효소처리스테비아 그 달콤한 혁명 0 칼로리

효소처리스테비아(EMS)는 스테비아 잎에서 추출한 감미료를 생체효소발효기술을 이용(포도당)하여 단맛과 풍미를 개선한 천연 감미료입니다. 설탕보다 250~300배 더 달지만, 칼로리가 거의 없고 혈당 수치에 영향을 미치지 않아 당뇨병 환자에게도 안전하다고 알려져 있습니다.다만 과다복용 시 구토, 현기증, 소화불량 등의 부작용이 있을 수 있으며, 장기복용 시 저혈압 위험이 있고, 신장 질환, 임산부는 섭취에 주의가 필요합니다.

2023년 7월 WHO의 암 연구기관인 IARC(국제암연구기관)가 ‘아스파탐(제로 콜라 등)’을 인체 발암 가능 물질로 분류하였습니다. 이는 대체 감미료 전체에 대한 발암 여부에 관한 관심으로 번져 있으며, 스테비아의 안정성 및 부작용 등에 의문이 나타나는 것은 당연한 귀결입니다. 이에 스테비아 전체에 대한 상세한 내용을 다뤄보고자 합니다.

효소처리스테비아(EMS)란 무엇인가요?

효소처리스테비아(Enzyme-Modified Stevia, EMS)나 아스파탐등 대체 감미료로 대표되는 제로(Zero)음료는 현재 대세가 되고 있습니다. 그 중 가장 안전하다고 알려진[참고1] 것은 스테비아라 할 것입니다. EMS는 스테비오사이드 (Stevioside)와 레바우디오사이드 (Rebaudioside)를 포함한 스테비아 잎에서 추출한 천연 감미료로 설탕보다 약 150~200배 더 달콤합니다.

이들 잎에서 추출한 감미료는 너무 강한 단맛 때문에 쓴맞이 나며 이를 변환시키기 위해 글루코스를 단맛 성분인 스테비올에 결합하게 하여 더 단맛이 강하고 풍미가 좋은 스테비올 배당체로 생성합니다. 이 과정에서 덱스트린(Dextrin)은 기질로, 스테비아 추출물은 수용체로, 글리코실트랜스퍼라제는 효소로 각각 사용됩니다.

1. 스테비아(Stevia)란 무엇인가요?

스테비아(Sweet herb, Stevia)는 200여 년 동안 남아메리카(파라과이와 브라질)의 원주민들이 음료나 씹었을 때 달콤한 맛을 내기 위해 간식으로 애용됐습니다.  원료가 되는 식물은 Stevia rebaudiana이며 이 식물의 잎에 있는 주요 활성 성분은 스테비올 글리코사이드(주로 스테비오사이드와 레바우디오사이드)로, 설탕의 약 50~300배 정도의 단맛을 가지면서 열 안정성, pH 안정성을 지니며 발효되지 않습니다.

또한, 인체는 스테비아의 글리코사이드를 대사하지 않아 칼로리가 없는 비영양성 감미료로 분류됩니다. 스테비아의 단맛은 설탕보다 서서히 시작되고 더 오래가며, 고농도에서는 감초와 같거나 쓴맛이 날 수 있습니다. 그 안전성은 널리 인정되고 있으며, 각종 제로 음료의 첨가물로써 사용되고 있고, 혈당 관리 및 체중 관리목표를 달성하는 데 도움이 될 수 있습니다.

2. 스테비오사이드 (Stevioside)와 레바우디오사이드 (Rebaudioside)란 무엇인가요?

스테비오사이드(Stevioside)

1. 화학 구조: 스테비오사이드는 글리코사이드 종류로, 스테비올의 핵에 글루코오스와 라모노오스가 결합된 구조를 가지고 있습니다.
2. 감미도: 설탕보다 약 250~300배 정도 더 단 맛을 냅니다.
3. 맛의 특징: 스테비오사이드는 강한 단맛 외에도 약간의 쓴맛이나 금속적인 뒷맛이 날 수 있습니다. 이러한 맛의 특성 때문에 종종 다른 감미료와 혼합하여 사용됩니다.
4. 용도: 주로 식음료 산업에서 사용되며, 설탕 대체제로 인기가 높습니다. 당뇨 환자나 칼로리를 제한하는 사람들에게 적합합니다.

레바우디오사이드(Rebaudioside)

1. 화학 구조: 레바우디오사이드 역시 글리코사이드의 일종으로, 스테비올의 핵에 다양한 형태와 양의 당이 결합되어 있습니다. 레바우디오사이드 A, C, D, E 등 여러 형태가 있으며, 각각의 화합물은 약간씩 다른 맛과 감미도를 가집니다.
2. 감미도: 이들 중 레바우디오사이드 A는 설탕보다 약 200배 더 달며, 다른 형태는 이보다 덜 달 수 있습니다.
3. 맛의 특징: 레바우디오사이드는 스테비오사이드보다 덜 쓰고, 더 순수한 단맛을 냅니다. 이 때문에 고품질의 감미료로 더 선호될 수 있습니다.
4. 용도: 식음료 제품, 특히 음료에 널리 사용되며, 스테비오사이드보다 더 널리 선호되는 경향이 있습니다.

3. 효소처리스테비아(EMS) 추출과정은 어떻게 되나요?

EMS (Enzyme-Modified Stevia)의 제조 과정에서는 특정 효소를 사용하여 스테비아 추출물의 화학 구조를 변형시킵니다. 이 과정은 스테비아의 감미도를 조절하고, 원하지 않는 맛(쓴맞)을 줄이는 데 중점을 둡니다. 이러한 과정은 감미 특성을 개선하고, 다양한 식품 및 음료 제품에 적합하게 만듭니다. 고도의 기술과 정밀한 조절이 필요한 복잡한 과정이며, 최종 제품의 품질은 사용된 원료와 효소 처리 과정의 정밀도에 크게 의존합니다.

1. 스테비아 추출

• 원료 준비: 잎을 수확하여 건조시킵니다. 이 잎에서 스테비오사이드, 레바우디오사이드 등의 글리코사이드를 추출합니다.
• 추출 과정: 물 또는 알코올 같은 용매를 사용하여 잎에서 유효 성분을 추출합니다.

2. 효소 처리

• 효소 선택: 특정한 효소(예를 들어, 글루코시다아제)를 선택합니다. 이 효소는 스테비아 글리코사이드의 특정 당 부분을 분해하는 데 사용됩니다.
• 반응 조건 설정: 온도, pH, 효소의 양 등을 조절하여 최적의 효소 반응 조건을 설정합니다.
• 효소 반응: 추출물에 효소를 첨가하고, 설정된 조건에서 일정 시간 동안 반응시킵니다. 이 과정에서 글리코사이드가 분해되거나 변형되어 감미도가 조절되고, 쓴맛이 줄어듭니다.

3. 정제 및 농축

• 정제 과정: 효소 처리된 혼합물을 여과하고 정제하여 불순물을 제거합니다.
• 농축: 원하는 감미도와 농도를 얻기 위해 혼합물을 농축합니다.

4. 최종 제품

• 품질 검사: 최종 제품의 감미도, 맛, 안전성 등을 검사합니다.
• 포장 및 배송: 검사를 통과한 제품을 시장에 공급합니다.

4. 효소처리스테비아(EMS)의 역사에 대해 알려주세요!

1. 1899년: 파라과이의 Moises Santiago de Bertoni에 의해 Eupatorium rebaudianum 으로 처음으로 과학적으로 기록되었습니다.
2. 1905년: 해바라기(Asteraceae)과에 속하는 스테비아 레바우디아나( Stevia rebaudiana) 로 정의되었습니다 .
3. 1970년: 일본에서 최초로 감미료로 상업적으로 채택되었습니다.

5. FDA의 효소처리스테비아(EMS) 하루 권장량은 얼마인가요?

스테비올 배당체의 일종인 레바우디오사이드 A(Rebaudioside A)는 12 mg/kg bw/d입니다

• 이는 스테비올 배당체에 대한 ADI(4mg/kg bw/d)를 기반으로 합니다.
• FAO/WHO 공동 전문가가 정한 스테비올 등가물로 표현됨(FDA가 참여하는 식품첨가물위원회)
• 일일 허용 섭취량(ADI)은 중요한 연구를 바탕으로 사람이 섭취해도 안전할 것으로 예상되는 평생 동안 일일 평균 섭취량입니다.

6. 효소처리스테비아(EMS)의 칼로리는 얼마인가요?

FDA에 따르면 Stevia In The Raw(차, 커피 한 잔을 달게 하거나 음식에 뿌려 먹기에 편리하게 만들어진 제품)의 각 패킷에는 1회제공당 4칼로리 미만이 포함되어 있는데 이는 0(제로)칼로리를 의미합니다.

7. 효소처리스테비아(EMS)와 설탕의 차이점은 무엇입니까?

영양학적으로는 효소처리스테비아와 설탕은 모두 필수영양소가 포홤되어 있지 않아 차이가 없으며 뭐가 더 좋다고 말할수 없습니다. 설탕은 3대영양소(타수화물, 단백질, 지방)중 탄수화물로만 이루어져 있다해도 과언이 아닙니다. 설탕의 열량은 1티스푼(4.2g)기준 약 16칼로리 정도 됩니다.

8. 효소처리스테비아(EMS)와 설탕의 비율을 어느정도 하면 되나요?

설탕보다 200~300배 정도 단맛이 강해 쓴맞으로 느껴지기도 합니다. 그럼으로 효소처리스테비아와 설탕의 비율은 1:1이 아닌 설탕 1컵에 효소처리스테비아 1티스푼 정도가 적정하지만, 집에서 베이킹이나 음식 조리시에는 적정량을 조절하기가 어렵습니다.

또한 효소처리스테비아는 순수한 상태로는 조리용으로 사용할 수 없기 때문에 보통 에리스리톨과 9:1로 섞어서 만듭니다. 에리스리톨은 단맛이 설탕보다 약하지만, 스테비아와 잘 혼합하면 일반 설탕보다 약 1.5배의 단맛이 나는 감미료가 됩니다.

효소처리스테비아(EMS)의 안전성은 어떤가요?

FDA는 2008년에 스테비아에 일반적으로 안전하다고 인정되는 등급(GRAS)을 부여했습니다. 이는 효소처리스테비아를 말하는 것으로 미국에서 판매되는 식품에 합법적으로 첨가될 수 있음을 의미합니다. 다만 GRAS 등급은 전체 잎 스테비아(whole-leaf stevia) 및 덜 가공된 스테비아 추출물(less-processed stevia extracts)에는 적용되지 않습니다.

또한 유럽식품안전청( EFSA ) 및 식품첨가물에 관한 합동 FAO/WHO 전문위원회( JECFA )와 같은 주요 세계 보건 당국은 고순도 스테비올 배당체가 일일 섭취 허용량(ADI) 수준 내에서 섭취해도 안전하다는 결론을 내렸습니다. 기타 일본후생노동성, 호주, 뉴질랜드, 캐나다보건부 등 글로벌로 안전성에 대해 인정하고 허용되고 있는 안전한 식품이라 할 것입니다.

어린이나 임산부가 효소처리스테비아(EMS)를 섭취해도 되나요?

성인과 마찬가지로 어린이나 임산부에게 별다른 영향이 없는 것으로 알려져 있습니다. 반대로 어린이들에게는 충치의 위험을 감소 시키는 면이 있습니다. 다만 단맛은 도파민 분비와도 관련이 있으며, 이는 어린 나이에 높은 단맛을 유지하는 식품이나 제품을 지향 하는것이  바람직 합니다. 임산부와 관련되어서는 공개된 연구는 없으나 동물을 대상으로 한 몇몇 연구에서 ADI의 100배가 넘는 수준에 노출된 경우에도 어미나 새끼에게 생식 또는 발달에 부정적인 영향을 미치지 않는 것으로 나타났습니다.

효소처리스테비아(EMS)는 발암 가능 물질인가요?

효소처리스테비아(EMS)는 발암 가능 물질로 규정된적이 없습니다. 다만 아스파탐은 2023년 7월 WHO의 암 연구기관인 IARC(국제암연구기관)에서 인체 발암 가능 물질로 분류하였습니다.

효소처리스테비아(EMS)를 당뇨병 환자가 먹어도 되나요?

효소처리스테비아(EMS) 감미료 설탕의 대안으로 당뇨병 환자에게 자주 권장되며 탄수화물과 단맛에 대한 욕구를 충족시키는 데 도움이 됩니다. 광범위한 연구에 따르면 스테비아 감미료는 혈당 수치를 높이거나 인간의 혈당 관리에 영향을 미치지 않는 것으로 나타났습니다.  2022년 미국 당뇨병 협회 당뇨병 의료 표준에서는 “설탕이 첨가된 제품을 정기적으로 섭취하는 데 익숙한 일부 당뇨병 환자의 경우 비영양성 감미료(칼로리가 적거나 전혀 포함되지 않음)가 영양 감미료(칼로리가 거의 없거나 전혀 없음)를 대신할 수 있습니다. 비영양성 감미료의 사용은 혈당 관리에 큰 영향을 미치지 않는 것으로 보이지만 개인이 다른 식품 공급원의 추가 칼로리로 보상하지 않는 한 전반적인 칼로리와 탄수화물 섭취량을 줄일 수 있습니다.” 라고 발표하였습니다.

다만 일부 연구에서는 저칼로리 감미료와 혈당 관리에 대한 의문을 제기합니다. 예를 들어, 많은 연구에서는 효소처리스테비아는 당뇨병 전증 및 제2형 당뇨병 발병의 직접적인 원인인 비만 상태를 조정하지 않습니다.

효소처리스테비아(EMS)의 부작용이 있나요?

제로(0)의 근본 효소처리스테비아(EMS)

효소처리스테비아(EMS)는 대체 감미료로 산업생산물에서는 크게 주목받지 못하는 면이 있습니다. 이는 가격이 높기 때문이며 일반 가정에서 제빵이나 요리에 많이 쓰이고 있습니다. 효소처리스테비아 감미료는 2008년부터 미국에서 GRAS로 간주하였으며 많은 국가기관에서 안전성을 인정받았습니다.

또한, 어린이, 임산부 및 제2형 당뇨병 환자에게도 안전한 물질로 인정되었으며 혈당이나 인슐린 수치에 부정적인 영향을 미치지 않습니다. 현대 들어 가장 핵심 연구주제인 장내 미생물군집과의 역할이 아직 연구되고 있지만, 이용 가능한 연구에서는 스테비아 감미료와 같은 저칼로리 감미료가 장내 미생물군에 부정적인 영향을 미친다는 사실을 시사하지 않습니다.

설탕과 독약은 거의 같은 말로 통한다는 게 개인적인 생각입니다. 단맛을 인간이 끓기에는 힘든면이 많이 있으며, 삶의 만족을 위해서는 설탕보다는 스테비아와 같은 대체 감미료를 섭취하는 것이 나을 것입니다. 이는 건강을 유지하고 생활 습관형 질병의 위험을 줄이는 데 중요한 구성 요소일 수 있습니다.

 💡 참고문헌

1. Artificial sweeteners as a sugar substitute: Are they really safe?, Arun Sharma, S. Amarnath, M. Thulasimani, and S. Ramaswamy
   • (US-FDA) 당국은 6가지 NNS(사카린, 아스파탐, 수크랄로스, 네오탐, 아세설팜-K, 스테비아)를 인간에게 사용하도록 승인
2. FDA regulatory approach to steviol glycosides, Judith D Perrier 1, Jeremy J Mihalov 2, Susan J Carlson
3. GRAS notice 768 for Stevia leaf extract
4. Aspartame and Other Sweeteners in Food | FDA
5. World Health Organization, Food and Agriculture Organization of the United Nations. Principles and Methods for the Risk Assessment of Chemicals in Food. Chapter 5. 2009.
6. U.S. Food and Drug Administration, Center for Food Safety and Applied Nutrition. Import Alert 45-06 [Internet]. Silver Spring, MD: U.S. Food and Drug Administration; 2019 August 16 [cited 2020 November 20].
7. Purkayastha S, Kwok D. Metabolic fate in adult and pediatric population of steviol glycosides produced from stevia leaf extract by different production technologies. Regul Toxicol Pharmacol. 2020 Oct;116:104727.
8. U.S. Department of Agriculture and U.S. Department of Health and Human Services. Dietary Guidelines for Americans, 2020-2025. 9th Edition. December 2020. Available at DietaryGuidelines.gov.
9. Effects of stevia on glycemic and lipid profile of type 2 diabetic patients: A randomized controlled trial, Marjan Ajami,¹ Maryam Seyfi,² Fatemeh Abdollah Pouri Hosseini,² Parisa Naseri,³ Aynaz Velayati,² Fahimeh Mahmoudnia,⁴ Malihe Zahedirad,⁵ and Majid Hajifaraji