식품영양학 입문 — 1강: 영양소의 종류와 기능

식품영양학(Food and Nutrition Science)이란?

식품영양학의 정의:
→ 식품의 구성 성분과 인체에서의 역할,
  건강 유지와 질병 예방에 미치는 영향을 연구하는 학문

식품영양학의 분야:
→ 기초 영양학: 영양소의 화학적 구조·기능
→ 임상 영양학: 질병 예방·치료를 위한 영양 관리
→ 식품학: 식품의 성분, 가공, 품질
→ 지역사회 영양학: 집단 영양 상태 평가·개선

영양소(Nutrient)의 정의:
→ 음식에 함유된 물질로 인체 기능 유지에 필수적인 성분

6대 영양소

필수 영양소 6가지:

에너지 공급 영양소 (열량 영양소):
1. 탄수화물 (Carbohydrates): 4 kcal/g
2. 단백질 (Proteins): 4 kcal/g
3. 지방 (Fats/Lipids): 9 kcal/g

조절 영양소 (에너지 없음):
4. 비타민 (Vitamins)
5. 무기질/미네랄 (Minerals)
6. 물 (Water)

한국인 에너지 적정 비율 (AMDR):
→ 탄수화물: 55~65%
→ 단백질: 7~20%
→ 지방: 15~30%

탄수화물 (Carbohydrates)

구조:
→ 탄소(C), 수소(H), 산소(O)로 구성
→ 일반식: Cₙ(H₂O)ₙ

분류:

단당류 (Monosaccharides):
→ 포도당(Glucose): 뇌·신경의 주 에너지원
→ 과당(Fructose): 과일, 꿀
→ 갈락토스(Galactose): 유당의 구성 성분

이당류 (Disaccharides):
→ 설탕(Sucrose) = 포도당 + 과당
→ 젖당(Lactose) = 포도당 + 갈락토스 (우유)
→ 맥아당(Maltose) = 포도당 + 포도당 (발아 곡물)

다당류 (Polysaccharides):
→ 전분(Starch): 소화 가능, 식물의 에너지 저장
→ 글리코겐(Glycogen): 동물(간·근육)의 에너지 저장
→ 식이섬유(Dietary Fiber): 소화 불가, 장 건강

탄수화물 소화·흡수:
→ 타액 아밀라제 → 이자 아밀라제 → 단당류로 분해
→ 소장에서 흡수 → 간문맥 → 간 → 전신

혈당 조절:
→ 인슐린 (Insulin): 혈당 강하 (포도당 → 글리코겐)
→ 글루카곤 (Glucagon): 혈당 상승 (글리코겐 → 포도당)

단백질 (Proteins)

구조:
→ 아미노산(Amino Acid)이 펩티드 결합으로 연결된 고분자
→ 20종의 아미노산으로 구성

필수 아미노산 (Essential AA):
→ 체내에서 합성 불가 → 음식으로 반드시 섭취
→ 8~9가지: 발린, 류신, 이소류신, 트레오닌, 메티오닌,
           페닐알라닌, 트립토판, 라이신, (히스티딘)

단백질의 기능:
1. 구조적 기능: 근육, 피부, 머리카락, 손톱
2. 효소: 화학 반응 촉매 (소화효소, 대사효소)
3. 호르몬: 인슐린, 성장호르몬
4. 운반: 헤모글로빈 (산소 운반)
5. 항체: 면역 기능
6. 에너지 공급 (부족 시)

단백질 가치 평가:
→ 완전 단백질: 필수 아미노산 모두 충분 (동물성 단백질)
→ 불완전 단백질: 필수 아미노산 부족 (대부분 식물성)
→ 상호보완: 쌀 + 콩 (라이신 + 트립토판 상호 보완)

지방 (Lipids)

지방의 구조:
→ 지방산(Fatty Acid) + 글리세롤 (중성지방)

지방산 분류:

포화 지방산 (Saturated FA):
→ 탄소 이중결합 없음
→ 상온에서 고체 (버터, 돼지기름)
→ 과다 섭취 시 LDL 콜레스테롤 증가 → 심혈관 위험

불포화 지방산 (Unsaturated FA):
→ 탄소 이중결합 있음
→ 상온에서 액체 (식물성 기름)
→ 단일 불포화: 올리브유 (올레산)
→ 다중 불포화: 오메가-3, 오메가-6

필수 지방산:
→ 리놀레산 (오메가-6): 식물성 기름
→ 알파-리놀렌산 (오메가-3): 등 푸른 생선, 들기름

트랜스 지방:
→ 식물성 기름 수소 첨가 과정에서 발생
→ LDL 증가 + HDL 감소 → 최악의 지방
→ 현재 대부분 나라에서 규제

콜레스테롤:
→ 세포막, 호르몬, 담즙산 원료
→ LDL: 나쁜 콜레스테롤 (혈관벽 침착)
→ HDL: 좋은 콜레스테롤 (혈관 콜레스테롤 제거)

비타민 (Vitamins)

비타민의 특성:
→ 소량으로 신체 기능 조절
→ 체내 합성 불가 → 음식으로 섭취

지용성 비타민 (A, D, E, K):
→ 지방에 용해, 지방과 함께 흡수
→ 체내 축적 가능 → 과잉 시 독성

A (레티놀): 시력, 면역, 피부 (간, 당근, 달걀)
D (칼시페롤): 칼슘 흡수, 뼈 건강 (햇빛, 생선)
E (토코페롤): 항산화, 세포막 보호 (식물성 기름, 견과류)
K (필로퀴논): 혈액 응고, 뼈 대사 (녹색 채소)

수용성 비타민 (B군, C):
→ 물에 용해, 소변으로 배출 → 과잉 위험 낮음
→ 매일 섭취 필요

B₁(티아민): 탄수화물 대사 (돼지고기, 콩)
B₂(리보플라빈): 에너지 대사 (우유, 간)
B₃(나이아신): 에너지 대사 (육류, 생선)
B₁₂(코발라민): 적혈구, 신경 (동물성 식품 - 채식주의자 주의)
C(아스코르브산): 항산화, 콜라겐 합성 (과일, 채소)
엽산: DNA 합성, 임산부 필수 (녹색 채소)

무기질 (Minerals)과 물

주요 무기질:

칼슘 (Ca): 뼈·치아, 근육 수축, 신경 전달
→ 권장량: 성인 700~800mg/일
→ 급원: 우유, 치즈, 뼈째 먹는 생선

철 (Fe): 헤모글로빈 (산소 운반)
→ 여성, 성장기 아동 부족 위험
→ 급원: 붉은 고기, 시금치

칼륨 (K): 혈압 조절, 심장 기능
→ 나트륨과 균형 중요

나트륨 (Na): 체액 균형, 신경 전달
→ 과다 섭취 시 고혈압 위험
→ WHO 권장: 2g/일 이하 (5g 소금 이하)

마그네슘 (Mg): 300개 이상 효소 보조인자
아연 (Zn): 면역, 단백질 합성, 성장

물 (Water):
→ 체중의 60~70%
→ 영양소 운반, 체온 조절, 화학 반응 매개
→ 권장 수분 섭취: 1일 약 2L (식품 통해 약 1L 포함)
→ 탈수 시: 갈증→피로→두통→심각한 경우 사망

자주 묻는 질문

Q. 탄수화물을 완전히 끊어야 다이어트가 될까요? A. 탄수화물은 뇌와 신경의 주요 에너지원으로 완전한 배제는 권장되지 않습니다. 정제 탄수화물(흰쌀, 설탕, 흰 빵)을 복합 탄수화물(현미, 통곡물, 채소)로 대체하고 총 열량을 조절하는 것이 더 지속 가능한 방법입니다.

Q. 단백질은 많이 먹을수록 근육이 생기나요? A. 일정 수준 이상의 단백질 섭취는 근육 합성에 도움이 되지만, 과잉 섭취된 단백질은 에너지나 지방으로 전환됩니다. 또한 과도한 단백질은 신장에 부담을 줄 수 있습니다. 성인 권장량은 체중 1kg당 0.8g이며, 운동 시 1.2~2.0g 정도가 적정합니다.

OIYO 편집부