미량영양소
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1. 개요
미량영양소는 생리적 과정에 필요한 영양소 중 비타민과 무기질 등을 포함하며, 대량영양소인 탄수화물, 지방, 단백질과 함께 영양소로 분류된다. 미량영양소는 신진대사를 지원하며, 식물은 미네랄을 필요로 하지만 비타민은 필요로 하지 않는다. 미량영양소 결핍은 다양한 만성 질환을 유발할 수 있으며, 요오드 첨가 소금, 비타민 A 보충, 아연 강화 등의 전략을 통해 해결하려는 노력이 이루어지고 있다.
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| 미량영양소 | |
|---|---|
| 개요 | |
| 종류 | 영양소 |
| 하위 분류 | 비타민, 무기질 |
| 설명 | 생명 유지에 필수적인 영양소, 소량으로 생리 기능 조절 |
| 기능 | |
| 비타민 | 생체 내 화학 반응 촉매 항산화 작용 면역 기능 강화 |
| 무기질 | 신체 구조 형성 생리 기능 조절 효소 활성 조절 |
| 결핍 및 과잉 | |
| 결핍증 | 질병 유발 (괴혈병, 구루병 등) 성장 장애 면역력 저하 |
| 과잉증 | 독성 유발 대사 불균형 특정 질병 위험 증가 |
| 섭취 | |
| 권장량 | 일일 권장 섭취량 존재, 개인별 필요량 상이 |
| 주요 공급원 | 식품 (과일, 채소, 육류, 곡류 등) 건강기능식품 (영양제) |
| 기타 | |
| 주의사항 | 균형 잡힌 식단 중요, 특정 질환 시 전문가 상담 필요 |
2. 대량영양소
영양소는 성장을 촉진하고 생리적 과정에 필요한 에너지를 공급하는 물질이다. 고등 동물에서는 탄수화물, 지방, 단백질의 3대 영양소가 대량영양소로 불리며, 비타민, 무기질 등은 미량영양소에 속한다. 고등 식물에서는 질소, 칼륨, 인 등이 이에 해당한다.
대량 영양소(Macronutrients)는 에너지를 제공하며, 다음과 같이 여러 방식으로 정의될 수 있다.[37]
- 인간이 가장 많이 소비하는 화학 원소는 탄소(C), 수소(H), 질소(N), 산소(O), 인(P), 황(S) (CHNOPS)이다.
- 인간이 가장 많이 소비하고 대량 에너지를 제공하는 화학 화합물은 탄수화물, 단백질, 지방이다. 물도 다량 섭취해야 한다.
- 칼슘, 나트륨, 칼륨, 마그네슘, 염화물 이온은 인, 황과 함께 비타민 및 기타 미네랄(미량 또는 극미량 미네랄)에 비해 다량 필요하기 때문에 대량 영양소로 분류된다.[38]
2. 1. 탄수화물
탄수화물은 당의 종류로 구성된 화합물이다. 탄수화물은 당 단위 수에 따라 단당류(예: 포도당, 과당), 이당류(예: 자당, 유당), 올리고당, 다당류(예: 녹말, 글리코젠, 셀룰로스)로 분류된다.2. 2. 단백질
단백질은 펩타이드 결합으로 연결된 아미노산으로 구성된 유기 화합물이다. 신체가 일부 아미노산(필수 아미노산이라고 함)을 생산할 수 없기 때문에 식단에서 이를 공급해야 한다. 소화를 통해 단백질은 프로테아제에 의해 분해되어 유리 아미노산으로 되돌아간다.[37]2. 3. 지방
지방은 3개의 지방산이 부착된 글리세린 분자로 구성된다. 지방산 분자는 단일 결합(포화 지방산) 또는 이중 결합과 단일 결합(불포화 지방산) 모두에 의해 연결된 비분지 탄화수소 사슬에 부착된 -COOH 그룹을 포함한다. 지방은 세포막의 구성 및 유지, 안정된 체온 유지, 피부와 모발의 건강 유지에 필요하다. 신체는 특정 지방산(필수 지방산이라고 함)을 생산하지 않기 때문에 식단을 통해 얻어야 한다.지방은 음식 에너지 함량이 그램 당 38kJ (9kcal)이고 단백질과 탄수화물은 17kJ/g (4kcal/g)이다.[39]
3. 미량영양소
미량 영양소는 신진대사를 돕는 필수 영양소로, 식이 미네랄과 비타민이 대표적이다.[3] 식이 미네랄은 구리, 철과 같은 미량 원소, 염, 이온 등의 형태로 존재하며, 이 중 일부는 사람의 신진대사에 필수적이다.[3] 비타민은 유기 화합물로, 신체의 다양한 단백질, 탄수화물, 지방 대사에 조효소 또는 보조 인자로 작용한다.[3]
사람을 대상으로 하는 영양학에서 미량 영양소는 하루 필요량이 100mg 미만인 반면, 단백질 등의 주요 영양소는 하루 g 단위로 필요하다.[29]
세계 보건 기구(WHO)의 필수 의약품 목록에는 철, 아연, 비타민 A 등 여러 미량 영양소가 포함되어 있다.[30]
식물은 비타민을 필요로 하지 않지만, 미네랄은 필요로 한다.[8][17] 식물 성장에 필수적인 미량 원소는 7가지 정도이며, 이들은 흔히 미량으로 존재한다.
- 붕소: 식물에서 탄수화물 수송 및 대사 조절에 관여하며, 붕소 결핍은 싹의 고사를 유발한다.
- 염소: 삼투와 이온 균형에 필요하며, 광합성에도 역할을 한다.
- 구리, 철, 망간, 몰리브덴, 아연: 많은 효소의 기능에 필수적인 보조 인자이다.[19] 이러한 원소의 결핍은 엽록소 생산의 비효율성을 초래하여 엽록증으로 나타난다.
3. 1. 미량 영양소 결핍 문제
필수 영양소를 충분히 섭취하지 않으면 여러 만성 질환에 걸릴 위험이 커진다.[3] 개발도상국에서는 미량 영양소 부족으로 국내 총생산(GDP)의 최소 5%가 손실되는 것으로 추정되었다.[9] 아시아 개발 은행은 미량 영양소 부족 문제를 해결하면 다음과 같은 이점이 있다고 밝혔다.> 요오드, 비타민 A, 철분 결핍을 개선하면 인구 전체의 지능 지수(IQ)를 10~15점 높이고, 산모 사망률을 4분의 1로 줄이며, 영유아 사망률을 40% 낮추고, 사람들의 노동 능력을 거의 절반으로 늘릴 수 있다. 또한 의료 및 교육 비용을 절감하고 노동 능력과 생산성을 향상시켜 공정하고 경제적인 성장과 국가 발전을 가속화할 수 있다.[10]
한국에서도 가공식품, 인스턴트식품 섭취가 늘면서 미량 영양소 부족 문제가 발생하고 있으며, 특히 젊은 층과 노년층에서 이 문제가 두드러진다. 미국의 한 전국 조사(국립 건강 및 영양 검사 설문 조사 2003-2006)에 따르면 설탕 섭취량이 많은 사람은 비타민 A, C, E, 마그네슘을 포함한 미량 영양소를 적게 섭취하는 것으로 나타났다.[3]
3. 2. 미량 영양소 결핍 해결 전략
미량 영양소 결핍은 개발도상국 경제에 큰 손실을 가져온다. 아시아 개발 은행은 미량 영양소 결핍을 제거함으로써 얻을 수 있는 이점을 다음과 같이 요약했다.[10]| 효과 | 내용 |
|---|---|
| 지능 지수(IQ) 향상 | 인구 전체의 IQ 10~15점 향상 |
| 산모 사망률 감소 | 산모 사망률 1/4 감소 |
| 영아 및 아동 사망률 감소 | 영아 및 아동 사망률 40% 감소 |
| 작업 능력 증가 | 작업 능력 প্রায় 절반 증가 |
| 기타 | 의료 및 교육 비용 절감, 작업 능력 및 생산성 향상, 공정하고 경제적인 성장과 국가 발전 가속화 |
이러한 이점을 얻기 위해 저렴한 캡슐 배포, 미량 영양소가 풍부한 식품 섭취, 식품 강화 등 다양한 방법이 사용되고 있다. 특히, 요오드, 비타민 A, 철분 결핍을 교정하는 것은 매우 중요하다.[10]
미량 영양소를 농축한 비료를 사용하는 것 또한 인간의 건강, 사회적, 경제적 발전에 큰 이익을 가져다줄 수 있다. 미량 영양소 비료는 식물뿐만 아니라 먹이 사슬을 통해 인간과 동물에게도 영향을 미친다.
3. 2. 1. 요오드 첨가 소금
식염에 요오드를 첨가하는 것은 갑상선 이상을 일으키는 주요 원인인 요오드 결핍증에 대처하기 위한 주요 전략이다.[11] 1990년 당시, 개발도상국에서 요오드 첨가 소금을 소비하는 가정은 전체의 20% 미만이었다.[11] 1994년까지 국제적인 파트너십이 형성되어, 세계적인 요오드화 소금 캠페인이 전개된 결과, 2008년까지 개발도상국의 72%의 가정에서 요오드 첨가 소금을 소비하는 것으로 추정된다.[12] 요오드 결핍증이 공중 보건 상의 우려 사항이 되고 있는 국가의 수는 110개국에서 47개국으로 절반 이하로 감소했다.[11]3. 2. 2. 비타민 A 보충
비타민 A 결핍은 전 세계적으로, 특히 어린이들 사이에서 실명을 유발하는 주요 요인이다.[13] 비타민 A 보충제를 제공하는 것은 비타민 A 결핍을 해결하기 위한 중요한 전략이다. 1997년, 비타민 A 섭취량의 신속한 확대를 논의하는 전문가 회의가 열렸고, 캐나다 정부의 지원을 받은 미량영양소 이니셔티브가 유니세프에 비타민 A 보충제를 공급하기 시작했다.전 세계적인 비타민 A 보충 노력은 103개 우선 대상 국가를 목표로 하고 있다. 1999년에는 이들 국가의 어린이 중 16%가 연 2회 비타민 A를 보충받았다. 2007년까지 그 비율은 62%로 증가했다.[14] 비타민 A가 결핍된 지역에서는 6~59개월의 어린이에게 매년 2회 섭취하는 것이 권장된다. 많은 국가에서 캠페인 형식의 건강 이벤트를 통해 비타민 A 섭취가 예방접종과 함께 이루어지고 있다. 미량영양소 이니셔티브는 캐나다 정부로부터 자금 지원을 받아 개발도상국에서 보충이 필요한 비타민 A의 75%를 공급하고 있다.
하지만 주식에 비타민 A를 강화하는 것은 임상 전 비타민 A 결핍 위험 감소에 불확실한 이점이 있는 것으로 여겨진다.[15]
3. 2. 3. 아연 강화
주식에 아연을 강화하면 인구 집단의 혈청 아연 수치를 향상시킬 수 있다. 그러나 아연 결핍 개선, 어린이 성장, 인지 능력, 성인의 작업 능력, 혈액 지표와 같은 다른 효과는 명확하게 알려져 있지 않다.[16] 실험에 따르면 토양 및 엽면 시비를 통해 아연 비료를 사용하면 곡물 내 피테이트와 아연의 비율을 효과적으로 줄일 수 있다. 아연이 강화된 밀로 만든 빵을 먹은 사람들은 혈청 아연이 현저하게 증가하는 것으로 나타났으며, 이는 아연 비료를 사용하는 전략이 인간의 아연 결핍을 해결하는 유망한 접근 방식임을 시사한다.[34]3. 2. 4. 이중 강화 소금 (DFS)
이중 강화 소금(Double-fortified salt, DFS)은 요오드와 철분을 모두 강화한 소금으로, 공중 보건 수단으로서 영양가 높은 철분 섭취를 가능하게 한다. DFS는 미량 영양소 이니셔티브의 전무 이사였던 벤카테쉬 마너와 토론토 대학교의 레벤테 디오사디 교수가 개발했으며, 요오드와 철의 부정적인 상호 작용을 방지하기 위해 철 입자를 식물성 지방으로 코팅하는 기술을 개발했다.인도의 타타 솔트 플러스는 하이데라바드의 국립 영양 연구소(NIN)가 개발한 이중 강화 기술로 요오드와 철을 강화한 소금이다. 이 기술은 NIN이 실시·발표한 인구층 전체의 생체 이용률에 관한 연구를 거쳐, 장기적인 양해 각서 하에 타타 케미컬스에 제공되었다.[33]
DFS는 2004년에 처음 정책적으로 사용되었다. 2010년 9월에는 인도의 타밀나두 주에서 DFS가 제조되어 주의 학교 급식 프로그램을 통해 배포되었다. DFS는 인도의 비하르 주에서도 철 결핍성 빈혈(IDA) 대책에 사용되고 있다. 2010년 9월, 벤카테쉬 마너는 DFS 개발에 기여한 공로를 인정받아 캘리포니아에 본사를 둔 테크 어워드의 수상자로 선정되었다.
4. 식물 영양
식물은 비타민을 사용하지 않는 경향이 있지만, 미네랄은 필요로 한다.[8][17]
식물 성장에 필수적인 미량 원소는 7가지 정도인데, 흔히 미량으로 존재한다.
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