식이섬유는 곡물, 채소, 과일, 해조류 등이 함유하고 있는 가운데 사람의 소화효소로도 소화할 수 없어 주목받고 있다.
화학기업을 중심으로 시장 투입이 잇따르면서 다양한 소재가 등장하고 있으며 기능성을 뒷받침하는 증거들이 계속 축적되고 있다.
다이어트 뿐만 아니라 건강수명 연장에 대응하는 새로운 시장으로 부상하고 있다.
대장 건강에 필수적인 제6 영양소 부상
식이섬유는 5대 영양소에 들어있지 않지만 건강을 위해 꼭 섭취해야 하는 성분으로 최근 변비, 이상지질혈증, 당뇨병, 암 예방에 효과가 있다는 연구결과가 나오면서 제6의 영양소로 부상하고 있다.
식이섬유는 소화효소에 의해 분해되지 않는 영양소로 소장에서 콜레스테롤이 흡수되는 것을 막고 간에서 콜레스테롤로 만들어지는 담즙산을 흡착·배출시켜 콜레스테롤의 빠른 소모를 유도하는 것으로 나타나고 있다.
또 포도당의 체내 흡수를 지연시키기 때문에 혈당의 급격한 상승을 억제해 당뇨병 유발 및 악화를 지연시키는 것으로 파악되고 있다.
일부에서는 대장암도 예방한다는 주장을 제기하고 있다.
식이섬유를 많이 먹으면 변의 양이 증가해 담즙산 농도를 낮게 유지하고 변이 대장을 빨리 통과하도록 해 암 예방 효과가 있다는 것이다.
식이섬유가 장내 세균에 의해 분해되면 단쇄 지방산을 만들어내고 단쇄 지방산이 장내 산도(pH)를 낮춰 유해세균 증식을 억제하며 대장 점막을 튼튼하게 만드는 것으로 알려졌다.
그러나 한국인들은 하루 평균 식이섬유 섭취량이 음식 1000kcal를 섭취할 때 2017년 기준 9.77g에 불과해 권장량 1000kcal당 12g에 훨씬 미치지 못하는 것으로 나타났다.
식이섬유를 30% 이상 함유한 식품은 말린 미역, 파래, 김, 말린 표고버섯, 고사리, 강낭콩 등이며, 대두·팥 등 콩류와 참깨·들깨, 산채류, 무청 시래기 등에도 10% 이상 들어있다.
다만, 식이섬유는 장에서 수분을 흡수해 변의 양을 늘리기 때문에 수분 섭취가 충분하지 않다면 오히려 변이 딱딱해져 배변이 어려울 수 있어 전문가들은 소화력이 약한 노인이나 소아는 식이섬유를 너무 많이 섭취하는 것을 피할 것을 권장하고 있다.
건강 기능성에 미용 분야도 주목…
식이섬유는 크게 불활성과 수용성으로 분류되며 최근 당질, 지질, 단백질, 비타민, 미네랄을 잇는 제6의 영양소로 불리고 있다.
물에 녹지 않는 불활성 식이섬유는 식물세포벽을 구성하는 주요 고분자 화합물인 셀룰로오스(Cellulose), 헤미셀룰로오스(Hemicellulose), 리그닌(Lignin) 등이고, 수용성은 과일에 함유된 펙틴(Pectin), 곤약의 글루코만난(Glucomannan) 등이 있다.
일본인 식사 섭취기준(2015년판)에 따르면, 18-69세 성인이 건강을 유지하는데 필요한 식이섬유는 일일 19g 이상, 남성은 20g 이상, 여성은 18g 이상으로 파악되고 있다.
그러나 2017년 국민건강·영양을 조사한 결과 성인의 평균 섭취량은 15g에 불과했으며 30대 남성은 13.1g, 여성은 12.5g으로 5.5-6.9g 부족해 모든 연령대가 목표량에 미치지 못했다.
식이섬유는 1970년대 초 섭취량이 적으면 대장암 리스크가 높아진다는 논문이 발표되면서 세계적으로 주목받기 시작했으며 이후 다양한 과학적 증거가 더해지면서 주목받고 있다.
프리바이오틱스(Prebiotics)로 장내 환경 개선을 통한 변비 해소 및 면역력 유지·향상 효과가 있으며 식이섬유가 부족하면 대장암 뿐만 아니라 성인병인 동맥경화, 허혈성 심질환, 비만, 당뇨, 지질이상 등의 리스크가 높아지는 것으로 밝혀졌다.
최근에는 다이어트 효과, 피부 거칠어짐 개선 등에 대한 연구가 이루어져 미용 분야에서도 활용되고 있다.
미국에서는 식품의약국(FDA)이 질병 리스크 저감효과를 강조하는 건강강조표시(Health Claims)를 허가하고 있으며 유럽연합(EU)에서는 유럽식품안전청(EFSA)이 보리식이섬유, 보리·귀리 유래 베타글루칸(β-Glucan), 난소화성 덱스트린(Dextrin) 등을 식품별로 평가해 일부에 건강강조표시를 적용하고 있다.
캐나다, 오스트레일리아, 뉴질랜드 등에서도 보리·귀리 유래 베타글루칸 등 식이섬유에 대한 건강강조표시가 허가되고 있다.
일본, 건강·기능성 관여성분 신고 잇달아…
식이섬유 소재는 난소화성 덱스트린을 비롯 폴리덱스트로스(Polydextrose), 구아검(Guar Gum) 분해물, 이소말토덱스트린(Isomaltodextrin), 우뭇가사리 유래 갈락탄(Galactan), 글루코만난, 분말·결정 셀룰로오스, 밀식이섬유, 보리식이섬유, 프락토올리고당(Fructo-Oligosaccharide), 사일리움 껍질 유래 식이섬유, 베타글루칸, 이눌린(Inuline), 키틴(Chitin)·키토산(Chitosan), 펙틴(Pectin), 갈락토올리고당(Galacto-Oligosaccharide) 등이 있다.
일본에서는 Matsutani Chemical, Taiyo Kagaku, Asahi Kasei Chemicals, DSP Gokyo Food & Chemical, Nihon Shokuhin Kako, Japan Corn Starch, 테이진(Teijin), Meiji Food Materia, 듀폰그룹(DuPont Group), Hayashibara, Fuji Nihon Seito 등이 식이섬유를 공급하고 있다.
일본 건강·영양식품협회에 따르면, 일본 식이섬유제품 시장은 1200억-1300억엔, 특정 보건용 식품은 6586억엔으로 추정되고 있다.
특정 보건용은 정장효과 표시 카테고리만으로 식이섬유를 건강 관여성분으로 사용한 식품 시장규모가 193억엔이며 식후 혈당 상승 억제, 식후 중성지방 상승 억제 표시 카테고리를 포함하면 품목이 400개를 넘어 전체의 33% 수준을 차지하고 있다.
생산기업 책임 아래 표시가 가능한 기능성 표시식품은 난소화성 덱스트린을 기능성 관여성분으로 적용한 식품 신고가 2019년 1월 기준 215건으로 파악되고 있다.
특히, 시장에서 우위성을 발휘하고 있는 난소화성 덱스트린은 전분이 원료인 수용성 식이섬유로 장내에서 비피더스균 등 좋은 균을 늘려 장내 세균총을 좋은 환경으로 개선하는 특징이 있으며 Matsutani Chemical 등이 공급하고 있다.
식후 혈당상승 억제, 식후 중성지방 상승 억제, 내장지방 감소, 중성지방 및 콜레스테롤 저감, 미네랄 흡수 촉진 등의 효과가 확인됨에 따라 다양한 식품 및 음료에 배합되고 있다.
새로운 수용성 식이섬유로 주목받고 있는 이소말토덱스트린은 효소로 원료 전분을 처리하며 당도가 거의 없고 냄새가 나지 않는 특징이 있다.
물에 잘 녹고 안정성이 뛰어나 식품의 풍미나 식감을 손상시키지 않고 배합할 수 있다는 점에서 채용이 확대되고 있으며 Hayashibara가 Fibryxa 브랜드로 공급하고 있다.
장내 세균총 및 배변활동 개선, 혈당상승 억제효과, 염증 유도물질 생성 억제작용이 있으며 2018년에는 혈당상승 억제 메커니즘이 해명되고 저용량에 따른 혈당치 변화량이 유의하게 낮아지는 등 새로운 연구결과가 잇따라 보고되고 있다.
장내환경 개선으로 다이어트 효과 “입증”
최근에는 다양한 식이섬유를 조합해 효율적으로 섭취하는 방법에 대한 관심이 높아지고 있다.
시리얼 시장에서는 밀, 보리를 조합하는 등 복합적인 밀류 식이섬유를 이용해 건강기능을 더욱 높인 고부가가치제품 개발이 가속화되고 있다.
테이진은 기능성 식품 사업에서 슈퍼보리 Barleymax를 공급하고 있다.
Barleymax는 오스트레일리아 연방 과학산업연구기구가 개발한 비유전자변형(Non-GMO) 보리품종으로 일반보리에 비해 식이섬유를 약 2배, 저항성 전분을 약 4배 함유하고 있으며 발효속도가 각기 다른 프룩탄(Fructan), 베타글루칸, 저항성 전분이 장 입구에서부터 장내 세균이 많은 장 깊숙이까지 단계적으로 도달하는 특징이 있다.
테이진은 폴리머 해석기술, 헬스케어 영역에서 축적한 지식을 활용해 오스트레일리아기업과 소재를 개발하고 있다.
2018년 12월에는 기능성 식품소재 2탄으로 네덜란드기업과 체결한 이눌린 독점판매계약에 따라 발효성 식이섬유 브랜드 Inulia 판매를 시작했다.
대표적인 식이섬유 배합식품 생산기업인 미국 켈로그(Kelloggs)가 100% 투자하고 있는 일본켈로그는 시리얼 브랜드 All-Bran Premium에 테이진의 Barleymax를 채용해 2018년 2월부터 공급하고 있다.
켈로그그룹이 강점을 보유한 식이섬유에 따른 부피 증가효과가 높은 밀기울과 3개의 식이섬유를 함유해 장 깊숙이까지 도달하는 Barleymax를 혼합해 건강기능이 더욱 향상됐으며 1회 제공량당(50g) 식이섬유를 6.4g 섭취할 수 있는 것으로 파악되고 있다.
켈로그그룹은 해당제품을 180개국 이상에 공급하고 있다.
밀기울 유효성분에서는 아라비노자일란(Arabino-Xylan)에 대한 관심이 높아지고 있다.
밀기울에 22-30% 함유된 아라비노자일란은 장내에서 용출돼 수용성 식이섬유로 작용하는 성분으로 분해되지 않고 대장까지 도달하며 일부가 수용화돼 장내에 생식하는 좋은 균의 먹이가 되는 것으로 파악되고 있다.
밀기울과 동시 섭취하면 효과 백배
일본 식이섬유 연구의 1인자인 아오에 세이이치로 오츠마여자대학 가정학부 식물과학과 교수는 밀기울과 Barleymax의 동시 섭취에 대해 연구해 장내환경 개선효과를 입증했다.
사람 개입시험은 건강하나 배변이 주 5회 이하, 식이섬유 섭취량이 일일 12g 이하로 적은 20-65세 미만의 남녀 60명을 대상으로 플라세보 섭취, 밀기울 단독섭취, Barleymax 단독섭취, 밀기울과 Barleymax 동시 섭취로 분류해 수행했다. 모두 식이섬유 총량은 일일 9.2g이 되도록 조절했으며 시험 전 2주와 4주 섭취한 후의 2주를 관찰해 이중맹검 병행군간 비교를 실시한 결과 일본에서 정한 섭취 목표량 20g을 달성한 것으로 나타났다.
아울러 4개 그룹으로부터 대변 내 DNA를 채취해 차세대 DNA 시퀀서로 장내 세균총 변화를 조사한 결과 밀기울과 Barleymax를 동시에 섭취한 그룹은 섭취 4주째에 박테로이데테스 문(Bacteroidetes)이 장내 세균에서 차지하는 비율이 상승했다.
박테로이데테스 문은 약간 마른 체형인 사람의 장내에 많은 것으로 비만형인 사람의 장내에서는 살이 잘 찌는 것에 대한 지표인 퍼미큐티스 문(Firmicutes)과의 비율(FB)이 낮아져 장내 환경을 살이 잘 찌지 않도록 개선하는데 기여하는 것으로 나타났다.
단독섭취에서는 해당 작용에 대한 유의한 차이가 나타나지 않은 것으로 알려졌다.
