인공감미료, 인공 설탕의 화학, 넌 참 다양하구나? (아스파탐, 사카린, 수크랄로스 등)

다이어트에 관심을 가지고 직접 살을 빼다보면 단 맛에 대한 강렬한 욕구가 솟구치게 된다. 근데 설탕을 먹으면 살 찌는걸 아니까 제로코크 같은 것에 관심을 가지게 된다. 이런 인공 감미료가 내 단맛에 대한 욕구를 달래줘서 고맙기도 한 반면 어떻게 내 혀를 속일 수 있는지 궁금해서 이런저런 조사를 좀 해봤다.

우선 결론부터 얘기하자면, 엄청나게 많은 단 맛을 내는 물질들이 발견되고, 합성되고 있으나 구조적인 공통점은 발견하질 못했다. 그래서 이 단맛을 내는 물질들을 인식하는 혀의 미각 수용체 (TAS1R1+TAS1R3 heterodimer receptor)의 단백질 구조를 찾아도 봤으나 내가 지식이 짧은지 몰라도 어떤 물질을 보고 이게 단 맛일지 예측할 수 있을지 모르겠다는 생각이 들었다. 찾은 몇 가지 단맛이 나는 물질들을 보면 다음과 같다.

왼쪽 Sucralose (인공감미료) 오른쪽 Sucrose (설탕)의 구조

가장 구조적으로 설탕과 유사한 구조는 Sucralose였다. 한 눈에 보기에도 가장 구조가 비슷했는데, 우선 양쪽에 두개의 고리가 있다는 것과 치환기들이 비슷하게 생긴 것을 볼 수 있다. 가장 큰 차이는 Cl이 Sucralose에 있다는 것인데, 나머지 부분에선 단 맛이 나도 체내에선 소화가 안되게 만든 큰 차이가 아닐까 싶다. Sucralose는 400-700배 설탕보다 달다고 알려져있다.

여기서 막간으로, 어떻게 설탕보다 xxx배 달다라는 것은 알 수 있는가? 에 대한 질문이 생길 수 있는데, 이는 기계로 측정하는 것이 아니라 인공감미료를 여러 농도로 희석을 시켜서 설탕과 같은 단맛을 내는 때가 언제인지 사람이 '직접 맛을 보고' 측정한다고 한다. 아마 설탕보다 400배 희석한 농도에서도 단 맛을 느낀다고 해서 저런 수치가 나왔을 것이다. 

나머지 유명한 구조들도 좀 살펴보자.

Aspartame은 음료에 가장 많이 들어가는 인공 감미료가 아닐까 싶다. 막걸리, 소주를 비롯해서 제로콜라, 제로사이다 등에 들어가있다. 설탕보다 200배 정도 되는 단 맛을 낸다고 하는데, 그래서 적은양만 넣어도 되기에 칼로리가 0에 가까워질 수 있는 것이다. 아스파탐의 가장 큰 단점은 가열되면 단 맛이 사라진다는 것이다. 그래서 음료를 제외한 다른 제품에선 찾아볼 수가 없는 것이다. 그래서 가열해서도 단맛이 남아있는 다른 물질을 찾아야 하는 것인데 그 중에 하나가 Steviol (스테비올)이다. 흔히 스테비아라고 알려진 상품인데, 가열하여도 구조가 변형되지 않아서 가열되는 제품에 사용된다고 한다. 

Saccharin (사카린)은 예전에도 많이 사용되었던 인공감미료이다. 뉴슈가 라는 제품에 들어가는 제품이 사카린인데, 설탕보다 200-700배 정도 달다고 하는데 이것도 가열해도 변형되지 않아서 어릴 적에 감자 삶아먹을 때 조금씩 넣어서 먹었던 기억이 난다. 

그 외에 Cyclamate나 Erythritol같은 제품들도 많이 사용된다고 한다. 아마도 이들 각각에 대한 장단점이 있어서 특정 제품에 특정 감미료가 많이 쓰이는 게 아닐까 싶다. 단순히 하나로 통일되지 않는 이유는 미묘하게 인공감미료의 맛이 다르다는 점도 있고, 아마 이를 업계에서 얻어내기 위해서 만드는 그 합성 비용이 차이가 나서 특정 감미료를 다른 감미료보다 애용하는 경우도 많을 것이다. 여기서 이런 것에 대해서 디테일하게 다루지는 않았지만 결론적으로 다시금 하고 싶은 얘기는 아직 뭔가 어떤 구조를 보고 이게 달겠구나! 하는건 모른다는 것...!