아연은 흔한 금속 중의 하나로 인류는 아주 오랜 옛날부터 아연을 이용하여 왔다. 역사적으로 신석기시대의 다음 단계를 청동기시대라고 하는데, 청동(靑銅)은 구리와 주석의 합금을 말하지만 납이나 아연이 추가되기도 하였다. 한반도에서는 기원전 10세기경에 이미 아연이 포함된 청동기가 사용되었다. 아연과 구리의 합금인 놋쇠(황동, 黃銅)도 오래 전부터 사용되었다. 그러나, 아연 그 자체가 알려진 것은 훨씬 후의 일이다. 아연을 하나의 독립된 금속으로 인식하고 생산하기 시작한 것은 14세기 인도에서였다. 그러나, 1746년 순수한 아연을 추출하는데 성공하여 아연의 발견자라는 명예를 얻은 사람은 독일의 마르크그라프(Andreas Sigismund Marggraf)이다.
아연의 영어 이름 ‘징크(zinc)’는 독일어의 ‘zink’에서 왔으며, 이 단어는 스위스의 의사이며 화학자인 파라셀수스(Philippus Aureolus Paracelsus)가 이 물질의 결정이 날카롭고 뾰족하였기 때문에 독일어에서 뾰족하다는 뜻을 갖는 ‘zinke’ 또는 ‘zinken’에서 따와 1526년에 처음으로 사용하였다. 그러나, 그 당시에는 이 광물을 하나의 원소로 인식하지는 못하였으며, 한 동안 아연은 주석이나 비스무스와 같은 다른 원소와 혼동되기도 하였다. ‘아연(亞鉛)’이란 이름은 눈으로 보기에 납(연, 鉛)과 비슷하다 하여 일본에서 붙인 이름이지만, 아연과 납은 전혀 틀린 성질을 가진 원소이다. 아연의 원소기호는 ‘Zn’이고, 원자번호는 30이며, 원자량은 65.39이다.
여러 유용한 물건을 만들 수 있는 광물로만 여겨지던 아연이 인체에 유용한 미네랄로 인식되기 시작한 것은 1950년대부터이다. 1961년 이란의 농촌 지역에서 나타난 ‘왜소증(矮小症, dwarfism)’ 및 ‘성선기능저하증(性腺機能低下症, hypogonadism)’이 아연 결핍에 의한 것이 밝혀지면서 아연의 중요성에 관심이 기울여지게 되었다. 미국에서는 1974년에 처음으로 아연에 대한 섭취 권장량이 설정되었고, 우리나라에서는 1995년에 처음으로 영양 권장량이 제시되었다. 한국영양학회에서 2005년에 발표한 한국인영양섭취기준에 의한 아연의 일일 권장섭취량은 남자 성인 8~10mg, 여자 성인 7~8mg, 임신부 10~11mg, 수유부 13mg 등이며, 청소년은 7~10mg이다. 상한섭취량은 남녀 모두 성인의 경우 35mg이고, 청소년은 18~34mg이다.
아연은 모든 체세포 내에 있으며 단백질 합성과 성장을 위해 필수적인 미네랄이다. 아연은 성호르몬을 비롯한 여러 호르몬의 활동에 관여하며, 인슐린 분비와 미각작용에도 관여한다. 또한 아연은 생체 내에서 활동하는 200종이 넘는 효소의 구성성분이 되어 체내에서 이루어지는 중요한 대사과정에 다른 어떤 미네랄보다도 많은 역할을 한다. 아연은 정상적인 세포분열에 반드시 필요하며, 특히 면역체계와 같이 세포의 교체가 빠른 조직에서 필수적인 역할을 하여 면역능력을 향상시키는 작용을 한다.
아연은 여러 식품에 널리 분포하기 때문에 결핍되기 어려우나 요구량이 많은 성장기 청소년의 경우 부족하기 쉽다. 아연의 결핍 증상은 약한 징후에서부터 심하면 사망에 이를 정도로 심각한 것까지 다양하다. 아연 부족의 대표적인 증상들은 성장 부진, 미각 감퇴, 면역능력 감퇴, 성기능 장애, 상처회복 지연 등이 있으며, 피부에 변화가 오거나 탈모, 설사, 식욕감퇴, 정신적 무기력 등이 나타나기도 한다. 임신부의 아연 섭취가 부족하면 기형아나 저체중아를 출산할 수도 있다.
아연은 굴에 특히 많으며 육류, 유제품, 달걀, 조개류, 콩류, 곡류, 해조류 등에도 많이 들어있다. 아연의 흡수는 주로 십이지장 말단과 공장(空腸)에서 이루어지는데 인체 내의 아연 수준, 섭취량, 식이의 종류, 흡수 촉진인자 및 방해인자 등에 의해 영향을 받는다. 인체 내의 아연 총량은 1.5~2.5g 정도로 일정하며, 체내 보유량이 낮을 때에는 흡수가 증가하고 보유량이 충분하면 흡수가 감소한다. 또한 아연의 섭취량이 낮을수록 흡수율이 높아진다. 동물성 단백질이나 아미노산, 구연산 등은 아연의 흡수를 촉진하며, 식이섬유, 피트산(phytic acid)을 비롯하여 철, 구리, 칼슘, 인 등의 미네랄은 흡수를 방해한다.
영양보충제 등에 들어있는 단순염 형태의 아연은 흡수율이 40~90% 정도로 높지만, 일반 식품에 들어있는 아연의 흡수율은 약 20%(14~40%) 정도로 낮으며, 일반적으로 동물성 식품에 포함되어 있는 아연이 식물성 식품에 들어있는 아연보다 잘 흡수된다. 아연의 가장 좋은 공급원은 굴이며, 섭취 빈도를 고려하면 육류, 유제품, 달걀, 조개류가 주된 공급원이다. 식물성 식품 중에는 콩류, 곡류 등에 비교적 많이 있으며, 과일과 야채에는 소량밖에 없다. 곡류에 있는 아연은 주로 껍질부분에 존재하기 때문에 도정에 의해 대부분 손실된다.
흡수된 아연은 인체 내의 모든 세포, 조직, 기관 및 체액에 널리 분배되며, 체내 아연의 약 90%는 근육과 골격에 존재한다. 간으로 이동된 아연은 30~40%가 간에 축적되고, 나머지는 알부민(albumin)과 결합된 형태로 혈액을 통하여 다른 조직으로 이동된다. 혈장에 존재하는 아연은 전체의 약 0.1% 정도이며, 대부분의 아연은 세포와 세포막에 존재하는 여러 금속효소(metalloenzyme)에 결합되어 있다. 아연의 주요 배설 경로는 대변이며 2~10% 정도만 소변으로 배설된다. 대변으로 배설되는 아연은 장에서 흡수되지 않은 것과 췌장이나 담즙의 분비물, 소화기관 점막세포에서 분리된 것 등이다.
식품을 통하여 섭취한 아연에 의해서는 부작용이 없는 것으로 알려져 있으나, 영양보충제 등을 통해 과다하게 섭취하였을 경우에는 부작용이 발생하기도 한다. 아연의 과다에 의한 유해영향 중 가장 민감한 증세는 적혈구 ‘superoxide dismutase(SOD)’의 활성저하이다. SOD는 초과산화이온(superoxide)을 산소와 과산화수소로 변경시킴으로써 세포가 산화되는 것을 방어하는 역할을 하는 효소이다. 이외에도 아연이 만성적으로 과잉일 경우에는 면역반응 손상, 좋은 콜레스테롤로 알려져 있는 HDL 농도 저하, 구리 영양상태 저해 등의 유해영향이 나타난다. 급성 유해 영향은 200mg 이상에서 나타나며, 아연도금 용기를 사용한 경우 급성 독성이 발생하였다는 보고가 있었다. 급성 독성의 증세는 구역질, 메스꺼움, 식도 및 위의 통증, 복부경련 및 설사 등이다. |
