함량이 많이 차이가 남.
-갑각류(새우,게,랍스터등)는 콜레스테롤이 많은 것으로 알려져 있으나,주로 콜레스테롤과 지방이 혼합된 상태로 존재하며,단백질 비중도 상당함.
생 견과류 혹은 씨류나 날 쇠고기 등에는 지방소화엔자임인 리파제(Lipase)가 함께 존재해 열을 가해 요리한 것(리파제가 파괴됨)보다 소화가 더 잘 됨.
오메가 오일의 주요 공급원(함량 높은 순서대로)
-오메가3중 알파리놀렌산(Alpha Linolenic Acid:ALA) : 아마씨(Flaxseed)오일> 호박씨> 호두> 대두(Soy). 이중 Flaxseed 오일이 단연 최고의 ALA공급원이며, 나머지는 ALA비중이 낮음.
-오메가3중 DHA,EPA: 고등어> 참치,연어> 정어리,꽁치 등의 등푸른 생선. .
-오메가6(리놀레익산:Linoleic Acid, 감마리놀렌산(Gamma Linolenic Acid:GLA)): 달맞이꽃 종자유> 홍화씨> 해바라기씨> 참깨,Soybean(된장콩),옥수수 등
-오메가9(Monounsaturated fat): 올리브 오일> 아보카도>아몬드 등
몸에 해로운 지방
포화지방
-붉은 고기(소고기,돼지고기,양고기)에 특히 많으며, 가금류, 어류 등 에도 일부 함유되어 있음.
-코코넛 오일, 야자오일의 주성분이 포화지방임. 일부 영양학자들은 이들 식물성 포화지방은 동물성 포화지방과 화학적으로 차이가 있어 건강에 나쁘지 않다고 주장하기도 함.
-과다하게 섭취할 경우 체내 콜레스테롤 합성을 증가시키고 혈중 콜레스테롤 수치를 높여 죽상경화증,심장병,뇌졸중 등의 심혈관계질환을 일으키므로 유해한 지방으로 인식됨.
트랜스 지방
-들소,양,말 같이 풀을 뜯어 먹는 동물들에서 일부 발견됨. 이들의 붉은 고기나 젖(우유 등)을 통하여 인간이 일부 섭취하게됨.
-야채오일,생선오일 등의 불포화 지방산을 경화(Hydrogenation, 수소화 라고도 함)시켜 마아가린,쇼트닝 등을 만들 때 다량 발생하는데, 이를 사용하여 튀겨서 만드는 도넛,프렌치프라이,쿠키,각종 과자,빵 등에 다량 함유되어 있음.
-여러 임상실험에서 혈중 LDL(나쁜 콜레스테롤) 수치를 높이고, HDL(좋은 콜레스테롤)수치를 낮추어 심혈관계질환을 일으키는 것으로 밝혀졌음.
-암 과도 관련이 있을 정도로 건강에 매우 유해한 것으로 밝혀져 미국에서는 사용을 금지하거나 엄격히 제한하고 있음.
-담배만큼 건강에 유해하다라고 주장하는 전문가도 있음.
불포화지방의 관리상 유의점
불포화지방은 산소,빛,열에 민감하므로 산패방지를 위해 검은용기로 냉장 보관하는 것이 좋음. 항산화제(특히,비타민E)도 산패 방지효과 있음.
불포화지방 성분이 많은 견과류,씨류를 볶거나 불포화지방 오일을 열을 가해 요리하면 유해성분이 많이 발생하므로 가급적 날 것으로 섭취하는 것이 건강에 좋음.
L.A의 Douglass박사는 불포화 지방산을 함유한 음식을 요리하거나 열을 가하거나, 경화(Hydrogenation)할 경우, 불포화 지방의 상당량이 트랜스 지방의 형태로 변형되고 지방소화효소인 리파제도 파괴되어 건강에 악영향을 미친다고 주장. 열을 가할 경우, 불포화지방산의 20-50%가 트랜트 지방으로 전환된다고 주장함
1971년 Lancet에 발표된 연구조사: 열처리된 불포화지방을 섭취할 경우, 심장병 위험은 낮추지만 암위험은 배로 높임. 열처리시 생성된 트랜스 지방을 원인으로 추정.
카놀라 오일은 오메가6:오메가3 = 2:1 이며, 불포화 지방산이 많으므로 요리용으로 부적합.
요리용 기름으로는 불포화지방을 함유한 오일보다는 화학 구조가 비교적 안정적인 올리브 오일(단일 불포화지방)이나 코코넛 오일(Short chain 포화지방)이 좋음.
지방과 건강관련 기타사항
간에서 필요에 따라 각종 지질,지방을 분해 혹은 여러가지로 합성함(예,LDL,인지질,HDL등).
지방세포수는 유아,청소년기 등 어린 시절에 결정되며, 어른은 체내 초과된 지방의 양에 따라 세포자체의 크기만 줄었다 늘었다함(세포수의 변화는 없이). 따라서, 유년기의 비반예방이 평생의 건강에 큰 영향을 미칠 수 있음.
미국인은 보통 총열량의 40%를 지방으로 섭취하고 있음. 20% 정도가 적절.
정상인의 경우,체중의 10-15%가 지방이며,95%는 중성지방 상태임.
1977년 미상원 영양문제특별위원회 보고서 권고사항
동물성,유제품 지방 섭취를 줄여라.
과일,야채,통곡류 섭취를 늘려라.
총섭취 열량중 지방의 비중을 40%에서 30%로 줄여라.(최근에는 20% 수준을 권장함)
포화지방,단일불포화지방,다중불포화지방의 비율을 비슷하게 섭취하라.
