설탕보다 나은: 연구에 기반한 4가지 가장 안전한 감미료 리뷰
설탕을 줄이기 위해 목표를 세웠습니다. 주요 과제는 몸에 미치는 영향이 최소화된 맛있는 안전한 칼로리 없는 감미료를 선택하는 것입니다. 웹에는 정보를 넘치는 반면, 출처가 있는 자료는 극히 적기 때문에 의료 도서관의 아카이브와 식품 화학 교과서를 검토해야 했습니다. 인터넷의 대부분의 기사는 설탕 대체제가 해롭다는 신화를 다시 재생산한 것으로, 증거 없는 주장들입니다.
첫 번째 자료를 읽는 것이 중요하므로, 스스로 데이터를 조사할 여력이 없는 사람들을 위해 이 가이드를 작성했습니다. 아마도, 당신은 놀라운 사실들을 발견할 것입니다…
저는 100% 안전하게 연구된 4가지 칼로리 없는 감미료인 아스파탐, 사이클라메이트, 사카린, 수크랄로스를 선택했습니다.
아스파탐 E951
아스파탐만큼 연구가 많이 진행된 식품 첨가제는 찾기 어렵습니다. 가장 안전한 간단한 아스파탐 분자를 연구하는 데 이렇게 많은 리소스가 낭비되어야 했는지 안타깝기만 합니다. 진정한 건강 문제를 해결하는 시간을 가지지 못할 때가 많습니다.
E951은 설탕보다 180배 더 달콤한 합성 칼로리 없는 감미료입니다. 이와 같은 높은 단맛은 물질의 분자가 미뢰에 결합하는 능력 때문입니다. “Sweetness and Sweeteners. Biology, Chemistry, and Psychophysics"라는 책에서는 단맛을 느끼는 메커니즘과 그 유전적 요소에 대해 자세히 설명하고 있습니다. 이 책은 추가 링크 파일에 추가했습니다.
특성
- 화학 공식 C14H18N2O5
- 분자량 294.31 g/mol
- 단맛은 설탕보다 조금 느리게 나타나지만 수용체와의 결합이 더 강합니다. 이로 인해 대부분의 설탕 대체제의 여운이 발생하는 이유입니다 - 타액이 그들의 분자를 수용체에서 씻어내기가 어렵습니다.
- 목마름을 유발하지 않습니다. 설탕 대체제를 사용하는 음료수로 인한 목마름은 아주 흔한 신화입니다.
- 식욕과 포도당 수치를 증가시키지 않습니다 (7, 8, 9, 10).
- 장내 미생물 군집에 영향을 미치지 않습니다.
- 장시간 가열 시 단맛을 잃습니다. 따라서 구이와 끓이는 데는 적합하지 않습니다.
아스파탐의 단맛이 발견된 이후 1965년부터 지금까지 50년 넘는 세월동안 700건 이상의 연구가 진행되었습니다 (1).
질문이 생깁니다: 그의 안전이 입증되었다면, 왜 이렇게 많은 논란과 “폭로” 프로그램이 TV에서 존재할까요? 아마도 대사 산물 때문입니다: 메탄올, 포름알데히드 및 아스파라기닉 산. 이 문제를 명확히 해보겠습니다.
체내 영향
E951은 혈액에서 발견할 수 없으며, 권장 섭취량을 몇 배 초과하더라도 마찬가지입니다. 우리의 위장에서는 감미료가 세 가지 더 가벼운 분자로 분해됩니다:
- 페닐알라닌 50%
- 아스파라기닉 산 40%
- 메탄올 10%
일상 식품에서의 유해 성분의 함량이 설탕 대체제보다 훨씬 높은 경우가 많습니다.
이 물질들은 우리의 식단에서 매우 일반적인 성분으로, 심지어 우리 몸에서도 자연스럽게 생성됩니다.
출처 | 페닐알라닌 함량(g/100g 식품) | 아스파라기닉 산 함량(g/100g 식품) |
콩 | 1.91 | 4.59 |
완두콩 | 1.39 | 2.88 |
생 렌즈콩 | 1.38 | 3.1 |
모든 종류의 땅콩 | 1.34 | 3.15 |
병아리콩과 콩 | 1.03 | 2.27 |
아마씨 | 0.96 | 2.05 |
돼지고기, 살라미 | 0.94 | 2.1 |
소고기 | 0.87 | 2 |
닭고기, 생선 | 0.78 | 1.75 |
전란 | 0.68 | 1.33 |
전유 | 0.15 | 0 |
페닐알라닌
이것은 DNA 코돈과 멜라닌, 노르아드레날린, 도파민의 형성에 필요한 필수 아미노산입니다. 우리는 이를 합성할 수 없으므로 음식을 통해 섭취해야 합니다. 페닐알라닌의 흡수 문제는 드문 유전적 장애인 페닐케톤뇨증을 가진 사람들에게만 발생합니다. E951이 포함된 0.5 리터 음료에는 0.15g 이하의 페닐알라닌이 포함되어 있습니다.
아스파라기닉 산 또는 아스파르트산
단백질의 생합성에 관여하는 아미노산으로, 신경전달물질 역할을 하며 성장호르몬, 프로락틴 및 루테인의 분비를 자극합니다. 아스파르트산은 간을 암모니아로부터 보호합니다 (2). 우리는 아스파라기닉 산을 생산할 수 있지만, 일부는 음식에서 얻습니다. 0.5리터의 라이트 콜라에는 최대 0.17g의 아스파르트산이 포함되어 있습니다.
메탄올
목재 알코올 또는 메탄올(CH3OH)은 공기, 물 및 과일에서 발견되며, 장내 박테리아에 의해 생성되고 혈액, 타액, 호흡기 및 소변에서도 확인됩니다 (소변의 평균 메탄올 수치는 0.73 mg/l, 범위는 0.3-2.61mg/l) (4).
0.5리터의 아스파탐 음료수에서 섭취할 수 있는 최대 메탄올은 30mg입니다.
건강에 해로운 수준의 메탄올은 5리터의 토마토 주스, 30리터의 라이트 콜라, 또는 몇 버킷의 감미료가 들어간 차에서 발견됩니다. 이러한 것을 한 번에 마셔야 메탄올의 독성이 느껴질 수 있습니다.
예시 | 메탄올 수준 mg/l, mg/kg |
신선하고 재구성된 과일 주스( 오렌지 및 자몽) | 최대 640 평균 140 |
맥주 | 6-27 |
와인 | 96-3000 (이자벨라) |
콩 | 1.5-7.9 |
렌즈콩 | 4.4 |
아스파탐 음료수 | 56을 초과하지 않음 |
인체 및 혈액 | 0.5mg/kg (혈액 내 0.73mg/l 최저치) |
목재 알코올은 부분적으로 포름알데히드로 전환되며, 이는 오랫동안 발암성으로 의심받아 왔습니다 (이 해독제와의 직업적 노출 및 상부 호흡기의 암 간의 연관성) (5). 그러나 야채, 과일 및 설탕 대체제를 통해의 포름알데히드 섭취는 위험하지 않습니다 - 독성을 일으키기 위해서 하루에 90리터의 탄산음료를 2년 동안 마셔야 합니다. 이는 항상 우리의 세포, 조직 및 체액에 일정한 농도로 존재하는 자연적인 생물학적 화합물입니다, 0.1 밀리몰 (3mg/kg 단위). 이것은 축적되지 않으며 빠르게 배출됩니다.
아스파탐 및 그 성분의 대사 과정은 Critical Reviews in Toxicology 2007년 제37권에 자세히 설명되어 있습니다. 이 리뷰에서는 1970년대부터 2006년까지 E951에 대한 역학, 임상 및 독성 연구를 분석하였습니다.
ADI와 NOAEL이란
아스파탐의 ADI (허용 일일 섭취량)는 체중 kg당 50mg으로, 이는 감미료가 들어간 차 130컵에 해당합니다. 이 용량은 WHO, EFSA, FDA, JECFA, SCF 및 약 90개의 기관이 100개 국가에서 승인했습니다.
ADI (허용 가능한 일일 섭취량)는 동물에서 독성 효과나 부작용이 나타나지 않는 최대 용량을 100으로 나누어 계산합니다 (NOAEL 관찰되지 않은 유해 효과의 수준). 모든 승인된 식품 E는 ADI 내에서 일일 및 평생 섭취해도 건강에 영향을 미치지 않습니다.
다시 말해, 안전한 용량의 1% 이상 소비할 수는 없습니다. 좋은 예를 찾았습니다: 최대 허용되는 소금 섭취량은 하루 약 6g (새로운 WHO 기준)이며, 소금의 ADI는 60mg이 될 것입니다 (6그램을 100으로 나눈 값). 그러나 우리는 최소한 하루에 10-12g의 소금을 소비하여 허용된 일일 섭취량의 200배를 초과합니다 (6).
결론: 아스파탐은 유일한 단점인 구이에 추가할 수 없음에도 불구하고 당뇨병 환자 및 체중 조절을 하는 사람들에게 가장 안전한 설탕 대체제입니다.
나트륨 사이클라메이트 E952
맛있고 저렴하며 안전한 칼로리가 없는 감미료. 사이클라메이트는 130개국의 보건당국에 의해 승인되었으며, 미국만이 “이상한 행동"을 했습니다. E952에 관한 이야기는 교훈적이며, 이 섹션의 끝에서 공유하고 싶지만, 우선 이 물질이 무엇인지 살펴보겠습니다.
특성
- 화학식: C6H12NNaO3S
- 분자량: 201.216 g/mol
- 설탕보다 30배 더 달콤한 강한 단 맛의 결정형 파우더.
- 유통기한: 5년 이상.
- 사카린 및 기타 감미료와 함께 사용하면 자연적인 설탕 맛을 제공합니다.
- 약물의 불쾌한 뒷맛을 가립니다.
- 갈증을 유발하지 않습니다.
- 혈당에 영향을 미치지 않으며, 식욕에도 영향을 주지 않아 당뇨병 환자에게 좋은 선택입니다.
- 베이킹과 끓이기에 강합니다.
신체에 미치는 영향
99.8%의 물질이 소변과 대변으로 변하지 않은 채 배출되지만, 약 0.2%는 일부 장내 세균이 독성 탄화수소인 사이클로헥실아민으로 전환할 수 있습니다. 정상적인 사이클라메이트의 일일 권장량은 장에서 흡수되지 않고 완전히 배출됩니다(12, 13).
이 아민은 신경 독성이 있어, 당뇨병 환자의 심장 박동과 혈압에 미치는 영향과 관련하여 면밀히 연구되고 있습니다: 사이클라메이트의 섭취는 심장에 영향을 미치지 않습니다 ( 14 ).
EU의 법률에 따라 식품 첨가물은 매년 검사를 받으며, 관찰 결과는 분석되어 등록됩니다. E952도 예외가 아니며, 그 존재 동안 수백 개의 독성학, 역학 및 임상 연구가 축적되었습니다.
Critical Reviews in Toxicology 에는 1968년부터 E952 첨가물에 대한 모든 연구를 포괄하는 훌륭한 리뷰가 발표되었습니다. 제가 답변할 수 없는 몇 가지 특정 질문이 있을 경우, 이 문서에서 답을 찾을 수 있습니다.
2003년에 사이클라메이트의 체계적 섭취와 불임의 관계가 연구되었으며, 매우 높은 용량이 동물의 생식력에 영향을 미친다는 결과가 나왔습니다. 그러나 인간에서는 그러한 관계가 발견되지 않았습니다 (15). 이러한 검사가 지속적으로 진행되고 있으며, 특히 당뇨병 환자들은 설탕 대체제를 더 많이 사용하므로 위험 집단입니다.
사이클라메이트의 ADI는 정의되지 않았습니다. 사이클로헥실아민에 대한 기준은 체중 1kg당 11mg입니다. 따라서 독성 물질의 기준치를 초과하려면 약 200g의 사이클라메이트를 섭취해야 합니다. 그러나 사이클로헥실아민이 장내에 존재하기 위해서는 병원성 장구균의 집락이 있어야 합니다. 무의식적으로 최대 용량을 초과할 수 없습니다.
왜 E952는 미국에서 금지되었는가
두 번째로 인기 있는 감미료의 하락에 대한 이야기를 다시 하겠습니다. 1939년에 특허를 받은 이후 1951년까지 이 물질에 대한 전방위적인 연구가 진행되었습니다. 독성과 발암성은 청정했고, 1951년에 미국에서 승인되었습니다. 1960년대 중반에는 비칼로리 설탕 대체제가 미국에서만 설탕의 30% 시장 점유율을 빼앗았습니다.
이런 상황이 오래 지속될 수는 없었고, 1968년에는 설탕 협회(The Sugar Association)가 사이클라메이트에 대한 “발암성” 연구를 촉구하며 400만 달러를 투자했습니다.
오늘날까지 재현되지 않은 “독특한” 연구
그들은 성공했습니다: 80마리의 쥐에게 매일 사이클라메이트를 사카린 10:1 비율로 주었으며, 이는 약 105리터의 다이어트 콜라에 해당합니다. 1년 후 모든 쥐가 살아 있었고; 78주 후에는 50마리만 남았습니다. 79주부터 쥐들에게 125mg/kg 순수 사이클로헥실아민(!)을 추가로 주기 시작했습니다.
104주(2년)가 지나고 매일 독소를 추가했을 때, 살아 있는 쥐는 34마리였고, 대조군에서는 39마리였습니다. 나머지 쥐들이 나이가 많아 실험이 중단되었고, 부검 결과 사이클라메이트 그룹의 80마리 중 8마리 남자 쥐에서 방광암이 발견되었습니다. 이는 순수한 독소조차 종양 발생에 실질적인 영향을 미치지 않았음이 입증되었습니다 (17).
FDA에서 결과를 검토한 후, 감미료는 미국에서 금지되었고 개정안 덕분에 오늘날까지 사이클라메이트를 안전한 물질 목록으로 되돌릴 수 없습니다. 개정안의 주요 내용은: 첨가제가 발암성으로 입증되면 평생 금지입니다. 나중에 수백 개의 연구가 이를 반박하더라도 마찬가지입니다. 다른 나라의 보건 기구들은 그렇게 서두르지 않았습니다.
사이클라메이트의 금지에 대해 과학계 전체가 비판했습니다. 쥐를 대상으로 한 의심스러운 연구에 관한 농담이 오갔고, 그 결과는 현재까지 아무도 재현할 수 없었습니다.
이론적으로 쥐에서 암의 원인은 존재했습니다. 그것은 쥐 수컷의 독특한 소변에 포함된 α2U-글로불린 단백질 때문이며, PH가 알칼리성으로 강하게 치우쳐져 있습니다(6.5 이상). 사이클라메이트의 대사산물이 이 단백질과 상호작용하여 알칼리 반응과 결합하면 암이 발생할 가능성이 있습니다. 하지만 이 메커니즘을 파악할 수는 없었습니다. 아래, 사카린 섹션에서 다시 언급하겠습니다. E952 첨가제는 사람에게 암을 유발하지 않습니다.
E952의 재활
1970년부터 1994년까지의 24년 연구는 세 가지 종의 원숭이에 대해 사이클라메이트가 발암성이 없다는 신화를 완전히 깼습니다 (18). 21마리의 원숭이를 5회에 걸쳐 24년 동안 설탕 대체제로 섭취시켰습니다. 용량은 270리터의 청량음료에 해당하며, 사람의 일일 최대량의 45배를 초과했습니다. 대조군은 16마리로, 실험이 끝날 때까지 수면 상태에서 해부되었습니다.
감미료는 영장류의 전반적인 건강에 영향을 미치지 않았고, “사이클라메이트” 그룹의 종양 수는 단지 3개 더 많았습니다(운동 소견이 다른 여러 원인), 그러나 이 그룹의 원숭이는 5마리 더 많았습니다. 원숭이의 핵과 염색체 DNA 검사는 E952가 변이 원인으로 확인된 적이 없습니다.
결론: 이는 당뇨병에서 좋은 설탕 대체물로, 칼로리가 없으며, 불공정하게 “사이클라메이트 없이” 블랙 마케팅의 대상이 되었습니다.
사카린 E954
세계 최초의 안전한 감미료로, 수많은 우여곡절을 겪어왔습니다. 120년에 걸친 사카린의 이야기를 두 마디로 설명하기는 어렵습니다 - 루즈벨트, 처칠, 그리고 스위스 세관이 주요 역할을 맡은 세계적 스파이 소설과 같은 이야기입니다 (19).
E954 첨가물은 아스파탐과 사이클라메이트를 합친 것보다 더 많은 대우를 받았습니다. 이 섹션 끝에서 가장 논란이 되었던 연구에 대해 다룰 예정이며, 이 연구의 방법론은 과학계에서 논란이 되어 첫 번째 안전한 설탕 대체제를 거의 파멸의 길로 이끌었습니다.
특성
- 화학식: C7H5NO3S
- 분자량: 183.18 g/mol
- 냄새 없는 결정형 파우더.
- 높은 농도에서는 금속 맛과 쓴 맛이 나지만, 사이클라메이트와 혼합하면 설탕의 단 맛을 냅니다.
- 수십 년간 변질되지 않습니다.
- 설탕보다 300배에서 550배 더 달콤합니다(제조 방법에 따라 다름).
- 제품의 향을 고정하고 증강하는 역할을 합니다.
- 베이킹 시 특성이 유지됩니다.
신체에 미치는 영향
사카린은 소화되지 않고 빠르게 소변으로 배출되며, 변하지 않은 상태로 포함됩니다 (20). 장기적인 영향은 여러 세대의 다양한 실험 동물에서 검증되었습니다. 결과는 DNA에 대해 아무런 영향을 미치지 않는 것으로 나타났습니다 (21).
20세기 초반에는 사카린이 설파모일벤조산(Sulfamoylbenzoic acid)으로 대사될 수 있다는 우려가 있었지만, 실험실 방법으로는 확인되지 않았습니다 (22). “시험관 내” 연구를 통해 사카린이 pH 5 이하의 용액에서 48시간 이상 존재해야 설파모일벤조산으로 분해된다는 사실이 입증되었습니다(누구도 소변을 그렇게 오래 지연시키지 않으며, pH 5는 기준치가 아닙니다).
50mg의 사카린을 1년 동안 매일 투여받은 쥐에서 96%가 7일 이내에 배출되었으며, 이후 모든 장기가 남아 있는 방사성 분자를 검사했습니다. 적절한 용량을 평생 주어진 쥐는 24-72시간 내에 96-100%를 소변과 대변으로 배출했습니다 (23).
E954 첨가물의 배출 문제는 단 한 번에 5g을 투여받은 실험실 토끼에게서 발생했으며, 여기서 5mg/kg의 일일 최대 용량에 해당하는 것이었습니다. 72시간 후, 토끼들의 소화기관에서 변하지 않은 상태의 사카린이 발견되었습니다.
사이클라메이트와 사카린이 포함된 50년대 다이어트 음료
40000건의 다양한 종류의 방광암에 대한 역학 연구에서 설탕 대체물을 섭취한 것과의 연관성이 발견되지 않았습니다. 그룹에는 수십 년 동안 감미료를 섭취한 당뇨병 환자도 포함되었습니다.
“사이클라메이트” 시나리오는 작동하지 않았다
사카린 시대에 종지부를 찍을 수 있었던 쥐에 대한 실험으로 돌아가 보겠습니다. 상황은 사이클라메이트의 “발암성” 연구와 정확히 일치합니다. 1977년 3월, 캐나다 과학자들은 쥐에서 방광암을 유도하는 데 성공했습니다.
즉시 캐나다에서 이 물질의 점진적인 금지 일정이 작성되었으며, 예비 결과가 신중하게 받아들여졌음에도 불구하고 말이죠. 미국에서도 이를 따르려 했지만, 개정안을 인용했습니다. 미국 종양 학회와 당뇨병 협회는 자신들의 연구 없이 이를 방지했으며, 왜냐하면 캐나다의 방법이 끔찍했기 때문입니다.
역사상 가장 수치스러운 연구 중 하나
두 세대의 쥐가 태어나는 순간부터 자연사에 이르기까지 매일 12g의 사카린(하루 400리터의 청량음료)을 섭취했습니다. 첫 번째 세대에서는 100마리 중 3마리에서 방광암이 발생했고, 두 번째 세대에서는 100마리 중 14마리에서 발생했으며, 오직 수컷에서만 발생했습니다 (24). 비교를 위해 대조군에 대한 정보는 찾을 수 없었습니다.
FDA는 연구에 대해 강력히 비판하며, 사람이 식단에서 설탕을 설탕 대신 사용할 경우 2mg/kg m.t. 이상의 양을 섭취할 수 없다고 지적했습니다. 동물들은 강제로 1000배의 E954를 투여받았지만, 그들은 자연사로 죽음을 맞았습니다. 우스꽝스러운 캐나다의 실험은 설탕 대체물인 아스파탐에 대한 내성을 보여주는 인상적인 증거로 작용했습니다.
암의 가능한 원인은 동물의 방광 벽을 자극하는 과도한 양의 나트륨과 칼슘 설탕 결정들이며, 이는 자연적으로 다양한 소금을 축적할 경향이 있는 동물들에 해당됩니다. 이런 자극은 세포 분열을 증가시키고 결국 암에 이르게 됩니다. 이 쥐들이 평생 동안 어떤 고통을 느꼈는지를 상상해 보시겠습니까? 신장 결석을 경험한 이들은 이를 잘 이해할 것입니다…
결론: 아스파탐의 역사는 우리 사회에 대해 많은 것을 이야기해줍니다. 곧 가장 오래된 안전한 설탕 대체물이 현대의 더 맛있는 경쟁자들에 의해 대체될 것입니다. 나는 지금 차에 E954를 타서 판매점에 출시되는 네오탐을 기다릴 것입니다.
수크랄로스 E955
설탕에서 설탕을 염소화하여 합성한 반합성 감미료입니다. 세계에서 존재하는 가장 맛있고 안전한 무칼로리 설탕 대체물 중 하나입니다 (29). 안타깝게도 가장 비쌉니다.
항상 그랬듯이, 물질의 단맛 발견은 우연히 이루어졌지만, 그 이후인 1976년부터 다양한 수크로스의 변형들은 물질이 설탕보다 1000배 더 달콤하게 만들었습니다. 유럽연합에서 이 첨가물의 E 번호는 2004년에 부여되었으며, 그 검증에는 20년 이상이 걸렸습니다.
특성
- 화학식 C12H19Cl3O8
- 분자량 397.626 g/mol
- 강한 설탕의 단맛.
- 인슐린 생성을 유발하지 않으며 장내 미생물에도 영향을 미치지 않습니다 (27, 32).
- 공복감을 증가시키지 않습니다 (35).
- 구워도 단맛이 유지됩니다.
- 매우 높은 단맛 농도로 인해 E955는 수정된 전분이나 맥아당으로 테이블 형태로 혼합됩니다 - 이들의 당지수는 당뇨병 환자에게서 수크랄로스의 이점을 무효화합니다. 스티비오사이드에서도 동일한 문제가 발생합니다.
- 어떤 후미를 남기지 않습니다.
신체에 미치는 영향
E955는 소화되지 않으며: 86%는 대변으로, 11%는 소변으로 배출되고 약 3%는 글루쿠론산과 수크랄로스 형태로 배출됩니다. 성분에 포함된 염소에 대한 우려가 있었지만, E955는 소화관에서 분해되지 않으며 빠르게 배출되어 인체의 조직과 장기에는 축적되지 않습니다.
물질의 약리학적 동태와 약리학적 동작에 관한 연구는 2000년의 수크랄로스 대사 및 인간의 약리학적 동태 에서 잘 설명되어 있습니다. 배설 표는 거기에서 가져온 것입니다.
쥐에서 수크랄로스는 위장관 내의 단맛 수용체를 통해 인슐린 유사 호르몬의 분비를 유도하지만, 인간에서는 이 메커니즘이 훨씬 복잡했습니다 - 배합된 용액의 주입으로 인간의 인슐린 수치를 높이지 못했습니다 (33). 단순한 맛만으로는 충분하지 않으며, 탄수화물이나 포도당이 필요합니다.
수크랄로스는 인슐린 및 포도당 수치에 영향을 미치지 않습니다
WHO, 유엔, JECFA, FDA 등 여러 단체에 의해 야생 동물 대상의 수백 가지 연구가 진행되었고, 단 2008년의 하나의 연구에서 쥐의 장내 미생물에 미치는 영향을 보여주었습니다 (28). 동물에게는 스플렌다(Splenda)라는 상업적 혼합물인 맥아당과 수크랄로스가 주어졌습니다. 연구자들은 이 설탕 대체물이 유익한 박테리아를 억제하고 음식의 생물학적 이용 가능성을 낮추며 체중 증가를 유발한다고 결론내렸습니다.
이 연구는 언론에서 큰 반향을 일으켰고, 과학계의 긴밀한 주목을 받았습니다. 그 결과는 20년 넘게 시행된 임상 및 역학 연구와는 상반되었기 때문입니다. 비판은 즉각적으로 이어졌고, 데이터 조작과 지적 해주지 않은 점들의 많은 오류가 드러났습니다. 전체적인 검토와 비판은 규제 독성과 약리학 에 발표되었습니다.
수크랄로스에 대한 발암성, 만성 독성 및 유전 독성은 결코 확인된 바가 없습니다 (30).
수크랄로스 ADI는 체중 1kg당 하루 15mg입니다. 실제 첨가물 소비량은 개인의 식습관에 따라 다릅니다. E955는 점점 더 케첩, 디저트, 음료 및 기타 식품에 자주 추가되고 있습니다. 이에 따라 2,000명의 미국 가정이 2주 동안 관찰되었습니다. 연구자들은 자원봉사자들의 식단에서 설탕의 양을 계산하고 이를 경험적으로 수크랄로스로 대체했습니다. 수치는 ADI의 14배 더 적은 수치가 나왔습니다. 한 마디로, 허용된 최대치를 초과하는 것은 불가능합니다.
결론: 수크랄로스는 현재 상황에서 최고의 칼로리가 없는 설탕 대체물입니다. 그러나 상업적으로 사용하기 위해서는 부피가 적은 형태로 혼합해야 하며, 이에는 열량이 있기에 안타깝습니다.
아세설팜 칼륨. 감미료의 향미 강화제
E950은 감미료의 향미를 증강시키기 위해 아스파탐 및 사이클로메이트와 거의 항상 결합됩니다. 아세설팜 칼륨이 설탕 대체물에 추가되면, 혼합물은 두 배 더 달아지고 설탕 맛에 더 가까워집니다. 이 물질은 독립적으로 사용되지 않으며, 이는 필요하지도 않습니다.
이 물질은 100% 변하지 않은 상태로 신장을 통해 배출됩니다. 아세설팜 ADI는 15mg/kg입니다. 유럽에서는 9mg/kg 규정이 있습니다.
아세설팜-K는 급성 및 만성 독성이 낮으며, 이는 조리 소금보다 두 배 낮습니다 (더 적게 사용합니다). 이는 대사되지 않으며 축적되지 않기 때문입니다. 2005년 10월 미국의 국가 독성 프로그램의 일환으로 이 물질이 쥐에 미치는 영향을 조사한 연구가 있었습니다. 이 경우, 종양 발생 경향이 있는 두 개의 쥐 품종이 9개월 동안 매일 4-5g/kg의 아세설팜-K를 투여받았지만, 종양 발생율은 대조군과 비슷했습니다. 아세설팜의 양은 70kg 성인 기준으로 하루 315g의 소비와 맞먹었습니다 (25).
설탕 조절제 S6973 및 S617
달콤한 맛의 증강제입니다. 2012년 음식 첨가물 JECFA 위원회가 이 성분의 안전성에 대한 긍정적인 결론을 내렸습니다. Modifier를 사용하면 제품의 설탕 양을 50% 줄여도 단맛의 강도를 유지할 수 있습니다. Toxicological evaluation of two flavors with modifying properties S6973 and S617이라는 제목의 독성학적 연구 검토는 Food and Chemical Toxicology 에 게재되었습니다.
- 화학식 C15H22N4O4S
- 분자량 354.425 g/mol
이 첨가물은 매우 낮은 생체 이용률을 가지고 있으며, 장내에서 흡수되지 않으며 유전 독성과 세포 독성을 보이지 않습니다 (2대의 쥐에게서). Modifier에 대한 연구는 쥐와 원숭이를 대상으로 3개월 간 매일 20mg/kg 및 100mg/kg의 복용량으로 진행되었습니다. 모체 독성 테스트 (태아에 미치는 영향)에서 1g/kg의 양은 아무런 영향을 미치지 않았습니다. 독성학적으로는 매우 안전합니다. 모든 세부사항과 그래프는 위 링크에서 확인할 수 있습니다.
따라서 제품 성분에 S6973 또는 S617이 있다면, 이 첨가물이 무엇인지 알게 될 것입니다. “달콤한"이라는 라벨이 붙은 설탕이 판매되고 있다고 하지만, 개인적으로는 본 적이 없습니다.
천연 설탕 대체물 및 새로운 세대의 합성물
무칼로리의 천연 설탕 대체물로는 스테비아 추출물인 스테비오사이드 E960만이 있습니다. 이 맛은 녹슨 못과 같습니다. 스테비오사이드에 대한 별도의 기사가 필요하지만, 맛있고 안전한 설탕 대체물 목록에는 포함되지 않습니다.
화학자들이 여러 가지 수퍼 달콤하고 비싼 식물 유래 화합물을 개발하고 있습니다: 쿠르쿠린, 브라제인, 몬카 열매에서 추출된 글리코사이드, 미라클린, 모나틴, 모넬린, 펜타딘, 타우마틴 (E957) 등이 있습니다. 이들 대부분은 현재 구매하여 시도해볼 수 있습니다.
과당, 에리트리톨, 자일리톨, 소르비톨 등은 무칼로리가 아닙니다. 그에 대한 이야기는 하지 않겠습니다.
네오탐 (Neotame)
아스파탐의 변형 형태로 설탕보다 평균 8000배 더 달콤합니다. 구워도 견디며, 당지수가 0입니다. PKU 환자에게 안전합니다. 그의 대사는 아스파탐과는 다르게, E961의 분자로부터 단 8%의 메탄올만이 생성됩니다. 아스파탐의 양은 40배 더 적습니다. 하지만 이런 주장들은 “GMO가 없는 광천수"같은 마케팅을 연상시킵니다. 아스파탐의 메탄올에 대한 이야기는 위에서 보셨을 것입니다.
네오탐 ADI는 0.3mg/kg m.t. 또는 E961에 해당하는 콜라 44캔입니다 (현재 생산되고 있지 않습니다). 현재 가장 저렴한 합성 감미료로, 설탕 가격의 1% 정도합니다.
어드반탐 (Advantame)
최신 감미료로 현재 E 번호를 부여받지 않았습니다. 아스파탐과 이소바닐린에 기반하여 제조되었지만, 설탕보다 20,000배 더 달콤합니다. 제품 내 극미량으로 인해 페닐케톤뇨증 환자에게 적합합니다. 어드반탐 분자는 높은 온도에서도 안정적입니다. 인체에서 대사되지 않습니다. 어드반탐 ADI는 체중 kg당 32.8mg입니다. FDA는 2014년에 동물 테스트 후 이 물질을 승인했습니다. 그러나 가정용 설탕 대체물로는 가까운 시일 내에 시도하기 어려울 것입니다.
아스파탐을 기반으로 한 감미료는 어드반탐만이 아닙니다. E951보다 약간 더 단 몇 가지 변형이 있으며: 알리탐 E956(상표명 아클람), 아세설팜-아스파탐 염 E962(이 혼합물로 펩시를 마셔요, 맛있습니다), 네오탐.
당뇨병, 비만 및 감미료 간의 관계. 가설과 사실
무칼로리 인공 설탕 대체물과 비만, 당뇨병 사이의 관계에 대해 몇 가지 가설이 있습니다. 나는 이 주제에 대해 별도의 조사도 해봤습니다. 왜냐하면 이 문제가 나에게 가장 큰 우려가 되었기 때문입니다. 가장 인기 있는 가설과 사실 데이터를 살펴보겠습니다.
설탕 대체물은 더 많은 단 것을 먹고 싶게 만든다
모든 맛있는 것은 “다시 먹고 싶다"는 욕구를 불러일으킨다 (36). 이 특성은 엔도르핀과 관련이 있다. 엔도르핀의 생성은 혈중 포도당과 쾌감 있는 맛의 반응이다. 시상하부는 실제로 맛있고 기름진, 달콤한 음식을 먹고 싶도록 우리를 자극한다 (37).
임상 실험에 따르면, 스트레스 호르몬 수준이 감소하고 엔도르핀이 설탕과 사카린 모두에서 증가한다는 결과가 나타났다 (38). 스트레스를 해소할 때는 맛있고 동시에 가벼운 무언가로 먹는 것이 좋다.
달콤한 맛의 진통 효과가 영아를 대상으로 연구되었다. 신생아의 발뒤꿈치에 주사를 놓는 실험은 포도당 없이도 달콤한 맛의 진통 효과를 입증했다 (사이클라메이트 + 사카린). 영아에게는 괴사성 장염의 위험으로 인해 진정제와 진통제로서 설탕 용액이나 꿀을 주어서는 안 되므로, 연구자들은 항상 무해한 대안을 찾고 있다 (39).
결론: 우리가 제품의 맛에서 즐거움을 느낀다면, 더 많은 것을 먹고 싶어진다. 구성 성분에 포도당, 아스파탐, 또는 스테비오사이드가 있든 상관없이 말이다. 아미노산도 우리의 미각 수용체에 대해 동일한 효과를 가진다.
인공 감미료는 인슐린 분비를 유도한다
달콤한 맛이 인슐린 생성을 유도하고 혈당 수준을 급격히 낮춘다는 이야기가 있다. 하지만 이것은 사실이 아니다. 인슐린은 미각 수용체의 신호에 미미하게 반응하며, 실험실 방법으로도 측정할 수 없다. 호르몬의 “분비"는 혈중 포도당이 증가할 때만 발생한다 (40).
결론: 입에 들어가는 모든 것, 즉 음식 맛이 있는 것 (아미노산 등)은 췌장의 약한 반응을 유도하며, 그 이후로는 혈중 포도당에만 의존한다 (41).
소아과 연구
2011년, 의학 저널 Pediatric Clinics of North America 에 인공 감미료가 아동의 대사 및 체중에 미치는 영향에 관한 70개 연구에 대한 리뷰가 발표되었다. 이 리뷰는 FDA에 의해 승인된 네 가지 물질을 다뤘다: 아스파탐, 사카린, 네오탐, 수크랄로스.
리뷰에서의 몇 가지 요점:
- 감미료와 어린이 비만 사이에 직접적인 관계를 발견하지 못했지만, 과체중 아동은 라이트 음료를 더 많이 마신다 (내 생각에는 당연하다).
- 아마도 제품의 저칼로리 성분에 대한 인식이 인지 오류를 초래하는데, 이른바 “칼로리의 초과 보상”: 우리는 더 많이 먹는 것이다. 이 현상은 “무지방"으로 표시되는 제품에서 잘 연구되었다: 사람들은 “지방이 없으니” 2-3배 더 많이 먹는다.
- 장내 세균에 대한 영향은 질적 플라세보 대조 연구로 뒷받침되지 않지만, 이 방향에 대한 작업은 계속되고 있다. 사카린에 대해서만 의구심이 있는 데이터가 있다 (아래 참조).
- 비칼로리 감미료는 인슐린과 같은 글루코조절 호르몬의 분비에 영향을 미치지 않는다.
칼로리의 초과 보상이 실제인지?
여러 연구가 감미료 섭취 시 칼로리의 초과 보상에 대해 다루고 있다. 개인적으로 가장 흥미로웠던 두 가지 임상 관찰이 있다:
- 비만 환자 8명이 병원에 입원해 15일간 실험에 참여하고 있다는 것을 몰랐다. 그들의 식단에서 설탕은 비밀리에 아스파탐으로 대체되었다 (1977년의 일이라 그러한 일이 가능했다). 설탕의 은밀한 대체는 칼로리 소비를 25% 줄이는 결과를 가져왔으며, 초과 보상이 발생하지 않았다. 사람들은 식사가 에너지 밀도가 낮아졌다는 것을 몰랐기 때문에 “더 추가해야겠다"는 생각이 들지 않았다. 안타깝게도 8명은 표본이 아니지만, 관찰은 흥미롭다 (42).
- 24명의 자원자 그룹이 5일 동안 아침 식사를 했다: 설탕 없는; 설탕이 포함된; 아스파탐이 포함된. 절반의 피실험자는 아침 식사의 전체 성분을 알고 있었고, 나머지 절반에게는 성분이 알려지지 않았다. 두 번째 그룹에서는 어떤 옵션도 이후 식사에 영향을 미치지 않았으나, 첫 번째 그룹에서는 아침에 설탕이 없다는 것을 아는 자원자들이 나중에 “보상” 차원에서 설탕을 보충하는 현상이 있었다.
결론: 요컨대, 사람에게는 전혀 생리적이지 않다 - 커피에 3 숟갈의 설탕이 아니라 감미료 알약이 있다는 것을 알 경우, 3개의 사탕이나 기름진 생크림을 허용하는 것은 전혀 문제가 되지 않는다. 나는 이 점을 너무 잘 알고 있으며, 그러한 실험에 대한 “외부 시각"이 나 자신을 더 잘 통제하고 비슷한 인지 오류를 범하지 않도록 도와준다.
배고픔과 갈증에 대한 영향
설탕과 섞인 물은 갈증을 해소하지 않는다. 가장 좋은 것은 깨끗한 물이고, 그 다음으로는 감미료가 포함된 물이다 (43). 다른 질문은, 갈증이 날 때 물 이외에 다른 것을 마실 필요가 있는가이다. 감미료가 포함된 음료가 배고픔에 미치는 영향은 이미 많이 연구된 주제이다: 아스파탐이 들어간 다이어트 소다를 점심 30분 전에 마시면 동일한 양의 미네랄 워터에 비해 주관적인 배고픔이 상당히 줄어든다 (44, 45).
설탕 대체물은 체중 증가를 초래한다
연구 방법론에 따라 결과가 크게 다르게 나타난다:
- 실험적인 임상 연구는 설탕을 감미료로 대체할 경우 체중이 감소하거나 변하지 않는 경우가 많음을 보여준다. 데이터베이스 리뷰는 설탕 대체물이 칼로리 소비 증가와 체중 증가를 초래한다는 개념을 뒷받침하지 않는다 (46).
- 임상적 통제가 없는 관찰, 또는 설문조사를 통한 연구에서는 체중 증가와 감미료 소비 사이에 상관 관계가 나타난다.
질 좋은 이중 맹검 무작위화 플라세보 대조 연구를 읽을 때, 결과는 항상 체중 감소 또는 체중 유지를 지지한다. 그러한 예 중 하나는 네덜란드에서 설탕이 포함된 청량 음료가 아동의 체중에 미치는 영향을 연구한 것이다. 이 연구에는 5세에서 12세 사이의 642명이 참여하였다. 결론: “액체 설탕"의 양을 줄이면 다른 칼로리 공급원을 줄이는 것보다 체중 감소에 더 효과적이다 (47,48).
다른 아동 연구에서는 식사 전 한 시간 전에 감미료가 포함된 음료가 물보다 식욕을 더 잘 억제한다고 한다. 이는 뚱뚱한 아동에게는 좋지만, 비만하지 않은 아동에게는 나쁘다 (49).
장내 미생물에 대한 영향
이스라엘 과학자들이 결론을 내린 연구는 Weizmann Institute of Science 면역학부에서 수행되었다. 이 연구는 2014년 Nature에 게재되었다 (50).
“인공 감미료는 장내 미생물 군집을 변화시켜 포도당 불내증을 유발한다"는 제목으로 이 자료가 동료 검토 저널에 게재되었다. 연구자들은 아름다운 제목을 얻기 위해 과장하였고, 실제로는 사카린만 연구에 참여했다.
연구자들은 매일 사카린과 포도당 혼합물을 먹인 쥐들에서 특정 세균이 증식하며 포도당을 생성하는 것을 발견했다고 주장했다. 무균 쥐에게 실험대상 쥐의 대변을 이식하였고, 그들도 문제를 겪게 되었다. 이후 쥐들에게 항생제를 투여하자 효과가 4주 동안 사라졌다.
또한, 7명의 다양한 연령과 성별을 가진 인간을 대상으로 6일간 하루에 10개의 감미료 패킷을 투여하는 연구가 수행되었다. 6일 후 인간의 대변을 무균 쥐에게 이식하니 그들의 포도당 수치가 증가했다. 4명의 자원자는 같은 증상을 나타내기 시작했다 (아니오).
이 연구에 무엇이 잘못되었는가?
- 동물은 순수한 E954가 아니라 설탕 + 사카린 (설탕 95%)을 먹었으며, 이는 세균의 활발한 번식을 촉진할 수 있었다. 이는 수백 건의 설탕 연구에서 입증된 바와 같다 (51).
- 포도당 불내증의 발생 기제가 설명되지 않고, 데이터에 대한 분석이 이루어지지 않았다. E954는 100년 동안 비슷한 연구를 수없이 겪어왔다. 사카린 주사, 복강 내 투여, 사료 급여 및 다른 현실과 무관한 조작은 결코 이러한 결과를 초래하지 않았다.
- 7명은 표본이 아니다. 일반적으로 이러한 연구는 나조차도 읽지 않으며, 이것이 Nature에 게재된 이유를 알 수 없다. 만약 이런 자료가 임상 저널에 게재되려고 했다면, 반려되었을 것이다.
- 무균 쥐에게 사람의 대변을 이식했다가 문제가 생겼다. 이것을 어떻게 설명해야 할지 모르겠다.
- 감미료 섭취에 대한 통제가 없었고, 자원자들의 식단에 대한 설명이 부족했다. 참고로, 절반의 그룹이 아무런 변화 없이 6일 동안 사카린을 섭취했다.
그래프의 데이터는 1-4일과 5-7일을 합쳐서 두 개의 파도로 보여주었다. 만약 1일부터 7일까지의 그래프를 그린다면, 결과는 통계적으로 유의하지 않다.
미생물 그래프는 1일부터 7일까지 작성되었지만, 세 번째 자원자는 5일째에 비정상적으로 좋은 결과를 나타내어 곡선에 영향을 미쳤다. “당뇨” 세균의 증가는 고단백 식이, 요거트, 알코올과 관련되어 있으므로, 사카린은 관련이 없다. 그러나 우리는 이들이 무엇을 먹었는지 알지 못한다.
이 연구는 100년에 걸쳐 누적된 데이터와 상충하는 이상한 연구이다. 이러한 실험의 결론은 사이클라메이트와 같은 정치적 결정에 영향을 미칠 수 있다. 다행히도 정기적으로 누적된 데이터에 대한 리뷰가 발표되고 있으며, 한 가지 의견에만 의존할 필요는 없다 (52).
여기까지이다. 마지막까지 읽으셨다면, 시간 낭비였다. 물론, 모든 질문에 대한 답을 가지고 있지는 않으며, 놓친 부분이 있다면 댓글로 질문하라면 확인해보겠다!
링크
기사의 모든 링크는 구글 드라이브 에 모아져 있으며, 주석 및 맛의 진화에 관한 책이 포함되어 있다.
신경과학자 니키타 주코프 (시간약물의 목록의 창립자)와 감미료에 대한 과학 대중화 비디오: