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비타민B2
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1926년 골드버거(Joseph Goldberger) 등은 펠라그라(pellagra)라는 질병의 예방에 관한 실험을 하던 중 비타민B에는 열에 불안정하고 신경염 등에 효과가 있는 물질 외에 열에 안정하며 동물의 성장 및 펠라그라 예방에 효과가 있는 물질이 있음을 발견하고, ‘P-P(pellagra-preventing) factor’라고 이름 붙였다. 이듬해인 1927년 영국영양보조인자위원회(the British Committee on Accessory Food Factors)에서는 신경염 등에 효과가 있는 물질을 ‘비타민B1’이라 하고, 골드버거 등이 발견한 물질(P-P)을 ‘비타민B2’라고 구분하였다. 한편 같은 1927년에 셔먼(H.C. Sherman) 등은 골드버거 등이 발견한 물질을 ‘비타민G’라고 부르자고 제안하였다.
그 후 초기에 발견한 비타민들이 흔히 그렇듯이 1934년 비타민B2의 화학적 구조가 정확히 밝혀지기 전까지 한동안 비타민P-P, 비타민B2, 비타민G 등 여러 이름이 함께 사용되었다. 연구가 진척되면서 열에 안정한 비타민B 성분도 단일 물질이 아닌 것이 밝혀졌으며, 오늘날에는 주로 성장 촉진에 관여하는 물질을 비타민B2라고 부르고 펠라그라에 효과가 있는 성분은 비타민B3라고 부르고 있다.
한편 1932년 바르부르크(Otto Heinrich Warburg)는 효모에서 산화를 촉진시키는 효소를 분리하고 ‘황색효소(黃色酵素)’라고 명명하였다. 1933년 쿤(Richard Kuhn)은 비타민B군에 대한 연구를 하던 중 강한 녹색 형광을 발하며 광선에 파괴되기 쉬운 성질을 가진 황색 물질을 발견하고 ‘플라빈(flavin)’이라고 이름 붙였으며, 유래에 따라 난백에서 얻은 것을 ‘오보플라빈(ovoflavin)’이라 하고, 유청(乳淸)에서 얻은 것은 ‘락토플라빈(lactoflavin)’이라 하였다. 쿤은 이 플라빈이 비타민B2라고 하였으며, 1935년 바르부르크가 발견한 황색효소는 인산(燐酸, phosphoric acid)과 비타민B2가 결합된 물질인 것으로 밝혀졌다.
1934년 독일의 쿤과 스위스의 카러(Paul Karrer)는 각자 독자적인 연구를 통하여 거의 같은 시기에 비타민B2의 화학구조를 밝혀내고, 1935년에는 인공적 합성에 성공하였다. 비타민B2가 ‘라이비톨(ribitol)’을 포함하는 화학구조이고 노란색을 띠므로 1937년 미국의사협회(American Medical Association)에서 ‘라이보플라빈(riboflavin, ‘리보플라빈’이라고도 함)’이라는 명칭을 정하였으며, 이는 ‘라이보오스(ribose)’와 라틴어로 노란색을 의미하는 ‘flavus’를 합친 말이다. 라이보오스는 환원시키면 라이비톨이란 알코올이 되며, 둘 모두 5탄당의 일종이다.
비타민B2는 주황색의 결정이며, 노란색을 내는 식품첨가물로 사용되기도 한다. 수용성 비타민으로서 수용액에서는 녹황색 형광을 띤다. 산과 열에는 비교적 안정하여 조리과정에서의 손실은 적은 편이나, 알칼리 용액에서는 대단히 불안정하여 쉽게 파괴된다. 결정 상태에서는 빛의 영향을 받지 않으나, 수용액에서는 빛에 약하여 분해되기 쉽다. 우유를 투명한 유리병보다는 반투명한 용기에 담는 것은 우유에 많은 비타민B2가 햇빛에 의해 파괴되는 것을 막기 위한 목적이다.
식품에 극히 미량 들어있는 비타민이 어떻게 각기병, 괴혈병, 펠라그라 등과 같은 병을 예방할 수 있는가 하는 비밀은 비타민이 효소의 구성성분이 되기 때문에 세포의 화학반응에 필수적이라는 것이 밝혀지면서 풀리게 되었다. 비타민B2는 효소의 구성요소라는 것이 입증된 최초의 비타민이다. 인체의 세포 내에서 이루어지는 대부분의 반응은 산화환원반응이며, 이런 반응에 촉매 역할을 하는 것이 효소이고, 비타민B2는 이 효소를 돕는 조효소인 FMN(flavin mononucleotide)과 FAD(flavin adenine dinucleotide)의 구성성분이 된다. 비타민B2는 자연상태에서는 보통 FMN이나 FAD의 형태로 존재하고, 단독으로 존재하는 경우는 드물다.
FMN 및 FAD는 여러 효소반응에 관여하며, 특히 에너지 대사에서 중요한 역할을 한다. 탄수화물, 지방, 단백질의 대사 경로에서 탈수소화반응(dehydrogenation), 수산화반응(hydroxylation), 산화탈탄산반응(oxidative decarboxylation), 이산소화반응(dioxygenation) 등에 필수적이며, 과산화수소와 같은 라디칼(radical)을 제거하는 산화환원 순환반응에도 참여하여 항산화제로서의 역할도 한다. 또한 FMN 및 FAD는 비타민B3(나이아신), 비타민B6(피리독신), 비타민B9(엽산) 등 다른 비타민의 대사에 관여하는 효소의 조효소로도 작용하므로 심각한 비타민B2 결핍은 다른 많은 효소계에도 영향을 미칠 수 있다.
비타민B2는 성장을 촉진시키기 때문에 결핍 시에는 성장이 부진할 뿐만 아니라 피부병이 생기고, 입 안이나 입술, 혀 등 입 주위에 염증이 생기며, 치아 출혈이나 눈의 충혈이 나타나기도 한다. 경미한 결핍 시에는 전신 피로감이나 무력감이 나타난다. 대부분의 식품에는 비타민B2뿐만 아니라 비타민B1이나 비타민B3와 같은 B군의 비타민을 동시에 함유하고 있으므로, 비타민B2의 결핍증은 단독으로 나타나는 일은 드물며 다른 비타민의 결핍증과 동반되어 나타난다. 특히 당뇨병, 알코올중독, 간질환, 심혈관계 질환 등을 앓고 있는 사람은 비타민B2의 결핍증에 걸리기 쉬우며, 경구피임약이나 정신안정제 등의 약물을 복용하는 사람도 결핍이 생기기 쉽다.
한국영양학회에서 2005년에 발표한 한국인영양섭취기준에 의한 비타민B2의 일일 권장섭취량은 성인의 경우 남자는 1.5mg, 여자는 1.2mg이고, 임신과 수유 중에는 각각 0.4mg, 0.5mg이 추가로 요구된다. 비타민B2를 다량 섭취하였을 경우의 독성이나 부작용이 보고된 것은 없으며, 따라서 비타민B2에 대하여는 상한섭취량이 설정되어 있지 않다. 고용량의 비타민B2 보충제를 복용할 경우 소변의 색이 노랗게 변하기도 하는데 이는 해로운 부작용은 아니며, 비타민B2의 배설량이 증가되어 나타나는 자연스러운 현상이다. 다른 수용성 비타민들과 마찬가지로 비타민B2 역시 체내에 저장되지 않으며, 필요량 이상은 빠르게 배출된다. 배출은 주로 소변으로 이루어지며 땀과 담즙으로도 소량 배출된다.
대부분의 식품에 소량이라도 비타민B2가 함유되어 있으며, 특히 육류, 생선, 우유 및 유제품, 계란 등의 동물성 식품에 많고, 녹황색야채, 두류, 곡류 등 식물성 식품에도 널리 분포되어 있다. 식품 중의 비타민B2는 FMN이나 FAD의 형태로 단백질과 결합하여 존재하며, 섭취 후에는 소화효소에 의해 비타민B2로 전환된 후 흡수된다. 따라서, 비타민B2의 이용도는 FMN이나 FAD가 가수분해되어 비타민B2로 전환되는 정도에 의해 좌우된다. 흡수된 비타민B2는 다시 FMN 및 FAD로 전환되며 특히 간, 심장, 신장 등의 장기에서 함량이 높다.
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