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공액리놀레산(CLA)
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식이섬유가 주종을 이루어 온 다이어트식품 시장에 공액리놀레산(CLA)이 새로운 인기상품으로 주목을 받고 있다. CLA(Conjugated Linoleic Acid)는 1998년 미국에서 다이어트식품으로 처음 판매되었으며, 우리나라의 경우 2006년 6월 ㈜HK바이오텍이 최초로 식품의약품안전청으로부터 건강기능식품 개별인정형 제품으로 승인을 받은 후, 몇몇 업체에서 추가로 승인을 받으면서 TV홈쇼핑 등에서 취급되는 빈도가 늘어나고 있다. 매스컴과 인터넷에서도 CLA의 기능성에 관한 다양한 정보가 제공되고 있으나, 아직은 다소 생소한 제품임에는 틀림없다.
CLA는 필수지방산인 리놀레산과 같이 탄소수가 18개이며, 2개의 이중결합을 갖고 있는 불포화지방산이다. 리놀레산은 10번 탄소와 11번 탄소, 11번 탄소와 12번 탄소 사이는 단일결합으로 되어 있고, 9번 탄소와 10번 탄소 사이 및 12번 탄소와 13번 탄소 사이에 이중결합을 가지고 있다. 리놀레산은 두 개의 이중결합 사이에 단일결합이 2개 존재하는데 비하여 CLA는 이중결합의 위치가 이동하여 두 개의 이중결합 사이에 단일결합이 1개만 존재한다. 이처럼 이중결합이 단일결합을 사이에 두고 짝으로 존재하는 경우를 “공액이중결합(共軛二重結合)”이라고 한다. 공액(共軛)이라는 단어가 어렵기 때문에 일반적으로 “공액리놀레산”보다는 “CLA”라는 약칭이 주로 사용된다.
이중결합의 경우 수소(H)가 같은 방향에 있는 시스형(cis형)과 서로 다른 방향에 있는 트랜스형(trans형)이 있으며, 이처럼 화학구조는 같고 방향만 틀린 경우를 “기하이성체(幾何異性體)”라고 한다. CLA는 리놀레산과 이중결합의 위치가 바뀐 “위치이성체(位置異性體)”이며, 각 이중결합에는 시스형과 트랜스형의 기하이성체가 존재할 수 있으므로, 이론적으로는 8종류의 CLA가 있을 수 있다. 그러나, 이 중에서 9번 탄소와 10번 탄소 사이에 시스형 이중결합이 있고, 11번 탄소와 12번 탄소 사이에 트랜스형 이중결합이 있는 것(9cis, 11trans)과 10번 탄소와 11번 탄소 사이에 트랜스형 이중결합이 있고, 12번 탄소와 13번 탄소 사이에 시스형 이중결합이 있는 것(10trans, 12cis)이 생리활성이 높은 것으로 알려져 있다. 참고로, 필수지방산인 리놀레산의 이중결합은 모두 시스형이다.
일반적으로 이야기하는 해로운 트랜스지방산은 이중결합이 하나뿐인 단일불포화지방산이다. CLA도 트랜스형 이중결합을 포함하고 있는데 인체 내의 작용이 틀린 이유는 공액화(共軛化)되어 있기 때문이다. CLA에서는 짝을 이룬 두 개의 이중결합이 상호 영향을 미치게 되므로 독립적으로 존재하는 이중결합과는 물리적ㆍ화학적 성질에서 현저한 차이가 생기게 된다. 따라서, CLA는 이중결합이 하나뿐인 트랜스지방산과는 물론이고 비공액이중결합인 리놀레산과도 확연히 틀린 기능성을 가지게 되는 것이다. CLA는 아직도 밝혀진 것보다는 모르는 것이 더 많은 신소재이다.
CLA는 현재 경상대학교 교수로 재직중인 하영래 박사가 1987년 미국 위스콘신대학(University of Wisconsin)에서 맥도날드사의 위탁으로 쇠고기 패티(patty)에 대한 항암활성을 연구하던 중 처음으로 발견하여 이름을 붙였다. 이후 육류 등 포화지방산이 많은 식품들이 건강에 좋지 않다는 것은 잘 알고 있으나 오랜 식습관에 의해 섭취량이 높아 고민하고 있던 서구사회에 큰 관심을 끌게 되어 관련 논문이 잇달아 발표되었으며, 1990년대 후반부터는 매년 수백 편의 논문이 발표될 정도로 활발한 연구가 진행되고 있다. 현재까지 알려진 CLA의 효능은 다음과 같다.
⊙ 체지방 감소 효과 --- CLA의 대표적인 효능은 체지방 감소이다. 체내에는 “리포단백 라이페이스(lipoprotein lipase)”라는 효소가 있어 단백질과 결합된 상태로 혈액 중에 존재하는 지방단백질(lipoprotein)을 분해하여 지방을 지방세포에 저장하는 역할을 하게 된다. CLA는 이 효소의 활성을 낮추어 체내에 지방이 축적되는 것을 억제한다. 인체에서 지방을 분해하여 칼로리를 발생하는 것은 세포 내의 미토콘드리아라는 조직이 담당한다. 이때 지방산을 미토콘드리아로 운반하는 역할을 하는 것이 카니틴(carnitine)이며, CLA는 카니틴의 활동을 원활하게 하여 체지방의 소모를 촉진시킨다. 또한 CLA는 지방세포가 세포분열을 통해 크기가 줄어들고, 스스로 죽어가는 지방세포의 자가소멸(apoptosis)을 촉진시켜 체지방을 감소시키는 효과도 있다.
⊙ 항암효과 --- CLA가 1987년 햄버거 패티에서 처음 발견되었을 때에는 쥐의 피부암 발생을 억제하는 항암물질로 알려졌다. 그 후 다양한 실험에서 위암, 유방암, 대장암 등 여러 종류의 암 발생을 억제한다는 결과가 발표되었다. CLA가 암 발생을 억제하는 기전은 아직 명확히 밝혀지지 않았으며, CLA의 암세포 증식 억제 또는 자가소멸 증가설, 세포막의 인지질에 유입되어 막의 지방산 조성에 변화를 준다는 설, 유전자 발현을 조절한다는 설 등이 주장되고 있다.
⊙ 기타 효능 --- CLA는 동물실험에서 대식세포의 기능을 향상시켜 면역력을 증강시킨다는 보고가 있으며, CLA를 급여한 동물의 조직에 있는 지방의 산화 정도를 측정하였을 때 항산화력이 나타났다고 한다. 또한, CLA를 섭취한 토끼에서 혈중 콜레스테롤이 감소하였으며, CLA 함유 사료를 먹은 닭의 계란 중의 콜레스테롤 함량이 감소하였다고 한다. 햄스터의 경우는 동맥경화증 발생이 억제되었고, 쥐에 대한 실험에서는 인슐린 분비를 높여서 당뇨병의 치료와 예방에 효과가 있었다는 보고도 있다.
이처럼 CLA의 여러 기능성들이 연구되고 있으나, 현재 우리나라의 식품의약품안전청에서 인정한 기능성은 “과체중인 성인의 체지방 감소에 도움을 줄 수 있습니다” 정도이고, 다른 기능성은 아직 인정하지 않고 있다. 또한, “CLA 제품 섭취로 인해 위장장애가 나타날 수가 있고, 영ㆍ유아 및 임산부는 섭취를 삼가야 하며, 식사조절 및 운동을 병행하는 것이 바람직하다”고 단서를 달고 있다. 모든 건강기능식품이 그렇듯이 CLA 역시 부족한 부분을 보충하여 주는 보조제일뿐 다이어트의 특효약이 아니므로 이것에만 너무 의존하는 것은 바람직하지 않다.
건강기능식품에는 고시형과 개별인정형이 있으며, CLA는 개별인정형 제품이다. 고시형은 기능성이 과학적으로 입증되어 일정한 자격을 갖춘 업자라면 누구나 제조할 수 제품이고, 개별인정형은 아직 고시형에 포함되지 않은 소재에 대하여 제조업자가 기준과 기능성을 개별적으로 승인 받은 제품을 말한다. CLA의 체중감소 효과에 대하여 서양에서는 인체에 대한 실험 결과도 있지만, 식품의약품안전청에서는 아직 인정하지 않고 있다. 일반적으로 기능성 자료로 외국자료와 국내자료를 동일하게 취급하지만 체중 관련 기능성의 경우는 나라에 따라 비만도와 식습관이 다르기 때문에 우리나라 사람을 대상으로 한 인체시험이 필요하기 때문이다. CLA는 현재 식품의약품안전청에서 고시형으로 지정할지 여부를 검토 중에 있다.
요즈음 문제시 되고 있는 수소첨가 경화유에도 상당량의 CLA가 포함되어 있다. 경화반응의 결과로서 다양한 트랜스지방산이 생성되며, 그 중에는 몸에 해롭다는 트랜스지방산뿐만 아니라 생체 내에서 다양한 기능을 하는 CLA도 동시에 생성된다. 현재는 트랜스지방산이 ‘건강의 적’으로 지탄을 받고 있으며, 이것이 많이 포함된 마가린, 쇼트닝 등의 제품이 기피의 대상이 되고 있다. 그러나, 앞으로 연구가 계속되면 이들 식품은 CLA도 함유하고 있으며 CLA는 상당히 적은 양으로도 생리활성 효과를 나타내므로, 암 발생을 억제하는 유용한 식품으로 평가 받을 가능성도 있다.
마가린 및 쇼트닝 외에도 CLA를 비교적 많이 함유한 식품은 우유, 치즈, 버터 등의 낙농제품과 쇠고기 등이며, 가금류나 난류(卵類) 및 일부 해산물에도 미량 들어있다. 자연계에 존재하는 CLA는 주로 소, 양 등 되새김질을 하는 동물의 위에 서식하는 미생물에 의해 만들어지고, 이들 동물의 몸 속으로 흡수되어 육류, 우유 등에 함유되게 되며, 이를 섭취한 사람의 혈액이나 모유 등에서도 미량 발견된다. 치즈 제조에 사용하는 미생물도 CLA를 합성하여 치즈는 숙성기간이 길수록 CLA가 증가한다. 그러나, 자연상태에서 만들어지는 CLA의 함량은 매우 적어 기능성을 나타내기에는 부족하므로 식용유지의 리놀레산을 원료로 하여 다량으로 생산하는 방법이 연구되고 있다. 식용유지 중에서도 홍화유에 상대적으로 많은 양의 리놀레산이 포함되어 있어서( 약 75% ) 주로 사용된다.
인공적으로 CLA를 생산하는 방법으로 현재 가장 많이 이용되는 것은 리놀레산을 고온에서 알칼리( 주로 NaOH 사용 )로 처리하는 방법이다. 이 방법은 대량생산과 높은 순도의 제품 생산이 가능하여 경제적이란 장점이 있으나, 합성과정에서 여러 종류의 산화물 및 불순물이 발생한다는 단점이 있으므로 정제를 통하여 유해한 물질을 제거하는 것이 필수적이다. 이 방법으로 합성한 CLA는 9cis, 11trans 이성체와 10trans, 12cis 이성체가 대부분이고( 70~80% ) 나머지 CLA 이성체는 소량이다.
CLA를 합성하는 다른 방법은 효소를 이용하는 것으로서, 이 방법은 자연상태에서 합성하기 때문에 독성에 대한 우려가 상대적으로 적다는 장점이 있다. 반면 단점으로는 아직 리놀레산 이성화효소(linoleic acid isomerase)의 안전성이 입증되지 않았고, 대량생산이 용이하지 않으며 순도가 높지 못하여 가격이 비싸다는 점이다. 이 외에도 미생물을 이용하여 CLA를 합성하는 방법, 자외선 등에 식용유를 쪼여서 CLA를 합성하는 방법, 경화유 제조시 생성된 CLA를 분리ㆍ농축하는 방법 등 여러 가지 방법이 연구되고 있다.
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