초가공 식품: 유사한 영양가에도 불구하고 다른 대사 반응
"비슷한 혈당 수치에도 불구하고 더 강한 인슐린 분비 촉진"

칼로리가 전부는 아니다: 

영양 성분이 거의 동일한 두 음식이 건강한 성인에게 서로 다른 대사 반응을 일으켰다. 초가공 식품을 섭취한 후, 측정 기간 전반에 걸쳐 혈당 수치에는 거의 차이가 없었음에도 불구하고 인슐린 분비가 더 크게 증가했다. 통제된 연구 결과에 따르면, 음식 사진에 대한 뇌의 반응 또한 측정된 대사 차이와 연관성이 있는 것으로 나타났다. 

▲ 산업적으로 대량 생산되는 편의식품과 같은 초가공식품은 최소한으로 가공된 식품과는 다르게 신진대사에 영향을 미칠 수 있다. 영양가는 거의 동일하지만, 초가공식품은 훨씬 더 강한 인슐린 반응을 유발한다. © trongnguyen / depositphotos.com

식사가 건강한지 여부는 흔히 칼로리, 지방, 설탕, 단백질 양으로 판단한다. 하지만 산업적인 가공 과정은 단순한 재료 목록뿐만 아니라 식품의 구조 자체를 변화시킨다. 이로 인해 식사 후 영양소가 체내에서 어떻게 활용되는지에 영향을 줄 수 있다.

이는 특히 초가공 식품(Ultra-processed foods)에서 흥미로운 주제다. 노바(Nova) 분류 체계에 따르면, 초가공 식품에는 수많은 가공 단계를 거치고 일반적인 가정 요리에서는 거의 사용되지 않는 전형적인 첨가물이 들어간 공장 제조 제품들이 포함된다. 기존의 관찰 연구들은 이러한 식품의 빈번한 섭취를 다양한 질병과 연관 지었다. 하지만 식품 가공 자체 때문인지, 아니면 대부분 불균형한 영양 성분 때문인지 구분하기는 어려웠다.

버전티에크(Virginia Tech)의 알렉산드라 G. 디펠리체안토니오(Alexandra G. DiFeliceantonio) 연구팀은 이 차이를 실험적으로 조사했다. 이번 연구에는 18세에서 45세 사이의 정상 체중 성인 57명이 참여했다. 이 중 32명은 두 차례의 대사 검사에 모두 참여하여, 서로 다른 날에 각각 초가공 식사와 가공이 적게 된 식사를 제공받았다.

두 식단은 약 300킬로칼로리를 제공했으며 열량, 무게, 탄수화물, 지방, 단백질, 식이섬유, 소금, 수분 및 혈당 상승 효과 측면에서 거의 동일하게 구성되었다. 하지만 실제로 들어간 식품은 달랐다. 최소 가공 식단에는 바나나, 치즈, 계란 등이 포함되었고, 초가공 식단에는 쿠키, 아침 식사용 시리얼, 인스턴트 매시드 포테이토 등이 포함되었다. 연구진은 대사 챔버(Metabolic chamber)에서 식사 후 3시간 동안 에너지 소비와 영양소 소모를 기록하고 반복해서 채혈을 진행했다. 버짓테크의 자크 휴텔린(Zach Hutelin)은 "이 식사들에 영양 성분표가 붙어 있다면 사실상 동일했을 것"이라고 말했다.

비슷한 혈당에도 더 높은 인슐린 반응

측정 결과 명확한 차이가 드러났다. 초가공 식사를 마친 후 전체적인 인슐린 반응이 더 높게 나타났다. 특히 식후 40분에서 120분 사이의 인슐린 수치는 가공이 적은 대조 식사보다 높았다. 혈당 수치는 특정 시점에서 미세한 차이를 보였으나, 3시간의 전체 측정 기간 동안 두 식사 간에 유의미한 차이를 보이지 않았다.

식후 에너지 소비량 역시 초가공 식단 쪽이 전반적으로 더 높았다. 동시에 지방 연소에서 탄수화물 연소로의 전환이 약화되는 모습이 관찰되었다. 이는 비슷하게 구성된 식사라도 겉으로 보이는 칼로리나 영양 성분표에 나타나지 않는 방식으로 대사에 즉각적이고 서로 다른 부담을 줄 수 있음을 시사한다. 자크 휴텔린은 "모든 대사 지표에서 차이가 나타난 것을 보고 우리는 큰 충격을 받았다"라고 전했다.

뇌의 반응에서도 나타난 차이

또 다른 실험에서 참가자들은 초가공 식품 사진 14장과 가공이 적은 식품 사진 14장을 시청했다. 기능적 자기공명영상(fMRI)을 통해 연구진은 뇌 활동을 측정하고, 참가자들이 제시된 음식에 얼마를 지불할 의향이 있는지 답하게 했다. 이 조사에는 52명이 참여했다.

대사 데이터와 뇌 데이터를 모두 분석할 수 있었던 29명의 경우, 탄수화물 연소의 차이가 음식 사진에 대한 특정 뇌 영역의 반응과 연관되어 있었다. 여기에는 동기 부여, 학습, 보상에 관여하는 선조체(Striatum) 부위가 포함되었다. 반면 식품에 대해 지불하고자 하는 금액은 두 가공 단계 간에 유의미한 차이를 보이지 않았다. 따라서 뇌 데이터는 연관성을 입증하지만, 단 한 번의 식사가 참가자들의 선호도를 바꾸었다는 것을 의미하지는 않는다.

아직 가공 방식 자체를 원인으로 단정할 수 없는 이유

이번 결과는 식사의 효과를 평가할 때 일반적인 영양성분표 이상의 요소가 작용한다는 점을 보여준다. 그러나 어떤 특성이 이러한 차이를 유발했는지는 아직 명확하지 않다. 단백질의 양은 같았지만 단백질 출처까지 완전히 같지는 않았으며, 첨가물이나 식품의 물리적 구조 역시 달랐다. 특히 이러한 물리적 구조는 이번 연구에서 직접적으로 측정되지 않았다.

또한, 이번 실험은 젊고 건강한 사람들을 대상으로 한 소규모 식사 조합만을 테스트했다. 단기적인 반응을 측정한 것이므로 오랜 기간 섭취했을 때의 당뇨병이나 기타 질환 위험을 반영하지는 않는다. 뇌 신호와의 연관성 역시 초가공 식품이 자동으로 더 많은 음식 섭취로 이어진다고 단정할 수는 없다.

알렉산드라 G. 디펠리체안토니오 연구원은 "우리는 산업 첨가물이나 특정 가공 단계처럼 대사 반응에 차이를 유발할 수 있는 구체적인 요인들을 앞으로 조사하려고 한다"라고 밝혔다.

연구진은 다양한 식품, 더 큰 제공량, 그리고 다양한 인구 집단을 대상으로 한 추가 실험을 통해 실제로 어떤 가공 특성이 대사 반응을 일으키는지 밝혀낼 계획이다.

출처:

Nature Metabolism, doi: 10.1038/s42255-026-01619-4 

Virginia Tech

Nature Metabolism

[더사이언스플러스=문광주 기자]

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