예로부터 인간은 단맛에 강한 욕구를 가지고 있었다. 따라서 설탕, 포도당, 과당 등 단맛이 강한 감미료를 선호하여 왔고, 현재까지도 식품 제조시 가장 널리 사용되고 있다. 그러나 최근에는 국민의 건강에 대한 관심이 고조 되고 설탕으로 대표되는 전통적인 일반 감미료의 충치, 비만, 당뇨병 유발 등의 부정적인 측면이 부각되고 있을 뿐만 아니라, 식품에 대한 건강 기능성이 강조되면서 기능성 감미료가 주목 받고 있다. 특히 고도의 경제성장 및 국민 소득의 향상에 따라 차별화된 기능성 감미료의 생산을 요구하는 실정이다. 이와 관련하여, 현재 식품 산업계에서는 올리고당류, 당알콜류, 고감미 감미료류 등에 많은 관심을 가지고 연구 개발에 집중하고 있다. 올리고당류의 대표적인 제품은 프락토올리고당, 갈락토올리고당, 이소말토올리고당 등이다. 현재 올리고단 시장은 성숙기로서 성장속도가 둔화되고 있으나, 최근 American Association of Cereal Chemists(AACC)등 세계적인 협회에서 수용성 식이섬유를 다당류, 올리고당, 리그닌 등을 포함하여 새롭게 정의하였고 이에 따라 해외에서는 프락토올리고당을 중심으로 수용성 식이섬유로 용도 사용이 가능하게 되었을 뿐만 아니라, 식이섬유로 표기도 가능하게 되어 수요가 증가할 것으로 예상된다. 국내에서는 아직 올리고당을 식이섬유로 사용하지는 못하고 있으나, 식품 공전 개정을 통해 식이섬유로 표기 가능하도록 수정될 전망이다. 당알콜류는 솔비톨 및 자일리톨이 주류를 이루고 있다. 솔비톨은 시장에 가장 먼저 소개된 당알콜류인데 저가여서 그동안 가장 큰 시장을 형성하고 있었으나 최근 3년 동안 자일리톨껌이 최대의 히트 상품이 되면서 자일리톨이 급성장하였다. 그 외에는 만니톨, 에리스리톨, 말티톨, 이소말트 등이 있다. 최근에는 말티톨을 중심으로 다양한 응용 연구 및 이소말트 및 에리스리톨 등을 생산 판매하고 있는 다국적 기업의 판촉 활동 등으로 당알콜류 시장의 새로운 변화가 예상된다. 고감미 감미료류는 스테비오사이드와 아스파탐이 주류를 이루고 있었지만, 최근 아세설팜 K 및 수크랄로스가 잇따라 식품으로써 사용 허가를 받으면서 시장이 재편되고 있다. 하지만, 해외에 비하여 국내의 고감미 감미료 시장은 매우 작고 성장률도 낮은 편인데 그 이유로는 국민 정서상 천연이 아닌 합성에 대한 부정적 인식과 맛에 대한 거부감 때문인 것으로 생각된다. 이와 관련하여 최근에는 다양한 감미질 및 Multi sweetener system 연구를 통해 설탕과 유사한 맛을 내는 혼합 기술 개발에 관한 연구가 진행되고 있다. 따라서 향후에는 해외의 선진국과 같이 고감미 감미료 시장도 점차적으로 확대될 것으로 예상된다. 기타 대체 감미료로는 타가토스, 트레할로스, 아라비노스 등이 있다. 이중에서 특히 해외에서 크게 기대를 모으고 있는 타가토스는 최근 국내 인증을 받아 시장 진출을 준비 중에 있다. 아라비노스는 양질의 감미를 갖는 천연 펜토오스인데 연구용 시약 이외에는 지금까지 거의 이용되지 않았다. 그러나 최근 아라비노스가 설탕의 소화흡수를 선택적으로 억제한다는 흥미 있는 결과가 임상 및 동물실험에서 확인되어 향후 제품으로써 개발을 기대할 수 있게 되었다. 이들 감미료는 기존 설탕이 가지는 문제점을 많은 부분 극복할 것으로 여겨지며, 이로 인해 수요는 점차 증가할 것으로 생각되며, 높은 경제적 부가 가치를 창출할 것으로 예상되어 진다. 생산 기술 적인 측면에서 건강 지향적 천연소재 감미료에 대한 선호가 날로 증가하는 추세에 따라 기존에 주로 사용되었던 화학합성법보다는 천연 이미지의 생물공학적인 방법에 의한 감미료 생산이 각광을 받을 것으로 예상된다. 생물공학적인 방법을 감미료 소재 개발에 응용하게 되면, 기존에 사용되었던 화학합성법 등이 가지는 환경적인 문제, 반응 부산물 생성에 따른 분리, 정제에서의 비용증가 등의 문제점을 해결할 수 있을 것으로 여겨지며, 고정화 방법의 도입 등을 통해 생산성 향상을 도모할 수 있다. 본 장에서는 감미료 소재 개발에 건강 지향적 국민 정서를 반영하고, 국내외 감미료 시장의 흐름을 파악하여 당류 산업의 발전적인 변화에 대처하고자 하였으며, 이를 통해 당류산업의 고부가가치 첨단산업으로서의 육성방안을 논의하고자 하였다.
감미제로 많이 사용되고 있는 약용식물 중 대추와 감초, 황기로부터 기능성 천연 감미료를 얻기 위해 에탄올과 물을 추출용매로 사용하여 당류가 포함된 시료를 얻었다. 이들 시료에 대한 감미효과를 구체적으로 알아보기 위해 당 분석 및 난충치성 실험을 실시한 결과 황기와 감초에서 산생성력과 dental plaque의 수치가 낮게 나타나 기능성 천연 감미료를 얻을 수 있는 약용식물로 판단된다.
Amylase 를 사용(使用)하여 전분자원(澱粉資源)으로부터 maltodextrin 및 포도당(葡萄糖) 액당(液糖)에 이르기까지 단계적(段階的)으로 감미도(甘味度)와 기능적(機能的) 특성(特性)이 다른 감미료(甘味料)를 생산(生産)할 수 있으며, 다방면(多方面)으로 식품공정(食品工程)에 이용(利用)되고 있다. 근래(近來)에 와서 개발(開發)된 glucose isomerase 의 산업적(産業的) 이용(利用)은 감미료(甘味料)가 설탕에 비(比)해 떨어지는 포도당(葡萄糖)을 이성화(異性化)시켜 과당(果糖)을 생성(生成)함으로써 감미료(甘味料)를 설탕과 대등(對等)하게 높일 수 있게 되어 앞으로 설탕 대치감미료(代置甘味料)로 쓰일 수 있는 경제적(經濟的)인 감미자원(甘味資源)임을 강조(强調)하고져 한다. 따라서 전분자원(澱粉資源)으로부터 얻을 수 있는 탄수화물(炭水化物) 감미료(甘味料)는 비단 기능적(機能的) 특성(特性)뿐만 아니라 감미료(甘味料)도 각층(各層) 감미제품(甘味製品)이며, 이러한 감미료(甘味料)는 감미원(甘味源)으로만 볼 것이 아니라 적절(適切)한 기능적(機能的) 특성(特性)을 찾아서 식품공정(食品工程) 이용(利用)하는 것이 중요(重要)하다. 감미료(甘味料) 이용(利用)의 과학화(科學化)는 식료제품(食料製品)의 경제적(經濟的) 수익(收益)을 얻을 뿐 아니라 제품(製品)의 품질향상(品質向上)에도 기여(寄與)하는바 크리라 생각(生覺)한다. 우리나라에 있어서의 전분당(澱粉糖) 산업(産業)은 아직 그 규모(規模)가 작으며, 물엿 및 포도당(葡萄糖) 생산량(生産量)은 각각(各各) 연간(年間) 약(約) 30,000둔(屯)과 15,000둔미만(屯未滿)이며 그 생산공정(生産工程)도 개량(改良)해 나갈 바 적지 않다. 원당(原糖) 수급(需給)의 난황(難況)과 더부러 염가(廉價)의 전분당(澱粉糖) 및 이성화당(異性化糖)의 개발생산(開發生産)이 시급(時急)하며 이런 감미원(甘味源) 생산공장(生産工場)의 대규모화(大規模化)로 경제적(經濟的) 양산(量産)을 서둘러야 될 줄 생각(生覺)한다. 우선적(優先的)으로 소요(所要)의 효소생산(酵素生産)에 대(對)한 개발연구(開發硏究)가 앞서야 하며, 이어서 전분(澱粉)으로부터 이성화당(異性化糖)에 이르기까지 단계적(段階的) 효소처리공정(酵素處理工程)의 확립(確立)과 새로운 공정(工程)의 개발연구(開發硏究)가 이루어져야 하겠다. 나아가서 보다 더 경제적(經濟的) 감미료(甘味料)의 생산(生産)과 생산공정(生産工程)의 능율화(能率化)를 위(爲)하여 전분당화(澱粉糖化) 및 이성화(異性化) 공정(工程)의 연속화(連續化)가 필연적(必然的)이며, 이에 소요(所要) 및 불용성(不溶性) 효소(酵素)의 생산공정(生産工程)도 연구(硏究)되어야 한다.
감미제로 많이 사용되고 있는 약용식물 중 대추와 감초 황기로부터 기능성 친연 감미료를 얻기 위해 에탄올과 물을 추출용매로 사용하여 당류가 포함된 시료를 얻었다. 이들 시료에 대한 감미효과를 구체적으로 알아보기 위해 당 분석 및 난충치성 실험을 실시한 결과 황기와 감초에서 산생성력과 dental plaque의 수치가 낮게 나타나 기능성 천연 감미료를 얻을 수 있는 약용식물로 판단된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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