설탕은 저리가라! 대체당이 여기있다!

스테비아, 알룰로스 이거 다 뭐야?

한국에서 혈당 관리가 주요 건강 이슈로 부각되고 설탕에 대한 경계심이 높아지면서, 지난 10여 년간 설탕을 대체하는 ‘대체당'(인공감미료)이 큰 주목을 받아왔다.
대체당은 사카린을 중심으로 이미 오래전부터 사용되어 왔으나, 화학제품이라는 인식과 부정적 이미지로 인해 대중의 선호도가 낮은 편이었다. 그러나 2010년대 이후 천연원료에서 추출한 대체감미료가 등장하고, 설탕 과다 섭취로 인한 당뇨병 등 건강 문제에 대한 관심이 높아지면서 ‘대체당’의 시대가 열리게 되었다.

설탕은 죄가 없다!

설탕은 국가 전략물자중 하나다. 요즘 다들 설탕을 배척하면서 잊어버리는 점이 설탕은 인간의 삶에 매우 중요하여서 국가 전략물자로 취급할 정도라는 점을 다들 잊어버렸다는 점이다.

전쟁 시기에 설탕이 최우선 전략물자로 취급되는 이유는 명확하다. 고열량 공급원이자 조미료로서 군인들의 체력과 사기를 유지하는데 핵심적 역할을 하기 때문이다. 2차 세계대전 당시 영국은 대서양 전투로 인해 설탕 수급에 큰 어려움을 겪었고, 독일은 감자에서 당을 추출해 설탕을 만들어야 할 정도로 극심한 부족 현상을 경험했다. 미국 역시 진주만 공습 이후 설탕을 전략물자로 지정하고 유통을 제한했으며, 비상식량용 초콜릿 제조 기업에만 제한적으로 공급을 허용했다.

한편 설탕과 비만의 관계는 일반적인 인식과는 차이가 있다. 정상인의 일일 칼로리 섭취량 중 설탕이 차지하는 비중은 3~5%에 불과하며, 고도비만 환자도 10% 내외에 그친다. 나머지 90%는 일반 탄수화물, 단백질, 지방 등이 차지한다.

설탕이 비만을 유발하는 진짜 메커니즘은 직접적인 칼로리 섭취가 아닌 생화학적 반응에 있다. 지속적인 설탕 섭취는 인슐린 수치를 높게 유지시키고, 이는 렙틴 저항성을 증가시켜 식욕을 자극한다. 결과적으로 전반적인 식사량이 증가하게 되며, 이러한 높은 인슐린, 렙틴 저항성, 과다 섭취의 악순환이 비만으로 이어지는 것이다.

WHO는 하루 설탕 섭취량을 25g 이하로 제한할 것을 권고하고 있으나, 한국인의 평균 섭취량은 65g 수준으로 높은 편이다. 과다섭취의 위험성을 고려할 때, 적절한 섭취량 조절이 필요한 시점이다.

대체당은 무엇인가?

앞에서도 설명했듯이 요즘 설탕과다 섭취로 인한 비만과 당뇨우려가 증가하면서 대체당에 대한 관심이 높다. 설탕자체가 비쌌기 때문에 화학이 발달하기 시작한 19세기 부터 설탕을 대체하는 대체당이 나타났다. 이것은 설탕을 대신할 수 있는 감미료로, 설탕과 비슷한 단맛을 내면서도 열량이 거의 없거나 매우 낮다. 이런 대체당을 섭취해도 혈당이 상승하거나 체중이 증가하지 않는다는 장점이 있다. 캐나다 토론토대 연구팀의 연구에 따르면, 저열량·무열량 감미료가 든 음료를 마신 사람들은 설탕 음료를 마신 사람들보다 체중, 체질량지수, 체지방 비율이 더 낮은 것으로 나타났다.

대체당은 천연당, 천연 감미료, 합성(인공) 감미료, 당알코올 네 가지로 분류된다. 흥미롭게도 많은 대체당이 실험 중 우연한 사고로 발견됐다. 사카린은 실험 후 손을 씻지 않고 빵을 먹다가, 아스파탐은 실험 중 씻지 않은 손으로 책장을 넘기다가 발견됐다. 시클라메이트는 실험 중 피우던 담배를 다시 물었다가 찾아냈고, 수크랄로스는 영어가 서툰 대학원생이 ‘test(실험하다)’를 ‘taste(맛보다)’로 잘못 이해해 맛을 봤다가 발견됐다.

재미있는 사실은 단맛을 좋아하기로 유명한 개미들이 인공감미료에는 별 관심을 보이지 않는다는 점이다. 이는 사람의 미각과 곤충의 감각기관이 같은 물질을 다르게 인식하기 때문으로 보인다.

‘0kcal’인 스테비아

스테비아는 남아메리카의 국화과 여러해살이풀 식물을 뜻한다. ‘스테비오사이드’가 스테비아로부터 추출한 감미료의 정식 명칭이지만 한국에서는 ‘스테비아’ 라는 명칭이 천연 감미료로 흔하게 사용된다. 스테비아는 설탕의 300~900배나 되는 단맛을 내지만 열량이 없는 게 장점이다. 스테비아 하루 권장 섭취량은 체중 1kg당 4mg이다. 일반 설탕처럼 가루 형태 상품으로 팔리며 차나 커피 등에 사용된다.

수용성 감미료의 하나로 설탕의 200배~300배나 되는 단맛을 내는 스테비오사이드의 원료가 되는 식물이다.

‘스테비오사이드’는 본래의 명칭 대신 ‘스테비아’로 상품화되어 종종 불리는데, 사실 스테비아는 식물명이고 스테비오사이드가 스테비아로부터 추출한 감미료의 정식 명칭이다. 북한에서는 스테비아를 8월풀 또는 사탕쑥이라 부르며, 가공 공장을 건설하는 등 주력으로 재배하려는 노력을 하고 있다. 전량 수입에 의존해야 하는 설탕은 장기간 이어지는 대북제재로 인해 만성적인 부족을 겪고 있어 자체생산이 가능한 스테비아로 하여금 당액과 당가루 형태로 가공해 주민들의 사용을 독려한다.

방울 토마토 재배에 활용되는 스테비아

등산객들이 사랑하는 과일 중 하나인 방울토마토는 크기가 작고 섭취가 간편하며, 껍질을 벗길 필요가 없어 쓰레기가 발생하지 않는다. 꼭지만 제거해 용기에 담아가면 최적의 등산 간식이 된다.

최근에는 일반 방울토마토보다 월등히 단맛이 나는 ‘단마토’가 인기를 끌고 있다. 마치 설탕물을 주입한 듯한 강렬한 단맛의 비밀은 바로 천연감미료 스테비아에 있다.

스테비아 토마토의 제조 과정은 일반 방울토마토에 스테비아를 침투시키는 방식으로 이뤄진다. 초기에는 주사기로 직접 스테비아를 주입했으나, 바늘 자국으로 인해 과일이 빨리 물러지고 유통기한이 단축되는 문제가 있었다. 현재는 스테비아 용액에 방울토마토를 담근 뒤 압력을 가해 스테비아를 과육 내부로 침투시키는 방식을 사용한다. 이 방법은 껍질 손상을 최소화하지만, 여전히 일반 방울토마토보다 유통기한이 짧다는 한계가 있다.

겉보기에는 유전적 변이로 단맛을 강화한 초당옥수수와 비슷해 보이지만, 실상은 방울토마토에 스테비아를 첨가한 가공식품에 가깝다. 그럼에도 일반 방울토마토 대비 1.5~2배 높은 가격에 판매되어 농가의 새로운 수익원으로 자리 잡았다.

대체당으로 위장한 천연당 ‘알룰로스’

천연당은 정제되지 않은 자연 상태의 당으로, 식품에 자연적으로 존재한다. 대표적인 희소 천연당인 ‘알룰로스’는 무화과, 건포도, 밀 등에서 발견된다. 알룰로스는 설탕 대비 70%의 당도를 가지며, 섭취 시 98% 이상이 체내 흡수 없이 배출되는 특징이 있다. 또한 1g당 0.2~0.3kcal의 낮은 열량을 보유하고 있다.

알룰로스는 주로 저당 음료와 식품의 원료로 사용되며, 시럽 형태로도 시판되고 있다. 특히 삼양의 알룰로스는 2020년 미국식품의약국(FDA)으로부터 안전 원료인증(GRAS)을 획득해 식품 원료로서의 적합성과 안전성을 입증받았다. 현재 롯데칠성음료의 ‘칠성사이다 제로’와 ‘밀키스 제로’ 등이 알룰로스를 함유한 대표적 제품이다.

알룰로스가 가장 주목받는 분야는 제과제빵(베이킹)이다. 베이킹에는 설탕 특유의 캐러멜화된 맛이 중요한데, 기존 대체감미료들은 쓴맛이나 화합 과정의 이질감으로 인해 사용이 제한적이었다. 이러한 한계를 극복한 알룰로스는 베이킹 분야에서 가장 적합한 대체감미료로 평가받고 있다.

1940년 부터 시작된 알룰로스

알룰로스는 1940년대 밀의 잎, 무화과, 건포도, 잭프루트, 키위 등에서 처음 발견됐다. 그러나 천연 식물에 함유된 양이 극히 적어 대량생산 방법이 개발되기 전까지는 상업적 생산이 어려웠다.

전환점은 1994년에 찾아왔다. 일본 카가와대학의 이즈모리 켄 교수가 과당을 알룰로스로 전환하는 핵심 효소인 D-tagatose 3-epimerase를 발견하면서 최초의 대량생산 방법이 확립됐다. 그러나 이 방법은 높은 생산수율에도 불구하고 생산비용이 과다하게 소요되어 일본에서는 상용화가 중단된 것으로 알려졌다.

21세기 들어 한국의 주요 제당기업들이 알룰로스 상용화에 앞장섰다. CJ제일제당이 2012년 6월 미국 FDA로부터 GRAS(Generally Recognized As Safe, 일반적으로 안전하다고 인정되는 물질) 승인을 획득했으며, 2014년 6월에는 마츠타니화학공업주식회사도 GRAS 승인을 받았다. 이어 삼양사(큐원)는 세계 최초로 유전자 조작을 하지 않은 균주로 생산한 알룰로스로 식약처 인허가를 획득하는 성과를 거뒀다.

현재 알룰로스는 유럽연합과 캐나다에서 신종 식품으로 분류되어 아직 승인 절차가 진행 중이다.

건강한 천연 당분 알룰로스

과당과 유사한 분자구조를 가진 알룰로스는 설탕의 70% 정도의 단맛을 내고 아스파탐이나 사카린, 에리스리톨, 스테비오사이드 등의 다른 대체당 대비 쓴맛이 거의 없어 더 설탕과 비슷하다. 알룰로스의 열량은 사람에게 약 0.2~0.4kcal/g으로 일반적인 탄수화물이 4kcal/g인 것에 비해서 매우 낮다. 당알코올인 에리스리톨과 유사하게 알룰로스는 거의 대사가 되지 않으며 대부분 변화 없이 배설된다. 알룰로스의 혈당 지수는 매우 낮거나 무시 할만하다.

주의할 점은 85도 이상의 열로 조리할 시 알룰로스는 과당으로 변할 수 있다. 연구 자료에 따라 조금씩 다르지만 1시간 이상 가열했을 때 5% 정도 전환될 수 있다고 하니, 일반적인 요리에서는 설탕 대용으로 사용하는 것이 의미가 없어지는 정도는 아니다. 하지만 인슐린 질환이 있는 사람들은 더 주의할 필요가 있으므로, 조리를 끝내고 좀 식은 후에 알룰로스를 따로 첨가해서 단맛을 내는 쪽으로 요리를 하는 것이 권장된다.

천대 받지만 제일 당뇨병 학회가 인정한 당 ‘사카린’

한국에서는 밀수사건 및 국회오물투척사건 그리고 발암의혹으로 인하여 가장 천대받는 대체당의 이미지를 가지고 있지만. 사실 설탕보다 훨씬 강력한 단맛을 자랑하다보니 음식할 때 넣는 양 자체를 획기적으로 줄일 수 있고, 몸에 거의 흡수되지 않아(즉, 열량이 거의 제로라) 당뇨병 환자들에겐 병원에서 사카린 탄 물 마시라고 하기도 할 정도로 추천 감미료가 바로 ‘사카린나트륨’ 일명 ‘사카린’ 이다.

동일 중량 설탕 대비 무려 300배의 당도를 자랑하며 당원(糖原), 뉴슈가, 특당, 당정, 삼성당, 신화당 등의 상표명으로 포도당 등을 섞어 판매한다. 일단 당도가 워낙 강하기 때문에 순수 사카린으로는 계량이 힘들어 사용의 편의성을 위해서다. 사카린 함량은 5-20%. 마트에서도 쉽게 구할 수 있다. 상술한 국내 유일하게 사카린을 생산하는 JMC에서 직접 나오는 포도당등이 섞이지 않은 100%사카린 제품도 있으며, 계량의 편의성을 위해 이쪽은 분말이 아닌 과립형 결정알갱이 형태로 제품이 나온다. 대략 1~2알갱이면 각설탕 하나 정도의 단맛.

맛은 시중에 파는, 설탕 알갱이보다 약간 큰 정도인 사카린 100% 결정을 한 알 먹어보면 알 수 있는데, 처음에는 형용하기 어려운 미묘한 화학적 맛이 잠시 나다 곧 단맛이 휘몰아 친 다음, 마지막으로 처음에 났던 미묘한 화학적 맛이 섞인 쓴맛이 난다. 이후에 미미하게 단맛이 남는다. 어쨌든 일상생활에서 흔하게 사용하는 설탕과는 다른 이질적인 단맛이다. 특히 사용량이 적정량보다 과하면 쓴맛이 더욱 두드러진다. 그래서인지 계량의 편의성과 특유의 쓴 맛과 이질적인 단 맛을 잡기 위해 소비자용 제품들은 포도당을 함께 쓰는 경우가 많은 편이다. 물론 사카린나트륨 100% 제품도 있긴 하다.

우연히 발견된 사카린

사카린은 1878년 미국 존스홉킨스 대학에서 콜타르를 연구하던 중 우연히 발견됐다. 화학적으로는 설파나이드라고 불리는 성분이며, 백색의 결정성 분말이다. 사카린은 주로 석유에서 추출되는 ‘톨루엔(toluene)’이라는 물질을 원료로 복잡한 화학반응을 거쳐 만들어낸다. 톨루엔은 처음에는 톨루발삼(남미산, 향기가 있는 수지)에서, 그 후 석탄·석유에서 증류해 얻어졌다. 현재는 주로 원유 정제과정에 생산되고 있다. 사카린이 상품화되기 시작한 것은 1884년에 ‘사카린’이라는 이름이 붙여지고 난 후이며, 제1차 세계대전이 시작돼 설탕이 부족하게 되자 수요가 많이 생겼다고 한다.

그러다가 1960~70년대에는 다이어트 식품으로 이용돼 1963년부터 판매 개시한 코카콜라에 대체 감미료로 넣어져 제로 콜라 같은 다이어트 음료로도 판매됐으며, 현재 한국에서도 젓갈, 김치, 시리얼, 뻥튀기, 잼, 소주 등 일부 제품에서만 사용할 수 있던 사카린 용도를 2014년에는 기타 코코아가공품, 초콜릿류, 빵류, 과자, 캔디류, 아이스크림류 등 어린이 기호식품으로 확대한 상황이다.

사카린이 당뇨병에 효과적인가?

사카린은 칼로리가 ‘제로’에 가깝다. 혈당 상승이나 체중 증가를 유발하지 않는다. 하지만 이런 결과를 낸 연구들은 모두 단기간 동안 이뤄진 거라서, 당뇨 환자가 오랫동안 사카린을 먹었을 때 어떻게 될지는 알기 어렵다는 현실의 한계가 분명히 존재한다.

그러나 전문가들은 사카린이 설탕과 큰 차이가 없지만, 당뇨병 환자들에게는 기적과도 같은 존재라고 강조한다. 특히 사카린은 인체에 흡수되지 않아 당뇨병 환자들에게 해를 끼치지 않으면서 단맛에 대한 욕구는 충족시켜줄 수 있어서 현재 학계에서는 사카린이 인체에 위해를 끼친다는 근거가 없다는 것이 정설로 받아들여지고 있는 상황이면서 동시에 비만의 원인은 결국 단맛 중독이기 떄문에. 대체 당을 쓰면 혈당이나 체중에 직접적으로 안 좋은 영향을 끼치지는 않겠지만, 단맛 중독에서는 벗어나지 못하게 할 수 있기에 .사카린 같은 대체 당은 대체 당이 당뇨인의 혈당 관리와 체중 감소에 유리할 수는 있지만. 하지만 적극적으로 추천하지는 않는 상황이다. 즉 당을 느끼고 싶을때 설탕대신 잠깐 사용해도 되지만. 많이 자주 사용하지는 말라는 것으로 해석되고 있따.

아울러 단맛은 또 ‘중독’ 이 될 수도 있다. 단맛을 봤을 때 느껴지는 쾌감 때문에 습관적으로 단맛을 찾게 될 수 있다. 단맛은 짠맛이 함께 있어야 느껴지는데, 단 음식을 많이 먹으면 그만큼 나트륨 섭취량도 늘어난다는 것을 알아야 한다. 즉 나트륨 과다 섭취는 당뇨 환자의 심혈관질환 위험을 올립니다. 사카린뿐 아니라 알룰로스, 스테비아 같은 대체 당(糖)의 칼로리·혈당지수가 낮은 건 맞지만, 과유불급이라는 걸 명심해야 한다.