단백질의 종류와 필요량

1. 종류

 식품단백질은 함유된 필수아미노산의 조성에 따라서 완전단백질, 불완전단백질, 부분적 불완전단백질로 분류한다. 필수아미노산 조성이 체내 단백질 합성에 적합한 비율로 조성되어 인체의 성장과 유지에 효율이 높은 양질의 단백질을 완전단백질이라 하고 주로 동물성단백질이 이에 속한다. 특히 유즙과 계란에 함유된 단백질의 아미노산 조성은 체조직 합성에 가장 효율성이 높아서 완전단백질에 속한다. 

 

① 제한 아미노산

 식품에 들어 있는 필수아미노산 중 인체에 요구되는 양에 비해서 가장 적게 들어있는 필수아미노산을 제한아미노산이라고 한다. 체조직을 합성하기 위해서는 여러 아미노산이 필요하다. 이들 아미노산 중 한 가지만 부족하여도 체조직 합성이 제한되기 때문에 제한아미노산이 그 단백질의 질을 결정한다고 할 수 있다. 제한아미노산 중 상대적으로 제일 부족한 필수아미노산을 제1제한아미노산이라고 한다. 식물성 단백질은 부분적 불완전단백질인데, 쌀은 상당히 좋은 필수아미노산 조성을 가지나 리신이 제1제한아미노산이고 트레오닌도 부족한 편이다. 식물성 단백질은 부분적 불완전단백질인데, 쌀은 상당히 좋은 필수아미노산 조성을 가지나 리신이 제1제한아미노산이고 트레오닌도 부족한 편이다. 젤라틴은 동물성 단백질 가운데 예외로 필수아미노산인 트립토판이 특히 부족한 불완전단백질이므로 젤라틴만을 섭취하여서는 성장이 저하되고 체중이 감소된다. 

 

② 단백질 상호 보완효과

 필수아미노산 조성이 다른 두 개의 단백질을 함께 섭취하여 서로의 제한점을 보충하는 것을 단백질의 상호 보완효과라 한다. 콩밥의 경우, 쌀은 콩에 부족한 메티오닌을 보강해 주고 콩은 쌀에 부족한 리신을 공급하여 두 식품의 단백질을 모두 효율적으로 활용할 수 있게 된다. 일상식에서 다양한 식품을 섭취할수록 단백질의 상호 보완효과는 커진다. 

 

2. 질 평가

 단백질의 질을 평가하는 방법에는 식품 단백질의 필수아미노산 조성을 화학적으로 분석하는 화학적 방법과 동물의 성장속도나 체내 질소보유정도를 측정하는 생물학적 방법이 있다.

 

① 화학적인 방법

화학가

 완전단백질인 달걀이나 우유 단백질의 아미노산 조성을 기준으로 평가하는 방법으로 단백질의 아미노산 조성을 비교하여 화학가를 산출한다. 달걀 단백질의 필수아미노산 조성이 인체가 필요로 하는 필수아미노산의 함량과 거의 일치하므로 달걀 단백질을 기준 단백질로 삼아 다른 식품의 단백질의 질을 비교 평가할 수 있다.

아미노산가

 아미노산가란 세계보건기구(WHO)가 제정한 인체의 단백질 필요량에 근거한 아미노산 필요량인 이상적인 필수 아미노산 표준 구성을 기준 단백질로 하여 구한 화학가이다. 

 

② 생물학적인 방법

단백질 효율비

 성장하는 동물(주로 흰쥐를 사용)의 체중증가에 기여하는 단백질의 이용을 기준으로 단백질의 질을 평가하는 방법을 단백질 효율비라고 한다. 체중 증가가 반드시 체내 단백질 보유량과 비례하지 않을 수 있다는 단점이 있지만 주로 영아용 식품의 식품 표시 기준을 설정할 때 이 방법이 사용된다. 

생물가

 동물 체내로 흡수된 질소의 체내 보유 정도를 나타내는 것으로서 흡수된 단백질이 얼마나 효율적으로 체조직 단백질로 전환되었는가를 측정하는 것이다. 생물가가 가장 높은 것은 달걀이며 우유, 육류 등도 생물가가 높다. 반면, 식물성단백질은 생물가가 낮으나 쌀은 75로 높은 편이다. 

단백질 실이용률

 생물가는 소화흡수율이 고려되지 않은 반면, 단백질 실이용률은 총 섭취 질소 중에서 체내 보유된 질소의 비율을 말하는 것으로 소화흡수율을 고려한 값이다. 

 

3. 질소평형과 단백질 필요량

 단백질 필요량은 적당한 신체활동 시 에너지 균형을 유지하면서 체내 단백질 합성과 분해가 평형을 이루어 질소평형을 유지하는데 필요한 양을 말한다. 질소평형 상태란 질소의 섭취량과 배설량이 같은 상태로 인체의 배설량만큼 식품 단백질을 섭취하는 것을 의미한다. 

 몸 안에 새로운 조직이 형성될 때에는 질소가 보유되기 때문에 질소의 섭취량이 배설량보다 많은 양의 질소평형이 되며 성장기, 임신기 등이 여기에 해당된다. 반면에 열량부족이나 단백질 섭취 부족 등으로 인해 조직의 단백질이 분해되면 질소 섭취량에 비해 배설량이 많은 음의 질소평형을 나타낸다. 

 8차 한국인 영양섭취기준에 의한 우리나라의 성인 단백질 평균필요량은 남녀 구분없이 0.66g/kg체중/일로 책정하였다. 한편 개인의 단백질 권장 섭취량은 남녀의 평균필요량에 안전율 12.5%를 더한 0.83g/kg체중/일로 책정한다.

 

4. 단백질의 결핍증과 과잉증

콰시오커와 마라스무스

① 단백질 결핍증

 단백질 결핍증은 단백질의 질과 양을 불충분하게 섭취하였을 경우 발생하는데, 주로 개발도상국가의 유아나 성장기 어린이들에게서 나타난다. 

 심한 단백질 결핍증을 콰시오커라고 하는데, 결핍초기에는 성장이 감소하고, 신경이 예민해지며 피부의 변화, 빈혈, 식욕부진, 저항력 약화 등이 나타나고 더 진전되면 부종, 간비대증이 생긴다. 콰시오커는 우유나 양질의 고단백식을 제공하는 적절한 식사요법을 통해 치료가 가능하다.

 마라스무스는 단백질과 열량이 동시에 결핍된 증상으로 콰시오커에 비해 심하게 마른 증상이 나타나나 피부나 간기능은 정상으로 나타난다. 또한 부종이 나타나지 않는 것이 콰시오커와 구별되는 점이다. 고단백식과 고열량식이로 수정이 가능하다. 

 성인의 경우 단백질 결핍증은 주로 알코올 과다섭취로 인해 식사를 소홀히 하는 경우에 나타난다. 간의 지방 축적이 높아져서 지방간이나 간경변증을 유발할 수 있다. 

 

② 단백질 과잉섭취

 단백질 과잉 섭취시 단백질을 열량원으로 이용하여 지질이나 탄수화물의 연소를 감소시킴으로써 체지방의 축적을 가져온다. 특히 동물성 단백질을 과잉으로 섭취할 경우에는 동물성 단백질에 풍부한 황 함유 아미노산의 대사로 산성 대사물이 많아지면서 이를 중화시키기 위해 소변을 통해 신체 밖으로 칼슘을 배설시키게 되어 칼슘의 손실이 많아진다. 따라서 동물성 단백질을 많이 섭취하는 사람이 칼슘을 충분히 섭취하지 않고 운동도 부족한 경우에는 골다공증 발생 위험이 높아진다.