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영양학

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목차

1. 개요

영양학은 음식과 건강의 관계를 연구하는 학문으로, 고대부터 시작되어 시대와 문화에 따라 발전해 왔다. 19세기에는 단백질, 지방, 탄수화물과 같은 대량 영양소 연구가 중심이 되었고, 20세기 초 비타민이 발견되면서 영양의 질을 에너지 섭취량 외에도 비타민과 같은 필수 영양소로 측정하게 되었다. 1950년대 이후에는 영양 과학이 학문적으로 제도화되었고, 식이 지방, 설탕, 식이 관련 만성 질환, 영양 보충제 등에 대한 연구가 진행되었다. 영양소는 다량 영양소(탄수화물, 지방, 단백질), 미량 영양소(미네랄, 비타민) 등으로 나뉘며, 물, 파이토케미컬, 효소, 발효 식품, 식이 섬유 등도 건강에 중요한 역할을 한다. 국제적으로는 식생활 지침 수립과 역학 연구를 통해 생활 습관병과 식사의 관계가 밝혀졌으며, 비만 억제를 위한 정크푸드 대책도 마련되고 있다.

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영양학

2. 역사

영양학의 역사는 인류의 역사와 함께 시작되어, 시대와 문화를 거치며 발전해 왔다.

고대에는 기원전 2500년경 바빌로니아 석판에 새겨진 식단 조언이나, 기원전 1500년경 이집트 에베르스 파피루스에 기록된 괴혈병과 비타민 C 결핍의 연관성 등에서 그 흔적을 찾을 수 있다. 기원전 6세기경 중국에서는 '기(氣)' 개념과 오행(五行) 사상을 바탕으로 음식과 질병을 분류했으며, 그리스의 알크마이온은 음식 섭취와 배출의 균형을 강조했다. 성경의 다니엘서에는 최초의 영양 실험 기록이 등장하며, 히포크라테스는 "음식을 약으로 삼으라"는 유명한 말을 남겼다.

중세 및 근대에는 1세기경 갈레노스가 영양학 이론을 제시했고, 기원전 2세기경 카토는 양배추의 효능을 언급했다. 19세기까지는 화학자들이 식품의 화학적 구성을 연구하며 단백질, 지방, 탄수화물 등 대량 영양소를 중심으로 영양학 연구를 이끌었다. 비타민 발견 이전에는 영양 에너지 섭취량이 영양의 질을 평가하는 주된 기준이었다.

20세기 초는 "비타민 시대"라고 불릴 만큼 비타민 연구가 활발했다. 1926년 티아민이 최초로 분리되었고, 1932년에는 비타민 C가 분리되어 괴혈병 예방 효과가 입증되었다. 1950년대 이후 존 유드킨과 한스-디트리히 크레머 등에 의해 영양학은 독립적인 학문 분야로 발전했다. 1970년대까지는 식이 지방과 설탕이, 이후에는 식이 관련 만성 질환과 보충제 연구가 활발해졌다.

일본에서는 1871년(메이지 4년) 독일 군의관 테오도르 호프만에 의해 영양학 지식이 전해졌다. 사이키 타다스(佐伯矩)는 영양학을 독립된 학문으로 발전시켜 "영양학의 창시자"로 불린다. 그는 1914년 영양 연구소를 설립하고, 1920년 국립건강·영양연구소 초대 소장을 역임했으며, 1924년에는 영양학교를 설립하여 영양사를 양성했다. 1937년 국제연맹 회의에서는 그의 제안으로 각국에 영양 연구소 설립과 영양사 육성, 현미 사용 결의가 이루어졌다. --

1924년 사에키 영양학교(현재의 사에키 영양전문학교)가, 1933년 가가와 아야의 가정식영연구회(이후 여자영양학원)가 설립되었다. 1939년에는 육군의 식량학교가 설립되었고, 1947년 영양사법 제정, 1962년에는 관리영양사 제도가 도입되었다.

일본에서는 메이지 시대부터 현미 권장 운동이 있었으나, 식이섬유가 영양 흡수를 방해한다는 인식 때문에 백미가 선호되기도 했다. 그러나 각기병 예방 등을 위해 7부 도정미나 벼눈이 붙은 쌀이 권장되기도 했다. 1970년대에는 정크푸드 섭취로 인한 비타민 B1 결핍증(각기병)이 발생하면서 벼눈이 붙은 쌀의 중요성이 다시 부각되었다.

제2차 세계 대전 이후, 라라 물자와 가리오아 자금, 에로아 자금 등으로 밀가루, 설탕, 탈지분유 등이 대량으로 수입되었고, 학교급식법 제정과 미국의 식량 지원으로 빵과 탈지분유 중심의 서구식 식생활이 보급되면서 쌀 소비량이 감소했다. 1955년 일본식생활협회는 키친카(영양지도차)를 운영하며 양식과 중식 보급 활동을 펼쳤다.

2. 1. 고대

최초로 기록된 식단 관련 조언은 기원전 약 2500년 바빌로니아의 석판에 새겨져 있는데, 여기에는 속이 불편한 사람들은 사흘 동안 양파를 먹지 말라는 경고가 담겨 있다. 기원전 1500년 에베르스 파피루스에는 괴혈병을 통해 비타민 C 결핍이 발견된 일이 처음으로 기록되었다.[112]

기원전 6세기경, 중국에서는 '기(氣)'라는 개념이 발전했는데, 이는 서유럽에서 나중에 '프네우마(pneuma)'라고 불렀던 것과 유사한 정신이나 "바람"을 의미한다. 중국, 인도, 말라야, 페르시아 등지에서는 음식을 뜨거운 것(육류, 피, 생강, 매운 향신료 등)과 차가운 것(녹색 채소)으로 분류했다. 중국에서는 기와 함께 오행(五行: 불, 물, 흙, 나무, 금속) 사상이 발전했고, 의사들은 질병이 오행 요소의 부족으로 인해 발생한다고 보았으며, 음식과 질병을 오행에 따라 분류했다. 같은 시기에 그리스의 알크마이온은 섭취하는 것과 배출하는 것 사이의 균형이 중요하며, 불균형은 비만이나 허약으로 이어질 수 있다고 경고했다.

최초로 기록된 영양 실험은 성경의 다니엘서에 나온다. 다니엘과 그의 친구들은 바빌론 왕에게 포로로 잡혔을 때 왕의 음식과 포도주 대신 유대인의 식단에 따라 채소와 물을 선택했다. 왕의 청지기는 시험 삼아 열흘 동안 이 식단을 제공했고, 그 결과 다니엘과 그의 친구들이 더 건강해져서 이 식단을 계속할 수 있게 되었다.

기원전 475년경, 아낙사고라스는 음식에 인체에 흡수되어 영양소의 존재를 암시하는 "호메오메릭스(homeomerics)"(생성 요소)가 포함되어 있다고 말했다. 기원전 400년경, 히포크라테스는 당시 남부 유럽에 만연했던 비만에 대해 인식하고 관심을 가졌으며, "음식을 약으로 삼고, 약을 음식으로 삼으라"고 말했다. 그는 자신의 저서인 코르푸스 히포크라티쿰(Corpus Hippocraticum)에서 절제와 운동을 강조했다.

2. 2. 중세 및 근대

영국의 식품부가 1940년대에 제작한 다양한 식품의 비타민 C 함량을 보여주는 리소그래프


1세기경 갈레노스는 영양학에 대한 최초의 일관된 이론을 제시했다.[112] 기원전 2세기경, 카토는 양배추(또는 양배추를 먹는 사람들의 소변)가 소화기 질환, 궤양, 사마귀 및 중독을 치료할 수 있다고 믿었다.

영양학이 독립적인 학문 분야로 등장하기 전에는 주로 화학자들이 이 분야에서 연구했다. 식품의 화학적 구성이 조사되었다. 특히 단백질, 지방, 탄수화물과 같은 대량 영양소는 19세기 이후 (인간) 영양학 연구의 중점이었다. 비타민과 필수 영양소의 발견 이전까지는 영양의 질이 영양 에너지 섭취량으로만 측정되었다.

케네스 존 카펜터는 그의 저서 ''영양 과학 개론''에서 20세기 초기를 "비타민 시대"로 요약했다.[3] 최초의 비타민은 1926년에 분리되어 화학적으로 정의되었다(티아민). 1932년에 비타민 C가 분리되었고, 건강에 미치는 영향, 특히 괴혈병 예방 효과가 최초로 과학적으로 입증되었다.[4]

2. 3. 현대

케네스 존 카펜터는 그의 저서 ''영양 과학 개론''에서 20세기 초기를 "비타민 시대"로 요약하였다.[3] 1926년에 최초의 비타민인 티아민이 분리되어 화학적으로 정의되었다. 1932년에는 비타민 C가 분리되었고, 괴혈병 예방 등 건강에 미치는 영향이 과학적으로 입증되었다.[4]

1950년대에는 영국의 생리학자 존 유드킨의 주도로 런던 대학교에 영양 과학 학사 및 석사 학위 과정이 설립되었다.[5] 1956년 11월, 한스-디트리히 크레머가 독일 기센에서 인체 영양학 교수로 임명되면서 영양학은 독립적인 학문 분야로 제도화되었다. 영양 과학 연구소는 처음에 의학 연구 및 연수 아카데미에 위치했으나, 유스투스 리비히 대학교 재개교와 함께 의학부로 이전되었다. 이후 독일의 다른 7개 대학에서도 유사한 기관이 설립되었다.[6]

1950년대부터 1970년대까지 영양 과학의 주요 연구 대상은 식이 지방과 설탕이었다. 1970년대부터 1990년대에는 식이 관련 만성 질환과 보충제에 대한 연구가 활발하게 이루어졌다.[4]

2. 4. 일본의 영양학

1871년(메이지 4년), 독일의 군의관 테오도르 호프만(テオドール・ホフマン)에 의해 영양에 관한 지식이 일본에 전해졌다. 하지만 당시에는 의학의 한 분야에 불과했으며, 하나의 학문으로 체계화된 것은 아니었다.

사이키 타다스(佐伯矩)는 영양학을 학문으로서 독립시켰기 때문에 “영양학의 창시자”라고 불린다. 사이키는 교토 제국대학(京都帝国大学)에서 의학을 공부하던 시절부터 영양에 관심을 가지고 있었다.[11] 그 후, 일본 내무성 전염병연구소에 들어가 기타사토 시바사부로(北里柴三郎) 밑에서 세균학을 연구했다.[12] 1905년(메이지 38년)에는 미국(アメリカ合衆国)의 예일대학교(イェール大学)에 초빙되었고,[13] 1911년(메이지 44년)경에는 유럽(ヨーロッパ)을 유학했다.[14]

1914년(다이쇼 3년), 사이키에 의해 영양 연구소가 설립되었다.[15] 1918년(다이쇼 7년) 당시 “영양(営養)”이라고 표기하고 있던 것을 “영양(栄養)”으로 통일하도록 문부성에 건의했다.[15] 1920년(다이쇼 9년)에는 내무성에 영양 연구소(현재의 국립건강·영양연구소)가 설립되었고, 사이키는 초대 소장이 되었다. 1924년(다이쇼 13년), 사이키는 사비를 들여 영양학교를 설립했다. 이듬해 입학한 1기생들은 1년간의 학업을 마치고, 사이키에 의해 붙여진 “영양사”라는 호칭으로 세상에 나왔다.

사이키는 1937년(쇼와 12년) 국제연맹 주최의 국제위생회의에서 참가국들이 국가 사업으로서 영양 연구소를 설립하고 영양사를 육성하며, 현미를 사용하는 결의가 이루어지도록 하였다.[17] 비타민의 국제 단위도 사이키의 국제연합(UN)에 대한 제안이다.[16]

1924년(다이쇼 13년), 사에키 영양학교(현재의 사에키 영양전문학교)가 설립되었다. 1933년(쇼와 8년), 가가와 아야의 가정식영연구회가 설립되어 1939년(쇼와 14년)에 여자영양학원이 되었다. 같은 해, 육군의 양우회가 식량학교를 설립했다.[18] 1947년(쇼와 22년)에 영양사법이 제정되어, 영양사라는 칭호가 공식적인 것이 되었다.[18] 1962년, 관리영양사 제도가 도입되었다.

메이지 시대부터 현미를 권장하는 움직임이 있었다. 당시 영양학에서는 현미에 많이 포함된 식이섬유는 소화되지 않고 배설되므로 영양 흡수 효율이 나쁘다고 생각되었지만, 백미는 영양소가 너무 적다는 문제가 있었고, 당시 다발했던 비타민 B1 결핍에 의한 각기병 예방을 위해서도 그 중간을 제창하고 있었다.

1918년(다이쇼 7년), 사이키는 벼눈이 붙은 쌀을 권하고 쌀을 씻는 것도 문제라고 전했다.[19] 1921년(다이쇼 10년), 니키 켄조가 현미를 권장하는 내용의 저서를 발행했다.[21] 1922년(다이쇼 11년), 사이키는 7부 도정미를 권장했다.[22] 1927년부터 육군의 량우회는 벼눈이 붙은 쌀을 보급하려고 했다.[23] 1928년, 가가와 아야도 벼눈이 붙은 쌀을 권장했다.[24] 사이키는 7부 도정미를 보급하기 위해 "표준미"로 제창했다.[26]

1939년, 농무성에서 곡물 도정 등 제한령[27]이 나와 벼눈이 포함된 7부 도정미가 장려되었다. 1941년(쇼와 16년), 현미 보급 청원도 나왔지만 후생성, 문부성, 농림성 장관이 답변하여 쌀은 7부 도정이 적당하고 현미는 최적이 아니라고 했다.[28] 1942년(쇼와 17년) 이후, 대정익찬회에서는 국민을 현미로 복귀시키자는 의제가 되었고 당시 수상이었던 도조 히데키가 현미를 주식으로 하고 있다는 것도 알려져 여론은 현미로 기울었다.[28] 1943년(쇼와 18년), 후생대신도 현미를 권장했다.[30]

1975년(쇼와 50년), 수수께끼의 신경염이 발생한다.[31] 1976년, 이듬해, 수수께끼의 신경염이 비타민 B1 결핍증인 각기병임이 밝혀졌다.[32] 설탕이 많은 청량음료나 인스턴트라면 등 비타민이 적은 정크푸드만 먹는 식사에 의해 비타민이 결핍되었던 것이 밝혀졌다.[33] 가가와 아야는 다시 벼눈이 붙은 쌀 보급에 나섰다.[34]

종전 직후, 1946년(쇼와 21년)부터 라라 물자로서 밀가루(メリケン粉), 설탕, 탈지분유, 통조림 등의 구호 물자들이 지원되었고, 1947년(쇼와 22년)부터는 가리오아 자금·에로아 자금의 지원으로 밀가루 등의 식량이 대량으로 수입되었다. 1954년(쇼와 29년)에는 학교급식법이 제정되었다. 같은 해, 미국의 농산물에 의한 식량 지원이 시작되었다. 1952년(쇼와 27년)에 시행되었던 영양개선법에 따라 후생성이 영양 개선 운동을 시작하면서 쌀 중심 식단의 개선이 요구되었고, 서구식 식사 스타일이 보급되었다. 쌀 소비량은 해마다 감소해 갔다.[35]

1955년(쇼와 30년)에 일본식생활협회가 설립되어 미국으로부터 자금 지원을 받아 키친카(영양지도차)를 운행하며 영양사들이 양식과 중식의 보급 활동을 실시했다.[36][37] 학교급식은 빵과 탈지분유가 중심이 되었고, 쌀을 주식으로 하고 생선과 채소를 곁들인 일본의 전통적인 식생활 대신 밀가루를 사용한 식품이나 축산 식품 등 반찬이 많은 서구식 식사 스타일이 급속히 보급되었다.

3. 영양소

영양소는 크게 다량 영양소와 미량 영양소로 구분된다. 마리온 네슬레(Marion Nestle)에 따르면, 사람에게 필요한 영양소는 아직 완전히 밝혀지지 않았다고 한다. 현재 알려진 영양소는 크게 상대적으로 많은 양이 필요한 다량 영양소와 적은 양이 필요한 미량 영양소로 나뉜다.

탄수화물, 단백질, 지방은 신체에 에너지를 공급하는 주요 다량 영양소이다. 미네랄과 비타민은 신체 기능을 조절하는 데 필요한 미량 영양소이다.

구분종류기능비고
다량 영양소탄수화물, 단백질, 지방신체 에너지 공급
미량 영양소미네랄, 비타민신체 기능 조절



1993년(헤이세이 5년), 일본 후생성은 식생활 교육의 중요성을 강조하며 『식육 시대의 식생활 생각하기』를 출판했다. 이 책의 서문은 당시 후생대신이었던 고이즈미 준이치로(小泉純一郎)가 후생성에서 식생활이 가장 중요하다고 말한 것에서 시작한다.[43] 2000년(헤이세이 12년)에는 후생성, 농림수산성, 문부성이 식생활 지침[44][45]을 제정하고, 후생성의 건강 일본 21[46][47](21세기 국민 건강 만들기 운동)도 시작되었다. 2005년(헤이세이 17년)에는 식육 기본법[48]이 시행되었다.

일본 후생노동성과 농림수산성은 식품을 단위로 한 일러스트를 활용한 식사 지침인 식사 균형 가이드[49][50]를 제정하였다.

식이섬유는 한때 영양소 이용 효율을 낮춘다고 여겨졌으나, 변비와 설사 같은 위장 문제 감소, 혈당 수치 조절, 2형 당뇨병과 비만 위험 감소 등 다양한 건강상의 이점이 밝혀졌다.

3. 1. 다량 영양소

탄수화물, 단백질, 지방은 신체에 에너지를 공급하는 주요 영양소이다.

탄수화물은 단당류, 이당류, 다당류로 분류될 수 있으며, 쌀, 국수, 빵, 곡물 제품, 감자, 콩, 과일, 채소 등에 많이 포함되어 있다. 전통적으로 단순 탄수화물은 빠르게 흡수되어 복합 탄수화물보다 혈당 수치를 더 빨리 높이는 것으로 알려져 있었지만, 모든 복합 탄수화물이 단순 탄수화물보다 천천히 소화되는 것은 아니다. 일부 단순 탄수화물(예: 과당)은 다른 대사 경로를 따르기도 한다. 세계 보건 기구(WHO)는 첨가당 섭취를 총 에너지 섭취량의 10% 이하로 권고한다.

식이섬유는 인간과 일부 동물이 불완전하게 흡수하는 탄수화물의 일종이다. 대부분 흡수 및 소화율이 제한되어 있지만, 신진대사 시 그램당 4칼로리(킬로칼로리)의 에너지를 생산할 수 있다. 식이섬유는 주로 셀룰로스로 구성되어 있으며, 사람이 분해할 수 있는 효소가 없어 소화되지 않는다. 식이섬유는 수용성 섬유와 불용성 섬유 두 가지로 나뉜다. 통곡물, 과일(특히 자두, 무화과), 채소는 식이섬유의 좋은 공급원이다. 식이섬유는 변비와 설사 같은 위장 문제를 줄이고, 특히 불용성 섬유는 소화관의 연동 운동을 촉진한다. 수용성 섬유는 장에서 물에 용해되어 음식의 이동을 늦추고 설탕 흡수를 늦춰 혈당 수치를 낮추는 데 도움을 줄 수 있다. 또한, 섬유질, 특히 통곡물의 섬유질은 인슐린 급증을 완화하여 2형 당뇨병 위험을 줄일 수 있다고 알려져 있다.

식이 지방 분자는 일반적으로 글리세롤에 결합된 몇 가지 지방산(탄소와 수소 원자의 긴 사슬)으로 구성된다. 이들은 일반적으로 트리글리세라이드(글리세롤 하나에 지방산 세 개가 붙은 형태)로 발견된다. 지방은 관련된 지방산의 구조에 따라 포화 지방 또는 불포화 지방으로 분류된다. 불포화 지방은 단일 불포화(이중 결합 하나) 또는 다중 불포화(이중 결합 여러 개)로 더 분류될 수 있다. 또한, 지방산 사슬의 이중 결합 위치에 따라 오메가-3 지방산 또는 오메가-6 지방산으로 분류된다. 트랜스 지방은 트랜스-이성질 결합을 가진 불포화 지방의 일종으로, 자연 상태에서는 드물고 주로 산업 공정에서 생성된다. 지방은 1g당 9킬로칼로리를 제공하며, 공액 리놀레산과 같은 지방산은 강력한 면역 조절 분자로 작용한다. 포화 지방(주로 동물성)은 수천 년 동안 많은 문화권에서 주식이었지만, 불포화 지방(식물성 기름 등)이 더 건강에 좋은 것으로 여겨진다. 트랜스 지방은 피해야 한다.

단백질은 많은 동물의 신체(근육, 피부, 모발 등)를 구성하는 구조재이며, 체내 화학 반응을 조절하는 효소를 형성한다. 단백질은 아미노산으로 구성되며, 질소와 때로는 황을 포함한다. 신체는 새로운 단백질을 생산하고 손상된 단백질을 대체하기 위해 아미노산이 필요하며, 음식을 통해 섭취해야 한다. 과량의 아미노산은 소변으로 배출된다. 일부 아미노산은 체내에서 생산할 수 없어 필수 아미노산이라고 하며, 반드시 식단을 통해 섭취해야 한다.

3. 1. 1. 탄수화물 (당질)

1그램당 4킬로칼로리(4kcal)의 에너지를 가지고 있다. 탄수화물은 당질이라고도 하며, 단당류와 다당류로 나뉜다. 탄수화물은 가장 많이 필요한 영양소이며, 일본의 식생활 지침에서는 탄수화물이 많이 함유된 식품을 주식으로 할 것을 권장한다.[80]

설탕에는 탄수화물 이외의 영양소가 거의 포함되어 있지 않기 때문에, 너무 많이 섭취하지 않는 것이 좋다고 여겨진다. 또한 설탕의 주성분인 자당은 당류 중에서 충치(우식증)의 위험을 가장 높이는 것이다. WHO/FAO에서도 충치와의 관련성이 지적되었고, 설탕을 많이 함유한 식품에 의한 비만에 대한 영향도 지적되었다. 설탕 섭취량은 총 에너지의 10% 미만으로 해야 한다고 보고하고 있다.[66] 2014년에는 기존 설탕 섭취량 목표 외에 설탕을 5% 이하로 줄이는 방안을 발표했다.[81][82] 2000kcal의 10%는 설탕 50그램, 5%는 25그램이다.

과일에 포함된 과당은 중성지방을 증가시키는 효과가 높기 때문에, 생활습관병에서 섭취 제한 지도를 받는 경우가 있다.[83] 올리고당과 같이 장내에서 분해되기 쉬운 당류는 프리바이오틱스로 알려져 있으며, 유용한 장내 세균을 증가시키는 작용이 있다.

3. 1. 2. 지방

지방은 1g당 9kcal의 에너지를 제공한다. 지질은 크게 포화 지방산과 불포화 지방산으로 나뉜다. 불포화 지방산은 다시 단일 불포화 지방산(ω-9)과 다가 불포화 지방산(ω-3, ω-6)으로 나뉜다.

즉, 다음과 같이 분류된다.

# 포화 지방산

# 단일 불포화 지방산 (ω-9 지방산, 올레산 등)

# 다가 불포화 지방산 (ω-6 지방산, 리놀레산 등)

# 다가 불포화 지방산 (ω-3 지방산, DHA, EPA, α-리놀렌산 등)

리놀레산(ω-6)과 α-리놀렌산(ω-3)은 필수 지방산이므로 반드시 섭취해야 한다.[84] ω-3 지방산은 아마씨와 생선에 풍부하게 함유되어 있으며, 콩과 카놀라유에는 다른 식품보다 비교적 많이 함유되어 있다.[85]

트랜스 지방산은 불포화 지방산의 일종이지만, 자연 상태에서는 드물고 대부분 인공적으로 만들어진다. 트랜스 지방산은 심혈관 질환 위험을 높이므로 섭취를 최소화해야 한다.[66] 2003년 세계보건기구(WHO)와 유엔식량농업기구(FAO)는 트랜스 지방산 섭취량을 총 칼로리의 1% 미만으로 권장했다.[66]

3. 1. 3. 단백질

단백질은 근육, 피부, 모발 등 많은 동물의 몸을 구성하는 주요 성분이며, 체내 화학 반응을 조절하는 효소를 형성한다. 각 단백질 분자는 아미노산으로 구성되어 있으며, 질소와 때로는 황을 포함한다.[51][52] 신체는 새로운 단백질을 만들고 손상된 단백질을 대체하기 위해 아미노산이 필요하다.

우리 몸에는 단백질이나 아미노산을 저장하는 기능이 없으므로, 음식을 통해 꾸준히 섭취해야 한다. 특히, 체내에서 스스로 생성할 수 없는 '필수 아미노산'은 반드시 음식을 통해 섭취해야 한다. 인체에서 발견되는 약 20가지의 아미노산 중 약 10가지가 필수 아미노산이다.

완전 단백질은 모든 필수 아미노산을 포함하고 있는 단백질원으로, 주로 동물성 식품에 많다. 반면, 불완전 단백질은 하나 이상의 필수 아미노산이 부족한 단백질원으로, 주로 식물성 식품에 많다. 하지만 쌀과 콩처럼 두 가지 불완전 단백질 식품을 함께 섭취하면 완전 단백질을 만들 수 있다.

1957년, 국제연합식량농업기구(FAO)는 단백질의 질을 평가하는 기준인 프로테인 스코어(프로틴 스코어)를 제시했다. 이 기준에서는 계란을 100점으로 하여, 두부는 67점으로 평가했다.[90] 1973년에는 아미노산 스코어(아미노산 스코어)로 개정되었고, 1985년 개정 및 1990년 확인을 거쳐 콩도 100점으로 평가되었다.[89] 이를 통해 곡물과 콩을 함께 섭취하면 양질의 단백질을 얻을 수 있다는 것이 확인되었다.[91]

과도하게 섭취된 아미노산은 글루코스로 변환되어 글루코오네오젠시스(gluconeogenesis)라는 과정을 통해 에너지원으로 사용된다.

3. 2. 미량 영양소

탄수화물, 단백질, 지질은 3대 영양소로 불리며, 여기에 비타민과 미네랄을 더하면 5대 영양소라고 한다. 미네랄과 비타민은 신체의 생리 기능을 조절하는 데 필요한 영양소이다.[51][52] 비타민과 미네랄에 대한 자세한 내용은 하위 항목을 참고.

3. 2. 1. 미네랄

미네랄은 인체에 미량 필요한 무기 화합물이다.

구분종류
주요 미네랄칼슘, 칼륨, 마그네슘, 나트륨, 인, 염소, 황
미량 미네랄철분, 아연, 구리, 크롬, 몰리브덴, 요오드, 망간, 코발트, 셀레늄
필수 추정 미네랄리튬(Li), 바나듐(V), 붕소(B), 니켈(Ni), 게르마늄(Ge), 규소(Si), 브롬(Br)
유해 미네랄베릴륨(Be), 비소(As), 금(Au), 은(Ag), 백금(Pt), 우라늄(U), 플루토늄(Pu), 폴로늄(Po), 납(Pb), 알루미늄(Al), 수은(Hg), 카드뮴(Cd)


3. 2. 2. 비타민·카로틴

비타민은 미량이지만 생리 작용을 원활하게 하는 데 필수적인 유기 화합물로, 탄수화물, 단백질, 지질 이외의 것을 말한다. 1910년 스즈키 우메타로(鈴木梅太郎)에 의해 처음으로 추출되었다.

지용성 비타민은 체내에 축적되는 경우가 있으므로 과다 섭취에 주의해야 한다.

수용성 비타민은 체내에서 곧바로 배출되므로 과다 섭취가 되기 어려운 경우가 많다. 따라서 오히려 적극적으로 섭취할 필요가 있다.

3. 3. 기타 성분

여러가지 채소와 나물 등이 들어간 비빔밥


파이토케미컬은 필수 영양소는 아니지만 건강 유지에 중요한 역할을 하며, 특히 암과의 관련성이 연구되고 있다. 효소는 소화 등 생체 반응에 필수적인 물질이며, 발효식품은 유산균, 낫토균, 코지균, 청주효모 등을 통해 장내 세균 환경을 개선하고 건강에 도움을 준다. 이러한 유용한 균류를 이용하는 것을 프로바이오틱스라고 한다.

물(수분)은 신체에 필수적이며, 칼로리나 첨가물 없이 수분을 공급한다. 홍차나 커피는 암이나 결석 위험 감소와 관련이 있을 수 있지만,[100] 설탕이 많이 함유된 청량음료나 술은 문제가 될 수 있다.[100]

식이섬유는 한때 영양소 이용 효율을 낮춘다고 여겨졌으나, 변비와 설사 같은 위장 문제 감소, 혈당 수치 조절, 2형 당뇨병과 비만 위험 감소 등 다양한 건강상의 이점이 밝혀졌다.

3. 3. 1. 파이토케미컬

파이토케미컬은 1990년경부터 필수 영양소는 아니지만 건강 유지, 특히 암 예방에 중요하다는 사실이 밝혀졌다.

3. 3. 2. 효소

사이키 타다스가 발견한 무의 소화 효소 디아스타아제는 소화 촉진에 널리 사용되었다.

3. 3. 3. 발효식품

유산균, 낫토균, 코지균, 청주 효모 등은 장내 세균총 개선에 기여한다. 프로바이오틱스는 유용한 균을 이용하여 장 건강을 증진시키는 방법이다.

3. 3. 4. 물

물은 칼로리나 첨가물 없이 신체에 수분을 공급하며, 소변, 대변, 땀, 호흡 등을 통해 몸 밖으로 배출된다. 따라서 손실된 수분을 보충하기 위해 적절한 재수화가 필요하다.[51][52]

과거에는 건강 유지를 위해 매일 최소 6~8잔의 물을 마셔야 한다는 주장이 있었지만, 이는 과학적 근거가 부족하다. 1945년 미국 국립 연구 위원회(National Research Council)의 식품 영양 위원회(Food and Nutrition Board)는 "다양한 사람들의 일반적인 기준은 식품의 각 칼로리에 대해 1 밀리리터이다. 이 양은 대부분 조리 된 식품에 포함되어있다."라고 처음으로 섭취 권장량을 제시하였다.

최근 유럽 식품 안전청(EFSA) 문서 (2010)에 따르면, 건강한 수분 공급을 위해 성인 여성은 하루 2.0L, 성인 남성은 하루 2.5L의 물을 섭취해야 한다. 이 기준값에는 음용수, 기타 음료, 음식물에서 나오는 물이 모두 포함되며, 약 80%는 음료에서, 20%는 음식에서 섭취된다. 과일과 채소는 곡류보다 수분 함량이 높다.

나이가 많은 사람들은 에너지 소비량이 적음에도 불구하고 성인과 동일한 양의 물을 섭취해야 하는데, 이는 신장 집중 용량 감소로 인해 물 수요가 증가하기 때문이다. 임산부는 비임신 여성과 동일한 양에 더해 에너지 요구량에 비례하여 하루 300mL를 더 섭취해야 하며, 모유 수유 여성은 비수유 여성보다 하루 700mL를 더 섭취해야 한다.

너무 적거나 많은 물을 마시는 것은 각각 탈수 및 과수화로 이어져 해로운 결과를 초래할 수 있다. 과도한 물 섭취는 혈청 나트륨 농도가 낮은 저나트륨혈증을 유발할 수 있다.

3. 3. 5. 식이섬유

식이섬유는 인간과 일부 동물이 완전히 흡수하지 못하는 탄수화물이다. 대부분 흡수 및 소화율이 제한되어 있어, 신진 대사 시 그램 당 4 킬로칼로리의 에너지를 생산하지만 그 양은 적다. 식이섬유는 주로 셀룰로스로 구성되어 있는데, 이는 사람이 분해할 수 있는 효소가 없어 소화되지 않는다. 식이섬유에는 수용성 섬유와 불용성 섬유 두 가지 종류가 있다.

  • 수용성 섬유: 귀리, 완두콩, 콩, 그리고 많은 과일에 함유되어 있다. 장에서 물에 녹아 젤을 형성하여 음식물의 이동을 늦추고, 설탕 흡수를 늦춰 혈당 수치를 낮추는 데 도움을 줄 수 있다.
  • 불용성 섬유: 통밀 가루, 견과류, 채소에서 발견된다. 변의 무게와 크기를 늘리고 부드럽게 만들어 변비와 설사 같은 위장 문제를 줄이는 데 도움을 준다. 특히 소화관을 따라 소화를 진행시키는 규칙적인 근육 수축인 연동 운동을 촉진한다.


통곡물, 과일(특히 자두, 무화과), 채소는 식이섬유의 좋은 공급원이다.[66] 식이섬유는 2형 당뇨병과 비만의 위험을 줄이는 것으로 알려져 있다.[66]

1970년대 전후, 데니스 버키트(Denis Burkitt)의 보고[105][106]에 의해 식이섬유가 부족하면 장 질환의 위험이 높아진다는 설이 널리 알려졌다. 1980년에는 일본에서도 식이섬유 연구회가 열렸고, 유용한 장내 세균을 증가시키는 프리바이오틱스, 혈청 콜레스테롤 저하 작용, 변비 개선 등 식이섬유와 건강의 다양한 관련성이 알려졌다.[107]

과거에는 식이섬유가 영양소 이용 효율을 낮춘다고 여겨져 곡물 정백이 권장되었지만,[107] 흰쌀밥 등의 정백으로 인한 영양 손실이 문제가 되었다. 이에 따라 영양학자들은 칠분도미(七分搗き米)나 배아미(胚芽米)를 권장했다. 1975년 트로웰(Trowell)과 버키트는 『정제 탄수화물과 질병-식이섬유의 영향』[103]을 출판하여 정백하지 않은 통곡물의 중요성을 강조했고, 이후 과학적 연구에 의해 재확인 및 지지받게 되었다.[104]

일본에서의 식이섬유 섭취량은 곡물에서의 섭취량 감소에 따라 줄어들어, 섭취 목표량보다 낮은 상황이다.[107]

4. 영양소와 섭취 기준

탄수화물, 단백질, 지질은 3대 영양소로 불리며, 여기에 비타민, 미네랄을 더하면 5대 영양소라고 한다. 1910년대 일본 영양학 초기에는 식품의 영양 성분 분석과 섭취량에 대한 연구가 진행되었다. 흰쌀밥의 영양소 부족이 밝혀지면서 현미나 부분 도정 현미 섭취에 대한 논쟁이 벌어지기도 했다.[51][52]

1980년대부터는 식사와 생활 습관병의 연관성이 명확해지면서 식생활 지침이 만들어지고 역학 연구가 활발해졌다. 과거에는 식이섬유가 영양소 이용 효율을 낮춘다고 여겨져 곡물 정백이 권장되었지만,[107] 흰쌀밥 등의 정백으로 인한 영양 손실이 문제가 되었다. 일본 영양학 창시자 사에키 마사시는 7부 도정미를, 여자영양대학 설립자 카가와 아야는 배아미를 추천했으며, 21세기에도 중요하게 여겨지고 있다.[8][9]

1970년대에는 식이섬유의 중요성이 알려졌고, 1990년대에는 목표 섭취량이 설정되었지만, 곡물 섭취량 감소가 목표 달성을 저해하고 있다.[107] 서구의 식생활 지침은 통곡물을 권장했다. 1957년 국제연합식량농업기구(FAO)가 제시한 단백질 품질 평가 기준인 프로테인 스코어에서는 계란이 100점으로 최고점이었고, 두부는 67점이었다.[90] 1973년 아미노산 스코어로 개정된 후, 1985년 개정과 1990년 확인을 거쳐 콩도 100점이 되었으며,[89] 곡물과 콩의 조합으로 양질의 단백질을 섭취할 수 있다는 것이 확인되었다.[91]

1980년 전후에는 필수 지방산이 특정되었고,[84] 특히 ω-3 지방산은 아마씨와 생선에 많이 함유되어 있으며, 콩과 카놀라유에도 비교적 많이 함유되어 있다.[85] 2003년에는 트랜스 지방에 의한 심혈관계 위험 증가 방지를 세계보건기구(WHO)가 권고했다.[66]

한국인 영양소 섭취 기준은 사람에게 필요한 영양소의 종류와 양을 제시하고 있으며, 한국표준식품성분표는 어떤 식품에 어떤 영양소가 얼마나 함유되어 있는지를 분석한 결과를 데이터로 제공하고 있다.

5. 식사 횟수

서양에서는 1800년경까지 하루 두 끼를 먹었다.[109] 현대에는 하루 세 끼 식사가 일반적이다. 일본에서는 근세 시대부터 하루 세 끼 식사를 하게 되었으며, 조식, 중식, 석식으로 구분한다. 20세기 전반에 국립영양연구소의 영양학적 연구에 의해 하루 세 끼가 적절하다고 여겨졌다.[110] 그 이전의 일본에서는 하루 두 끼의 식사를 조찬과 석찬이라고 불렀다.[110] 사이키 타다스는 쥐와 사람을 대상으로 한 실험을 통해 하루 영양 섭취량을 3등분하여 하루 세 끼를 먹는 것이 좋다는 "매회식완전(毎回食完全)"을 제창했다.[111]

6. 국제적인 동향

1970년대 후반부터 미국을 중심으로 식사와 생활 습관병 간의 관련성이 보고되면서, 식생활 지침 마련과 영양 역학 연구가 활발하게 진행되었다. 세계보건기구(WHO)는 트랜스 지방산 섭취 제한을 권고하고, 지방 및 설탕 섭취 제한과 통곡물, 콩류, 견과류 섭취 증가를 권장하는 등 국제적인 영양 문제 해결을 위한 노력이 이어지고 있다. 또한, 미국, 프랑스, 덴마크, 헝가리 등 여러 국가에서 비만 예방을 위한 정책을 시행하고 있다.

6. 1. 생활 습관병과 역학 연구

1970년대 후반부터 미국에서 식사와 생활 습관병의 관련성이 보고되면서 식생활 지침 수립과 영양 역학 연구가 활발해졌다. 1977년 "미국의 식사 목표"에서는 동물성 지방 감소를 주요 내용으로 제시하였고,[10] 2003년에는 세계보건기구(WHO)가 트랜스 지방산 섭취로 인한 심혈관계 질환 위험 증가를 경고하며 섭취 제한을 권고했다.[66]

6. 2. 비만 억제를 위한 정크푸드 대책

2011년 WHO 보고서는 지방, 설탕 섭취 제한과 통곡물, 콩류, 견과류 섭취 증가를 권고했다.[66] 미국은 어린이 대상 식음료에 대한 엄격한 기준을 발표하고, 정크푸드 판매 중단을 요구하는 움직임이 있었다. 프랑스, 덴마크, 헝가리에서는 비만 예방을 위해 비만세가 시행되고 있다.

7. 관련 학회

대한지역사회영양학회

8. 결론

영양학은 건강한 삶을 위한 필수적인 학문이며, 지속적인 연구와 발전을 통해 인류의 건강 증진에 기여할 것이다. 1910년대 일본에서는 식품 영양 성분 분석과 섭취 방법에 대한 연구가 진행되었고, 흰쌀밥의 영양소 부족 문제가 제기되면서 현미나 부분 도정 현미 섭취에 대한 논쟁이 벌어졌다.[8][9] 1980년대 이후 식생활 지침이 마련되고, 식품 성분과 건강의 연관성이 밝혀지면서 건강식품이 널리 알려졌다.

탄수화물, 단백질, 지방은 3대 영양소이며, 비타민과 미네랄을 더해 5대 영양소라고 한다. 식생활의 서구화로 인해 탄수화물 섭취는 줄고 지질 섭취는 늘어나는 추세이며, 이에 대한 건강 영향 연구가 진행되었다.[51][52] 1980년대에는 일본형 식생활이 제창되기도 했다. 오키나와현은 세계적인 장수 지역이었으나, 서구화된 식사로 인해 장수가 위기에 처했으며,[7] 이러한 경향은 일본의 다른 지역으로 확산될 수 있다고 한다.[7]

과거에는 쌀의 정백과 동물성 식품 섭취가 장려되었으나, 21세기에 들어 문제점이 제기되었다. 식이섬유의 중요성이 알려지고 목표 섭취량이 설정되었지만, 곡물 섭취량 감소로 인해 목표 달성이 어려운 상황이다.[107] 세계보건기구(WHO)는 설탕 섭취를 에너지 비율 10% 미만(2014년에는 5% 미만)으로 권고했다.[66][82] 1990년에는 콩이 곡물과 함께 양질의 단백질 공급원임을 확인했다.[89][91] 1980년 전후에는 필수 지방산이 특정되었고,[84] 특히 ω-3 지방산은 아마씨, 생선, 콩, 카놀라유 등에 많이 함유되어 있다.[85] 2003년 WHO는 트랜스 지방 섭취를 줄여 심혈관계 위험을 낮출 것을 권고했다.[66]

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[112] 서적 The Profession of Dietetics Jones & Bartlett Learning 2014


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