목초 사육 소고기와 일반 곡물 사육 소고기의 영양 비교

목초 사육 소고기와 일반 곡물 사육 소고기의 영양 비교

Nutritional Comparisons Between Grass-Fed Beef and Conventional Grain-Fed Beef

 

 

유타 주립대학교 영양학, 식이요법 및 식품과학부 스테판 반 블리트 박사와 바이오뉴트리언트 푸드 협회가 실시한 연구에 따르면, 풀을 먹여 키운 소는 기존의 곡물을 먹여 키운 소에 비해 다양한 건강에 좋은 화합물이 증가하며, 동물 건강이 개선되는 것으로 나타났습니다. 육류의 식물성 화학물질의 풍부함은 동물의 비육 식단과 직접적인 관련이 있습니다. 연구 결과에 따르면, 풀을 먹여 비육한 동물은 폴리페놀, 토코페롤, 카로티노이드를 포함한 식물성 화학물질의 양이 훨씬 더 많습니다(Beef Nutrient Density Project Report, 2021년 12월).

 

“식물성 화학물질은 동물과 인간 모두에게 항산화 및 항염증 효과가 있는 식물에서 추출한 자연 발생 생리활성 화합물입니다. 연구에 따르면 식물성 화학물질은 많은 만성 질환의 예방과 관리에 중요한 역할을 할 수 있는 것으로 밝혀졌습니다.”

 

많은 연구에 따르면, 목초 사육 쇠고기는 오메가-3 지방산 함량이 더 높고, 오메가-3 지방산은 심장과 뇌 건강에 중요한 역할을 합니다. 또한, 연구에 따르면, 목초 사육 쇠고기는 심장 질환 위험 감소와 관련된 초장쇄 지방산 함량이 더 높습니다.
목초 사육 동물은 또한 호모시스테인, 중성지방, 그리고 당화 최종 산물의 수준이 더 낮았는데, 이 모든 것들은 동물과 인간 모두의 심혈관 건강 개선과 관련이 있습니다.

 

반 블리트는 곡물 사료가 포도당 대사에 부정적인 영향을 미치고, 목초 사료가 미토콘드리아/에너지 대사를 개선한다는 사실을 발견했습니다. 또한, 곡물 사료를 먹은 동물은 콜라겐 대사 산물이 더 많고 단백질 분해 지표가 더 높았습니다. 이것은 동물의 건강과 육질의 질을 모두 떨어뜨립니다. 흥미롭게도, 목초 사료를 먹은 동물의 근육은 건강한 인간 운동선수의 근육 구조와 매우 유사합니다. 반면에, 곡물 사료를 먹은 동물의 근육은 대사 건강 문제의 초기 징후를 보입니다. Van Vliet과 동료 연구원들은 이것이 식단과 운동 능력 모두의 결과라고 결론을 내렸습니다. 목초지에서 풀을 먹으며 자란 동물은 하루 종일 움직일 수 있는 반면, 사육장에서 사육되는 동물은 움직임이 제한됩니다. 이것은 활동적인 사람과 앉아 있는 사람을 비교하는 것과 비슷합니다.
그림 1은 Van Vliet 박사와 그의 팀이 수행한 대사체학 연구에 사용된 과정을 보여줍니다.

 

 

이 이미지는 고기 샘플의 대사체 분석(Metabolomics Analysis of Meat Samples) 과정을 시각적으로 설명하는 다이어그램입니다.
각 단계는 다음과 같습니다:

(a) Meat Samples (고기 샘플)

• 고기 샘플이 준비됩니다.

(b) Sample Processing (샘플 처리)

• 실험실에서 고기 샘플을 분쇄하거나 가공하여 실험을 위한 준비 과정을 거칩니다.

(c) Mass-spec Analysis (질량분석)

• 질량 분석(Mass spectrometry, MS)을 통해 고기 샘플의 화학적 조성을 분석합니다.

(d) Metabolite Identification (>200 probed compounds) (대사체 분석)

• 200개 이상의 화합물(probed compounds)이 분석됩니다.
• 특정 대사물질(예: Anserine, 항산화 물질)이 검출됩니다.

(e) Determining Nutritional Quality (영양 품질 결정)

• 분석된 데이터를 기반으로 영양 품질을 평가합니다.
• FOODB (식품 데이터베이스)와 비교하여 지방산(Fatty acid) 및 페놀 화합물(Phenolics) 등의 영양 성분을 분류합니다.

(f) Relationship to Soil Health, Forage Quality, and Management (토양 건강, 사료 품질 및 관리와의 관계)

• 고기의 영양 성분이 토양 건강(Soil health), 사료 품질(Forage quality), 목초 관리(Management) 와 어떤 관계가 있는지 분석합니다.
• 최종적으로 고기의 영양 밀도(Meat nutrient density) 와 연결됩니다.

📌 요약:
이 과정은 고기의 영양 품질을 분석하는 과정을 설명하며, 최종적으로 사육 환경(토양 건강 및 사료 품질)과 고기의 영양 성분 간의 관계를 연구하는 데 활용됩니다.

 

식물성 화학물질의 이점
Van Vliet의 연구에 따르면, 목초 사육 소고기 샘플은 곡물 사육 소고기보다 많은 식물성 화학물질을 더 많이 함유하고 있는 것으로 나타났습니다. 식물에는 수천 가지의 식물성 화학물질이 존재하며, 식이 요법의 결과로 동물 근육 조직과 지방에 존재합니다. 식물성 화학물질은 동물(Provenza et al., 2015)과 인간 건강(Dillard & German, 2000) 모두에서 중요한 영양 및 건강 역할을 하는 식물에서 추출한 생체 활성 화합물입니다. 식물성 화학물질(식물성 영양소)의 이점은 다음과 같습니다.

• 세포의 항염증/항산화 효과
• 반응성 또는 독성 화학물질 제거
• 필수 영양소의 흡수 및/또는 안정성 향상
• 유익한 위장 박테리아의 선택적 성장 인자 역할
• 유익한 구강, 위 또는 장 박테리아의 기질 역할
• 유해한 장내 박테리아 선택적 억제

또한, 식물성 영양소는 암(Choudhari 외, 2020), 관상동맥 심장병(Ismaeel 외, 2021), 당뇨병(Cao 외, 2019), 고혈압(Fraga 외, 2019), 염증(Zhang 외, 2019)과 같은 만성 질환을 예방하고 관리하는 데도 중요한 역할을 합니다. 미생물, 바이러스 및 기생충 감염(Yin et al., 2019), 그리고 신경 질환(Uddin et al., 2020).

연구에 따르면, p-크레졸 설페이트, 4-에틸페놀설페이트, 히푸레이트, 스타키드린, 그리고 카테콜 설페이트와 같은 식물성 페놀 화합물이 목초 사육 소고기에서 증가하는 것으로 나타났습니다. 식이의 차이는 소의 반추위 내 미생물 개체군에 큰 영향을 미치며, 따라서 식물성 영양소 화합물의 유병률에 영향을 미칩니다. 곡물 위주의 사료로 인해 곡물을 먹인 동물에서는 이러한 화합물이 억제됩니다. 이러한 식물성 페놀 화합물은 소장의 미생물과 간에서 대사됩니다. 이 화합물은 동물의 건강과 신진대사에 영향을 미치고, 결과적으로 그 고기를 먹는 소비자의 건강과 신진대사에 영향을 미칩니다.

히푸라테는 목초 사육 소고기에서 거의 두 배 더 높았으며, 식이 페놀 섭취의 강력한 지표로 간주됩니다(Lees et al., 2013). 이것이 왜 중요한가요? 히푸라테 수치가 높을수록 장내 미생물 다양성이 개선되고 대사 증후군 발병 확률이 낮아지기 때문입니다(Pallister et al., 2017). 히푸레이트의 하류 대사 산물인 카테콜 설페이트는 인간의 순환 콜레스테롤 수치와 반비례 관계가 있으며, 인간에게 항염증 효과를 부여합니다(Fang et al., 2018).

목초 사육 소고기에는 신나모일글리신(신남산)과 N-메틸파이페콜레이트(쿠마르산의 대사 산물)와 같은 다른 유익한 식물성 영양소가 더 많이 함유되어 있습니다. 시나믹산은 목초 사육 소고기에 1.4배 더 많이 함유되어 있었습니다. 이 식물성 영양소는 항염 효과가 있으며(Peperidou et al., 2017), 파킨슨병(Prorok et al., 2019)과 암(Ruwizhi & Aderibigbe, 2020)의 위험 감소 등 다양한 건강상의 이점과 관련이 있습니다.

N-메틸피페콜레이트는 곡물 사료를 먹인 소고기에 비해 목초 사료를 먹인 소고기에서 5배 정도 더 높았습니다. 이 식물성 영양소는 산화 스트레스를 줄이고 대장암 모델에서 항종양 작용을 합니다(Al-Ishaq 외, 2020).

또한, 알팔파를 목초 사육 동물들의 식단에 포함시켰을 때, 스테키드린과 호모스테키드린이라는 식물성 영양소가 고기에 더 많이 농축되어 있습니다. (Carrillo et al., 2016). 스타키드린은 항산화 작용을 가지고 있으며, 뇌 보호(Li et al., 2020; Yu et al., 2018), 심장 보호(Cao et al., 2017), 항암 효과(Wang et al., 2017)를 가질 수 있습니다.

 

비타민 효능
이전의 연구(Van Vliet et al., 2021)와 마찬가지로, 최근의 연구에서도 알파-토코페롤이 목초 사육 소고기에서 곡물 사육 소고기보다 3배 더 많이 함유되어 있다는 사실이 밝혀졌습니다. 토코페롤은 항산화 효과가 가장 잘 알려진 비타민 E의 전구체입니다. 카로티노이드와 마찬가지로, 토코페롤은 심혈관 질환(Huang et al., 2019), 특정 암(Das Gupta & Suh, 2016; Helzlsouer et al., 2000), 뇌 기능 저하(Mangialasche et al., 2012), 시력 저하(Delcourt et al., 1999)를 예방하는 데 도움이 됩니다.

아스코르브산염(비타민 C) 화합물은 목초 사육 소고기에서 곡물 사육 소고기보다 1.5배 더 높았습니다. 고기가 비타민 C의 훌륭한 공급원이 아니지만, 고기에 더 높은 농도의 비타민 C가 함유되어 있으면 보관 안정성과 고기의 품질이 향상되는 것으로 밝혀졌습니다(Mitsumoto et al., 2006; Okayama et al., 1987).

비타민 B(B3, B5, B6)는 풀을 먹고 자란 소고기에 2~3배 더 많이 함유되어 있습니다(Duckett et al., 2009; Seck et al., 2017). 그러나, 이러한 비타민은 곡물 사료를 먹인 소의 고기에서 그 수치를 높이기 위해 첨가될 수 있습니다. 그러나, 목초 사료를 먹인 소의 경우, 이런 과정이 필요하지 않습니다. 니아신(비타민 B3의 한 형태)은 곡물 사료를 먹인 소의 고기에 비해 목초 사료를 먹인 소의 고기에서 9배 더 많이 발견되었습니다. 니아신은 건강한 신경계, 소화계, 피부를 촉진합니다.

 

다중불포화지방산
다중불포화지방산(PUFA)은 인간에게 필수적인 영양소이며 체내에서 만들어지지 않으므로 식사를 통해 섭취해야 합니다. 목초 사육한 소고기는 오메가-6와 오메가-3의 비율이 더 좋은 경우가 많으며(보통 3:1 미만), 심장병 위험 감소에 도움이 됩니다(van Vliet et al., 2021). 오메가-3 지방산은 항염증 매개체의 합성을 위한 전구물질 역할을 하는 반면, 오메가-6 지방산은 전염증성 지질 매개체의 중요한 전구물질입니다. 오메가-3 지방산은 염증을 줄이는 데 도움이 되는 반면, 과도한 양의 오메가-6 지방산은 염증을 촉진합니다.

목초 사육 소고기는 두 가지 주요 오메가-3 지방산 대사 산물인 에이코사펜타엔산(EPA)과 도코사헥사노산(DHA)의 함량이 더 높았습니다. 목초 사육 소고기의 EPA는 거의 10배 더 높았고, DHA는 3배 더 높았습니다. 항염증 및 항산화 특성이 중요한 이점입니다. 또한, 심장병, 암, 간 질환의 위험을 낮추고, 뇌 기능을 향상시킵니다(Swanson et al., 2012). 또한, 목초 사육 소고기에는 리놀렌산(알파/감마)이 10배 더 많이 함유되어 있습니다. 이 특별한 오메가-3 지방산은 식물에서 집중적으로 발견되며, 심혈관 질환의 위험을 감소시키고 뇌 건강에 중요한 역할을 합니다(Rajaram, 2014).

목초 사육 쇠고기는 곡물 사육 쇠고기에 비해 공액 리놀레산(CLA)이 2-4배 더 많이 함유되어 있습니다. CLA는 강력한 항암 및 항비만 특성을 가진 필수 지방산입니다. 운동선수에게 있어서는 근육 증가와 지방 감소에 중요한 지방산입니다. CLA의 다른 이점으로는 근력 향상, 튼튼한 뼈의 촉진, 성장과 발달의 개선, 소화 촉진 등이 있습니다.

 

장쇄 포화 지방산
장쇄 다불포화 지방산(PUFA)과 마찬가지로, 장쇄 포화 지방산은 목초 사육한 소의 고기에 풍부하게 함유되어 있습니다. 포화 지방은 일반적으로 심장 건강에 해로운 것으로 간주되지만, 아라키드산, 베헤네이트, 노나데칸산과 같은 장쇄 포화 지방산은 당뇨병과 심혈관 질환의 위험 감소와 관련이 있습니다. 이 지방산은 목초 사육 쇠고기에서 2-3배 더 많이 발견되었으며, 유익한 것으로 간주됩니다(Lemaitre & King, 2022).

카프라테산과 라우린산은 항균, 항바이러스, 항진균, 항염증 효과가 있는 포화 지방산입니다. 카프라테산과 라우린산은 목초 사육 쇠고기에서 1.5-1.7배 더 많이 발견되었습니다. 또한, 목초 사육 소고기에는 장쇄 단일불포화지방산이 2-4배 더 많이 함유되어 있었습니다. 장쇄 단일불포화지방산은 건강에 유익한 것으로 알려져 있습니다.

중요한 것은, 트리아실글리세롤(TAGs)은 목초 사육 고기에서 더 적게 발견되는 반면, 장쇄 아실카르니틴은 더 많이 발견된다는 사실입니다. 낮은 TAG와 높은 아실 카르니틴은 심장 건강 개선과 관련이 있습니다. 심장 질환의 위험은 지방 아실 글리세롤과 육류의 카르니틴 함량과도 관련이 있습니다. 근육 조직에 저장된 지방은 휴식 중이나 신체 활동 중 골격근의 주요 연료로 사용될 수 있습니다. 근육 내 지방 저장도 육류의 맛에 영향을 미칩니다. 쇠고기 샘플 내에서, TAG 대사물질은 곡물 사료로 키운 쇠고기 샘플에 비해 목초 사료로 키운 쇠고기 샘플에서 현저하게 감소되었고(그림 7), 장쇄 아실 카르니틴 은 증가했습니다. 사람의 경우, 낮은 TAG(Nordestgaard & Varbo, 2014)와 높은 장쇄 아실 카르니틴(Bhupathiraju et al., 2018)은 심혈관 건강 개선과 관련이 있습니다.

 

동물들의 식습관은 동물과 인간의 건강에 중요합니다
반추 동물들의 식습관은 그들의 에너지 대사와 포도당 활용에 상당한 영향을 미칩니다. 곡물 사료를 먹인 소의 근육과 비교했을 때, 풀을 먹인 소의 근육은 산화 대사 능력이 더 높습니다(Apaoblaza et al., 2020). 구연산, 숙시네이트, 말산 수치가 상당히 높게 나타났습니다. 이로 인해 산화 대사 능력이 향상되어 더 건강하고 운동 능력이 뛰어난 육질을 가진 풀을 먹인 소가 탄생했습니다. 이는 신체적으로 활동적이고 지구력 훈련을 받은 인간에게서 나타난 결과와 매우 유사합니다(Kelly et al., 2020). 신체적으로 활동적인 인간과 신체적으로 활동적인 동물(예: 목초 사육 소)의 연구 결과 사이의 유사성은 놀랍고, 미토콘드리아 대사 증가와 고도 불포화 지방산 프로필 증가를 포함합니다(Kelly et al., 2020).

또한, 호모시스테인과 S-아데노실호모시스테인은 곡물 사료로 키운 소에 비해 목초 사료로 키운 소에서 감소했습니다. 이는 심장혈관 질환과 관련하여 풀을 먹인 소고기에 긍정적인 영향을 미칩니다(Prasad, 1999). 또한 풀을 먹인 동물은 곡물을 먹인 동물보다 대사적으로 더 건강하다는 것을 보여주는 추가적인 증거입니다. 우리는 인간의 호모시스테인 수치가 높을수록 심장 질환의 위험이 증가한다는 사실을 알고 있습니다(Bostom et al., 1999).

식이 요법과 신체 활동은 근육의 질과 건강에 영향을 미칩니다. 근육의 질은 단백질 합성과 분해의 변화의 결과입니다(van Vliet et al., 2018a). 분지 사슬 아미노산 대사 산물은 식이 요법과 운동 정도에 따라 쇠고기에 상당한 변화가 있었습니다. 이러한 경로의 대사 산물은 곡물 사료를 먹인 동물에 비해 목초 사료를 먹인 동물에서 상당히 높은 것으로 나타났습니다.

마지막으로, 분지 사슬 아미노산 대사 산물, 특히 이소발레릴카르니틴, 티글리실카르니틴, 이소부티릴카르니틴과 같은 카르니틴 대사 산물이 근육 조직에 널리 분포되어 있습니다. 이러한 아미노산의 증가는 목초 사육된 동물의 고기에 증가된 근육 단백질 함량을 나타냅니다. 카르니틴은 목초 사육 소고기에서 더 많이 발견되었습니다. 카르니틴은 신체가 지방을 에너지로 전환하는 것을 돕습니다. 이것은 심장 및 뇌 기능, 근육 운동, 그리고 다른 많은 신체 과정에 중요합니다. 다른 유리 아미노산 대사 산물도 곡물 사육 소고기보다 목초 사육 소고기에서만 현저하게 증가했습니다. 이러한 아미노산 함량이 더 높은 것은 목초 사육 동물의 신체 활동이 증가했기 때문일 가능성이 큽니다.

 

영국 영양학회지
맥아피(McAfee) 외(2011)가 영국 영양학회지에 발표한 연구에 따르면, 4주 동안 목초 사육 소고기 식단과 곡물 사육 소고기 식단을 섭취한 20명의 인간 피험자를 대상으로 한 무작위 이중맹검 연구에서 인간 체내의 장쇄 오메가-3 PUFA(LC n-3 PUFA) 농도를 조사했습니다. 피험자들은 매주 3인분의 붉은 육류를 섭취했는데, 이 육류는 풀을 먹여 키운 소고기와 곡물을 먹여 키운 양고기로 구성되었습니다.

기준선 분석을 위해 실험 시작 전에 혈액 샘플을 채취했고, 4주간의 식이 기간이 끝난 후 다시 채취했습니다. 혈장 및 혈소판 지방산 구성, 식이 섭취, 혈압, 혈청 지질, 지단백질 데이터를 수집하고 분석했습니다.

그 결과, 목초 사육된 동물의 고기를 섭취한 피실험자들이 곡물 사육된 동물의 고기를 섭취한 피실험자들보다 LC n-3 PUFA의 섭취량, 혈장 및 혈소판 농도가 유의하게 더 높은 것으로 나타났습니다(P<0.05). 연구자들의 결론은 목초 사육된 동물의 붉은 살코기가 인간 집단의 LC n-3 PUFA 섭취에 상당한 기여를 할 수 있다는 것입니다.

 

마크 샤츠커(Mark Schatzker)의 실험
스테이크, 도리토 효과, 그리고 갈망의 종말(Steak, The Dorito Effect, and The End of Craving)의 저자인 마크 샤츠커는 저와 함께 풀을 먹여 키운 소고기와 곡물을 먹여 키운 소고기의 오메가-6와 오메가-3 지방산의 비율을 조사했습니다. 특히, 곡물 부산물 사료가 오메가-6와 오메가-3의 비율에 미치는 영향을 조사하는 것이 목표였습니다. 옥수수 기반 에탄올 생산은 건조 증류기 곡물(DDGs)이라는 부산물을 생산하는데, 이 부산물은 가축 사료로 저렴하게 사용됩니다.

목초 사육된 소고기와 DDGs를 사료에 첨가한 비육장에서 생산된 소고기를 비교한 결과, 그 차이는 놀라웠습니다. 미국 의학 협회(AMA)는 인간의 식이요법은 오메가-6와 오메가-3의 비율이 4:1 이하가 되어야 한다고 말합니다. 목초 사육 쇠고기의 오메가-6 대 오메가-3 비율은 일반적으로 3 대 1 이하입니다. 이 실험에서 샘플을 채취하여 제3자 실험실에 보내 지방산 분석을 실시했습니다. DDGs를 먹인 소의 쇠고기의 오메가-6 대 오메가-3 비율은 35 대 1에서 55 대 1에 이르는 것으로 나타났습니다.

 

전체 분석
연구 결과에 따르면, 목초 사육 쇠고기는 곡물 사육 쇠고기보다 유익한 지방산, 주요 식물성 영양소, 비타민, 미네랄이 훨씬 더 많이 함유되어 있습니다. 다음은 목초 사육 쇠고기와 곡물 사육 쇠고기의 주요 영양소 차이점을 요약한 것입니다.

 

 

📌 요약 및 결론

• 목초 사육 햄버거의 장점
  ✅ 단백질 함량이 높음
  ✅ 칼로리와 지방(총 지방, 포화 지방)이 낮음
  ✅ 오메가-3 지방산과 CLA 함량이 일반 햄버거보다 높음 → 항염증 및 건강 개선 가능
  ✅ 비타민 E, 비타민 K 함량이 높음
• 일반 햄버거의 특징
  ❌ 칼로리와 지방(총 지방, 포화 지방, 단일불포화 지방)이 높음
  ❌ 오메가-3 및 CLA 함량이 낮음
  ❌ 비타민 E, K 함량이 낮음

✅ 결론:
목초 사육 햄버거는 더 건강한 지방 조성(오메가-3, CLA)과 더 높은 비타민 함량을 가지고 있어 영양적으로 우수함. 반면, 일반 햄버거는 칼로리와 지방이 많고, 오메가-3와 CLA가 적어 건강에 덜 유리할 수 있음.

 

 

 

이 표는 목초 사육(Grass-fed) 햄버거와 일반(Conventional) 햄버거의 비타민 및 미네랄 비교를 보여줍니다.

📌 요약 및 결론

✅ 목초 사육 햄버거의 장점

• 니아신(B3), 비타민 B12, 철분, 마그네슘, 콜린 함량이 더 높음 → 신진대사 및 뇌 건강에 유리
• 셀레늄, 리보플라빈(B2), 엽산(B9), 베타인도 일반 햄버거보다 많음
• 비타민 B12 함량이 일반 햄버거보다 약 3배 높아 신경 건강과 혈액 생성에 유리

❌ 일반 햄버거의 장점

• 칼륨 함량이 더 많음 (700mg vs. 392mg) → 근육 및 신경 기능에 유리

✅ 결론:
목초 사육 햄버거는 비타민 B군, 철분, 마그네슘, 콜린 등의 함량이 높아 더 영양적으로 우수한 선택이 될 수 있음. 하지만 칼륨 섭취를 중요하게 생각하는 경우 일반 햄버거가 유리할 수도 있음.

 

요약
연구 결과에 따르면, 목초 사육 쇠고기는 곡물 사육 쇠고기보다 총 영양소, 식물성 영양소, 항산화 물질, 주요 지방산, 비타민, 미네랄, 단백질, 아미노산 함량이 더 높습니다. 이러한 영양적 이점으로 인해 목초 사육 쇠고기는 훈련 중인 운동선수와 일반인 모두에게 매력적인 영양 옵션이 되고 있습니다. 엘리트 운동선수들에게는 매일 풀을 먹여 키운 고기를 섭취하는 것이 뚜렷한 이점이 있습니다. 영양적 이점으로 인해 성장과 회복이 크게 향상됩니다.

 

Nutritional Comparisons Between Grass-Fed Beef and Conventional Grain-Fed Beef - Understanding Ag