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과당(Fructose) 및 액상 과당의 위험: 과도한 섭취가 건강에 해로운 6가지 이유

과당 및 액상과당은 자연발생 단당류로 설탕보다 2배정도 단맛이 강하고 과도한 섭취는 심장병, 통풍, 지방간, 비만, 당뇨병, 대장암등의 위험을 증가시킬 수 있으며 꿀, 과일 뿌리채소에서 발견되고 상업적으로 사탕수수 , 사탕무 , 옥수수 에서 추출됩니다.
요약: 액상 과당의 해로운 영향 6가지
  1. 심장병을 유발
  2. 통풍과 고혈압을 유발
  3. 지방간 위험 증가
  4. 인슐린 정항성 증가
  5. 비만 위험 높음
  6. 대장암 확률 증가

과당(Fructose)은 무엇인가요?

"과당(Fructose)은 무엇인가요?"의 섬네일 이미지

과당(Fructose)은 1847년 프랑스 화학자 Augustin-Pierre Dubrunfaut(1)에 의해 발견되었으며(1)(2), 일반 설탕(자당)의 50%를 차지하는 단순 설탕의 일종이며, 자연적으로 발생하는 모든 탄수화물 중에서 우리에게 가장 달콤함을 선사하는 어쩜 악마의 화합물일 수 있습니다.

그리고 순수 건조 과당은 달콤하고 흰색이며 무취의 결정성 고체(액상 과당은 액체)이며 모든 설탕 중에서 가장 수용성이 높으며,(3) 상대적 단맛은 자당의 1.2~1.8배 범위입니다.(4)(5)(6)(7)

일반적인 백설탕(정재 설탕)은 신체 세포의 주요 에너지원인 포도당으로 구성되어 있어 신체에 바로 사용되나, 과당은 사용되기 전에 간에서 포도당으로 전환되어야 합니다.

이러한 화합물은 결정을 이루면서 안정된 형태를 갖추기 위해서는 고리 모양으로 배열되어야 되는데 이 고리 모양이 β-d-프럭토피라노스(β-d-Fructopyranose)(2)라 불리고 이것의 구조가 탄소가 6개인 폴리히드록시케톤(Polyhydroxyketone)(3)입니다.(8)

이들들이 물에 녹아 있을 때, 여러 형태의 구조로 변할 수 있습니다. 이를 ‘호변이성질체(Tautomer)(4)‘라고 합니다. 이는 용매 및 온도와 같은 여러 변수와 관련이 있습니다.(9)

유럽 식품 안전청 (EFSA)은 2011년에 식후 혈당 수치 에 미치는 영향이 낮기 때문에 설탕이 첨가된 식품 및 음료에서 자당 및 포도당보다 과당이 더 바람직할 수 있다고 밝혔습니다.

그러나 과도한 섭취는 이상지질혈증 , 인슐린 저항성 및 내장 지방 증가와 같은 대사 합병증을 유발할 수 있다는 결과가 있습니다.(10)(11)

다만 이 천연 화홥물의 해로운 영향은 과도한 칼로리와 첨가된 설탕을 공급하는 서양식 식단에 적용됩니다. 과일과 채소에서 발견되는 천연 설탕에는 적용되지 않을 확률이 높습니다.

꿀, 나무 및 포도나무 열매, 꽃, 열매 및 대부분의 뿌리채소에서 발견되며, 상업적으로 사탕수수 , 사탕무 , 옥수수 에서 추출됩니다. 또한 고 과당 옥수수 시럽 및 아가베 시럽과 같은 다양한 설탕 감미료에서도 발견됩니다.

요약

★ 자연에서 발견되는 단당류(sugar) 중 하나로, 주로 과일과 꿀에서 발견됩니다.

  • 단맛: 설탕보다 약 1.7배 단맛이 강합니다.
  • 구조: 케토스(ketose) 구조를 가지고 있으며, 6개의 탄소 원자가 포함되어 있습니다.
  • 대사: 간에서 대사되어 지방으로 전환될 가능성이 높습니다.
  • 혈당: 혈당 수치를 급격히 상승시키는 반면, 인슐린 분비에는 큰 영향을 미치지 않습니다.

1. 액상 과당과 과당의 차이는 무엇인가요?

액상 과당(liquid fructose)은 액체 형태로 제공되는 과당입니다. 이는 주로 고 과당 옥수수 시럽(high-fructose corn syrup, HFCS) 형태로 사용됩니다.

결정과당이 고체 형태의 정제된 과당이라면, 액상 과당은 시럽 형태로 다양한 식품 및 음료에 쉽게 첨가되어 사용됩니다. 액상 과당은 보통 과당과 포도당이 혼합된 형태로 존재합니다.

주요 차이점
구분 과당 액상 과당
형태 결정 액체
구성 순수 과당 과당+포도당
출처 자연상태 옥수수 전분
용도 식품 첨가물 가공식품 음료
건강 약간 부정적 높은 부정적

2. 식품에 포함된 과당의 함량은 얼마인가요?

과당을 크게보면 결정형태와 액상형태의 두 가지 유형이 있습니다. 신체는 둘 다 같은 방식으로 소화합니다.

이들이 많이 첨가된 식품에는 소스, 샐러드 드레싱, 단 음료, 콜라, 요구르트, 구운 식품 및 패스트푸드가 포함됩니다. 자연적으로 풍부한 식품에는 꿀, 당밀, 용설란, 말린 과일, 과일 및 과일 주스가 포함됩니다.

식품별 과당 함량
  1. 과일주스(포도주스): 최대 7.4% (7.4g/100g)
    • 석류 주스 : 31.8g/450g
    • 스무디 : 30.6g/450g
    • 사과 주스 : 28.4g/450g
  2. 달콤한 청량음료(콜라) : 최대 5.8% (5.8g/100g)
    • 스프라이트 : 25.5g/450g
    • 진저에일 : 18.1g/450g
    • 레드불 : 4.2g/450g
  3. 건조 과일: 최대 27% (27g/100g)
    • 베리 1/4컵에 10.8g
    • 말린 무화과 3개에 5.5g
    • 자두 3개에 3.7g
    • 말린 살구 3.5g/30g
  4. 과일(배): 최대 6.4% (6.4g/100g)
    • 체리 1컵당 8.3g
    • 얇게 썬 키위 1컵당 7.8g
    • 망고 한 컵당 7.7g
    • 사과 한 컵당 7.4g
    • 얇게 썬 바나나 1컵당 7.3g
  5. 꿀: 40.9% (40.9g/100g)
  6. 버거킹 와퍼: 최대 1.7% (1.7g/100g)
    • 치킨 데리야끼 샌드위치 5.4g
    • 냉동 피자 1조각에 4.9g
    • 맥도날드 스위트앤사워소스 1봉에 4.4g
과당 종류
  1. 자연 과당 (Natural Fructose)
    • 과일 과당 (Fruit Fructose): 과일과 일부 채소에 자연적으로 존재하는 형태입니다.
    • 꿀 (Honey): 꿀에는 자연 과당이 높은 비율로 포함되어 있습니다.
  2. 결정 과당 (Crystalline Fructose)
    • 식품 첨가물로 사용되기 위해 정제된 형태의 과당입니다. 과일이나 옥수수 시럽에서 추출하여 결정 형태로 만든 것입니다.
  3. 고 과당 옥수수 시럽 (High-Fructose Corn Syrup, HFCS)
    • 옥수수 전분에서 추출된 포도당을 효소 처리를 통해 과당으로 전환시켜 만든 시럽 형태의 과당입니다. HFCS는 보통 두 가지 주요 형태로 나뉩니다:
      • HFCS-55: 약 55%의 과당과 42%의 포도당으로 구성된 형태. 주로 음료에 사용됩니다.
      • HFCS-42: 약 42%의 과당과 53%의 포도당으로 구성된 형태. 다양한 가공식품에 사용됩니다.
  4. 액상 과당 (Liquid Fructose)
    • 액체 형태로 제공되며, 주로 음료와 가공식품에 사용됩니다. 이는 보통 고 과당 옥수수 시럽 형태로 제공됩니다.
  5. 과당-포도당 시럽 (Fructose-Glucose Syrup)
    • 과당과 포도당이 혼합된 형태의 시럽으로, 유럽에서 주로 사용되는 용어입니다. 이는 고 과당 옥수수 시럽과 유사하지만, 혼합 비율이 다를 수 있습니다.
  6. 인버트 설탕 (Invert Sugar)
    • 설탕(자당)이 효소나 산에 의해 분해되어 포도당이 혼합된 형태로, 꿀과 비슷한 조성을 가집니다. 인버트 설탕은 과자나 베이킹 제품에 사용됩니다.

3. 과일 과당은 무엇인가요?

과일 과당은 과일에 자연적으로 포함된 단당류(Fructose)를 의미합니다. 과일의 단맛을 담당하는 주요 성분 중 하나입니다.

과일 과당
  1. 포함 과일
    • 과일: 사과, 오렌지, 바나나, 포도, 딸기, 수박 등 대부분의 과일에 자연적으로 포함되어 있습니다.
    • 일부 채소: 토마토, 당근 등에도 포함되어 있습니다.
  2. 특징
    • 단맛: 매우 단맛이 강한 당류로, 설탕보다 단맛이 더 강합니다.
    • 자연성분: 과일에 포함된 자연 상태에서 섭취되는 것이며, 섬유질, 비타민, 미네랄 등 다른 중요한 영양소와 함께 제공됩니다.
    • 대사: 주로 간에서 대사되며, 과도한 섭취는 건강에 부정적인 영향을 미칠 수 있습니다. 그러나 과일 형태로 섭취할 때는 섬유질 등이 흡수를 느리게 하여 혈당 수치에 미치는 영향이 적습니다.
  3. 영양적 이점
    • 비타민: 과일에는 과당 외에도 비타민 C, 비타민 A 등 다양한 비타민이 풍부합니다.
    • 미네랄: 칼륨, 마그네슘 등 중요한 미네랄이 포함되어 있습니다.
    • 식이섬유: 과일에 포함된 식이섬유는 소화를 돕고, 혈당 수치를 안정시키며, 포만감을 증가시킵니다.
    • 항산화제: 과일에는 항산화제가 포함되어 있어, 세포 손상을 방지하고 건강을 증진시키는 데 도움이 됩니다.

4. 결정 과당(Crystalline Fructose)은 무엇인가요?

결정과당은 고도로 정제된 형태의 과당으로, 순수한 결정체를 의미합니다. 이는 주로 과일, 옥수수 시럽 등에서 추출 정제하여 만든 것입니다. 또한 설탕보다 약 1.7배 단맛이 강하고 식품에 단맛을 더하기 위해 널리 사용됩니다.

결정 과당
  1. 제조 과정
    • 추출: 함유한 원료(예: 과일 주스, 옥수수 시럽)에서 추출합니다.
    • 정제: 추출후 여러 단계의 정제 과정을 거쳐 불순물을 제거하고, 순수한 과당을 얻습니다.
    • 결정화: 순수한 용액(액상 과당)을 결정화하여 고체 형태로 만듭니다.
  2. 구성
    • 결정 과당은 단일 성분인 과당(C₆H₁₂O₆)으로 구성되어 있습니다. 이는 과일, 꿀 등에 자연적으로 존재하는 과당과 동일한 화학 구조를 가지고 있습니다.
  3. 특징
    • 단맛: 설탕보다 약 1.2배 더 강한 단맛을 가지고 있습니다. 따라서 같은 단맛을 내기 위해 더 적은 양을 사용할 수 있습니다.
    • 용해도: 물에 잘 녹으며, 차가운 물에서도 쉽게 용해됩니다.
    • 열 안정성: 높은 열에서도 안정하게 유지되어, 베이킹이나 요리 시에 사용하기 좋습니다..
  4. 비교
    • 설탕(자당): 결정 과당과 비교했을 때, 설탕은 포도당과 과당이 결합된 이당류로, 단맛이 덜 강하며, 혈당 수치에 더 큰 영향을 미칠 수 있습니다.
    • 고 과당 옥수수 시럽: 고 과당 옥수수 시럽(액상 과당)은 결정 과당과 달리 과당과 포도당이 혼합된 액체 형태로, 다양한 가공식품에 사용됩니다. 결정과당보다 단맛이 덜 강하고, 열에 대한 안정성이 다를 수 있습니다.

5. 과당과 포도당의 차이는 무엇인가요?

과당(fructose)과 포도당(glucose)은 모두 단당류이지만, 구조와 대사 과정이 다릅니다. 과당은 주로 간에서 대사되며, 간에서 주로 지방으로 전환될 가능성이 높습니다.

포도당은 몸 전체에서 에너지원으로 사용되며, 인슐린을 통해 혈액 내에서 조절됩니다. 또한, 과당은 포도당보다 더 단맛이 강합니다.

과당은 포도당과 결합하여 자당 또는 설탕을 만들 수 있으며, 신체는 과당만 섭취하는 것보다 포도당과 함께 과당을  더 쉽게 소화합니다.

과당과 달리 신체는 세포에서 포도당을 크게 분해합니다. 소장은 일반적으로 이 설탕을 흡수하여 에너지를 위해 신체 세포로 보냅니다.

포도당이 신체에 섭취나 생산되면 이들의 화합물의 화학 구조는 췌장에서 세포가 포도당을 에너지로 사용할 수 있도록 하는 호르몬인 인슐린을 방출하도록 촉발합니다.

그러나 과당은  사람이 포만감을 뇌에 알려주는 인슐린 방출  이나 렙틴과 같은 호르몬의 방출을 유발하지 않습니다 . 또한 개인의 신체에 배가 고프다는 것을 알려주는 호르몬을 억제하지 않습니다.

결과적으로, 과당은 과식을 유발할 수 있으므로 체중 증가로 이어질 수 있습니다.

과당을 섭취한 고지방 식단을 제공한 설치류는 포도당을 추가한 동일한 식단을 제공한 쥐보다 체중이 훨씬 더 많이 증가했다는 결과가 있습니다.(12)

다만 포도당이 함유된 설탕이 함유된 음식또한 여전히 칼로리가 있다는 것을 기억해야 합니다. 과도한 칼로리 섭취는 체중 증가와 건강상의 문제로 이어질 수 있습니다.

6. 과당과 설탕의 차이는 무엇인가요?

설탕(sucrose)은 이당류로, 과당과 포도당이 결합된 형태입니다. 설탕은 일반적으로 우리가 음료나 음식에 사용하는 백설탕을 의미합니다.

과당은 단당류로, 설탕이 체내에서 분해될 때 생성되는 두 단당류 중 하나입니다. 설탕을 섭취하면 체내에서 과당과 포도당으로 분해되어 흡수됩니다.

과당 자체는 단당류로 단맛이 강한 반면, 설탕은 단맛을 제공하지만 그 강도는 과당보다는 약합니다.

주요 차이점
  1. 화학 구조
    • 과당: 단당류로, 케토스(Ketone)라는 고리 모양 구조를 가지고 있습니다. 마치 반지처럼 탄소 원자가 서로 연결되어 있는 모양을 상상하면 됩니다.
    • 설탕: 이당류로, 포도당(Glucose)과 과당이 글리코사이드 결합(Glycosidic bond)이라는 연결 방식으로 결합된 구조를 가지고 있습니다. 포도당은 알도스(Aldose)라는 사슬 모양 구조를 가지고 있습니다.
  2. 단맛
    • 과당이 설탕보다 약 1.7배 단맛이 강합니다. 즉, 같은 단맛을 느끼기 위해서는 설탕보다 덜 사용하면 됩니다.
  3. 출처
    • 과당: 자연적으로 과일, 꿀, 일부 채소에 존재하며, 인공적으로도 제조됩니다. 액상 과당(High-fructose corn syrup, HFCS)은 옥수수 전분을 효소 처리하여 만든 과당입니다.
    • 설탕: 사탕수수나 사탕무에서 추출하여 만듭니다. 우리가 일반적으로 사용하는 백설탕은 정제된 설탕입니다.
  4. 체내 대사 과정
    • 과당: 간에서 대부분 대사됩니다. 과도한 섭취 시 지방 축적, 인슐린 저항성, 당뇨병 등의 건강 문제를 일으킬 수 있다는 우려가 제기되고 있습니다.
    • 설탕: 소장에서 분해되어 포도당과 과당으로 변한 후 흡수됩니다. 포도당은 혈액을 타고 전신 세포로 이동하여 에너지원으로 활용되고, 과당은 간에서 대사됩니다.
  5. 건강 영향
    • 과도한 섭취: 과당과 설탕 모두 과도하게 섭취하면 비만, 당뇨병, 심혈관 질환 등의 건강 문제를 일으킬 수 있습니다. 특히 과당은 간 건강에 악영향을 미칠 수 있다는 연구 결과들이 있습니다.
    • 적당량 섭취: 과당과 설탕은 적당량 섭취하는 경우 에너지원으로 중요한 역할을 하며, 건강에 문제가 없습니다. 하지만, 과도한 섭취는 피해야 합니다.
  6. 식품에서의 활용
    • 과당: 단맛을 더하기 위해 음료, 과자, 캔디 등 다양한 가공 식품에 사용됩니다. 또한, 인공 감미료 제조에도 사용됩니다.
    • 설탕: 다양한 음식과 음료에 단맛을 더하기 위해 사용됩니다. 또한, выпе임류, 잼, 케첩 등의 제조에도 사용됩니다.

7. 고 과당 옥수수 시럽이 무엇인가요?

고 과당의 대표격인 옥수수 시럽은 제조업체에서 순수한 포도당인 옥수수 전분에 특정 효소를 첨가하여 고 과당 옥수수 시럽으로 만들고, 이 포도당을 사용하여 다양한 양의 과당이 포함된 시럽을 만듭니다.

대부분의 고과당 옥수수 시럽 품종에는  42% ~ 55%의 과당과 58% ~ 45%의 포도당이 포함되어 있습니다.(13)

이는 고 과당 옥수수 시럽이 일반 설탕보다 약간 더 많은 과당을 함유하고 있음을 의미합니다. 이는  50% 과당과 50% 포도당입니다.(14)

추가적으로 꿀은 또 다른 일반적인 식품 첨가물로 많이 쓰이는데, 여기에는 과당과 포도당의 비율이 1:1로 포함되어 있습니다.(15)

과당이 왜 몸에 나쁜가요?

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인류의 과당 섭취는 자연의 순수한 상태로 얻는 기간이 훨씬 길었으며, 결정 과당 형태로 우리가 섭취하는 것은 얼마 되지 않았습니다.

이것은 일부 달콤한 과일과 채소에는 포함되어 있었지만 상대적으로 적은 양을 제공해 왔습니다. 그러나 대량 생산으로 인한 과다 섭취는 우리에게 많은 문제점을 가져오고 있습니다.

미국심장협회는 여성의 경우 5티스푼, 남성의 경우 9티스푼 이하의 첨가 설탕을 권장합니다.

그리고 자연적 상태로든 가공상태든 일부 사람은 자신이 섭취하는 과당을 모두 흡수하지 못합니다. 이 상태는 과도한 가스와 소화 불편을 특징으로 하는 과당 흡수 장애로 알려져 있습니다(16).

과당 흡수 장애가 있는 사람들의 경우 과당은 발효 가능한 탄수화물 역할을 하며 FODMAP(2)으로 분류됩니다.(17)

포도당과 달리 과당은 혈당 수치를 낮게 상승시키는 경향이 있습니다. 따라서 일부 건강 전문가는 제2형 당뇨병 환자에게 “안전한” 감미료로 과당을 권장합니다.(18)

그러나 과도한 과당 섭취가 여러 대사 장애에 영향을 줄 수 있다는 우려도 있습니다.

대사적으로 포도당과 과당은 신체에서 매우 다르게 대사됩니다. 신체의 모든 세포는 포도당을 사용할 수 있지만, 간은 상당한 양의 과당을 대사할 수 있는 유일한 기관입니다.

사람들이 칼로리와 과당이 많이 함유된 식단을 섭취하면 간이 과부하되어 과당을 지방으로 전환하기 시작합니다.

많은 과학자들은 과도한 과당 섭취가 오늘날 가장 심각한 질병의 주요 원인이 될 수 있다고 믿습니다. 여기에는 비만, 제2형 당뇨병, 심장병, 심지어 암까지 포함됩니다.

그러나 더 많은 임상적 증거가 필요하며, 과당이 이러한 장애에 어느 정도 기여하는지에 대해 더욱 활발하게 토론합니다.(19)

상반되는 증거

과도한 과당 섭취가 건강에 부정적인 영향을 미친다는 많은 증거가 있지만, 이러한 식단 연구가 그러하듯 포함된 과당의 영향을 다른 설탕의 영향과 분리하는 것은 어렵습니다.

이는 과당 함량이 높은 식품에는 일반적으로 포도당과 같은 다른 설탕도 많이 포함되어 있기 때문입니다.

과당은 다른 공급원의 설탕을 섭취하는 것에 비해 체중 증가를 유발할 수 있는 신체에 특정한 영향을 미치지 않는 다는 결과가 있으며, 이는 과당과 비만 사이의 연관성을 설명할 수 있습니다.(20)

현재 미식품의약국(FDA)의 발표에 따르면 고 과당 옥수수 시럽을 함유한 식품이 자당 및 꿀과 같은 유사한 감미료를 함유한 다른 식품보다 덜 안전하다는 증거는 현재로서는 없습니다.(13)

그러나 당신이 진정으로 건강을 생각한다면 고 과당 옥수수 시럽과 자당을 포함한 모든 첨가 설탕의 섭취를 제한해야 할 것입니다. 

과도한 과당 섭취가 우리에게 미치는 영향이 무엇인가요?

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과도한 과당은 의심할 여지 없이 건강에 해롭지만 건강에 미치는 영향은 논란의 여지가 있습니다.

1. 심장병을 유발할 수 있습니다

포도당이 아닌 과당이 첨가된 음료를 섭취하면 혈액 지질의 구성을 손상시킵니다. 과당은 VLDL 콜레스테롤 수치를 높여 장기 주변에 지방이 축적되고 잠재적으로 심장병을 유발할 수 있습니다.(21)(22)

2. 통풍과 고혈압을 유발합니다

과도한 과당은 혈중 요산 수치를 높여 통풍과 고혈압을 유발하는데 이는 혈관 기능을 억제하여 인슐린 저항성을 높이는데 기인합니다.  또한 전세계 대사증후군의 확산은 혈청 요산과 과당 섭취 증가와 연관이 있습니다.(23)

3. 지방간의 위험이 높아집니다.

간에 지방이 축적되면 잠재적으로 비알코올성 지방간 질환으로 이어질 수 있습니다.(24)(25)

이러한 상태에서 과도한 과당 섭취는 비알코올성 지방간 질환의 위험을 증가시킬 수  있다는 결과와(13)(24) 상관 관계가 없다는 결과 (26)가 혼재해 있습니다.

비알코올성 지방간염
  • 간 흉터 (Liver Scarring)
    • 정의: 간 조직에 손상이 생기면서 흉터가 형성되는 상태로, 이를 섬유화라고도 합니다.
    • 원인: 알코올 남용, 간염, 비알코올성 지방간 질환 등.
    • 영향: 간의 기능을 점차적으로 저하시켜 간경변으로 진행될 수 있습니다.
  • 간 암 (Liver Cancer)
    • 정의: 간 세포에서 발생하는 암으로, 간세포암(Hepatocellular carcinoma)이 가장 흔합니다.
    • 원인: 만성 간염 B형 및 C형, 간경변, 알코올 남용, 비알코올성 지방간 질환 등.
    • 영향: 간 기능을 저하시켜 생명에 치명적일 수 있습니다.
  • 간부전 (Liver Failure)
    • 정의: 간이 제 기능을 하지 못하는 상태로, 급성 및 만성으로 나눌 수 있습니다.
    • 원인: 간경변, 간염, 독성 물질 노출, 대사성 질환 등.
    • 영향: 생명을 위협하는 상태로, 간 이식이 필요할 수 있습니다.

4. 인슐린 정항성이 높아집니다.

인슐린 저항성은 인체 세포가 포도당을 저장하지 못해 혈액에 포도당이 축적되는 상황으로 이는 제2형 당뇨병을  비롯한 다양한 건강 문제를 일으킬 수 있음을 의미합니다.

과도한 양의 식이 과당이 염증을 유발하여 인슐린 저항성을 유발할 수 있는 것으로 나타났습니다.(27)(28)

청소년(대만의 12~16세)들 중 과당이 풍부한 음료를 더 많이 마신 사람들은 인슐린 저항성이 더 높았다는 흥미로운 결과도 있습니다.(29)

5. 비만으로 이어질 수 있습니다.

과당은 포도당만큼 식욕을 억제하지 않으며 이로인해 사람들이 포만감을 느끼지 못하게 하므로 음식 섭취 증가로 이어져 과식을 촉진할 수 있습니다.(30)

이러한 과도한 양의 과당 섭취가 비만 및 대사 증후군과 같은 관련 질환의 위험이 커질 수 있다는 증거가 되며, 이는 신체가 지방과 탄수화물을 분해하는 방식을 변화시킬 수 있기 때문임을 발견했습니다.(31)

더불어 과도한 과당 섭취는 렙틴 저항성을 유발하여 체지방 조절을 방해하고 비만에 기여할 수 있습니다.(32)(33)

6. 대장암을 촉진할 확률이 있습니다. 

과당을 너무 많이 섭취한 쥐가 장 종양 성장을 촉진할 수 있다는 사실이 발견 되었고(34) 비슷한 결과도 있지만 그 이유를 확신하지 못했습니다.(35)

다만 최신 연구에서 과당이 종양 세포를 더 빨리 자라게 하는 것이 아니라 더 오랫동안 생존하게 한다는 사실도 있습니다.(36)

자연의 악마적인 달콤함

결론: 자연의 악마적인 달콤함 의 섬네일 이미지

과당은 언듯 들으면 자연에서 나오는 건강에 좋은 제품으로 오해를 하기 쉽습니다. 그러나 설탕과 과당의 화학적 구성의 거의 같으며, 따로 정재된 제품을 섭취하지 마시고 과일이나 채소를 통해 섭취 할 것을 권장합니다.

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참조문헌

References
  1. Dubrunfaut relates the discovery and properties of fructose. Sur une propriété analytique des fermentations alcoolique et lactique, et sur leur application à l’étude des sucres. Dubrunfaut (1847).
  2. New York: Wiley‐Interscience. Molecules and Life – Historical Essays on the Interplay of Chemistry and Biology. Fruton, J. S. (1974).
  3. Hyvonen, L. & Koivistoinen, P (1982). “Fructose in Food Systems”. In Birch, G.G. & Parker, K.J (eds.). Nutritive Sweeteners. London & New Jersey: Applied Science Publishers. pp. 133–144
  4. LM Hanover, JS White. Manufacturing, composition, and applications of fructose. The American Journal of Clinical Nutrition, Volume 58, Issue 5, 1993, Pages 724S-732S, ISSN 0002-9165.
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주석

Annotation

1. 『Augustin-Pierre Dubrunfaut』[⇪]

Augustin-Pierre Dubrunfaut(프랑스어:[ogystɛ̃ pjɛʁ dybʁœ̃fo])은 프랑스의 화학자였습니다.

  • 1797년 9월 1일(파리) ~1881년10월07일)
  • 1844년 Dubrunfaut는 돌연변이는 설탕 수용액의 특정 회전이 시간에 따라 변한다는 것을 발견하면서 발견되었습니다.
  • 같은 논문에서 그는 또한 맥주 효모(Saccharomyces cerevisiae) 가 있을 때 자당의 반전이 발효의 결과가 아니라는 사실도 확인했습니다.
  • 유기 과당 분자는 이후 1847년 Dubrunfaut에 의해 발견되었습니다.
  • 그는 또한 맥아당 도 발견했지만 이 발견은 1872년 Cornelius O’Sullivan 에 의해 확인될 때까지 널리 받아들여지지 않았습니다

2. 『β-d-프럭토피라노스(β-d-Fructopyranose)』[⇪]

β-d-프럭토피라노스(β-d-Fructopyranose)는 과당(Fructose)의 한 형태로, 과당 분자가 고리형 구조를 형성할 때 나타나는 여러 형태 중 하나입니다. 이 구조는 과당이 용액 내에서 존재할 때 특히 많이 관찰됩니다. 다음은 β-d-프럭토피라노스에 대한 자세한 설명입니다.

  1. 화학 구조
    • 구조적 특징: β-d-프럭토피라노스는 6각형의 고리 구조를 갖는 과당 분자입니다. 이 구조는 5개의 탄소 원자와 1개의 산소 원자가 고리형태로 연결되어 있습니다.
    • 화학식: C₆H₁₂O₆
    • 구조식:
      • O
        / \\
        HO-C C-OH
        | |
        H-C C-H
        | |
        HO-C C-H
        | |
        H-C-OH CH2OH
  2. 특징
    • 호변이성질체: β-d-프럭토피라노스는 과당이 용액에 있을 때 나타나는 여러 호변이성질체 중 하나입니다. 호변이성질체는 용액 상태에서 화합물이 여러 형태로 존재할 수 있는 현상을 말합니다.
    • 단맛: β-d-프럭토피라노스는 과당의 한 형태로, 과당의 단맛 특성을 가지고 있습니다. 과당은 설탕(자당)보다 약 1.2~1.8배 더 강한 단맛을 제공합니다.
    • 용해도: β-d-프럭토피라노스는 물에 잘 녹으며, 이는 과당이 용액에서 쉽게 용해되는 이유 중 하나입니다.
  3. 자연 상태
    • 존재 위치: β-d-프럭토피라노스는 과일, 꿀, 일부 채소 등의 자연 식품에서 과당의 형태로 존재합니다.
    • 형태 변환: 과당은 용액 내에서 다양한 형태로 존재할 수 있으며, β-d-프럭토피라노스는 그 중 하나입니다. 용매와 온도에 따라 β-d-프럭토피라노스의 비율이 변할 수 있습니다.
  4. 대사 경로
    • 간에서의 대사: β-d-프럭토피라노스를 포함한 과당은 주로 간에서 대사됩니다. 간에서 과당은 포도당이나 지방산으로 전환되어 에너지원으로 사용되거나 저장됩니다.
    • 인슐린 비의존성: 과당의 대사는 인슐린에 의해 조절되지 않으며, 이는 혈당 수치에 직접적인 영향을 미치지 않습니다. 그러나 과도한 과당 섭취는 간에서의 지방 축적을 증가시켜 건강에 해로울 수 있습니다.
요약

★ β-d-프럭토피라노스는 과당의 한 형태로, 고리형 구조를 갖는 단당류입니다. 이 구조는 과당이 용액 내에서 존재할 때 흔히 나타나며, 물에 잘 녹고 단맛이 강합니다. 과당은 주로 간에서 대사되며, 인슐린 비의존적으로 처리됩니다. 과도한 과당 섭취는 건강에 부정적인 영향을 미칠 수 있으므로 적절한 섭취가 필요합니다.

3. 『폴리히드록시케톤 (Polyhydroxyketone)』[⇪]

폴리히드록시케톤(Polyhydroxyketone)은 다수의 하이드록실기(–OH)를 가진 케톤(Ketone) 화합물을 의미합니다. 즉, 분자 구조 내에 여러 개의 하이드록실기와 하나의 케톤기(=O)가 포함되어 있는 화합물입니다.

  1. 구조적 특징:
    • 케톤기: 케톤은 탄소 원자가 이중 결합된 산소 원자와 연결된 구조를 가지며, 이 구조는 폴리히드록시케톤에서 핵심적인 부분입니다.
    • 하이드록실기: 폴리히드록시케톤은 여러 개의 하이드록실기를 포함하고 있습니다. 하이드록실기는 –OH 형태의 기능기입니다.
  2. 기본 구조: 폴리히드록시케톤은 (C=O)와 (–OH)가 여러 번 반복되는 형태로, 분자 사슬의 중간에 케톤기가 위치하고, 나머지 탄소 원자에 하이드록실기가 부착됩니다.
    • 예시: 과당(프럭토스, Fructose)은 대표적인 폴리히드록시케톤입니다. 과당은 다음과 같은 구조를 가집니다:
    • 화학식: C₆H₁₂O₆
    • 구조: 과당은 6개의 탄소 원자 중 두 번째 탄소 원자가 케톤기를 가지고 있으며, 나머지 탄소 원자에는 하이드록실기가 부착되어 있습니다.
      • CH2OH
        |
        H-C-OH
        |
        HO-C-H
        |
        H-C-OH
        |
        C=O
        |
        H-C-OH
      • 두 번째 탄소 원자가 케톤기(C=O)를 가지고 있으며, 다른 탄소 원자에는 하이드록실기(–OH)가 부착되어 있습니다.
      • 이로 인해 과당은 폴리히드록시케톤의 특성을 가집니다.
  3. 특징
    • 물에 잘 용해: 폴리히드록시케톤은 하이드록실기 덕분에 물에 잘 용해됩니다. 이는 물과의 수소 결합을 통해 용해도가 높아지기 때문입니다.
    • 단맛: 많은 폴리히드록시케톤 화합물, 특히 과당은 단맛이 강합니다. 이는 식품 첨가물로서의 가치를 높이는 요소입니다.
    • 생리적 역할: 폴리히드록시케톤은 신체에서 중요한 생리적 역할을 합니다. 예를 들어, 과당은 에너지원으로 사용되며, 간에서 포도당이나 지방으로 전환될 수 있습니다.
  4. 용도 및 적용: 폴리히드록시케톤은 식품 산업에서 감미료로 널리 사용됩니다. 과당은 과일, 꿀, 일부 채소 등에 자연적으로 존재하며, 고과당 옥수수 시럽 등 가공식품에도 첨가됩니다.
요약

★ 폴리히드록시케톤은 다수의 하이드록실기와 하나의 케톤기를 가진 화합물로, 과당이 그 대표적인 예입니다. 이 화합물은 물에 잘 용해되며, 단맛이 강하고, 신체에서 중요한 생리적 역할을 합니다. 식품 산업에서 감미료로 널리 사용되며, 건강에 미치는 영향에 대한 연구도 활발히 진행되고 있습니다.

4. 『호변이성질체 (Tautomer)』[⇪]

호변이성질체(Tautomer)는 동일한 화학식을 가지지만, 원자의 배치나 결합 형태가 서로 다른 두 가지 이상의 구조적 이성질체를 의미합니다. 이들 이성질체는 보통 서로 빠르게 전환될 수 있습니다. 호변이성질화는 이러한 변환 과정을 설명하는 용어입니다.

  1. 특징
    • 동적 평형: 호변이성질체는 서로 동적 평형 상태에 있습니다. 이는 두 이성질체가 특정 조건 하에서 일정한 비율로 존재한다는 의미입니다.
    • 빠른 전환: 호변이성질화 과정은 매우 빠르게 일어나며, 용액 내에서 쉽게 전환됩니다.
    • 화학적 동등성: 호변이성질체는 화학적으로 동일한 물질로 취급되지만, 그 구조적 차이는 화학적 및 물리적 성질에 영향을 미칠 수 있습니다.
  2. 과당의 호변이성질체
    • 과당(프럭토스)은 용액에서 여러 호변이성질체 형태로 존재할 수 있습니다. 과당은 물 속에서 다음과 같은 형태로 존재할 수 있습니다:
    1. β-d-프럭토피라노스 (6원 고리)
    2. α-d-프럭토피라노스 (6원 고리)
    3. β-d-프럭토푸라노스 (5원 고리)
    4. α-d-프럭토푸라노스 (5원 고리)
    5. 케토-프럭토스 (비고리형, 직선형)
  3. 과당의 호변이성질체 변환
    • 과당의 호변이성질체는 물 속에서 용매 및 온도와 같은 여러 변수에 따라 분포가 달라질 수 있습니다. 예를 들어, 물 속에서 과당의 호변이성질체는 다음과 같은 비율로 존재할 수 있습니다:
    • β-d-프럭토피라노스: 약 70%
    • β-d-프럭토푸라노스: 약 22%
    • 나머지는 다른 형태의 호변이성질체가 차지
  4. 호변이성질체의 중요성
    • 생화학적 반응: 호변이성질체는 생화학적 반응에서 중요한 역할을 합니다. 예를 들어, 당류의 호변이성질화는 대사 경로에서 중요한 단계입니다.
    • 약물 설계: 호변이성질체의 존재는 약물 설계와 개발에 영향을 미칠 수 있습니다. 특정 호변이성질체가 다른 형태보다 더 효과적이거나 덜 부작용을 가질 수 있습니다.
    • 식품 화학: 호변이성질체는 식품 화학에서 중요한 역할을 합니다. 예를 들어, 당의 호변이성질화는 감미료의 특성과 안정성에 영향을 미칠 수 있습니다.
요약

★ 호변이성질체는 동일한 화학식을 가지지만, 구조적으로 다른 형태의 이성질체입니다. 과당은 여러 호변이성질체 형태로 존재하며, 이들 형태는 용액 내에서 빠르게 전환됩니다. 호변이성질체는 생화학적 반응, 약물 설계 및 식품 화학에서 중요한 역할을 하며, 그 존재와 변환은 다양한 화학적 및 생리적 과정에 영향을 미칠 수 있습니다.

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