단백질, 양보다 중요한 건 ‘질’
단백질은 우리가 건강을 유지하는 데 필수적인 3대 영양소 중 하나입니다.
근육 생성, 효소 반응, 면역력 유지 등 그 역할은 실로 광범위합니다.
몸무게 Kg당 1g에서 1.5g까지 섭취하는 것이 공식처럼 여겨지고 있습니다만,
그런데 똑같이 50g의 단백질을 먹었다고 해서 그 질과 효과가 같을까요?
단백질 쉐이크, 동물성 단백질과 식물성 단백질을 비교해서 어떤 것이 더 효율적이고 효과적인지 궁금했습니다.
단순히 생각했을 때, 단백질을 소화 흡수할 때는 아미노산 형태로 흡수하기 때문에,
쉐이크가 월등히 앞설 것으로 생각했습니다.
정말 맞는지, 단백질의 질을 평가하는 방법을 통해서 살펴보겠습니다.
단백질의 ‘질’을 평가하는 방법은 다양하지만, 과학적으로 가장 많이 사용되는 방식은 다음의 세 가지입니다.
- 단백질 효율 비율(Protein Efficiency Ratio, PER)
- 생물가(Biological Value, BV)
- 단백질 실이용률(Net Protein Utilization, NPU)
1. 단백질 효율 비율 (PER)
정의: 동물이 일정 기간 동안 섭취한 단백질 1g당 얼마나 체중이 증가했는지를 측정하는 지표입니다.
공식: PER = 체중 증가량 (g) / 단백질 섭취량 (g)
예시: 쥐에게 10g의 단백질을 섭취시켜 체중이 2g 증가했다면, PER은 0.2입니다.
PER 값이 높을수록 성장에 더 효과적인 단백질이라는 뜻입니다.
한계: 이는 주로 성장기 동물을 대상으로 측정하므로, 성인 인체의 이용 효율을 평가하기에는 한계가 있습니다.
2. 생물가 (BV)
정의: 섭취한 단백질 중 체내에서 실제로 합성에 사용된 질소의 비율을 의미합니다. 다시 말해, 소화되고 흡수된 단백질이 얼마나 체내 조직에 활용되었는지를 보는 지표입니다.
공식: BV = (질소 보유량 / 질소 흡수량) × 100
예시: 계란은 BV가 약 94로, 가장 높은 수준을 자랑합니다. 이는 섭취한 단백질 대부분이 체내에서 활용된다는 뜻입니다.
한계: 신체에서 실제 사용된 양만 반영하기 때문에, 단백질의 전체 소화율까지는 고려하지 않습니다.
3. 단백질 실이용률 (NPU)
정의: 섭취한 전체 단백질(질소) 중에서 얼마나 체내에 실제로 고정(보유)되었는지를 나타내는 지표입니다. 생물가에 소화흡수율을 곱한 것으로 계산됩니다.
공식: NPU = (체내 질소 보유량 / 섭취한 질소량) × 100
예시: 계란의 NPU는 약 94로, 이는 계란 단백질이 섭취 후 거의 모두가 체내에 이용된다는 뜻입니다. 대두는 약 61 정도로 알려져있습니다.
한계: 실험 과정이 복잡하고 비용이 많이 들어, 연구 환경에서만 주로 사용됩니다.
세 가지 지표 중 가장 효율적인 것은?
일상적인 섭취의 질을 평가하는 데는 NPU가 가장 종합적인 지표라고 할 수 있습니다.
소화율과 이용률을 동시에 고려하기 때문에 실제 섭취된 단백질이 몸에 얼마나 도움이 되는지를 더 정확히 알 수 있기 때문입니다. 하지만 실험 과정이 복잡하고 많은 제한 요소를 갖추고 실험해야 하기 때문에 자주 이용되지는 않습니다.
결국, 생물가(BV)가 임상적으로 널리 사용되며, 실험이 간단한 PER은 성장률과 관련한 평가에 유용합니다.
조리된 단백질 vs. 단백질 쉐이크: 어떤 게 더 나을까?
우리는 단백질을 다양한 방식으로 섭취합니다.
구운 닭가슴살이나 삶은 계란처럼 조리된 형태로도 먹고, 파우더로 만든 쉐이크로도 마시죠.
그렇다면 이들 사이에 단백질의 질 차이는 없을까요?
● 조리된 단백질: 흡수율은 높지만 열에 민감
조리된 동물성 단백질은 일반적으로 높은 소화율과 생물가를 가집니다.
특히, 계란, 우유, 육류는 BV와 NPU 모두 높은 편입니다.
그러나 조리 과정에서 과도한 열을 가하면 변성이 일어나, 특정 아미노산의 생체 이용률이 떨어질 수 있습니다. 예를 들어, 라이신(lysine)은 고온에서 손실되기 쉽습니다.
“Rutherfurd et al., 2015. Effect of different heat treatments on the digestibility of amino acids in milk proteins. Journal of Dairy Science.”에 따르면 고온에서 열처리한 우유 단백질의 BV와 NPU가 낮아졌다고 언급하고 있습니다.
식물성 단백질은 보통 BV와 NPU가 낮은 편입니다.
그 이유는 “필수 아미노산의 조성이 불균형하거나 소화 저해물질(antinutritional factors)”이 존재하기 때문입니다.
그러나 조리 과정을 통해 이러한 저해물질을 제거하면 품질이 높아집니다.
“Gilani et al., 2012. Impact of processing on the digestibility and quality of food proteins. Food & Nutrition Research.”에 따르면, 콩이나 렌틸콩을 열처리하여 소화율을 높인 것을 확인하였습니다.
일반적으로 완두, 대두 등의 단백질에서 발효나 효소 분해 기술을 적용하여, 식물성 단백질의 BV를 80 이상으로 올린 제품들이 나오고 있습니다만, 그래도 동물성 단백보다는 낮은 수준입니다.
● 단백질 쉐이크: 빠른 흡수, 높은 효율
유청(Whey) 단백질, 카제인(casein), 콩 단백질 등으로 만들어진 단백질 쉐이크는 가공 과정에서 소화 효소 작용을 받기 쉬운 형태로 전처리되어 흡수율이 매우 높습니다.
특히 웨이 단백질은 BV가 104 이상으로 보고된 바 있습니다.
“Boirie et al., 1997. Slow and fast dietary proteins differently modulate postprandial protein accretion. PNAS.”에 따르면 짧은 시간내에 빠르게 흡수되어 혈중 아미노산 농도가 급증하는 것이 확인되었습니다.
하지만, 쉐이크 형태는 빠르게 흡수되는 대신, 포만감이 짧고 장시간 단백질 공급에는 적합하지 않을 수 있습니다.
결론: ‘얼마나 먹느냐’보다 ‘무엇을, 어떻게 먹느냐’
단백질 쉐이크와 동물성 단백질, 식물성 단백질을 비교해서 어떤 것이 더 효율적이고 효과적인지 알아보기 위해서 시작한 글이었습니다. 결론은 섭취량과 형태도 중요하지만, 그보다 중요한 것은 단백질의 질과 이용률입니다.
- 평가법으로는 NPU가 가장 정밀하며, BV도 유용한 지표입니다.
- 조리된 동물성 단백질은 포만감과 효율이 뛰어나고, 쉐이크 단백질은 빠른 흡수가 필요할 때 매우 유리합니다.
- 식물성 단백질은 조리와 가공을 통해 충분히 질을 높일 수 있습니다.
결론적으로 포만감과 효율을 위해서는 조리된 동물성 단백질인, 계란, 우유, 닭가슴살 등이 가장 적합하며, 쉐이크 형태의 단백질은 Whey Protein을 섭취가 용이하도록 만든 것이니 빠른 흡수가 가능한 형태입니다.
다만, 위에 머무르는 시간이 짧기 때문에 다이어트를 위해서 섭취하는 경우에는 쉽게 배고픔을 느낄 수 있을 것입니다.
결국 중요한 건, “얼마나 씹었느냐”가 아니라 “무엇을 소화했느냐”입니다.
고기를 먹든, 쉐이크를 마시든, 내 근육이 지금 필요한 단백질을 섭취하는 것이 중요하다고 생각됩니다.
단백질도 ‘취향’이지만, 건강은 ‘데이터’입니다.
그리고 ‘고기’는 언제나 옳습니다!
Go for eat!
참고문헌
최혜미 외 18인 저, 21세기 영양학, 교문사, 2018.
WHO/FAO/UNU. (2007). Protein and amino acid requirements in human nutrition.