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아름답고 건강한 몸매를 유지하려면 영양 섭취를 골고루 해야 한다. 흔히 3대 영양소라고 하는 탄수화물, 지방, 단백질의 섭취는 다이어트나 체력 증진에도 기본이 된다. 잘 아는 것 같지만 실제로는 무사하기 쉬운 3대 영양소에 대해 자세히 알아보자.

겨울임에도 불구하고 몸매를 감출 수 없는 것은 살찐 사람에겐 불행한 일이다. 요즘의 패션은 좀처럼 계절을 가리지 않기 때문에 겨울은 오히려 늘씬한 사람들의 몸매를 한층 돋보이게 한다. 예전에는 여름 바캉스를 대비해 봄이 오면 살을 뺐다. 그러나 이젠 살을 빼는데 계절이 따로 없다.

살을 빼려고 음식을 먹지 않을 수 없는 일. 그래서 음식을 먹을 때 영양성분을 따져보는 것이 현명하다. 그러나 밥상 위에 차려진 음식물 속에서 영양성분을 알아보려면 앞이 깜깜해진다. 밥에는 탄수화물, 고기에는 단백질과 지방, 달걀부침에는 단백질, 야채 샐러드에는 탄수화물과 비타민…. 이러다 보면 얼마가지 않아 뒤죽박죽이 되고 만다. 이처럼 음식물에 들어있는 영양성분을 정확하게 지적하기는 어렵다.

모든 음식물 속에는 영양소들이 함께 섞여 있다. 어떤 영양성분이 주로 들어있는지 알아보려면 어떻게 해야 할까.

산성, 알칼리성 상식과 달라

먼저 음식물의 색깔, 굳기, 구조 등을 조사해 보는 방법이 있다. 예를 들어 밥은 흰색이고 표면에 기름기가 돌며 밥알이 서로 찰지게 연결돼 있다. 이런 조건이 맞지 않으면 밥은 죽이 되거나 떡이 되고 만다. 밥은 쌀 속에 들어있는 녹말 사슬들이 높은 온도와 압력에서 어느 정도 가수분해돼 물에 녹을 수 있게 된 것이다. 이 과정에서 밥의 물리적 화학적 조건들이 결정된다.

물에 녹여보는 방법도 있다. 녹말과 같은 탄수화물들은 대부분 물에 잘 녹는다. 하지만 지방은 물에 잘 녹지 않으며 단백질도 마찬가지다. 야채나 과일 등에 들어있는 비타민은 물에 잘 녹는 것과 기름에만 녹는 것이 있다.

다음으로 pH미터나 만능시험지로 음식물의 pH를 조사해 볼 수 있다. 조사해 보면 보통 알고 있는 것과 달리 산성과 알칼리성이 서로 바뀔 수 있다. 산성이나 알칼리성은 음식물이 흡수된 후 우리 몸에서 pH가 어떻게 변하는지를 기준으로 정했기 때문이다. 사이다는 산성이지만 마시고 나면 이산화탄소가 날아가고 몸에 알칼리성 양이온만 흡수되므로 알칼리성 식품이 된다.

음식물을 가열해 녹는지, 끓는지, 아니면 분해되는지를 알아보는 방법도 있다. 까맣게 되면 그 속에 탄소 성분이 들어있다는 것을 알 수 있고, 방울이 생기면 어떤 기체가 들어 있다는 것을 알 수 있다. 대부분 음식 속에 들어있는 기체는 이산화탄소인 경우가 많다. 더 확실하게 알려면 발생한 기체를 석회수에 통과시켜 보면 된다. 단백질 속에는 질소가 들어 있다. 소다석회를 넣고 음식물을 천천히 가열하면 단백질은 분해되고 천천히 암모니아 기체가 발생한다. 암모니아 기체는 리트머스 시험지나 냄새로 쉽게 알 수 있다.

주스같은 액체에는 물이 들어 있다. 이것은 천천히 가열하면서 나오는 기체에 염화코발트 종이를 대 보면 알 수 있다. 수분이 들어 있으면 푸른색이 붉게 변한다.

지금까지의 방법들로는 영양성분을 정확하게 알지 못한다. 정확하게 알 수 있는 방법은 없을까? (그림1)은 3대 영양소를 알아보는 실험이다.
 
마라토너, 2시간 뛰면 5kg 줄어

피부가 떨어져 나가고 새로운 피부로 바뀌는데는 7년밖에 걸리지 않는다. 피부 밑의 지방은 1년 전의 것과 전혀 다르며, 적혈구는 1백20일 걸려 새로워진다. 이처럼 우리 몸은 늘 그대로인 것 같지만 쉴새 없이 새로운 세포로 대체되고 있다. 새로운 세포들은 전부 음식물 속의 영양성분으로부터 온다.

애틀랜타올림픽 마라톤에서 은메달을 딴 이봉주 선수는 42.195km를 뛰는 동안 약 5kg의 체중이 줄었다고 한다. 달리기를 할 때 몸 안에 저장돼 있던 에너지가 소비됐기 때문이다. 이러한 에너지 역시 우리가 매일 먹고 마시는 음식물 속의 영양성분으로부터 공급된다.

영양성분들은 어떤 화학적 특성을 가지고 있기에 인체 내의 각종 장기를 만들어내고 생활하는데 필요한 에너지를 공급해 줄 수 있는 것일까?

탄수화물/저혈당증 걸리면 머리 나빠져

매일 먹는 밥이나 빵, 국수 등에는 탄수화물이 들어 있는데 주로 우리가 활동하는데 필요한 에너지원으로 쓰인다. 탄수화물은 말 그대로 탄소, 수소, 산소의 화합물이다. 식물에 들어있는 탄수화물로는 소화될 수 있는 단당류, 이당류, 다당류 등과 소화될 수 없는 셀룰로오스, 리그닌, 각질 등이 있다.

당이란 맛을 보면 달게 느껴지는 물질로 기본 단위로 탄소 6개, 수소 12개, 그리고 산소 6개로 이뤄진 고리 모양의 화합물이다. 글루코오스(포도당)처럼 고리 모양이 하나만 따로 떨어져 있으면 단당류, 설탕처럼 두개가 연결돼 있으면 이당류, 녹말처럼 여러 개가 사슬처럼 길게 연결돼 있으면 다당류라고 한다. 설탕은 몸 속에 들어가면 두개의 더 작은 당으로 분해된다. 하나는 포도당이고 다른 하나는 과당이다. 포도당은 6각형 고리 모양이고 과당은 5각형 고리 모양을 이루고 있다.

탄수화물 1g이 우리 몸에서 분해되면 약 4kcal의 열을 낸다. 이 에너지는 사용하고 남으면 간으로 가서 글리코겐으로 저장된다. 하루에 필요한 에너지는 약 2천kcal인데, 이를 얻으려면 약 5백g의 글루코오스를 먹어야 한다. 재미있는 사실은 설탕의 섭취량이 1910년에 1백50g에서 1980년에 2백g으로 늘어나 한사람당 섭취해야 할 글루코오스가 1910년 5백g에서 1980년대에는 3백80g으로 줄어들었다는 점이다.

탄수화물을 너무 적게 섭취하면 혈액 속에 글루코오스의 양이 모자라 저혈당증이라는 병에 걸린다. 이 병에 걸리면 현명하게 생각할 수 없을 뿐 아니라 정서가 불안정하게 된다. 또 섬유질이 부족한 탄수화물을 지속적으로 먹는 것도 문제다. 충수돌기염이나 직장암에 걸릴 위험이 높아지기 때문이다. 섬유질은 규칙적인 위장 운동을 돕고 위장 전체에서 음식물이 정체되는 것을 막아준다. 섬유질은 콜레스테롤을 흡수하고 인체의 글루코오스 사용을 방해하는 일도 한다. 그래서 쌀겨를 이용한 음식이나 셀룰로오스 성분을 넣은 빵을 먹기도 한다.
 
지방/많아도 걱정 적어도 걱정

땅콩을 씹으면 고소한 맛이 나고 삼겹살을 구우면 기름이 우러나온다. 날씬해지기를 원한다면 이런 음식들을 피해야 한다. 생활에너지로 이용되고 남은 것들이 피하지방으로 저장되기 때문이다. 육류, 우유, 버터, 그리고 치즈 등에 들어있는 지방을 동물성 지방, 식물의 씨앗이나 견과류(밤, 은행, 호두 등)에 들어있는 것을 식물성 지방이라고 한다. 위에서 말한 땅콩에는 식물성 지방이 무려 50%나 들어 있다. 식물성 지방은 보통 25℃에서 액체 상태가 되는데, 이를 기름이라고 부른다.

지방은 탄수화물과 마찬가지로 우리 몸의 중요한 에너지 공급원이다. 지방은 탄소, 수소, 산소 등으로 이뤄져 있으나 탄수화물과 구조가 다르다. 각 지방분자들은 글리세롤이라는 화학물질을 기본적인 골격으로 하고 있다. 여기에 붙어 있는 세개의 분자들은 지방산으로 알려져 있다. 지방산들은 주로 수소원자들이 붙어 있는 긴 사슬의 탄소원자로 되어 있다. 지방이 소화되면 지방산과 글리세롤로 분리돼 혈액을 타고 몸의 각 부분으로 이동한 후 다시 새로운 지방으로 재조합된다.

섭취된 지방은 인체에서 어떤 역할을 할까. 지방은 세포막에 필수적인 구성성분이다. 지방은 g당 가장 높은 에너지를 공급하고 여러 기관의 물질들을 보호해주기도 한다. 그러나 잘 알다시피 지방은 비만의 원인이 된다. 뚱보들이 많은 미국은 다음과 같은 RDA(국제식품 영양과학회와 국제연구소회의에 의해 공인된 권장 규정식 허용치) 권고문을 통해 너무 많은 지방섭취를 피하도록 권장하고 있다.

“기름기 없는 고기나 물고기, 칠면조와 마른 완두콩이나 강남콩 같은 저지방 단백질을 선택하고, 내장이나 달걀을 적당히 이용하고, 지방이 함유된 음식물의 섭취량을 줄이고, 고기를 굽거나 끓여 지방을 적당히 빠지도록 하고, 기름으로 튀기지 말고, 또 지방 함량에 대한 표를 읽어라.”

지방을 많이 흡수하면 비만의 원인이 되지만, 너무 적게 섭취해도 머리카락이 드문드문 자라거나 습진이 생길 수 있다. 의사들은 탄소원자 사이에 이중결합이 들어있는 지방산을 포함하고 있는 지방을 섭취하도록 권장하고 있다. 이런 지방을 불포화성 지방이라고 한다.
 
단백질/세포와 조직을 구성하는 생명체의 증거

지구에 나타난 최초 생명체의 증거로 단백질을 찾고 있다. 생명체를 이루는 구성성분 중에서 가장 중요한 것이 바로 단백질이기 때문이다. 몸 속의 세포와 조직들은 단백질로 이뤄져 있다. 또 다치거나 손상된 세포들을 보충하려면 단백질을 섭취해야 한다.

모든 단백질은 아미노산이라고 하는 더 작은 분자로 이뤄진다. 이것은 산소, 수소, 탄소, 그리고 질소 원자를 갖고 있다. 메티오닌이라는 아미노산에는 황원자도 들어 있다

단백질은 서로 다른 순서로 연결된 아미노산으로 만들어진다. 20종류의 아미노산으로부터 수천개의 단백질이 만들어질 수 있다. 혈액 속에 포함돼 있는 헤모글로빈은 중간 크기의 단백질 분자로서 6백개 정도의 분자들이 모인 것이다.

우리 몸에는 약 20종의 아미노산이 있는데 필요에 따라 여러가지 단백질로 바뀐다. 그러나 아미노산 중에서 8종은 우리 몸에서 만들어지지 않는다. 반드시 외부로부터 흡수해야 하는 이것들을 필수아미노산이라고 부른다. 음식물 속에 들어있는 단백질들은 소화기관에 의해 아미노산으로 분해되고 혈액의 흐름을 따라 몸 속의 여러 곳으로 운반된다.

성인 남자의 경우 체내에 10kg의 단백질이 있으며 약 3백g의 단백질이 매일 교체된다. 그러므로 그 분량만큼 음식을 섭취해야 한다. 여러가지 연구결과에 따르면 평균 우유나 고기 등에 들어있는 고단백질을 25-38g 정도, 옥수수나 밀 같은 곳에 들어있는 저단백질을 32-42g 정도 섭취하는 것이 건강에 좋다고 한다.

만약 적당한 양의 필수아미노산이 흡수되지 못한다면 체내에 필요한 단백질이 만들어지지 못한다. 그래서 나머지 아미노산들은 에너지로 소모되거나 글루코오스로 전환되어 간에서 글리코겐으로 저장된다. 이렇게 되면 영양실조증에 걸려 마침내 죽음에 이르게 된다.
단백질을 많이 먹고 탄수화물을 너무 적게 먹으면 요독증(오줌으로 배출되어야 할 성분이 피 속에 머물면서 일어나는 중독증상)에 걸린다. 이 병은 신진대사과정에서 만들어진 과량의 요소가 신장에 부담을 주기 때문에 일어난다.