영양과 영양섭취

영양 [營養, nutrition]

 

생물체가 외부로부터 물질을 섭취하여 체성분(體成分)을 만들고, 체내에서 에너지를 발생시켜 생명현상(생명유지 ·성장 ·건강유지 등)을 유지하는 일.

이 때 외부로부터 섭취하는 영양에 관여하는 물질을 통틀어 영양소라고 한다. 그러나 섭취하는 물질 전부를 영양소라고는 하지 않는다. 물은 모든 생물에 필요한 물질이지만 영양소라고는 하지 않고, 호흡할 때 들이마시는 산소나 녹색식물이 광합성 과정에서 섭취하는 이산화탄소도 영양소에 넣지 않는 것이 보통이다.

 

생물은 영양섭취의 방식에 따라 크게 2부류로 나뉜다. 하나는 다른 생물이 만든 유기화합물을 영양으로 삼아 생활하는 종속영양 생물(또는 他養性生物)로서, 동물이나 클로로필(엽록소)이 없는 식물 ·균류 ·세균의 대부분이 이에 속한다. 이들 생물은 무기영양소에서 유기탄소 및 질소화합물을 합성할 수가 없으므로 무기염류 등 무기영양소 외에 다른 생명체가 합성한 탄수화물 ·지방 ·단백질 ·비타민 등 유기영양소를 필요로 한다.

 

다른 하나는 영양소로서 유기화합물을 필요로 하지 않고, 자력으로 무기화합물에서 유기화합물을 합성하는 독립영양 생물(또는 自主營養生物 ·自養性生物)로서, 녹색식물을 비롯하여 홍색세균과 같은 광합성세균, 유황세균과 같은 화학합성세균이 이에 속한다.

또한 생물은 에너지의 획득형식에 따라 태양광선을 에너지원으로 이용하는 것과 화학적으로 산화-환원 반응계를 이용하는 것으로 다시 분류되는데, 전자에는 녹색식물 ·광합성 박테리아가 속하고 후자에는 모든 고등동물, 대부분의 미생물이 속한다.

 

프랑스의 화학자 A.L.라부아지에가 “생명은 하나의 화학적인 과정이다”고 말한 것처럼 식품의 영양소들이 소화흡수되면 일련의 화학적 과정에 의하여 여러 가지 물질로 변화되면서 생명현상에 관여하는데, 이 영양소들이 몸 안으로 들어와서 몸 밖으로 배설될 때까지의 변화를 물질대사라 하며, 이것은 영양소를 체성분으로 전환시키는 동화작용(同化作用)과 반대로 체성분을 분해시키는 이화작용(異化作用)으로 구분된다.

 

이러한 대사과정 중에 여러 종류의 영양소들은 독립적으로 기능을 하는 것이 아니라 상호 유기적 관계를 가지고 작용하기 때문에 좋은 영양은 생체가 필요로 하는 모든 영양소를 양적으로나 질적으로 균형있게 공급하도록 식품의 선택 및 배합을 적합하게 하여 섭취함으로써 이루어질 수 있다.

인체가 필요로 하는 영양소는 탄수화물 ·지방 ·단백질 ·비타민 ·무기질 등 크게 5가지로서, 이를 5대 영양소라 하는데, 물을 영양소로 간주하여 6대 영양소라고도 한다. 이들은 종류에 따라 각각 체내에서 에너지를 발생하거나 체구성 성분으로서 새로운 조직형성 및 보수에 관여하거나 또는 신체기능을 조절한다.

 

 

 

 

영양과 탄수화물

사람이 필요로 하는 에너지를 대부분 공급해 주는 열량원으로서, 당질 또는 함수탄소라고도 한다. 탄소 ·수소 ·산소 등 3종류의 원소로 구성되어 있으면서 매 탄소마다 한 분자의 물을 포함하고 있어 일반식 Cn(H2O)n으로 표시되므로 탄수화물 또는 함수탄소라고 한다.

또 탄수화물 1개의 분자가 몇 개의 단당류(單糖類)로 구성되었느냐에 따라 단당류 ·이당류(二糖類) ·다당류(多糖類)로 구분된다. 포도당이나 과당은 단당류에 속하며, 흔히 설탕이라고 하는 수크로오스와 젖당[乳糖]은 이당류이고, 녹말이나 섬유소는 다당류에 속한다. 이당이나 다당은 동물의 소화기관에서 소화효소에 의하여 단당류로 가수분해된 후 흡수 ·이용된다.

 

탄수화물의 주기능은 에너지를 제공하는 것이다. 동물은 체내에서 당질을 산화(연소)시킴으로써 식물의 엽록소가 화학에너지로 전환되어 저장한 태양에너지를 간접적으로 이용한다. 지방이나 단백질도 에너지를 내지만 탄수화물은 가장 값이 싸고 소화흡수율이 높으며 체내에서 완전산화되는 가장 경제적이고 효율적인 에너지이다. 특히, 중추신경계를 움직이게 하는 연료는 탄수화물이며, 탄수화물이 분해되어서 나온 포도당은 신경조직이 제기능을 유지하는 데 꼭 필요하다.

 

 

탄수화물 [炭水化物, carbohydrate]

녹말, 셀룰로오스, 포도당 등과 같이 일반적으로 탄소 ·수소 ·산소의 세 원소로 이루어져 있는 화합물. 생물체의 구성 성분이거나 에너지원으로 사용되는 등 생물체에 꼭 필요한 화합물이다.

당류(糖類) ·당질(糖質)이라고도 부른다. Cn(H2O)m의 일반식을 가지는데, 이것이 마치 탄소와 물분자(H2O)로 이루어져 있는 것처럼 보이기 때문에 탄소의 수화물이라는 뜻에서 탄수화물이라는 이름이 붙었다. 그러나 산소 원자수가 일반식보다 하나 적은 것(디옥시리보오스 등)도 탄수화물에 포함시키며, 질소원자를 함유하는 것(디미노당 등), 황화합물을 함유하는 것(콘드로이틴황산 등)도 포함시킨다.

  

단당류, 소당류와 다당류

탄수화물은 그것을 구성하는 단위가 되는 당의 수에 따라 단당류 ·소당류 ·다당류로 구분한다. 예를 들어, 포도당은 단당류의 일종으로 녹말을 형성하는 기본 단위가 되기도 한다. 녹말은 그 단위가 되는 포도당이 무수히 많이 연결되어 만들어진 분자로 다당류에 속한다. 단당류는 한 개의 분자가 가지는 탄소의 수에 따라 다시 삼탄당(트리오스)부터 칠탄당(헵토오스)까지 분류된다. 포도당(글루코오스)은 탄소수가 여섯개이기 때문에 육탄당(헥소오스)이라 부른다. 소당류는 몇 개의 단당류가 글리코시드 결합을 통해 연결된 것으로, 단당류가 2개 결합한 것을 이당류라고 하며, 수크로오스[蔗糖] ·말토오스[麥芽糖] 등이 그 예이다. 같은 식으로 3개가 결합한 것을 삼당류, 4개가 결합한 것을·사당류라 부른다. 다당류는 수없이 많은 단당류가 글리코시드 결합으로 연결된 것이며, 분자량은 수천에서 100만을 넘는 것도 있다.

 

생물체에서의 탄수화물 이용

탄수화물은 동식물계에 널리 분포하는데, 생물체 내에서의 기능은 생물체의 구성성분인 것과 활동의 에너지원이 되는 것으로 크게 나눌 수 있다. 구조를 유지하는 데에 사용되는 탄수화물은 모두 다당류로, 식물의 세포벽을 만드는 셀룰로오스, 곤충의 외피(外皮)를 만드는 키틴, 동물의 연골이나 힘줄[腱]의 성분인 황산콘드로이틴류 등이 그 예이다. 에너지원으로 사용되는 탄수화물은 지질 ·단백질과 함께 생물체에서 중요한 비중을 차지한다. 녹색식물은 광합성을 통해 단당류인 글루코오스(포도당)를 합성하여, 이것을 다당류인 녹말로 합성하여 저장한다. 동물은 자신이 탄수화물을 합성하지 못하므로 이것을 식물에서 섭취하여 사용한다.

 

 

   

 

영양과 지방

지방이란 물에 녹지 않고 유기용매(에테르 ·벤젠 ·클로로포름 ·아세톤 등)에 녹으며 생물체에 의하여 이용 가능한 물질을 말하는데, 굳기름과 기름을 모두 포함한다.

탄수화물과 같이 탄소 ·수소 ·산소 등 3원소로 구성되어 있으나 분자 내에 산소의 비율이 탄수화물보다 적다. 체내에서 연소되면 에너지를 발생하는데, 같은 무게당 발생열량을 비교하면 탄수화물의 2배 이상이 되는 농축된 에너지원이다. 또 지방은 체내에 무제한 저장될 수 있다는 점에서 탄수화물이나 단백질과 다르다.

식품을 통하여 탄수화물 ·지방 ·단백질 형태 중 어떤 것이든지 열량 소모량 이상으로 섭취했을 때 나머지 열량은 피하지방조직에 지방으로서 저장되며, 반면 열량섭취가 부족하면 체내에 저장된 지방이 건강에 아무 지장을 주는 일 없이 소모될 수 있다.

 

신체가 에너지원으로 대부분을 지방에만 의존하면 지방이 불완전연소하여 케톤체(ketone體)라고 하는 산성물질이 간에서 생성되며, 이것이 혈액으로 운반되어 나트륨이온과 염을 이루어 요로 배설된다. 이것은 체내에서 이용가능한 염기의 양을 낮추는 결과가 되며 체액의 pH를 낮추어 산성중독증을 초래한다. 이 상태는 위험하나 이 때 탄수화물을 투여하면 없어진다. <지방>상온에서 고형(固形)을 이루는 것을 특히 지방이라 하여 액상인 기름과 구별하지만, 본질적인 차이는 없다. 지방은 3개의 지방산과 1개의 글리세롤로 이루어져 있다. 지방산은 매우 여러 종류가 존재하며, 따라서 지방산과 글리세롤의 결합으로 이루어진 지방의 종류도 다양하다. 그러나 공통적으로 물에 거의 녹지 않고, 에테르·클로로포름·벤젠·이황화탄소·석유 및 뜨거운 알코올에는 녹는 성질이 있다.

 

우리가 지방을 흡수하면 리파아제라고 하는 소화효소에 의해서 다시 3개의 글리세롤과 1개의 지방산으로 분해된 후 흡수된다. 혹은 지방 분자가 그대로 직접 장관(腸管)을 통해 흡수되기도 한다. 흡수된 지방은 일단 간(肝)이나 피하의 결합조직, 장간막(腸間膜), 근육 사이 등에 축적되고, 그후 필요에 따라 분해되어 에너지원이 된다. 발생에너지는 9.45 kcal/g 정도로 높으며, 탄수화물의 2배의 열량을 공급한다. 지방은 탄수화물과 함께 에너지를 내는 주요 물질이다. 또, 지방은 연소할 때 생기는 물의 양도 단백질이나 탄수화물의 2배나 되므로, 육상의 생물 특히 사막에서 생활하는 동물에게는 중요한 영양저장물질이다. 지방은 체온 유지에 중요한 역할을 하며 지방의 한 종류인 인지질의 경우 세포막의 중요한 구성 성분으로 사용된다.

 

 

영양과 단백질

단백질, 즉 영어의 프로틴(protein)이라는 말은 그리스어 ‘proteios’에서 온 것으로 ‘첫째로 중요하다(primary:holding first place)’라는 뜻이다. 단백질은 모든 살아 있는 세포를 구성하는 기본요소로서 생명체를 구성하고 유지시키는 필수성분이다. 탄수화물이나 지방과 달리 모든 단백질은 탄소 ·수소 ·산소 이외에 약 16 %의 질소를 함유하며, 그 밖에 황 ·인 ·철 ·코발트 ·요오드를 가지고 있는 것도 있다.

단백질은 가수분해하면 단백질의 구성단위인 여러 종류의 아미노산을 생성한다. 열량소로서의 단백질은 탄수화물과 같은 양의 에너지를 생성하나 탄수화물 대사의 최종산물인 물과 이산화탄소가 그대로 배설될 수 있는 데 반하여 단백질의 질소는 불완전연소물인 요소(NH2)2CO가 되어 배설되며, 이 요소가 합성되기 위해서는 신체 내에서 대사과정을 거쳐야 하므로 에너지가 소모되는 비효율적 ·비경제적 열량소이다.

 

단백질 기능의 중요성은 새로운 조직을 합성하고 이미 합성된 조직의 유지를 위해서 아미노산을 공급해 주는 데 있다. 인체구성 성분 중 단백질은 약 16 %로서 물 다음으로 많은 양이며, 근육 ·장기 ·피부 ·모발 ·손톱 ·발톱 등의 주성분일 뿐 아니라 신체에서 중요한 기능을 하는 효소와 호르몬을 구성한다.

사람은 식물처럼 간단한 질소화합물로부터 단백질을 합성할 수 없으며 단백질의 구성단위물질인 몇몇 아미노산은 신체 내에서 합성이 불가능하여 반드시 식품으로부터 섭취해야만 단백질의 합성이 가능해진다. 이런 아미노산을 필수아미노산이라고 하며, 현재 알려져 있는 23종의 아미노산 중 8종(성장기 어린이에게는 10종)이 필수아미노산에 해당된다.

 

단백질 생합성이 일어날 때 갖추어야 할 여건은 필수아미노산이 일시에 혈액으로부터 공급되어야 한다는 것이다. 비필수아미노산도 아미노산 그 자체로 공급되든가, 아니면 적당한 선행물질이 존재하여서 즉시로 합성 제공되어야 한다. 단백질 합성은 합성에 필요한 모든 재료(아미노산들) 중에서 하나라도 빠지면 합성될 수 없는, 전체가 아니면 전무한 생성반응(all-or-none reaction)이기 때문이다. 따라서 필수아미노산 가운데 어느 한 가지라도 결핍되거나 불충분하면 섭취된 단백질은 성장과 신체유지를 위하여 충분한 기능을 발휘하지 못하게 되며, 단백질을 양적으로 충분히 섭취하였더라도 기능발휘가 제대로 될 수 없다. 단백질영양을 논할 때 ‘단백질의 질’ 문제를 중요시하는 것은 이 까닭이다.

 

대체로 육류 ·생선류 ·알류 ·우유 등 동물성 식품의 단백질은 필수아미노산을 거의 완전하게 제공할 수 있어 단백가가 높고, 곡류 ·채소류 등 식물성 식품의 단백질은 몇 가지 아미노산을 불충분하게 함유하고 있어서 단백가가 떨어진다. 그러나 한 끼 식사에서 여러 식품의 단백질을 동시에 섭취하면 같은 식품 속의 단백질뿐 아니라 다른 식품 속의 단백질도 상호 필수아미노산을 공급함으로써 서로 보충하여 체내에서의 단백가를 높인다. 예를 들면 밥과 소량의 고기나 생선, 빵과 우유, 쌀 ·보리 ·콩 밥식으로 단백가가 낮은 곡류에 소량의 동물성 단백질을 섞어서 먹는다든지, 두류를 포함한 몇 종류의 식물성 단백질을 혼합해 먹음으로써 체내에서 단백질합성에 필요한 아미노산의 상호율을 이룰 수 있을 것이다.

 

이 때 시간이라는 요소가 중요하다. 세포가 필요로 하는 어떤 아미노산을 다른 아미노산이 몇 시간 뒤까지 남아 있다가 작용하기를 기다린다는 것은 불가능하다. 따라서 어떤 형태의 완전단백질(동물성 단백질)이든지 매 식사에 포함되어 세포 재생에 필요한 아미노산들이 혈액에 존재해야 한다.

 

성인의 단백질 필요량 

대체로 성인은 체중1 kg당 0.9 g의 단백질이 필요하며, 이 양은 성장기 어린이 ·임신부 ·수유부 또는 질병과 수술 후에는 증가된다. 한국인 영양권장량은 성인(20∼49세)의 단백질 권장량을 하루 남자 70 g, 여자 55 g으로 규정하는데, 이 양은 이 중에서 어느 정도는 생물학적 가치가 낮은 단백질로 섭취할 것을 고려한 것이므로 전체 섭취 단백질 중에서 1/3은 동물성 단백질로 섭취하는 것이 바람직하다. 그러나 단백질은 체내저장이 안 되므로 요구량의 최소량으로써 만족하고, 권장량 이상으로 더 많은 단백질을 섭취해야 할 필요는 없다. 지금도 세계의 많은 나라에서 가난한 사람들은 단백질 영양문제를 겪고 있으며 이것은 양적인 부족에서보다는 값비싼 동물성 단백질 부족의 질적인 문제에서 오는 경우가 많다.

 

단백질 [蛋白質, protein]

모든 생물의 몸을 구성하는 고분자 유기물로 수많은 아미노산(amino acid)의 연결체이다. 생물체의 몸의 구성성분으로서, 또 세포 내의 각종 화학반응의 촉매 물질로서 중요하다.

단백질은 아미노산(amino acid)이라고 하는 비교적 단순한 분자들이 연결되어 만들어진 복잡한 분자로, 대체적으로 분자량이 매우 큰 편이다. 단백질을 이루고 있는 아미노산에는 약 20 종류가 있는데, 이 아미노산들이 화학결합을 통해 서로 연결되어 폴리펩티드(polypeptide)를 만든다. 이때 아미노산들의 결합을 펩티드결합이라 하며, 이러한 펩티드결합이 여러(poly-)개 존재한다는 뜻에서 폴리펩티드라 부른다. 넓은 의미에서 단백질도 폴리펩티드라 할 수 있으며, 일반적으로는 분자량이 비교적 작으면 폴리펩티드라 하고, 분자량이 매우 크면 단백질이라고 한다.

단백질의 영어명인 'protein'은 그리스어의 'proteios(중요한 것)'에서 유래된 것이며 한자 표기인 ‘蛋白質’ 은 독일어 ‘Eiweiβ’를 번역한 것으로 알을 구성하는 흰 부분이라는 의미를 갖는다. 단백질은 생물체의 몸의 구성하는 대표적인 분자이다. 근육을 키우기 위해 근육 운동을 한 후에는 단백질을 충분히 섭취하는 것이 좋은데, 이것은 근육의 주성분이 바로 단백질이기 때문이다. 또 세포 내의 각종 화학반응의 촉매 역할을 담당하는 물질도 단백질이다. 이들을 우리는 효소라고 부르며 현재 2200종 이상의 효소가 알려져 있다. 또 단백질은 면역(免疫)을 담당하는 물질이기도 하다. 단백질은 이처럼 생체를 구성하고 생체내의 반응 및 에너지 대사에 참여하는 매우 중요한 유기물이다. 이 외에 특정한 기능을 가지고 신체 내에서 그 기능이 발현되는 부위에 존재하는가 하면, 알이나 종자 등에 함유되어 있는 단백질과 같이 특별한 기능을 갖지 않는 저장용의 단백질도 존재한다.

 

단백질의 구조는 아미노산의 사슬 사이의 여러 비공유결합에 의한 소수성결합, 수소결합, 반데르발스 힘, 정전기적 인력, 이황화(-S-S-)결합에 의하여 입체구조를 형성된다. 또한 이러한 구조로 인하여 각각의 단백질은 고유한 기능을 수행할 수 있는 특징을 지니게 된다. 그러나 온도가 높아지면 단백질의 구조를 유지하는 여러 결합들이 깨어지며, 급격한 pH의 변화는 단백질을 구성하고 있는 분자의 이온 구조의 급격한 변화를 초래하여 단백질이 원래 가지고 있던 특성을 잃어버려 원래의 상태로 돌아가지 못하는 비가역적 현상이 발생한다.

 

 

 

 

 

영양과 무기질

무기질은 인체 내에서 에너지원은 되지 않으나 신체의 구성과 일부 신체기능을 조절하는 데 필수적 요소이다. 식품이나 생물체에 들어 있는 원소 가운데 탄소 ·수소 ·산소 ·질소를 제외한 다른 원소를 통틀어 무기질이라 하며, 이것은 유기물질이 연소하면 남게 되므로 회분(ash)이라고도 한다.

자연계에 존재하는 많은 무기질 가운데 영양적으로 인체에 필요한 것은 약 20종이 된다고 알려졌다. 무기질 중 체내에 가장 많은 것은 칼슘과 인으로서 이들은 골격과 치아의 주성분이다. 또 칼슘은 혈액응고과정에 필수적인 물질이며 인은 핵산과 세포막을 구성하는 인지질의 성분이 되고 몇몇 효소나 조효소의 구성성분으로서 탄수화물 산화에 관여한다.

 

소금은 나트륨과 염소가 결함된 화합물로서 칼륨과 함께 체내 수분과 산 ·염기 균형을 유지하고 삼투압을 조절한다. 염소는 염산으로서 위액의 구성성분이다.

한국인은 1일 평균 15∼20 g의 소금을 섭취하는 것으로 조사되어 있는데, 미국(Food and Nutrition Board, National Research Council)에서 설정된 소금섭취의 안전범위는 하루 2.75∼8.25 g으로서 한국인의 소금섭취량은 필요량을 훨씬 초과한다. 지금까지의 연구에 의하면 소금의 과잉섭취는 혈압상승의 작용을 하고 실험동물의 수명을 단축시킨 반면 건강에 유리한 점은 전혀 없다고 한다.

 

철분은 적혈구의 혈색소를 구성하며, 요오드는 갑상선 호르몬인 티록신의 성분으로서 각각 중요한 생리기능을 담당한다. 이 밖에 마그네슘 ·황 ·구리 ·플루오르 ·아연 ·셀렌 ·망간 ·몰리브덴 ·코발트 ·크롬 등이 우리 몸에 필요한 성분으로 알려져 있으나, 보통 균형 잡힌 식사를 하고 칼슘 ·철분 ·요오드를 충분히 섭취하면 나머지는 부족되는 일이 거의 없으므로 신경을 쓰지 않아도 된다.

 

 

 

영양과 비타민

무기질과 같이 전혀 에너지를 내지 못하나 3대 열량소가 체내에서 정상적으로 산화되어 에너지를 발생하려면 비타민의 도움 없이는 안 된다. 즉, 비타민은 탄수화물 ·지방 ·단백질의 효율적인 이용을 가능하게 하는 유기화합물로서 동물과 사람의 생존에 필수적인 물질이다.

정상적인 식품에 극히 소량 존재하고 사람이 매일 필요로 하는 비타민의 전체 양은 약 20 mg에 불과하나 식사에 결핍되었거나 적절하게 흡수되지 않으면 결핍증세를 초래한다. 그것은 비타민이 체내에서 합성되지 않아 반드시 식사에서 섭취해야 하기 때문이다.

 

비타민류에는 한번에 많이 섭취하면 그것이 간장에 저장되어 있다가 그 후 상당한 기간 동안 조금씩 사용되는 것(비타민A ·D)과 여분의 것은 모조리 오줌[尿]으로 배출되어 버리는 것(비타민B1 ·B2 ·C, 니아신산)의 2가지가 있다. 따라서 후자를 매일 섭취해야한다.

 

 

 

식품의 열량값

열량의 측정단위로서는 칼로리가 사용되며, 1칼로리는 물 1g의 온도를 1℃ 올리는데 필요한 열량으로서 'cal'로 표시한다. 이 cal는 물리학에서 사용하는 단위이고, 식품의 열량값을 측정할 때는 킬로칼로리(kcal), 즉 cal의 1000배 되는 열량을 표시하는 단위가 사용된다. 과거에는 C자를 대문자로 쓴 'Cal'를'kcal'와 같은 양을 표시하는 단위로 사용하였으나 요즘에는 사용하지 않는다.

 

몸 밖에서 발생하는 식품의 열량값은 폭발열량계(bomb calorimeter)에 의하여 측정된다. 폭발열량계에서 3대 열량소가 완전연소되었을 때 발생하는 열량은 1g당 탄수화물 4.1kcal, 지방 9.45kcal, 단백질 5.65kcal이지만 식품이 가지고 있는 열량소는 첫째 소화흡수가 불완전하고, 둘째 단백질의 경우는 체내에서 불완전연소되기 때문에 체내의 열량값은 이보다 다소 떨어진다.

많은 측정을 통하여 산출된 애트워터계수의 생리적인 열량값은 1g당 탄수화물 4kcal, 지방 9kcal, 단백질 4kcal로서, 이들은 근사치에 불과하기는 하지만 체내에서 발생하는 식품의 열량값을 추산하는 데 편리하게 사용된다.

 

 

 

영양의 에너지대사 

대사(metabolism)라는 용어는 그리스어의 ‘metaballein’에서 유래한 것으로 변화(change:turn about)를 뜻한다. 즉, 에너지대사란 생체가 자연에 존재하는 식품 중의 열량소를 체내에서 산화시킴으로써 에너지를 얻고 이를 사용하여 생명을 유지하는 에너지 전환과정을 말한다.

에너지는 ‘일을 할 수 있는 힘’으로 정의되며, 동물의 체내 에너지는 걷거나 뛰거나 하는 자발적 근육운동뿐 아니라 순환·호흡·소화 등의 무의식적 작용과 새로운 조직 형성, 체온유지 등 생명현상 유지를 위하여 소모된다.

열은 에너지가 소모될 때 생기는 부산물이므로 에너지를 측정하는 척도가 될 수 있다. 일정한 기간에 신체에 의하여 소비되는 에너지는 특별히 고안된 열량계 속에 사람을 들어가게 하고 피실험자로부터 방출되는 열이 절연이 잘된 통을 둘러싸고 있는 코일 내의 물에 흡수되게 하여 그 물의 온도가 상승하는 것을 측정한 후, 이것을 칼로리로 환산함으로써 알 수 있다. 이 방법을 직접열량측정법이라고 하는데, 측정기계가 거대하고 값이 비싸므로 보통은 간접열량측정법이 이용된다.

 

이것은 ‘소모하는 산소의 양은 열로서 방출되는 에너지양에 비례한다’는 사실에 기초한 것으로서, 호흡기계로 일정한 기간 동안 산소의 흡입량을 측정하여 이것을 에너지대사량으로 환산하는 방법이다. 이 방법으로 여러 종류의 활동이나 휴식상태에 있는 사람의 에너지대사량을 측정할 수 있다. 에너지대사량은 개인의 기초대사량, 근육운동 정도, 식품의 특이동적(特異動的) 작용에 의하여 결정된다.

 

 

 

 

 

영양의 기초대사량

신경작용 ·순환 ·호흡 ·내분비 ·소화 ·체온유지, 기타 세포의 작용 등 기초적인 생명현상 유지를 위하여 소모되는 에너지이다.

기초대사량은 식사 후 적어도 12시간이 지난 후 적당한 실내온도에서 심신이 편안한 상태로 잠들지 않고 조용히 누워 있는 표준상태에서 측정되며, 보통 아침식사를 하기 전이 측정에 편리한 시간이다. 기초대사량은 성별 ·연령 ·체표면적 ·내분비 ·인종 등 여러 요인에 의하여 달라지나 보통 성인은 하루 1,200∼1,800 kcal라고 한다.

 

식품의 특이동적 작용은 식품 자체의 소화 ·흡수 및 대사로 인하여 소모되는 에너지대사량의 증가를 말한다. 이것은 개인의 전체 수입에서 공제되는 세금에 비유될 수 있는 것으로서, 식품이 가지고 있는 전체 에너지 중에 서 스스로 체내에서 이용되기 위하여 소모 ·공제되는 에너지이다.

특이동적 작용으로 인한 에너지대사의 증가는 섭취한 열량값에 대하여 탄수화물과 지방의 경우 5~6 %, 단백질의 경우는 30 %나 되어 보통의 식사는 평균 10 % 정도 에너지대사량을 증가시킨다. 근육운동은 에너지요구량에 영향을 끼치는 가장 큰 인자이다. 근육운동의 양이 많고 정도가 심할수록 열량소모량이 크며, 정신운동은 에너지대사량에 별로 영향을 주지 않는다.

 

식사를 통하여 섭취하는 에너지는 소모하는 에너지와 균형을 이루어야 한다. 이것은 정상적인 체중을 유지하기 위하여 필요하며, 정상적인 체중은 건강의 기본적인 조건이 되기 때문이다. 성인에게는 자신의 이상체중으로부터 더 이상 체중의 증감이 일어날 필요가 없으며 정상적인 체중이 변화없이 유지되고 있으면 소비량과 섭취량이 균형을 이루고 있음을 나타내는 것이다

 

 

 

영양소의 소화흡수

수분을 제외한 식품성분의 고형물질 중에서 대부분이 탄수화물 ·지방 ·단백질의 3대 영양소로서, 이들은 대부분 분자의 크기가 커서 소화관을 통하여 바로 흡수되지 못하고 단당류 ·아미노산 ·지방산 ·글리세롤 같은 간단한 물질로 분해된 다음 흡수된다. 이와 같이 음식물 속에 들어 있는 영양소가 위장 ·소화기관을 거치는 동안 체내로 흡수될 수 있는 상태로 되는 과정을 소화라 한다.

소화작용은 침 ·위액 ·췌액 ·소장액 등의 소화액에 들어 있는 여러 종류의 소화효소에 의하여 이루어지며, 소화된 물질은 대부분 소장에서 흡수된 후 혈액으로 운반되어 혈류를 따라 세포에 도착하여 대사과정을 거친다. 소화흡수되지 않은 식품의 성분들은 대변을 형성하여 대장을 거쳐 배설된다.

 

식품의 소화흡수율은 식품 속의 성분, 다른 식품과의 배합비율, 가공조리 등에 따른 영향을 받으며, 식품을 먹는 사람의 건강상태 ·정신상태 ·노동량 ·식품섭취량 등에 의해서도 달라진다. 영양소별로는 일반적으로 당질이 가장 흡수율이 좋고, 다음은 동물성 단백질 ·지방 ·식물성 단백질의 순서이다.

 

식품성분 중 섬유질은 사람의 장 속에서 소화되지 않으며, 장의 운동을 자극하여 장 내용물의 통과속도를 높임으로써 소화흡수율을 떨어뜨린다. 섬유질은 곡류 ·채소 ·과일류 등 식물성 식품에 많이 함유되어 있으며, 곡류에는 껍질 부분에 많기 때문에 곡류 도정도에 따른 소화흡수율의 차이를 나타낸다. 또 가공조리 정도에 따라, 특히 가열조리에 의하여 녹말의 호화, 단백질의 변성, 지방의 용출, 식품조직의 연화 등 성분변화가 일어나 소화성이 증가된다. 한국 평균 혼합식의 단백질 소화흡수율은 약 80 %라고 연구조사되어 있는데, 이러한 차이는 섭취하는 음식내용이 다른 까닭이다.

 

 

영양소의 섭취방법

5대 영양소를 세분하면 40∼50여 종이 되는데, 이들의 인체 필요량에 대하여 영양소별로 많은 연구가 이루어져 왔고, 이를 근거로 국가마다 그 나라 국민의 영양권장량이 설정되어 있다.

이들 여러 종류의 영양소들은 체내에서 각각 독립적이 아니라 상호 관련성을 가지고 체내기능을 유지한다. 예를 들면 3대 열량소는 비타민B군의 정상적인 섭취 없이 제대로 이용될 수 없으며, 무기질 중 칼슘은 비타민D의 도움 없이는 정상적으로 흡수 ·이용될 수 없고, 지방이 완전연소되려면 적당량의 탄수화물의 공급이 필요하다.

따라서 매 끼의 식사를 통하여 인체가 필요로 하는 모든 영양소를 적당량 공급할 수 있는 균형식을 섭취하여야 섭취한 영양소들이 정상적으로 기능을 발휘해서 건강을 유지할 수 있다.

 

한국인의 일상 식품류를 각기 식품에 함유되어 있는 주요 영양소를 근거로 하여 5가지 기초식품군으로 나누고 각 군별 권장량을 설정하여 영양상 균형을 이룬 식사계획을 할 수 있도록 만든 것이 ‘5가지 기초식품군’과 ‘식품군별 구성량’이다.

5가지 기초식품군을 가능한한 모두 매 끼 식사에 포함시키는 것이 균형식을 섭취할 수 있는 가장 쉽고 간단한 요령이며, 5가지 기초식품군을 기초로 1일에 섭취할 식품의 종류와 분량을 결정해서 영양배당이 어느 끼니에만 편중되지 않도록 식단을 작성하면 적절하게 모든 영양소를 섭취할 수 있다.