식품에 자주 첨가되는 인공감미료의 종류

사카린(saccharin)

 

사카린(사카린나트륨, C7H5NO3S) 은 19세기 말에 미국에서 콘스탄틴 팔베르크에 의해 처음 합성되었고, 식품의 단맛을 내는 데 쓰인다.

사카린은 동일 중량의 설탕 대비 무려 약 300배의 당도를 가지고 있으며, 뉴슈가, 특당, 당정, 삼성당, 신화당 등의 상표명으로 포도당 등을 섞어 판매되고 있다. 이들 제품의 사카린 함량은 5-20%로 마트에서도 쉽게 구할 수 있다. 사카린은 특유의 쓴 맛이 있기 때문에 이를 중화하기 위해 포도당을 섞어쓴다. 사카린은 몸에 거의 흡수되지 않고, 극소량만 사용해도 충분한 단맛을 구현할 수 있기 때문에 비만환자들에게 설탕 대용으로도 추천된다. 사카린의 녹는점은 228 ℃로 화학적으로 상당히 안정하다. 예전에 발암물질로 의심받아 WTO 등에서 규제하였으나, 계속된 연구로 사카린의 발암성은 사실이 아님이 밝혀졌다.

제조는 Remsen-Fahlberg 법이 가장 유명하다. 이 방법은 톨루엔의 Chlorosulfonation 반응으로 얻어진 ortho 화합물을 아민화 반응을 통해 o-Toluenesulfonamide를 만들고, 이것을 산화시켜 사카린으로 만드는 방법이며, Maumee 법으로도 합성이 가능하다. 사카린 제조시에는 부산물들을 모두 제거하는 정제가 매우 중요하며, 국내에서는 경인양행만이 사카린을 생산하고 있다.

 

아스파탐(aspartame)

 

백색의 밀가루 같은 결정성 분말 형태의 물질로 아스파틸-페닐알라닌-1-메틸 에스터(Aspartyl-phenylalanine-1-methyl ester)이다. 설탕보다 200배의 단맛을 가지고 있으며 아미노산의 일종으로 160도 이상의 온도에서 단맛이 급격히 감소한다. 아스파탐은 몸에 거의 흡수되지 않기 때문에 주로 저칼로리 식품이나 음료수에 많이 들어간다. 단, 아스파탐만으로는 설탕과 비슷한 맛이 안 나기 때문에 아세설팜칼륨, 에리트리톨 등과 섞어 쓰는 경우가 많다.

아스파탐은 1965년에 미국에서 최초로 개발되었지만 대량 양산법은 일본 회사에서 개발하여 특허를 가지고 있다. 개발한 회사는 Searles인데 나중에 몬산토에 팔려갔고, 그 권리를 나중에 일본의 아지노모토가 다시 사갔다. 1974년 미국에서 최초로 FDA 허가가 났고, 실제로 판매가 시작된 때는 1979년이었다. 한국에서는 1980년대에 제일제당이 합성 및 생산에 성공했으며, 상품명은 화인스위트였으나, 현재는 단종됐다.

아스타탐은 우리나라에서 음료수, 소주에도 광범위하게 들어간다.

아스파탐은 아스파르트산과 페닐알라닌이라는 아미노산이 기본구조다. 페닐알라닌이 여기저기 많이 들어 있어서, 선천성 유전 질환인 페닐케톤뇨증환자는 먹지 말아야 한다. 아스파탐은 광학이성질체가 쓴맛을 가지고 있어 합성이 어려운 편이다. 단 칼로리가 0에 가까우므로 당뇨병 환자에게 추천되기도 한다.

 

그림. 인공감미료 분자식(사카린, 아스파탐, 수크랄로스, 아세설팜 칼륨)

 

수크랄로스(Sucralose)

 

설탕의 일부 작용기가 염소 등으로 치환된 화합물로, 설탕보다 600배 강한 단맛을 가지고 있으나 열량이 없는 인공감미료이다. 견과류, 껌, 잼류, 음료류, 가공유류 및 발효유류, 설탕대체식품, 영양보충용식품 등에 사용되고 있다. 소크랄로스는 열이나 pH에도 안정적이어서 단맛이 필요한 식품 제조.가공에 널리 쓰이고 있다. 그러나, 고온 및 고농도일 경우 맛이 변한다는 단점이 있다.

수크랄로스는 대한민국을 비롯하여 유럽연합(EU), 미국, 일본 등 전 세계적으로 널리 사용되고 있다. 수크랄로스의 일일섭취허용량은 15mg/kg으로, 60kg의 성인 기준 900mg 정도이다.

 

한 때, 발암성에 대한 의문이 제기되었으나 현재 기준 수크랄로스는 발암성이 없고 DNA를 손상시키지 않는 것으로 판명되기는 하였으나, 완전히 검증된 것은 아니다. 호주의 연구 결과에 따르면 장기간 다량 섭취할 경우 혈당 조절에 도움이 되는 장내 유익균이 줄고 감염에 기여할 수 있는 장내 세균이 증가한다고도 한다.

 

아세설팜 칼륨(Acesulfame Potassium)

 

설탕보다 200배의 단맛을 가지고 있는 무열량 감미료로, 과자, 아이스크림, 음료 등에 많이 사용된다. 아세설팜 칼륨은 열이나 pH에 안정적이며, 사카린처럼 약간 쓴 뒷맛을 가지고 있다. 그리고 체내에서 대사되지 않아 열량이 없으며, 아스파탐과 수크랄로스와 함께 더 단맛을 만들기 위해 거의 항상 다른 감미료와 함께 사용된다.

아세설팜 칼륨은 미국 식품의약국 FDA에서 승인되었으나, 발암성이 있을 수 있다는 의견이 있었다. 그러나 이 주장은 유럽 식품 안전청(EFSA)과 FDA에 의해 기각 되었다. 아세설팜 칼륨의 일일섭취허용량은 15mg/kg 이며, 일반적인 섭취량으로 아세설팜 칼륨에 인한 체내 악영향의 위험성은 정말 낮은 것으로 알려져 있다.