비만·당뇨 환자 늘어나며 각광 받아 대체 감미료 시장 연평균 4.5%씩 성장 알룰로스, 설탕처럼 생겼지만 칼로리는 5% 자일리톨 껌에 쓰인 감미료 '자일로스'도 출시

펩시콜라는 올 4월 1983년부터 다이어트 음료에 넣어왔던 인공 감미료 '아스파탐' 사용을 중지한다고 선언한 뒤, 8월부터는 다른 감미료 '수크랄로스'를 사용한 제품을 출시했다. 설탕의 200배 당도인 아스파탐은 1980년대부터 널리 쓰였지만 비만을 유발한다는 비판 때문에 소비자들의 외면을 받아왔다.

비만·당뇨 환자가 늘면서 설탕처럼 단맛을 내지만 칼로리가 낮은 대체 감미료 생산 기술이 각광받고 있다. 대체 감미료 시장은 전 세계적으로 2011년 3조4000억원에서 2014년 3조8000억원으로 늘어나는 등 연평균 4.5%씩 성장 중이다. 기업들도 이에 맞춰 다양한 대체 감미료 생산 기술을 내놓고 있다.

◇칼로리가 설탕의 20분의 1인 감미료 대량생산

CJ제일제당은 7월 과당(果糖·꿀이나 과일 등에 들어있는 당 성분)과 효소(酵素·반응속도를 빠르게 하는 단백질)를 반응시켜 초저칼로리 감미료인 알룰로스의 대량생산에 성공했다. 알룰로스는 건포도나 무화과, 밀 등 자연계에 존재하는 당 성분으로, 설탕에 비해 칼로리는 5%에 불과하지만 당도는 70%다. 좋기는 하지만 문제는 원료인 과당에서 알룰로스를 뽑아내는 수율(원재료에서 원하는 물질을 얻어내는 비율)이 5%에 불과했던 점이다.

연구팀은 두 가지 난제를 풀어, 수율을 85%까지 높였다. 우선 5000종 이상 물질을 조사해 토양(土壤)류 미생물에게서 '디 사이코스 3-에피머화 효소'(D-psicose 3-epimerase)를 찾아냈다. 이 물질은 수율을 높여주는 효과를 가진다.

대량생산 방법은 '고정화효소 반응기'에 과당을 흘려넣는 것으로 시작한다. 기계 안에는 구슬처럼 만들어진 효소가 고정되어 있는데, 과당이 효소 구슬 사이를 지나며 분자구조가 바뀌면서 알룰로스가 생성된다. 1차 효소 반응이 끝나면 알룰로스 농도 25~30%의 '알룰로스·과당 혼합 액체'가 생성된다.

두 번째로, 크로마토그래피 기법을 이용해 알룰로스를 한 번 추출하고 남은 과당에서 또 다시 알룰로스를 뽑아내는 데 성공했다. 재활용으로 생산성을 높인 것이다. 이는 혼합물에 섞인 다양한 물질을 이동속도 차이를 이용해 분리해내는 방법이다. 알룰로스와 과당을 분리해내는 '크로마토 컬럼' 기계에 이 혼합 액체를 넣으면 이동속도가 빠른 과당이 먼저 배출되고, 10여분 뒤에 알룰로스가 배출된다. 분리된 액상 알룰로스는 '결정관'으로 이동해 온도를 높였다 낮추는 과정을 반복해 설탕 같은 결정(結晶) 알룰로스가 된다.

CJ제일제당 관계자는 "동물실험 결과 알룰로스는 혈당 변화를 유도하지 않으면서 콜레스테롤 같은 중성지방의 흡수를 억제하고, 지방세포 합성 인자의 활성화를 막는 기능이 있다"고 말했다. 분자구조 변화없이 그대로 소변으로 배출되기 때문에 체내(體內)에 축적되지도 않는다. 김양희 CJ제일제당 연구원은 "체중을 조절해야 하거나 혈당 관리가 필요한 사람들에게 환영받을 것"이라고 말했다.

◇국내에서도 여러 대체 감미료 등장

국내 소비자나 업체들도 대체 감미료에 주목하고 있다. 국내에서 대체 감미료가 알려진 시초는 2000년 롯데제과가 자일리톨 껌을 내놓은 것이다. 자일리톨은 자작나무에서 추출한 자일란에서 얻은 자일로스에 수소를 결합해 만든다. 최근에는 '자일로스'를 활용한 설탕도 출시됐다.

대상은 작년 10월 국화과 식물에서 추출한 감미료 '스테비아'를 사용한 '청정원 1/2 쿠킹스위트'를 내놓았고, CJ제일제당은 혈당 상승 억제 기능이 있는 '타가토스'를 판매하고 있다.(조선)