식이섬유

요약 난소화성 고분자 섬유 성분
변비 예방, 비만 방지, 혈당 상승 억제

식이섬유 함유식품, 표고

난소화성 성분

식이섬유(食餌纖維, dietary fiber)란 신체의 소화효소로 분해되지 않는 난소화성(難消化性) 고분자 섬유 성분을 말하는데 주로 식물세포의 세포벽 또는 식물 종자의 껍질 부위에 분포되어 있다.
식이섬유는 신체에 흡수되지 않으므로 영양학적으로는 가치가 없는 것으로 인식되었다. 그러나 최근 기능성식품에 대한 관심이 고조되어 탄수화물, 단백질, 지방, 비타민, 무기질 및 수분 등 6대 영양소와는 다른 생리기능을 인정하여 '제7의 영양소'라고 부르고 있다.

식이섬유는 다당류와 다당류 유도체의 고분자 물질로 보수성, 용해성, 점질성, 양이온 교환성, 흡착성 등의 특성이 있다. 즉 식이섬유는 일정량의 물을 흡수하여 보유하는 능력과 보유 수분에 의한 체적 증가 및 팽윤성 등의 특징이 있다. 식이섬유가 보유할 수 있는 수분량은 식이섬유의 종류와 구조에 따라 차이가 있다. 셀룰로스, 리그닌 등은 보수성이 낮으며 펙틴, 구아검 등은 높다.

식이섬유라는 용어는 1953년 힙슬레이(Hipsley)가 섬유질이 식품 중의 불소화성 섬유질의 전부를 나타내는 것이 아닌 것에서 셀룰로스, 헤미셀룰로스, 리그닌의 세 성분을 포함하는 의미로서 식이섬유라는 용어를 제안하였다.
당초 식이섬유는 식사 중의 섬유질이란 의미뿐이었으나 1972년 트로웰(Trowell)은 생리적 의미를 갖는 개념으로 식이섬유를 '사람의 소화효소로 소화되지 않은 식물세포의 구조잔사'로 정의하였다. 그 후 식물의 저장물질 중 생리활성을 가진 난소화성 다당류 가운데도 유사한 생리작용을 갖는 물질이 발견되어 '식물성 식품뿐만 아니라 동물성 식품까지 포함하여 인간의 소화효소에 의해 분해되지 않는 식품 중 고분자 난소화 성분의 종합체'로 정의하였다.
1985년 UN의 WHO(세계보건기구)와 FAO(식량농업기구)에서는 '합의된 방법으로 측정한 신체의 소화관 고유의 효소에 의해 가수분해되지 않는 식용 동식물의 구성 성분'이라고 정의하고 있다.

수용성 식이섬유는 물에 녹으면 물과 결합하여 점도가 높은 졸(sol)이 되어 식품성분의 확산 속도를 억제하는 기능을 가지고 있다. 점도는 구조 변화에 따라 달라진다. 식이섬유는 구성 성분에 카복실기와 유산기를 가지고 있어 양이온을 흡착하며 담즙산, 콜레스테롤, 독성물질 등을 흡착하는 능력도 있다.

식이섬유의 생리적 기능성에는 변비, 치질, 대장암, 충수염 등의 예방에 효과적이며 고혈압, 동맥경화, 심장병 등의 순환기계 질환을 예방할 수 있다. 혈당치의 상승이 억제되어 당뇨병에도 좋으며, 비만 방지 효과도 있다.
식이섬유의 효능 중에서 일찍부터 주목되어 온 것은 변비의 예방 작용이다. 고대 그리스의 히포크라테스는 밀기울을 변비 환자에게 투여하였다. 섭취하는 식품에 따라 장기 내 미생물군은 변화를 받는다. 대장에는 1g 중 10억 이상의 미생물이, 대장 전체에는 약 100종류, 100조 개도 넘는 미생물이 존재한다. 위와 소장에서 소화되지 않고 대장으로 이송된 식이섬유는 대장 내의 미생물에 큰 영향을 준다. 식이섬유를 섭취하면 장내 비피더스균(bifido bacterium)이 증가한다. 비피더스균은 대변을 좋게 하고 신체의 면역력을 높인다. 또한 식이섬유는 대장암의 발생을 예방한다.

식이섬유에 속하는 물질의 분류 방법은 학자에 따라 다양하다. 즉 화학구조를 기초로 한 분류, 동식물의 조직 등에서 섭취되는 식이섬유와 각각 분리된 형태로 섭취되는 것의 분류, 물에 대한 친화성으로 수용성 식이섬유와 불용성 식이섬유로 나누는 방법 등이 있다. 수용성 및 불용성 식이섬유로 분류하면 수용성 식이섬유에는 폴리덱스트로스, 펙틴, 구아검, 카라기난, 알긴산 등이 있으며, 불용성 식이섬유에는 셀룰로스, 헤미셀룰로스, 리그닌, 키틴 등이 있다.

폴리덱스트로스는 1g당 1㎉의 낮은 열량을 내며 독성, 발암성 등의 측면에서 안전하고 식이섬유로의 장점을 갖고 있다. 미국 FDA(식품의약국)에서 저칼로리 기능성 식품 소재로 인가한 후 세계적으로 사용되고 있다. 과일 등의 펙틴, 해조류의 알긴산 등 천연 수용성 식이섬유는 물에 녹이면 끈적끈적하고, 미끈미끈하여 마시기가 어렵다. 그러나 폴리덱스트로스는 물에 녹여도 비교적 점도가 없기 때문에 드링크제로 이용할 수 있다.
펙틴은 식물의 세포벽과 세포 사이에 층을 이루는 물질로서 사과, 레몬, 오렌지 등의 껍질에 많이 있으며 사탕무에도 많이 함유되어 있다. 뜨거운 물이나 찬물로 추출되어 적당한 양의 당과 산이 존재하면 겔(gel)을 형성하지만 동물이 분비하는 효소에는 분해되지 않으며 미생물에 의해서만 분해된다.

구아검은 인도, 파키스탄 등에서 자라는 식물인 구아나무의 종자로부터 채취한 고분자 다당류이다. 구아검 자체는 점성이 높지만 미생물 효소를 이용하여 적정한 크기의 분자로 가수분해한 것은 점도가 낮아지며 냉수에 잘 녹고 사람의 소화효소에 의해 소화되지도 않는다. 구아검 수용액은 중성, 무색 투명, 무미, 무취하여 어떠한 식품에도 사용할 수 있다.
알긴산은 미역, 다시마 등의 갈조류로부터 얻어지는 다당류이며, 탄산나트륨으로 추출하여 얻는다. 카라기난(carrageenan)은 홍조류에서 얻어지는 추출물로 겔을 형성하지 않는 성분과 겔을 형성할 수 있는 성분으로 분리된다. 한천은 홍조류에서 추출된 다당류로 겔을 형성하는 능력이 강하며 고온에서 잘 견디는 성질이 있으므로 빵, 과자, 유제품 등에 안정제로 사용된다.

셀룰로스(cellulose)는 전분과 같이 포도당으로 이루어진 식물체의 구성 물질로 식물 세포벽의 기본 조직을 형성하고 있는 일명 섬유소이다. 셀룰로스는 단풍나무, 너도밤나무 등의 목재 펄프를 정제, 미분말화하여 얻는다. 헤미셀룰로스(hemicellulose)는 셀룰로스와 유사하나 분자 구조나 크기가 일정하지 않은 다당류의 혼합물로 식물세포의 세포벽을 구성하는 구조물이다.

리그닌은 조섬유의 한 성분으로서 식물조직 내의 셀룰로스나 헤미셀룰로스와 함께 존재하나 방향족 탄화수소의 중합체로 목질화를 가져오는 주요 성분이다. 키틴은 새우, 게 등의 갑각류에서 얻어지는 물질로 껍질에 염산을 작용시켜서 그 속의 탄산칼륨을 용해, 제거시켜 얻는다. 키틴을 강한 산으로 가수분해하면 글루코사민이 형성되고 이것을 다시 온화하게 가수분해하면 카이토비오스가 얻어진다.

식이섬유는 사람의 소화효소로는 분해되기 어려운 난소화성의 고분자 섬유 성분을 식용에 적합하도록 처리한 것을 말한다. 식이섬유 원료에는 구아검/구아검가수분해물, 글루코만난(곤약, 곤약만난), 차전자피, 난소화성 말토덱스트린, 대두식이섬유, 목이, 밀식이섬유, 보리식이섬유, 아라비아검, 이눌린/치커리추출물, 폴리덱스트로스, 셀룰로스 등이 있다. 식이섬유 보충용 제품의 적용 범위는 일상의 식사에서 부족한 식이섬유를 보충할 목적으로 섭취하는 건강기능식품에 적용한다. 식이섬유 보충이 목적인 경우 최종 제품의 1일 섭취량당 식이섬유의 함량이 5.0g 이상이어야 한다.

효용성

식이섬유 보충용 제품의 기능성은 배변 활동 원활, 체중 감량에 도움, 지방 흡수 저해, 지방합성 저해, 체지방 분해(단, 가르시니아캄보지아 껍질 추출물 함유 시) 등이다.
식이섬유는 우리 몸속에서 소화되지 않고 장까지 도달하여 유산균의 영양소가 된다. 또한 대장의 운동을 촉진시켜 대변이 대장을 통과하는 시간을 짧게 하고 배변량을 늘린다. 즉 식이섬유는 물을 흡수하는 힘이 강해서 장(腸)에서 잘 흡수되지 않고 대변(大便)량을 늘려 변비증(便秘症)을 해결한다. 장의 연동운동을 활발하게 해주고 대장 벽을 청소하는 빗자루 역할을 해서 숙변 제거에도 좋다.

하루 60g 정도의 고(高)섬유질 식이는 건강에 위험할 수 있다. 섬유질 섭취가 많고 충분한 수분을 섭취하지 않을 때 섬유질이 장(腸)을 막을 수 있다. 고섬유질 식이는 장에 가스를 발생시키고 피토베조르(phytobezoar)라는 섬유질 공을 만들어 장의 흐름을 막을 수 있다. 또한 과다 섭취 시 설사, 구토, 복부 팽만, 두통, 배변 빈도 증가 등의 부작용을 일으킬 수 있다.
한국인을 위한 식이섬유질 권장 수준은 총 식이섬유 기준으로 1일 20∼25g이다. 미국인 섬유질 권장량은 성인 남성은 38g, 여성은 25g이다. 세계보건기구(WHO)는 비(非)전분성 다당류 기준으로 1일 16∼24g을 권장하며, 총 식이섬유 기준으로 1일 27∼40g을 권장하고 있다. 이것은 식이 1,000㎉당 14g을 기준으로 한 것이다.

식이섬유가 많은 식품이라 하면 대개 과일과 채소를 생각하게 된다. 그러나 섭취량이 많은 곡류, 두류, 서류 중의 식이섬유도 중요하며 해조류와 버섯 등에도 많이 들어 있다. 일반 농법과 유기농법으로 재배된 채소의 영양성분을 비교 조사한 결과에 따르면 유기농 시금치의 경우 식이섬유가 일반 시금치에 비해 1.6배, 상추는 30% 더 많았다.

식품별 식이섬유 함유량(단위: %/g)

한천 81.29, 해파리 74.18, 미역 37.95, 건조표고 43.41, 현미 2.92, 백미 0.72, 호밀빵 5.21, 식빵 2.55, 강낭콩 19.76, 고구마 2.32, 감자 1.35, 사과 1.63, 딸기 1.52, 바나나 1.48, 당근 2.55, 시금치 2.50, 무 1.34, 배추 1.09, 참깨 11.58, 말린 새우 3.89 등이다.