스크랩 [삼채사랑] 천연 인슐린이라 불리는 이눌린과 프락토 올리고당의 효능

[황순덕(黃淳德)]

Inulin and Oligofructose(이눌린과 프락토 올리고당)

이눌린은 다양한 식물들이 가지고 있는 에너지이며, Fructans라는 성분군에 속하는 매우 광범위한 탄수화물입니다.
이눌린과 올리고당은 매일 섭취하는 식품인 과일이나 야채 ? 양파(2~6%), 마늘(9~16%), 선모(4~11%), 치커리(13~20%), 엉겅퀴(15~20%), 밀(1~4%), 바나나(0.3~0.7%) ? 에 함유되어 있습니다.

화학적으로, 이눌린은 대부분 포도당이 과당과 β 1-2 연결로 이루어진 직선형 fructan의 혼합체입니다. 치커리 이눌린의 일반적인 구조는 GFn 입니다.

이눌린은 체인길이가 다른 분자들의 혼합체입니다. 포도당에 결합하는 과당 숫자가 체인의 길이 혹은 중합정도를 나타냅니다.
상업용 이눌린은 치커리 뿌리에서 추출합니다.

치커리 뿌리는 수년간 커피 대용으로 쓰이던 것과 같은 종(Chicorium intybus)입니다.

치커리 이눌린의 예는 3~60으로, 체인길이의 분포는 수확조건에 따라 달라집니다.

예가 20이하인 분자가 가장 풍부합니다. 어떤 물리적, 화학적 조작이 체인길이 분포나 특수한 체인길이가 많은 것을 수확하기 위해서는 특수공정이 필요합니다.

치커리 이눌린과 올리고당은 올리고당류 또는 더 구체적으로 프락토 올리코당의 범주에 속하는 식품원료입니다.

올리고당은 프락토 올리고당의 일반적인 이름입니다.
치커리 이눌린의 표준물질을 일반적으로 올리고당 뿐만 아니라, 이눌린 또는 프락토 올리고당이라고 불려집니다.

부분적으로 가수분해된 치커리 이눌린은 프락토 올리고당 또는 올리고당입니다.

치커리 이눌린과 올리고당의 상업용 형태는 DP평균과 소화 가능한 탄수화물 함량에 따라 달라집니다

고유의 특성

Fibrulose는 상부 소화관에서는 소화되지 않는 수용성 식이섬유입니다. 소화기능의 향상과 bifidogenic 혹은 prebiotic 효과와 같은 몇가지 영양학적 이점이 이 성분에 들어 있습니다. 과학자들 사이에서는 이 부분이 확실하게 여겨지고 있습니다. 또한 치커리 올리고당이 칼슘흡수를 향상시킨다는 아주 희망적인 결과도 얻었습니다. 게다가, 예비결과는 이 성분이 콜레스테롤 수치를 낮추고, 결장암 예방효과에 대해 긍정적으로 밝히고 있습니다

수용성 식이섬유(Soluble Dietary Fibre)

가장 널리 알려져 있는 식이섬유의 정의는 다음과 같습니다. “ Cellulose, Hemicellulose, Oligosaccharides, Pectins, Gums, Waxes, Lignin과 같은 인간의 소화효소에 의해 가수분해되는 것을 막는 식용식물세포의 잔여물” (Trowell et al, 1976)

식이섬유의 권장량은 하루에 20~35g입니다. 현재 평균 소비량은 권장수치보다 아주 낮습니다.

섬유소의 섭취를 높이기 위해서 소비자들은 섬유소의 효과에 대해 더 많이 이해하고, 섬유소를 어디서 섭취하는지를 배우고, 매 식사에서 여러 형태의 섬유소를 어떻게 조합할 것인지를 알아내야 할 것입니다.

식이섬유는 수용성과 비수용성으로 나누어 볼 수 있습니다.

우리가 섭취하는 식이섬유의 약 2/3가 비수용성입니다.

주요 성분은 Cellulose, Hemicellulose, Lignin 등 입니다.

수용성 식이섬유는 Fructo oligosaccharides(이눌린, 올리고당), Pectin, Fums 등으로 이루어져 있습니다.

Fibrulose는 수용성 식이섬유입니다. 화학적으로는, 전체 식이섬유의 AOAC(AOAC 991-43)은 프락토 올리고당이 식이섬유로 측정될 수 있도록 변형되었습니다.

난 소화성(Indigestible)

Fibrulose는 사람의 소화효소로는 소화가 되지 않습니다.

따라서 열량측면에서 소화가 되어 4 Kcal/g의 열량을 내는 탄수화물과 똑같이 반응하지 않습니다. 프락토 올리고당에 의해 공급되는 에너지는 대장에서 박테리아 발효작용에 의한 것뿐 입니다. 발효가 되는 동안, 짧은 체인의 지방산과 L-Lactate가 발생하고, 일부는 간문맥에서 다시 흡수됩니다. 몇몇 연구에서는 Fibrulose의 열량이 1~1.5 Kcal/g을 가진다고 밝히고 있습니다.

Fibrulose는 당뇨병 환자의 식사에 적합합니다.

치커리 프락토 올리고당의 불소화성성질은 포도당과 혈중 인슐린 수치를 증가시키지 않습니다.
소화가 되지 않는 탄수화물이나 식이섬유와 같이, 이눌린이나 올리고당의 과다한 섭취는 일부 소화문제를 야기시킬 수도 있습니다. 부작용에는 헛배, 복부 팽창 등이 나타날 수 있습니다. 가장 심각한 증후는 설사지만, 매우 과다하게 섭취했을 경우이며 발생빈도도 매우 낮습니다. 보고서 자료와 경험으로 비추어 볼 때, 일일 1회 10g의 Fibrulose의 섭취는 문제를 일으키지 않습니다. 몇 회를 먹을 때 이양은 현저하게 증가될 수 있으며, 정기적인 섭취의 경우, 복용량은 증상없이 증가될 수 있습니다.

장기능 향상(Improved intestinal functions)

치커리 이눌린과 올리고당은 소화된 프락토 올리고당 그램당 1.3~2.0g 만큼 배설물을 증가시킵니다. 또한 배변횟수의 증가와 변비완화는 프락토 올리고당의 소화 후에도 계속 나타나고 있습니다

Bifidogenic and prebiotic effect

대장에는 수 백종의 박테리아가 존재하고 있습니다. 장내균총은 장내의 가장 주요한 부분을 형성하고, 신진대사와 건강에 중요한 역할을 담당합니다.
Fibrulose는 수용성 식이섬유이며, 이것은 박테리아 biomass, 짧은 체인 지방산(SCFA), 가스의 형성과 함께 장의 장내균총에 의해 발효됩니다. 그러나, 프락토 올리고당이 모든 박테리아 종류에 의해서 모두 똑같이 작용하는 것은 아닙니다. 어떤 것은 특별히 bifidobacteria에만 효과적이고, enterobacteria, clostridia와 같은 다른(잠재적 병원체) 장내 박테리아에는 효과가 없습니다. 이것이 prebiotic 원료로서 프락토 올리고당 개념입니다.

Bifidobacteria는 많은 효과가 있습니다.

- 잠재적 병원체와 부패성 세균 성장 억제
- 항생치료 후 장내 정상 flora의 회복
- 감염 예방
- 면역시스템 조절
- 결장암 위험 감소
- 변비, 설사의 개선
- 혈중 콜레스테롤 수치 저하
- 비타민(B 그룹) 생성

Bifidobacteria의 많은 이점 때문에, 이 박테리아가 probiotic 로서 식품에 첨가되기도 합니다. 이는 식품의 보존기간 동안 이들 세균들이 다량 생존해야 한다는 것을 의미합니다. 또한 위장관을 통과하여 살아 있어야 하고, 대장에서 집단을 형성할 수 있어야 합니다.

Probiotics의 생존문제에 관한 방법으로 이미 대장에 존재하면서 bifidobacteria에 대해 우선적으로 반응하는 치커리 프락토 올리고당과 같은 prebiotic 성분과 probiotic 성격의 결합을 symbiotic 효과라고 부릅니다.

난소화성 물질이 건강에 유익한 박테리아의 활동과 성장을 부분적으로 도와주어 숙주에 좋은 영향을 끼치기 때문에 Fibrulose는 prebiotic입니다.

치커리 프락토 올리고당의 prebiotic 효관는 vitro 실험, 동물 실험, 임상실험에 의해 진행되었습니다. 이눌린과 올리고당(하루 5~40g)의 prebiotic 효과에 대한 임상실험은 전체 100명의 지원자(남녀노소)와 여러가지 다른 형태(1~9 주 동안 영양제, 조절된 식단, 자유식단으로)를 사용하였습니다. 이 모든 연구에서 bifidogenic과 prebiotic 효과는 설득력이 판명되었습니다.

이눌린(프락토 올리고당의 긴 체인)의 발효는 장의 가수분해된 이눌린(프락토 올리고당 체인이 짧은)보다 조금 천천히 이루어집니다. 늦은 발효의 또 다른 이점은 설사와 같은 부작용이 생길 가능성이 적다는 것입니다.

칼슘 흡수 증가(Improved calcium absorption)

하루에 섭취하는 음식에 오직 30~50%의 칼슘이 효과적으로 흡수되고 뼈에 축적됩니다.

골다공증은 폐경기 이후의 여성 3명중 1명이 갖고 있으며, 이는 높은 골절발생율로 나타냅니다.

칼슘섭취의 증가 또는 칼슘섭취의 흡수증가는 골다공증을 예방할 수 있습니다.

이러한 상황에서, 섬유소가 풍부한 식품들은 장 흡수의 감소에 의해 미네랄의 생체이용율을 감소시킬 것이다. 이를테면, phytic acids 와 uronic acids 는 종종 섬유소와 결합하고, 미네랄과 결합하며, 흡수가 용이하지 않도록 만듭니다.

그러나, chicory fructo-oligosaccharides는 미네랄 흡수에 대해 이러한 부정적인 효과를 보이지 않습니다. 오히려 미네랄의 흡수 개선이 보고되었습니다.

쥐를 대상으로 한 실험논문은 치커리 이눌린과 올리고프락토스가 칼슘, 마그네슘, 철분, 구리, 아연과 같은 미네랄의 흡수가 개선될 수 있음을 보여줍니다.

게다가, 치커리 이눌린과 피틴산의 만남은 피틴산의 박테리아 가수분해와 미네랄의 맹장 흡수 개선에 의해 피틴산의 부정적인 효과를 감소시킵니다. 심지어 골밀도 증가는 치커리 이눌린 또는 올리고프락토스 섭취 후, 정상의 쥐 또는 난소가 절제된 쥐(폐경기 이후의 여성모델로써)에서 관찰되었습니다.

임상실험에서 의미있는 긍정적인 효과를 보여줍니다. 성인에게 하루 15g의 가수분해된 이눌린 섭취는 26% 증가된 칼슘 흡수를 보여줍니다. 최근, 성인 여성이 하루 8g 치커리 프락토올리고당 섭취는 20%의 칼슘 흡수 증가가 나타났습니다.

치커리 프락토 올리고당의 섭취 결과로 증가된 칼슘 흡수는 대장에서 이루어집니다. 이는 프락토올리고당의 발효 결과로써 장내 pH 저하로 인한 것입니다.

낮은 pH는 칼슘의 가용성을 높이고, 수동적인 흡수 과정을 용이하게 합니다.

혈중 콜레스테롤 감소(Decreased blood cholesterol)

섬유소가 많은 식품의 섭취 증가는 심장혈관질환의 위험을 감소시키기 위한 방법의 하나입니다. 최근의 증거는 혈중 콜레스테롤 뿐만 아니라 심장혈관질환의 위험 요소 지질인 혈중 트리글리세라이드에 흥미가 집중됩니다. Hyper-triglyceridemia(높은 혈중 트리글리세라이드)는 인슐린 비의존 당뇨병 환자(type 2)와 비만인 사람에서 종종 나타나는 지질입니다.

동물실험에서 치커리 프락토 올리고당의 트리글리세라이드 저하 기능 또는 콜레스테롤 저하 기능 증거가 확실하지만, 임상실험에서의 증거는 확실하지 않습니다.

정상적인 지질수치를 가지고 있는 지원자 실험에서 4주 동안 매일 9g의 치커리 이눌린 섭취 후에 현저한 혈중 트리글리세라이드와 콜레스테롤 수준 감소를 보였습니다.

이미 혈중 지방과 콜레스테롤 수치가 높아진 남성과 여성에서 매일 하루 10~20g의 치커리 이눌린 섭취는 혈중 콜레스테롤 수치 감소와 혈중 트리글리세라이드 감소 결과를 나타냈습니다.

이들 예비 결과를 확신할 수 있는 진보된 연구가 더욱 필요하게 될 것입니다.

결장암에 대한 방어 효과(Protective effect against colon cancer)

체중조절 식이요법은 암발생 위험에 영향을 미치는 중요한 요소입니다.

결장암은 서구의 남녀 모두에게 암 사망의 가장 중요한 원인중의 하나입니다.

암 예방을 위한 일반적인 식이요법 지침은 체중 유지, 다양한 야채와 과일, 많은 함량의 섬유소, 낮은 지방 섭취, 낮은 알코올 섭취입니다.

많은 동물실험은 치커리 프락토 올리고당이 결장암 위험을 낮추는 가능성을 가지고 있음을 제공합니다.

이들 동물실험에서, 발암물질이 투여된 쥐에 이눌린 또는 올리고당의 투여는 대장에서 전암(pre-cancer) 손상의 수를 감소시켰습니다.

사람을 대상으로 결장암에 대한 이눌린과 올리고당의 방어 효과와 다른 암에 대한 가능성 있는 방어 효과 연구는 조심스럽게 확인이 필요합니다.