<정규성의 과학이야기> 설탕 이야기

비단 어린아이가 아니더라도 대부분의 현대인들은 단맛에 매우 친숙해 있다. 실제로 우리가 먹고 마시는 많은 음식물에는 상당한 양의 인공감미료가 들어 있다. 우리 주변에서 사용되는 인공감미료로는 설탕, 사카린, 아스파탐, 그리고 소주의 단맛에 사용되기도 하는 스테비오사이드와 최근 인기를 끌고있는 자이리톨에 이르기까지 다양한 종류가 있다. 그러나 현대과학도 인체가 단맛을 느끼게 되는 화학적인 메커니즘을 정확하게 밝히지는 못하고 있다. 이는 단맛을 내는 물질을 찾는 것도 결국 우연에서 비롯되고 있음을 뜻하는 것이기도 하다.

과학사에는 단맛과 관련된 많은 에피소드들이 있다.

대표적인 것은 로마인들의 연당(sugar of lead)이다. 로마인들은 납을 덧대어 만든 그릇을 많이 사용하였는데, 언젠가부터 이러한 그릇에 포도주를 넣고 끓여 만든 사파 (sapa)라는 시럽의 달콤함을 탐하게 되었다. 포도주와 납이 만나 만들어진 사파의 주성분은 아세트산납이었으며, 이는 인체에 치명적인 중금속 화합물이었다. 역사가들은 강성했던 로마제국의 멸망원인을 연당에서 비롯된 납중독으로 인한 정신기능장애로 해석하기도 한다. 현재 우리가 식탁에서 애용하고 있는 설탕은 과당과 포도당이 혼합된 것으로, 사탕수수와 사탕무우를 주원료로 하여 만들어지고 있으며 그 생산량은 세계적으로 약 1억톤에 이른다.

최근에는 설탕이 비만의 원인이 된다고 하여 다이어트용 인공감미료가 애용되기도 한다. 최초의 저칼로리 인공감미료는 1897년 독일의 화학자가 우연히 발견한 사카린(saccharin)이다. 사카린은 설탕보다 약 110배나 더 달며 체내에서 분해되지 않고 배설되기 때문에 아주 훌륭한 저칼로리 감미료인 셈이다, 그러나 뒷맛이 쓰다는 단점과 유해성 논란으로 최근에는 많이 사용되지 않는다.

또 다른 우연으로 발견된 감미료로는 싸이클라매이트(cyclamate)라고 불리는 것이 있다. 이것은 사카린보다는 단맛이 약하나 뒷맛이 깨끗하다는 장점이 있다. 그러나 싸이클라매이트 역시 사카린과 동일한 유해성 논란으로 사용이 금지되었다.

최근들어 가장 널리 사용되는 인공감미료는 아스파탐(aspartam)이다. 아스파탐 역시 우연한 발견의 산물이며, 설탕보다 약 110배가 달다고 알려져 있어 적은 양으로도 충분한 단맛을 느낄 수 있어 아주 적절한 다이어트용 감미료로 각광을 받고 있다. 실제로 대다수의 다이어트 음료에는 이 아스파탐이 사용되고 있다. 그러나 아스파탐이라고 하여 무조건 안전한 것은 아니다. 체내의 대사과정에서 페닐알라닌을 생성하기 때문에 PKU(페닐케톤뇨증)와 같은 특별한 병이 있는 사람은 먹어서는 안된다.

한국인들이 즐기는 소주의 단맛에 사용되는 스테비오사이드 역시 파라과이 원주민들이 사용하는 스테비아 잎에서 쓴맛을 제거하여 사용하게 된 것이다.

앞에서도 언급했지만, 단맛의 정확한 원인은 아직까지 과학적으로 밝혀지지 않았기에 체계적인 연구가 부실한 것이 사실이며, 이는 많은 감미료의 유해성 논란의 원인이 되기도 한다. 그러나 미용을 중시하는 현대인들이 갖고 있는 인공감미료에 대한 주된 관심은 대개 치아건강과 비만이다. 로마의 역사가 되풀이되지는 않겠지만, 현대인 역시 너무 단맛에 길들여진 것이 아닐까.

정규성 (이론물리화학, 건양대 교수)