[연윤열의 푸드톡톡(Food Talk Talk)] AI를 활용한 맞춤형 영양 솔루션①

전분이나 셀룰로스와 마찬가지로 단백질은 매우 작은 분자로 구성된 거대 중합체인데, 그 구성단위를 아미노산이라고 부른다. 아미노산은 10~40개의 탄소·수소·산소 원자로 이루어져 있으며 적어도 1개의 아민그룹(-NH2-)에 속하는 질소 원자를 포함하고 있기 때문에 아미노산이라고 칭하게 되었다. 우리 몸에서 스스로 합성할 수 없기 때문에 반드시 음식물로부터 섭취해야 하는 아미노산을 필수아미노산이라고 한다.

현재까지 알려진 필수아미노산은 류신 (Leucine), 이소류신 (Isoleucine), 발린 (Valine), 라이신 (Lysine), 트레오닌 (Threonine), 트립토판 (Tryptophan), 페닐알라닌(Phenylalanine), 메티오닌 (Methionine), 히스티딘 (Histidine) 등 총 9가지이다.

이 아미노산들은 단백질 합성과 신체의 다양한 생리적 기능을 위해 필수적이다. 예를 들어, 근육 성장과 회복, 신경 전달, 면역 기능 등 여러 중요한 역할을 수행한다. 다양한 단백질 식품, 특히 육류, 생선, 달걀, 유제품, 콩류 등을 통해 이들 필수아미노산을 섭취할 수 있다.

음식에서 발견되는 아미노산은 20여 종류다. 특정 단백질 분자들은 수십 개에서 수백 개의 아미노산 길이를 가지고 있으며, 종종 그 20여 가지의 아미노산 대부분을 포함한다. 짧은 아미노산 사슬들을 펩타이드라고 한다. 미오글로빈은 근육 세포에 산소를 저장하고 운반하는 데 중요한 단백질로, 특히 적색 근육 섬유에 많이 포함되어 있다.

미오글로빈의 농도는 근육의 종류와 활동 수준에 따라 다를 수 있으나 빠른 폭발적 힘을 요구하는 백색 근육 섬유는 미오글로빈 농도가 낮은 반면, 일반적으로 지구력 운동을 주로 담당하는 적색 근육 섬유에는 미오글로빈 농도가 높다.

이는 지속적인 산소 공급이 필요하기 때문이다. 평균적으로, 성인의 근육 조직 100g당 0.5~1.5g 정도의 미오글로빈이 포함되어 있다고 알려져 있다. 나이가 들수록 근감소증과 같은 질병으로부터 해방되기 위해서라도 단백질 섭취가 중요한 것이다.

사람과 마찬가지로 대부분의 동물들은 미오글로빈 단백질을 갖고 있는데 사람의 미오글로빈 단백질 구조와 참치의 미오글로빈 단백질의 구조를 살펴보면 놀랍게도 매우 유사하지만 구성하고 있는 아미노산 서열은 매우 다르다. 개인의 유전체, 대사체, 마이크로바이옴 등의 정보를 바탕으로 최적화된 단백질 구조를 예측하고 예측된 구조를 기반으로 치료약 처방처럼 개인의 질환별 건강상태나 영양불균형에 맞는 메디푸드 개념의 영양소 레시피 처방이 가능해 질 것이다.

식품을 섭취하는 1차 욕구는 배고품에 기인한다. 식량공급이 절대적으로 부족한 환경(시대, 국가)에서는 1차 욕구에 머물게 되지만 소득이 증가하고 경제가 발전함에 따라 식품의 섭취욕구는 건강지향적으로 변모하게 된다. 인구분포 역시 고령화 사회로 진입하면서 메디푸드와 같은 특수의료용도식품에 대한 수요가 증가한다.

누구나 나이가 들어 감에 따라 근육량이 자연스럽게 감소하는 근감소증이 나타나기 때문에 나이가 들수록 충분한 단백질 섭취는 근육을 유지하고 근감소증을 예방하는 데 필수적이다. 근력이 유지되어야 정상적인 보행과 낙상 등의 부상을 예방할 수 있다.

단백질은 면역 체계의 주요 구성 요소다. 고령자들은 면역력이 약해지는 경향이 있으므로, 단백질 섭취를 통해 면역력을 강화함으로서 감염과 질병에 대한 저항력을 높일 수 있다. 단백질은 신체조직의 회복과 치유에 중요한 역할을 한다. 고령자들은 상처나 수술 후 회복이 더디기 때문에, 충분한 단백질 섭취는 빠른 회복에 필수적이다. 단백질 섭취가 적절하면 철분, 칼슘 등의 흡수가 향상되어 전반적인 영양 상태가 개선된다. /연윤열 ESG 푸드테크 소사이어티 대표