설탕대체제 천연감미료 스테비아의 안전성

대체감미료의 인기가 날로 높아지면서 대체감미료를 소비하는 소비자가 많아졌습니다. 아마도 이 글을 보고 계신 여러분도 다양한 종류의 대체감미료를 접해보셨을 거라 생각합니다. 본 블로그에 종종 대체감미료에 관하여 포스팅을 해왔는데요. 이번 포스팅은 대체감미료 중에서도 설탕과 같이 천연감미료로 가장 빠르게 입소문을 타고 우리 식탁에 파고든 스테비아에 대해 이야기하려고 합니다.

 

 

스테비아

스테비아(stevia)는 남미의 스테비아 레바우디아나  (stevia rebaudiana) 식물의 잎으로 만든 설탕 대체물입니다. 이 식물의 잎에는 스테비올 글리코사이드라는 물질이 함유되어 있는데 고농도의 달콤한 풍미를 가지고 있습니다.스테비아가 얼마나 고농도의 단맛인가 하면 가정에서 흔히 사용하는 설탕보다 약 200~400배 더 높은 단맛을 가지고 있어서 아스파탐, 수크랄로스, 네오팜과 같은 다른 설탕 대체물과 함께 고강도 감미료로 분류됩니다. 하지만 영양성이 없는 감미료로써 탄수화물을 함유하고 있지 않아서 칼로리도 없습니다.

스테비올 글리코사이드는 달콤한 맛을 가지고 있지만, 설탕처럼 부드러운 단맛이 아니라 날카로운 단맛이 나고 뒷맛이 쓰기때문에 시중에 제품에 스테비아를 단독으로 첨가하기보다는 이질적인 단맛과 쓴맛을 상쇄하기 위해서 다른 대체감미료 성분을 혼합해서 단맛을 냅니다. 

 

사진 1. 스테비아 레바우디아나 (출처 wholelifestlylenutriotion.com)

그림 1. 스테비올 글리코사이드 (steviol glycosides) (출처 위키백과)

 

 

스테비아 생산방법

스테비아는 스테비아 레바우디아나 식물의 잎에서 스테비올 글리코사이드를 추출하고 정제하여 조추출물에서 발견되는 쓴맛 속성 중 일부를 제거하여 만듭니다. 스테비올 글리코사이드는 모두 스테비올배당체라는 공통적인 기본 골격(backbone)을 가지고 있습니다. 여기에는 스테비오사이드와 여러 다른 형태의 레바우디오사이드 A, B, C, D, E 등과 같은 다양한 성분들로 구성되어 있습니다. 이 중에서 가장 흔한 것은 레바우디오사이드 A(reb-A)입니다. 한편, 일부 스테비올 글리코사이드가 생물 전환과 발효 공정으로 만들어지기도 하는데 더 맛있고 쓴맛이 덜한 레바우디오사이드를 대규모로 생산할 수 있습니다.

그림 2. 스테비아 생산방법 (출처 eufic.org)

 

 

스테비아 소화

스테비올 글리코사이드는 소장에서 흡수되지 않기때문에 칼로리에 기여하지 않아 혈당 수치에 영향을 주지 않습니다. 대신 대장에 도달하면 장내 미생물이 포도당 분자를 분해하여 자신들의 에너지원으로 사용합니다. 그리고 나머지 스테비올배당체는 간문맥을 통해 흡수되고 간에서 대사 되어 신장을 거쳐 소변으로 배출됩니다 (그림 3). 

그림 3. 스테비올 글리코사이드 소화 과정 (출처 mennohenselamans.com)

 

 

스테비아 부작용

스테비아의 잠재적 부작용으로는 메스꺼움, 복부 팽창, 혈압 저하, 간에 미치는 잠재적 영향이 있습니다. 그러나 미국식품의약국(FDA)에서는 스테비아잎추출물을 섭취하는 것은 안전하고 대부분의 사람들에게 부작용을 일으킬 가능성은 낮다고 보고 있습니다. 그러나 일부 사용자에게는 두통, 무감각, 현기증과 관련이 있을 수 있습니다.

또한, 스테비아는 특정 약물과 상호 작용할 수 있으므로 약물을 복용 중이거나 건강 문제가 있는 경우에는 스테비아를 사용을 삼가거나 먼저 의사와 상의하는 것이 중요합니다. 한편 최근 50개 이상의 연구에 대한 최근 메타 분석 에서 음료에 사용되는 대체감미료는 일반적으로 고혈압, 심혈관 질환 및 전인구 사망의 위험이 더 높은 것으로 나타났다고 하니 대체감미료의 안전성에 대한 끝없는 질문이 계속될 것 같습니다.

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칼로리가 없는 대체감미료는 현대인의 식생활에서 점점 더 많은 비중을 차지해 나아가고 있습니다. 이들은 설탕 대신 사용되며 단맛을 제공하지만 칼로리가 없다는 점에서 기존의 설탕과 다른 대사 경로를 거칩니다. 이러한 차이로 인해 여러 가지 건강 문제에 대한 우려가 제기되고 있습니다.

첫째, 대체감미료는 뇌에서 인지부조화를 일으킬 수 있습니다. 설탕의 단맛은 우리 몸에 에너지를 공급하는 신호로 작용하지만, 대체감미료는 칼로리가 없기 때문에 뇌는 단맛을 인식하면서도 에너지를 받지 못하는 상황에 놓이게 됩니다. 이로 인해 식욕 조절에 혼란을 초래할 수 있으며, 결국 과식으로 이어질 위험이 있습니다.

둘째, 대체감미료는 장내 미생물의 구성과 환경에도 부정적인 영향을 미칠 수 있다는 연구 결과가 있습니다. 장내 미생물은 우리의 소화 및 면역 체계에 중요한 역할을 하며, 이들의 균형이 깨지면 다양한 건강 문제가 발생할 수 있습니다. 일부 연구에서는 대체감미료가 특정 유익균의 성장을 억제하거나 유해균의 증식을 촉진할 수 있다는 점이 지적되었습니다. 이는 장 건강뿐만 아니라 전반적인 신체 건강에도 악영향을 미칠 수 있습니다.

그러나, 관련 연구를 면면히 따져보면 스테비아는 다른 대체감미료와는 다른 결과들을 보여주고 있습니다. 이와 관련하여 아래에 내용을 정리해 봤습니다. 

 

 

스테비아를 섭취하면 배고픔이 심해진다?

일반적으로 맛있는 음식은 보상과 쾌락을 담당하는 뇌 영역을 활성화시킵니다. 이러한 연관성은 식욕을 증진시키는 것으로 추정되며 이를 방치하면 음식 섭취가 증가하여 과체중과 비만으로 이어질 수 있습니다. 반면에 저칼로리 감미료는 단맛 수용체를 활성화하여 보상 경로를 자극할 가능성이 있지만 칼로리 공급원은 아닙니다.

일부에서는 스테비아가 실제로 당을 신체에 전달하지 않고 가짜 단맛을 느끼게 하기 때문에 보상 경로가 활성화되어 결과적으로 의도치 않은 결과를 초래할 수 있다는 우려를 표명했습니다. 일부 동물연구에서는 저칼로리 감미료를 섭취한 후 음식 섭취량과 식욕과 관련한 호르몬에 변화가 있음을 보여주었습니다. 그러나, 인간에게는 유사한 효과가 나타나지 않았습니다. 현재까지 스테비아 감미료를 포함한 저칼로리 또는 제로칼로리 감미료가 인간의 식욕이나 당섭취를 증가시킨다는 강력한 증거는 없으며 일부 무작위 시험에서는 오히려 반대 효과가 나타나기도 했습니다. 

즉, 저칼로리 감미료 음료를 마신 사람은 물을 마신 사람보다 배고픔이 감소하고 디저트 섭취가 줄었습니다. 또다른 연구에서는 스테비아 감미료가 포만감에 영향을 미치지 않았으나 전체 설탕 섭취 대조군과 비교하여 전체 일일 칼로리 섭취량이 감소하는 것으로 나타났습니다. 이러한 결과는 스테비아 감미료 개입의 칼로리 함량이 낮고 참가자들이 하루 중 나중에 더 많은 칼로리를 섭취하여 부족분을 메우지 않은 데 기인할 수 있다고 분석했습니다. 

2020년 무작위 대조 시험에서 단맛(칼로리 유무와 무관)이 식욕과 음식 섭취에 미치는 영향을 조사했는데요. 연구자들은 스테비아로 단맛을 낸 물을 마신 피험자는 일반 물을 마신 피험자에 비해 식사 전에 배고픔을 덜 느낀다는 것을 발견했습니다. 또한 스테비아로 단맛을 낸 물을 마시면 일반 물, 말토덱스트린이 들어간 물 또는 포도당이나 자당으로 단맛을 낸 물을 같은 양으로 마신 경우보다 이후의 음식 섭취가 줄어든다는 것을 발견했습니다. 스테비아를 섭취하면 배고픔이 오히려 더 심해진다는 이야기와는 상반된 결과인 것입니다. 

 

스테비아를 섭취하면 장내 미생물군에 변화가 있을까?

장내 미생물 군집에 대한 연구는 초기 단계이지만 우리 장내에서 사는 미생물은 우리 건강에 잠재적으로 상당한 기여를 할 수 있는 것으로 인식되고 있습니다. 스테비아에 스테비올 글리코사이드의 대사에 있어 장내 미생물 군집은 필수적이며, 연구에 따르면 이 과정은 인간 장내 미생물 군집 자체의 구성에 제한적인 영향을 미치는 것으로 2003년 시험관 연구에서 관착되었습니다. 그러나 아직 인간을 대상으로 무작위 임상시험을 실시한 연구가 없고 현재까지 스테비아 감미료가 장내 미생물 군집의 구성이나 기능에 의미 있는 영향을 미친다는 확실한 증거가 없습니다  

또한 현재 건강한 인간의 미생물 군집을 정확히 정의할 수 있는 기준도 없습니다. 사람마다 미생물 군집 프로필이 상당히 다르며, 연구에 따르면 장내 미생물 군집은 정상적인 식단 변화에 따라 다르게 반응할 수 있습니다. 전문가들은 미생물 군집 프로필의 엄청난 변동성으로 인해 정상적인 변화와 부작용을 구별하기 어렵다고 지적하기도 했습니다.

2019년 발표된 관련 리뷰논문에서 저칼로리 감미료가 장내 미생물에 부정적인 영향을 미친다는 결정적인 증거는 발견되지 않았습니다. 2020년 저칼로리 감미료 전문가 패널은 현재 저칼로리 감미료가 인간 장내 미생물에 미치는 영향에 대한 데이터가 제한적이며 인간 소비에 적합한 용량에서 장 건강에 영향을 미친다는 적절한 증거를 제공하지 않는다는 결론을 내렸습니다. 

 

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칼로리가 없는 대체감미료는 단순히 설탕을 대체하는 것 이상의 복잡한 문제를 내포하고 있습니다. 따라서 이러한 대체감미료를 사용할 때는 그로 인한 잠재적인 영향을 충분히 고려해야 할 필요가 있습니다. 건강한 식습관을 유지하기 위해서는 대체감미료의 사용을 신중하게 따져보고나서 결정하고 가능한 한 자연적인 식품을 선택하는 것이 바람직하겠습니다. 

 

 

레퍼런스

- SPG Fowler, Low-calorie sweetener use and energy balance: Results from experimental studies in animals, and large-scale prospective studies in humans, Physiol. Behav. 2016
- Meghan B. Azad et al., Nonnutritive sweeteners and cardiometabolic health, CMAJ, 2017
- Peter J. Rogers, The role of low-calorie sweeteners in the prevention and management of overweight and obesity: evidence v. conjecture, Proc. Nutr. Soc., 2018
- Nikoleta S. Stamataki et al., Stevia Beverage Consumption prior to Lunch Reduces Appetite and Total Energy Intake without Affecting Glycemia or Attentional Bias to Food Cues: A Double-Blind Randomized Controlled Trial in Healthy Adults, J. Nutr. 2020
- Francisco Javier Ruiz-Ojeda., Effects of sweeteners on the gut microbiota: a review of experimental studies and clinical trials. Adv. Nutr., 2019
- Claudio Garadana et al., Metabolism of stevioside and rebaudioside A from Stevia rebaudiana extracts by human microflora. J. Agric. Food Chem., 2003
- David Kwok et al., comparison of a daily steviol glycoside beverage compared with a sucrose beverage for four weeks on gut microbiome in healthy adults, J. Nutr., 2024
- Arezina N. Kasti et al., The effects of stevia consumption on gut bacteria: friend or foe?, Microorganisms., 2022
- I Denina et al., , Semjonovs P, Fomina A, Treimane R, Linde R. The influence of stevia glycosides on the growth of Lactobacillus reuteri strains, Lett Appl. Microbiol., 2014
- Qiao-Ping  Wang et al., Non-nutritive sweeteners possess a bacteriostatic effect and alter gut microbiota in mice, PLoS One, 2018
-  Caroline  Merten et al., Editorial: Exploring the need to include microbiomes into EFSA’s scientific assessments. EFSA J. 2020

 

 

 

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