피트산

1. 개요

피트산은 미오이노시톨에 인산기가 결합된 형태로, 곡물, 콩류, 견과류 등에 널리 분포하며 IP6로 약칭되기도 한다. 식물에서는 인 저장, 에너지 저장, 미네랄 공급 등의 역할을 하며, 동물 세포 내에서는 특정 단백질의 활성에 영향을 미치는 것으로 알려져 있다. 농업 및 축산업에서는 가축의 인 흡수를 방해하여 환경 문제를 일으킬 수 있으며, 건강 기능성 측면에서는 미네랄 흡수를 저해하는 반면 항산화 및 항암 효과를 보인다는 연구 결과가 있다.

2. 명칭 및 구조

3. 분포 및 함량

피트산은 피틴 형태로 주로 존재하며, 견과류, 곡물, 콩류를 포함한 씨앗의 겉껍질과 씨앗의 배젖에서 발견된다. 채소나 과일에서는 검출 가능한 피테이트(습윤 중량의 0.02% 미만)가 관찰되지 않았다.

피트산은 식품 첨가물로 방부제 E391로 사용된다.

3.1. 식품별 피트산 함량 (건조 중량 기준)

피트산은 주로 곡물의 쌀겨나 배아 및 콩류에 많이 함유되어 있다. 다음은 식품별 피트산 함량(건조 중량 기준)을 나타낸 표이다.

4. 생체 내 기능

피트산과 그 대사산물은 어린 식물에게 인 저장, 에너지 저장, 양이온 및 마이오이노시톨 공급 등 몇 가지 중요한 역할을 한다.

4.1. 식물

많은 동물에게는 씨앗과 곡물에 들어있어 소화가 어렵지만, 피트산과 그 대사산물은 어린 식물에게 몇 가지 중요한 역할을 한다.

특히 피트산은 인 저장소, 에너지 저장소, 양이온 공급원 및 마이오이노시톨(세포벽 전구체) 공급원 역할을 한다. 피트산은 식물 종자에서 인의 주요 저장 형태이다.

4.2. 동물 (시험관 내 연구)

피트산(마이오-이노시톨 헥사키스인산염)은 동물 세포에 널리 존재하며, 그 농도는 세포 유형과 발달 단계에 따라 포유류 세포에서 10~100μM이다.

피트산은 동물의 먹이에서 얻는 것이 아니라, 인산염과 이노시톨로부터 세포 내에서 합성되어야 한다(이노시톨은 일반적으로 콩팥에서 포도당으로부터 생성된다). 세포 내 피트산과 특정 세포 내 단백질의 상호작용은 시험관 내(in vitro)에서 연구되었으며, 이러한 상호작용은 해당 단백질의 활성을 억제하거나 강화하는 결과를 가져오는 것으로 밝혀졌다.

이노시톨 헥사포스페이트(IP6)는 6-헬릭스 번들의 형성과 미성숙 HIV-1 갭 격자의 조립을 촉진한다. IP6는 갭 헥사머 중앙에 있는 두 개의 리신 잔기 고리와 이온 결합을 형성한다. 단백질 분해 절단은 이후 대체 결합 부위를 드러내고, 여기서 IP6 상호작용은 성숙한 캡시드 격자의 조립을 촉진한다. 이러한 연구들은 IP6를 HIV-1의 조립과 성숙을 모두 촉진하는 자연 발생 소분자로 확인한다.

5. 농업 및 축산업에서의 중요성

돼지, 닭, 어류와 같은 비반추동물은 피트산을 분해하는 효소인 피테이스가 부족하여 사료 내 피트산의 인을 흡수하지 못한다. 반추동물은 반추위 미생물이 생성하는 피테이스 덕분에 피테이트를 소화할 수 있다.

대부분의 상업 농업에서 비반추 가축은 주로 옥수수, 콩과 식물, 대두와 같은 곡물을 먹는다. 이러한 곡물의 피테이트는 흡수되지 않고 위장관을 통과해 분뇨의 인 함량을 높인다. 과도한 인 배출은 부영양화와 같은 환경 문제를 일으킬 수 있다.

이러한 문제를 해결하기 위해 사료에 피테이스를 첨가하여 피트산 유래 인을 비반추동물이 흡수하기 쉽게 할 수 있다. 피트산 함량이 낮은 품종을 개발하는 연구도 진행되었으나, 생육 문제로 널리 이용되지 못하고 있다.

6. 건강 기능성

피트산은 건강에 다양한 영향을 미치는 것으로 알려져 있다. 크게 미네랄 흡수 저해, 항산화 및 항암 효과, 기타 건강 효과로 나눌 수 있다.

피트산은 칼슘, 철, 아연과 같은 미네랄과 결합하여 흡수를 방해하는 것으로 알려져 있지만, 균형 잡힌 식사를 하는 경우에는 피트산 섭취가 미네랄 이용성에 큰 영향을 주지 않는다는 연구 결과도 있다. 오히려 피트산은 항산화 물질로 작용하여 철 이온의 산화를 억제하고, 대장암 발생률을 낮춘다는 보고도 있다.

1998년 교토에서 열린 국제 심포지엄에서는 피트산이 요로 결석, 신장 결석, 대장암, 유방암, 폐암, 피부암 예방에 도움이 될 수 있다는 연구 결과가 발표되었다. 또한, 피트산의 항암, 항종양, 항산화 작용을 활용한 치료 연구도 진행되고 있다. 2010년에는 유방암 화학 요법의 부작용을 개선하고 삶의 질을 향상시켰다는 무작위 대조 시험 결과도 보고되었다.

6.1. 미네랄 흡수 저해

피트산은 칼슘, 철, 아연과 같은 식이성 미량 원소와 강하게 결합하여 소장에서 이들의 흡수를 억제한다. 철과 아연이 피트산과 결합하면 불용성 침전물이 형성되어 장에서 흡수율이 훨씬 낮아진다.

피트산은 철의 흡수에도 영향을 미칠 수 있으므로, "이유기 동안 철분 영양을 개선하기 위해 탈피틴화(dephytinization)를 주요 전략으로 고려해야 한다." 외부 피테이스를 첨가하여 탈피틴화하는 방법은 피테이트가 풍부한 주식에 의존하여 미네랄 결핍에 취약한 인구의 영양 건강을 개선하기 위해 연구되고 있다. 미네랄 밀도를 높이는 작물 개량 (바이오강화) 또는 피테이트 함량 감소는 예비 연구 단계에 있다.

피트산은 금속 이온을 킬레이트하는 성질을 가지고 있어, 철, 아연, 칼슘, 마그네슘의 흡수를 방해할 가능성이 제기되기도 했다. 그러나 1980년대 이후, 균형 잡힌 식사를 하는 경우에는 피트산 섭취가 미네랄 이용성에 영향을 주지 않는다는 것이 밝혀졌다. 2000년대에는 식품에 함유된 아스코르브산(비타민 C), 유기산, 발효 식품이 피트산에 의한 미네랄 흡수 억제를 완화한다는 사실도 밝혀져, 충분한 영양 섭취 시에는 피트산이 악영향을 미친다는 증거는 발견되지 않았다.

피트산에 의한 미네랄 흡수 억제 작용을 줄이기 위해서는 조리, 발아, 발효, 침지, 소화와 같은 방법을 사용할 수 있다.

6.2. 항산화 및 항암 효과

피트산은 철 이온에 결합하여 철 이온의 산화를 억제하는 항산화 물질로 기능할 수 있다. 주스나 육류 제품의 방부제로도 사용된다. 피트산만을 단독으로 추출한 건강 보조 식품도 유통되고 있다.

1985년에는 섬유에 포함된 피트산 섭취량이 많은 경우에 대장암 발생률이 낮다는 보고가 있었다. 그 후, 피트산 단독 투여로 암 억제 작용이 관찰되었다. 지중해식 식단에서는 소변으로 배설되는 피트산이 많았기 때문에 이것이 결석, 치석, 암 예방에 관여할 가능성이 제기되었다.

1998년 교토에서 열린 국제 심포지엄에서는 피트산의 요로 결석, 신장 결석, 대장암, 유방암, 폐암, 피부암 예방에 도움이 될 가능성이 보고되었다. 항암 작용, 항종양 작용, 항산화 작용을 통한 치료 응용이 기대되어 연구가 진행되고 있다.

2002년 시점의 문헌 검색에서는 피트산의 항암 작용 연구에서 사람은 대상이 되지 않았으며, 주요 연구는 동물을 대상으로 한 28건의 연구가 있다고 보고되었다. 2006년에는 사람을 대상으로 한 임상 시험을 시작하기에 충분한 증거가 있다는 주장도 있었다.

2010년 14명을 대상으로 한 무작위 대조 시험에서는 유방암 화학 요법의 부작용을 피트산과 이노시톨을 저용량(6g) 복용으로 개선하고 삶의 질을 향상시켰다는 보고가 있었다. 2017년 20명을 대상으로 한 무작위 대조 시험에서는 유방암 종양 절제 후 피트산을 함유한 외용제를 사용한 결과, 부작용을 개선하고 삶의 질을 향상시켰다고 보고되었다.

6.3. 기타 건강 효과

피트산은 단독으로 추출되어 건강 보조 식품으로 판매되기도 한다.

1960년대부터 식이 섬유가 대장암을 예방한다는 연구가 있었으나, 1985년에는 식이 섬유에 포함된 피트산이 대장암 발생률을 낮춘다는 보고가 있었다. 이후 피트산 단독 투여를 통한 암 억제 작용 연구가 진행되었다.

피트산이 풍부한 지중해식 식단은 소변으로 배설되는 피트산 양이 많아 결석, 치석, 암 예방에 도움이 될 수 있다는 가설이 제기되었다.

1998년 교토에서 열린 국제 심포지엄에서는 피트산의 생리 작용에 대한 연구 보고가 이루어졌으며, 요로 결석 및 신장 결석 예방, 대장암, 유방암, 폐암, 피부암 예방에 도움이 될 가능성이 제시되었다. 항암, 항종양, 항산화 작용을 통한 치료 응용 연구도 진행 중이다.

2002년 시점의 연구에서는 피트산의 항암 작용이 사람을 대상으로 연구되지 않았고, 주로 동물 대상 연구 28건이 보고되었다. 그러나 2006년에는 사람 대상 임상 시험을 시작하기에 충분한 증거가 있다는 주장도 제기되었다.

2004년 이후, 여러 암에 대한 시험을 거쳐 2010년에는 유방암 화학 요법의 부작용을 피트산과 이노시톨 저용량(6g) 복용으로 개선하고 삶의 질을 향상시켰다는 무작위 대조 시험 결과가 보고되었다. 2017년에는 유방암 종양 절제 후 피트산 함유 외용제를 사용하여 부작용을 개선하고 삶의 질을 향상시켰다는 보고도 있었다.

7. 섭취 시 주의사항

피트산은 식이성 미량 원소, 특히 칼슘, 철, 아연과 강한 결합력을 가져 소장에서 이들의 흡수를 방해한다. 폴리페놀이나 타닌 같은 식물화학물질도 이러한 결합에 영향을 준다. 철과 아연이 피트산과 결합하면 불용성 침전물이 생겨 장에서 흡수되기 어려워진다.

이러한 이유로, 미네랄 섭취가 부족한 개발도상국 어린이처럼 미네랄 결핍 위험이 높은 사람들에게는 피트산 섭취가 바람직하지 않다고 여겨지기도 했다. 과거에는 피트산이 칼슘 결핍으로 인한 구루병을 유발할 수 있다는 연구 결과도 있었다.

하지만 1980년대 이후 연구에 따르면, 균형 잡힌 식사를 하는 경우에는 피트산 섭취가 미네랄 흡수에 큰 영향을 미치지 않는다는 것이 밝혀졌다. 2000년대에는 아스코르브산(비타민 C), 유기산, 발효 식품 등이 피트산의 미네랄 흡수 억제 효과를 완화한다는 사실도 밝혀졌다.

피트산의 미네랄 흡수 억제 작용을 줄이기 위해 다음과 같은 방법을 활용할 수 있다.

* 조리
* 발아
* 발효
* 침지
* 소화

예를 들어, 음식을 단순히 조리하는 것만으로도 피트산 함량을 어느 정도 줄일 수 있다. 더 효과적인 방법으로는 산성 매체에 담그기, 발아, 젖산 발효(사워도우, 피클 등)가 있다.

결론적으로, 영양 상태가 양호한 경우 피트산이 건강에 악영향을 미친다는 증거는 없다. 오히려 균형 잡힌 식단의 일부로 피트산 함유 식품(견과류, 곡물, 콩류 등)을 적절히 섭취하는 것은 건강에 유익할 수 있다.