“설탕과 유사한 단 맛을 지니면서 설탕보다 칼로리와 혈당 지수가 낮고 식후 혈당 조절에 도움을 주는 타가토스가 국내외에서 주목받고 있습니다. 타가토스는 20세기의 차세대 감미료로서 당뇨 환자들의 삶의 질을 높이고, 몸에 안 좋다는 이유로 설탕 섭취를 줄이는 현대인에게 완전히 다른 식생활을 제공할 것으로 기대되는 감미료입니다.”

12일 한국식품과학회 주최로 열린 ‘타가소스 산학 심포지엄’에서 이 행사를 후원한 CJ제일제당의 김진현 소재식품부문 부사장은 인사말을 통해 “오늘 심포지엄은 그동안 알려지지 않은 타가토스의 효능을 알리는 디딤돌 역할을 한다는 점에서 매우 뜻 깊은 자리”라며 이같이 강조했다.

세계인의 건강을 위해 지속적인 연구개발로 건강기능성 감미료 시장 개척 및 신소재식품 개발에 앞장서며 글로벌 소재식품 회사로서의 위상을 다지고 있는 CJ제일제당이 야심차게 내놓은 ‘타가소스’가 어떤 기능을 갖고 있는지 심포지엄 발표 내용을 토대로 정리해본다.

◇ 인체에서 타가토스 섭취시 식후 혈당에 미치는 영향= 이종호 교수(연세대 식품영양학과)

국내 30세 이상 당뇨 유병률은 8.6%로, 10.2%를 보인 독일에 이어 세계 2번째다. 건강보험심사평가원에 따르면 국내 당뇨병 환자는 2010년 400만 명을 넘어섰으며, 오는 2030년에는 722만 명에 달할 것으로 추정돼 당뇨대란마저 우려되고 있는 상황이다.

이에 따라 산업계와 학계, 연구기관 등이 머리를 맞대고 당뇨 예방을 위한 연구에 박차를 가하고 있다. 이러한 상황에서 지난해 10월 식품의약품안전청으로부터 ‘식후 혈당조절에 도움’을 줄 수 있다는 기능성을 공식으로 인정받은 타가토스가 주목을 받고 있다.

인체에서 타가토스의 식후 혈당 상승 억제 효과를 객관적으로 평가하기 위해 정상인 124명과 공복혈당 장애자, 내당능 장애자, 초기 당뇨질환자 33명을 대상으로 식사 후 타가토스 함유 음료를 섭취토록 하고 무작위배정, 이중 맹검, 교차시험을 실시했다.

30분, 60분, 120분 등 시간별로 혈당, 인슐린, C-peptide, 유리지방산 등의 지표를 측정해 타가토스가 식후 혈당 상승 억제에 미치는 영향을 살펴봤다.

그 결과 정상 혈당을 갖는 건강한 성인에서 ‘5g 타가토스 음료’(52명)를 마신 지 30분 후 혈당이 3.4% 감소했으며, ‘5g 타가토스 시리얼’(37명)을 섭취한 경우 식후 120분에서 혈당이 5.4%나 의미 있게 감소하는 경향을 보였다. 또 ‘10g 타가토스 음료’(17명)는 식후 30분의 혈당이 3.6% 감소했고, 30분, 60분 후 인슐린과 C-펩타이드 농도 및 변화 값도 유의하게 줄었다.

공복 혈당장애자, 내당능장애자, 초기당뇨질환자(33명)에서는 ‘5g 타가토스 음료’의 경우 식후 30분 혈당과 혈당변화 값이 낮아지는 경향을 보였으며, 120분 후에는 혈당이 6.6%, 혈당반응면적이 4.0% 감소했다. C-peptide 역시 120분 후 감소하는 경향을 나타냈다.

초기당뇨질환자(10명)의 경우에는 식후 60분부터 혈당이 감소하는 경향을 보이다가 120분 후에는 무려 10.2%나 떨어졌으며, 혈당반응 면적도 8.3% 감소했다. 이로써 타가소스가 식후 혈당을 감소시키며, 특히 초기 당뇨질환자의 경우 그 효과가 크다는 사실을 알 수 있다.

타가소스가 당뇨에 직접적인 영향을 끼치는 지에 대한 연구는 더 지속될 필요가 있지만, 이번 연구를 통해 타가소스가 식후 글루코스의 흡수를 방해함으로써 혈당을 낮추는 역할을 한다는 것이 이번에 과학적으로 규명됐다.

◇타가소스의 신바이오틱 기능= 김세헌 교수(고려대 식품공학과)

타가토스는 갈락토스의 이성질체이며 케토 폼(keto-form)의 6탄당으로 설탕과 유사한 단맛에 칼로리가 적어 설탕 대체감미료로 주목받고 있다. 천연의 저칼로리 감미료로서 최근 유럽연합에서 식품첨가물로 승인했다. 타가토스는 식후 혈당 조절 기능성뿐만 아니라 프리바이오틱스(prebiotics)로 활용될 가능성을 갖고 있는 소재로도 알려져 있는데 어느 정도 범위의 미생물이 타가토스를 프리바이오틱스로 활용할 수 있는지에 대한 연구는 거의 이뤄지지 않은 상태다.

본 연구에서는 다양한 유산균 주를 대상으로 타가토스의 신바이오틱(synbiotic) 기능을 알아봤다. 국내 시판되는 발효유 제품을 대상으로 선택배지를 이용해 유산균을 분리했고, 그 유산균 주를 대상으로 타가토스의 이용 능력을 확인한 결과 66종 중 11종이 타가토스를 이용했다. 일본, 미국, 유럽 등지의 대표적인 발효유 제품에서 분리 배양한 유산균 주는 43종 중 15종이 타가토스를 이용했다.

결과적으로 총 384 종의 유산균주 중 39 종이 타가토스 이용 능력이 있는 것으로 확인돼 이들을 대상으로 DNA를 분리해 동정한 결과 Lactobacillus casei (14종), L.rhamnosus (19종; LGG 7종), L.farciminis (3종), L.acidophilus (1종), Pediococcus pentosaceus (2종) 균주임이 밝혀졌다. 이 중 중복되는 균주들을 제외시켜 총 19종을 선별했으며, 이 중 L.casei가 9종, L.rhamnosus가 6종으로 이 두가지 균주가 주요 타가토스 이용 가능 유산균 주로 추정됐다.

또한 전체 유산균 중 5~10%의 유산균만이 타가토스 이용능력이 있는 것으로 보여 타가토스를 범용적 프리바이오틱스로 보기 보다는 특정 유산균과 함께 활용해야 하는 신바이오틱스 관점에서 다뤄야 할 것으로 판단된다.

선별된 19종을 대상으로 다른 프리바이오틱스(FOS, lactitol, lactulose)에 대한 이용 능력을 확인한 결과 타가토스 이용 능력이 있는 유산균들은 lactulose에 대해서도 공통적으로 이용 능력이 높은 것으로 나타났으며 FOS, lactitol 이용 능력은 다소 낮은 것으로 확인됐다.

또한 유산균이 아닌 장내 미생물 10종에 대한 검증에서는 일부 호기균을 제외하고는 대부분 타가토스 이용 능력이 없는 것으로 나타났다. 하지만 이 경우에도 glucose, FOS보다는 낮은 것으로 나타났다.

이 밖에도 일부 유산균들이 타가토스를 이용하는 기작을 규명하기 위해 주요 타가토스 이용 균주로 생각하는 L.casei와 L.rhamnosusGG를 대상으로 단백질 요인을 분석한 결과 타가토스 배지에서 키운 L.rhamnosusGG의 glycolysis에 관련된 단백질인 glycer-aldehyde-3-phosphate dehydrogenase의 발현이 73.8~99.3% 정도 억제됐다. 탄수화물을 지방으로 전환시켜 주는 효소인 citrate lyase의 발현은 52.9~57.9% 정도 증가된 것을 확인했다.

이로써 proteomics 분석을 통해 유산균의 타가토스 대사에 관계하는 요인을 분석해 볼 수 있었으며, 향후 대사체를 분석하는 metabolomics나 관련 유전자를 확인하는 genomics 등의 실험을 통해 타가토스 이용 기작에 대한 부가적인 연구가 필요하다고 사료된다.

지금까지 타가토스가 외부에서 유입되는 방법은 알려지지 않았다. 학계 및 연구기관들의 지속적인 연구로 타가토스를 신바이오틱 기능을 적용한 캡슐화해 외부로 유입하는 방법이 도출되길 바란다.

설탕 꺼리는 현대인·당뇨 환자에 부담없는 식단 제공 
유당 이성질체로 감미질 설탕과 유사…활용성 높아

식품에 건기식 소재 첨가한 프리미엄 제품 인기 예상
CJ 원천특허 독점…빵 디저트 등으로 제품 확대 모색

◇ 기능성당 타가토스의 청정생산기술 및 산업적 의의= 김성보 팀장(CJ제일제당식품연구소)

세계적으로 연간 8%씩 증가하는 당뇨 및 비만환자로 인해 야기되는 사회적 이슈에 대비해 ‘고열량 저영양 식품’에 대한 규제가 강화되고 있다. 비만율이 가장 높은 미국의 경우에는 고칼로리 음료의 판매 제한을 법규화하기도 했다.

이처럼 최근 식품의 건강 기능성에 대한 국민의 관심이 고조되면서 설탕으로 칼로리 과잉, 비만과 충치를 예방할 수 있고 건강에 좋은 기능성 감미료에 대한 수요가 급증하고 있다.

국내의 경우에도 설탕 대체 신감미료 시장이 매년 40% 성장세를 이루고 있지만 대개가 당알코올류 중심으로 그 마저 수입에 의존하고 있으며 소비자들이 원하는 설탕의 뛰어난 감미질을 온전히 대체할 수 있는 저칼로리의 기능성 감미료는 나타나지 않고 있는 상황이다.

이러한 시장 요구에 부합하는 제품이 바로 타가토스다. 타가토스는 과당의 이성질체이며 감미료의 기준인 설탕과 거의 유사한 감미도와 가장 유사한 감미질을 갖고 있는 천연 당이다.

타가토스는 체내 흡수 시 거의 대사되지 않아 열량기여도 낮은 다이어트 기능성을 갖고 있다. 또한 설탕 대체 감미료로 가장 많이 이용되고 있는 당 알코올류 등이 일정량 이상 섭취 시 설사를 유발하는 증상이 있는데 반해 타가토스는 이러한 부작용이 상대적으로 적은 장점이 있다. 이러한 특성 때문에 설탕 대체 감미료로 관심을 받고 있으며 식품시장에서의 시장 잠재성이 매우 크다.

타가토스는 2003년부터 유럽의 알라푸즈(Arla Foods)사에 의해 유당으로부터 Ca(OH)₂를 촉매로 한 화학적 이성화법으로 생산돼 ‘Gaio tagatose’란 상품명으로 시장을 개척했으나 화학적 이성화법의 기술적 한계로 인해 현재는 사업을 중단한 상태다.

따라서 현재 국내외 타가토스를 상용화할 수 있는 경쟁사가 없다는 점도 CJ제일제당 입장에선 호재다. 물론 현재 타가토스 관련 특허 기술은 원천 생산기술(효소, 생산 공정)을 중심으로 전 세계적으로 치열한 경쟁 중이다. 이중 CJ제일제당은 최대 특허를 보유하고 있으며, 특히 원천기술 부문에서 집중적인 우위에 있다. 해외식품사의 경우 식품, 감미개선제 등의 응용 제품화 특허를 선점하고 있다.

CJ제일제당은 원천기술 부문서 집중적인 특허를 보유하고 있어 세계 어디서도 상용화하기 어렵다. 즉 타가토스는 CJ제일제당의 독점인 셈이다. 이에 따라 CJ제일제당은 타가토스를 이용한 아이스크림, 커피, 빵, 디저트, 건식, 쵸콜릿 등 제품의 다양화를 모색하고 있다.

현재까지는 고가라는 장벽에 부딪혀 있지만 시장이 확대되고 생산라인 확대로 제품의 단가가 인하되면 소비시장 판세를 뒤엎을 것으로 전망된다. 타가토스라는 소재가 아직은 생소하지만 새로운 연구 가치로 학계, 연구소 등에서 끊임없는 관심과 지속적인 연구개발이 이뤄지길 바라며, CJ제일제당 역시 지속적인 연구를 통해 시장 확산에 최선을 다할 것이다.

◇ 건강기능식품 산업 및 시장동향= 허석현 실장(한국기능식품연구원)

건강기능식품 산업은 소비자에게는 건강증진, 기능개선 등의 효과를 주고 기업에게는 일정기간 독점적 수익창출이 가능하며, 국가에게는 의료비 등 국가비용 절감 효과를 주는 등 모두 ‘윈-윈’ 할 수 있는 산업이다.

최근 건강기능식품 산업의 특징은 고성장 산업, 기능성원료의 다양화, 주 소비계층의 다양화, 맞춤형 복합형 제품으로서의 진화 4가지로 정리할 수 있다.

건강지향적 소비 경향의 증가, 신제품 개발 가속화로 건강기능식품 시장규모는 확대 추세이며, 타 산업과 비교해도 큰 성장률을 보이고 있다. 향후 5년간 연 10% 수준의 성장을 전망된다. 갱년기 여성건강, 눈건강, 피부건강, 기억력, 소화기능 등 기능성 인정이 다양화되고 있어 발전가능성이 매우 크다.

실제 2010년 갱년기 여성건강으로 신규 인정된 백수오 등 복합추출물, 석류추출물, 회화나무열매추출물 등 원료도 다양해지는 등 2010년 개별인정 원료는 전년대비 24% 증가했다.

또한 건강기능식품의 주 소비계층이 다양해진 것도 최근 건강기능식품 산업의 특징 중 하나로 꼽을 수 있다. 소비계층이 기존 40~50대 중장년층 위주에서 실버층과 20~30대 젊은층으로 폭이 넓어졌으며 계층별 특성에 맞는 품목, 형태 또한 다양해지고 있다. 전통적 기능성 중심에서 다양한 기능성으로 변화하고 있는 것이다.

이에 업계 역시 연령, 성별 등 개인의 건강상태를 고려한 맞춤형 제품을 출시하고 있다. 즉 특정 질환 치료 시 다른 질병에 도움을 줄 수 있는 제품, 미용목적의 건강기능식품 등 인접 영역간 융합된 제품이 출시되고 있는 것이다.

한국건강기능식품협회는 향후 히트 소재로 CLA가 다이어트에 관심이 많은 젊은 고객중심에서 체중조절이 필요한 중년 고객으로 확장될 것으로 분석했다. 또한 성인병의 핵심인 혈관 건강을 기능성으로 내세우는 개별인정형 신소재가 지속적으로 성장을 거듭할 것으로 예상했다.

향후 건강기능식품 마케팅 트렌드로는 똑같은 기능성이라도 유기농 소재와 천연 소재가 각광을 받을 것이며, 소비자의 라이프스타일을 분석해 두 개 이상의 원료를 복합해 만든 제품과 소비자들이 일상적으로 섭취하는 식품에 건강기능식품의 소재를 첨가한 프리미엄 제품들이 인기를 끌 것이다.