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식이 섬유

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목차

1. 개요

식이 섬유는 인간의 소화 효소에 의해 분해되지 않는 식물 성분으로, 수용성과 불용성으로 구분된다. 식이 섬유는 위장 포만감을 유발하고 배변량을 증가시키며, 혈당과 콜레스테롤 수치를 조절하는 등 다양한 생리적 기능을 수행한다. 발효성 섬유는 장내 미생물에 의해 발효되어 단쇄 지방산을 생성하며, 이는 장 건강에 긍정적인 영향을 미친다. 식이 섬유는 콩류, 과일, 채소, 통곡물 등에 풍부하며, 한국인의 식단에서도 중요한 부분을 차지한다. 유럽과 미국의 권장 섭취량은 다르며, 꾸준한 섭취는 만성 질환 예방에 도움이 된다. FDA는 특정 식이 섬유 섭취가 심장 질환과 제2형 당뇨병 위험을 줄일 수 있다는 건강 강조 표시를 승인했다. 식이 섬유의 중요성은 1960년대 이후 연구를 통해 밝혀졌으며, 현재는 건강한 식단의 필수 요소로 인식되고 있다.

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식이 섬유
개요
학문 분야영양학, 생화학, 생리학, 식품 과학
주요 공급원채소, 과일, 곡물, 콩류, 견과류, 씨앗
건강 효능혈당 조절, 콜레스테롤 감소, 장 건강 개선, 체중 관리
종류수용성 섬유질, 불용성 섬유질
정의
정의식물성 식품에서 유래되어 소화 효소에 의해 완전히 분해되지 않는 부분
분류
수용성 섬유질물에 녹아 겔(gel) 형성, 콜레스테롤 수치 감소 및 혈당 조절에 도움
불용성 섬유질물에 녹지 않고 대변 부피 증가, 배변 활동 촉진 및 변비 예방에 도움
기능
장 건강장내 미생물의 먹이가 되어 단쇄 지방산 생성 촉진, 장 점막 보호 및 면역력 강화
혈당 조절포도당 흡수 속도 늦춰 혈당 수치 급격한 상승 억제, 당뇨병 예방 및 관리
콜레스테롤 감소담즙산 배출 촉진, LDL 콜레스테롤 수치 감소 및 심혈관 질환 예방
체중 관리포만감 높여 칼로리 섭취 줄임, 비만 예방 및 관리
권장 섭취량
성인하루 25-30g
어린이나이 + 5g
섭취 방법
다양한 식품 섭취채소, 과일, 곡물, 콩류, 견과류, 씨앗 등 다양한 식품 통해 섭취
가공 식품 피하기가공 과정에서 섬유질 손실 가능성 있으므로, 가능한 한 가공되지 않은 자연 식품 섭취
충분한 물 섭취섬유질이 수분을 흡수하여 팽창하므로, 충분한 물 섭취하여 변비 예방
과다 섭취 시 부작용
소화 불량과다 섭취 시 복부 팽만감, 가스, 설사 등 소화 불량 증상 유발 가능
영양소 흡수 저해과다 섭취 시 다른 영양소 흡수 방해 가능
연구
자일로올리고당자일로올리고당은 프리바이오틱스로 작용하여 장내 미생물 생태계에 유익한 효과를 나타낸다는 연구 결과 존재
크실란 분해 효소인체 장내 미생물은 크실란 분해 효소를 통해 자일란을 대사할 수 있다는 연구 결과 존재

2. 정의

식이 섬유는 인간의 소화 효소에 의해 분해되지 않는 식물 성분으로 정의된다.[1] 20세기 후반에는 리그닌과 일부 다당류만이 이 정의를 충족하는 것으로 알려졌지만, 21세기 초에는 저항 전분과 올리고당이 식이 섬유 성분에 포함되었다.[1][16] 식이 섬유에 대한 가장 널리 받아들여지는 정의는 "인간 소화관의 내인성 분비물에 의해 소화되지 않는 모든 다당류와 리그닌"이다.[17] 현재 대부분의 동물 영양학자들은 "포유류 효소에 의한 분해에 저항하는 식이 성분"이라는 생리학적 정의 또는 "비전분 다당류(NSP)와 리그닌의 합"이라는 화학적 정의를 사용하고 있다.[17]

3. 분류

식이 섬유는 크게 수용성 식이 섬유와 불용성 식이 섬유로 나뉜다. 용해도, 점성, 발효성에 따라 분류하기도 한다.

불용성 식이 섬유
영양소식품 첨가물공급원/설명
베타글루칸 (일부는 수용성)
   셀룰로스E 460곡물, 과일, 채소 (일반적으로 모든 식물)
   키틴—곰팡이, 곤충 및 갑각류의 껍질
헤미셀룰로스곡물, 겨, 목재, 콩류
   헥소스—밀, 보리
   펜토스—호밀, 귀리
리그닌—과일의 핵과, 채소 (강낭콩의 섬유), 곡물
잔탄 검E 415당 기질에서 크산토모나스-세균을 이용한 생산
저항성 전분씨앗이나 껍질(RS1형), 과립 전분(RS2형) 또는 노화 전분(RS3형)에 의해 보호된 전분일 수 있음[15]
   저항성 전분—고아밀로스 옥수수, 보리, 고아밀로스 밀, 콩류, 생 바나나, 조리 및 냉각된 파스타 및 감자[15]



수용성 식이 섬유
영양소식품 첨가물공급원/설명
아라비노자일란 (일종의 헤미셀룰로스)—차전자피[18]
프룩탄일부 식물 분류군에서 저장 탄수화물로 전분을 대체하거나 보충함
   이눌린—다양한 식물에서, 예: 돼지감자, 치커리 등
폴리우로니드
   펙틴E 440과일 껍질 (주로 사과, 모과), 채소
   알긴산 (알긴산염)E 400–E 407조류
      알긴산 나트륨E 401
      알긴산 칼륨E 402
      알긴산 암모늄E 403
      알긴산 칼슘E 404
      프로필렌 글리콜 알긴산염 (PGA)E 405
      한천E 406
      카라기난E 407홍조류
라피노스—콩과 식물
폴리덱스트로스E 1200합성 중합체, 약 1 kcal/g


3. 1. 수용성 식이 섬유

가용성 섬유소(soluble dietary fiber)는 물에 녹거나 팽윤되며, 대장에서 박테리아에 의해 발효되는 섬유소이다.[26] 펙틴(pectin), 검(gum), 뮤실리지(mucilage) 등이 있다. 모든 식물성 식품에서 다양한 양으로 발견되며, 콩류(완두콩, 대두, 루핀 및 기타 콩), 귀리, 호밀, 치아시드 및 보리, 일부 과일(무화과, 아보카도, 자두, 말린 자두, 베리류, 잘 익은 바나나, 사과, 모과 및 배의 껍질), 특정 채소(브로콜리, 당근, 돼지감자), 뿌리줄기 및 뿌리채소(고구마 및 양파) (이들의 껍질은 불용성 섬유의 공급원이기도 하다), 차전자피 (점액질 수용성 섬유) 및 아마씨, 견과, 특히 아몬드 등에 포함되어 있다.[26]

수용성 섬유 보충제는 과민성 대장 증후군의 증상, 예를 들어 설사나 변비 및 복부 불편감을 완화하는 데 도움이 될 수 있다.[26] 프리바이오틱스 수용성 섬유 제품, 예를 들어 이눌린 또는 올리고당이 포함된 제품은 크론병,[28] 궤양성 대장염,[29][30] 및 ''클로스트리디오이데스 디피실''[31]과 같은 염증성 장 질환 완화에 기여할 수 있으며, 이는 부분적으로 장에 대한 후속 항염증 작용을 하는 단쇄 지방산이 생성되기 때문이다.[32][33] 섬유 보충제는 음식 선택을 변경하여 과민성 대장 증후군을 관리하기 위한 전반적인 식단 계획에서 효과적일 수 있다.[34]

화학적으로 올리고당으로 정의되며 대부분의 식물에서 자연적으로 발생하는 이눌린은 탄수화물, 또는 좀 더 구체적으로는 천연 식물 당인 과당의 중합체인 프룩탄으로서 영양학적 가치를 갖는다. 이눌린은 일반적으로 제조사에서 치커리 뿌리나 돼지감자와 같은 강화된 식물 공급원에서 추출하여 가공식품에 사용한다.[43]

식물성 검 섬유 보충제는 시장에 비교적 새롭게 등장했다. 종종 가루 형태로 판매되며, 뒷맛이 남지 않고 쉽게 녹는다. 예비 임상 시험에서 과민성 대장 증후군 치료에 효과적인 것으로 나타났다.[51] 식물성 검 섬유의 예로는 구아검과 아라비아 검이 있다.

수용성 식이 섬유의 종류는 다음과 같다:

  • 펙틴 - 식물의 세포벽에 있는 세포 간 접착 물질이며, 과일에 많이 함유되어 있다.
  • 구아 검 효소 분해물 - 증점 안정제(식품 첨가물)로 사용된다.
  • 글루코만난 - 곤약 감자의 저장 탄수화물이며, 곤약의 원료. 굳어진 곤약은 불용성 식이 섬유가 대부분을 차지한다.
  • 베타글루칸
  • 폴리덱스트로스 - 화학적으로 합성된 인공 수용성 식이 섬유
  • 프룩탄 - 달래[126], 돼지감자, 아티초크 등에 포함된 과당 분자의 중합체이다. 이눌린, 레반, 그래미난도 프룩탄에 포함된다.
  • 이눌린 - 우엉이나 돼지감자 등 국화과 식물의 뿌리나 지하경에 포함된 저장 탄수화물
  • 아라비아 검 - 아카시아속 아라비아 고무나무(), 또는 그 동속 근연 식물의 수피 상처에서 분비물을 건조시킨 것
  • 말티톨
  • 사이리움
  • 난소화성 올리고당
  • 난소화성 덱스트린


해조류에 포함된 수용성 식이 섬유는 다음과 같다:

  • 아가로스 - 해조류 중 홍조류의 세포벽 주요 구성 요소이며, 홍조류에서 추출되는 한천의 주성분
  • 알긴산 나트륨 - 해조류 중 갈조류의 세포벽 주요 구성 요소이며, 다시마 등에 포함
  • 카라기난 - 우뭇가사리나 해홍감 등의 홍조류에 많이 포함된 다당류
  • 푸코이단, 포르피란, 라미나란[127]

3. 2. 불용성 식이 섬유

불용성 식이 섬유는 물에 녹지 않으며, 대장에서 박테리아에 의해 대사되지 않는 섬유소이다.[25] 셀룰로오스, 일부 헤미셀룰로오스, 리그닌 등이 이에 속한다.[25]

불용성 식이 섬유의 공급원은 다음과 같다.[25]

불용성 섬유 중 하나인 저항 전분은 아밀로스 함량이 높은 옥수수에서 추출하며, 보충제로 사용되어 인슐린 저항성과 혈당 조절 개선에 기여할 수 있다.[35][36][37] 또한 규칙적인 배변 활동을 촉진하고[38] 설사 완화에도 도움을 줄 수 있다.[39][40][41] 예비 연구 결과에 따르면 저항성 옥수수 전분은 궤양성 대장염의 증상을 완화할 수 있다.[42]

셀룰로스, 헤미셀룰로스, 리그닌은 식물의 세포벽의 주요 구성 요소로, 채소 등 식물성 식품에서 많이 얻을 수 있다. 일본인은 평균 15g/일의 식이 섬유를 섭취하고 있으며, 그중 12g은 불용성 식이 섬유이며, 그 대부분이 셀룰로스로 추정된다.[128] 키틴, 키토산은 갑각류의 껍질이나 균류의 세포벽 등의 주성분이다.[128]

3. 3. 점성/비점성 식이 섬유

점성 식이 섬유는 용해되어 겔 상태가 되어 영양 흡수를 늦춘다.[129] 점성 식이 섬유에는 펙틴, 베타글루칸(β-글루칸), 구아검, 차전자피 등이 있다. 비점성 식이 섬유에는 셀룰로스와 리그닌 등이 있다.

3. 4. 발효성/비발효성 식이 섬유

곡물 및 곡물 협회(Cereals & Grains Association)는 식이 섬유를 "사람의 소장에서 소화 및 흡수에 저항하며 대장에서 완전하거나 부분적인 발효를 거치는 식물의 식용 부분 또는 유사한 탄수화물"로 정의한다.[103]

식이 섬유는 대장 내 박테리아에 의해 발효되어 단쇄 지방산(SCFA)과 가스를 생성한다.[129] 발효 과정을 통해 생성되는 단쇄 지방산에는 부티르산, 아세트산(에탄산), 프로피온산 및 발레르산이 있으며, 이들은 건강에 유익한 효과를 가진다.[104]

발효성 식이 섬유에는 펙틴, 베타글루칸, 구아검, 차전자피, 이눌린, 프락토올리고당 등이 있다. 비발효성 식이 섬유에는 셀룰로스, 리그닌이 있다.[105]

4. 기능

식이 섬유는 다양한 메커니즘을 통해 건강에 영향을 미칠 수 있다.[1][10]


  • 위장 포만감 유발: 음식의 부피를 늘려 포만감을 제공하여 식욕을 줄일 수 있다(불용성 및 수용성 섬유질 모두).[1]
  • 배변량 증가: 불용성 식이 섬유는 변의 부피를 늘려 변비를 완화한다.[1]
  • 음식물의 장내 통과 속도 정상화: 불용성 식이 섬유는 음식물이 소화 시스템을 통과하는 속도를 높여 규칙적인 배변을 촉진한다.[1]
  • 소화 속도 조절: 점성 다당류를 탄수화물 식사에 첨가하면 식후 혈당 농도를 줄일 수 있다.[68] 밀과 옥수수는 귀리가 아닌 포도당 흡수를 변경하며, 속도는 입자 크기에 따라 달라진다. 구아검을 사용하면 흡수 속도가 감소하는 것은 점성 용액이 장 수축으로 생성된 대류 흐름에 대한 저항을 증가시키기 때문일 수 있다.
  • 영양소 흡수율 저하: 식이 섬유는 소장 통과속도를 빠르게 하여 영양소 흡수율을 저하시켜 당뇨환자에 권장된다.[1][76]
  • 대장의 발효를 위한 영양원(가용성 섬유소): 장내 pH 균형을 맞추고[81] 단쇄 지방산의 장 발효 생성을 자극한다.[1]
  • 혈청 콜레스테롤 농도 저하(가용성 섬유소): 총 콜레스테롤과 LDL 콜레스테롤을 낮추어 심혈관 질환의 위험을 줄일 수 있다.[1]
  • 대장암 예방 효과: 세계 암 연구 기금과 미국 암 연구 협회는 7000개 이상의 연구를 분석하여 결장과 직장의 암 예방과 관련이 있을 수 있다고 보고했다.[136]
  • 게실염 예방 효과
  • 변을 부드럽게 함: 불용성 식이 섬유는 변의 부피를 늘려 변비를 완화한다.[1]
  • 지질 이상증 예방
  • 비만 예방: 수용성 식이 섬유는 위에서 팽윤하여 포만감을 주고, 불용성 식이 섬유는 음식물의 씹는 횟수를 증가시켜 식괴를 크게 함으로써 비만을 예방한다.
  • 동맥 경화 예방: 지질 대사를 조절한다.
  • 장내 비타민 B군 합성
  • 식품 중 독성 물질 배제 촉진
  • 장내 부패 방지, 면역 강화, 장내 감염 방어, 장관 운동 촉진
  • 칼슘 흡수 방해[132]


1987년 리드(N.W. Read)와 팀스(J.M. Timms)는 식이 섬유에 의해 중증 변비가 경감되는 경우는 적다고 서술하였다.[135]

2003년, 세계 보건 기구(WHO)와 유엔 식량 농업 기구(FAO)는 비만, 2형 당뇨병, 심장병의 위험을 낮춘다고 보고하고, 채소, 과일, 현미와 같은 통곡물에서의 섭취를 권장하고 있다.[134]

하버드 대학교 공중 보건학부는 식이 섬유 섭취는 대장암 위험 감소 효과는 거의 인정되지 않았다고 발표했다.[137]

식이 섬유는 미네랄 및 비타민과 결합하지 않으므로 흡수를 제한하지 않으며, 오히려 발효성 섬유질 공급원이 미네랄, 특히 칼슘의 흡수를 향상시킨다는 증거가 있다.[82][83][84]

; 비만 방지

체질량 지수(BMI)가 높은 군일수록 식이 섬유 섭취가 적었다는 결과가 있다.[138]

; 콜레스테롤 상승 억제

수용성 식이 섬유는 음식 콜레스테롤의 흡수 억제, 콜레스테롤의 배설 촉진, 담즙산의 재흡수 억제에 의한 배설 촉진 등이 이루어진다.

; 혈당 상승 억제

수용성 식이 섬유는 위에서 소장으로의 음식물 이동을 완만하게 하고, 포도당의 흡수를 완만하게 하여 혈당 상승을 억제한다.[139]

; 수소 가스 생산과 항산화 작용

난소화성 식이 섬유 섭취와 장내 세균에 의해 호흡이나 방귀로의 가스 생산과 배출이 높아진다. 생산되는 가스는 수소가 많다. α글루코시다아제 억제제인 아카보스 복용이 심혈관 사고를 억제할 가능성이 있는데, 증가한 수소의 항산화 작용에 의해 심혈관 사고를 억제하는 메커니즘이 예상되고 있다.[149]

; 배변 촉진

불용성 식이 섬유는 결장과 직장에서 변 용적을 증대시켜 배변을 촉진한다.

; 다이옥신류의 배출

다이옥신류를 흡착하여 배설하는 효과가 있어, 체내로부터의 배출 속도를 높여, 다이옥신류의 건강에 대한 영향을 막을 수 있다고 시사되고 있다.[151]

5. 장내 활동

식이 섬유는 글리코시드 결합을 분해하는 데 필요한 효소가 없어 인간의 소화 기관에서 분해되지 않고 대장에 도달한다. 식이 섬유는 부피 증가, 점성, 발효의 세 가지 주요 기여를 통해 장 건강에 영향을 미친다.[52]

발효성 섬유는 대장 내 미생물에 의해 소비되어 변의 부피를 약간 증가시키고 단쇄 지방산을 생성한다.[52] 저항성 전분, 이눌린, 프락토올리고당, 갈락토올리고당은 완전히 발효되는 식이 섬유이다.[52] 이러한 발효는 대장 내 많은 유전자 발현에 영향을 미치며,[53] 소화 기능, 지질 및 포도당 대사, 면역 체계, 염증 등에 영향을 미친다.[54]

식이 섬유의 발효는 가스(주로 이산화탄소, 수소, 메탄)와 단쇄 지방산을 생성한다.[52]

; 단쇄 지방산 (Short-Chain Fatty Acids, SCFA)

발효성 식이 섬유가 장내 미생물에 의해 발효될 때 생성되는 주요 산물은 단쇄 지방산(SCFA)이다.[17] 단쇄 지방산에는 아세트산, 프로피온산, 부티르산 등이 있으며,[104] 거의 모든 단쇄 지방산은 결장에서 흡수된다.[72]

단쇄 지방산은 결장 세포의 에너지원으로 사용되고,[104] 혈당 및 지질 대사 조절, 장 점막 보호, 면역 기능 강화 등 다양한 생리적 기능을 수행한다.[107][108]

주요 단쇄 지방산에는 부티레이트, 프로피오네이트, 아세테이트가 있다. 부티레이트는 결장 세포의 주요 에너지원이고, 프로피오네이트는 간에서 흡수되며, 아세테이트는 말초 조직에서 대사되기 위해 말초 순환계로 들어간다.

단쇄 지방산(SCFA)은 건강을 증진하는 수많은 생리적 과정에 관여한다.[104]


  • 췌장의 인슐린 분비 및 간의 글리코겐 분해 조절을 통해 혈중 포도당 수치를 안정시킨다.
  • 장 점막에서 포도당 수송체의 유전자 발현을 자극하여 포도당 흡수를 조절한다.[106]
  • 간에서 콜레스테롤 합성을 억제하고 죽상 동맥 경화증을 유발하는 LDL 콜레스테롤 및 트리글리세라이드의 혈중 수치를 감소시킨다.
  • 결장 pH를 낮춰(즉, 결장의 산성도를 높임) 점막을 결장 폴립 형성으로부터 보호하고 식이 미네랄 흡수를 증가시킨다.
  • T 도우미 세포, 항체, 백혈구, 사이토카인, 림프 메커니즘의 생성을 자극하여 면역 보호에 중요한 역할을 한다.
  • 결장 점막층의 장벽 특성을 개선하여 염증 및 부착 자극 물질을 억제하고 면역 기능에 기여한다.


결장 점막에 흡수된 SCFA는 결장벽을 통과하여 문맥 순환(간에 공급)으로 들어가고, 간은 이를 일반적인 혈액 순환계로 운반한다.

5. 1. 단쇄 지방산 (Short-Chain Fatty Acids, SCFA)

발효성 식이 섬유가 장내 미생물에 의해 발효될 때 생성되는 주요 산물은 단쇄 지방산(SCFA)이다.[17] 단쇄 지방산에는 아세트산, 프로피온산, 부티르산 등이 있으며,[104] 거의 모든 단쇄 지방산은 결장에서 흡수된다.[72]

단쇄 지방산은 결장 세포의 에너지원으로 사용되고,[104] 혈당 및 지질 대사 조절, 장 점막 보호, 면역 기능 강화 등 다양한 생리적 기능을 수행한다.[107][108]

주요 단쇄 지방산에는 부티레이트, 프로피오네이트, 아세테이트가 있다. 부티레이트는 결장 세포의 주요 에너지원이고, 프로피오네이트는 간에서 흡수되며, 아세테이트는 말초 조직에서 대사되기 위해 말초 순환계로 들어간다.

단쇄 지방산(SCFA)은 건강을 증진하는 수많은 생리적 과정에 관여한다.[104]

  • 췌장의 인슐린 분비 및 간의 글리코겐 분해 조절을 통해 혈중 포도당 수치를 안정시킨다.
  • 장 점막에서 포도당 수송체의 유전자 발현을 자극하여 포도당 흡수를 조절한다.[106]
  • 간에서 콜레스테롤 합성을 억제하고 죽상 동맥 경화증을 유발하는 LDL 콜레스테롤 및 트리글리세라이드의 혈중 수치를 감소시킨다.
  • 결장 pH를 낮춰(즉, 결장의 산성도를 높임) 점막을 결장 폴립 형성으로부터 보호하고 식이 미네랄 흡수를 증가시킨다.
  • T 도우미 세포, 항체, 백혈구, 사이토카인, 림프 메커니즘의 생성을 자극하여 면역 보호에 중요한 역할을 한다.
  • 결장 점막층의 장벽 특성을 개선하여 염증 및 부착 자극 물질을 억제하고 면역 기능에 기여한다.


결장 점막에 흡수된 SCFA는 결장벽을 통과하여 문맥 순환 (간에 공급)으로 들어가고, 간은 이를 일반적인 혈액 순환계로 운반한다.

6. 콜레스테롤 대사

식이 섬유는 섭취, 소화, 흡수 및 배설의 각 단계에 작용하여 콜레스테롤 대사에 영향을 미칠 수 있다.[73] 부피 효과를 통해 음식의 칼로리 에너지에 영향을 주고, 위 배출 시간을 지연시키며, 흡수에 대한 혈당 지수 유형의 작용을 한다. 회장에서 담즙산 흡수를 둔화시켜 담즙산이 맹장으로 빠져나가게 하고, 맹장에서의 담즙산 대사 변화를 일으키거나 증가시킨다.[73] 또한, 흡수된 단쇄 지방산(특히 프로피온산)에 의한 간접적인 영향으로, 섬유질 발효를 통해 간에서 콜레스테롤 대사에 영향을 미친다.[73] 맹장에서 담즙산이 섬유질 또는 박테리아에 결합하여 장간 순환에서 대변 손실이 증가한다.[73]

일부 섬유질은 회장에서 담즙산의 재흡수를 줄여 대장에 도달하는 담즙산과 지방의 양과 유형을 줄인다. 회장에서 담즙산의 재흡수 감소는 다음과 같은 직접적인 영향을 미친다.[74] 높은 내강 점성 또는 식이 섬유에 결합하여 담즙산이 회장의 내강 내에 갇힐 수 있다.[74] 섬유질의 리그닌은 담즙산을 흡착하지만, 담즙산의 비결합 형태가 결합 형태보다 더 많이 흡착된다. 담즙산이 주로 흡수되는 회장에서 담즙산은 주로 결합되어 있다.[74] 담즙산의 장간 순환이 변경될 수 있으며, 담즙산의 맹장으로의 흐름이 증가하여 탈결합 및 7알파-탈수산화된다.[74] 이러한 수용성 형태의 담즙산(예: 데옥시콜산 및 리토콜산)은 식이 섬유에 흡착되어 스테롤의 대변 손실이 증가하며, 이는 섬유질의 양과 유형에 부분적으로 의존한다.[74]

일부 섬유질(예: 펙틴)이 박테리아에 의해 소화됨에 따라 회장의 박테리아 덩어리와 활성이 증가한다.[74] 박테리아 덩어리가 증가하고 맹장 박테리아 활성이 증가한다.[74] 담즙산의 장 손실은 콜레스테롤로부터 담즙산의 합성을 증가시키고, 이는 차례로 체내 콜레스테롤을 감소시킨다.[74] 스테롤 대사에 가장 효과적인 섬유질(예: 펙틴)은 대장에서 발효된다.[74] 따라서 체내 콜레스테롤 감소가 대장에서 이 발효된 섬유질에 흡착되기 때문일 가능성은 낮다. 담즙산 박테리아 대사의 최종 생성물에 변화가 있거나, 단쇄 지방산이 방출되어 대장에서 흡수되어 문맥을 통해 간으로 돌아가 콜레스테롤의 합성 또는 담즙산으로의 분해를 조절할 수 있다.[75]

섬유질이 콜레스테롤 대사에 영향을 미치는 주요 메커니즘은 초기 탈결합 및 탈수산화 후 대장에서 박테리아가 담즙산에 결합하는 것이다. 그런 다음 격리된 담즙산은 대변으로 배설된다.[75] 발효성 섬유질(예: 펙틴)은 박테리아 성장을 위한 매체를 제공함으로써 대장의 박테리아 덩어리를 증가시킨다.[75] 다른 섬유질(예: 아라비아 고무)은 안정제 역할을 하며, 대변 담즙산 배설을 증가시키지 않고 혈청 콜레스테롤을 유의하게 감소시킨다.[75]

7. 대변 무게

식이 섬유는 대변 무게를 결정하는 중요한 요인 중 하나이다. 대변은 물, 박테리아, 지질, 스테롤, 점액 및 섬유질로 구성되어 있으며, 75%가 물로 이루어져 있다. 건조 중량에서는 박테리아가 큰 영향을 미치며, 나머지는 발효되지 않은 섬유질과 배설된 화합물이다.

24시간 동안 배설량은 20~280g 사이로 다양하며, 개인에 따라 배출되는 대변의 양은 시간이 지남에 따라 달라진다. 물은 결장에서 자유수, 세균 덩어리에 포함된 물, 섬유질에 결합된 물의 세 가지 방식으로 분포된다.

대변 무게는 발효 후 잔류 식이 섬유에 의한 물 보유량, 세균 덩어리, 세균 발효 산물의 삼투압 효과에 의해 결정된다.

8. 식이 섬유 섭취의 효과

식이 섬유는 다양한 메커니즘을 통해 건강에 긍정적인 영향을 미친다.[1][10] 불용성 및 수용성 섬유질은 칼로리 섭취를 늘리지 않으면서 음식의 부피를 늘려 포만감을 주고 식욕을 감소시킨다. 수용성 섬유질은 물을 끌어당겨 점성 젤을 형성하여 위 배출을 늦추고, 장 통과 시간을 단축시키며, 탄수화물을 효소로부터 보호하고 포도당 흡수를 지연시켜 혈당 변동을 낮춘다.[1][76] 또한, 총 콜레스테롤과 LDL 콜레스테롤을 낮추어 심혈관 질환의 위험을 줄인다.[1]

식이 섬유는 혈압을 낮추고, 모든 원인 및 심혈관 사망률과 음의 상관관계를 보이며,[77][78] 자손의 심혈관 질환 발병을 예방할 수 있다.[79] 불용성 섬유질은 혈당을 조절하여 당뇨병 환자의 포도당 및 인슐린 수치를 낮추고 당뇨병 위험을 낮춘다.[1][80] 또한, 음식물이 소화 시스템을 통과하는 속도를 높여 규칙적인 배변을 촉진하고,[1] 변의 부피를 늘려 변비를 완화한다.[1]

수용성 식이 섬유는 장내 pH 균형을 맞추고[81] 단쇄 지방산의 장 발효 생성을 자극하며,[1] 발효성 섬유질은 미네랄, 특히 칼슘의 흡수를 향상시킨다.[82][83][84] 잘 익은 과일에 포함된 수용성 식이 섬유는 식후 혈당의 급격한 상승[130][131]과 콜레스테롤 흡수를 억제하는 작용이 보고되었다. 채소, 곡류, 콩류 등에 포함된 불용성 식이 섬유는 대장의 연동 운동을 촉진한다.

식이 섬유의 효용으로 지질 이상증, 변비, 비만, 당뇨병 예방, 지질 대사를 조절하여 동맥 경화 예방, 대장암 예방, 기타 장내 세균에 의한 비타민 B군 합성, 식품 중의 독성 물질의 배제 촉진 등이 확인되었다. 장수 지역 주민의 고령자의 식이 섬유 섭취량과 동일인의 장내 세균총을 분석한 결과, 식이 섬유 섭취량이 많으면 유용균(비피더스균 등)이 우세하고 유해균(웰시균 등)은 억제되는 것이 실증되었다.

소화관 내 필수 영양소인 칼슘과 결합하여 장관에서의 흡수를 방해하는 작용도 한다.[132]

일본에서는 특정 보건용 식품(토쿠호) 표시가 인가되어 있다.[133]

2003년, 세계 보건 기구(WHO)와 유엔 식량 농업 기구(FAO)는 식이 섬유가 비만, 2형 당뇨병, 심장병의 위험을 낮춘다고 보고하고, 채소, 과일, 현미와 같은 통곡물에서의 섭취를 권장하고 있다.[134]

1987년 리드(N.W. Read)와 팀스(J.M. Timms)는 식이 섬유에 의해 중증 변비가 경감되는 경우는 적다고 서술하였다.[135]

2007년 11월 1일, 세계 암 연구 기금과 미국 암 연구 협회는 식이 섬유가 결장과 직장의 암 예방과 관련이 있을 수 있다고 보고하였다.[136]

식이 섬유 섭취는 심근 경색 발병 및 사망, 당뇨병 발병과 음의 관련성을 보이며, 혈압 및 혈청 LDL 콜레스테롤과의 사이에서도 음의 관련성이 시사되고 있다. 비만과의 관련성을 나타낸 역학 연구도 다수 존재한다. 그러나 대장암과의 관련성에 대해서는 최근의 역학 연구 결과가 반드시 일치하지 않는다.[114] 하버드 대학교 공중 보건학부는 식이 섬유가 대장암 위험 감소 효과는 거의 인정되지 않았다고 발표했다.[137]
비만 방지: 수용성 식이 섬유는 위에서 팽윤하여 포만감을 주고, 불용성 식이 섬유는 음식물의 씹는 횟수를 증가시켜 타액과 위액의 분비를 촉진하여 효과를 나타낸다. 식사의 GI 지수가 높은 군일수록 체질량 지수(BMI)가 높아지고, 식이 섬유 섭취가 많은 군일수록 BMI 값이 낮은 결과가 보고되었다.[138]
콜레스테롤 상승 억제: 수용성 식이 섬유는 음식 콜레스테롤의 흡수 억제, 콜레스테롤의 배설 촉진, 담즙산의 재흡수 억제에 의한 배설 촉진 등이 이루어진다.
혈당 상승 억제: 수용성 식이 섬유는 위에서 소장으로의 음식물 이동을 완만하게 하고, 포도당의 흡수를 완만하게 하여 혈당 상승을 억제한다.[139] 잘 익은 과일 등에 포함된 수용성 식이 섬유(난소화성 덱스트린)는 식후 혈당의 급격한 상승 억제[130][140] 작용이 보고되고 있다. 펙틴을 식사와 함께 섭취하면 혈당 상승이 억제되고 인슐린 분비도 억제된다.[141][142] 글루코만난일본어은 곤약에 많이 포함된 수용성 식이 섬유이며, 혈당 상승 억제 효과가 있다.[142] 알긴산 나트륨일본어은 주로 갈조류에 포함된 다당류의 일종으로, 혈당 상승 억제 효과가 있다.[143] 밥에 한천을 첨가하여 섭취한 결과, 식후 최대 혈당이 저하하고 GI 지수도 감소가 인정되었다.[144] 수용성 식이 섬유인 이눌린은 식후 혈당 상승을 억제하고,[145] 항산화 능력의 증가가 인정되었다.[146] 귀리일본어의 수용성 식이 섬유 대부분은 β글루칸이며, 혈중 콜레스테롤 수치 상승 억제 작용, 혈당 상승 억제 작용 등이 보고되고 있다.[147] 보리일본어에는 풍부한 수용성 식이 섬유가 포함되어 있으며, 그 대부분은 β글루칸이다. 보리 섭취는 혈중 콜레스테롤 수치 상승 억제 작용, 혈당 상승 억제 작용, BMI 값 감소 효과가 보고되고 있다.[147] 수용성 섬유인 구아검을 섭취하면 혈당 상승이 억제되고, 인슐린 분비도 억제된다.[141][142]
수소 가스 생산과 항산화 작용: 난소화성인 식이 섬유와 유당 섭취와 장내 세균에 의해 호흡이나 방귀로의 가스 생산과 배출이 높아진다. 생산되는 가스는 수소와 메탄이 많지만, 메탄은 개인차가 있다. α글루코시다아제 억제제인 당뇨병 치료제인 아카보스를 복용하면 수소 가스 증가가 인정되고, 이 증가한 수소의 항산화 작용에 의해 심혈관 사고를 억제하는 메커니즘이 예상되고 있다.[149] 장내 세균은 난소화성인 식이 섬유 등으로부터 수소를 생산하고 있으며, 이 수소는 간의 염증을 억제하는 효과가 있다.[150]
배변 촉진: 불용성 식이 섬유는 변 용적을 증대시켜 배변을 촉진한다.
다이옥신류의 배출: 다이옥신류를 흡착하여 배설하는 효과가 있어, 체내로부터의 배출 속도를 높여 건강에 대한 영향을 막을 수 있다고 시사되고 있다.[151]

9. 연구 현황

고섬유질 식단의 잠재적인 건강 효과에 대한 예비 임상 연구가 진행 중이며, 여기에는 여러 암, 심혈관 질환, 제2형 당뇨병의 위험 감소와 관련된 연구가 포함된다.[10][3]

고섬유질 섭취는 유방암, 결장암의 위험 감소 및 사망률 감소와 관련이 있는 것으로 나타났다.[85][86][87][88]

10. 식이 섬유가 풍부한 식품

섬유질이 풍부한 음식을 먹는 아이들


식이 섬유는 콩과 식물(강낭콩, 콩, 완두콩, 팥 등), 과일류(레몬껍질, 포도, 배, 사과, 감, 키위, 바나나, 자두, 오렌지, 복숭아, 파인애플 등), 채소류(브로콜리, 당근, 양파, 양상추 등), 뿌리채소 (고구마, 우엉, 무 등), 해조류(미역, 다시마 등), 버섯류, 견과류 (아몬드, 땅콩, 호두 등), 통곡물 또는 전곡(현미, 보리, 귀리, 통밀, 호밀 등)에 풍부하게 함유되어 있다.[24]

일반적인 식품에 포함된 섬유질의 양은 다음 표와 같다.

식품군1회 제공량1회 제공량당 섬유질량
과일120 mL (0.5 컵)1.1 g
짙은 녹색 채소120 mL (0.5 컵)6.4 g
오렌지색 채소120 mL (0.5 컵)2.1 g
조리된 건조 콩(콩류)120 mL (0.5 컵)8.0 g
전분 채소120 mL (0.5 컵)1.7 g
기타 채소120 mL (0.5 컵)1.1 g
통곡물28 g (1 oz)2.4 g
육류28 g (1 oz)0.1 g



메이요 클리닉(Mayo Clinic)과 같은 의료 당국은 가공 식품과 인공 감미료가 풍부하고 채소와 콩류의 섭취가 최소화된 표준 미국 식단에 섬유질이 풍부한 제품을 추가할 것을 권장한다.

자두와 말린 자두는 즙이 많은 과육을 덮고 있는 두꺼운 껍질을 가지고 있는데, 껍질은 불용성 섬유의 공급원인 반면, 수용성 섬유는 과육에 들어 있다. 포도 역시 상당한 양의 섬유를 함유하고 있다.[24]

모든 식물성 식품에는 다양한 양의 식이 섬유가 함유되어 있으며, 특히 콩류(완두콩, 대두, 루핀 및 기타 콩), 귀리, 호밀, 치아시드, 보리, 일부 과일(무화과, 아보카도, 자두, 말린 자두, 베리류, 잘 익은 바나나, 사과, 모과, 배의 껍질), 특정 채소(브로콜리, 당근, 돼지감자), 뿌리줄기 및 뿌리채소(고구마, 양파-껍질은 불용성 섬유 공급원), 차전자피(점액질 수용성 섬유), 아마씨, 견과(특히, 아몬드) 등에 많이 들어있다.

불용성 섬유의 공급원은 통곡물, 밀과 옥수수 겨, 콩, 완두콩과 같은 콩류, 견과류와 씨앗, 감자 껍질, 리그난, 강낭콩, 콜리플라워, 주키니, 샐러리, 노팔과 같은 채소, 아보카도와 덜 익은 바나나를 포함한 일부 과일, 키위, 포도, 토마토를 포함한 일부 과일의 껍질[25] 등이다.

다음은 주요 식품 100g당 식이 섬유 함량을 나타낸 표이다.[152]

주요 식품 100g당 식이 섬유
항목상태총 식이 섬유수용성 식이 섬유불용성 식이 섬유
다시마[127]건조68.9 g9.0 g59.9 g
톳[127]건조60.7 g22.5 g38.2 g
목이버섯건조57.4 g0 g57.4 g
다시마[127]건조36.5 g7.4 g29.1 g
박고지건조30.1 g6.8 g23.3 g
김（방사무늬김[127]）건조26.4 g10.8 g15.6 g
락교생21.0 g18.6 g2.4 g
무말랭이건조20.7 g3.6 g17.1 g
팥건조17.8 g1.2 g16.6 g
대두건조17.1 g1.8 g15.3 g
곶감건조14.0 g1.3 g12.7 g
실파생11.4 g9.1 g2.3 g
밀건조10.8 g0.7 g10.1 g
아몬드건조10.1 g0.8 g9.3 g
비지생9.7 g0.3 g9.4 g
보리건조9.6 g6.0 g3.6 g
귀리（귀리, 오트밀）건조9.4 g3.2 g6.2 g
팝콘건조9.3 g0.2 g9.1 g
실낫토생6.7 g2.3 g4.4 g
모로헤이야생5.9 g1.3 g4.6 g
우엉생5.7 g2.3 g3.4 g
오크라생5.0 g1.4 g3.6 g
메밀건면4.3 g0.8 g3.5 g
표고버섯생3.5 g0.5 g3.0 g
현미건조3 g0.7 g2.3 g
호박생2.8 g0.7 g2.1 g
죽순생2.8 g0.3 g2.5 g
당근생, 껍질 제거2.5 g0.7 g1.8 g
고구마생2.3 g0.5 g1.8 g
양배추생1.8 g0.4 g1.4 g
양파생1.6 g0.6 g1.0 g
사과생1.5 g0.3 g1.2 g
감자생1.3 g0.6 g0.7 g
무생1.3 g0.5 g0.8 g
백미건조0.5 g0 g0.5 g



산지, 수확 시기, 품종 등에 따라 실제 함유량은 달라질 수 있다.

11. 한국인의 식이 섬유 섭취

한국인은 전통적으로 채소와 곡물 위주의 식단을 통해 식이 섬유를 충분히 섭취해 왔다. 하지만 최근 식습관이 서구화되면서 식이 섬유 섭취량이 감소하는 추세이다.

해조류, 통곡물, 콩 등에는 식이 섬유가 많이 함유되어 있다.[152] 주요 식품 100g당 식이 섬유 함량은 다음과 같다.[152]

주요 식품 100g당 식이 섬유[152]
항목총 식이 섬유수용성 식이 섬유불용성 식이 섬유
다시마68.9 g9.0 g59.9 g
톳60.7 g22.5 g38.2 g
목이버섯57.4 g0 g57.4 g
김26.4 g10.8 g15.6 g
팥17.8 g1.2 g16.6 g
대두17.1 g1.8 g15.3 g
보리9.6 g6.0 g3.6 g
귀리9.4 g3.2 g6.2 g
현미3 g0.7 g2.3 g
고구마2.3 g0.5 g1.8 g
사과1.5 g0.3 g1.2 g



다만, 실제 함유량은 산지, 수확 시기, 품종 등에 따라 다를 수 있다.[152]

12. 섭취 권장량

유럽 식품 안전청(EFSA)은 성인의 정상적인 배변 활동을 위해 하루 25g의 식이 섬유 섭취가 적절하다고 권고한다.[89][90] 미국 국립 의학원(NAM)은 19~50세 성인 남성은 하루 38g, 51세 이상 남성은 30g, 19~50세 여성은 하루 25g, 51세 이상 여성은 21g을 섭취해야 한다고 권장한다.[10][91][2] 이는 곡물 섬유를 많이 섭취한 사람들이 관상 동맥 심장 질환 위험이 낮다는 연구 결과를 바탕으로 한다.[10][91][2]

미국 영양 및 식이요법 학회(AND)는 NAM의 권장 사항을 따르며,[92] 1995년 연구에서는 어린이의 섭취량을 (나이 + 5)g/일로 권장하기도 했다.[93][94]

평균적으로 북미인들은 건강에 권장되는 식이 섬유 섭취량의 50% 미만을 섭취하며, 젊은이들의 경우 20%까지 낮아질 수 있다. 이는 비만 문제의 요인 중 하나로 여겨진다.[95]

식이 섬유의 꾸준한 섭취는 만성 질환 위험을 낮추고,[105][99][100] 변비 예방에 도움을 준다.[101] 대변 부피를 늘리고 대장 통과 시간을 줄이며,[1] 인간 위장관 건강을 개선하고, 식사 후 포도당 내성 및 인슐린 반응을 개선하며,[1] 결장 발효 및 단쇄 지방산 생산을 증가시킨다.[1] 또한 결장 미생물총을 긍정적으로 조절하고,[1] 고지혈증, 고혈압 및 기타 관상 동맥 심장 질환 위험 요소를 감소시키며,[1] 포만감을 증가시켜 체중 관리에 기여할 수 있다.[1]

2018년, 영국 영양 재단(British Nutrition Foundation)은 건강한 성인의 일일 권장 섭취량을 30g으로 늘렸다.[102][1]

13. 건강 강조 표시 (FDA 승인)

미국 FDA는 1회 제공량당 1.7g의 차전자피 가용성 섬유 또는 0.75g의 귀리나 보리 베타글루칸 가용성 섬유를 함유한 식품에 대해, 정기적인 섭취가 심장 질환의 위험을 줄일 수 있다는 주장을 허용한다.[109] FDA 규정 21 CFR 101.81에 따르면, 관상 동맥 심장 질환 위험 감소와 관련된 가용성 섬유의 일일 식이 섭취량은 통귀리 또는 보리(혹은 이 둘의 조합)에서 하루 3g 이상의 베타글루칸 가용성 섬유, 차전자피에서 하루 7g 이상의 가용성 섬유이다.[110] 곡물, 과일, 채소를 섭취하여 얻는 가용성 섬유는 일부 유형의 암과 심장 질환의 위험을 낮추는 다른 건강 강조 표시에도 포함된다.[109]

2016년 12월, FDA는 아밀로스가 높은 옥수수에서 추출한 저항성 전분을 섭취하면 인슐린 민감성 증가 효과로 제2형 당뇨병의 위험을 줄일 수 있다는 자격 있는 건강 강조 표시를 승인했다. 허용된 주장은 다음과 같다: "아밀로스가 높은 옥수수 저항성 전분은 제2형 당뇨병의 위험을 줄일 수 있습니다. FDA는 이 주장에 대한 과학적 증거가 제한적이라고 결론지었습니다."[111] 2018년, FDA는 다양한 유형의 식이 섬유를 분류하는 방법을 명확히 하기 위해 분리되거나 합성된 식이 섬유의 라벨링에 대한 추가 지침을 발표했다.[112]

14. 역사

1918년, 의사인 존 하비 켈로그는 『자가 중독』[116]이라는 저서를 출판하여, 장내 세균이 미소화 단백질로부터 만드는 독이 건강을 해친다는 자가 중독설을 바탕으로 식이 섬유가 장 건강에 도움을 준다는 이유로 채식을 권했다[117]。 그러나 영양학에서는 "음식 찌꺼기"로 여겨져 오랫동안 쓸모없는 것으로 인식되었다.[118]

1960년대 남아프리카 공화국의 조지 오틀은 식이 섬유와 대장암의 관련 연구를 진행했다. 1967년에는 인도의 말호트라가 식이 섬유 섭취가 많으면 암 위험이 줄어든다는 보고를 했다[119]。

1970년 전후, 버킷[120]은 오틀의 연구를 발전시켜 랜싯 등에 연구 보고[121][122]를 발표, 식이 섬유 부족이 장 질환 위험을 높인다는 가설을 널리 알렸다. 1975년에 버킷은 트로웰(Hugh Trowell)과 공저로 『정제 탄수화물과 질병 - 식이 섬유의 영향』[123]을 출판하여, 통곡물의 식이 섬유가 유익하다고 주장했으며, 이는 과학적 연구를 통해 확인되었다[124]。

일본에서는 2000년의 "제6차 개정 일본인의 영양 필요량[125]"부터 식이 섬유 섭취 목표량이 설정되었다.

참조

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