저콜레스테롤 유제품 개발에 관한 연구자료

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우유 및 유제품은 국민 대다수가 매일 섭취하는 식품으로써 단백질, 지방, 유당, 비타민 및 칼슘과 같은 인체 건강에 필요한 모든 영양소를 균형있게 함유하고 있을 뿐만 아니라 아미노산, 미량성분 등 중요한 영양성분을 공급하며 소화 흡수가 잘 되기 때문에 최고의 자연식품으로 큰 자리를 차지해 왔다(1).

 

우리나라에서 생산되는 전체 우유의 65%는 시유로 소비되며 버터, 발효유, 아이스크림, 치즈, 농축유, 분유등 다양한유제품의 형태로 제조된다(2). 우유는 100g당 14mg의 cholesterol을 함유하고 있으며 영양이 풍부하여 널리 소비되고 있으나(3) 버터나 치즈 등의 유제품으로 가공될 경우 콜레스테롤 함량이 증가하게 되어 버터는 100g당 210mg 을 함유하며 크림이 100g당 137mg, 체다 치즈가 100g당 105mg으로 비교적 많은 콜레스테롤을 함유한다(3, 4).

 

버터는 포화지방산을 많이 함유하고 있어 혈중 cholesterol을 증가시키는 문제점을 안고 있다. 그래서 최근에 우유 및 유제품의 cholesterol을 선택적으로 제거하는 연구가 이루어지고 있다. 그 예로 Shishikura등(6)이 버터에 있는 cholesterol을 초임계 추출방법을 사용하여 유제품에 관련된 연구가 처음으로 시도되었으며, 그 후로 Bradley(7)와 Lim등(8)도 같은 실험을 발전시켰다. 또한 Kwak 등(9, 10)의 논문에서는 β-cyclodextrin(β-CD)을 이용하여 Cheddar cheese의 cholesterol을 제거하여 90% 이상의 제거율을 보였으며 cheese의 숙성을 촉진시키는데 기여한다고 보고하였다. 이 등(11)의 연구에서도 β-CD를 이용하여 우유에서 94.2%의 제거율을 보였다.

 

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Cholesterol이 관상동맥벽에 축적되어 혈류 방해와 심장마비 등을 일으키는 동맥경화증에 의하여 기인하고 있으며, 이는 혈액내에 과다한 LDL농도에 의하여 유발되는 것으로 알려져 있다(17). Lipoprotein의 크기에 따라서 chylomicron, VLDL(very low density lipoprotein), LDL, HDL(high density lipoprotein)등으로 나뉘는데 이 모든 cholesterol을 측정한 값을 혈중 cholesterol 함량이라고 하며, 이 값이 100ml 당 220mg을 넘으면 고지혈증이라고 하여 병적인 상태에 있다고 할 수 있다(13).

 

Cholesterol은 인지질과 함께 생체막의 중요한 구성성분으로써 세포 원형질 및 원형질막 성분의 원료로 이용되고 불포화 지방산의 운반체 역할을 하며 막의 유동성 조절에 관여한다(12, 13). 또한 담즙산과 steroid hormone의 전구체로 작용하고 자외선 조사에 의해서 생성되는 ergosterol은 칼슘이나 인산의 대사에 필요한 비타민 D의 전구물질로 이용될 뿐만 아니라 혈액 중 적혈구의 파괴를 보호하는 등 포유동물의 생리기능에 매우 중요한 역할을 한다(14).

 

화학구조로 볼 때 cholesterol은 스테롤(sterol)로 알려진 복잡한 환상 알코올류 의 일종이며, 정상적인 인체의 대사과정에서 간, 내장 등의 기관에서 합성된다. 식품으로부터의 공급은 대부분 동물성 식품, 즉 난류, 육류, 어류 및 이들의 가공품에 존재하며, 동물조직 중 지질 부분에 존재하면서단백질과 결합하여 지단백을 이루기도 한다(15).

 

Cholesterol은 체내에 약 140g이 존재하며 이 중 7% 이하가 혈장에 분포되어 있으나 체내의 cholesterol 중 매우 작은 부분에 속하는 혈장 cholesterol은 심근경색, 뇌혈전 및 동맥경화 등과 같은 순환기계 성인질환의 발생과 밀접하게 관련되어 있다(16).혈장 cholesterol 특히 LDL(low density lipoprotein) cholesterol 농도의 증가는 흡연, 당뇨, 고혈압, 비만 등과 함께 동맥경화와 심근경색 발생의 주요 위협인자의 하나로 혈장 cholesterol의 농도를 정상적인 수준으로 유지하는 것은 매우 중요한 일이다.

 

 

 

최근 급속도로 변화하고 있는 인류의 소비형태와 관련되어 고 cholesterol 유제품에 대한 사람들의 식생활 양식은 각종 질병을 유발한다는 점 때문에 저 cholesterol 유제품의 소비형태로 발전하고 있다. 최근 우리나라에서도 성인병 유발성분의 하나인 콜레스테롤 섭취량은 과거 전국 평균 35mg/day로 도시 지역은 하루 약 75.3 mg/day였으나, 1995년 전국 평균 267mg/day, 도시 지역은 278mg/day, 농촌 지역은 200mg/day로 매년 약 10mg 이상 콜레스테롤 섭취량이 지속적으로 증가하였다(18).

 

Cholesterol의 흡수를 억제하고 이화 및 배설을 촉진시키기 위하여 식이(diet)를 통한 조절로 각종 식이 섬유소 성분의 섭취가 권장되고, cholestyramine, cholestipol, gemfibrozil, clofibrate와 같은 약제가 사용되고 있다(20). 동물성 식품의 포화지방산과 cholesterol 과다 섭취가 혈중 cholesterol 농도의 증가를 가져오고 혈관 내에 축적되어 고혈압, 동맥경화, 관상동맥 경화증과같은 심장계 질환을 유발시킨다(21, 22).

 

이러한 유해성 때문에 인체 내 콜레스테롤의 축적을 저하시키기 위해 콜레스테롤과 구조적으로 매우 유사하며 식물체 내에 존재하는 식물성 스테롤에 대한 연구가 이루어지고 있다. 식물성 스테롤은 인체 내에서 생합성 되지 않으며 고농도 함유되어 있는 옥수수, 대두, 참 깨, 현미 등을 통해 체내로 흡수된다(23).

 

그러나 아직까지는 콜레스테롤 과다섭취로 인한 질환을 예방하기 위해서는 저콜레스테롤 식이 요법 이외에 예방할 방법이 없으며, 콜레스테롤 저하제 등의 약품복용이 효과는 있으나 콜레스테롤 합성이 극히 제한적이다(19). 식생활의 서구화와 더불어 심근경색, 뇌혈전 및 동맥경화 등과 같은 순환 기계 성인질환이 급증하고 있고, 혈장 cholesterol 정도가 200mg/dl 이상으로 식이요법 등 생활치료 및 약물요법의 치료대상이 우리 나라의 전체 성인의 30% 정도를 차지하여 정상수준의 혈장 cholesterol을 유지하기 위하여 많은 노력과 연구가 필요하다(17).

 

 

식물성 스테롤(Fig. 1)로는 campesterol. β-sitosterol, stigmasterol 등이 있는데(24), 이들은 이중결합 고리를 가지고 있으며 장내에서 콜레스테롤의 흡수를 선별적으로 저해하는 효능이 있음이 확인되었다. 장에서 campesterol은 흡수가 잘 되며, stigmasterol은 소량 흡수되지만 이들이 장 벽면에 부착되어 있는 동안 콜레스테롤의 인체 내 흡수는 저해된다(25).혈중 cholesterol 함량을 저하시키려면 체내 cholesterol 생합성의 억제, 혈중 cholesterol을 저하시키는 식품의 섭취 및 식품의 cholesterol 섭취 감소 등의 방법이 있다.

 

우유에 존재하는 cholesterol 함량을 최소화하여 cholesterol이 낮은 유제품을 개발하 는 것이 유제품의 고부가가치와 국민의 건강 증진에 기여할 수 있게 될 것이다. 유제품 중에서도 버터와 체다 치즈는 가장 많이 소비되고 있으며 영양면에서도 우수하다고 알려져 있다. 치즈의 경우 제품의 다양성이 커서 모든 식품과 조화를 이룰 수 있어서 소비량이 꾸준히 증가하고 있으며 앞으로 더 증가할 것으로 보인다(5).

 

 

참고문헌: 안혜정(2004). Phytosterol   에스테르화를   이용한   혈중 콜레스테롤   저하기능을   가진   체다치즈에   관한 연구. 세종대 대학원 석사학위논문.