감미료의 종류에는 당류, 당알코올, 방향족화합물, 기타 단맛 물질로 합성감미료 등이 있는데 당류만이 식품으로 분류되어 있다. 이중 발효 감미료로 분류될 수 있는 것으로는 전화당, 올리고당, 일부의 당알코올 등이다. 일부 감미료는 혈당을 올리지 않고도 단맛을 내며 소량으로도 설탕의 30배 혹은 300배 이상의 단맛을 낼 수 있다. 우리나라에서는 당 알코올류를 주원료로 한 제품에 대하여는 해당 당알코올의 종류 및 함량을 표시하여야 하고, "과량 섭취 시 설사를 일으킬 수 있습니다" 등을 표시하여야 하는 것이 법적으로 정해져 있다. WHO와 식품첨가물전문가위원회(JECFA)에서는 적정량 이상을 섭취하여도 신체에 부작용 등이 일어나지 않는다고 판단하여 따로 일일허용섭취량 등을 정하고 있지는 않다. 당알코올은 입속 세균 등에 의해 이용되지 않기 때문에 충치를 유발하지 않는 장점을 가지고 있으나, 에리스리톨 외의 다른 당 알코올 종류는 지나친 양을 섭취 시 삼투효과로 인한 설사나 복부 팽만감 등을 유발할 수 있어 적정량을 섭취해야 한다.
1. 당알코올이란?
당 알코올은 당류가 갖는 환원성 말단기에 수소를 부가하여 얻어지는 화합물의 총칭으로, 일반적으로 수산기의 수에 따라 4가 당알코올(tetritol), 5가 당알코올(penitol), 6가 당알코올(hexitol) 및 7가 당 알코올(heptitol)로 분류된다. 이들은 모두 자연계에 천연적으로 존재하나 상업적으로는 합성의 의해 얻어지며, 6가 당 알코올인 소르비톨(sorbitol)과 만니톨(mannitol)은 가장 효용성이 큰 물질이다. 당 알코올은 일반적으로 수용성이고 단맛을 가지는 특성이 있으며, 수산화기의 수와 위치에 따라 그 특성이 좌우된다. 또한 당 알코올을 설탕 대신 감미료로 첨가하여 혈당을 낮추는 역을 하며, 식품에 첨가하였을 때 일반적으로 알고 있는 자일리톨 껌이나 사탕과 같이 청량감을 주는 맛을 낸다.
2. 기능성
일반적으로 당 알코올은 우수한 보습성, 용해열의 특성에 힘입어 주로 식품첨가물로 사용되어 온 소재로 식품의 이용 범위가 제한되어 왔으나, 최근에 당 알코올이 비만, 당뇨 등의 원인이 되지 않는 생리적 기능이 밝혀지면서 새로운 감미료 및 증점제로 각종 식품의 주 원료로 광범위하게 사용되고 있으며 또한 껌이나, 치약, 의약품 등에도 다양하게 사용되고 있다.
3. 구조
- 당류와 전분류를 환원시킨 것
- Carbonylrl(C=O)가 hydroxyl기(C-OH)로 환원된 것
- Aldehyde기나 ketone기가 alcohol로 환원된 것. aldose는 1개의 당 알코올, ketose는 epimer인 2개의 당 알코올이 생성
- 모든 산소가 hydroxyl기 형태로 존재하는 polyol. 당알코올은 화학적으로 당의 알데히드 기를 알코올기로 환원시킨 다가 알코올(polyol)인 당의 유도체로 단당류 당 알코올과 이당류 당 알코올이 있음. 당 알코올은 삭 물체와 해조류에 상당량 존재하며 곰팡이와 효모에 의하여도 합성되는 것으로 알려져 있다. 당 알코올의 대표적인 기능은 열량이 설탕의 5~75%에 해당하는 저칼로리이며, 용해열을 설탕의 1.3~10매로 용해 시 흡열량이 높기 때문에 강항 청량감을 줄 수 있다는 것이다.
4. 종류
- D-sorbitol
D-glucose를 접촉 환원시켜 얻은 당 알코올로서 감미는 설탕의 약 50% 정도이고, 물에 잘 녹는다. 맛이 좋고, 보습성이 있어 보습제로 이용되며, 미생물에 의해 쉽게 발효되지 않아 음료 제조시 주로 이용되며, 1그람 당 2.6 킬로칼로리의 열량을 낸다.
- Xylitol
Xylose에 수소를 첨가하여 얻는 당 알코올로 단맛이 설탕의 90%로 단맛이 강하다. 자일로스의 원료는 자작나무에서 추출하여 자일란을 얻을 수 있으나 사람은 자일란을 소화시킬 능력이 없다. 자일로스 자체도 단맛이 설탕의 반 정도로, 단맛이 비교적 강하여 당뇨환자의 감미료로 쓰인다. 자일리톨은 시원하고 상쾌한 단맛을 주며, 1그람당 2.4킬로칼로리의 열량을 낸다.
- Mannitol
Mannose에 수소를 첨가하여 환원시킨 것으로 양파, 셀러리, 파인애플, 버섯, 해조류에도 들어있다. 단맛은 설탕의 40~70%이고 1그램당 1.6킬로칼로리의 열량을 낸다. 하루 20그람 이상 섭취 시 삼투압성 설사가 생길 수 있다.
- Erithritol
Erithrose가 환원되어 만들어진 것으로 포도당을 원료로 효모발효법으로 얻을 수 있다. 설탕의 70% 단맛을 가지고 있으며 산뜻한 맛을 준다. 에리스리톨은 버섯, 과일, 과일주, 청주 등의 식품에 들어있으며, 최근에는 저탄수 고지방 식이요법인 키토 식이요법을 하는 키 토인들에게 설탕 대체제로 많이 사용되고 있다. 에리스리톨 같은 경우에는 소장에서 흡수되지 않고 소변으로 배출되기 때문에 혈당을 올리지 않는 특징이 있고, 칼로리가 발생하지 않는다.
- Maltitol
Glucose 2분자가 결합되어 이루어진 맥아당에 수소를 첨가하여 만든다. 맥아당은 장기 저장 시에 식품을 갈색으로 변하게 하는 갈변 현상이 일어나게 하는데 말티톨을 이런 단점을 보완할 뿐만 아니라 단맛이 맥아당의 2배 정도이다. 말티톨은 부드럽고 온화한 단맛을 가지고 있으며 산과 알칼리에 강하며, 열에도 안정하다. 말티톨은 1그람당 2.1 킬로칼로리의 열량을 내며, 보습성이 커서 식품을 촉촉하게 유지하게 해 준다.
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