음식조리법 과정에서 생겨나는 독소들 - protein glcycation, 마이야르 반응, AGEs

[문형철]

BEYOND REASON

영양의학

미량원소 치유의학의 세계

음식조리법에 따라 비타민, 미네랄 등 영양소가 파괴되기도 하고 

배가되기도 한다. 

음식법이 건강과 노화속도를 좌우한다.

음식을 익혀 먹으면 특히 높은 온도에서 조리하는 음식의 경우 우리 몸에 좋지 않은 영향을 줄 수 있음.

열은 단백질 구성을 변화시키고 몸에 면역반응을 일으키기 때문.

또 조리하는 동안 여러가지 나쁜 독소가 만들어져 심장병, 암 등을 유발하고 노화를 앞당기는 원인.

음식을 보관하는 방법에 따라서도 영양소의 질과 건강에 미치는 영향이 달라짐. 

조리법에 따라 생겨나는 독소들

1) 과산화지질(Lipid peroxides)

과산화지질은 불포화지방산이 산소에 노출되는 산화현상에 의해 생기는데 산화현상은 고온에서 빠르게 일어남. 과산화지질은 심혈관계 질병과 산화스트레스가 원인이 되는 다양한 질병을 유발함. 

산화 스트레스는 활성산소를 발생시켜 세포간의 교신을 방해하여 암, 파킨슨병, 알츠하이머, 죽상경화증,심부전, 심근경색 등을 일으킴. 

과산화지질은 포화지방산과 단불포화지방산을 고온에서 가열할때보다 다불포화지방산을 고온에서 가열할때 훨씬 더 많이 생기므로 고온으로 조리할때는 다불포화지방산보다 단불포화지방산을 쓰는 것이 좋음. 다불포화지방산은 홍화씨 오일(74%), 해바라기씨 오일(69%), 옥수수 오일(59%), 대두콩 오일(46%) 순으로 함유량이 높고 단불포화지방산은 '올리브 오일(74%), 땅콩오일(46%) 순으로 함유량이 높으므로 고온에서 조리할때는 올리브 오일이나 땅콩 오일을 써야 함. 카톨라 오일(63%)은 땅콩오일보다 단불포화지방산이 많기는 하지만 고온에서 돌연변이를 일으키거나 발암물질을 생성시키는 알파리놀렌산이 많아 뜨거운 열로 요리할때는 적합하지 않음. 알파리놀렌산은 아마씨오일, 카놀라오일, 대두콩오일, 호두오일 등에 들어있으니 이런 오일은 조리용으로 쓰지 않는 것이 좋음. 

산화 콜레스테롤(cholesterol oxides. 콜레스테롤 산화물)

심장병에 영향을 미치는 것으로 알려져 있는 콜레스테롤은 불안정한 분자여서 조리과정이나 보관중에 쉽게 산화됨. 동물실험 결과 순수한 콜레스테롤을 먹이면 동맥경화가 잘 생기지 않는 반면 산화된 콜레스테롤을 먹이면 동맥경화가 잘생김. 

그래서 음식속에 콜레스테롤이 얼마나 들어있는가 하는 문제보다 중요한 것은 그 음식을 어떻게 조리하는가라고 할 수 있음. 예를들어 달걀흰자는 콜레스테롤이 전혀 없으므로 상관없지만 콜레스테롤이 높은 노른자는 조리법에 주의해야 함. 노른자안의 콜레스테롤이 높은 온도와 공기에 노출되면 산화된 콜레스테롤이 더 빨리 생겨나기 때문임. 

따라서 노른자를 깨뜨려 공기중에 노출시킨 채로 고온에서 익히는 계란 후라이는 좋은 요리법이 아님. 가장 좋은 방법은 삶거나 수란을 만드는 것임. 고기류도 불에 굽는 조리법보다 찜이나 조림을 하는 것이 좋음. 

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에이지 최종당화산물(advanced glycation end products : AGEs)

1) 당화(glycation)

요리할때 120도 이상에서 단백질이 과당, 포도당과 같은 당분과 결합해 당화되면 마이야르 반응을 거쳐노화의 원인이 되는 에이지(AGEs)라는 독소가 생겨남. 에이지는 혈관의 콜라겐을 손상시켜 고혈압, 중풍, 심근경색, 협심증, 알츠하이머 등을 유발함. 

참고) 마이야르 반응

마이야르 반응(영어: Maillard reaction)은 프랑스 화학자 마이아르에 의해 1912년에 처음 보고된 당류, 특히 환원당과 아미노 화합물들에 의한 갈색화 반응으로 당류가 아미노산류, 펩타이드류, 단백질 등과 함께 있을 때 매우 쉽게 상호 반응하여 여러 단계의 중간과정을 거쳐 갈색 색소인 멜라노이딘 색소를 생성하는 것이다. 일반적으로 대부분의 식품들이 주성분으로 당류 등의 카보닐 화합물과 단백질 등의 아미노기를 가진 질소화합물을 다소 함유하고 있기 때문에 마이알 반응은 식품에서 흔히 볼 수 있는 갈색반응이며 식품가공에서 가장 중요한 비효소적 갈색 반응이다. 또한 이 반응의 특징은 자연발생적으로 일어날 수 있다는 것이다.^[1]

마이야르 반응은 스테이크를 구울 때 나는 맛있는 냄새와도 직접적인 연관성을 가지고 있다. 스테이크와 같은 육류의 맛은 거의 대부분이 마이야르 반응을 통해 결정되며, 이는 미각과 후각이 깊은 연관이 있기 때문이다^[

당화가 오랫동안 진행되면 뇌세포와 눈의 렌즈, DNA가 손상되고 망막은 물론 인슐린을 분비하는 췌장의베타세포도 손상되는 것으로 추정되고 있음. 혈관의 콜라겐도 탄력을 잃고 경화되 고혈압의 원인이 되며혈관의 콜라겐이 약해지면 크고 작은 동맥류가 생겨 뇌출혈의 위험이 높아짐. 특히 혈관이 손상되기 쉬운 당뇨환자들이 취약함. 

또 고열로 조리하는 동안 당화가 일어나면 아크릴아마이드라는 발암물질이 생기기 때문에 암에도 걸리기쉽고 신경을 싸고 있는 수초가 손상되 말초신경병증을 일으키기도 하며 귀가 어두워지기도 함. 

당화는 포도당, 과당, 유당(우유, 치즈, 유제품의 당분)같은 설탕성분에 의해 혈관안에서도 일어나는데 과당보다 당화작용이 10배 강함. 당화작용으로 인해 혈액속에 포도당 농도가 높아지면 백혈구속의 당화된 헤모글로빈(당화혈색소, HbA1c) 수치도 높아지므로 이 수치를 통해 지난 1~2개월간의 평균 혈당치를 측정할 수 있음. - 당뇨합병증

Abstract

Non-enzymatic formation of advanced glycation endproducts (AGEs) is associated with degenerative diseases. Chronic accumulation of AGEs with age in tissues especially in the extracellular matrix is well known and at least in part responsible for e.g., collagen crosslinking, tissue stiffening and thus induction of high blood pressure or diastolic heart failure. Binding of soluble AGEs to the receptor for AGEs, RAGE, induces an inflammatory response whereas the soluble form of RAGE (sRAGE) can inhibit inflammatory tissue injury like arteriosclerosis in mouse models. However, there are a number of indications that AGEs have protective effects as well. AGEs may inhibit lung tumor growth, glyoxal induced AGE modification of human heart muscle can reduce an ischemia reperfusion injury and AGEs from nutrition can reduce ROS induced cell damage.

Conclusions

In summary, this indicates that protein glycation behaves like a double-edged sword. It induces tissue aging and degenerative diseases on the one hand, on the other hand, may also have protective effects, indicating a hormetic response.

2) 마이야르 반응(Maillard reaction)

마이야르 반응은 당화의 초기반응으로 프랑스의 화학자 루이 까미유 마이야르에 의해 처음 알려짐. 이 반응은 포도당, 과당, 유당, 설탕이 단백질과 함께 가열되었을대 일어나는 것으로 에이지가 생겨나는 첫단계임. 

프렌치 프라이나 빵, 토스트, 쿠기, 고기, 군만두 등이 갈색으로 노릇노릇하게 구워지면서 당화되는 초기단계를 마이야르 반응이라고 하는데 120도 이상 고온에서 마이야르 반응이 진행되면 아크릴 아마이드라는 발암물질이 생김. 

쌀에도 단백질과 탄수화물이 함유되어 있어 마이야르 반응이 일어나 에이지가 생길 수 있으므로 121도 이상 올라가는 압력솥보다는 일반 전기밥솥을 쓰는 것이 좋음. 노릇노릇하게 탄 누릉지보는 밥보다 에이지가 더 많다고 봐야 함. 

이렇게 마이야르 반응이 일어나면 맛과 냄새는 좋아지지만 음식의 질은 오히려 떨어짐. 라이신(비타민 C와 함께 콜라겐을 만드는 단백질)과 같은 아미노산들이 파괴돼 음식의 영양가치가 떨어지고 단백질이 변형돼 단백질 소화효소가 작용하지 못하게 되면서 소화도 잘 되지 않기 때문임. 

단백질은 보통 알레르기를 일으키지 않지만 당화로 인해 변형되면 소화분해되지 않은 큰 덩어리 즉 거대분자가 몸에 흡수되어 알레르기 반응을 일으키기도 함. 이렇게 되면 면역소모가 많아져 면역이 약해지고감기 등에 걸기기 쉬움.

3) 에이지 최종당화산물

에이지는 당화에 이어 마이야르 반응을 거치는 당화반응의 최종산물로 음식을 조리할때 포도당, 과당, 유당(유제품)과 같은 단당류와 단백질 또는 단백질 지방(Amine-containing lipid)이 반응해 생기는 독소임. 음식을 통해 이 독소를 섭취하면 고스란히 몸속 조직에 붙어 염증을 일으키기 때문에 심혈관계 질병과 당뇨합병증, 섬유근육통 등을 유발하며 노화가 가속화 됨. 

에이지를 줄이려면 수분이 없는 높은 온도보다 수분이 있는 낮은 온도에서 조리하는 것이 좋은데 조리시간보다는 조리온도가 중요함. 

즉 튀기거나 불에 굽거나 오븐에 굽는 것보다 삶거나 끓이거나 찌는 조리법이 좋음. 이렇게 조리하면 핫도그는 50%가량의 에이지를 줄일 수 있고 감자은 대부분의 에이지를 줄일 수 있음. 전자레인지를 이용해도 물에 끓이는 조리법과 비슷한 양의 에이지가 생김. 

그림과 같이 에이지 독소는 고지방과 고단백질인 육류에 가장 많이 들어있고 탄수화물은 비교적 함량이 적음. 시판되는 시리얼이나 스낵등은 230도 고온에서 제조되고 열처리되므로 에이지 함유량이 높은 편임. 도표에는 닭고기만 표시했으나 소고기, 돼지고기에도 닭고기만큼 많은 에니지가 함유되어 있음. 

에이지는 몸에 염증을 일으키고 심장병과 당뇨병, 동맥경화, 중풍, 만성신부전, 알츠하이머 등을 유발하거나 악화시키는 요인임. 또 우리 몸의 모든 세포에 나쁜 영향을 미쳐 노화를 촉진함. 

에이지는 산화질소(nitro oxide ; 동맥에서 생성돼 동맥을 확장시키고 혈전이 생기지 않도록 하는 물질)를 방해해 혈관확장을 억제함으로써 혈액순환장애를 일으키고 나쁜 콜레스테롤을 증가시키기 때문에 혈소판이 응집돼 혈액을 끈적거리게 만들고 혈관벽에 LDL 콜레스테롤이 쌓이게 만들면서 동맥경화증을 일으키는 주범임. 에이지는 세포를 손상시키는 활성산소를 많이 만들어 내는 등 산화 스트레스의 요인임. 

실험에 의하면 비타민 C, 티아민(비타민 B1), B6, 알파리포산, 타우린 등이 에이지 생성을 억제하는 것으로 밝혀짐. 쥐실험에 의하면 레스베라트롤과 강황이 에이지의 나쁜 영향을 차단하는 효과. 

붉은 포도껍질과 적포도주에 많이 함유된 레스베라트롤(Resveratrol)은 강력한 항산화제 작용을 하면서 심장을 보호하고 혈관을 확장시켜 혈액순환을 도움. 또 DNA손상과 혈관손상을 방지해 장수하게 하는 성분으로 동물실험 결과 노화를 66%나 지연시키는 것으로 나타남. 또한 여성호르몬 과다로 인한 자궁근종, 자궁내막증, 자궁암, 유방암, 난소암, 자궁경부암, 전립선 비대증과 같은 암을 억제하는 효능도 있음. 특히 유방암 치료제로 사용하는 타목시펜과의 비교실험에서 타목시펜과 레스베라트롤이 같은 효과를 지니는 것으로 밝혀지기도 함. 

원리 : 체지방에서 분비되는 남성호르몬의 일종인 안드로스텐다이온을 여성호르몬으로 전환시키는 아로마타제를 억제하여 여성호르몬 생성을 억제함. 

같은 원리로 여성호르몬 분비를 억제하기 때문에 비만치료제로 사용하기도 함. 

고온요리과정에서 돌연변이와 발암물질

높은 온도에서 육류와 생선을 조리하면 에이지 문제도 되지만 돌연변이와 발암물질이 생기는 것도 문제임. 연구에 의하면 너무 많이 익히거나 태우거나 튀기거나 불판에 굽거나 숯불에 구운 고기를 많이 먹을 경우 여러 암에 걸릴 위험이 높아짐. 

고기의 돌연변이는 조리하는 온도가 높을수록 올라가고 불에 직접 굽는 경우 더 많이 생김. 

또 버터나 마가린, 오일을 이용해 200도 이상 조리해도 돌연변이가 심해짐. 

발암물질 가운데 아크릴아마이드는 갑자칩이나 감자튀김에 많은데 120도 이상에서 단백질이 포도당이나 과당같은 단당류를 만나 당화가 되면 생기는 물질임. 

돌연변이와 발암물질은 물에 끓이거나 찌거나 전자레인지를 사용하면 대부분 줄일 수 있음. 

특히 단백질이 많은 고기와 생선은 불에 직접 닿지 않도록 오븐에 굽는 조리법이 돌연변이를 줄이는 방법이지만 물에 넣고 찌거나 조림을 하는 것이 가장 안전함. 

[메이]

좋은 자료 감사합니다.