카테킨

카테킨(Catechin)은 식물에서 자연적으로 생성되는 2차 대사산물인 폴리페놀(Polyphenol) 플라보노이드(Flavonoid) 계열에 속하는 화합물로, 찻잎에 다량 함유되어 특유의 떫은맛과 쓴맛을 내는 핵심 성분이다. 차나무(Camellia sinensis)의 잎을 가공한 녹차를 비롯하여 다양한 차의 품질, 탕색(湯色), 풍미, 그리고 건강 효능을 결정짓는 주요 생리활성물질로 널리 알려져 있다^[1],^[2].

카테킨은 기본적으로 두 개의 벤젠 고리가 산소를 포함한 헤테로 고리로 연결된 플라반-3-올(Flavan-3-ol) 골격을 지닌다. 분자식은 C15H14O6(기본 카테킨 기준)이며, 수용성 물질로 80~90℃ 이상의 고온에서 더 쉽게 용출되는 특성이 있다^[3],^[4].

카테킨은 차나무가 햇빛을 받아 광합성을 하는 과정에서 생합성되므로 일조량 및 온도와 밀접한 관계를 가진다^[5]. 기온이 낮고 일조량이 적은 이른 봄에 채엽한 우전이나 수확 전 일정 기간 빛을 가려 재배하는 말차의 원료(옥로 등)는 카테킨 함량이 상대적으로 낮아 떫은맛이 적고 단맛과 감칠맛을 내는 아미노산인 테아닌(Theanine)의 비율이 높다^[3]. 반면, 일조량이 풍부한 여름과 가을에 채엽한 성숙한 찻잎은 광합성 산물로서 카테킨 함량이 크게 증가하여 수렴성(떫은맛)이 강해지는 특징을 보인다^[5].

차의 떫은맛을 내는 핵심 성분에 대한 화학적 연구는 20세기 초반부터 본격적으로 시작되었다. 1929년 일본 이화학연구소의 화학자 츠지무라 미치요(Tsujimura Michiyo)가 찻잎에서 처음으로 카테킨을 결정 형태로 분리해내는 데 성공했다. 이후 1930년대 에피카테킨(EC), 1940년대 이후 에피갈로카테킨 갈레이트(EGCG) 등 다양한 동족체의 존재와 분자 구조가 규명되었다. 현대 화학 및 식품공학에서는 고성능 액체 크로마토그래피(HPLC) 등을 활용해 차의 재배 조건과 추출 방식이 카테킨 조성에 미치는 정밀한 기전까지 해명하고 있다^[6].

찻잎에 존재하는 카테킨은 갈로일(Galloyl)기의 결합 여부에 따라 갈레이트형(Gallated)과 비갈레이트형(Non-gallated)으로 나뉘며, 주로 다음의 4가지 동족체(Derivative)로 구성된다^[3].

종류 (약어)	찻잎 카테킨 중 비율	구조적 특성	주요 특징
에피갈로카테킨 갈레이트 (EGCG)	50~60%	갈레이트형	강한 떫은맛과 쓴맛을 내며, 생물학적 활성 및 항산화 능력이 가장 뛰어난 핵심 물질이다[3],[7].
에피갈로카테킨 (EGC)	약 20%	비갈레이트형	온화한 맛을 지니며, 수용성이 높아 비교적 낮은 온도에서도 잘 우러난다[3].
에피카테킨 갈레이트 (ECG)	10~15%	갈레이트형	EGCG 다음으로 수렴성이 강하며 항산화 활성이 높다[3].
에피카테킨 (EC)	5~10%	비갈레이트형	떫은맛이 적고 부드러우며 체내 흡수율이 높아 심혈관계 대사 연구의 주요 대상이 된다[3].

이 중 에피갈로카테킨 갈레이트(EGCG)는 비타민 C보다 약 100배, 비타민 E보다 약 25배 강력한 항산화 활성을 띠는 것으로 여러 학술 연구를 통해 보고된 바 있다^[7].

카테킨은 열과 찻잎 내부의 효소에 의해 쉽게 산화(Oxidation)되는 성질이 있다. 찻잎을 수확한 후 가공하는 과정에서 폴리페놀 산화효소(Polyphenol oxidase)의 활성 유무 및 발효(산화) 정도에 따라 카테킨의 형태와 함량이 극적으로 변화한다^[8],^[9].

• 불발효차 (녹차, 말차): 채엽 직후 고온의 솥에서 덖거나 수증기로 찌는 살청(殺靑) 과정을 통해 산화효소의 활성을 즉시 억제한다^[10]. 산화가 일어나지 않아 원형 그대로의 카테킨 동족체들이 대량으로 보존되며, 찻잎 본연의 녹색이 유지된다^[9].
• 부분발효차 (우롱차): 찻잎을 시들게 하고 가볍게 비비는 과정을 거쳐 산화효소를 부분적으로 활성화시킨 청차(靑茶)다^[10]. 이 과정에서 카테킨의 약 30~50%가 산화 및 중합 과정을 거치며 떫은맛이 한층 부드러워진다^[10].
• 완전발효차 (홍차): 찻잎을 비벼 조직을 파괴하고 산화 과정을 극대화한 차다^[10]. 이 과정에서 찻잎 내부의 생(生)카테킨 대부분이 산화효소와 반응하여 새로운 고분자 폴리페놀 화합물로 축합된다^[11]. 카테킨 분자가 결합하여 오렌지 붉은색을 띠는 **테아플라빈(Theaflavin)**이 1차적으로 형성되며, 산화가 더 진행되면 어두운 갈색의 **테아루비긴(Thearubigin)**으로 변환된다^[8]. 이로 인해 홍차의 원형 카테킨 함량은 녹차에 비해 현저히 낮지만, 대체 생성된 테아플라빈이 홍차 특유의 붉은 탕색과 맛, 항산화 능력을 제공한다^[8].

카테킨은 체내의 과도한 활성산소를 억제하는 항산화제로 작용하여 다양한 대사 기능 증진 및 질병 예방에 도움을 줄 수 있다고 알려져 있다^[2],^[8].

항산화 및 세포 보호

강력한 유해산소 소거 능력을 바탕으로 세포막의 지질 과산화를 방지하고, 체내 염증 반응을 유발하는 화학물질들의 활동을 억제하는 데 도움을 줄 수 있다^[1],^[2].

심혈관계 질환 예방

여러 역학 연구와 실험에 따르면, 카테킨은 혈관 내피세포의 기능을 개선하여 혈관의 탄력성을 높이고 산화질소 생성을 촉진한다^[12]. 혈관에 쌓이는 저밀도 지단백(LDL) 콜레스테롤의 산화를 막아 혈류를 개선하고 동맥경화 등 심혈관 질환의 위험을 낮추는 데 긍정적인 영향을 미칠 수 있다^[12].

체지방 대사 및 비만 개선

카테킨 섭취는 교감신경계를 활성화하고 신체의 에너지 소비와 지방 산화를 촉진하여 체중 및 체지방 관리에 도움을 줄 수 있다는 임상 연구 결과들이 존재한다^[13].

항균 및 구강 건강

병원성 미생물, 특히 충치를 유발하는 구강 내 세균(Mutans streptococci)의 증식을 억제하는 항균 효과가 뛰어나 구강 위생 유지에 이로운 것으로 보고된다^[1],^[14].

일반적인 음료 형태의 차를 통한 카테킨 섭취는 매우 안전한 것으로 간주되나, 섭취자의 체질과 농도에 따라 일부 부작용이 동반될 수 있다.

카테킨은 수렴성이 강하여 위점막을 자극할 수 있으므로, 공복에 다량의 진한 차나 고농도 추출물을 섭취할 경우 속 쓰림이나 메스꺼움을 유발할 수 있다. 또한 카테킨(타닌)은 철분, 칼슘 등 체내 필수 미네랄과 강하게 결합하여 미네랄의 체내 흡수를 방해하는 성질이 있다^[13]. 따라서 철분 결핍성 빈혈 환자나 임산부, 성장기 아동의 경우 식사 직후에는 진한 녹차나 홍차의 음용을 피하는 것이 권장된다.

최근 다이어트 목적으로 유통되는 고용량의 카테킨 보충제를 권장량 이상으로 장기 복용할 경우 드물게 간 독성이나 간 기능 이상을 유발할 수 있다는 의학계의 보고가 있으므로 일일 권장 섭취량을 철저히 준수해야 한다.

• 폴리페놀
• 플라보노이드
• 에피갈로카테킨 갈레이트
• 테아플라빈
• 테아루비긴
• 테아닌
• 산화효소

• Tsujimura, M. (1929). 'On the active principles of green tea'. Scientific Papers of the Institute of Physical and Chemical Research.
• Graham, H. N. (1992). 'Green tea composition, consumption, and polyphenol chemistry'. Preventive Medicine, 21(3), 334-350.
• Khan, N., & Mukhtar, H. (2018). 'Tea Polyphenols in Promotion of Human Health'. Nutrients, 11(1), 39.
• 식품의약품안전처, 식품영양성분 데이터베이스