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지방지방 오해

다중불포화지방 omega-3 : DHA, EPA

다가 불포화 지방
- 오메가 3 기능
- 오메가 3 에 대한 지나친 기대
- 불포화 지방의 독성 : 빠른 산패
- CLA 공액리놀렌산
- 프로스타그란딘 -> 아라키돈산 : 혈액응고

 
포유류는 필수 오메가-3 지방산인 α-리놀렌산을 합성할 수 없으며, 음식물을 통해서만 얻을 수 있다.
덴마크 의사인 다이버그와 싱클레어 등이 1963년부터 1967년까지 4년간 그린랜드에 거주하는 에스키모인들에 대한 역학조사를 하면서, 이들은 바다생선을 주식으로 섭취하기 때문에 총칼로리 중 지방이 35-40%를 차지하는 고지방 식사를 하면서도 심혈관 질환이 적게 발생한다고 보고하였다. 이후 이들 혈액 중에 높은 농도로 존재하는 EPA(eicosapentaenoic acid; 20:5, n-3)와 DHA(docosahexaenoic acid; 22;6, n-3)라는 오메가-3 지방산이 부각되었다.

[기능]

DHA는 신체의 다른 부위에 비해 뇌와 신경 그리고 눈의 망막세포에 많고 신경계의 정상적인 작동에 매우 중요한 것으로 생각된다. 동물실험에 의하면 망막의 발달에 DHA가 필요하다는 것이 밝혀졌고, 최근에는 DHA가 로돕신의 재생에 중요한 역할을 한다는 것도 밝혀졌다. 망막과 뇌에 다량 함유된 DHA는 식품을 통해 섭취되거나 알파-리놀렌산 및 EPA로부터 합성된다. 알파-리놀렌산의 결핍은 뇌세포의 DHA함량의 감소를 초래하고, 인지기능, 학습능력과 시각기능의 장애를 초래한다. 그런데 실제로는 오메가-3 지방산의 결핍에 의한 증상이 나타나는 것은 매우 드물다. 알파-리놀렌산이 없는 영양주사로 영양공급을 받던 소녀가 시력과 감각신경에 문제가 발생한 것이 보고된 이후 알파-리놀렌산이 결핍되면 피부염이나 성장장애를 일으킨다는 것이 알려졌다.

[공급원과 섭취현황]
EPA와 DHA는 청어, 전갱이, 참치, 고등어, 정어리 등 등푸른 생선에 많고, 멸치와 장어 등에도 풍부하다. 아마에서 추출한 기름은 알파-리놀렌산 보충제로 상품화되어 있고, 생선에서 추출한 기름은 EPA, DHA 보충제로 상품화되어 있다. 지중해식 식사는 오메가-3 지방산이 풍부하다고 알려져 있는데, 단일불포화 지방산과 야채, 과일도 풍부하다는 특징이 있다. EPA, DHA는 사람의 몸 안에서 알파-리놀렌산으로부터 형성이 된다. 식사로 섭취하는 알파-리놀렌산의 8%는 EPA로 변하며 0-4%는 DHA로 변한다. 그러나 젊은 여성의 경우는 알파-리놀렌산의 21%가 EPA로 변하며 9%가 DHA로 변한다. 알파-리놀렌산과 리놀레산은 생리적으로 중요한 불포화 지방산 합성에 서로 경쟁하기 때문에 리놀레산을 많이 섭취하면 EPA, DHA 보다는 아라키돈산의 합성이 많아지게 된다.
고대 인류는 오메가-3 지방산과 오메가-6 지방산을 1:1로 섭취하였을 것으로 추정되는데 현대 서구인은 1:6으로 오메가-6 지방산을 훨씬 많이 섭취한다. 섭취비율은 나라마다 차이가 다양하여 미국인은 1:16, 영국과 북부 유럽들은 1:15이고, 일본인들은 1:4이다. 우리나라는 연구마다 다양하지만 대체적으로 1:5-10의 비율을 보였다.

[질병예방과 치료]

미숙아에게 DHA가 첨가된 분유를 먹이면 시력발달에 좋은 영향을 미치지만 정상적인 신생아에게 DHA의 공급은 시력발달에 도움이 된다는 근거는 없다. 그런데 DHA가 많은 어유에 포함된 EPA는 아라키돈산의 생성을 억제하여 신체발육을 억제할 수 있다.
오메가-3 지방산을 충분히 섭취하면 심혈관 질환을 예방하는 효과가 있다. 부정맥, 혈전을 예방하고, 혈중 중성지방의 수치를 낮추며 동맥경화증의 진행을 늦추고, 혈관내피세포의 기능을 향상시키고, 혈압을 낮추며, 염증반응을 억제한다. EPA와 DHA를 하루에 2-4 g 섭취하면 중성지방을 20-40% 감소시키는 효과가 있다. 여러 역학연구에서 어류섭취의 증가는 관상동맥질환을 예방하는 것으로 밝혀졌다. 또 생선을 많이 섭취하면 뇌졸중 특히 뇌경색에 의한 뇌졸중을 예방하는 효과가 있다. 이는 서구인이나 동양인 그리고 남녀 모두에서 관찰되었다. 그리고 식물성 기름에 많은 오메가-3 지방산인 알파-리놀렌산을 많이 섭취하여도 관상동맥질환을 예방하는 효과가 있다. 특히 생선섭취가 적은 집단에서 더욱 효과적이다.
심근경색을 앓은 사람이 오메가-3 지방산을 충분히 섭취하면 심근경색의 재발을 예방할 수 있는데, 혈중 알파-리놀렌산 농도가 높을수록 좋은 경과를 보였다. 당뇨병 환자의 사망원인으로는 심혈관 질환이 제일 많은데 오메가-3 지방산의 섭취는 혈당 조절에 영향을 미치지 않으면서 혈중 중성지방을 감소시키고 관상동맥 질환의 위험성을 감소시킨다. 현재까지의 연구를 종합해보면 관상동맥질환 환자들이 식사 혹은 보충제의 형태로 오메가-3 지방산 섭취를 증가시키면 심근경색으로 인한 사망률과 돌연사를 감소시키는 효과가 있다.
많은 염증성 질환이 아라키돈산을 매개로 하여 진행된다. 류마티스 관절염, 궤양성 대장염이나 크론병과 같은 염증성 장질환, 천식, 면역성 콩팥질환(IgA nephropathy) 등에서 오메가-3 지방산 복용이 효과가 있었다. 우울증이나 정신분열증에서도 오메가-3 지방산이 효과가 있었다는 연구가 있으나 더 큰 대규모의 연구가 필요하다. 그리고 생선을 많이 섭취하면 암을 예방하는 효과가 있는데 특히 유방암, 전립샘암, 대장암, 직장암 예방효과가 컸다.

[권장량]
2002년 미국의학협회 식품영양위원회는 성인 남성은 하루 1.6 g, 여성은 1.1 g의 알파-리놀렌산을 섭취하는 것이 적정수준이라고 하였다. 바람직한 오메가-3/오메가-6 비율에 대한 다양한 제안들이 있었는데, 캐나다에서 1990년 처음으로 1:6의 섭취 권장량을 설정하였고, 이후 일본은 1:4 비율을 유지할 것을 제안하였다. 우리나라에서는 1:4-10의 비율을 권장한다.

[안전성]
어유 혹은 생선에서 추출한 오메가-3 지방산 보충제를 섭취하고 심각한 부작용이 발생된 바는 없으나 생선 비린내나 구역질을 느낄 수 있고, 많은 양을 섭취하면 설사를 할 수 있다. EPA, DHA는 출혈시간을 연장시키기 때문에 용량을 제한하여야 하는데, 미국 FDA는 하루 3 g까지는 안전하다고 하였다. 특히 출혈의 위험성이 있는 경우에 하루 3 g이상의 EPA와 DHA를 섭취하는 것은 주의가 필요하다.

 

 

실제 뇌는 건조 중량의 50% 이상이 지질이다. 그리고 성인의 회백질에 있는 지방산의 18%가 DHA다. 눈에 있는 지방산도 DHA 비율이 12%에 이르고 특히 빛수용체인 막대세포의 지방산은 무려 50~70%가 DHA다.
이처럼 뇌와 눈에 DHA 비율이 특히 더 높은 건 DHA의 독특한 구조가 세포막의 물리적 특성에 큰 영향을 미치기 때문이다. 즉 DHA는 탄소 22개로 이뤄진 선형 지방산 분자로 이중결합이 여섯 곳이나 있어 유연하다. 따라서 세포막을 이루는 인지질에 DHA 비율이 높으면(인지질 한 분자에는 지방산 두 개가 붙어 있다) 세포막의 유동성이 커진다. 덕분에 막대세포의 세포막에 박혀있는 빛수용체단백질(로돕신)은 빛을 받으면 쉽게 구조가 바뀌면서 신호를 전달할 수 있다.
우리 몸은 DHA를 제대로 만들지 못하기 때문에 음식물로 섭취하는 게 중요한데 등푸른생선 같은 해산물을 제외하고는 대체로 함량이 낮다. 물론 들기름이나 호두에 많이 들어있는 오메가3 지방산인 알파리놀렌산(ALA)을 먹어도 몸에서 DHA로 바꿀 수 있지만 나이가 들수록 전환 효율이 낮다는 게 문제다. 따라서 많은 사람들이 오메가3 캡슐을 챙겨 먹고 있다. 한 연구결과를 보면 하루에 DHA 720mg을 섭취하면 체내 DHA 농도가 꽤 올라가고 섭취를 끊으면 다시 내려간다.
DHA는 세포막의 물리적 특성을 좌우하는 성분으로서도 중요하지만 그 대사산물이 각종 생체반응에 관여하면서 항염증, 항산화, 면역증진 등 다양한 생리활성을 보인다.


오메가3 체내 전환율에 대하여

ALA(alpha linolenic acid)는 들깨, 아마씨 등에 많은 식물유래W3이고, 인체 내에서 D6D 효소에 의해 EPA(Eicosa Pentanoic Acid), DHA(Docosa Hexanoic Acid)등으로 전환된다.
통상 여자가 남자보다 ALA에서 EPA, DHA 전환율이 더 높으며 임신 또는 수유 중일 때는 식물성 W3인 ALA만 섭취하는 경우, 그렇지 않을 때 보다 7배정도는 더 섭취해야 충분한 DHA가 공급될 수 있다고 보고하였다.
필수지방산 대사에 문제가 있을 경우 통합기능의학에서는 이 식물성 ALA가 EPA, DHA로 전환되는 비율을 확인하는 방법이 있다. 예전에는 이 수치를 정확히 측정하는 방법이 확립되지 않아 연구자에 따라 편차가 컸다.
1994년 미국 농무부 보고에 의하면 ALA에서 DHA 전환율을 4%정도라 하였고 다른 자료에서는 ALA에서 EPA, DHA 변환율을 12%라 보고하고 있다. 극단적으로는 2001년 Pawlosky, 2005년 Hussein등은 ALA에서 DHA전환율이 0.1~0.4%라고 발표하였다.
이렇게 전환율이 논문마다 다양하게 나온 이유는 ALA에서 EPA, DHA로 전환하는 데 필요한 조효소의 공급과 생리학적 반응률이 개인별로 조금씩 다를 수 있기 때문이다. 아래 도표를 보면 아연, 마그네슘, 비타민 C, 철분, 피리독신, 나이아신 등이 지방산 대사 과정에 필요하고, 이것들이 부족한 경우 전환율은 당연히 저하된다. 또 개개인이 다른 유전체(SNP)변이에 대한 검사가 미비되어, ALA→EPA, DHA 생체 전환율이 연구마다 다양하게 관찰되었을 것이다. 다시 말하면 모든 오메가3가 다 같은 작용을 하는 건 아니다.
1) 식물성 오메가3는 흔히 알고 있는 들깨, 아마씨, 견과류로 섭취할 수 있다. 문제는 순수 채식만 한다면 개개인의 유전자나 식습관에 따라 ALA의 EPA와 DHA로 생체 전환율이 낮아, 효과를 기대하려면 많은 양의 ALA를 섭취해야 한다. 그리고 식물성 오메가3인 ALA는 주로 에너지원으로 쓰이며, 어유기반 DHA, EPA는 신경계 구조물 형성, 항염 작용 등을 주로 한다. 따라서 식물성 오메가3을 많이 섭취하면 오히려 비만 등을 유발할 수도 있다.
2) 최근 해조류 식물성 오메가3가 소개되고 있다. 수조에서 양식으로 길러지는 녹조류를 원료로 사용해 여러 가지 오염원에서 비교적 안전하고 어유 같은 독특한 생선냄새가 나지 않아 복용이 편안하다. 문제는 EPA와 DHA의 합인 순도가 40~50%대로 높지 않으며, 주로 DHA만 함유(EPA가 1%대 또는 20%대)하고 있어 EPA와 DHA의 불균형 때문에 한쪽으로 치우칠 우려가 있다.
3) 오메가 관련 대부분의 효과와 기능성 연구가 생선기름 오메가3로 진행되어, 어유기반 동물성 오메가3는 전문의약품으로 많이 사용된다. EPA와 DHA의 순도가 높으며 EPA와 DHA의 비율이 2:1~1:1로 함유비율이 좋다. 단점으로는 바다 오염으로 인해 중금속, 환경호르몬이 오메가3 오일에 영향을 미칠 수 있어 양질의 제품을 고르는 것이 까다롭다는 문제가 있다.

오메가3지방산과 증류법의 이해

오메가3지방산은 원재료인 동물이나 식물의 지방 저장형태인 트리글리세라이드(triglyceride), 즉 중성지방에서 글리세롤 백본에 매달려 있는 다양한 지방산들 중 하나이다.
글리세롤은 hydroxyl기를, 지방산은 carboxyl 기를 갖고 있어 두 그룹이 결합해 ester 결합을 형성한 모양으로 트리글리세라이드를 이루고 있다. 따라서 오메가3지방산 생산 프로세스의 첫 단계는 트리글리세라이드의 가수분해로 이 ester 결합을 분해해 글리세롤과 여러 종류의 지방산들을 얻어내는 것이다 이 방법에는 Twitchell process와Colgate-Emery procness 가 있으며, 가수분해의 정도는 이어지는 정제 시 잔여 지방 생성량을 결정지어 정제 공정의 효율성에 영향을 미칠 수 있다. 여기까지가 어류를 포획후 원료상품 생산을 위한1차 원유(crude oil)이며 포함된 가수분해 지방산들은 여전히 불순물을 갖고 있다. 그래서 이후 정제와 분리를 위해 증류와 분별의 과정을 거치게 된다. 증류는 2종 이상 성분을 함유하는 액체를 그 액체가 갖는 증기압의 차를 이용해 분리 및 정제하는 방식이다.
증류(distillation)를 통한 지방산의 정제는 100년이상 지속돼 왔으며, 현재까지도 순도가 높은 지방산을 생산하기 위한 가장 일반적이고 가장 효과적인 정제법으로 인정되고 있다. 즉, 100년간 증류법도 IT기술등 현대식 최첨단 기술들과 융합해 진화돼 왔기 때문에 가장 많이 사용되며 인정되고 있는 정제기술이다. 이는 현시대에 증류방식이 가장 안전하고 효율적임을 근거한다. 증류는 낮은 그리고 높은 끓는점을 갖는 모든 불순물과 악취 원인물까지 제거한다.
증류에는 조작압에 따라 상압(atmospheric)증류, 감압(under reduced pressure / vacuum)증류 그리고 분자(molecular)증류가 있으며, 현재 지방산을 포함하는 대부분의 건강기능식품의 가공 및 정제에서는 열분해를 피하기 위해 대부분 감압 또는 분자 증류로 이뤄진다. 또 전체적인 공정방식에 따라 배치식 증류(batch) 또는 연속 (continous)증류가 있고 정제만을 하는 단순증류(simple distillation), 정제와 분별(지방산 길이에 따른 분리)을 같이 하는 분별증류(fractional distillation)가 있다.
현대식 증류법(modern distillation)은 지방산의 열에 대한 민감성 때문에, 실용성과 경제성이 허용하는 범위의 낮은 온도에서, 증류 unit에 머무는 시간마저 최소화하는 첨단 복합공정 시스템을 개발해 이뤄지고 있다. 과거 고온에서 직접 열처리하는 단순원시적 증류법의 적용은 이젠 보기 힘들다. 오늘날 보다 독창적인 첨단 복합증류 공정시스템을 갖춘 하이엔드급 원료제조사들은 산패도(PV, AV, TOTOX) 기준치와 불순물 함량 제한선(max)을 일반적인 또는 IFOS에서 제시하는 수치보다 더욱 타이트하게 설정해 수시로 생산물을 검증하며 관리하기에 증류방식을 이용해 고품질의 오메가 3지방산 원료 및 상품을 생산하고 있다. 이런 현대식 증류 공정의 각unit들은 높은 진공상태, 효율적인 간접 가열, 접촉시간의 최소화(순간적인 접촉시간), 증기와 응축물사이로 효율적인 물질의 이동, 경제성에 의해 설정되어 가동되고 있다.
그럼 가볍게 각 증류법에 대해 요약 정리해보기로 한다. 배치식(batch) 또는 회분 증류는 상압에서 이뤄지며 지방산 증류공정의 가장 오래된 형태이다. 소위 직접증류법(direct distillation)이다. 증기 분산관을 가진 포트에 지방산을 채우고 섭씨 260-316도로 직접 가열하여 섭씨 149도에서 응축된 수증기로 분산된다. 이와 같은 증류법은 상당히 많은 양의 증기를 필요로 하고, 많은 양의 지방산이 수증기에 혼입되므로 경제성이 떨어진다. 또한 이 증류법은 지방산이 높은 온도에서 상당시간 가열되어 열에 의한 불안정성을 갖게 되는데, 이는 끈적거리는 잔여물들 및 찌꺼기와 탈탄산화 및 중합 반응을 하며 복합물을 이루게 된다. 그래서 이러한 방식에서는 15-20%의 혼입된 지방산과 10-15%의 잔여물이 나올 수 있다. 또한 이러한 잔여물의 재분리와 증류는 더욱 품질이 낮은 지방산과 5-8%의 찌꺼기를 생산하게 된다. 이후 이 증류법은 감압과 저온에서 이루어지는 기술로 발전하게 된다. 열에 예민한 물질을 증류시 진공증류장치를 겸비한 스팀증류를 하는 것이 안전하다.
연속(continous)증류는 미리 가열된 지방산 피드가 파이프로 들어가서 각 파이프로 연결된 반응 챔버들을 통과하며 흐르며 증류되는 방식이다. 즉 직접 가열을 피한 것이다. 연속 증류의 하나로 수증기 증류(스팀 증류)에서는 과열증기가 파이프로 진입하여 분산관에 의해 각 챔버의 피드로 주입되어 아랫부분이 가열된다. 즉 반응 챔버에 주어진 낮은 압력과 과열증기에 의해 유도된 각 반응 챔버의 높은 온도로 매우 강력하게 증발을 일으켜 지방산을 순간 증류 (instantaneous distillation, 초단시간 증류)를 하게 된다. 압력을 낮추면 정상 끓는점보다 낮은 온도에서 액체가 끓기 시작하므로 낮은 온도에서도 분리가 가능한 감압증류방식이다. 다시 말하면, 직접적인 가열을 피하고 압력을 최대한 낮추어 비교적 낮은 온도에서도 폭발적인 증류를 순간적으로 일으킨다고 정리할 수 있다.
지방산 vapor는 파이프 헤더로 이동되어 수냉식 응축기(water-cooled condenser)에 의해 응축되어 수집된다. 증류기의 압력은 30-35mmHg에서 유지되며, 각 증류 챔버들의 온도는 섭씨90- 125도정도이고, 각 챔버들에 지방산이 머무는 시간은 약 30분이내라고 한다. 한가지 단점은 마지막 과정(응축)에서 유화(emulsion)가 생길 수 있다는 것이다. 물안에 있는 칼슘과 마그네슘염이 지방산과 만나서 소위 비누를 형성하게 되는 것이다. 그래서 이를 피하기 위해 건조 증류(dry distillation)가 이용되기도 한다.
분자(molecular)증류는 최소한 2가지 구조로 이뤄져 있다. Wiped film moleculat distillation unit과 centrifugal molecular distillation unit이다. 분자증류는 고진공상태에서 진행되어 증류온도를 크게 낮출수 있게 되어 산화작용을 최소화할 수 있다. 연속 증류가 가능하며 앞서 말한 스팀 증류를 이용한 연속 증류의 장점들외에 불필요한 수분 및 이물질의 제거, 비정상적 혹은 원치않은 지방산의 제거, 박테리아의 제거등이 있다.
분별(fractional)증류는 지방산들을 각 끓는점에 따라 분리하는 것이다. 분별증류는 기본적으로 연속증류와 동일한 방식으로 이루어진다. 단지 지방산들은 각각 체인의 길이가 다르기 때문에 이들을 분별해 증류하는 것이다.
요즘 오메가3지방산 제품의 홍보를 보면 증류법의 고온처리를 타깃으로 초임계 추출법을 강조하는 것이 유행처럼 번지고 있다. 지금까지 필자가 서술한 현대식 증류법을 읽고 이해했다면 그러한 정보가 얼마나 잘못 이용되고 있는지 알수 있을 것이다. 정보와 지식은 정확하고 정직하며 공정해야 한다.

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크릴오일에는 유화제가 있어서 일반지방에 비해 흡수율이 8배라??
그러니까 우리가 먹는 보통의 지방은 유화제와 같이 먹지 않기 때문에 평소에는 1/8만 흡수되는 울트라슈퍼 저칼로리 다이어트 식품이다. 학교 다닐 때 탄수화물과 단백질은 4Cal이고 지방은 9Cal로 배운 것은 완전 헛소리였고 지방은 1Cal 인 것이다.
그런 지방의 소화 흡수율도 모르는 식약처는 고작 지방을 불태워서 재는 칼로리미터 데이터나 믿고, 모든 식품에 칼로리를 하게 하고, 그것을 기준으로 고열량 저영양 식품 구분이나 했던 것이다
둘 중에 하나는 하시라, 칼로리 표시를 없애던, 헛소리를 없애든
 




페이스북       방명록      수정 2021-05-26 / 등록 2010-09-26 / 조회 : 16833 (481)



우리의 건강을 해치는 불량지식이 없는 아름다운 세상을 꿈꾸며 ...  2009.12  최낙언