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소금과 미네랄 : How mineral works

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- 나의 질문, 희망1(불량지식 타파), 희망2(지식 생태계)



 

무엇을 먹을 것인가 , 청소년을 위한 식품 이야기 , 이소프레노이드, 중독의 원리 , 분자와 세포사이


들어가기 : 생명은 바다에서 시작되었다.

지구의 온난화로 여름은 점점 더워지고 겨울은 오히려 추워지고 있다. 비가 오지 않는 기간도 늘어서 가뭄으로 고통을 받는 경우도 늘고 있고, 특히 식량을 키울 농업용수가 부족한 경우가 자주 발생한다. 비가오지 않으면 육지뿐 아니라 섬사람도 고통을 받는다. 섬 주변은 온통 물인데 그 물은 마실 수도 없고, 농사를 지을 수도 없다. 세계 인구의 3분의 1이 물 부족으로 고통 받고 있다는데, 지구에 가장 흔한 자원이 물이기도 하다. 지구 표면의 70% 이상이 바다이고, 바다의 평균 깊이가 무려 4,100m이다. 지구 전체를 2,700m 높이로 덮을 수 있는 양이고 그 물로 전부 육지로 끓어 올리면 9600m 높이가 된다. 에베레스트산까지 완전히 잠기게 하고도 남는 양이다.
이처럼 지구에는 엄청나게 많은 물이 있지만 97.4%는 염분을 3.5% 함유한 바닷물이고, 민물은 고작 2.6%에 불과하다. 그중에서 실제로 우리가 쓸 수 있는 강물, 지하수, 호수  형태의 물은 고작 0.007%에 불과하다. 바닷물에는 소금기가 많아서 우리는 그것을 마실 수도 없고 농업용수로도 쓸 수 없다. 바닷물은 염분 때문에 삼투압이 높아서 수분이 몸에 흡수되지 않고 오히려 몸 안의 물이 빨려 나간다. 그리고 나트륨(소금) 저감화운동도 활발하다. 나트륨(소금) 섭취가 과다하면 고혈압 등의 질병의 위험이 높아지는데 한국인은 나트륨 섭취가 과다하다는 것이다, 이런 것 들을 생각해보면 소금은 마치 우리를 괴롭히기 위해 만들어진 것처럼도 느껴진다.
하지만 100년전 만 해도 소금은 지금과 전혀 다른 대접을 받았다. 소금은 글자 그대로 ‘작은 금’과 같은 귀한 대접을 받은 것이다. 도대체 왜 과거에는 그렇게 비싸고 귀한 대접을 받은 것일까? 그리고 소금은 짜다. 짜기 만한 소금을 줄이는 것이 왜 그리 어려운 것일까? 그리고 일부 사람은 천일염은 천연이고 미네랄이 많아서 많이 먹어도 좋은 소금이고 정제염은 공장에서 만든 화학소금이라 무조건 나쁘다는 황당한 주장을 하는 사람도 있다. 그런데 어떤 영양학자나 식품학자도 가장 이상적인 소금의 규격을 말하지 않는다. 소금의 가치는 미네랄에 있고 미네랄은 몇 종 되지 않는다. 누구나 공감할 수 있는 이상적인 소금의 규격이 있다면 그 기준으로 소금을 평가하면 논란은 사라질 것이고 소금회사는 그 기준에 가장 근접한 제품을 만들어 내려고 할 것이니 금방 소금의 품질이 가장 좋은 쪽으로 개선될 것이다.
왜 아무도 이상적인 소금의 규격을 말하지 않는 것일까? 혹시 바닷물에는 아직 과학이 밝혀내지 못한 우리 몸에 유용한 신비한 성분이 있다고 믿기 때문일까? 만약 그렇다면  아무런 가공이나 열처리를 하지 않은 바닷물을 퍼서 그대로 쓰는 것이 가장 좋은 소금이 섭취법일까? 아니면 바다의 모든 성분을 열을 가하지 않고 그대로 동결 건조한 소금이 가장 이상적인 소금일까? 그런데 지금까지 인류가 가장 많이 섭취한 소금은 자연이 정제한 천연정제염인 암염이다. 바닷물이 오랜 시간을 두고 천천히 건조되어 거의 순수한 염화나트륨만 결정화된 암염이 지금도 인류가 섭취하는 소금의 60%를 차지한다. 왜 우주의 탄생의 비밀도 밝히는 과학이 고작 좋은 소금의 정의하나 제대로 내리지 못하는 것일까?
소금에 대한 모든 논란과 경제 사회 건강 현상은 따지고 보면 자연의 정말 사소한 단 한 가지 현상 때문에 벌어진 것이다. 바로 바닷물의 편파적인 증발현상이다. 바다에서 바닷물이 증발하여 비가 되어 육지에 뿌려질 때 순수한 물만 증발하여 비가 되지  않고, 바닷물 있는 그대로 증발해서 비가 되어 땅에 뿌려졌으면, 물속에 사는 물고기가 물을 잘 모르는 것처럼 우리는 소금이 뭔지도 모른 체 살았을 것이다. 사실 모든 생명은 바닷물에서 태어났다. 그러다 고작 4~5억 년 전부터 육지로 터전을 옮긴 동식물이 슬슬 등장했다. 육지에 빗물이 바닷물 그대로 내렸다면 식물이나 동물은 거기에 새로 적응할 필요도 없이 편히 잘 살았을 것이다. 도대체 왜 비는 물만 증발해서 내리는 것일까? 사실 바닷가에 해풍에는 소금기가 많다. 그래서 바닷가의 쇠붙이는 금방 삭아서 망가진다. 용오름이 생기기도 하는 바닷물이 민물이 되어 비로 내린다.
세상에 소금에 대한 이야기는 많지만 정작 소금이 우리 몸에서 구체적으로 무슨 역할을 하는지에 제대로 설명해주는 책은 없다. 사실 소금이 세상에서 가장 맛있는 것이라고 말해주는 책마저 없다. 소금이 없으면 간장도 된장도 젓갈도 없을 뿐 아니라 국도 찌개도 김치도 없다. 소금이야 말로 맛의 지배자인데 소금은 그저 당연한 것인 양 무심히 사용할 뿐 그 가치를 알아봐주는 경우는 별로 없다.


Part I. 소금은 왜 금처럼 귀한 대접을 받았을까?
1. 소금의 역사와 변천
  - 과거에 소금은 왜 금처럼 비쌌던 것일까
  - 소금의 변천
2. 우리 몸에서 소금의 역할
  - 우리는 왜 소금만큼은 꼭 따로 챙겨 먹어야 할까?
  - 섭취량보다 훨씬 중요한 것이 재흡수량
  - 육지에서 다시 바다로 간 동물의 생존비결
3. 뇌에서 소금의 역할
  - 나트륨 펌프가 우리 몸 총에너지의 22%를 쓴다
  - 나트륨보다 칼륨 과잉이 훨씬 치명적이다
4. 식품에서 소금의 역할
  - 소금은 세상에서 가장 강력한 맛 성분이다
  - 미생물의 제어와 단백질의 제어
5. 식품에 사용되는 소금은 고작 6%이다
  - 나트륨염과 소금의 화학
  
Part II. 소금의 기술
1. 여과의 기술
- 세상에서 가장 깨끗하고 위생적인 소금을 만들려면
2. 농축의 기술
- 바닷물에서 필요한 이온만 농축하는 기술
- 모든 이온을 제거하는 담수화 기술
3. 결정화 기술
- 다양한 결정의 형태를 결정하는 요인
- 효율적으로 결정을 만드는 기술: 온도, 농도, 시드
4. 제형의 기술
- 용도별 특성 및 제형화 기술

Part III. 어떤 소금이 가장 맛있고 건강한 소금일까?
1. 천일염은 과연 정제염보다 훌륭한 소금일까?
  - 바닷물을 그대로 동결건조하면 가장 좋은 소금일까?
  - 천일염의 제조방식에서 해결하기 어려운 과제들
2. 왜 어떤 지역에서는 소금에 반드시 요오드를 첨가할까
  - 한국인에게 부족하여 보충하면 좋은 미네랄
  - 한국인에게 과잉이라 빼면 좋은 미네랄
  - 중금속, 미세플라스틱, 방사성물질
3. 미네랄 공급원으로 소금의 한계
  - 소금의 미네랄은 모두 흡수가 될까
  - 같이 있으면 서로의 흡수를 방해하는 미네랄들
4. 가장 맛있는 소금의 조건
  - 맛이 좋은 미네랄과 맛이 나쁜 미네랄
5. 가장 이상적인 소금을 설계한다면
  - 세상에서 가장 이상적인 소금은 어떤 것일까
  
Part IV. 미네랄 이야기
1. 미네랄의 성패는 단백질과 관련되어있다
- 이온 채널과 이온 펌프
- 효소의 기능을 보조하는 미네랄
- 단백질의 특성을 바꾸는 미네랄
2. 나트륨, 칼륨 그리고 염소
- 칼륨(K) : 칼륨의 작용과 부작용
- 염소(Cl) : 짠맛의 억제와 흥분의 억제
3. 칼슘, 마그네슘 그리고 인
  a) 인(P)은 미네랄의 여왕  - ATP,  DNA의 뼈대
  - 가공식품의 만능 해결사 인산염  
  b) 칼슘(Ca)은 신호를 완성한다
  - 모든 신호는 칼슘으로 완성된다
  - 칼슘의 과잉이 그렇게 치명적인 이유  
  c) 칼슘과 인의 갈등 및 협업
  - 뼈는 인회석(Ca-P)이다
  - 칼슘은 수축시키고 인산은 이완시킨다
  d) 마그네슘
  - 칼슘과 협업과 갈등의 미네랄
4. 소량만 필요한 미네랄
  1) 철 Fe : 산화와 환원의 핵심 미네랄
  - 산소와 산화한원
  - 지구에 가장 풍부한데 우리 몸이 줄이려고 노력하는 이유
  2) 효소의 작용을 돕는 미네랄
  - 아연 Zn, 망간 Mn, 구리 Cu
  - 아이오딘 I, 크롬 Cr, 셀레니움 Se, 몰리브덴Mo
5. 중금속 이야기
  - 축적성 분자(원자)의 특징 :  안정성, 결합력
  - 독성을 가진 분자의 특성


한국인은 채소, 과일, 생선, 해조류를 세계에서 가장 많이 먹는다. 그런데 나트륨(소금)마저 가장 많이 먹는 편이다. 그래서 보건당국은 나트륨 섭취를 줄이기 위해 꾸준히 노력하였고, 나름 성과도 거두었다. 하지만 여전히 권장량을 초과하고 있어서 우리는 항상 ‘나트륨을 적게 먹어라’, ‘싱겁게 먹어라’는 충고를 받는다.
그런데 과거에 소금은 정말 비싸고 귀한 대접을 받았다. 한 덩어리의 소금과 노예 1명과 바꾸기도 했다. 소금은 생존에 필수불가결하지만 과거에는 생산지가 한정되고, 가격이 고가여서 소금만큼 과세에 적합한 것도 없었다. 그래서 소금에 붙이는 염세가 한 국가의 조세수입의 절반을 넘기도 하였다.
우리가 지금 소금을 많이 먹는 이유는 세상에서 가장 강력한 맛 성분이기 때문이다. 워낙 소금은 강력하고 맛있는 성분이라 요리에서 소금을 줄이면 맛의 즐거움이 그만큼 줄어든다. 맛에 대한 욕망을 줄이지 않고는 소금을 줄이기는 불가능한 것이다.
그런데 우리 몸은 왜 하필이면 그 많은 성분과 미네랄 중에 나트륨을 혀에서 느낄 수 있는 고작 5가지 맛 중에 하나로 느끼고, 소금이 부족하면 음식이 맛이 없다고 느끼는 것일까? 그 이유는 자연식품에는 항상 나트륨과 염소가 부족하기 때문이다. 식물의 성장에는 상대적으로 많은 양의 질소(10,000), 칼륨(2,500), 칼슘(1,250), 마그네슘(800), 인(600)이 필요하다. 칼슘과 마그네슘은 토양에 충분하기 때문에 별도로 비료로 만들어 주지 않지만 질소(N), 인(P), 칼륨(K)은 부족하여 비료로 보충하는 경우가 많다. 식물과 동물(인간)에 필요한 미네랄 중에 가장 결정적으로 차이가 나는 것이 나트륨(Na)과 염소(Cl)이다. 인간의 혈액에 존재하는 미네랄(이온)의 86%가 나트륨과 염소이다. 세포 안에는 6.4%로 1/13만 있고 대신 칼륨이 많다. 칼륨이 55%, 인산이 23%가 들어있다. 식물 세포의 조성은 우리의 혈액보다는 체세포의 조성과 비슷하여 나트륨은 없고 칼륨이 많다.
식물은 칼륨만 있으면 충분하기 때문에 나트륨을 거의 흡수하지 않는다. 그래서 대부분의 식물에는 칼륨은 많지만 나트륨은 칼륨의 10%가 안되는 작은 양만 있다. 우리가 흔히 먹는 식물에서 칼륨과 나트륨비율(Na/K, %)을 확인해 보면 강낭콩(43/1160, 3.7%), 양배추(31/302, 10.5%), 오이(13/141, 9.2%), 상추(3.1/208, 1.5%), 양파 (10/137, 7.5%)  감자 (6.5/568, 1.1%), 고구마(17.8/296, 6%), 시금치(123/490, 25%), 생강(34/910, 3.7%), 밀가루(3.4/361, 0.9%), 쌀(6.3/113, 5.6%), 콩(0/1160) 등이다. 그러니 식물을 먹고사는 초식동물은 항상 나트륨이 부족 할 수밖에 없고, 나트륨을 확보하기 위해 사력을 다하고 일단 흡수한 나트륨은 몸 밖으로 배출되는 것을 막기 위해 사력을 다한다. 그래서 코끼리는 소변으로 거의 나트륨을 배출하지 않는다고 한다.
우리 몸이 나트륨을 얼마나 소중히 여기고 아끼는지 알 수 있는 곳은 바로 콩팥이다. 우리가 섭취한 물과 미네랄의 90% 정도는 소변으로 배출이 되는데 그 과정은 정말 만만하지 않다. 콩팥은 체중의 0.5%에 불과한데 심장이 펌프질한 혈액의 20%가 콩팥을 통과한다. 다른 부위에 비해 40배나 많은 양이다. 그리고 콩팥에는 200만개의 사구체가 있는데 사구체의 미세한 틈을 통해 하루 동안 펌핑한 1,700리터의 혈액 중에 180리터가 빠져나가 세뇨관으로 간다. 만약 이것이 재흡수가 되지 않고 그대로 소변으로 배출된다면 우리 몸의 혈액은 5리터 정도이므로 우리는 30분도 안되어 피가 없어서 사망하게 될 것이다. 다행이 사구체를 통과한 180리터의 혈액의 99%는 재흡수되어 소변으로는 1.5리터만 배출된다. 그런 식으로 혈액 5리터를 하루에 36번이나 여과 되면서 재흡수가 되지 않는 성분은 혈액보다 36배나 진하게 소변에 농축되는 것이다.
콩팥은 대사과정에서 만들어진 노폐물을 제거하는 기능을 한다. 혈액이 강한 혈압으로 사구체를 지날 때 여과망의 틈이 미세하여 적혈구, 단백질, 지방 등은 큰 분자는 통과하지 못하지만 작은 분자 즉 물, 포도당, 요소, 미네랄, 노패물 등은 틈새를 통과하여 배출된다. 노패물만 골라서 배출하는 시스템은 없고 혈액의 저분자 물질은 죄다 배출한 후 꼭 필요한 분자만 재흡수하는 방식인 것이다. 물, 포도당, 나트륨, 나트륨이 반드시 재흡수하는 핵심 분자이다. 포도당은 100%, 나트륨은 99%가 재흡수가 된다. 소금은 사구체를 통해 하루에 1100g이 배출되는데 이것은 하루 섭취량의 110배의 양이다. 만약에 90%만 재흡수되고 10%가 배출되어도 우리는 하루에 100g의 소금을 먹어야 하는 셈이다. 실제 질병에 의해 알도스테론이라는 호르몬이 분비가 되지 않을 경우 이정도의 소금을 먹어야 생존할 수 있다.
그런데 혈관에 존재하는 칼륨은 나트륨의 2.8%에 불과하다. 그런데 하룻동안 소변으로 배출되는 양은 3.2g으로 나트륨 4.1g과 비슷한 양이다. 칼륨의 재흡수율이 나트륨의 1/28에 불과하여 소변의 나트륨 농도는 혈액의 0.6배 인데 비해 칼륨은 10.3배이다. 염소 많이 재흡수는 하지만 나트륨의 절반에 불과하여 소변의 염소농도가 혈액에 비해 1.5배 높다.
우리 몸에 소금이 필요한 가장 큰 이유는 적절한 삼투압을 유지하기 위해서이다. 혈액의 삼투압이 물보다 높기 때문에 우리가 섭취한 물이 몸 안으로 흡수되고, 세포의 삼투압이 혈액보다 높기 때문에 혈액의 수분이 세포 안으로 흡수된다. 우리가 바닷물을 마실 수 없는 것은 바닷물의 삼투압이 우리의 체액보다 3배나 높아서 우리 몸의 수분이 거꾸로 빠져나가기 때문이다.
건강을 위해 물을 충분히 마시라고 하는데 사실 내 몸 안에 소금이 없으면 그 물은 흡수가 되지 않는다. 충분한 물 만큼 충분한 소금의 섭취가 우리의 건강과 생존에 필수적인데 단지 우리는 너무 많이 먹고 있을 뿐이다. 흔히 나트륨을 줄이고 칼륨을 많이 먹으라고 하는데, 만약에 신장에 문제가 생기면 칼륨의 배출에도 심각한 문제가 생기기 때문에 칼륨의 섭취를 줄여야 한다. 나트륨은 그나마 소금으로 일부러 첨가한 것이기 때문에 줄일 수 있지만 칼륨은 식물 자체에 나트륨보다 10배나 많은 것이라 줄이기가 훨씬 어렵다.
사실 나트륨을 줄여야 하는 사람은 짜게 먹는 사람보다 과식 하는 사람들이다. 과식하는 사람이 짜게 먹는 경향이 크기 때문이다. 똑같은 간의 음식도 적게 먹으면 소금도 적게 먹게 되고 칼로리 섭취도 적어져서 2~3배 효과적이다. 한국인은 평균적으로 나트륨의 섭취를 줄이는 것이 좋지만, 무작정 싱겁게 먹어야 한다는 강박관념을 가질 필요는 없다. 만약에 나트륨 대신 칼륨과 같은 다른 미네랄이 소금처럼 맛이 있었다면 우리는 그 미네랄을 과용할 것이고, 그로 인한 피해는 몇 배는 더 심각했을 것이다. 소금(염소+나트륨)은 우리 몸에 가장 많이 필요로 하는 미네랄이고, 우리 몸에 흡수와 배출의 조절기능을 가장 잘 갖추고 있는 미네랄이다. 


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소금의 생리적 역할
- 삼투압
- 나트륨 펌프 : 신경전달
- 나트륨과 칼륨에 의한 용해도 증가
- 단백질 용해
- 짠맛의 역할과  짠맛의 기작
- 효소작용과 미네랄
- 빙점강하
- 소금의 역할 : 식품 원료로 역할

소금의 종류와 특징
- 소금의 용해와 결정화
- 천일염 vs 정제염 vs 사해소금
- 호주의 천일염과 간수


미네랄의 작동원리
- 칼슘 Ca, 700 →1150
- 인산 P,700 →600
- 칼륨 K , 3500 → 210
- 나트륨 Na, 3500 → 90
- 마그네슘Mg, 220 →30
- 철분 Fe, 15 → 2.4
- 아연 Zn, →12
- 망간 Mn, →2
- 구리 Cu, 1.6 → 0.09
- 아이오딘 I,  → 0.024
- 크롬 Cr, 셀레니움 Se,  몰리브덴Mo

- 미네랄 권장량
- 비타민 미네랄의 위해량
- 아껴쓰는 미네랄은 ?
- 금속 단백질

- 미네랄의 흡수기작은 복잡하다
- 제형에 따라 흡수율이 다르다
- pH와 용해도, 상호작용



페이스북       방명록      수정 2019-08-27 / 등록 2015-09-01 / 조회 : 3912 (202)



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