다시보자, 오메가3 지방산의 '산패율'

• 이보현 약사 "제품 선택 때 산패율 꼭 확인해야"

[1] 오메가 3 지방산의 신선도

오메가3지방산은 자연계 원재료에서 얻어지기 때문에, 제품화된 지방산 원료의 등급은 그 종류가 매우 다양하며, 이것이 곧 오메가 3지방산 제품의 품질을 결정짓고, 또한 이는 원재료의 관리 및 공정과정에 의해서도 결정된다.

그리고 또 살펴 볼 것이 오염(contamination) 문제이다. 생선은 수은, dioxin, PCB 와 같은 독성물질들을 쉽게 축적한다. 특히 수은은 태아에게 신경독성을, dioxin, PCB은 낮은 농도로 지속적으로 노출시 발암성을 갖거나 기타 해로운 작용을 할 수 있다.

그런데 특히 지질이기에 신선도(freshness, 산패율)도 역시 매우 중요한 문제이다. 바로 이번에 주로 다룰 주제이다. 산패한 어유(fish oil)는 매우 심한 악취와 맛을 나타내면서 안전하지 않고 효과도 보장할 수 없다. 그동안 우리는 오메가 3지방산 제품에 대해서 오염원에 대한 검사분석까지만 확인해 왔다. 그러나 한국은 아직 검사규정이 공식적으로 지정되진 않았지만 전세계적으로 오메가3를 포함한 어유제품군의 산패도 검사 및 관리의 중요성에 대한 주장이 점점 더 커지고 있다.

액상 어유는 향미로 마스킹되어 있고 연질캡슐이나 장용성 캡슐로 제형화되어 있는 것이 산패도를 확인할 수 있는 냄새나 맛을 인지할 수 없게 하여 전문적 과학적인 산패도 검사의 도입이 필요하다. 또한 peroxide와 같은 무취한 성분들 때문에 산패된 어유 제품들에 대한 안전성을 더욱 주도 면밀하게 고려해야 할 수 있다.

이렇게 오메가3지방산처럼, 의약품과 달리 건강기능식품은 모든 제품 내용물이 라벨링되어 있는 것처럼 정확히 들어 있는 것은 아니며, 설사 정확한 양이 들어 있다치더라도 오염 또는 산패가 되었을 가능성도 고려해야 한다.

EU는 2008년부터 어유(fish oil)를 원료로 하는 제품들의 제조 생산 규제를 강화하기 시작했다. 그럼에도 불구하고, 분해 산물 및 산화물의 존재, 그리고 이들의 인체에 미치는 영향에 대한 관심은 오히려 점점 더 증가하고 있고, 원재료의 선택, 수송, 보관, 가공 조건등 프로세스 중에 생성 또는 제거되는 성분들에 대한 조사들도 역시 이뤄지고 있다.

이러한 영양보충제의 제반사항을 규제할 Codex standard, European Pharmacopoeia standard, The Global organization for EPA and DHA (GOED) recommendation등 각종 표준 지침 및 권장사항들이 정부의 직접적인 관리와는 무관한 상업적 거래 관계인 당사자들간의 편이를 도모하는 방향으로 이루어져 왔기 때문이다

원료제조사들은 유럽의 경우 대부분 어유 원재료를 칠레, 페루, 모로코등으로부터 수입하여 정제및 농축 가공하여, 빛을 차단하고 불활성 기체로 봉인하여 밀폐된 컨테이너에서 보관 후 직접 제품화하여 시장에 내놓거나 가공된 원료상품을 바이어 및 상품제조사와의 거래로 넘기거나 주문생산하게 된다. 원료들은 대체로 각자 부여받은 fatty acid profile을 가지며 개봉전 산화 정도와 free fatty acid 내용물에 대해서도 제시되어 있다. 그러나 이 모든 과정들이 투명하게 잘 알려져 있지 않다는 것이 문제이다. 이같이 원재료로부터 어유 또는 오메가 3제품화 프로세스를 언급하는 이유는 오메가3제품내에 각종 분해 산물, 산화물, 제조 공정상 생성되는 물질들의 존재가 원재료의 구성 및 처리, 원유의 추출공정계수, 정제 및 농축 기술, 캡슐화 전 처치기술, 캡슐화 기술, 수송 요건등에 달려 있기 때문이다.

원재료는 solid, oil, water로 구성되어 있으며 가열 및 효소 처리후 원심분리로 solid를 제거하고 더운 물로 세척하면 원유(crude oil)로 전환되며, 원재료 및 원유의 공정 및 보관중 발생하는 분해 산물과 원재료에 존재하는 원치 않는 물질들을 제거하기 위해 냉각, 중화, 표백, 탈취, 증류등 다양한 방식의 정제 과정을 거치게 된다. 이러한 정제과정에서 어유는 높은 온도에 노출되어 polymers, cyclic fatty acid monomers (CFAM) , geometrical isomers (mostly mono and di-trans-fatty acids) of EPA and DHA와 같은 비휘발성 분해 산물의 생성이 초래될 수 있고 특히 생선 냄새를 제거하기 위한 탈취 과정은 높은 공정 온도에 의해 2차산화물의 생성을 촉발시킨다.

산화물과 분해산물의 생성량은 원재료의 신선도 및 산화적 특징, 보관 온도 및 기간 그리고 공정 온도, 압력, 촉매와 같은 공정 계수에 따라 결정된다. 공정이후 제품화된 지질의 과산화 속도는 실온 조건에서도 빛, 열, 산소 농도의 영향을 받으며, 4∘ C의 냉암소에 보관하더라도 산화는 계속 진행된다. 특히 빛에 의한 산화는 단백질, 중금속 및 그 결합물등 불순물의 존재시 더욱 경향이 커진다.

그래서 오메가3제품에 비타민E, 로즈마리 등 항산화제를 첨가하기도 하지만 산화물의 감소에는 도움이 될 수 있으나 산화의 진행을 막지는 못한다. 또한 지질의 한 종류인 phospholipids은 triglycerides보다 더욱 산화되기 쉽다. Long chained n-3 polyunsaturated fatty acids는 쉽게 산화되어 각각 다른 성격을 갖는 1차산화물(primary), 2차산화물(secondary) , 3차산화물 (tertiary)로 전환될 수 있다. 특히 지질의 특성상, 원재료에서 시작된 지질의 산화는 시간과 공정을 거쳐가면서 소위 chain reaction이라 하여 연속적으로 진행되며, 결국 산화 결과물은 시간이 지날수록 광범위해진다.

1차산화물은 무미,무취한 lipid peroxide로서 peroxide value(PV)로 제시되고, 이 1차산화물의 분해는 휘발성, 비휘발성의 2차산화물(secondary oxidation products)의 혼합물을 형성하는데, 이 중 가장 많은 건 aldehyde이고 그 외 ketone, alcohol,acid등이 있다. 이 중 휘발성 물질이 강한 생선 비린내로 산패된 어유임을 근거하며. 2차산화물들은 anisidine value(AV)로 제시된다. 3차산화물은 dimeric, trimeric, triacylglycerol과 같은 상대적 비반응성 화합물이다. 1차산화물인 lipid peroxide들과 2차산화물들의 정확한 측정은 사실 gas-chromatography mass-spectrometry 또는 다른 chromatographic techniques 들이 필요하지만 비용과 인력 조건의 한계에 부딪치게 된다.

그래서 지질 제품의 산화적 상태를 비특이적이긴 하지만, 반복가능하고 단순하며 비용효과적인 동시에 오메가 3제품의 권장하는 maximum level에 대한 가이드라인이 존재하는 peroxide value (PV) 와 anisidine value (AV) 측정으로 쉽게 평가할 수 있다. Peroxide value (PV)는 지질내 peroxide 농도를 정량하는 simple titration이고, anisidine value (AV)는 2차산화물 농도를 측정할 수 있는 colorimetric test로서, 이 두가지 측정치로 총 산화지수(total oxidation TOTOX = 2 × PV + AV)를 도출해 낼 수 있다.

산화된 어유의 인체에 대한 유효성과 유해성에 대한 근거는 아직 정확한 임상데이터가 확보되지 않았다. 그러나 그건 시간문제 일것이다. 대개 산화된 지질은 기존 생리학적 활성이 효과가 없거나 유해하게 변질된다. 그렇다면 다음과 같이 그 영향을 유추해 볼 수 있다. 오메가3지방산의 명확한 작용기전들이 밝혀진 것은 아니지만, 중성지방의 감소는 sterol receptor binding protein 1-c (SREBP1-c) 및 peroxisome proliferator activated receptor alpha (PPAR-𝛼)와의 상호작용으로, 항염, 혈압강하, 혈소판응집억제 효과는 cyclooxygenase에 대해 arachidonic acid와의 경쟁적 저해로, 항부정맥효과는 ion channel에 대한 stearic interference에 의해, 인슐린 감수성 증가는 PPAR-𝛾 intracellular transcription factor와의 상호작용 및 G-protein linked receptor GPR120와의 결합에 의해 , 항산화 효과는 세포막 유동성에 영향을 미치는 것을 착안해 볼 때, 지질 산화물인 lipid peroxide는 변형된 구조, 극성, 반응성을 갖게 되면 이러한 작용기전들이 제대로 진행될 수 없다는 것을 짐작할 수 있다. 즉 오메가3지방산의 유효성이 사라지는 것이고, 변형된 형태는 반응성이 높은 과산화물이므로 인체 조직 및 체내 영양성분의 산화를 유도하여 유해성을 근거할 수 있게 된다.

실제 매장에서 판매중인 오메가 3제품을 일시에 수거해 산패율을 측정해 보니 산패도가 높은 제품이 11-62%나 나왔다는 보고도 있다. 즉 방치된 오메가3지방산 제품의 산패율은 심각하고 산패된 지질의 섭취는 차라리 오메가3지방산을 섭취하지 않는 것보다 못 하게 된다.

따라서 어유 및 오메가3지방산 제품들은 단순하게 라벨링된 EPA, DHA 함량만 체크할 일이 아닌 것이다. 실제로 시중 대부분의 어유 및 오메가3 지방산 보충제들은 EPA, DHA, 기타 지방산, 첨가물, 확인되지 않은 잠재적 독성의 lipid peroxide들과2차산화물의 복합제라고 보는 것이 타당할 것이다.

오메가3지방산 제품을 선택시, 산패도 측정결과 각 지수별 다음 상한치를 넘지 않은 것을 확인하기 바란다. PV : max 5mEq/kg AV: max 20mEq/kg TOTOX : max 26mEq/kg