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소화기관

나와 내가 먹은 것은 다르다
- 영양(Macro molecule)은 분해후 흡수
- 미네랄 흡수 기작은 복잡하다

 

탄수화물

 

단백질





지방



●개-늑대 게놈, 36개 부분 달라… 뇌 발달·소화능력 차이

최근 스웨덴 연구진은 개가 늑대와 갈라진 비밀 중 하나가 음식에 있다는 연구결과를 2013.1.24일자 네이처에 발표했다. 고기를 먹는 늑대와 달리 개는 쌀과 감자처럼 탄수화물이 풍부한 음식을 잘 먹는데, 이는 ‘개의 가축화’와 관련이 있다는 게 연구진의 주장이다. 스웨덴 웁살라대의 케르스틴 린드블라드-토(Kerstin Lindblad-Toh) 교수팀은 늑대와 개의 게놈(유전체)을 비교해 ‘두 종간의 차이를 뇌 발달과 탄수화물 소화능력에 있다’고 발표했다. 소화능력 부분은 인간과 개가 비슷한 진화 과정을 겪었다는 주장을 뒷받침한다.
대부분의 개가 늑대보다 작고, 더 사교적이며, 덜 공격적이지만 그의 조상이 동아시아 늑대라는 사실은 변함없다. 그러나 개가 정확히 언제 어디에서 어떻게 진화했는지는 아직 논쟁거리다.
린드블라드-토 교수팀은 늑대 무리 중 하나가 반려견으로 변한 건 단순히 사람과 함께 지내서가 아니라고 생각했다. 개가 길들여진 구체적인 이유를 밝히기 위해 연구진은 늑대 12마리와 14품종의 개 60마리의 게놈을 분석해 ‘유전적인 변화’를 추적했다.
그 결과 늑대와 개의 결정적인 차이가 드러나는 36개 부분을 찾았다. 이중 19개는 뇌 발달에 대한 것이었고, 이중 8개는 신경시스템과 관계있었다. 연구진은 이런 유전적인 차이가 개의 감각이나 행동을 변화시켜 사람과 가장 친한 친구로 만들어줬을 것이라고 분석했다.
더 놀라운 점은 10개 부분이 녹말질을 소화하고 지방을 부수는 걸 돕는 기능에 관여한다는 것이었다. 개는 장에서 탄수화물을 소화시키는 아밀라아제를 위한 유전자가 늑대보다 많았다. 실험실에서 이를 검증한 결과 개는 늑대보다 녹말 소화 능력이 5배 정도 뛰어난 것으로 밝혀졌다.
녹말 소화에 중요한 효소인 말타아제에 관한 유전자(MGAM)도 달랐다. 유전자 숫자는 같았지만 개의 말타아제는 늑대보다 더 길게 만들어진다는 것이다. 이는 토끼나 소 같은 초식동물, 쥐나 여우원숭이 같은 잡식동물에서 나타나는 것과 비슷하다. 한 마디로 개는 풀 같은 음식도 잘 소화시킨다는 뜻이다.
개의 유전자는 늑대와 달리 초식동물이나 잡식동물과 비슷한 소화효소를 만들 수 있도록 진화했다. 네이처 제공이번 연구결과는 늑대가 농경에 정착한 사람과 협력하기 시작했다는 가설을 지지한다. 농경 사회에서 나오는 탄수화물이 풍부한 음식쓰레기 더미가 일부 늑대에게 좋은 식량이 됐고, 시간이 지나면서 일상적인 식단이 됐을 것이라는 주장이다.
이번 연구에 참여한 에릭 알렉슨(Erik Axelsson) 웁살라대 박사는 “효과적으로 녹말을 소화했던 초기 개들이 살아남는 데 더 이익을 얻었을 것”이라며 “농경이 발달하기 시작할 때 개와 인류는 매우 비슷한 방법으로 극적인 변화를 겪었을 것”이라고 전했다.
린드블라드-토 교수는 “1만 년 전경 중동에서 농사를 짓기 시작한 인류 역시 녹말질을 쉽게 소화하도록 진화했다”며 “인류와 개가 함께 탄수화물 소화에 맞게 진화한 ‘평행진화’의 대표적인 사례가 될 것”이라고 말했다.
물론 이런 주장에 대한 반론도 있다. 가장 오래된 개 화석이 3만3000년 전 시베리아에서 발견된 기록도 있기 때문이다. 영국 더럼대의 고고학자 그레저 라손(Greger Larson) 교수는 “소화에 관한 유전자가 가축화를 촉진시켰는지 의문”이라며 “초기 개 화석은 농경의 시작보다 앞서 나왔다”고 지적했다.
고대 개의 게놈을 연구하는 캘리포니아대 유전학자 로버드 웨인(Robert Wayne) 교수도 “탄수화물의 대사는 개에게 있어 중요한 적응”이라면서도 이런 특성이 드러난 시점에 대해서는 확신하지 못했다. 그러나 그는 “이번 연구결과가 개와 늑대의 음식이 다르다는 걸 보여주는 결과로는 충분하다”며 “반려견에게 늑대처럼 생고기를 먹여야하는지 묻은 질문에 대해 명백히 ‘아니오’라고 대답할 논문이 나온 것”이라고 덧붙였다.
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인류는 언제부터 쫀득한 전분을 좋아했을까
입력 : 2018.09.21  이상희 교수

추석이다. 떡을 쳐서 송편을 빚을 것이다. 너덧 달 뒤에 돌아오는 설에는 가래떡을 송송 썰어서 떡국을 만들 것이다. 차례상에는 참기름이 빛나는 납작한 절편을 올릴 것이다. 결혼식을 치르면 시루에 찐 팥시루떡을 돌릴 것이다. 음식 칼럼니스트가 아무리 고개를 절레절레 흔들어도 떡볶이는 영원한 국민 간식일 것이다. 떡은 멥쌀로도 만들고, 찹쌀로도 만들고, 밀가루를 섞어서도 만든다. 당뇨와 함께 사는 사람들에게는 요주의 음식이다. 우리는 끈적끈적한 전분을 좋아하나 보다. 밥을 지어도 한 톨씩 부슬부슬 흩어지는 쌀보다는 서로 찰지게 붙어있는 쌀을 선호한다. 이렇게 끈적끈적한 전분을 좋아하고 문제없이 소화할 수 있는 능력을 보유하게 된 것도 유전자 덕분이라는 연구가 발표돼 크게 화제가 된 적이 있다. `AMY1`이라는 유전자는 전분 소화에 필요한 효소인 알파 아밀라아제를 만든다. 쫄깃하면서도 부드러운 식감을 느낄 수 있도록 돕는다.
평균적으로 인간이 매일 필요한 열량 중 60%가량을 탄수화물에서 얻는다. 탄수화물 중에서도 전분을 소화할 수 있는 능력은 그만큼 인류의 적응에 중요했을 것이다. AMY1 유전자를 갖고 있는 다른 동물들과 비교해서 인간은 20배 많은 수의 복제본을 가지고 있음이 밝혀졌다. 같은 유전자를 몇 번이고 복제해서 복사본을 갖고 있다면 그만큼 중요한 유전자라는 뜻이다. 전분류가 많이 들어 있는 탄수화물은 단연코 곡물이다. 그렇다면 전분을 잘 소화할 수 있는 능력은 농경이 자리 잡은 1만년 전 이후에야 중요해졌을까. 꼭 그렇지는 않다. 인류에게 전분류가 중요해진 시점은 훨씬 전인 200만년 전이다. 씨앗과 뿌리는 전분 함유량이 높다. 감자와 고구마 같은 덩이줄기는 말할 것도 없다. 이들을 섭취하면 혈당이 높아지고 높은 열량을 낼 수 있다. 모든 동물은 높은 열량을 찾고 좋아한다. 하지만 항상 성공적으로 얻지는 못한다. 인류가 높은 열량을 꾸준히 얻는 데 성공한 시점은 200만년 전 두뇌 용량과 몸집이 커졌을 때다. 높은 열량을 확보하지 못했다면 두뇌나 몸집이 그렇게 커질 수 없었을 것이다.
우리는 인류가 얻어낸 높은 열량의 식자재가 동물성 지방과 단백질, 고기라고 생각해왔다. 사실 고기를 얻어내는 일은 인류 진화에서 중요한 사건과 연결됐다. 산 짐승을 죽이거나 죽어 있는 짐승에게서 고기와 지방 덩어리를 저며내려면 도구가 필요했다. 도구를 만들고 산 짐승을 죽이기 위해서는 뛰어난 두뇌와 큰 몸집이 필요했다. 그렇게 해서 얻어낸 동물성 단백질과 지방은 두뇌와 몸집을 키울 수 있는 열량을 제공했다.
그런데 돌로 만든 도끼는 동물을 죽이고 살점을 저며내는 데만 사용되지 않았다. 땅속에 묻혀 있는 열량의 보고인 덩이줄기 식물을 캐내는 데도 사용됐다. 덩이줄기 식물을 캐 먹는 일은 산 짐승을 쫓아가서 잡는 일과는 다른 차원의 작업이다. 덩이줄기 식물의 열량을 제대로 흡수하려면 일단 열을 가해야 한다. 인류가 도구를 만들고 불을 만들었다면 덩이줄기 식물을 구워서 먹었을 것이다. 인류의 진화 역사에서 고기만큼 덩이줄기 식물도 중요한 역할을 했다는 지적은 근래에 와서야 주목을 받기 시작했다.
농경과 함께 곡물이 유행하면서 열을 가할 뿐 아니라 물과 열을 한꺼번에 가하면서 새로운 열량원이 마련됐다. 곡류에 물과 열을 가해서 부드럽게 만들어진 미음과 죽은 이유식으로 최고다. 미음과 죽으로 아기들을 좀 더 빠르게 이유(離乳)시킴으로써 터울을 짧게 만들어낸 결과가 바로 신석기시대 인구의 폭발이다. 진화에서 `성공`은 보다 많은 개체 수를 생산하는 일이다. 알파-아밀라아제를 인류 성공의 열쇠라고 부를 수도 있다.
재미있는 사실이 있다. AMY1 유전자를 많게는 20개까지 복제본으로 갖고 있는 사람들도 많지만 다른 동물들처럼 1~2개만 갖고 있는 사람들도 있다. 이들은 알파 아밀라아제를 적게 분비할까. 쫄깃쫄깃하면서도 부드러운 식감을 알아채지 못할까.
올 추석에는 누가 떡을 싫어하는지 눈여겨볼 일이다. 그들이 유전자 검사를 한다면 AMY1 유전자 복사본을 몇 개 가지고 있는지 궁금해질 것 같다.
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지방은 무작정 소화 흡수되지 않는다




 

 

 

코코넛 기름 넣어 밥하고 12시간 냉장하면 절반 이하로 감소

(서울=연합뉴스) 한성간 기자 = 쌀에 코코넛 기름을 조금 넣어 밥을 해서 냉장고에 두었다 먹으면 쌀밥의 칼로리를 절반 이하로 줄일 수 있다는 연구결과가 나왔다.

스리랑카 화학공학대학의 수드하이르 제임스 박사는 쌀에 코코넛 기름을 약간 섞은 후 끓여 밥을 만들고 이를 12시간 냉장하면 쌀밥에 함유된 칼로리를 최대 60%까지 줄일 수 있다는 연구결과를 발표했다고 영국의 데일리 메일과 BBC뉴스 인터넷판이 2015.3. 24일 보도했다.
이것이 사실이라면 탄수화물 과다섭취에 의한 비만 위험을 줄이는 방법이 될 수 있을 것으로 기대된다.
끓는 물에 코코넛 기름을 1티스푼 섞고 쌀을 반 컵(105g) 넣어 20~25분 끓여 만든 쌀밥을 12시간 냉장하면 쌀밥의 칼로리가 50-60% 줄어드는 것으로 나타났다고 제임스 박사는 밝혔다.
쌀 한 컵은 210g으로 약 240칼로리가 함유돼 있다.
그 이유는 코코넛 기름과 냉장 상태가 쌀에 들어있는 전분 중 소화가 잘 안 되는 저항전분(RS: resistant starch)의 양을 늘려주기 때문이라고 제임스 박사는 설명했다.
쌀에는 소화가 잘 되는 전분과 잘 안 되는 저항전분이 들어있다.
전분 즉 탄수화물은 소장에서 체내로 흡수돼 포도당과 다른 단순당으로 바뀌어 에너지원으로 사용되는데 저항전분은 소화가 잘 되는 전분과 달리 소장에서 분해-흡수되지 않아 칼로리가 없는 것이나 다름없다.
따라서 쌀 속의 저항전분을 늘리면 쌀의 칼로리를 줄일 수 있을 것으로 판단하고 스리랑카에서 생산되는 38종류의 쌀로 실험을 거듭한 끝에 이 같은 방법을 찾아내게 됐다고 제임스 박사는 밝혔다.
코코넛 기름을 섞어 밥을 하고 이를 냉장하는 두 가지 과정으로 쌀 속의 저항전분을 10배로 늘릴 수 있다는 것이 그의 설명이다.
코코넛 기름은 밥이 끓으면서 전분의 과립 속으로 들어가 소화효소에 저항할 수 있도록 그 구조를 바꾸어 결국 저항전분으로 만든다는 것이다.
이렇게 만든 쌀밥을 냉장하면 녹말의 물에 잘 녹는 부분인 아밀로오스 분자들 사이에 수소결합이 이루어지면서 저항전분으로 바뀐다고 제임스 박사는 밝혔다.
12시간 냉장한 쌀밥은 다시 데워 먹어도 저항전분의 양에는 영향을 미치지 않는다고 그는 덧붙였다.
이 연구결과는 미국 덴버에서 열린 미국화학학회(American Chemical Society) 연례회의에서 발표됐다.

skhan@yna.co.kr