연구진, 저칼로리 설탕 대체재 생산 진전

MENA 뉴스와이어 , 보스턴 : 터프츠 대학교 과학자들이 천연 ‘희귀 당’인 타가토스를 보다 효율적으로 생산하는 방법을 개발했다고 발표했습니다. 타가토스는 일반 설탕과 맛은 비슷하지만 칼로리는 더 낮고 임상 연구에서 혈당과 인슐린 수치 상승폭도 훨씬 적은 것으로 나타났습니다. 연구팀은 흔히 구할 수 있는 포도당을 타가토스로 전환하도록 박테리아를 조작하는 기술을 통해, 타가토스의 높은 가격과 제한적인 사용을 가능하게 하는 오랜 난관을 해결할 수 있다고 밝혔습니다.

타가토스는 자연에서 극미량으로 존재하며, 유당이 열이나 효소에 의해 분해된 일부 유제품과 특정 과일에 소량 함유되어 있습니다. 연구자들은 타가토스가 자당과 약 92% 정도의 단맛을 내면서 칼로리는 약 60% 낮다고 설명합니다. 미국 규제 당국은 타가토스를 식품에 사용하기에 일반적으로 안전한 감미료(GRAS)로 지정하여, 설탕과 유사한 맛과 성능을 내면서도 대사에 미치는 영향은 줄이고자 하는 제조업체들에게 유망한 대체재로 자리매김했습니다.

이 연구는 학술지 Cell Reports Physical Science에 발표되었습니다. 연구진은 대장균을 생산 플랫폼으로 활용하기 위해 점균류에서 새롭게 발견된 갈락토스-1-인산 선택적 인산가수분해효소와 아라비노스 이성질화효소를 첨가하여 포도당으로부터 타가토스를 생산하는 방법을 개발했다고 보고했습니다. 이 효소는 타가토스로의 전환을 완료하는 데 필요한 또 다른 효소입니다. 연구팀은 기존 공정에 비해 최대 95%의 수율을 달성했다고 밝혔습니다.

생산 방식의 작동 원리와 그 중요성

연구진은 타가토스가 설탕에 비해 혈당과 인슐린에 미치는 영향이 적은 이유를 체내에서의 타가토스 처리 방식 때문이라고 밝혔습니다. 섭취한 타가토스의 일부만 소장에서 흡수되고, 상당 부분은 대장에 도달하여 장내 세균에 의해 발효된다고 보고했습니다. 연구진 이 인용한 연구 결과와 기존 임상 연구 결과에 따르면, 타가토스 섭취 후 혈장 포도당과 인슐린 수치의 상승이 미미한 것으로 나타났으며, 이러한 특성 때문에 당뇨병이나 인슐린 민감성 관리를 하는 사람들의 식단 계획에 타가토스가 주목받고 있습니다.

연구진은 대사 측정 외에도 타가토스가 구강 내에서 자당과는 다르게 작용하며 충치 관련 박테리아의 증식을 억제하는 데 도움이 될 수 있다는 증거를 제시했습니다. 또한 일부 흡수율이 낮은 탄수화물이 처리되는 방식과 일관되게 구강 및 장내 유익균에 긍정적인 영향을 미친다는 징후도 언급했습니다. 식품 분야에서는 타가토스를 부피와 질감을 제공하는 "벌크 감미료"로 설명했으며, 조리 및 베이킹 과정에서 갈변하는 특성을 가지고 있는데, 이는 많은 고강도 감미료가 따라하기 어려운 특징입니다.

규제 및 라벨링 세부 정보

타가토스는 미국에서 식품에 사용이 허용되지만, 다른 저칼로리 당류와는 표기 방식이 다릅니다. 미국 식품의약국(FDA)은 타가토스의 영양성분표 표기 방식에 대해 여러 차례 논의해 왔으며, 2023년 추가 답변에서는 타가토스를 첨가당으로 표기해야 한다고 명시했습니다. 업계 보고서와 FDA 자료에 따르면 타가토스는 수크로스보다 칼로리가 낮지만, FDA가 첨가당 표기 대상에서 제외한 희귀 당류인 알룰로스보다는 칼로리가 높습니다.

터프츠 연구팀은 이 새로운 공정을 포도당으로부터 중간 당을 생성하는 일반적인 생물학적 경로를 역으로 적용한 다음, 이 과정을 위해 선별된 효소를 사용하여 타가토스로 전환하는 방법으로 설명했습니다. 연구팀은 이 접근 방식이 값비싼 투입물 대신 풍부한 원료를 활용함으로써 제조 비용을 절감하는 것을 목표로 한다고 밝혔습니다. 또한, 동일한 전략을 다른 희귀 당류 합성에도 적용할 수 있어 식품 및 영양 과학 분야의 활용 범위를 넓히는 동시에 최종 제품의 맛과 기능적 특성을 설탕에 더 가깝게 유지할 수 있다고 보고했습니다.