식품의 역할 ≫ 영양성, 천연독, 식물독

항영양소 :  저해인자, 불용화, 흡수방해

자연독 : 항영양소,  천연독, 식물독
- 생콩의 항영양소

저해제 inhibitor
- 트립신 저해제
- 봉쇄제 : 피트산, 옥살산 oxalic acid

- 미국 노스 캐롤라이나 주립대학 P.R. 퍼켓, T. 미들톤 -

▶▶ 모든 사료원료에는 일종의 항영양소가 함유되어 있다. 이러한 항영양소의 함량이 너무 높으면 가금과 기타 축종의 건강이나 성장에 문제가 발생하게 된다.하지만 사료배합시 사료원료내 항영양소에 대한 기본지식을 갖춘다면 전략적으로 다양한 원료를 사용하면서도 항영양소의 영향을 최소화시킬 수 있을 것이다. 즉 항영양소를 함유한 원료를 사료 내에 적정수준으로 사용하거나 배합설계기술, 가공, 취급방법을 잘 활용하거나 효소를 첨가함으로써 항영양소의 영향을 최소화시킬 수 있다. ◀◀


> 식물성 원료와 관련된 항영양소

자연은 많은 부류의 식물에게 영양소 저장 혹은 방어기전의 역할을 하도록 독특한 화학물질을 합성할 수 있는 능력을 부여하였다. 이중 많은 물질들은 인간이나 동물이 섭취할 때 결정적이거나 치명적인 결과를 초래할 수 있다. 단백질 분해효소(protease) 저해인자, 갑상선종 물질인 고이트러젠(goitrogen), 수산염(oxalate), 피테이트(phytate) 등은 특정 식물의 자연성분으로 영양소의 이용을 방해하고 성장을 저해시킬 수 있다. 그 외 항영양성 인자는 곰팡이나 미생물의 대사 혹은 식물 자체가 손상이나 감염에 대한 방어기전으로 생산된다. 그러나 어떤 원료에 독성인자가 존재한다는 그 자체로 사료원료로의 이용을 불가능하게 하는 것은 아니다. 다양한 가공방법을 동원하면 부산물이나 폐기물의 독성물질을 중화시키거나 해독시킬 수 있다. 그리고 섭취수준이 낮다면 비록 독성이 제일 심한 성분이라도 아무런 역작용 없이 감수되는 경우도 있다.

1. 콩단백질

콩은 우수한 단백질원이지만 항영양소적 특성이 있으므로 사료 내에 사용량이 제한된다. 이러한 항영양소에는 단백질 분해효소 저해인자, 렉틴(lectin), 식물성 적혈구 응집소(phytohemagglutinin), 우레아제(urease ; 요소 분해효소), 리폭시게나제(lipoxygenase), 사이안화 글루코사이드(cyanogenic glucoside)와 항비타민 인자가 있다. 모든 콩에는 일정 수준의 항트립신 인자가 함유되어 있다. 비가공된 혹은 가공처리가 덜 된 콩의 항트립신 인자는 소장에서 트립신(trypsin)과 결합하여 비활성 복합체를 형성한다. 이때 트립신의 지속적인 분비를 억제하는 음의 피드백 기전이 억제되어 췌장에서 트립신이 과도하게 합성된다. 이렇듯 비열처리된 대두원료를 섭취한 동물에서는 췌장의 비대와 더불어 사료효율 저하가 나타난다. 다행히도 콩단백질의 단백질 분해효소 억제물질은 단백질의 본성 때문에 열처리에 의해 쉽게 변성된다. 항트립신 인자는 많은 영양학자들이 지적하듯 콩의 주요한 항영양소가 아닐 수도 있다. 반면 콩과식물과 질소고정 박테리아 사이의 공생관계에서 결정적인 역할을 하는 것으로 알려진 렉틴(lectin)은 모든 품종의 콩에서 흔한 물질이다.
독성은 품종에 따라 다양하여 신장콩 렉틴은 대두콩의 렉틴보다 독성이 훨씬 강하다. 렉틴은 소장 외막 미세융기 표면에서 당단백질(glycoprotein)에 결합하여 미세융기의 손상과 변형을 일으키고 소장벽을 통한 영양소의 흡수에 심한 장애를 가져온다. 또한 소장구조에 피해를 입혀 포도당, 아미노산, 비타민 B12의 흡수와 이온이동을 방해한다. 더 나아가 렉틴에 의해 손상된 상피 때문에 탄수화물과 단백질이 소화·흡수되지 않은 채 대장에 도달하여 발효된다. 피마자유(castor oil)의 씨에 함유된 리신(ricin)을 흡입하면 호흡기 점막에 출혈을 동반한 종창이 유발된다. 또한 렉틴은 당단백 수용부위에 결합하여 한쪽은 소장의 융털 경계면에, 다른 한쪽은 장내 세균 표면에 결합하여 소장과 세균 사이에서 일종의 접착제 역할을 한다. 쥐와 병아리에게 생대두나 생콩에서 추출한 순수 렉틴을 함유한 사료를 급이하자 대장균이 과잉 증식하였다. 렉틴은 장상피에 손상을 입히고, 세균이나 그들이 생산한 독소를 혈류로 진입시켜 내장에 해로운 결과를 초래한다. 이러한 요소들은 모두 생콩이나 정제 렉틴과 연관된 위장 이상 증상에 기여한다. 어린 가금의 경우 특히 렉틴에 민감하며, 필요한 아미노산을 섭취하기 위해 비교적 높은 단백질을 요구하는 어린 칠면조는 더욱이 그러하다.
두과식물 종자에는 그밖에도 많은 종류의 항영양 물질이 존재한다. 대두박은 우레아제를 함유하고 있는데 이는 요소를 암모니아와 이산화탄소로 가수분해시키는 역할을 한다. 우레아제 함량이 너무 높으면 요소 재순환 과정 중 암모니아가 생성될 수 있다. 고이트러젠은 갑상선의 기능을 방해하는 물질로 땅콩과 대두에서 발견된다. 사이안화 글루코사이드는 가수분해에 의해 사이안화 수소(hydrogen cyanide)를 유출시키며 리마콩에 가장 많으며 모든 콩에 함유되어 있다. 비가공된 신장콩에는 비타민 E에 대한 길항제가 함유되어 이를 섭취한 병아리에서 토코페롤 수준이 낮아지고 근위축증이 일어난다.
생대두도 가금에서 구루병을 유발하는 것으로 나타났고, 이를 섭취한 동물들의 비타민 B12에 대한 요구량 증가가 두드러졌다. 생대두내 알리폭시다제(alipoxidase)도 카로틴(carotene)을 파괴하여 사료내 비타민 A의 이용성을 저하시키는 것으로 나타났다. 다행히 몇 가지 가공방법으로 두과식물 종자에 함유된 항영양 인자를 해독시킬 수 있어 이들을 사료원료로 사용할 수 있다. 단백질 분해효소 억제인자, 렉틴, 우레아제, 항비타민 인자와 리폭시게나제는 모두 열에 의해 파괴된다. 각 물질이 파괴되는 정도는 온도, 가열시간, 입자크기와 수분조절에 따라 달라진다. 발효는 항트립신 인자 수준을 줄일 수 있는 방법이다. 발아 또한 대두와 신장콩의 영양가를 개선시킨다. 하지만 항트립신 인자 수준은 대두에서 변함이 없고 실제로 발아 8시간 후 신장콩에서는 배가되었다. 두과식물 종자에는 일종의 항영양소인 소화가 잘 안 되는 탄수화물이 함유되어 있다. 대두박의 약 40 %는 조섬유와 다양한 다당류, 올리고당으로 구성되어 있다. 다당류 부분(15~22 %)은 산성 다당류(8~10 %), 아라비노갈락탄(arabinogalactan ; 5 %), 셀룰로우즈(1~2 %), 전분(0.5 %)으로 이루어진다. 가금은 이들 대부분을 소화시킬 수 없다. 대두에서 발견되는 만난(mannan)은 열에 둔감하면서 가금에게는 극도의 항영양소로 통한다. 중량기준으로 따질 때 갈락토만난(galactomannan)은 점성이 강한 다당류이다. 대두박의 올리고당은 소화가 잘되는 탄수화물이나 섬유소의 소화율을 감소시키며, 가금에서 소화관내 이송시간을 줄여 삼투압성 연변을 유발한다.

2. 양배추과 식물

캐놀라 변종을 포함한 채종은 최근 채유종자식물 중에서 세 번째로 인기가 높다. 오일을 추출해낸 부산물인 채종박은 가축에게 급여가 가능하나 독성물질 때문에 그 양이 제한된다. 사용권장 제한수준은 산란계사료에서 5 %, 육계에서 15 %이다. 하지만 캐놀라박은 훨씬 높은 수준으로 사용할 수 있다. 양배추, 케일, 순무, 꽃양배추, 싹양배추, 유채씨, 겨자씨에 포함된 주 독성물질은 고이트러제닌 글루코시놀레이트(goitrogenic glucosinolate)이다. 성장저해, 갑상선의 요오드 흡수 저하, 갑상선 비대, 기타 장기에서의 병리학적 변화 등이 쥐, 가금, 돼지, 소 등에서 나타난다. 한편 가공되지 않은 글루코시놀레이트는 독성을 띄지 않으나 효소가수분해 결과 다양한 독소를 생성하게 된다. 효소가수분해로 타이오사이안산염(thiocyanate) 이온, 이소타이오사이안산염(isothiocyanate), 나이트릴(nitrile), 고이트린(goitrin) 등이 생산된다. 미가공, 고수분의 식물질이 가공과정 중 저작이나 기계적으로 파쇄될 때는 항상 가수분해가 일어난다. 이러한 글루코시놀레이트의 고이트러제닉 분해생산물은 갑상선에 의한 요오드의 흡수를 위축시키고 갑상선 호르몬의 분비를 방해하여 대사장애와 갑상선 비대를 유발한다. 그러나 케일 타입 사료를 적절히 가공하면 글루코시놀레이트의 독성효과를 최소화시킬 수 있다. 채종에 열을 가하면 가수분해효소(myrosinase)를 비활성화시키고 비독성 글루코시놀레이트가 독성이 있는 분해산물이 되는 것을 방지한다. 이러한 사료의 독성효과를 방지하거나 감소시키기 위하여 요오드의 첨가도 시도된 바 있다. 캐놀라는 글루코시놀레이트 함량을 낮춘 채종박의 변종으로 캐나다 과학자에 의해 개발되었으며 가축사료용으로 이용도가 높다.

3. 구근류(球根類)

카사바(cassava), 감자, 고구마와 그 부산물은 가축사료로 특히 개발도상국가에서 그 인기가 높아지고 있다. 건물기준으로 감자의 단백질 함량은 소맥과 견줄 수 있고 옥수수와 쌀보다 높다. 고구마 전분은 특정 용도상 옥수수 전분보다 유리한데, 이는 젤라틴화 온도가 낮고 단백질이 카제인과 같기 때문이다. 하지만 구근류에도 항영양 인자가 존재하므로 가축에게 급여하기 전에 특별한 처치가 요구된다. 사이안화 글루코시다제(cyanogenic glucosidase)는 카사바에 있는 독성물질로 쥐와 해충에 대한 자연적 식물방어시스템의 일환이다. 두 가지 사이안화 글루코사이드인 리나마린(linamarin)과 로타우스트라린(lotaustralin)은 생카사바근의 액포에 존재한다. 가수분해효소인 베타-글루코시다제(β-glycosidase)는 근의 세포질에 함유되어 있어 이 물질에서 탄수화물 분자를 떼어낼 수 있으며, 이 과정중 아세톤, 포도당과 HCN(hydrocyanic acid)이 생성된다. 독성은 파쇄나 저작에 의하여 분자구조가 파괴되면 발생한다. 이어서 글루코사이드 복합체의 효소적 가수분해가 일어나며, 이때 유독성의 사이안화 수소 복합체가 방출된다. 이 글루코시다제는 단백질이므로 가열조리하면 쉽게 변성된다. 변성된 글루코시다제는 유독성의 사이안화 수소의 방출을 촉매할 수 없게 된다. 따라서 카사바의 독성은 조리나 가열을 통해 경감되거나 제거시킬 수 있다. 글루코사이드 자체는 또한 물 속에서 용해가 매우 잘되고 열에 의해 쉽게 분해될 수 있다. 이러한 방법으로 분해된 유리 HCN은 탕비나 가열과정을 거쳐 제거될 수 있다. 트립신과 키모트립신(chymotrypsin) 억제인자가 카사바에 낮은 수준으로 포함되어 있다면 조리과정 중 변성될 수 있다. 찧거나 파쇄되어 생성된 HCN은 건조과정에서 증발되면서 가축이 섭취하기에 안전한 구근이 된다.
줄기를 포함한 감자에도 글리코알카로이드(glycoalka- loid)라는 천연 독성물질이 존재한다. 감자에서 영양적으로 가장 중요한 글리코알카로이드는 솔라닌(solanine)으로 이 농도는 감자의 품종에 따라 다양하지만 감자에 상처가 나거나 곰팡이나 세균이 증식하면 증가하게 된다. 사람이나 가축이 솔라닌에 중독되면 심한 위장장애와 신경질환이 유발된다. 특정 글리코알카로이드는 콜린에스터라제(cholinesterase) 억제인자로 작용한다. 이는 감자독성에 연관하여 냉담, 혼란, 침체의 주된 원인으로 꼽힌다.
카사바의 독소에 반해서 감자의 글리코알카로이드는 가열이나 조리에 의해 쉽게 파괴되지 않는다. 새로운 품종의 감자는 알카로이드 함량을 검사하여 함량이 생조직 100 gm중 20 mg이 넘으면 음식이나 사료로 불합격된다. 고구마에는 단백질 분해효소 억제인자, 푸라노테르페노이드(furanterpenoid), 라텍스(latex) 타입 복합체를 포함하여 많은 항영양소가 포함되어 있다. 미국 고구마에는 7가지 항트립신 인자가 있다. 다행히 항트립신 인자의 활성도는 가열온도 75~85 ℃에서는 50 % 이하, 15분간 끓이면 10 % 이하로 각기 떨어지고 130 ℃에서 30분간 가열하면 파괴된다. 유독성의 푸라노테르페노이드는 고구마 구근에서 생산되며, 조직에 상처가 나면 미생물, 곰팡이나 곤충에 대한 방어기전으로 축적된다. 고구마에 있어 다수의 독성이 스트레스나 질병 하에서 발생한다 해도 폐부종 독성은 푸사리움 곰팡이(Fusarium solani)에 감염되었을 때 발생하며 가장 치명적이다. 조리에 의해 상처 난 고구마의 조직내 폐부종 독성수준을 감소시킬 수 있으나 제거할 수는 없다. 따라서 식용이나 가축용으로는 상처가 나지 않은 깨끗한 고구마만 선택한다. 상처 난 조직은 떼어내는 것이 독성을 적절한 수준까지 떨어뜨리는 효과적인 방법이다.

4. 면실류

섬유산업에서 면실에 대한 수요가 증가하므로 면실유를 추출해낸 면실박의 양이 상당할 수밖에 없다. 면실박은 반추가축에겐 일반적인 단백질원이지만 일부 지역에서는 가금이나 기타 단위동물에서도 그 인기가 높아지고 있다. 씨앗, 잎, 줄기, 뿌리의 분리성 색소선에는 폴리페놀릭 고시폴(polyphenolic gossypol) 색소가 함유되어 있어 해충에 대한 내성을 제공한다. 이 고시폴 색소는 면화씨 제품을 가축사료로 사용하는데 제한요소가 되는데, 그 이유는 미성숙된 반추가축과 단위가축에 유독하기 때문이다. 고시폴에 중독된 가금이나 동물의 심장, 생식기, 폐, 간에서 손상이 발견된다. 사료 이용성, 계란생산성 저하와 저장된 계란의 난황탈색 등이 가금사료에 고시폴이 존재할 때 또한 보고된 바 있다. 반면 반추가축은 발효에 의해 고시폴을 비활성화시킨다. 유리 고시폴은 생리적으로 유독성인 반면 결합 고시폴은 비활성이다. 면실중 비단백질 성분도 면실색소와 결합하여 비용해성·비소화성 복합체를 형성한다. 이 결합은 면실박내 고시폴을 해독시키긴 하지만 단백질 및 생물학적 가치를 감소시킨다. 면실박이 가열될 때 일어나는 라이신의 파괴는 아미노산의 생물학적 적용성을 감소시킨다. 사료에 금속성 염을 첨가하면 고시폴의 영향을 감소시킬 수 있다. 유리 고시폴에 대해 철을 2:1 혹은 3:1의 비율로 첨가하면 간에서의 고시폴이 독성을 효과적으로 감소시키고 난황의 탈색을 방지할 수 있었다.

5. 곡류와 곡류부산물

밀, 보리, 수수, 귀리, 라이밀(triticale) 등 곡류에는 다양한 항영양 인자가 포함되어 있으며, 그 중에서도 비전분성 다당류(NSP)는 가장 흔한 성분이다.
NSP는 가금의 장효소에 의해 쉽사리 소화되지 않으며 주로 아라비노자일란(arabinoxylan), 자일란(xylan), 베타-글루칸(β-glugan) 등이 있다. 가금에 있어 NSP의 항영양성 활동에는 여러 기전이 있다. NSP는 식괴의 점도를 증가시켜 가축의 생산성을 저하시킨다. 대부분의 경우 NSP는 점성을 증가시키고, 장관 내의 분비반응을 변화시키고, 장관 미생물의 섬모와 결합하기도 한다. 용해된 NSP는 커다란 복합 다중분자를 형성하여 장내 식괴의 점성을 증가시켜 소장효소의 소화작용을 둔화시키고, 특히 장섬모를 통해 분해된 영양소의 흡수를 방해한다. 소화가 제대로 안된 식괴는 이어서 장 하부로 이동하여 미생물의 발효작용을 받기 쉽다. 이러한 NSP의 영향은 미생물 효소제를 적절히 첨가하면 훨씬 경감될 수 있다.

6. 곰팡이독소

곰팡이독소의 존재 가능성은 사료용으로 사용하는 어느 곡류나 곡류부산물에 있기 마련이다.

7. 탄닌(Tannin)

탄닌은 콩과식물, 채종, 수수를 포함한 많은 식물에서 생성된다. 이 물질은 사료내의 미네랄, 단백질, 이산화탄소와 불용성 복합체를 형성하여 사료의 영양적 가치를 감소시킨다. 성장저해는 일반적으로 탄닌 함량과 비례한다. 비용해성 철-페놀 복합체의 형성은 채종이나 캐놀라에서 추출된 단백질박 사료에서 철 흡수를 방해한다. 탄닌은 또한 기질과 비소화성 복합체를 형성하거나 효소 자체와 결합하여 트립신과 알파-아밀라제(α-amylase)의 소화작용을 방해한다. 탄닌은 비타민 B12와 복합체로 발견되기도 하는데, 이 경우 B12의 흡수를 저하시킨다. 메탄올, 암모니아, 물/헥산용매 시스템으로 탄닌을 추출하면 수수와 채종의 영양적 특성이 개선된다.

8. 아미노질소와 라티로젠(lathyrogen)

스위트피(sweetpea), 치킨피(chicken pea) 및 기타 콩과식물은 신경독을 함유하는데 이는 사람, 축우, 말에서 라티리즘(lathyrism)의 출현이 원인이다. 라티로젠은 연결조직의 콜라겐 섬유의 횡결합을 방해한다. 고온수에 침출시키면 신경독의 거의 전부를 제거할 수 있다. 또한 15 ℃에서 약 20분간 볶으면 신경독 수준을 85 % 줄일 수 있다.

9. 사포닌

사포닌은 스테로이드 혹은 트리테르펜계로 이성화당 분자에 부착되어 있다. 이는 두과식물, 생콩 등에서 발견된다. 사포닌은 식물 방어시스템의 일환으로 생산되어 곰팡이, 특정 미생물, 곤충에 대해 높은 독성을 나타낸다. 사포닌은 소화와 대사효소를 억제하고 아연과 불용성 복합체를 형성하는 것으로 알려졌다. 사포닌은 알팔파박의 사용수준에 제한요인으로 작용한다. 알팔파박을 20 % 사용(사포닌 0.3 %)하면 어린 가금에서 성장저해가 나타난다. 흥미롭게도 사포닌은 식품영양에서는 이로운 것으로 입증되었다. 식이성 알팔파 사포닌은 내인성 쓸개 콜레스테롤과 결합하여 재흡수를 방지함으로써 혈청 콜레스테롤을 낮춘다.

> 동물성 단백질 부산물과 해조류 연관 항영양소

동물성 부산물박은 예전부터 사료의 아주 귀중한 단백질원으로 인식되어 왔다. 하지만 이 가치는 세균 분해와 이에 연관된 유독성 대사체의 형성으로 크게 경감된다. 내장이나 도살체의 분해는 즉시 시작되므로 원료를 잘 보관하거나 랜더링 또는 기타방법으로 안정화시킬 수 있도록 적정 수순을 밟아 진행시킨다. 내인성 효소와 세균의 활동은 단백질의 가수분해를 조장하여 단백질을 아미노산으로 분해시킨다. 단백질이 아미노산으로 분해되면 미생물에 의한 아미노산의 카르복실기와 아미노기의 이탈작용이 잇달아 각기 아민이나 암모니아를 생성한다. 아민과 암모니아는 모두 유독성으로 가축사료로는 적합치 않다. 동물은 정상적으로 섭취한 식이성 아민을 효과적으로 대사시킬 수 있으나 그 양이 많으면 해독을 입게 된다. 아민은 두 가지 군으로 나뉘며, 신경계에 작용하는 아민은 중추신경계에서 신경전달체로 작용하고, 혈관계에 작용하는 아민은 직·간접적으로 순환시스템에 작용한다. 티라민(tyramine), 페니틸아민(phenethylamine), 트립타민(tryptamine)은 조직저장소에서 노르에피네프린(norepinephrine)을 방출하여 간접적으로 혈압을 증가시킨다. 히스타민(histamine)은 강력한 모세혈관 확장제로 혈압을 감소시켜 저혈압을 유발한다. 히스타민을 경구투여하면 병아리에서 성장둔화, 불량한 깃털, 폐사 증가, 근위 위축, 조직수종, 비장 위축이 나타난다. 물고기는 육지동물에 비해 히스타민을 많이 함유하므로 더욱 높은 농도의 히스타민을 생산한다. 히스타민은 음식물에서 독성이 가장 강한 것으로 인용되어 왔으나 히스타민 단독으로는 무독성이다. 푸트레신(putrescine)과 카다베린(cadaverine)은 히스타민을 대사시키는 소장효소를 억제하여 히스타민 독성을 잠재화시킨다. 하지만 푸트레신과 카다베린은 고수준의 히스타민이 생성되는 조건에서 생산된다. 히스타민과 기타 대부분의 체내 생성 아민은 열에 안정적이고 조리공정으로 농도가 변하지 않는다. 따라서 동물성 사료원료의 독성을 방지하려면 원래 원료에서 아민이 형성되지 않도록 조심스럽게 다루어야 한다.

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식품 속 항영양소의 두 얼굴
승인2014.04.11 오선우 / 국립농업과학원 보건연구사경남연합일보  abz3800@gnynews.co.kr

식물성 식품 중에는 체내 영양소의 흡수를 방해하는 항영양소가 존재한다. 근본적으로 식물은 영양소를 저장하거나 자신을 공격하는 생물체로부터 방어하기 위한 기전으로 스스로 이러한 물질들을 만들어 낸다.
또한 항영양소는 곰팡이나 미생물의 대사 혹은 손상이나 감염에 대한 방어기전에 의해 만들어지기도 한다. 이중에 레스베라트롤 같은 polyphenol계 물질은 방어물질로 생산되지만, 사람 또는 동물에 항산화 기능을 하여 건강에 유익한 영향을 주기도 한다.
그러나 대부분의 항영양소는 철, 칼슘, 아연 등 금속성분과 결합하여 영양소의 이용을 방해하거나 성장을 저해시키는 것으로 알려져 있다. 이러한 항영양소의 종류로는 단백질 분해효소 저해인자(protease inhibitor), 갑상선종 물질인 고이트로젠(goitrogen), 렉틴(lectin), 피트산(phytate), 사포닌(saponin) 등이 있다.

이들의 체내 역할을 간략히 정리하면 아래와 같다. 단백질 분해효소 저해물질은 콩, 오이, 당근, 브로컬리, 시금치, 감자 등에 존재하며 단백질 소화효소의 작용을 방해한다. 그러나 단백질의 본성 때문에 열처리에 의해 쉽게 변성되는 성질이 있어 가공식품에는 거의 존재하지 않는다.
고이트러제닌 글루코시놀레이트(goitrogenic glucosinolate)는 주로 양배추, 케일, 순무, 꽃양배추, 싹양배추, 유채씨, 겨자씨에 함유되어 있다. 이들의 주요 독성학적 증상은 쥐, 가금, 돼지, 소 등에서 성장저해, 갑상선의 요오드 흡수 저하, 갑상선 비대, 기타 장기에서의 병리학적 변화 등으로 나타난다.

가공되지 않은 글루코시놀레이트는 독성을 띄지 않으나 효소가수분해(티오시안산염(thiocyanate) 이온, 이소티오시안산염(isothiocyanate), 니트릴(nitrile), 고이트린(goitrin))에 의해 다양한 독소를 생성하게 된다.

이러한 글루코시놀레이트의 가수분해물은 갑상선에 의한 요오드의 흡수를 방해하고 갑상선 호르몬의 분비를 방해하여 대사장애와 갑상선 비대를 유발한다. 그러나 채종식물에 열을 가하여 가수분해효소를 비활성화시키면, 비독성 글루코시놀레이트는 독성이 있는 분해산물로 되지 않는다. 렉틴은 주로 생콩 또는 생대두 등의 두과식물에 존재하며, 좀 더 직접적으로 영양소의 흡수를 방해한다.

당단백 수용부위에 결합하여 한쪽은 소장의 융털 경계면에, 다른 한쪽은 장내 세균 표면에 결합하여 소장과 세균 사이에서 접착제 역할을 한다. 또한, 소장의 융털에 결합하여 얇은 단백질 층을 형성하여 ‘코팅’ 역할을 하면서 영양소 흡수를 방해한다.

이러한 렉틴은 정상피에 손상을 입히고, 세균이나 이들이 생산한 독소를 혈류로 진입시켜 적혈구와 응집반응을 일으키기도 한다. 피트산은 주로 곡류 및 콩류에 존재하며, 칼슘, 아연, 철분, 구리 등의 금속성 영양소를 킬레이트화하여 불용성 복합체 형태를 만들어 생체흡수를 방해하고, 소화효소도 저해하여 단백질을 불용시키기도 한다.

그러나 피트산은 종자에서 인의 저장소 역할을 하며 조기 발아 및 성장에 필요한 중요한 역할을 하기도 한다. 사포닌은 스테로이드 또는 테르펜계로 두과식물, 생콩 등에서 발견된다. 사포닌은 곰팡이, 특정 미생물, 곤충에 대해 높은 독성을 나타낸다.

또한 사포닌은 소화와 대사효소를 억제하고 아연과 불용성 복합체를 형성하여 흡수를 방해한다.
그러나 사포닌은 체내 콜레스테롤과 결합하여 재흡수를 방지함으로써 혈청 콜레스테롤을 낮추는 유익한 역할을 하기도 한다. 식물 중에 존재하는 이러한 항영양소의 함량을 낮추기 위해서 다양한 농업생명공학 기술이 적용되어 왔다. 기존 전통 육종방법에서도 항영양소 수준이 낮은 품종을 선택하거나, 이들의 함량을 감소시키기 위한 교배방법을 택하여 함량이 매우 낮거나 무시할 정도의 품종으로 개발하였다.

그러나 항영양소의 함량 조절에 의해 종자 및 곡류 성분에 다른 변화가 초래될 수 있다. 대부분의 식물에는 독소 및 항영양소가 존재하지만, 생명체를 구성하는 성분이기 때문에 식물의 성장 및 인체 건강에 알려져 있지 않은 역할을 할 수도 있다. 또한, 항영양소 존재 자체로 식품원료의 이용을 불가능하게 하는 것은 아니다. 또한 식물성 식품을 날 것으로 먹는 경우가 아니라면, 열처리 등의 가공방법으로 이들 항영양성분을 중화시키거나 감소시킬 수 있다.

따라서 익혀 먹거나 섭취수준이 낮은 경우라면 항영양소는 특별히 건강 위험요소로 간주되지 않을 수 있다. 이러한 측면에서 식품중 항영양소의 수준을 감소시키는 노력은 용도나 필요성을 고려하여 제고할 필요가 있겠다.

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어떤 우스갯소리 - 곡물 채식에 관하여
식이 2013.07.16 01:27
출처: http://oceanrose.tistory.com/tag/항영양소 [OceanRose]

곡물 채식을 하는 사람들의 주장 중 이따금 보이는 정말 어처구니없는 이야기가 있다. 그 내용인즉 인간이 유전적으로 곡식 위주의 채식을 하도록 되어 있다는 것이다.  아하하하하...;;; 원래 너무 황당하면 웃음이 나온다던가.
먼저 꼭 이야기해야 하는 것. 유전적으로 곡물에 최적화된 사람은 존재할 수가 없다. 자연 상태에서 곡물은 너무나도 귀하기 때문이다. 못 믿겠으면 남의 논, 밭 털지 말고 야생 곡물 한번 찾으러 다녀보시라. 따로 도시락 안 싸다니면 그야말로 굶어 죽기 딱 알맞은 행위다. 그것보단 차라리 산골짝 도로에서 어디 로드킬 당하는 고라니라도 나오지 않을까 기다리는 게 충분한 식량을 얻을 확률이 훨씬 더 높을 거다. 애초에 곡물보다 사냥감이 훨씬, 비교할 수 없이 흔한 게 야생이다. 그나마도 우리가 키우는 곡물은 엄청나게 개량된 종자라, 야생 벼나 야생 밀 같은 건 찾기도 힘들 뿐더러 맛도 수확량도 훨씬 떨어진다.
물론 현대 인류가 개량해놓은 곡물은 정말 맛있다. 어떤 이유로든 곡물을 한동안 안/못 먹다가 곡물을 먹으면, 미각치가 아닌 한 곡물이 얼마나 맛있는지 알 수 있다. 우린 곡물이 너무 흔해진 세계에서 살기에 곡물이 얼마나 대단한 맛을 지니고 있는지 잘 모른다. 그러나 실제로 우리는 너무나도 맛있는 곡물에 의해 지배받고 있는 종족이다. 우리는 죽어라 일해서 곡물을 키우고, 다른 수종을 없애고 곡물로 평지를 덮어 놓는다. 인류에 의해 곡물은 번창한다. 어쩌면 수억 년 후 지구에 살고 있는 지적생명체는 이 시대를 인류의 시대가 아닌, 화본과 전성시대로 볼지도 모른다. ‘이상하게 일년생 화본과가 전 지구를 뒤덮을 정도로 많이 번성하고, 그것을 주식으로 삼은 것으로 추정되는 대형 직립 영장목, 각종 우제목 등도 따라 번성하였다.’ 같은 식으로.
그러나 1만 년 전만 해도 지구상에는 곡물이 그리 많지 않았고, 우리 조상들은 딱 한 가지 방식으로 살았다. 근처에서 먹을 수 있는 건 다 먹는 방식으로. 그렇게 하면 우리 조상들이 살던 환경 조건 등을 감안할 때 (수산물과 곤충을 포함한) 고기를 가장 많이 먹게 되고, 그 다음이 열매, 엽채, 근채 등이고 제일 귀한 게 곡류를 포함한 풀씨다.
인류가 곡물을 주로 먹게 된 것은 어디까지나 농경 이후의 일이다. 그나마도 농경민족만이 곡물을 주로 먹었다. 지역에 따라 수렵민족, 유목민족이 여전히 오랜 세월 많이 있었고 지금도 있다. 유목민족들은 인간은 당연히 고기와 피와 젖을 먹어야 하는 존재이며, 풀과 풀씨를 먹는 것은 양과 말처럼 하등한 것으로 여기기도 한다.

만일 인류의 유전자가 채식에 적합한 것이었다면 유목민족과 수렵민족은 옛날에 다 죽었어야 했다. 게다가 우리 한국인의 유전자는 순혈 유목인인 몽고인과 그리 다르지 않다. 한편으로 정말 오랜 세월동안 농사는 보조적인 수단이었다. 현대 도시민이 도시농업으로 식량을 확보하는 수준과 별 차이가 없었을 거다. 한반도는 본래 농사가 어려운 기후 및 토질인데, 야생엔 먹을 게 많은 편이다. 조개를 캐고, 게와 물고기와 꿩을 잡고 밤과 도토리를 줍고 메와 마, 칡 등을 캐는 것만으로도 충분한 식량을 확보할 수 있다면 굳이 힘들게 농사에 올인할 이유가 없다. 아주 오랜 세월동안 농사를 짓는다 해도 비상식량 및 부식 확보 정도였을 것이다.

농경이 본격적이 된 것은 인구의 증가 및 높아진 생존율, 그리고 토지소유 개념 등에 의한 것이었을 테지만 농경민족은 결코 수렵채집민족만큼 영양상태가 좋지 못했다. 곡물만을 주로 먹게 되면 생존에는 별 문제가 없지만, 성장에는 문제가 생긴다. 농경민족은 수는 많았지만 수렵민족에 비해 키가 작고 힘이 약했다. 그러나 숫자의 힘으로 문명을 발달시키고, 비옥한 땅을 차지하고 번성한 것이다.

물론 나도 곡물 먹는다. 곡물은 정말 맛있고, 먹은 후에도 특유의 만족감을 제공한다. 그렇지만 충분한 곡물을 먹을 수 있는 건 현대인의 특권 같은 것이다. 인류는 정말 오랜 세월동안 곡물을 이렇게 많이 먹어온 적이 없다. 그렇기에 곡물을 너무 많이 먹으면 문제가 생길 수 있다. 백미나 옥수수는 더욱 문제가 생기기 쉽다. 그러나 현미 같은 것도 전혀 문제가 없는 건 아니다.

조금 설명해보자면 식물의 종자에는 적잖은 독소가 있거나 아니면 항영양소가 있다. 한국에서 잘 알려지지는 않았지만, 항영양소는 영어로 Anti-Nutrients라고 한다. 이 성분들은 사실 채식을 하는 데 있어 가장 문제가 되는 요인들이고, 적극적인 방어가 불가능한 식물들이 스스로를 보호하기 위한 수단이다. 쉽게 말해 향영양소 또한 일종의 독이다. 이런 게 없다면 식물 씨앗은 남아나질 않을 것이다. 그러면 그 식물은 멸종할 테고.

물론 45억년 지구 역사상 최강최악의 포식자인 인간은 불을 써서 각종 식물 독을 쉽게 무력화시키곤 한다. 심지어 식물 씨앗 중 가장 강한 독성을 가진 아주까리 씨, 피마자도 불로 익히면 별거 아니다. 물론 그냥 먹으면 바로 요단강 건너기 딱 알맞지만. 그런데 중요한 건 익힌다고 해서 식물 독성이 100% 사라지지는 않는다는 데 있다. 종류에 따라 어떤 건 쉽게 파괴되지만, 어떤 건 그렇지 않다.  파괴가 아예 잘 되지 않는 것들도 있다.

항영양소들은 모든 독들이 그렇듯, 약이 되기도 하지만 본질적으로는 독이다. 많이 먹으면 문제를 일으킬 수 있다. 그러니까 편식이 나쁜 거다. 골고루 먹어야 특정 식물의 독에 당하지 않는다. 아, 일단 곡물생식은 그냥 바보짓이다. 정말 목숨 걸고 해야 하는 일이다. 사소한 데 목숨 걸지 말자. 세상 어떤 동물도 생곡식을 많이 먹는 바보짓은 하지 않는다.

애초에 우리는 소나 말이 아니다. 그러나 초식동물인 소도 곡물만 너무 먹으면 금방 병 걸려 죽는다. 실제 비육우들은 항생제를 퍼 먹이니까 그나마 안 죽고 버티는 거다. 그럼 소에 비해 훨씬 육식성인 사람의 경우는 어떨까? 별 문제가 없을까? 적어도 나는 곡물 위주의 식단은 문제를 일으키기 쉽다고 생각한다. 정제된 곡물일수록, 섭취하는 곡물의 종류가 적을수록 그 피해는 심각할 것이다. 분명한 것은 인류는 과거에 살아온 대부분의 시간 동안 녹말을 거의 먹지 않았다는 것이다.

세상엔 수많은 약장수들이 있다. 그들은 어느 시대에나 이상한 말을 내뱉는다. 귀가 얇은 사람들은 그런 말들에 쉽게 마음을 열고, 자신의 몸을 실험하고 학대한다. 그런 여러 가지 사이비 약장수에게서 자신을 지킬 수 있는 방법은, 다양한 의견을 참조해보고 가장 믿을 만한 의견을 고르는 것이다. 채식을 하라는 사람들은 터무니없는 소리를 정말 많이 한다. 위험하다.