설탕처럼 달지만 부작용은 뚝…진짜 ‘설탕 대체제’ 찾았나?

사진=게티이미지코리아.

설탕의 단맛은 포기하기 어려운 매력을 가졌지만 건강에는 해롭다. 그래서 설탕 특유의 맛을 유지하되 비만·당뇨병·충치 등의 위험을 줄이려는 시도가 100년 동안 이어져 왔다. 사카린 같은 초기 감미료부터 스테비아 같은 최신 대안까지 잇따라 등장했지만 목표를 완전히 충족시키지는 못했다. 맛은 2% 부족했고, 장기적 안전 문제도 지속적으로 제기되고 있다.

미국 터프츠대학교 연구진이 자연에 극미량만 존재하는 희귀 당류 ‘타가토스(tagatose)’를 대량으로 생산할 수 있는 생합성 기술을 개발하면서, 차세대 설탕 대체재로서 타가토스가 주목받고 있다.

국제 학술지 ‘셀 리포츠 물질과학’(Cell Reports Physical Science)에 논문을 발표한 연구진은 “타가토스는 설탕과 매우 비슷한 맛을 내면서도, 건강에 부정적인 영향은 줄이고 추가적인 이점을 제공할 수 있다”라고 주장한다.

타가토스란 무엇인가?

타가토스는 포도당, 과당, 자당처럼 우리가 흔히 먹는 당류와 구조가 비슷한 자연 유래 희귀 당이다. 우유 속 락토스가 열이나 효소 작용으로 분해될 때나, 사과·오렌지·파인애플 같은 일부 과일에서 아주 소량 발견된다. 하지만 자연 상태에서는 전체 당류의 0.2%도 채 되지 않을 정도로 희귀하다.

이 때문에 지금까지 타가토스는 식품에서 직접 추출하기보다는 공정을 통해 제조했으나 생산 비용이 많이 들어 널리 사용하지 못했다.

터프츠대 연구진은 이를 해결하기 위해 유전자 조작 대장균을 활용해 포도당을 타가토스로 전환하는 방법을 개발했다. 박테리아 안에 특정 효소를 넣어 일종의 ‘미니 공장’처럼 작동하게 한 것이다. 이 방식의 수율은 최대 95%에 이른다. 이는 기존 제조 방식의 수율( 40~77%) 대비 크게 향상된 수치이며, 비용 면에서도 훨씬 효율적이라고 연구진은 설명했다.

사진=게티이미지코리아.

타가토스에 관심이 쏠리는 이유

타가토스의 가장 큰 장점은 설탕과 맛이 매우 비슷하면서도, 몸에 가해지는 부담은 덜 한다는 점이다.
단맛은 설탕의 약 92% 수준으로 큰 차이가 없다. 반면 열량은 설탕의 약 40% 수준에 불과하다.

무엇보다 혈당과 인슐린 수치에 미치는 영향이 설탕보다 훨씬 적다. 소장에서 일부만 흡수되고 대부분은 대장에서 발효되기 때문이다.

타가토스는 구강 건강에도 긍정적일 수 있다. 충치를 유발하는 박테리아의 먹이가 되는 설탕과 달리, 타가토스는 일부 유해 세균의 성장을 억제하는 것으로 보인다. 연구에 따르면 구강과 장내에서 유익균을 돕는 프로바이오틱 효과가 있을 가능성도 제기된다.

음식을 조리할 때도 설탕과 유사하게 작동한다. 설탕처럼 갈색화되고, 제빵·요리에 필요한 ‘부피감’도 제공한다. 설탕의 부피감이란 음식의 형태, 질감, 구조를 만드는 역할을 의미한다.

이 때문에 타가토스는 소량으로 강한 단맛을 내는 인공감미료와 달리, 단맛을 내는 동시에 음식의 양과 질감까지 제공할 수 있어 설탕을 대체하는 ‘벌크 감미료’로 평가된다. 미국 식품의약청(FDA)은 타가토스를 ‘일반적으로 안전한 물질(GRAS)’로 분류한다. 이는 소금·식초·베이킹소다와 같은 등급이다.

다른 감미료와 무엇이 다를까?

아주 소량으로 강한 단맛을 내는 인공감미료(아스파탐, 사카린, 수크랄로스, 아세설팜K)나 자연에 존재하는 당을 원료로 삼아 공업적으로 제조한 당알코올(에리스리톨, 자일리톨, 소르비톨, 만니톨)은 혈당 부담이 적다는 장점이 있지만, 장내 불편감이나 장기적 건강 영향에 대한 논란이 끊이지 않는다.

특히 최근 연구들은 감미료와 인지 건강의 연관성에 주목하고 있다.

지난해 12월, 미국 신경과학회 공식 의학 저널인 ‘신경학’(Neurology)에 실린 연구에 따르면, 브라질 상파울루대학교 연구진은 평균 연령 52세의 성인 1만2772명을 대상으로 7가지 감미료의 영향을 분석했다. 조사 대상은 △아스파탐 △사카린 △아세설팜K △에리스리톨 △자일리톨 △소르비톨 △타가토스였다.

그 결과, 감미료 섭취량이 가장 많은 그룹은 가장 적게 섭취한 그룹보다 전반적인 사고력과 기억력이 62% 더 빠르게 저하되는 것으로 나타났다. 이는 뇌 노화가 약 1.6년 더 빠르게 진행되는 것과 같은 수준이다.

이 중 타가토스만 유일하게 인지 기능 저하와 유의미한 관련이 나타나지 않았다. 이는 타가토스가 다른 감미료와 달리 소장에서 20~30%만 흡수되고 나머지는 대장에서 미생물들에 의해 발효되는 특성 때문이라는 분석이다. 소장에서 흡수율이 낮으면 혈당과 인슐린 저항성을 급격히 올리지 않는다. 이에 따라 뇌혈관 손상, 인슐린 저항성, 대사 스트레스와의 연관성이 낮아진다. 아울러 대장에서 장내 미생물들에 의해 분해 될 때 단쇄지방산이 생성되는 데, 이는 장 점막 보호, 전신 염증 감소, 인슐린 감수성 개선과 관련 있다. 뇌-장 축(gut-brain axis)을 통한 신경 보호 효과 가능성이 있다고 볼 수 있다.

‘완벽한 설탕 대체재’일까?

가능성은 있지만 아직은 모른다. 타가토스에 대한 장기적 대규모 인체 연구는 아직 제한적이며, 과도한 섭취 시 다른 당류와 마찬가지로 소화 불편을 유발할 가능성도 있다. 다만 현재까지의 연구를 종합하면 타가토스는 맛, 조리 특성, 혈당 영향, 인지 건강 측면에서 상대적으로 균형 잡힌 감미료로 평가된다.

관련 연구논문 주소: http://dx.doi.org/10.1016/j.xcrp.2025.102993