에너지-2020 한국인 영양소 섭취기준

1. 영양소의 특성

1-1 개요

에너지는 인간의 생명과 생존 유지를 위해서 반드시 필요하다. 인간은 식품섭취를 통해서 에너지를 얻고, 이는 신체의 다양한 기능을 유지하는데 사용된다. 인체의 1일 총에너지소비량(Total energy expenditure, TEE)은 기초대사량(Basal energy expenditure, BEE), 신체활동대사량(활동에너지 소비량)(Physical activity energy expenditure, PAEE), 식사성 발열효과(식품이용을 위한 에너지 소비량)(Thermic effect of food, TEF)로 구성되며, 추가적으로 적응대사량이 더해지기도 한다 [1,2](그림 1).

에너지 평형은 섭취에너지와 소비에너지가 동일한 상태(섭취에너지＝소비에너지)를 뜻하는데, 에너지균 형 결과는 에너지의 저장량에 해당되는 체지방량에 영향을 미친다. 즉 에너지 균형여부는 체중 증가와 감 소, 유지 등의 체중 조절과 관련이 있다. 에너지소비량 이상으로 에너지를 섭취하게 되면 남은 에너지는 지방의 형태로 체내에 축적되게 된다. 반면 섭취에너지가 소비에너지보다 적으면 체중의 감소, 즉 체지방 의 감소가 초래된다 [3].

에너지는 영양소 섭취기준(Dietary Reference Intakes, DRI)에서 제시되는 4가지 개념인 평균필요량, 권장섭취량, 충분섭취량 및 상한섭취량 중에서 평균필요량에 해당하는 에너지필요추정량(Estimated Energy Requirements, EER)으로 제시되며 [4](그림 2), 다른 영양소와 달리 권장섭취량이나 상한섭취량의 개념이 적용되지 않는다. 권장섭취량은 건강한 대다수 국민들의 필요량을 충족시키는 양으로 평균필요량 에 여유분을 추가하여 결정되기 때문에 많은 사람들에게는 필요량을 초과하는 양이 된다. 그러므로 에너지 에 권장섭취량 개념을 적용하게 되면, 대다수의 사람들이 필요량을 초과하여 섭취하게 되고, 소비하고 남 은 여분의 에너지는 체지방으로 전환·축적되어 비만을 초래할 수 있다. 이는 각종 질병의 직·간접적인 원 인이 될 수 있으므로 에너지에는 권장섭취량을 적용하지 않는 것이다. 이와 같은 이유로 에너지에는 상한 섭취량도 설정하지 않는다 [5].

1-2. 대사와 기능

 

(1) 에너지 대사와 기능

 

에너지 균형(평형)은 섭취에너지와 소비에너지가 동일한 상태를 말하며, 양의 에너지 균형은 체내 에너 지 저장의 증가, 즉 체지방의 증가를 말한다. 적절한 양의 에너지 균형은 성장기 어린이와 체중 증가를 시도하는 사람에게는 필요하지만, 성인기에는 과도한 체지방 축적으로 인한 비만을 초래하여 건강상의 문 제를 야기할 수 있다. 예를 들어 0.45 kg의 체중을 증가시키려면 추가로 약 3,500 kcal의 에너지가 필요하 다 [1]. 반면 체중 감소를 하려면 음의 에너지 균형이 필요하며, 이는 에너지소비량이 섭취량보다 많은 것 을 뜻한다. 즉, 음의 에너지 균형에서는 식품 섭취가 감소되거나, 신체활동 증가가 나타난다.

전세계적으로 비만의 유병률이 증가하고 있으며, 1975년 이래로 3배나 증가하였다 [6]. 우리나라도 성인 의 30% 이상이 비만(체질량지수, body mass index, BMI, 25 이상)이고, 소아청소년의 비만율도 증가하고 있다 [7]. 비만도는 신장과 체중으로 표현되는 체질량지수(BMI)와 체지방 분포(상체비만, 하체비만, 복부 비만)를 표현하는 허리둘레 및 <허리둘레/엉덩이둘레>비로 평가될 수 있다. 비만도가 정상범위(BMI 18.5-22.9; 허리둘레: 남자는 <90 cm, 여자는 <85 cm; 허리/엉덩이 둘레비; 남자는 <0.9, 여자는 <0.8) 를 벗어나면 건강위험도가 증가한다. 비만도가 증가하는 경우 대사증후군, 심혈관계질환, 당뇨병, 이상지 질혈증 및 고혈압 등의 위험이 증가하고 특히, 복부비만이면서 내장지방 축적률이 높은 경우 그 위험은 더욱 증가하게 된다 [1]. 한편, 체중이 지나치게 감소하면 면역 및 감염성질환, 위장관계질환 등의 위험도 가 올라간다. 따라서 정상 범위의 비만도(건강체중)를 유지하는 것이 필요하며, 이를 위해서는 섭취에너지 와 소비에너지의 균형이 중요하다.

 

(2) 에너지소비량의 구성

 

하루 총에너지소비량(TEE)은 기초대사량(BEE), 신체활동대사량(PAEE), 그리고 식사성 발열효과(TEF) 로 구성된다 [8].

 

① 기초대사량

기초대사량(BEE)은 인체의 기본적인 생리적 기능을 유지하는데 소비되는 최소한의 에너지를 말하며, 하 루 총에너지소비량(TEE)의 60-75%를 차지한다. 따라서, 하루 에너지필요량을 결정짓는 중요한 요인이 된 다. 기초대사량(BEE)은 식사와 활동이 거의 없는 상태(식사 후 약 12-14시간)에서 소비되는 에너지량이므 로 이른 아침 기상 직후 바로 측정해야 한다. 즉, 정확한 측정을 위하여 측정 전날 실험실에 미리 와서 자고 다음날 아침 기상 직후 측정해야하므로 현실적으로 정확한 기초대사량(BEE)의 측정이 쉽지 않다. 따라서, 식후 4-6시간이 지난 후 휴식을 취하고 있는 상태에서 측정하는 휴식대사량(Resting energy expenditure, REE)이 기초대사량(BEE)을 대신하여 이용되고 있다. 휴식대사량(REE)은 기초대사량(BEE) 과 약 10% 정도 차이가 있는 것으로 보고되고 있는데, 이러한 차이는 남아있는 식사성 발열효과(TEF) 및 측정하기 전에 수행한 신체활동의 영향과 관련 있다 [9]. 그러나 실제로 에너지소비량에 관한 대부분의 연 구에서는 기초대사량(BEE)과 휴식대사량(REE)을 혼용해서 사용하고 있기도 하다.

 

② 신체활동대사량

신체활동대사량(PAEE)은 신체활동에 의한 에너지소비량으로 개인 간에 차이가 있고, 동일인에서도 하 루하루 차이가 나타나는 것으로 보고되고 있다 [10]. 성별과 연령 및 체격(또는 체조성)이 유사한 경우, 에너지소비량의 차이는 주로 신체활동대사량(PAEE)에 의한 것이라고 할 수 있다. 신체활동량이 낮은 사람 은 신체활동대사량(PAEE)이 기초대사량(BEE)의 반에도 미치지 못하는 경우도 있는 반면, 활동량이 많은 운동선수나 일부 고강도의 육체적 노동자는 신체활동대사량(PAEE)이 기초대사량(BEE)의 2배 이상이 되는 경우도 있다 [11]. 신체활동대사량(PAEE)은 운동에 의한 활동대사량(Exercise activity thermogenesis, EAT)과 운동 이외의 활동대사량(Non-exercise activity thermogenesis, NEAT)으로 나눌 수 있다 [10]. 일 반 성인이 운동을 목적으로 빠른 속도로 걷는 경우, 한 시간에 약 200-300 kcal(체중에 따라 차이는 있지 만)를 소비할 수 있다. 따라서 하루 총에너지소비량(TEE)에서 운동이 차지하는 에너지소비량(EAT)의 비율 은 평균 10% 미만이고, 1주일에 3번 정도 운동한다고 가정했을 때, 하루 평균 5% 미만으로 보여진다. 그 러나 자세의 유지, 가사활동, 통근 및 일터에서의 신체활동 등과 같은 여러 가지의 신체활동을 포함하는 운동 이외의 활동대사량(NEAT)은 운동보다 더 많은 에너지를 소비하므로 하루 총에너지소비량(TEE)의 20-30%를 차지한다고 알려져 있다 [10]. 운동이 각종 만성퇴행성질환의 예방 및 치료에 효과적임이 보고 되면서 운동을 통한 질병예방 전략들이 제시되고 있으나, 하루 총에너지소비량(TEE)을 늘리기 위해서는 일상 생활에서 운동 이외의 활동대사량(NEAT)을 증가시키는 것도 중요하다고 할 수 있다.

 

③ 식사성 발열효과

식사성 발열효과(TEF)는 식품섭취에 따른 영양소의 소화, 흡수, 이동, 대사, 저장 및 이 과정에서 발생하 는 자율신경계 활동 증진 등에 따른 에너지소비량을 말한다. 식사성 발열효과(TEF)는 영양소별로 차이를 보이는데, 지방이 가장 낮고, 단백질이 가장 높다(지방: 0-5%, 탄수화물: 5-10%, 단백질: 20-30%). 지방은 흡수, 분해 및 저장의 과정이 비교적 쉽게 이루어지기 때문에 식사성 발열효과(TEF)가 가장 적고, 단백질 은 타 영양소에 비하여 소화, 흡수, 대사 등의 과정이 복잡하여 가장 높은 식사성 발열효과(TEF)를 보인다. 국내에서 진행된 식사성 발열효과(TEF)에 관한 연구에 따르면 20대 성인의 식사성 발열효과(TEF)는 7.4%(남자 6.6%, 여자 8.1%)였고 [12], 고지방식(총 섭취에너지 중 지방의 비율 50%) 간의 식사성 발열효 과(TEF)를 비교한 연구 [13]에 따르면, 버터를 이용한 경우는 6.4%였고, 참기름을 포함한 경우는 7.1%로 유의한 차이를 보였다. 따라서 동일한 영양소라 할지라도 급원에 따라 식사성 발열효과(TEF)의 차이를 보 임은 영양소의 급원이 장기적으로 체중조절에 중요한 요소가 될 수 있음을 보여주고 있다. 또한 중쇄지방 산(Medium-chain triglyceride, MCT)이 포함된 단일 식사는 장쇄지방산이 포함된 단일 식사에 비하여 식 이성 발열효과(TEF)가 높음이 보고되기도 하였다 [14].

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2 건강 유지 및 증진을 위한 섭취기준

2-1. 건강을 위한 섭취기준 설정 시 고려사항

체내에서 하루 동안 소비되는 에너지는 기초대사량(BEE) 또는 휴식대사량(REE), 신체활동대사량 (PAEE), 그리고 식사성 발열효과(TEF)로 구성된다. 식품을 통해 섭취하는 에너지와 소비하는 에너지 사이 에 균형을 이루면 성장, 발달, 생리활성 및 건강유지 등의 긍정적인 효과를 준다. 그러나, 필요량보다 초과 하여 에너지를 섭취하면 에너지 출납의 균형이 깨져 에너지 소비 후에 남은 여분의 에너지는 체지방으로 전환·축적되어 비만을 초래한다. 이는 각종 질병의 발생(대사증후군, 심혈관계질환, 암, 생식계 이상 등)에 직접 또는 간접적 영향을 줄 수 있다. 반면, 필요량보다 적게 에너지를 섭취하면 신체 성장 및 건강을 유지 하는데 필요한 에너지가 부족하게 되어 체소모가 일어나며 이는 건강에 부정적인 영향(성장 저하, 섭식장 애, 골다공증, 생식기능 이상, 면역관련 질환 위험)을 줄 수 있다.

 

(1) 에너지소비량에 영향을 주는 요인

 

① 성별과 연령

동일한 체중이라 할지라도 기초대사량(BEE)은 일반적으로 남자가 여자보다 높은 것으로 보고되고 있는 데, 이는 성호르몬(남자는 안드로겐, 여자는 에스트로겐)과 관련이 있다. 성호르몬의 영향으로 남녀 간의 체성분이 다른 양상을 보이게 되는데, 남자가 여자보다 체지방량(Fat-mass, FM)이 적은 반면, 제지방량 (Fat-free mass, FFM)이 많아 상대적으로 에너지소비량이 높게 나타난다 [15]. 그러므로, 남녀 간의 에너지 소비량을 비교할 때에는 체중 및 체성분으로 보정하여 살펴봐야 한다. 또한 기초대사량(BEE)은 일반적으 로 연령이 증가할수록 단위 체중당 그 값이 감소하는 양상을 보인다 [16].

 

② 신체 크기와 신체성분

총에너지소비량(TEE)과 휴식대사량(REE)은 신체 크기(체중, 신장)와 신체 조성에 의해 영향을 받는다. 신체 크기가 클수록 [8, 16, 17], 제지방량이 많을수록 [9, 19-21] 에너지소비량이 증가된다고 보고되었다. 특히 제지방량(FFM)은 휴식대사량(REE)과 양의 상관성을 보이며, 독립변수로서 매우 높은 설명력 (R2 >60%)을 보여주었다[18, 22, 23]. 또한, 체지방의 분포(허리둘레, 허리/엉덩이 둘레비)도 휴식대사량 (REE)과 유의적인 양의 상관성을 보였는데 [24], 이는 피하지방조직에 비해 내장지방조직의 산소소비량이 유의하게 많기 때문으로 보고되었다 [24]. 이처럼 기초대사량(BEE)은 성별과 연령 및 신체 크기(신장 및 체중)에 따라 차이를 보이므로 이를 근거로 다음과 같이 기초대사량(BEE) 산출 공식이 제시되었다 [26].

(2) 생애주기별 고려사항

 

에너지필요추정량(EER)을 산정할 때 생애주기별 신체변화(성장, 발달, 유지 등)에 필요한 에너지필요량 을 고려해야한다. 예를 들어, 임신부 및 수유부는 일반 성인 여자의 에너지필요추정량(EER)에 임신에 의한 에너지소비량 증가분과 모체 조직의 성장에 필요한 에너지축적량이 각각 추가되어야 한다. 영아는 에너지 소비량과 성장에 따른 에너지축적량의 합산 및 모유(조제유) 또는 이유식 섭취와 같은 특수 상황이 고려되 어야 한다. 유아, 아동 및 청소년은 에너지소비량에 해당 시기별 성장에 필요한 추가 에너지량이 합산되어 야 하고, 활동의 특징도 고려하여 산정되어야 한다.

 

(3) 에너지필요추정량 설정 시 고려해야할 사항

 

에너지 평형의 결과는 체중부족, 체중유지 및 체중초과(비만)로 나타나므로, 에너지필요추정량(EER)의 결정 시 에너지 섭취 비율과 비만유병률의 고려가 매우 중요하다. 이에 최근 한국인의 에너지섭취량(그림 4)과 비만유병률 및 관련 만성퇴행성질환의 유병률(그림 5)을 살펴보았다 [7].

그림 4와 그림 5에서 보듯이 한국인의 에너지섭취량과 비만유병률은 서서히 증가하는 경향을 보이고 있으며, 최근 성인 남자 5명 중 3명 이상이, 성인 여자 4명 중 1명 이상이 비만으로 나타났다. 더불어 고혈 압은 3명 중 1명, 당뇨병은 10명 중 1명, 고콜레스테롤혈증은 5명 중 1명의 수준으로 유병률을 보였으며, 지속적으로 증가하고 있다.

 

그림 6에 따르면 비만관련 질환의 인지율과 관리율은 점진적으로 증가하고 있는 추세이다. 2016-2017년 을 기준으로 볼 때 고혈압의 경우 유병자 3명 중 2명이 질환을 인지하고 있었고, 3명 중 2명이 치료를 받 고 있었으며, 당뇨병은 유병자 4명 중 3명이 질환을 인지하였고, 3명 중 2명이 치료를 받고 있었고, 고콜레 스테롤혈증은 유병자 2명 중 1명이 질환을 인지하였고, 2명 중 1명이 치료를 받고 있었다.

 

따라서, 에너지섭취량 추이가 비만의 유병률뿐만 아니라 고혈압, 당뇨병, 고콜레스테롤혈증을 포함한 만 성퇴행성질환의 유병률 추이의 변화와 같은 방향으로 가고 있음이 (에너지필요추정량 산정 시) 고려되어야 한다.

(4) 에너지소비량 평가방법

 

성인의 경우, 에너지필요추정량(EER)은 에너지 평형상태(섭취에너지와 소비에너지의 균형)의 에너지소 비량으로 규정한다. 따라서 에너지필요추정량(EER)을 설정하기 위해서는 에너지소비량 평가가 먼저 필요 하다. 인체의 에너지소비량을 평가하는 방법은 크게 직접열량측정법(Direct calorimetry)과 간접열량측정 법(Indirect calorimetry)이 있다.

 

① 직접열량측정법

직접열량측정법은 특수한 대사측정실(Metabolic chamber) 내에서 대상자의 신체에서 발생하는 열 (Heat)을 직접 측정하는 방법으로 내부와 외부 사이의 열이 완전히 차단된 대사측정실 사방의 벽을 따라 일정량의 물이 흐르게 설계되어 있다. 따라서, 측정실 내부에서 발생되는 열로 인해 상승되는 물의 온도 변화를 측정함으로써 신체에서 발생하는 열 생성량을 파악할 수 있다. 총 열 생성량의 80% 정도는 복사와 대류에 의해 발생되고 나머지는 증발열로 발생되며, 전도에 의한 열 생성량은 너무 적어서 고려하지 않는 다. 이와 같은 방법은 훈련받은 전문가뿐만 아니라 고액의 설비비와 유지비가 필요하므로 현실적으로 적용 하기에 어려움이 있다 [27]. 

 

② 간접열량측정법

간접열량측정법은 음식물의 대사와 관련된 산소의 소비와 이산화탄소의 생성을 측정하여 에너지소비량 을 간접적으로 측정하는 방법이다. 간접열량측정법은 크게 이중표식수를 이용하는 방법(Doubly labeled water method, DLW)과 호흡가스를 분석하는 방법(Respiratory gas analysis)이 있다.

 

[이중표식수법]

이중표식수법(DLW)은 수소(2 H)와 산소(18O)의 안정동위체를 사용하여 에너지소비량을 측정하는 방법 으로 현재까지 알려진 일상생활 중의 총에너지소비량(TEE)을 측정하는 방법 중 가장 정확한 방법(gold standard)으로 알려져 있다 [28]. 그 원리를 요약하면, 안정동위체인 18O와 2 H가 자연계에 존재하는 비율 보다 많이 포함된 이중표식수(2 H2 18O)를 체중당 일정비율로 피험자에게 섭취시킨 후 채취한 소변(1-2주) 중 으로 배출된 양을 질량분석계(Isotope ratio mass spectrometry)를 이용하여 분석하는 방법이다 [28]. 18O의 배출률이 2 H의 배출률보다 크기 때문에 그 차이로부터 이산화탄소의 배출률(rCO2)을 계산할 수 있다.

일일 총에너지소비량은 Weir [29]의 식에 이산화탄소 배출률(rCO2)과 식사섭취조사 결과로부터 산출한 FQ(food quotient)값을 적용하여 아래와 같이 계산한다.

이중표식수법(DLW)은 피검자가 조사기간 중 활동에 제약을 받지 않기 때문에 유아, 임신부 및 초고령 자에 이르기까지 모든 대상에 적용할 수 있다. 그러나 이중표식수의 제조비와 분석비가 매우 비쌀 뿐만 아니라, 대상자의 1일 총에너지소비량(TEE)만을 제시할 뿐, 개개인의 신체활동의 강도, 빈도, 기간 등을 평가할 수 없다는 단점이 있다. 그럼에도 불구하고 미국, 호주, 독일, 일본 등 많은 선진국에서는 이중표식 수법(DLW)을 이용하여 총에너지소비량(TEE) 산출 공식을 도출하여 적용하고 있다 [26]. 우리나라는 최근 에 이르러서야 비로서 이중표식수법(DLW)을 이용하여 총에너지소비량(TEE)을 측정･평가한 연구가 진행 되고 있다 [30-38].

 

[호흡가스분석법]

호흡가스분석법은 호흡 중 발생되는 호기(Expired air)를 밀폐용기(Douglas bag)에 전량 수집하여 호흡 가스를 분석하는 총수집시스템(Total collection system), 호흡하는 동안 흡기(Inspired air)와 호기를 모두 분석하는 개방회로시스템(Open circuit system)과 폐쇄회로시스템(Closed circuit system)이 있다. 이 중 개방회로시스템이 널리 사용되는데 휴식대사량(REE) 측정과 같이 누워서 측정이 가능한 경우에는 마스크 와 캐노피 및 챔버를 이용하는 환기후드시스템(Ventilated hood system)을 사용하며, 일상생활의 다양한 활동에너지 소비량(PAEE)을 측정 시에는 휴대용 호흡수집시스템(Expiratory collection system, 예: 무선 호흡가스분석기 K4b2)을 사용한다. 이때 산소 소모량(VO2)과 이산화탄소 배출량(VCO2)은 호흡가스분석 기를 이용하여 분석하고 그 값을 Weir 공식 [29]에 적용하여 에너지소비량(EE, kcal/일)으로 산출한다. 이 때 소변내 질소량(uN2)이 포함되는데, 실제 에너지소비량의 4% 정도만을 차지하므로 에너지소비량 산출 시 종종 공식에서 제외되어 사용되기도 한다 [39].

 

(5) 에너지필요추정량 설정 방법의 선정

 

에너지소비량을 정확하게 측정하려면 직접열량계, 간접열량계 또는 이중표식수법(DLW)을 이용 [40] 하 는 것이 바람직하나, 고가의 장비와 훈련된 측정전문가가 필요하고, 측정 절차와 방법이 까다로워 보편적 으로 사용하기는 현실적으로 어려움이 많다 [41]. 따라서 실제 현장에서는 에너지소비량을 직접 측정하기 보다는 쉽게 수집할 수 있는 변수(개인의 체중, 신장, 성별 및 연령 등)들을 추정 공식에 대입하여 에너지 소비량을 계산하고있다.

 

에너지소비량의 추정 공식은 크게 휴식대사량(REE) 추정 공식과 총에너지소비량(TEE) 추정 공식이 있 다. 휴식대사량(REE) 추정 공식은 1919년에 개발된 헤리스-베네딕트공식(Harris-Benedict equation) [18] 이 대표적이며, 이후에 성별, 연령, 인종 및 비만도를 고려한 다양한 공식이 개발되어 활용되고 있다. 한편, 총에너지소비량(TEE) 추정 공식은 2002년 및 2005년 미국/캐나다 영양소 섭취기준을 책정할 당시 에너지 필요추정량(EER)을 산정하기 위해 이중표식수법(DLW)으로 측정한 총에너지소비량(TEE)을 근거로 도출되 었다 [26].

 

① 세계보건기구에서 채택한 에너지소비량 평가 방법

2005년에 한국인 영양소 섭취기준(에너지필요추정량, EER)이 도입되기 이전까지는 한국인을 위한 에너 지 권장량, 즉 에너지 평균필요량은 세계보건기구(World Health Organization, WHO)에서 채택한 방식인 휴식대사량에 하루 평균 신체활동수준(기존의 활동계수, Physical activity level, PAL)을 곱하는 방법으로 산출하였다 [8]. 이때 휴식대사량(REE)은 산출 공식에 연령, 신장 및 체중을 대입하여 구하였고, 신체활동 수준은 (성인을 제외하고) 한국인을 대상으로 측정한 자료가 충분하지 않아서 세계보건기구 [8]에서 제시 한 값을 기준으로 추정하여 적용하거나 [42, 43], 신체활동일기를 이용하여 산출한 값을 활용하였다.

 

[세계보건기구 총에너지소비량 산출 방식]

그러나 위의 공식으로 계산된 휴식대사량(REE)은 오차가 발생할 수 있고, 신체활동일기를 이용하여 계 산된 신체활동수준 역시 일상의 모든 활동을 정확히 기록하는데 있어서의 한계가 있으며, 다양한 신체활동 의 강도별 분류상의 문제 등으로 인하여 정확한 평가가 어려운 실정이었다.

 

② 이중표식수법을 이용한 에너지필요추정량 산출 공식 선정

에너지 평형을 이루는 성인의 경우, 에너지 필요량이 에너지소비량과 같다고 규정함에 따라 가장 정확 하게 에너지소비량을 평가하는 방법으로 알려진 이중표식수법(DLW)을 이용하여 측정한 에너지소비량에 근거하여 에너지필요추정량(EER)을 계산하는 산출 공식이 개발되어 이용되고 있다. 미국, 캐나다 및 일본 등에서는 이중표식수법(DLW)으로 측정한 자국민의 에너지소비량을 근거로 개발된 추정식을 이용하여 에 너지필요추정량(EER)을 책정하고 있다 [26]. 그러나 우리나라는 한국인 영양소 섭취기준이 새롭게 제시된 2005년부터 2015년도까지, 국립 의학 아카데미(National Academy of Medicine, NAM)에서 이중표식수법 (DLW)으로 측정한 총에너지소비량(TEE)에 근거하여 개발된 1일 에너지필요추정량 공식을 이용하여 한국 인의 에너지필요추정량(EER)을 산출해 왔다 [44-46]. 앞서 언급하였듯이 이러한 추정식은 미국 등지에서 각 연령대별로 이중표식수법(DLW)을 이용하여 측정한 하루 총에너지소비량(TEE) 결과치를 토대로 하여 도출된 것이다 [26].

 

우리나라도 2003년 이후 이중표식수법(DLW)으로 에너지소비량을 평가한 연구결과가 보고되고 있으나 [30-37] 아직까지 연령대별로 측정한 대상자 수가 충분하지 않다. 따라서 한국인 영양소 섭취기준을 처음 도입(2005)하면서 적용하였던 에너지필요추정량(EER) 산출 공식을 그대로 적용하고 있다 [46].

 

(6) 2020년 에너지필요추정량 산출과정

 

에너지필요추정량(2020 EER)의 설정 방법의 근거를 마련하기 위하여 최근 발표된 다양한 문헌들을 수집 하여 분석 및 평가하였다. 2003년 이후로 이중표식수법(DLW)을 이용하여 한국인을 대상으로 수행한 연구 결과가 보고 [30-37]되어 왔으나, 아직은 자료가 부족한 실정이다. 이에 2015년과 마찬가지로 2020년에도 한국인을 위한 에너지필요추정량(EER)은 미국의 영양소 섭취기준에서 제시한 공식을 그대로 사용하였다.

 

[에너지필요추정량(EER)의 산출 공식]

에너지필요추정량(EER) 계산 공식에 적용되는 상수 및 계수는 표 1과 같고, 신체활동단계별 계수(PA) (표 2)는 2005년, 2010년 및 2015년과 마찬가지로 “저활동적”에 해당하는 값을 사용하였다.

① 신체활동단계별 계수의 적용

에너지필요추정량(EER) 산출값에 영향을 미치는 중요한 변수로 체중과 신장 및 연령 이외에 신체활동 단계별 계수(PA)를 들 수 있으며, 이는 개인 또는 집단의 신체활동수준(PAL)에 따라 결정된다(표 2). 신체 활동수준(PAL)은 일일 평균 신체활동의 강도를 휴식대사량(REE)의 배수로 나타낸 값이다. 따라서 가장 정 확한 신체활동수준은 이중표식수법(DLW)으로 측정한 총에너지소비량(TEE)을 간접열량계로 측정한 휴식 대사량(REE)으로 나눈 값(PAL＝TEE/REE)이다. 그러나 이중표식수법(DLW) 및 간접열량계측정법 모두 실 제로 현장에서 사용하기는 어렵다.

 

그동안 국내에서 신체활동수준(PAL)을 평가한 연구들은 대부분 신체활동일기를 사용해왔다. 즉 신체활 동일기에 기록된 다양한 신체활동을 일본 후생노동성(1985년)에서 개발한 신체활동분류표 또는 이를 다소 보완한 분류표에 의거하여 18단계로 분류하고 각 활동 단계별 에너지소비량 값(기초대사량에 대한 배수) 에 소요시간을 곱하여 산출하였다. 그러나 이때 사용한 신체활동분류표는 1985년에 일본에서 개발된 것으 로 오늘날 한국인의 신체활동을 대변하기에는 시대적 변화를 반영하지 못할 뿐만 아니라, 신체활동의 강도 보다는 생활 활동 중심으로 구성되어 있어 정확한 신체활동의 수준을 평가하는데 제한이 많았다.

 

이에 1993년 Ainsworth 등 [47]에 의해서 개발된 후, 2000년 [48]과 2011년 [49]에 개정된 미국의 Compendium 및 한국인을 대상으로 측정한 신체활동의 에너지소비량 등 [50-52]을 포함한 성인의 신체활 동별 에너지소비량 데이터베이스(DB)를 구축하고 이를 이용하여 ‘한국인을 위한 새로운 신체활동분류표’가 개발되어야 한다.

 

개인의 에너지필요추정량(EER)은 성별과 연령대별 산출 공식에 신장과 체중 그리고 4가지 신체활동단 계 중 해당되는 신체활동단계별 계수(PA)를 대입하여 구한다 [4, 26].

앞서 언급한 바와 같이, 2005년, 2010년 및 2015년 모두 에너지필요추정량(EER) 산출 시 모든 연령대에 서 ‘저활동적’에 해당하는 신체활동단계별 계수(PA)를 EER 산출 공식에 적용하였다.

 

아래 표 3에 정리된 바와 같이, 한국인의 신체활동수준(PAL)은 대부분이 ‘저활동적’에 속하는 1.4-1.59 를 보였고, 일부 연령층이나 특정 직업군(농업인, 운동선수 등)에서는 좀더 높은 신체활동수준을 보였다. 대부분의 연구에서 신체활동일기를 이용하여 하루 동안 수행한 모든 신체활동을 조사한 후 신체활동 분류 표를 참고하여 활동강도에 따라 분류한 후, 각 활동의 소요시간과 활동강도를 적용하여 신체활동수준 (PAL)을 산출하였다. 그러나 실제로 신체활동의 범위가 매우 다양하므로 작성한 활동일기를 토대로 활동 강도를 분류하고 에너지소비량을 범주화하는 것은 쉽지 않기 때문에 오차 발생의 원인이 되기도 한다.

신체활동일기를 이용하여 신체활동수준(PAL)을 산출하는 방법의 문제점이 인식된 바, 한국인을 대상으 로 이중표식수방법(DLW)을 활용하여 신체활동수준(PAL)을 산출하는 연구가 진행되었다 [33-35]. 그 결과 를 살펴보면(표 4), 아동의 경우는 초등학생을 대상으로 하였고, 성인의 경우 [34]는 일반 사무직 근로자를 대상으로 하였기에 해당 연령층을 대표할 수도 있겠으나, 노인의 경우 [37]는 규칙적인 운동을 하는 70대 초반의 노인을 대상으로 하였기에 일반적인 노인층을 대표하기에는 제한점이 있다.

② 체위분과에서 제시한 2020 체위기준(안) 적용

2020 한국인 영양소 섭취기준 개정을 위하여 체위 분과에서 제안한 체위 참고치를 2015년 체위 기준치 와 비교하여 보면, 일부 성별 및 연령대에서 신장과 체중이 변화하였다(표 5). 만 3세 이전에서는 신장과 체중 모두 감소하였고, 3-5세군에서는 신장의 변화는 없고, 단지 체중이 0.2 kg 증가하였다. 신장의 경우, 6세부터 29세까지, 그리고 75세 이상 노인층에서 남녀 모두 최소 0.2 cm에서 최대 2.3 cm까지 감소하였 다. 반면 30세부터 74세까지 남녀 모두 최소 0.5 cm에서 최대 1.3 cm까지 증가하였다. 체중은 6-14세 초 등학생, 중학생 남아, 19-29세 성인여자 및 75세 이상의 여자를 제외하고, 전 연령층에서 증가하였다. 체위 변화를 반영한 체질량지수(BMI)의 변화를 살펴보았을 때, 만 3세 이전에서는 0.1-0.9 정도 감소하였고, 남 자의 경우, 9-11세에서는 변동이 없었고, 나머지 연령층에서는 0.1-0.9 정도 증가하였다. 여자의 경우 6-18 세에서 0.4-0.6 정도 증가하였고, 19세 이상 성인에서는 0.1 정도 감소하였다.

(7) 2020년 에너지필요추정량 설정의 원칙

 

지난 2015년 한국인 영양소 섭취기준 개정 시, <2005년부터 한국인 영양소 섭취기준에서 에너지필요추 정량(EER) 산출 시 사용하고 있는 추정식은 이중표식수법(DLW)을 이용하여 미국과 캐나다인을 대상으로 개발된 것이므로 한국인에게 적용 시의 정확도(타당도)가 검증되어야 함>이 지적된 바 있다.

 

지난 5년간 한국인을 대상으로 이중표식수법(DLW)을 이용하여 에너지필요추정량(EER) 산출식(dietary reference intake equations, DRI equations)의 정확도를 평가한 연구들이 몇 편 [33-35, 37] 보고되었다. 이중 성인을 대상으로 이중표식수법(DLW)으로 측정한 1일 총에너지소비량(TEE)과 DRI 공식을 이용하여 산출된 에너지필요추정량(EER)과의 상관관계를 분석한 결과(그림 7), 남자(r＝0.783, P<0.001)와 여자(r ＝0.810, P<0.001) 모두 의미 있는 양의 상관관계를 보였다.

한편, 이중표식수(DLW)를 이용하여 한국인에서 DRI 공식(EER 산출식)의 타당도(정확도)를 평가한 결 과를 요약한 결과는 표 6과 같다. DRI 공식(EER 산출식)의 정확도 평가 시, 산출값이 이중표식수(DLW)를 이용하여 측정한 총에너지소비량(TEEDLW)을 기준으로 90-110%에 해당되면 정확한 것(accurate)으로, 90% 이하이면 과소(under) 평가한 것으로, 110% 이상이면 과대(over) 평가한 것으로 보고하였다. 그 결과를 살펴보면(표 6), 남녀 각각 성인에서는 77.1%와 62.9%가, 노인에서는 64.0%와 74.0%가 정확하게 평가된 것으로 나타나, 한국인 성인과 노인에서 DRI 공식의 적용은 타당한 것으로 나타났다. 아동(초등학생)의 경 우 여아에서는 63.6%의 정확도를 보였으나, 남아에서는 28.6%의 낮은 정확도를 보였고, 64.3%의 과대평 가율을 보였다. 또한 운동선수(테니스 여자 선수)의 경우 비운동선수인 일반 여대생의 정확도(85.7%)에 비 하여 37.5%의 매우 낮은 정확도를 보였다.

 

따라서 아동 및 운동선수 등의 에너지필요추정량(EER) 설정을 위해서는 이들을 위한 별도의 공식이 필 요하겠으나, 한국인 성인과 노인에 있어서는 현재 사용하고 있는 DRI 공식(EER 산출식)을 적용하는 것은 가능한 것으로 나타났다.

이에 2020년 에너지필요추정량(EER)은 2005년 한국인 영양섭취기준이 처음 도입되면서 적용되었던 에 너지필요추정량 공식이 그대로 적용되어 산출되었다. 이때 2020년 체위 참고치를 반영하되, 2020년 체위 를 적용하여 산출된 에너지필요추정량(EER)의 원값에 대해 반올림 또는 올림 등의 계산방법을 적용하여 상향 조정하게 된다면, 우리 국민의 (비만유병률 및 관련 만성퇴행성질환 유병률을 고려할 때) 비만 및 이 로 인한 만성퇴행성질환 유병률을 높이는 결과를 초래할 것이다. 이에 산출값을 100 kcal 단위로 절삭하였 으며, 감소분에 대해서도 100 kcal 단위로 절삭하였다.

 

2020년 한국인 영양소 섭취기준 개정을 위한 에너지필요추정량(EER) 제정 원칙을 다음과 같이 정하였다.

에너지필요추정량(EER) 계산 공식에 연령대별 및 성별에 따라 적용되는 상수 및 계수를 적용한 최종 EER 산출식은 아래 표 7과 같다.

2-2 에너지 섭취기준 및 한국인 섭취실태

앞에서 언급한 생애주기별 에너지필요추정량(EER) 설정방법을 토대로 2020년도에 제시된 체위기준을 적용하여 성인 남녀의 에너지필요추정량(EER)을 산출하였다.

 

(1) 영아기(1세 미만)

 

영아 전기(0-5개월)의 에너지섭취량은 체중측정방법(Test weighing method)을 이용하여 하루에 섭취한 모유의 양을 측정한 후 모유의 에너지 함량을 곱하여서 구하였다. 하루 모유 섭취량의 추정은 매번 수유 전후 측정한 영아의 체중의 차이를 1회 섭취량으로 하여 24시간 동안 합산한 값을 1일 섭취량으로 하였다. 영아 전기의 모유섭취량은 생후 4주부터 20주까지의 성숙유 섭취량을 측정한 국내 논문의 결과를 활용하 여 계산하였다(표 8). 영아 전기의 하루 모유섭취량은 평균 677-782 mL이었고, 2015년도 한국인 영양소 섭취기준 마련 시 조사된 결과 이외에 추가된 사항이 없어 2015년과 마찬가지로 780 mL로 정하였다(영아 모유섭취량 참고). 또한 1-5개연령 모유의 평균 에너지 함량은 약 65 kcal/dL이므로, 해당 연령 영아의 하 루 에너지섭취량은 510 kcal(0.65 kcal/mL×780 mL＝507≒510 kcal) 이었다.

모유와 함께 이유 보충식을 하는 영아 후기의 에너지섭취량 자료는 매우 부족하였다. 연구보고에 따르 면, 1990년-2000년대 초까지는 6-11개월 영아들의 조제유 섭취 비율이 높았기 때문에 조제유와 보충식을 섭취하는 영아를 대상으로 한 자료가 상대적으로 많았다. 표 9에 따르면 해당 개월의 영아에서 모유와 보 충식을 섭취한 총 25명의 영아는 평균 617.2 kcal을, 조제유와 보충식을 섭취한 총 182명의 영아는 평균 730.5 kcal을, 보충식만 섭취한 총 13명의 영아는 평균 668.8 kcal의 에너지를 섭취한 것으로 보고되었다 [64]. 또한, 6-11개월 영아들이 보충식으로부터 섭취한 열량을 살펴보면 [71-73], 모유와 보충식을 섭취한 영아는 평균 356 kcal, 조제유와 보충식을 섭취한 영아는 평균 307 kcal인 것으로 파악되었다(표 9).

영아의 에너지필요추정량(EER)은 영아의 에너지소비량에 성장에 필요한 에너지축적량(추가 필요량)을 더하여 산출하였다. 영아의 에너지소비량은 이중표식수법(DLW)을 사용하여 조사한 결과 [26]를 바탕으로, 성별에 관계없이 <89 kcal/일×체중(kg)-100 kcal/일>로 보고된 것을 적용하였다 [26]. 성장에 필요한 에 너지축적량은 미국의 자료 [26]를 이용하여 영아 전기는 115.5 kcal/일, 영아 후기는 22.0 kcal/일을 적용 하였다. 따라서 영아의 에너지필요추정량(EER)은 우리나라 영아의 전기와 후기의 표준체중(각각 5.5 kg과 8.4 kg)을 적용하여 아래와 같이 산출하였다. 2015년과 비교하여 2020년도에는 영아의 표준체위가 감소하 였을 뿐만 아니라, 전반적인 비만 유병률을 고려하여 모든 연령층에 100 단위 절삭을 적용하는 원칙에 따 라 다음과 같이 설정하였다.

(2) 성장기(1-18세)

 

유아와 아동의 에너지필요추정량(EER)은 에너지소비량에 성장에 필요한 추가필요량을 합산하여 산출하 였다. 1-8세의 유아 및 아동의 성장에 필요한 에너지필요량은 남녀 모두 20 kcal/일로 책정하였고, 9-18세 아동은 남녀 모두 25 kcal/일로 책정하였다 [26]. 1-2세까지의 유아는 영아에 적용한 산출 방식과 마찬가지 로 신체활동수준을 적용하지 않았고, 에너지 추가필요량 20 kcal/일을 적용하였다 [26]. 3-5세의 유아는 신 체활동수준(PAL) 별로 에너지필요추정량(EER)이 달리 계산되었다.

 

김 등 [35]에 따르면 이중표식수법(DLW)으로 평가한 초등학생의 신체활동수준(PAL)은 남녀 각각 1.58±0.20 과 1.55±0.13으로 ‘저활동적’ 수준에 해당하였다. 한편, 미국에서 보고한 3-8세 유아 및 아동의 신체활동수준(PAL)은 남아 1.39, 여아 1.48이었고, 9-13세 아동의 신체활동 수준은 남아 1.56, 여아 1.60 으로 제시되었는데 [26], 이는 모두 ‘저활동적’ 활동수준에 해당한다. 따라서 우리나라 유아 및 아동의 에너 지필요추정량(EER) 산출 시에도 ‘저활동적’ 신체활동수준을 기본으로 적용하였다.

 

청소년(12-18세)은 중·고등학생에 해당되는 연령군으로, 이들의 에너지필요추정량(EER)은 유아(3-5세) 및 아동(6-11세)에게 적용한 산출공식의 총에너지소비량(TEE)에 성장에 필요한 에너지를 추가로 더하였으며, 이때 성장에 소요되는 필요에너지는 미국 DRI 자료 [26]를 바탕으로 9-11세 아동과 동일하게 하루 25 kcal로 하였다. 우리나라 청소년의 대부분은 하루 일과의 많은 부분을 대학입시 준비와 관련된 학습활동 (학교 및 학원 수강, 야간 자율학습, 보충학습 등)에 할애하고 있으므로, 신체활동량이 부족한 ‘저활동적’ 수준으로 보고되었다(표 3). 따라서 우리나라 청소년의 에너지필요추정량(EER)은 ‘저활동적’ 신체활동수준 을 적용하여 산출하였다. 그러나 청소년 중에서도 신체활동수준(PAL)이 중강도 또는 고강도인 경우, 별도 의 에너지필요추정량(EER)이 제안되어야 할 것이다(표 16 참조).

 

위와 같은 과정을 통하여 계산된 성장기(1-18세)의 에너지필요추정량(EER) 산출값으로부터 최종 수치를 결정할 때는 앞서 제시한 바와 같이 증가하고 있는 비만유병률을 고려하여 100 kcal 단위로 절삭하였다.

(3) 성인기(19-64세)

 

성인(19세 이상)의 에너지필요추정량(EER)은 성장을 위한 에너지 축적량 없이 추정 공식의 산출값, 즉, 총에너지소비량(TEE)과 같다. 한국 성인의 신체활동수준(PAL)은 특수 활동(운동선수, 고강도의 육체적 노 동자)을 하는 사람을 제외하고 일반적으로 1.60 미만인 ‘저활동적’ 상태인 것으로 보고되었다(표 3). 최근, 김 등 [34]은 이중표식수법(DLW)을 이용하여 한국인 성인의 신체활동수준(PAL)을 분석한 바(표 4) 남녀 각각 1.55±0.19 및 1.46±0.16으로 ‘저활동적’ 수준(표 2)에 해당하였다. 따라서 성인의 에너지필요추정량 (EER) 산출시 신체활동단계별 계수(PA)는 남녀 각각 ‘저활동적’ 수준에 해당하는 1.11과 1.12를 대입하였 다. 최근 ‘저활동적’ 수준 보다 높은 신체활동을 하는 성인들도 증가하는 추세여서 이들을 위한 별도의 에너지필요추정량(EER)을 산출하여 제시되어야 할 것이다(표 16 참조). 성인(19세 이상)의 경우 연령에 따라 19-29세, 30-49세 및 50-64세로 구분하였는데, 이는 연령군에 따른 체격(신장, 체중)의 차이에 따른 분류일 뿐 모든 성인에서 동일한 공식을 적용하여 에너지필요추정량(EER)을 산출하였다.

 

2020년도에 제시된 체위기준을 적용하여 성인 남녀의 에너지필요추정량(EER)을 구하되, 우리나라의 비 만 문제를 고려하여, 에너지필요추정량(EER)이 상승하는 것에 대한 우려를 최소화하기 위하여 제시값은 100 kcal 단위로 절삭하였다.

(4) 노인기(65세 이상)

 

최근 우리나라에서 65세 이상 노인층(평균 연령 남자 71.1세, 여자 72.2세)을 대상으로 이중표식수법 (DLW)을 이용하여 측정한 신체활동수준(PAL)은 남녀 각각 1.97±0.17과 1.60±0.15로 보고되었으나 [37], 이들 대상자는 노인복지회관에서 규칙적인 운동에 참여하는 노인이었기에 우리나라 노인의 평균적인 신체 활동수준(PAL)으로 보기 어렵다. 외국에서 이중표식수법(DLW)으로 노인의 신체활동수준을 평가한 연구 들을 살펴보면, 70-75세의 노인층을 대상으로 한 연구 [75-79]가 있으며, 75세 노인의 신체활동수준(PAL) 을 측정한 후 82세 때 다시 측정한 연구에서 보고한 남녀 노인의 신체활동수준(PAL)은 1.68이었다 [80]. 이처럼 몇몇 연구에서 노인층을 대상으로 한 연구가 있으나 아직 부족한 실정이며, 80세 이상의 노인에 대한 자료는 전무한 실정이다. 따라서, 2020년도에도 2015년도와 마찬가지로 노인층의 에너지필요추정량 (EER) 산출 시 신체활동수준(PAL)을 ‘저활동적’을 적용하였다. 향후 이중표식수법(DLW)을 이용하여 75세 이상 또는 고령층 노인의 신체활동수준(PAL)의 평가가 필요하다.

 

2020년도에 제시된 체위 기준을 적용하여 노인층의 에너지필요추정량(EER)을 구하되, 우리나라의 비만 문제를 고려할 때, 에너지필요추정량(EER)이 과도하게 상승하는 것에 대한 우려가 있으므로 이를 최소화 하기 위하여, 다른 연령층과 마찬가지로 최종 제시값은 100 kcal 단위로 절삭하였다.

(5) 임신기

 

임신부의 경우 해당 연령의 일반 성인 여자의 에너지필요추정량(EER)에 임신에 따른 에너지소비량 증 가분과 모체 조직의 성장에 필요한 에너지 축적량을 추가로 더하여 산출하였다. 2005년, 2010년 및 2015 년 세 차례에 걸쳐 19세 이상의 가임기 성인 여자의 체위 참고치를 비교하여 보면, 2005년과 2010년에는 체위의 변화가 없었으나 2015년에는 신장 1.5-2.0 cm, 체중 1.9-2.2 kg 가량 증가하였고, 2020년에는 2015년도와 비교하여 20대에서 신장이 0.1 cm, 체중이 0.2 kg 감소하였고, 30-40대에서는 신장이 0.8 cm, 체중이 0.3 kg 증가하였다. 그러나 2005년 이후 임신부의 기초대사량(BEE)과 신체활동별 에너지소비량과 모체조직의 성장에 따른 에너지요구량 등에 관한 국내 연구 문헌 자료가 거의 없어 기존 문헌을 활용하여 산출한 2015년도와 동일하게 적용하였다. 연구보고에 따르면, 임신 분기에 따른 기초대사량(BEE)의 증가 비율은 각각 4%, 7% 및 19%인 반면, 신체활동으로 소비되는 에너지는 임신 25주까지는 유의한 변동이 없고, 그 이후에는 약 10-19% 증가하였다 [81]. 또한, 임신부의 식사성 발열효과(TEF)는 일반 성인 여자와 큰 차이가 없는 것으로 보고되었다 [82].

 

위의 자료에 근거하여 미국 [26]에서는 임신 1/3 분기에는 임신에 따른 에너지소비량 증가분 및 모체 조직 내 에너지 축적량이 없는 것으로 간주하였다. 따라서 이 시기의 임신부의 에너지필요추정량(EER)은 성인 여자의 에너지필요추정량(EER)과 동일하게 정하였다. 임신 2/3분기와 3/3분기에 있어서 임신에 의한 에너지소비량 증가분은 미국이 제시한 계산식 [26]에 2020년 한국 여자(19-29세)의 체위 기준인 체중(55.9 kg)을 대입하여 주(week) 당 에너지소비량 증가분(8 kcal/주)을 계산하였다. 여기에 임신기간(주)을 곱하 여 계산한 값은 각각 약 160 kcal와 약 272 kcal였다. 이 시기의 에너지 축적량은 기존 미국자료(국내 결과 와 유사함)를 그대로 적용하였고, 이는 임신기간 중 체내 축적되는 단백질(약 925 g)과 지방(약 1.9-5.9 kg)의 양을 근거로 하여 산출된 값이다. 한국인 여자에서 임신기간 중의 체중 증가량(약 12.2-14.6 kg)과 신생아의 체중(약 3.27-3.39 kg)이 미국 자료와 큰 차이가 없으므로 임신 중의 에너지 축적량은 다르지 않을 것 [83]으로 판단하여 적용한 것이다. 또한, 임신 초기(약 2달)에는 임신 여부를 인지하지 못할 수도 있고, 입덧으로 인한 식사 섭취량이 감소할 수 있으므로 임신으로 인해 증가된 총 에너지량을 (280일에서 60일을 제외한) 220일로 나누어 산출한 값, 180 kcal/일을 임신 2/3분기와 3/3분기의 체조직 증가에 필요한 에너지로 계산하였다. 즉, 임신 1/3분기에는 에너지필요추정량(EER)을 추가 설정하지 않았고, 임신 2/3 분기와 3/3분기에는 임신하지 않은 성인 여자의 에너지필요추정량(EER)에 임신에 따른 에너지소비량 증가 분과 에너지 축적량의 합계인 340(160+180) kcal와 450(272+180＝452를 반올림) kcal를 추가하여 에너지 필요추정량(EER)을 설정하였다 [26].

(6) 수유기

 

수유부의 에너지필요추정량(EER)에 대한 추가량은 수유기간 중의 에너지소비량 변화, 모유 분비에 필요 한 에너지와 모체에 저장된 지방조직에서 동원되는 에너지 등을 고려하여 설정하였다(표 15). 이때, 모유 의 에너지 밀도와 1일 모유분비량은 2015년 한국인 영양소 섭취기준을 참고하여 각각 65 kcal/100 mL와 780 mL/일을 적용하였고 [65, 68-71, 84, 85], 수유부 모체에 저장된 여분의 에너지로부터 제공되는 에너 지는 170 kcal/일 [66]을 적용하였다. 수유부의 일상생활 중의 에너지소비량은 일반 성인 여자와 별다른 차이가 없는 것으로 보고되었으므로 [86], 수유부의 에너지필요추정량(EER)은 비수유 여자의 에너지필요 추정량(EER)에 모유로 방출되는 에너지(0.65 kcal/mL×780 mL＝507≒510 kcal)를 더하고, 수유부의 저장 지방조직에서 동원되는 에너지(170 kcal)를 빼는 방법으로 계산하였다.

(7) 신체활동단계(저활동적, 활동적 및 매우 활동적)에 따른 에너지 필요추정량

 

앞서 제시한 2020년 한국인 영양소 섭취기준 개정을 위한 에너지필요추정량(EER) 제정 원칙에서, 신체 활동단계는 2015년과 같이 ‘저활동적’을 그대로 적용하되, ‘활동적’ 및 ‘매우 활동적’ 신체활동수준에 해당하 는 에너지필요추정량을 별도의 표로 제시하기로 한 바 있다. 이에 신체활동단계별 에너지필요추정량을 제 시하면 표 16과 같다. 이때 영아(0-5개월, 6-11개월) 및 유아(1-2세)의 에너지필요추정량 산출식에는 신체 활동단계별 계수가 포함되지 않으므로, 신체활동단계에 따른 구분이 어렵다.

 

또한, 성별에 따른 남녀를 구분한 에너지필요추정량(EER) 산출식의 적용은 3세부터 시작된다. 그러나, 한국인 영양소 섭취기준에서 성별(남녀)에 따른 구분은 6세 이후부터 이다. 이에 3-5세의 에너지필요추정 량(EER)을 제시할 때는, 남아와 여아의 각기 공식을 이용하여 산출한 값의 평균값을 남아와 여아 동일하게 제시하고 있다.

 

그러나 이와 같은 자료를 활용하고자 하는 경우, 산출식에서 적용된 신체활동단계의 판단 기준이 되는 신체활동수준(표 2 및 표 3 참조)에 대한 사전 평가가 필요하다. 현재 신체활동수준(PAL)을 평가할 수 있 는 방법으로는 신체활동일기를 이용하는 방법이 있으나, 이 방법의 타당도를 높이기 위하여 한국인에게 적절한 신체활동분류표의 개발이 필요하다.

(8) 연령대별 일일 평균 에너지섭취량과의 2020 에너지필요추정량과의 비교

 

최근 5년(2013-2017)간의 국민건강영양조사 자료에서 보고된 일일 평균 에너지섭취량과 2020 에너지필 요추정량(EER)을 비교하면 다음 표 17과 같다.

대부분의 연령대(여자 19-29세, 75세 이상 및 유아 1-2세를 제외)에서 일일 평균 에너지섭취량은 2020 에너지필요추정량의 91.2-105.8%를 보여, 2020 에너지필요추정량(EER) 값과 실제 에너지섭취량과 비슷한 수준을 보였다. 여자에서 19-29세와 75세 이상에서는 2020 에너지필요추정량(EER) 대비 에너지 섭취비율 이 각각 89.7%와 87.0%로 실제 평균 에너지섭취량이 2020 에너지필요추정량(EER) 보다 다소 낮은 수준이 었다. 2020 에너지필요추정량(EER)과 2015 에너지필요추정량(EER)을 비교해보면 몇몇 연령대에서 100 kcal가 감소된 것으로, 섭취량에 좀 더 가까워졌다. 1-2세의 경우, 2020 에너지필요추정량(EER) 대비 에너 지 섭취비율은 125.9%로 평균 에너지섭취량이 2020 에너지필요추정량(EER) 보다 다소 높은 것으로 나타 났다. 1-2세의 2020 에너지필요추정량(EER)은 2015 에너지필요추정량(EER)과 비교할 때, 해당 연령대에 서 100 kcal가 감소되었다. 소아비만율의 증가 및 소아비만이 성인비만으로의 연결 등을 고려할 때, 1-2세의 2020 에너지필요추정량(EER)은 적절한 것으로 판단된다. 단, 영유아 체위 변화 추세, 비만 발생률 및 이환 율 등을 장기적으로 관찰하고 비교하여, 그 결과를 향후 에너지필요량 설정에 반영할 필요성이 있다.

2-3. 만성질환 위험감소를 위한 섭취기준

서두에 언급한 바와 같이 에너지는 다른 영양소와는 달리 권장섭취량이나 상한섭취량의 개념이 적용될 수 없다. 무엇보다도 섭취에너지와 소비에너지간의 균형이 중요하다. 섭취에너지와 소비에너지가 동일한 상태가 되면 에너지 균형이 맞아 현재 체중을 유지할 수 있지만, 섭취에너지가 소비에너지 보다 높으면 양의 에너지 균형이 되어 남은 에너지는 체지방의 형태로 체내에 축적되어 체중이 증가하고, 반대로 섭취 에너지가 소비에너지보다 낮으면 음의 에너지 균형이 되어 체중이 감소하게 된다. 더욱이, 최근 우리 국민 의 비만유병률과 비만과 관련된 만성퇴행성질환 유병률의 증가를 고려할 때, 에너지는 성별과 연령별 체위 기준(신장과 체중)에 따라 정확한 에너지필요추정량(EER)을 산정하여 제시하는 것이 중요하다.

3 안전확보를 위한 섭취기준

앞서 언급하였듯이 에너지는 권장섭취량이나 상한섭취량을 적용하지 않고, 에너지필요추정량(EER)으로 산출된다.

4 식품의 에너지 함량 및 주요 급원식품

인체가 필요로 하는 에너지는 매일 섭취하는 식품을 통해서 공급받기 때문에 총에너지소비량(TEE)을 결 정하는 데에 있어서 어떤 식품을 얼마나 섭취하였는지를 정확하게 파악해야 한다. 식품 속의 에너지 함량은 밤(bomb)열량계를 이용하여 측정하는데, 사방이 물로 둘러싸인 작은 방 안에 무게를 알고 있는 식품의 일 정량을 넣고 태울 때 방출되는 열이 방을 둘러싸고 있는 물의 온도를 몇도 올리는지를 측정함으로써 식품의 에너지 함량을 알아내는 방법이다. 이때 물 1 kg을 14.5℃에서 15.5℃로 1℃ 올리는데 필요한 에너지를 1 kcal라고 표현할 수 있다. 식품 속 영양소 중에서 에너지를 공급하는 영양소는 탄수화물, 지방, 단백질이고 기타 알코올이다. 생리적 에너지의 평균 함량은 탄수화물 4 kcal/g, 지방 9 kcal/g, 단백질 4 kcal/g, 알코올 7 kcal/g이며, 이들 각 영양소의 g 당 평균 kcal를 아트워터계수(Atwater‘s calorie factors)라고 한다. 생리 적 에너지는 물리적 에너지 함량에 평균 소화율(탄수화물 97%, 지방 95%, 단백질 92% 흡수)을 적용하여 산출된다. 예를 들면, 탄수화물의 중 전분의 물리적 에너지는 4.18 kcal/g, 설탕은 3.94 kcal/g, 포도당은 3.72 kcal/g 이며, 지방 중 버터는 9.21 kcal/g, 동물성지방은 9.48 kcal/g 이며, 단백질 중 육류단백질은 5.35 kcal/g, 달걀단백질은 5.58 kcal/g 이라고 할 때, 이 값에 평균 소화율을 적용하여 생리적 에너지 값을 산출하는 것이다 [87]. 우리나라 식품성분표의 식품 에너지 함량은 이러한 계수를 적용하여 산출된 것이다. 에너지를 내는 영양소의 물리적 에너지와 생리적 에너지 함량의 예가 표 19에 제시되었다 [88].

표 20과 그림 8은 에너지의 주요 급원식품 및 에너지 함량(식품 100 g [89] 및 1회 분량 기준 [46])에 대한 상위 30개 식품 정보를 제시하고 있다 [46, 88-90]. 우리나라 사람들의 1회 분량을 통해 섭취하는 에너지가 높은 식품은 대부분 곡류군(국수, 메밀국수, 찹쌀, 백미, 떡, 현미, 보리, 빵, 과자, 밀가루 등)에 속하였고, 그 다음으로 육류군(소고기, 돼지고기, 달걀, 두부, 닭고기 등), 유제품(우우), 유지류(참기름, 콩 기름, 마요네즈)가 차지하였다. 또한 라면, 샌드위치, 햄버거, 피자와 같은 패스트푸드와 주류(맥주, 소주) 도 1회 분량당 높은 에너지 함량을 보였다. 한편, 국가표준식품성분표 [89]에서 100 g 당 에너지 함량이 높은 식품에는 대부분 유지류가 포함된다(표 21).

5 향후 2025 섭취기준 개정을 위한 제언

5-1. 섭취기준 설정에서 제기된 문제

에너지필요추정량(EER)은 추정식에 성별과 연령대를 구분하여 해당 시기의 연령, 체위 및 신체활동단계 별 계수(PA)를 반영하여 에너지필요추정량(EER)을 산출하고 있다. 또한 성인기 이전에는 생애 주기의 특 징에 따라 추가필요량을 더해준다. 현재의 연령 구분에서는 노년기를 65-74세와 75세 이상으로 구분하고 있으나, 성인기의 에너지필요추정량(EER) 산출식을 그대로 노인기에도 적용하고 있다. 노년기는 신체 기 능과 대사가 성인기와 다르고, 특히 기대수명의 증가로 80세, 나아가 90세 이상의 고령자 인구수도 증가하 고 있다. 따라서, 2025년 한국인 영양소 섭취기준 설정 시에는 노년기를 세분화하고, 각 해당시기에 적절 한 에너지필요추정량(EER) 산출식이 개발되어 이용되어야 할 것이다.

 

성별에 따른 남녀를 구분한 에너지필요추정량(EER) 산출식의 적용은 3세부터 시작된다. 그러나 한국인 영양소 섭취기준에서는 6세 이후부터 성별(남녀)에 따른 구분을 하고 있다. 따라서, 3-5세의 에너지필요추 정량(EER)을 제시할 때는, 성별에 따른 각각 다른 공식을 이용하여 산출한 서로 다른 두 값의 평균값을 남아와 여아 모두에게 동일하게 제시하고 있다. 2025년도에는 3-5세에서 체위기준치 및 산출 공식이 서로 다른 남아와 여아의 에너지필요추정량(EER)을 구별하여 제시하는 방법에 대하여 검토해 볼 필요가 있다.

5-2. 과학적 근거가 부족한 사항

2020년도에 제시하는 에너지필요추정량(EER)의 공식과 적용된 체위는 과학적인 연구자료를 바탕으로 검토하고 정리된 것이다. 그러나 일부 계층(임신부 및 수유부)에서 최신의 자료가 부재하여 2015년도에 적용하였던 자료를 그대로 적용하여 2020년도 산출값을 제시하였는데, 2025년도에는 해당 계층에서의 연 구자료가 더 마련된다면 좀더 최적의 결과를 제시를 할 수 있을 것이다.

5-3. 향후 2025 섭취기준 개정을 위해 필요한 과제

(1) 한국인을 대상으로 이중표식수법(DLW)을 이용하여 에너지필요추정량(EER) 산출공식 개발

 

2005년부터 2020년 현재까지 한국인 영양소 섭취기준에서 에너지필요추정량(EER) 산출 공식으로 사용 하고 있는 추정식은 이중표식수법(DLW)을 이용하여 미국과 캐나다인을 대상으로 개발된 것으로 한국인에 게 적용 시 타당도 검증의 필요성이 거론된 바 있다. 최근 국내에서도 일부 한국인(초등학생, 대학생, 성인, 노년층 등)을 대상으로 이중표식수법(DLW)을 이용하여 에너지소비량 측정 연구 [31-38]가 수행된 점은 큰 발전이라 할 수 있다. 그러나 한국인을 위한 에너지필요추정량(EER) 산출공식이 개발되기 위해서는 영 유아와 75세 이상의 노년층을 포함하여 각 계층별로 좀 더 많은 대상자를 포함하는 이중표식수법(DLW)을 이용한 연구결과가 필요하다. 또한 정상범위의 체질량지수(BMI)를 가진 사람 외에도 저체중, 과체중 및 비만인의 에너지필요추정량 설정 방법에 대한 연구도 필요할 것이다.

 

(2) 한국인의 신체활동수준에 대한 연구

 

2015년 에너지필요추정량(EER)을 제시할 때, 우리나라도 일본처럼 신체활동단계(Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ)에 따른 에너 지필요추정량을 제시할 것을 제안한 바 있다. 최근 들어 우리나라에서도 건강 및 운동의 중요성이 부각되 면서, 저활동부터 고강도까지의 다양한 신체활동을 규칙적으로 하는 인구가 증가하고 있다. 이에 2020 에 너지필요추정량(EER) 설정 시에는 ‘저활동적’ 신체활동단계별 계수(PA)를 적용하고, 이와는 별도로 ‘활동 적’ 또는 ‘매우 활동적’ 신체활동수준에 해당하는 에너지필요추정량을 제시하였다.

 

그러나 이와 같은 자료를 활용하고자 하는 경우, 산출식에서 적용된 신체활동단계의 판단 기준이 되는 신체활동수준에 대한 사전 평가가 필요하다. 신체활동단계에 따른 차별화된 에너지필요추정량이 현장에서 실질적으로 적용되려면 이중표식수법(DLW)을 이용하여 다양한 계층의 신체활동수준(PAL)에 대한 연구가 수행되어야 한다. 또한 개인의 신체활동수준을 평가할 수 있는 다양한 방법(도구)들이 개발되어야 한다. 예를 들어, 한국인을 위한 신체활동분류표의 개발과 함께 이를 이용한 활동일기를 활용하는 방법 및 스마 트폰이나 어플리케이션을 이용한 신체활동수준의 평가 방법에 대한 연구가 필요하다.

 

(3) 산출식에 적용하는 체위에 대한 해석(참조 체중 적용)

 

미국의 DRI에서 에너지필요추정량(EER)을 설정한 과정 [26]을 살펴보면 건강을 유지하는데 이상적인 체위를 적용한다고 하였다(The estimated energy requirement is defined as the dietary energy intake that is predicted to maintain energy balance in a healthy adult of a defined age, gender, weight, height, and level of physical activity consistent with good health) [26]. 일본은 에너지필요추정량(EER) 산출시 우리나라에서 사용중인 미국/캐나다의 산출 공식을 따르지 않고, 자체의 참조 체중과 신체활동수준 을 적용한 공식인 <기초대사기준치(kcal/kg/day)×참조체중(kg, reference weight)×신체활동수준(PAL)>을 사용하고 있다 [55]. 특히 일본은 2015년도부터 DRI에서 에너지필요추정량(EER)을 산출할 때, 건강체질량 지수(healthy BMI) 유지의 중요성에 초점을 두고 있다. 이에 2020년 DRI에서는 동아시아 및 2016 일본 NHNS 등의 코호트 자료에 기반하여 건강을 유지하기 위한 연령대별 건강체질량지수(healthy BMI) 범위 를 설정하였고, 이에 해당하는 참조체중(reference weight)을 에너지필요추정량(EER) 산출에 적용하고 있 다 [5, 91]. 또한 신체활동수준(PAL)도 미국/캐나다에서 제시한 값이 아닌 일본 국민을 대상으로 도출된 결과를 사용하고 있는데, 성인은 이중표식수법(DLW)에 의해 도출된 결과를 적용하였고, 소아청소년은 이 중표식수법(DLW)에 의한 실측값과 외국자료를 함께 활용하여 적용하고 있다.

 

따라서, 우리나라도 건강 체질량지수(Healthy BMI)에 대한 개념을 정리하고, 해당 범위에 대한 정의가 필요하다. 향후 일본 DRI의 에너지필요추정량(EER) 산출 방법을 우리나라에 적용하여 비교해 볼 필요가 있다.

 

2020 한국인 영양소 섭취기준(에너지)

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5년 단위로 발행 됨.

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