유청제품, 우유미네랄, 그리고우유칼슘에대한새로운발견이점과응용 편집 : 디리엔조박사 ( 미국내셔널유제품협의회연구센터부회장 ) Edited by Dr. D. DiRienzo (Vice President, Nutrition Research, National Dairy Council) 칼슘은여러공급원을통해얻어질수있으나가장효과적인공급원은유제품이라할수있다. 유제품은높은생체이용률을자랑하는주요한칼슘공급원이다. 원료로서우유칼슘은특수한분리기술을통해우유로부터얻어진다. 다양한유청제품또한칼슘강화목적을위해이용가능하다. 칼슘원으로써유청제품 유청을기본으로하는제품들은칼슘원 (500-2,000mg/100g) 의공급원일뿐아니라비용적인측면에서도효율적인제품이다. 또한, 천연우유칼슘과칼슘강화유청제품의또다른이점은중성적인맛과부드러운향을가지고있다는것이다. 우유와같은천연식품원료들은소비자들로터선호되고있는원료이며식품제조업자들도깨끗한이미지의제품으로소비자들에게다가가는데크게도움을줄수있다. 유제품의이점 이나유청제품과같은유제품은칼슘함유량이높기때문에특히선호되는칼슘공급원이다. 음식에함유된칼슘이우리몸에흡수되는것도각음식에따라따르다. 예를들면, 시금치속의칼슘은실질적으로우리몸에거의흡수되지않으며강낭콩이나해산물에들어있는칼슘도전체함유량의절반정도만몸에흡수되며이는우유를통해흡수되는것에비해절반밖에되지않는다. 이는한잔의우유를통해우리몸에흡수되는칼슘을위해 1킬로그램이상의강낭콩을섭취해야한다는것과일치한다. 칼슘의권장량 칼슘을함유하고있는식품, 특히유제품이나유제품원료들은가장이상적인칼슘원으로써인정받고있다. 유청이나우유로부터얻은칼슘제품 1
우리몸에미치는칼슘의주요한기능 뼈성장에있어칼슘의역할 뼈는우리몸의장기를보호할뿐아니라몸을지탱해주는역할을하며또한미네랄중에우리몸속에가장풍부하게들어있는칼슘의저장고역할을한다. 실제로우리몸의뼈와치아에서우리몸속전체칼슘의약 99% 를찾아볼수있으며나머지 1% 는우리몸의세포, 혈액등에서발견된다. 뼈는단단하고고정되어있는것처럼보이지만, 끊임없이재형성되고파괴된다. 재생이라일컬어지는이과정에서기존의뼈를재흡수 ( 혹은파괴되고 ) 하거나파괴된뼈를대신하기위한새로운뼈를형성하는것이다. 그리고약 10~15% 의뼈표면은계속해서재생과정을거친다. 상호연관된호르몬적, 영양적, 인공적혹은유전적요인들은이러한재생과 정에크게영향을미친다. 노화된뼈를재흡수하고새로운뼈를형성하는과정은끊임없이반복된다. 이러한뼈의형성과소멸과정은연령에따라다르게나타난다. 일반적으로태어나서 20세에이르기까지뼈는매우활발하게성장한다. 40대초반이나후반부터는기존의뼈가재흡수하는것이새로운뼈의형성보다많아지면서뼈의손실이발생한다. 나이에의한뼈의손상은유전적, 환경적요인의영향을받는다. 우리몸속의칼슘상태는단순한칼슘섭취보다는전체적인영양소에크게의존하고있다. 어떤영양소는우리몸이칼슘을흡수하도록도와주거나칼슘을우리몸속에서유지해주기도하지만, 어떤영양소는칼슘이소변을통해빠져나가게하기도한다. 대부분의칼슘은소변을통해손실된다. 칼슘상태는칼슘섭취뿐만아니라칼슘신진대사에영향을미치는식사혹은다른외부요인들에의해크게영향을받는다. 칼슘흡수와보유력을도와주는영양소는비타민 D, 락토스 ( 유아와동물을이용한실험에서칼슘이장에서흡수되도록자극하는것으로나타남 ), 플락토올리고사카라이드, 인, 단백질, 염분, 기타영양소등이다. 그밖의칼슘의역할 칼슘은치아성장에필수적인영양소이다. 뼈와같이치아는석회조직으로구성되어있다. 치아는생후몇개월내에자라기시작하여 10대후반까지성장이지속된다. 인, 단백질, 플루오라이드, 비타민 A, C, D와함께적절한양의칼슘섭취는치아구조형성을위해필요하다. 실질적으로이미성장한치아도살아있는상태이기는하지만심각하게손상된치아의경우다시회복하기어렵다. 뼈와치아외에도혈액속의이온화된칼슘은칼슘의조절작용을위해어느정도유지되어야한다. 칼슘함량이낮은음식을섭취할때는뼈속의칼슘이혈액속으로들어가몸이필요로하는칼슘양을공급하여균형을맞추어준다. 2 우리몸의뼈와치아속의칼슘을제외하고는칼슘의양이상대적으로적으나칼슘은몸의기본적인조절작용을위해필수적인영양소이다. 칼슘의또다른주요역할은다음과같다. 근육수축과이완조절 ( 정상적인심장박동포함 ) 혈액응고 신경자극전달 효소반응활성화 호르몬분비자극 세포간교질물질보전
성인을위한칼슘 모든사람들은칼슘이필요하다. 그러나나이에따라어떤사람은뼈의칼슘손실과칼슘흡수약화로부족한칼슘을보강하기위해보다많은칼슘섭취가필요하다. 51세이상의성인의경우하루에약 1,200mg의칼슘을섭취해야한다. 칼슘은다양한음식속에들어있지만대부분의영양학자들은칼슘공급원으로유제품을권장하고있다. 칼슘이효과적인 4 가지질병 현재까지뾰족한치료법이발견되지않은질환들에칼슘과같은영양소가질병예방에큰역할을한다는것이여러실험을통해알려지고있다. 적당한양의유제품과칼슘섭취는골다공증, 고혈압, 결장암, 심장혈관질환등의예방효과가있다. 칼슘의만성질환예방효과 최근들어적절한칼슘의섭취는골다공증, 고혈압, 결장암, 심장혈관질환, 신장결석과같은만성질병에탁월한예방효과가있다는것이과학적으로증명되고있다. 이러한질병은높은질병률과사망률그리고국가의료비의증대등의주요원인이되고있다. 골다공증 2 명중 1 명의여성과 8명중 1명의남성이골다공증으로고통받고있다. 칼슘의섭취는뼈의건강을증진시켜뼈의손실을막아줄수있다. 골다공증은뼈관련질병으로뼈가연약해져서가벼운낙상이나심지어는일상적인활동중에도뼈가부러지는질병이다. 뼈조직이손상되고약화되어뼈가매우연약해진것이다. 식습관, 특히일생을통해권장량이하의칼슘을섭취하게되면골다공증의위험률이매우높다. 또한비타민 D의부적절한섭취역시뼈조직손상을가져올수있다. 평소에칼슘과비타민 D를적절하게섭취함으로써골다공증의발발을 50% 혹은그이상낮출수있다. 염분, 단백질, 섬유질과같은다른영양소역시칼슘양에따라골다공증위험에영향을미칠수있다. 그러나, 칼슘섭취가적절하게이루어진다면다른영양소가골다공증에미치는영향은상대적으로매우적다. 골다공증전문가들은어린시절부터청년기를거쳐폐경기를지나노인기에이를때까지충분한양의칼슘을섭취해주면골다공증의위험을줄여준다고주장하고있다. 이러한연구는뼈건강을증진시키고골다공증을막기위해서는절대너무이르다거나늦은시기가따로없다는것을보여주는것이다. 우유와유제품의섭취는뼈의유지력을증강시켜뼈의골절을막아주는역할을하는것으로나타나고있다. 6개국의 50세이상 5,500명여성을대상으로한연구에서우유를통해적절한양의칼슘을섭취함으로써약 35% 의엉덩이골절이줄어든것으로나타났다. 3
고혈압 전세계적으로도수백만명이심장질환과뇌졸증그리고신장질환의원인이되는고혈압으로고통받고있다. 미국에있는고혈압문제, 평가, 치료를위한국가협력위원회 ( Joint National Committee on Direction, Evaluation and Treatment of High Blood Pressure) 는혈압을낮추기위해마그네슘과인을포함하여적당양의칼슘섭취를권장하고있다. 칼슘섭취혹은칼슘이풍부한음식의섭취와혈압과의관계를연구한 25건의연구를살펴본결과이러한대부분의연구는칼슘섭취량과혈압의관계가반비례하는것으로나타났다. 혈압에있어이러한칼슘의긍정적인효과는건전한식습관으로칼슘이풍부한음식을섭취해야함을보여준다. 다른칼슘공급원에비해우유칼슘의장점은다른영양소와균형을이루며생체이용률이높아건강증진에효과적이라는것이다. 적정량의칼슘을함유한음식섭취는고혈압방지와치료를위해의약품대용으로권장되고있다. 많은연구결과칼슘은특히고혈압의위험을줄이는것으로나타나고있다. 1980년대초이래, 여러과학적연구결과는칼슘이혈압을조정하는역할 을한다는것을보여주고있다. 사람과동물을이용한여러실험과임상실험결과는칼슘섭취를증가시킬수록혈압을낮추어고혈압의위험을줄여주는것으로나타났다. 사람을통한연구에서도, 고혈압이있는사람은정상인보다적은양의칼슘을섭취하고반대로건강한사람은고혈압이있는사람보다많은양의칼슘을섭취하는것으로나타났다. 고혈압환자와고혈압실험용동물실험에서고혈압환자 / 쥐는칼슘대사가비정상적으로이루어지는것으로밝혀졌다. 칼슘을보충해서실시한임상실험에서, 관상동맥심장질환은미국내에서가장일반적이면서심각한심장혈관질환이다. 흡연, 고혈압, 높은혈중콜레스테롤수치등은이러한질병의주요한원인이다. 칼슘은고혈압과혈중콜레스테롤의수치를낮추어주는데효과적이기때문에관상동맥심장질환의위험을줄여줄수있다. 콜레스테롤수치가경미하거나아주높지않은환자를대상으로칼슘섭취를증가시켰더니전체콜레스테롤과 LDL 혈중콜레스테롤의수치가낮아졌다. 그러나모든종류의칼슘이우유칼슘이가지는뇌졸증예방효과가있는것은아니다. 우유가아닌비유제품으로부터얻은칼슘의경우우유와똑같은예방효과가있는것은아니다. 혈압을낮추자 - 혈압과칼슘과의관계 일부연구는소금섭취를줄임으로써고혈압의위험을낮출수있다고주장하고있다. 그러나, 근래의새로운연구는적어도칼슘권장량 ( 성인의경우 1,000mg/ 일, 어린이의경우 1,200mg/ 일 ) 까지칼슘섭취를늘리는것이혈압저하와연관이있는것으로밝혀졌다. 칼슘은일반적으로혈압을낮추어주는데, 혈압이높고칼슘섭취가상대적으로낮은성인 (51세이상 ) 과흑인들에게보다빠르고효과적으로나타났다. 칼슘은혈압을낮추어주는데중요한두개의영양소, 칼륨, 마그네슘을포함하고있다. 이들은혈압을일정하게유지할수있도록도와준다. 우유제품및유제품원료가바로이러한세가지영양소를풍부하게함유하고있는것이다. 4
직장암 칼슘섭취와관련한사람과동물실험에서칼슘섭취는직장점막내에서직장암발병위험과세포증식이서로반비례관계에있다는기존주장을크게뒷받침해주고있다. 직장암은미국내에서암으로인한사망원인중세번째로높으며다른국가에서도주요한사망원인이다. 유전적인원인과환경적인요인모두직장암의원인으로지적되고있다. 어떤음식은직장암의원인이되지만어떤음식은직장암을예방한다. 소의우유지방속에들어있는 CLA, 스핑고리피드 (sphingolipids), 낙산등일부성분은동물과다른실험등에서직장암예방효과가있는것으로알려졌다. 최근연구에따르면칼슘권장량이상을섭취하였을경우직장암의위험을줄일수있다는것이다. 또한성인하루칼슘권장량인 1,000~1,200 mg보다많은 1,500~2,000mg을섭취해야만직장암예방효과를기대할수있으며특히직장암에걸릴위험이있는사람은보다많은양의칼슘섭취가필요하다. 그러나칼슘의직장암예방효과에대해확실하게뒷받침하고예방효과의매커니즘을설명할수있는추가적인연구가아직은필요한단계이다. 칼슘권장량을초과하여섭취하는것이직장암에효과적이라는최근의주장은아직시기상조로여겨지고있다. 칼슘과체중감량 M.B. 제멜박사 ( Dr. M.B. Zemel), 테네시대학영양학과 체중감량과우유칼슘의관계에대한연구에서도밝혀졌듯이, 식의성칼슘은에너지대사조절에있어중추적인역할을한다. 다량의우유칼슘섭취는지방질의증식을감소시키고에너지양이많은음식을먹는동안에도체중이늘어나는것을막아주며, 지방분해를촉진하고칼로리를제한하면서열을보존하여결과적으로체중감소를가져온다. 테네시대학의영양학과는들쥐를이용한비만과인슐린저항의관계에대한연구에서인트라셀룰러 (Intracellular) Ca2+ 가지방질대사조절과증가한인트라셀룰러 Ca 와함께트라이글리세린저장을조절하는데주요한역할을한다는것을알게되었다. 이는결과적으로지방생성유전자와지방질생합성을자극하고지방분해를일으킨다. 고칼슘섭취는또한지방질생합성을막아주고같은양의칼로리를섭취한동물에있어눈에띄게지방손실을가져와몸속에지방이쌓이는것을억제하였다. 이러한발견은여러임상실험결과에서도찾아볼수있다. 유청으로부터얻은칼슘을다량섭취했을때비만한사람의경우지방조직덩어리가크게감소한것이관찰되었다. 여러병리학적연구에서유제품으로부터얻은칼슘이단순칼슘보충제보다비만방지효과가훨씬뛰어난것으로나타났다. 이는우유칼슘이비만관리에탁월한효과가있음을보여주는것이다로부터얻은칼슘을다량섭취했을때비만한사람의경우지방조직덩어리가크게감소한것이관찰되었다. 여러병리학적연구에서유제품으로부터얻은칼슘이단순칼슘보충제보다비만방지효과가훨씬뛰어난것으로나타났다. 이는우유칼슘이비만관리에탁월한효과가있음을보여주는것이다 5
건강한뼈를만들고유지하기균형있는미네랄섭취를위한케이스 에릭바스티앙 - 글랜비아 (Glanbia) 사연구소소장 최근에칼슘의중요성에대한인식이높아지고있다. 이는칼슘이단순히뼈의성장과건강뿐만아니라세포조절기능, 신경유도, 근육이완그리고혈액응고와관련해서도중요한기능을하는것이알려졌기때문이다. 또한, 칼슘은골다공증, 본태성고혈압 (essential hypertension), 임신성고혈압 (gestational hypertension), 고콜레스테롤혈증, 직장암과유방암그리고담석을막아주는기능도한다. 선진국이든후진국이든상당수의사람들이매우적은양의칼슘을섭취하고있다. 칼슘보충과강화는매우중요하며칼슘은우리주변의여러가지음식속에들어있는영양분이다. 칼슘보충물은일반적으로구연산칼슘, 젖산칼슘, 탄산칼슘, 인산칼슘과같은칼슘염분이다. 칼슘보충물과강화제에관련한많은논의중에서도가장기본적인원칙인균형에대한부분은그동안간과되었다. 분명히, 뼈속의미네랄성분을적절히유지하기위해서미네랄이잘흡수되어야하며우리몸의각뼈로운반이잘되어야한다. 인은뼈성장과유지를위해필수적인영양분이며인이우리몸에필요한가장큰이유는식이성칼슘을유지하기위해서이다. 인과마그네슘은 2:1 비율로뼈성장을위해섭취되어야한다. 대부분의칼슘보충제는칼슘만함유하고있 을뿐마그네슘, 칼륨, 아연등건강한뼈형성을위해필요한다른미네랄영양소는크게결핍되어있다. 그동안식품연구원들사이에서섭취되어야할칼슘, 마그네슘, 칼륨의비율이크게무시되어왔듯이, 무기염류에대한관심역시매우낮았다. 아연이나구리, 망간이함유된것과되지않은칼슘보충제의뼈에대한효과를알아보는연구에서폐경기의여성에게만칼슘보충제로뼈손상을부분적으로막을수있는것으로나타났으며완벽한뼈의유지를위해서는다양한미네랄을섭취해야한다는결론을얻었다. 지나치게칼슘중심적인미네랄섭취는균형잡힌미네랄섭취에악영향을끼칠수있다. 이는이상적인뼈의성장과건강을위해서, 특히골다공증의위험이있는사람들에게는여러가지미네랄영양소가필요하다는것을보여주는것이다. 아시아에서미네랄보충제로널리받아들여지고있고가장훌륭한뼈형성보충제로인식되고있는것이우유칼슘 ( 보다정확히는우유미네랄 ) 이다. 최근한연구에의하면우유미네랄이이상적인뼈건강을위한균형잡힌미네랄을함유하고있는것으로나타났다. 우유미네랄은일반적으로뼈건강에필요한미네랄을함유하고있지않은식품에미네랄보충제역할을하면서동시에우유속미네랄의균형을유지해주는원료이다. 유제품으로부터얻은칼슘의생체이용률 칼슘의생체이용률에영향을미치는요인은여러가지가있다. 외생적, 내생적요인들에의해칼슘의생체이용률이영향을받는다. 칼슘섭취량, 비타민 D 상태, 유기인산화합물 (Phytates), 수산염, 지질, 단백질, 락토스, 인, 카페인등은장에서의칼슘섭취에영향을미친다. 유제품과유제품원료는칼슘이풍부할뿐아니라이들제품으로부터얻은칼슘은손쉽게이용가능하다. 일반적으로, 건강한사람들은유제품이나유제품원료속에함유된칼슘의약 20~35% 를몸에서흡수한다. 여러연구를통해두유와같은비유제품으로부터얻은칼슘의흡수효율도가유제품에비해 25% 나낮은것으로나타났다. 이러한이유로식품제조업체들은생체이용률이높은칼슘으로강화된제품을공급하기위해칼슘이풍부한분유, 유청원료등유제품원료를선호하고있다. 게다가, 우유칼슘은 100% 천연원료이며인이나마그네슘과같은다른미네랄도함유하고있다. 6
APPLICATIONS MONOGRAPH CALCIUM Major U.S. dairy ingredients and their calcium content Dairy ingredient Demineralized whey Whey protein concentrate Whey protein isolate Reduced-protein (deproteinized) whey Sweet whey Whey permeate Reduced lactose whey Mineral concentrated whey Whole milk powder Skim milk powder Acid whey Milk minerals Typical calcium content, in mg/100g <100mg/100g 500 700mg/100g 600mg/100g 600 700mg/100g 700 800mg/100g 800 900mg/100g 800 900mg/100g >5,000mg/100g 950 1,000mg/100g 1,300mg/100g 2,000mg/100g 23,000 28,000mg/100g Typical composition and specifications of calcium-rich U.S. whey products Milk minerals Reduced- Deproteinized Whey calcium lactose whey whey WPC34 WPC80 Protein <5% 18 24% 3.5 6% 34% 80% Lactose <9% 50 60% 73 83% 48 52% 4 8% Fat 1% max 2 2.5% <1.5% 3 4.5% 4 8% Ash >70% 14 22% 8.4 12% 6.5 8% 3 4% Moisture 8% max 3 5% 4.5 5% 3 4.5% 3.5 4.5% Calcium 23,000 28,000mg 800 900mg 600 700mg 550mg 600mg Standard plate count <10,000/g <10,000/g <10,000mg <10,000/g <10,000/g Coliform <10/g 10/g <10/g <10/g <10/g E. Coli Negative Negative Negative Negative Negative Listeria Negative Negative Negative Negative Negative Salmonella Negative Negative Negative Negative/100g Negative/100g Staphylococci Negative Negative Negative Negative Negative Scorched particles content 7.5mg/25g 15mg/25g (max) 7.5 15mg/25g 15mg/25g (max) 7.5 15mg/25g Appearance Free-flowing Free-flowing Free-flowing Free-flowing Free-flowing powder powder powder powder powder Flavor Clean, Clean, slightly salty, Clean, Clean, bland Clean, bland flavor whey flavor bland flavor whey flavor bland flavor Color White to light cream Light cream Light cream Light cream Light cream ph 6 6.5 Consult supplier 5.5 6.5 6 6.7 6 6.7 7 ej.7
강화목적을위한유제품원료의이용 일반적인응용 여러조사들을통해일반적으로유제품의긍정적인이미지와영양가치가크게인정받고있어우유칼슘으로강화된제품들이소비자들에게호응을얻고있는것으로나타났다. 또한여러시장조사에서소비자들이유제품으로부터얻은천연칼슘을이용한식품에보다많은돈을기꺼이지불하겠다고대답했다. 전세계적으로우유칼슘으로강화된제품에대한인식과선호도가높아식품제조업체들이새로운제품을개발하여마케팅하는데좋은기회를제공하고있다. 우유미네랄 우유미네랄은우유로부터얻어진천연칼슘의보고이다. 우유미네랄은또한인, 마그네슘, 기타미네랄, 락토스와단백질등우리몸에서칼슘의섭취와이용을도와주는중요한영양소를함유하고있다. 우유미네랄은일반적으로영양보조식품, 다이어트식품, 스포츠음료, 영양바, 건강식품등에두루이용된다. 미네랄이농축된유청 강화와기능성을목적으로하는천연칼슘의공급원미네랄이농축된유청은또한식품의질감, 향미, 용해성그리고영양등을개선해주는역할도한다. 미네랄이농축된유청을함유한식품은그렇지않은것에비해그영양의밀도가훨씬높은것으로나타났다. 미네랄농축유청의기능성과이점 우수한용해성, 열안정성, 비용절감효과 락토스함량이낮아락토스의결정체로인한촉감문제최소화 단백질과미네랄의함량이높아향미를제공하고부드러운촉감을제공 우유향미를주고, 첨가된지방의유화를돕고, 소스와육즙에있어안정성과열안정성을제공 칼슘, 마그네슘, 인이풍부하여분쇄된육류제품이나소스에있어영양강화및향미증진 유제품류, 육류, 제과, 제빵, 스낵류, 양념류, 스프, 소스, 냉동디저트, 건강음료등에다양하게이용된다. 미네랄함량이풍부한유고형분으로비용절감효과 락토스함량이낮고미네랄함량이높은원료필요시다른칼슘공급원대체 분말음료, 건강음료, 유제품, 분말스프와디저트, 그리고제빵제품에있어건강보조원료로사용가능 미국유제품수출협의회한국사무소 Tel 02 516 6983 Fax 02 516 6753 www.usdec.or.kr Copyright 2005, USDEC. All rights reserved. Printed in Korea. 8