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1. 발견
1900년대 초까지만 해도 동물의 성장과 생명유지에 필요한 성분은 탄수화물·단백질·지방·무기질·물 등 다섯 가지라고 생각되었습니다. 그러나 그 때까지 알려졌던 모든 영양물질을 고루 포함시켜 순수하게 조제된 동물의 사료로 사육시킨 동물이 정상적으로 성장하거나 생존하지 못함을 알게 되면서, 여러 나라의 실험실에서 동물의 생명유지에 필수적인 이 신비한 물질에 대한 연구가 활발해졌습니다. 그 결과 1912년 폴란드의 화학자 C.풍크는 쌀겨로부터 항각기(抗脚氣)의 효과가 있는 성분을 분리해 내는 데 성공하였습니다. 그리고 이 물질 내에는 아민(amine:질소를 함유하는 유기물질)이 함유되어 있다는 것도 밝혔습니다. 그는 이 유기물을 vitamine이라고 명명하였는데, 이는 라틴어의 생명을 의미하는 vita와 amine의 합성어로 생명유지에 필수적인 물질이란 뜻의 이름입니다. 그러나 그 후, 다른 화학자들에 의하여 모든 비타민들이 아민을 함유하고 있지 않음이 밝혀지면서 vitamine의 마지막 e자를 제거할 것을 제안, 채택되어 지금까지 통용되어 오고 있습니다. 그 후, 비타민들의 명명은 그들의 발견순서에 따라 알파벳의 대문자가 붙여지거나 또는 비타민 K의 경우처럼 체내기능을 나타내는 단어의 첫글자를 따기도 합니다. 즉, 독일어나 덴마크어로 Koagulation은 영어의 coagulation, 즉 응고라는 뜻의 용어인데, 이것은 비타민 K가 혈액응고에 필요하기 때문에 붙은 이름입니다. 또, 비타민 B 복합체는 비타민 B가 한 가지 물질이 아니라는 것이 알려지면서 B1, B2, …, B6식으로 명명되었고, 또는 그들의 화학명으로 불리기도 합니다. 비타민 B 복합체가 아니더라도 개개의 비타민은 대부분 자연식품에 몇 개의 다른 화학물질로서 존재하고 있어 필요에 따라서는 그들의 화학명으로 불립니다.

2. 기능
비타민의 체내기능은 매우 광범위한데, 대부분은 효소나 또는 효소의 역할을 보조하는 조효소의 구성성분이 되어 탄수화물·지방·단백질·무기질의 대사에 관여합니다. 생물체의 생명현상은 생체조직 내에서 일어나는 수많은 연쇄적인 화학반응에 의하여 유지되며, 이 일련의 생화학반응들은 효소라고 하는 유기촉매가 존재할 때 정상적으로 진행될 수 있습니다. 또, 효소는 화학반응에 직접 참여하는 물질이 아니므로 자신이 도움을 주는 화학반응에 의하여 완전히 소모되지는 않습니다. 따라서 비타민의 필요량은 매우 소량으로 충분하지만, 이 소량의 필요량이 공급되지 않을 때 생명현상의 유지에 필요한 체내 영양소의 대사가 지장을 받게 됩니다.



3. 종류
일반적으로 비타민은 지용성(脂溶性)과 수용성(水溶性)으로 크게 분류됩니다.
지용성 비타민은 지방이나 지방을 녹이는 유기용매에 녹는 비타민으로서 비타민 A, D, E, F, K, U가 이에 속합니다. 이들은 수용성 비타민보다 열에 강하여 식품의 조리가공 중에 비교적 덜 손실되며, 장(腸) 속에서 지방과 함께 흡수되므로 지방의 흡수율이 떨어지면 이들의 흡수도 지장을 받게 됩니다. 또, 체내에 저장이 되고 모두 탄소·수소·산소로만 구성되어 있습니다. 수용성 비타민은 물에 녹는 비타민으로서 비타민 B복합체·비타민C·비오틴·폴산·콜린·이노시톨·비타민L·비타민P 등이 알려져 있습니다. 이 중에서 비타민B 복합체들은 분자 내에 모두 질소를 함유하고 있으며, 동물의 간에 비교적 많이 존재한다는 점에서 공통됩니다. 그러나 비타민C는 질소를 함유하고 있지 않다 보통 성인 남자의 하루 식품섭취량은 건조된 무게로 약 500g 정도이며, 이 중 약 200mg, 즉 섭취한 식품의 1/2,500 정도가 비타민 섭취량이 됩니다. 이 양은 작은 완두콩만한 크기로 상상하면 됩니다. 몇몇 비타민들은 동물이나 사람의 장내 세균에 의하여 합성될 수 있습니다. 장내에서 합성된 이들 비타민이 인체에 공헌하는 정도는 대단하지 않습니다. 그러나 비타민K와 같은 경우, 항생제를 다량으로 사용한 어린이에게서 세균의 전멸에서 오는 결핍증이 나타날 수 있어 주의를 요합니다.



4. 수용성
비타민B 복합체에는 B1, B2, B6, B12, B13 등이 있는데, 효모 등에 비교적 많이 함유되어 있으며, 어느 것을 추출해도 대개 혼합되어 나옵니다. 그 중에서도 B1이나 B2가 비교적 많으므로순수한 것 대신에 조제품을 사용하는 경우가 있다. 조제품에는 다른 B군 비타민도 혼입되어 있으므로 B2나 B2 이외의 B군 비타민의 대용으로 이 조제품을 써서 목적을 달성할 수가 있습니다. 니아신 ·비오틴 ·판토텐산 ·폴산 ·콜린 등도 B복합체 속에 섞여 있을 때가 있다.

① 비타민 B1
미색의 결정체로서 티아민(thiamine)이라고도 합니다. 비타민 B1은 체내에서 인산 2분자와결합한 형태인 TPP(thiamine pyrophosphate)가 되어 탄수화물 대사과정 중에 조효소로서 매우 중요한 역할을 합니다. 즉, TPP는 탈탄산효소(decarboxylase)의 조효소로서 포도당의 중간 대사물질인 피루브산과 시트르산 회로 중 α-케토글루타르산으로부터의 산화적 탈탄산반응(oxidative decarboxylation)에서 이산화탄소가 이탈되어 나오는 것을 돕습니다. 비타민 B1이 결핍되면 당질대사가 진행되지 않아서 피루브산과 젖산 등의 포도당 중간 대사물질이 혈액과 조직 내에 축적되어 식욕감퇴 ·피로 ·체중감소 ·정신불안 등의 증세가 초기에 나타나기 시작하며, 동물의 다발성 신경염(多發性神經炎), 사람에게서는 각기증세(脚氣症勢)로 발전됩니다. 대표적인 결핍증세인 각기병과의 관계에서 항(抗)각기성 인자(antiberiberi factor), 또는 신경염과의 관계에서 항신경염성 인자(antineuritic factor)라고도 합니다. 말린 곡류, 특히 현미나 보리 ·두류에 많고 돼지고기에서의 함량도 매우 높습니다.

② 비타민 B2
수용액 중에서 황록색 형광을 띠는 오렌지색 혹은 노란색 결정체로서 리보플라빈이라고불립니다. 비타민 B2는 체내에서 탈수소효소의 조효소인 FMN(flavin mononucleotide)과 FAD(flavin adenine dinucleotide)의 구성성분이 된다. 이 탈수소효소는 어떤 물질로부터 수소를 받아서 다른 물질로 운반하여 결국 열량소로부터의 수소가 산소와 결합하여 물이 되도록 하는 생체의 산화 ·환원 반응계에서 작용하는 여러 효소들에 속합니다. 그러므로 비타민 B2는 탄수화물 ·지방 ·단백질 등 열량소의 대사에 없어서는 안 되며, 만일 결핍되면 이들의 대사가 저해되어 여러 가지 신체장애를 일으킵니다. 결핍증으로서 설염 ·구순염 ·구각염 ·피부병 ·결막염이나 백내장 같은 눈병이 나타납니다. 우유 ·치즈 ·간 ·달걀 ·돼지고기 ·내장고기 ·녹색채소에 많습니다.

③ 비타민 B6
비타민 B6의 효력을 나타내는 모든 물질을 총칭하는 이름으로서 피리독신(pyridoxine) ·피리독살(pyridoxal) ·피리독사민(pyridoxamine)이 여기에 속합니다. 체내에서 비타민 B6는 피리독살이 한 분자의 인산과 결합한 형태인 피리독살인산으로 되어 영양소대사에 조효소로 작용합니다. 특히 아미노산으로부터 다른 케토산으로의 아미노기의 전이, 황을 함유하는 아미노산으로부터 SH군의 제거, 아미노산으로부터 이산화탄소의 제거 및 아미노기의 제거 등 생체 내 반응의 효소에 대한 조효소로 아미노산과 단백질대사에 광범위하게 작용합니다. 결핍증세는 니코틴산이나 비타민 B2 결핍증세와 비슷합니다. 즉, 초기에는 눈 주위 ·눈썹 ·입가장자리 ·혀의 염증으로 시작하여 현기증 ·구토 ·체중감소 ·정신불안 ·빈혈 ·신석 ·경련 등의 증세로 진행됩니다. 장내 세균에 의하여 합성되어 장에서 흡수 이용되기 때문에 사람에게 결핍되는 일은 거의 없으나, 알코올 중독 ·경구피임약이나 결핵치료제인 INH의 복용으로 인한 체내 비타민 B6 효과의 감소로 결핍증이 생기는 경우도 있습니다. 효모 ·밀 ·옥수수 ·간에 풍부하게 들어 있습니다.



④ 비타민 B12
흡수성 암적색의 결정(結晶)으로 시아노코발라민(cyanocobalamin)이라고도 합니다. 조혈(造血) 메커니즘에 관여하며, 아미노산대사에서 조효소 작용을 합니다. 이것은 생체 내의 핵산 합성에 필요하므로 부족하면 합성이 잘 되지 않아 적혈구의 세포분열이 안 되므로 적혈구는 커지고 수는 현저하게 감소되는 거대적혈구성 빈혈에 걸립니다. 악성 빈혈을 예방하는 외적 인자로서 식물에는 거의 들어 있지 않고, 동물의 조직, 특히 간 ·신장에 많으며 굴에도 많이 들어 있습니다.

⑤ 비타민 C
수용성인 흰색 결정체로서 항괴혈병성 인자(抗壞血病性因子), 즉 안티스코르부트산(antiscorbutic acid)으로부터 아스코르브산(ascorbic acid)이라 명명되었습니다. 탄화수소의 유도체로서 생체조직 내에서 산화 ·환원되면서 영양소대사를 돕지만 어떤 방식으로 작용하는지 확실하지 않습니다. 또한, 생체의 세포를 접합시키는 시멘트와 같은 물질인 콜라겐(collagen)의 형성과 유지에 필요하다. 따라서 결핍되면 세포 사이의 콜라겐이 감소함으로써 혈관벽이 약화되어 신체의 아무 부분에서나 출혈이 생기며, 치아와 잇몸의 구조가 변화하고, 관절의 확대 및 출혈로 인한 빈혈 등 괴혈병 증세가 나타납니다. 조직 내에 비타민 C 함량이 높으면 열병이나 감염 등에 저항하는 힘이 커진다는 연구가 있습니다. 신선한 채소와 과일에 풍부하나 식품가공 및 조리시에 쉽게 산화 ·파괴되므로 주의를 요합니다.

⑥ 비타민 H
비오틴이라고도 한다. 처음에는 쥐의 항난백장애인자(抗卵白障碍因子)로 알려져 있었으나 일반적으로 성장인자로서 작용합니다. 미생물에서는 증식인자가 됩니다. 간이나 효모에서 추출됩니다. 세포 내에서는 단백질과의 결합형이 많다. 생란 흰자(난백) 속의 아비딘(일종의 단백질)과 결합하여 그것을 비활성화하기 때문에 난백증에 의한 피부장애나 성장지체에 유효합니다. 이산화탄소를 피루브산에 가역적으로 결합하여 옥살아세트산으로 만드는 반응을 촉매하는 효소 피루브산카르복실라아제에는 비오틴이 붙어 있어서 이 반응에 관여하고 있습니다.

⑦ 비타민 L
ο-아미노벤조산의 환원에 의하여 얻을 수 있는 무색, 인편상(鱗片狀)의 결정입니다. 녹는점 144∼146 ℃입니다. 생화학적으로 흥미있는 물질로서, 생체 내에서는 키눌레닌에서 효소에 의하여 만들어지며, 포유류에서는 최유작용(催乳作用)을 합니다. 중금속 이온과 비활성인 킬레이트 화합물을 만들기 때문에 Zn, Cd, Co, Ni, Hg, Cu, Pb 등의 정성(定性) ·정량 분석의 시약으로 이용됩니다.

⑧ 비타민 P
자반병(紫斑病)의 치료약으로서 파프리카 레몬에서 추출되는 유효성분입니다. 이 결정은 히스페리딘과 루틴의 혼합체임이 판명되었고, 또한 그 플라본류(類)에서도 같은 작용이 있음이 알려졌기 때문에 현재는 독립된 비타민으로 생각하지 않습니다.



⑨ 니코틴산
니아신이라고도 한다. 흰색 결정체로서 식물조직에 들어 있고, 동물조직에는 주로 니코틴아미드 상태로 들어 있습니다. 니코틴산은 탈수소효소의 조효소인 NAD와 NADP를 형성하여 생체 내의 산화 ·환원반응에 관여한다. 생체에서 NAD나 NADP를 조효소로 요구하는 탈수소효소는 수백 종으로서, 탄수화물 ·지방 ·단백질 대사과정 중에 광범위하게 작용합니다. 즉, 니코틴산은 모든 조직세포의 정상적인 생명현상을 유지하는 데 없어서는 안 되는 물질입니다. 결핍증으로서 펠라그라(pellagra)가 나타납니다. 초기에는 피로 ·식욕감퇴 ·체중감소로 시작하여 피부염(dermatitis) ·설사(diarrhea) ·지능저하(dementia) 등 D자로 시작되는 펠라그라의 3대 증상이 나타납니다.그래서 항펠라그라성요인(pellagra-preventive factor:P-P factor)이라고 합니다. 니코틴산아미드는 동물체 내에서 아미노산인 트립토판으로부터 합성됩니다. 따라서 단백질을 많이 섭취하면 결핍증이 생기지 않습니다. 효모 ·육류 ·간 ·두류에 많고 우유나 달걀에는 적으나 트립토판이 많으므로 결핍증의 예방에 유효합니다.

⑩ 폴산(folic acid)
엽산(葉酸) ·폴라신 ·PGA 등으로도 불립니다. 동물의 영양장애로 인한 빈혈(대혈구성 빈혈)을 치유시키는 작용이 있습니다. 시금치 등 녹색잎으로부터 추출되었기 때문에 엽산이라고 하지만, 이 밖에 간 등에도 많고, 그 화학구조가 결정되어 인공적으로 합성이 가능해졌다. 원숭이의 빈혈예방인자인 비타민 M이나 닭의 빈혈예방인자인 비타민 Bc도 이 폴산과 같은 것이거나 또는 그 유도체(글루탐산을 다시 결합한 것)입니다. 폴산은 사람의 빈혈 치료에 쓰입니다. 예를 들면, 임신 중의 빈혈이나 소아의 대혈구성 빈혈 등의 치료제로서 유효합니다. 그 화학구조는 푸텔리딘핵(核)과 파라아미노벤조산 및 글루탐산이 결합되어 생긴 것입니다.

⑪ 이노시톨(inositol)
동물의 지방간에 대한 예방치료의 효과가 있고, 위장운동을 정상적으로 유지시키는 작용이 있습니다. 개 ·쥐의 체내에 이노시톨이 결핍되면 무모증이 생기고, 안경 모양의 탈모가 일어납니다. 독두병(禿頭病)이나 근위축증의 치료에는 효과가 없습니다. 곡물 그 밖에 동식물성 식품에 많이 함유되어 있습니다.

⑫ 콜린(choline)
동물에서 콜린이 결핍되면 지방간이 생깁니다. 닭의 경우는 성장이 멈추고 보행기립이 곤란해지며, 실험용 흰쥐는 신장출혈이 일어납니다. 생체 내에는 레시틴(lecithin) 등 인지질의 성분으로 남아 있고, 또한 아세틸콜린의 형태로 신경활동에 중요한 역할을 영위하고 있습니다. 사람의 콜린 결핍증은 알려져 있지 않습니다. 간의 보호나 치료에 쓰이는 일이 있습니다.

⑬ 판토텐산(pantothenic acid)
닭에서 이 비타민이 결핍되면 피부염을 일으키고 척수신경의 변성 ·흉선위축 ·산란저하가 일어나고 지방간이 생기며, 실험용 쥐에서도 피부염 외에 위장의 운동성 저하 및 부신의 손상을 일으킵니다. 또한, 털의 색소변성으로 흰털이 됩니다. 사람의 경우는 이 비타민 결핍증은 알려져 있지 않습니다. 장내의 박테리아에 의해 합성되어 이것이 일부 장으로부터 체내에 흡수되어 이용되고 있습니다. 이것도 효모 ·배아(胚芽) ·두류 ·간 ·내장(새나 짐승의) 등에 많은 성분입니다.



5. 지용성

① 비타민 A
동물계에는 여러 형태의 비타민 A가 존재하는데 가장 일반적인 것은 비타민 A1과 A2이다. 보통 비타민 A라고 불리는 것은 A1을 가리키며 레티놀(retinol)이라는 화학명을 가지고 있습니다. A2는 A1보다 이중결합이 하나 더 많은 3-디히드로레티놀(3-dehydroretinol)을 말합니다. 이들 비타민 A는 식물에서는 발견되지 않으며, 식물은 카로틴(α-, β-, γ-carotene)과 크립토크산틴(cryptoxanthin)이라고 하는 황색 또는 주황색 물질을 스스로 합성할 수 있는데 이들은 동물체 내에 들어와 쉽게 비타민 A로 전환되어 이용되기 때문에 비타민 A 전구물질(provitamin A)이라고 불립니다.
비타민 A 전구물질들은 체내 흡수율이나 활성이 비타민 A보다는 매우 떨어진다. 비타민 A는 눈 망막의 간상세포에 존재하는 시홍(視紅)이라는 붉은 자색의 감광물질의 구성성분이 됩니다. 시홍은 어두운 곳에서의 시각과 관계 있는 물질이기 때문에 비타민 A 섭취량이 부족하면 시홍의 생성량이 점차 감소되어 야맹증이 됩니다. 또, 비타민 A가 부족하면 상피세포와 점막이 변성되어 각화(角化)가 진행되고 눈의 각막, 입 ·소화기 ·호흡기 등의 점막을 해치게 되므로 비타민 A를 항건조안염성(抗乾燥眼炎性:antixerophthalmic) 비타민이라고도 합니다. 생선 간유와 황색 ·주황색 ·녹색의 채소나 과일에 많이 함유되어 있습니다.

② 비타민 D
현재 D2, D3, D4, D5, D6, D7 등을 포함하여 적어도 10개의 자연물질이 비타민 D의 활성을 가지고 있는 것으로 알려져 있으나, 식품함량의 관점에서 실제적인 중요성을 가진 것은 D2와 D3입니다.D2는 에르고칼시페롤(ergocalciferol), D3는 콜레칼시페롤(cholecalciferol)이라고 불립니다. 젖먹이 동물의 체내에서는 7-디히드로콜레스테롤(7-dehydrocholesterol)이 합성될 수 있으며 식물은 에르고스테롤(ergosterol)을 합성할 수 있는데, 이들은 각각 자외선의 조사에 의하여 비타민 D2와 D3로 전환될 수 있는 비타민 D 전구물질이다. 따라서 낮에 정상적으로 활동하는 사람이라면 필요한 비타민 D가 체내에서 합성되어 이용됩니다.
비타민 D의 주요기능은 칼슘 흡수에 필요한 단백질(calcium-binding protein)의 합성을 자극함으로써 장에서 칼슘과 인의 흡수를 촉진시키며, 또한 혈액의 칼슘과 인의 농도가 증가되면 칼슘과 인을 결합시켜 뼈에 침착시키는 작용을 합니다. 따라서 비타민 D가 결핍되면 뼈의 주성분이 되는 칼슘과 인의 화합물 인산칼슘이 정상적으로 침착되지 않아 어린이에게는 구루병(病), 어른에게는 골다공증(骨多孔症) 또는 골연화증 증세가 생기기 때문에 항구루병성 비타민(antirachitic vitamin)이라고 불립니다. 한편, 과량으로 섭취하면 몸에 축적되어 과다증이 생길 수 있습니다. 간유 ·난황 ·버터 등에 많이 함유되어 있습니다.



③ 비타민 E
식품에는 네 종류의 토코페롤(tocopherol:α,β,γ,δ)과 네 종류의 토코트리에놀(tocotrienol:α,β,γ,δ) 형태로 나타나지만 이 중 가장 흔하고 생체활성이 큰 것은 α-토코페롤로서 비타민 E의 대명사처럼 사용됩니다. 비타민 E는 동물의 항(抗)불임인자(antisterility vitamin)로서 발견되었지만 인체에서는 생산기능과 비타민 E의 관계가 나타나지 않습니다.
생체에서의 중요한 기능은 항(抗)산화제로서 세포 내에서 산화되기 쉬운 물질, 특히 세포막을 구성하고 있는 불포화지방산의 산화를 억제함으로써 세포막의 손상과 나아가서 조직의 손상을 막아주는 것입니다. 비타민 E가 결핍되면 동물에서는 정상적인 새끼의 생산기능이 상실되고, 사람에서는 드물기는 하나 적혈구의 막이 손상되어 용혈(溶血)이 항진(亢進)되고 결과적으로 빈혈이 생길 수 있습니다. 식물성 기름·두류 녹황색채소·난황·간유에 많습니다.

④ 비타민 F
필수불포화지방산으로, 쥐의 성장촉진인자로서 발견되었습니다. 식물유에 들어 있는 항피부염인자이며, 리놀산·리놀레산·아라키돈산 등의 불포화지방산이 그 본체이다. 이들 불포화지방산은 콜레스테린 농도를 낮게 합니다.

⑤ 비타민 K
자연계에 존재하는 주요한 두가지형이 있는데,하나는 식물에 의하여 합성되는 K1과 동물이나 미생물에게서 발견되는 K2가 있으며, 실험실에서 합성할수있는K3이 모두 비타민K로서 작용할 수 있습니다.
이중 생체활성이 가장 큰것은 K3이며 동물은 체내에서 K3를K2로 전환시켜서 사용합니다. 비타민K는 혈액응고에 필요한 네종류의 단백질(prothrombin,proconvertin,plasma thromboplastin, stuart factor)합성에 요구됩니다. 비타민K가 결핍되면 이들 단백질의 합성이 저하됨으로써 혈액응고에 손상이 뒤따르게 된다. 비타민K를 항출혈성 인자(antihemorrhagic vitamin)라고 하는 것은 이 까닭입니다.
또한, 생체 내의 산화·환원에 관계가 있고 특히 미토콘드리아에서의 수소전달에 관여함이 알려져 있습니다. 비타민K가 결핍되면 혈액응고가 지연되어 피하출혈·내출혈 등이 오고, 계속하여 결핍되면 죽음까지 초래될 수 있습니다. 녹황색 채소나 해초 등에 많이 함유되어 있고, 체내에서 장내세균에 의하여 합성되기도 하나 흡수되는 양이 적으므로 외부에서 섭취해야 합니다.





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