지방 (Lipid): 구조, 대사 및 건강의 역학
지방은 탄소, 수소, 산소로 구성된 유기 화합물이며, 물에 녹지 않고 유기 용매에 녹는 성질을 가집니다. 체내에서는 에너지 저장, 체온 유지, 충격 흡수 등 다양한 생리적 역할을 수행합니다.
1. 지방질의 복합적인 분류 체계
지방은 화학 구조에 따라 크게 세 가지로 분류되며, 이 중 중성지질(Neutral fat)이 식품과 체내의 대부분을 차지합니다.
단순 지방질 (Simple Lipids)
글리세롤(Glycerol)과 지방산(Fatty Acid)의 에스테르 결합으로만 이루어진 지방입니다.
- 중성지질 (Neutral Fat): 1분자의 글리세롤과 3분자의 지방산으로 구성. 체내 주요 저장 형태.
- 왁스 (Wax)
2. 지방산의 길이 및 결합 유형
지방산은 탄소 사슬의 길이와 이중 결합 유무에 따라 특성이 달라지며, 이는 식품의 성질과 건강에 직접적인 영향을 미칩니다.
지방산 사슬 길이별 분류
- 짧은 사슬 지방산: 탄소수 4~6개 (예: $\text{Butyric acid}$ – 버터)
- 중간 사슬 지방산: 탄소수 8~12개 (예: $\text{Caprylic acid}$ – 야자유)
- 긴 사슬 지방산: 탄소수 12~20개 (대부분의 동물성, 식물성 유지)
- 매우 긴 사슬 지방산: 탄소수 22개 이상
이중 결합 유무에 따른 분류
- 포화 지방산 (SFA): 이중 결합 없음. 주로 상온에서 고체 (예: $\text{Stearic acid}$, 동물성 기름, 버터).
- 단일 불포화 지방산 (MUFA): 이중 결합 1개 (예: $\text{Oleic acid}$, 올리브유). 체내 합성 가능.
- 다가 불포화 지방산 (PUFA): 이중 결합 2개 이상 (예: $\text{Linoleic acid}$, 콩기름). 상온에서 액체.
- 오메가 계열: 이중 결합 위치에 따라 $\text{\omega}-6$ 계열 ($\text{Linoleic acid}$), $\text{\omega}-3$ 계열 ($\text{\alpha-Linolenic acid}$) 등으로 분류.
3. 콜레스테롤과 심혈관계 건강
콜레스테롤(Cholesterol)은 스테로이드의 대표적인 물질로, 주로 동물 조직에서 발견되며 세포막 구성 및 호르몬 합성에 중요합니다. 하지만 과도한 섭취는 심혈관 질환의 위험을 높입니다.
콜레스테롤의 기본 구조 (Steroid Ring)
콜레스테롤은 특징적인 탄화수소 고리 구조(A, B, C, D 링)와 수산기($\text{OH}$), 긴 탄소 사슬($\text{CH}$ 그룹)을 가지고 있습니다.
식품 속 콜레스테롤 함유량 (mg/100g)
권장 섭취량: 성인 하루 300mg 이하 권장.
건강과 트랜스 지방
트랜스 지방은 액체 식물성 기름을 고체로 가공할 때 수소를 첨가하는 과정에서 생성되며, 심근경색 등 각종 심혈관 질환을 유발하는 주요 원인입니다.
4. 케톤체 생성 및 이용 (Ketogenesis & Ketolysis)
심한 기아나 당뇨병 등 저탄수화물 상태에서 지방산이 산화되어 케톤체(Ketone body)가 생성됩니다. 케톤체는 에너지원으로 이용되지만, 과잉되면 케톤증(Ketosis)을 유발합니다.
지방산 산화에서 케톤체 이용까지의 경로
5. 지방의 소화 및 흡수 경로
지방은 물에 녹지 않아 수성 소화 효소와 융합되지 않기 때문에, 소화 과정이 탄수화물/단백질과 다소 복잡합니다.