“휘바 휘바” 광고로 우리에게 잘 알려진 자일리톨을 포함해 솔비톨, 말티톨, 에리스리톨은 모두 단맛을 낼 수 있는 당 알코올(Sugar alcohol) 성분으로 당에 -OH기가 붙어 당과 알코올의 성질을 모두 가지는 물질이다. 이는 천연 성분에서 분리될 수 있으며, 본래의 단당류에서 어미인 -ose를 -itol로 바꿔 명명한다. 설탕보다 단맛은 약 60% 정도로 당도가 낮지만 칼로리는 약 50% 정도로 낮고 인체에서 흡수가 느려 당뇨 환자에게 신체 내 당대사에 급격하게 반응하지 않아 장점이 있고, 구강 내 세균에 분해되지 않아 충치를 만들지 않는다고 알려져 있어 설탕 대신에 식품 대체제로서 많이 사용되고 있다. 특히 당 알코올은 단맛 외에도 먹고 나면 청량감이 느껴져 주로 사탕이나 치약, 청량음료에 많이 사용된다. 그럼 당 알코올 성분의 설탕 대체제는 과연 어떤 장점과 주의할 점이 있을까?

1) 자일리톨(Xylitol)
자일리톨은 우리에게 아주 익숙한 껌 이름이다(그림 1). 이 자일리톨 껌을 씹으면 충치 예방효과가 있어 치아 건강에 좋다고 알려져 있다. 자일리톨은 껌 이름이라기보다 껌에 들어있는 설탕 대체제인 자일리톨 성분을 이야기하는 것으로, 자일로스에서 화학적으로 추출한 성분이다. 자일리톨은 TV 광고 덕분에 잘 알려진 대로 핀란드산 자작나무에서 주로 추출하기에 자일리톨을 ‘자작나무 설탕’이라고 부르기도 한다.

자일리톨을 섭취해 충치가 생기지 않는다는 것은 충치와 관련된 이론 중에 충치균이 일반적인 6탄당을 가지는 당분을 섭취함으로써 치아 주위를 일시적으로 산성으로 바꿔 이로 인해 충치가 생긴다는 세균설인데, 충치세균이 5탄당으로 이루어진 자일리톨은 분해할 수 없어 충치가 예방된다는 것이다. 또 자일리톨 껌은 구강내에 프라그의 부착을 줄이고 제거할 수 있어 충치에 대한 예방은 어느 정도 좋은 결과를 보이고 있다.1) 이러한 주장에 근거해 자일리톨은 최근 구강청결제와 음료 등에 설탕 대체제로 사용되고 있다. 하지만 자일리톨이 섭취 시 주의할 점은 수산결석을 만드는 요인이 될 수 있다는 점이다. 즉 자일리톨이 몸에 돌이 생기는 요로결석이나 신장결석의 원인이 될 수도 있다는 의미다. 그렇다면 왜 자일리톨이 수산결석을 만드는 원인이 되는 것일까?

자일리톨은 다량 섭취 시 소변 성분 중 칼슘(Calcium), 옥산살염(Oxalate), 마그네슘(Magnesium), 구연산염(Citrate)이 수산결석을 만드는 데 관여한다.

특히 이 네 가지 요소 중 옥산살염과 칼슘 비율이 수산화 결석을 생성하는 데 중요한 영향을 미치는데 옥산살염 비율이 높은 것을 고수산뇨증(hyperoxaluria)이라고 부른다. 옥산살염 비율이 칼슘보다 높아지면 일어나는 증상이 몸 안에 수산칼슘 결석(calcium oxalate stone)을 만들게 된다. 이 수산칼슘 결석이 생기는 부위에 따라 요로결석, 신장결석으로 부르는 것이다.

이러한 연구결과만으로 건강한 사람이 가끔 자일리톨껌을 씹는 것만으로 모든 경우에 요로결석을 일으킨다고 하기는 어렵다. 하지만 이미 결석이 있거나 결석치료를 받은 적이 있는 사람들에게는 자일리톨은 충분한 주의가 필요할 수 있다.

2) 솔비톨(Sorbitol)
솔비톨은 포도당과 같은 육탄당을 환원해 얻는 6가 알코올의 일종으로 설탕과 유사한 단맛을 낸다(그림 2). 연소성과 흡습성을 지닌 흰색 결정으로, 단맛이 있고 물이나 알코올에 잘 녹는다. 사과, 복숭아, 마가목 따위의 과즙에 함유돼 있다. 화장용 로션, 크림, 치약, 식품 첨가제, 비타민 C의 합성 원료, 당뇨병 환자의 감미료, 이뇨제로 쓴다고 알려져 있다. 솔비톨의 첫 번째 장점은 열량이 1g당 4kcal인 설탕보다 2.6kcal로 낮아서 저열량이면서 인체 내에서 대사의 속도가 느려 인슐린 수치를 급격하게 높이지 않는 장점이 있다. 두 번째는 솔비톨은 수분을 흡수하는 성질이 있고 자일리톨보다 싸한 맛이 적어 식품에 촉촉함을 유지하는 장점이 있어 다양한 식품에 사용할 수 있다. 물론 솔비톨 역시 S mutans가 분해하지 못해 충치를 예방할 수 있는 설탕대체제로 알려져 있다.

현재 이용되고 있는 솔비톨은 천연물질을 발효해서 만드는 방법보다는 대량 생산을 위해 니켈을 이용한 화학적인 수소화 촉매법을 이용해 제조한 합성 감미료다. 이는 합성된 성분으로 안전성이 충분하게 검증되지 않았다는 단점이 있다.

의학적인 문제는 소장에서 발생하는 유전성 알레르기 질환인 셀리악병(Celiac disease) 등은 솔비톨 흡수에 장애를 보인다고 보고 했고 병에 대한 증상을 지속시킨다고 보고 했으며 환자는 섭취에 주의를 기울여야 하고 솔비톨을 다량 섭취하면 복통, 과로, 가벼운 설사를 유발할 수 있다고 한다. 무설탕 껌으로 하루 20g(0.7oz) 이상 습관적으로 소르비톨을 섭취하면 설사가 심해져 의도치 않은 체중 감량이 발생하거나 입원까지 필요한 상황이며 또한 장의 운동에도 영향을 미칠 수 있어 적절한 양의 섭취로 제한하는 것이 필요하다.

3) 에리스리톨(Erythritol)
에리스리톨은 1848년 스코틀랜드의 화학자 존 스텐하우스에 의해 발견됐고, 1852년에 처음으로 분리됐다. 1990년대에 일본에서 설탕 대체제로 상업화됐다.

에리스리톨은 포도당이 주원료로 효모 발효액을 여과, 정제, 결정화, 수세 과정을 거쳐 건조 후 얻으며, 60개국 이상의 정부 규제 기관에서 사용을 승인해 커피와 차, 청량음료, 무설탕 껌 등에 이용되는 천연으로 인정되는 감미료다.

에리스리톨 제한은 설탕의 단맛의 약 60~80% 정도이고 일일 섭취량은 성인의 경우 몸무게 1kg당 0.78g, 소아는 0.71g으로 제한했으며, 유럽 식품안전청은 소아에게 안전하게 적용하기 위해 소아와 성인 구분 없이 몸무게 1kg당 0.6g으로 제한을 권고했다. 정상적인 70kg의 성인으로 보면 54g이하로 섭취하기를 권고한다. 이는 에리스리톨의 경우 단맛이 낮고 또한 설탕과는 달리 처음의 단맛은 약하고 오히려 뒷맛이 더 달게 느껴지는 단점이 있어 설탕과 같은 단맛을 느끼려면 과용하기가 쉽다.

에리스리톨 역시 칼로리가 g당 0.2Kcal 정도로 알려져 있고 소장에서 흡수된 후에 대부분 배설되고, 혈당이나 혈중 인슐린 수치에 영향을 주지 않아 다이어트를 원하거나, 당뇨가 있는 경우 설탕 대체제로서 효과가 있다. 또한 구강 내에서 섭취 시에 젖산 생산이나 S mutans의 플라그 형성에 관여하지 않아 치아 우식 감소에 효과를 보여 우식증을 예방할 수 있다고 하겠다. 2)

소량의 에리스리톨은 보통 다른 당알코올(말티톨, 소르비톨, 자일리톨, 락티톨 등)을 섭취한 후에 경험하는 것처럼 완화제 효과와 가스 또는 팽창을 유발하지 않는다는 장점이 있지만 이 역시 많은 양을 복용하면 메스꺼움, 위장에서 꼬르륵거리는 소리, 묽은 대변을 일으킬 수 있고 드물게 에리스리톨에 대한 신체 알레르기를 유발할 수 있다. 앞서 스테비아에 이어 당 알코올성 설탕 대체제인 자일리톨, 솔비톨, 에리스리톨에 대해 알아봤다. 최근에는 에리스리톨이나 자일리톨 모두 천연제품임을 강조해 건강식품처럼 오해하기 쉽게 광고하거나, 식품에 하나의 성분보다는 맛을 위해 여러 가지를 복합적으로 섞은 제품도 많아 설탕 대체제로 섭취 시에 어떤 성분이 들어있는지 꼼꼼히 따져 보고 섭취하기를 권장한다.

참고문헌
1) Nayak, Prathibha Anand et al; “The effect of xylitol on dental caries and oral flora”. Clinical, Cosmetic and Investigational Dentistry. 2014 (6): 89-94.
2) Kawanabe, J et al;  “Noncariogenicity of erythritol as a substrate”. Caries Research.1992 26 (5): 358-62.