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Q01 자일리톨은 무엇인가요?
자일리톨은 충치 예방용 감미료입니다.
자일리톨의 원료는 자작나무나 떡갈나무 등에서 추출되는 자일란, 헤미셀룰로즈 입니다. 현재는 사탕수수와 옥수수전대등이 주 원료로 대체되고 있는데요 이는 딸기, 시금치 등의 과일이나 야채에도 함유되어 있습니다. 단맛은 설탕과 거의 같으나 칼로리는 설탕의 약60%이고, 입안에서 녹으면서 단맛과 시원한 청량감을 동시에 느낄 수 있습니다.
자일리톨이 만들어지는 최초의 원료는 헤미셀룰로스(hemicellulose)라고 할 수 있습니다.
헤미셀룰로스는 화학적으로 자일로스(D-xylose)의 다당체인 자일란(xylan)을 말합니다. 자일란은 모든 종류의 활엽수(자작나무, 너도밤나무 등), 사탕수수 바가스, 코코넛 껍질, 소맥, 보리짚, 옥수수의 이삭 등에 포함되어 있습니다. 이 자일란을 가수분해하여 D-자일로스를 만들고 이를 환원시킨 것이 자일리톨입니다. 몇 해 전까지 상업적으로 생산되고 있었던 핀란드나 미국산 자일리톨은 자작나무 등의 나무 칩을 갈아 자일란을 분리한 뒤 가수분해하여 자일로스를 만들고, 마지막으로 환원시켜 제조하는데 환경문제와 자작나무 등의 수요문제 이전까지는 이 방법이 가장 경제적이며 수율과 순도도 높은 것으로 알려져 있었습니다. 하지만 환경문제와 자작나무의 수요한계로 인하여 지금은 사탕수수나 코코넛 껍질 등이 이를 대체하고 있으며 제조를 위한 생산공장 등도 중국으로 거의 이전된 상태입니다. 현재 BNR Enterprise는 호주에서 직접 생산되는 사탕수수 바가스를 이용하여 자일리톨의 원재료인 자일로스(xylose)를 추출하고 있습니다. 중국의 경우 폐기되는 옥수수 속대를 수거하여 자일란을 분리, 가수분해하여 다량의 자일로스를 생산하고 있는 것으로 알려지고 있습니다.
자일리톨을 투여하면 입 안에 살고 있는 뮤탄스균이 자일리톨을 설탕으로 착각하여 이를 섭취한 후 발효를 시키려고 하지만, 발효가 되지 않는 사실을 깨닫고 다시 배출시키게 됩니다. 이과정을 계속 반복하면서 뮤탄스균은 자체 에너지를 고갈시키게 되는데 이를 자일리톨 무익회로라고 부릅니다. 이것이 자일리톨 충치 예방 기전의 핵심입니다.
자일리톨은 천연 소재 감미료로서 대단히 안전합니다.
이미 미국, EU, 캐나다 등을 비롯하여 세계 각국에서 허가를 받았고 자일리톨 껌, 캔디 등의 제품이 다양하게 생산되고 있습니다. 또한FAO(세계식량기구)와 WHO(세계보건기구) 합동 규격 위원회에서는 [1일 허용 섭취량을 제한하지 않음]이라는 가장 안전성이 높은 범주로 평가하고 있습니다. 많은 양을 섭취하였을 때 사람에 따라서 설사(실제는 설사가 아니고 변이 연해지는 현상)가 생길 수 있어서 1일 섭취 제한량을 성인 기준20-60그램 정도로 합니다만 이도 금방 적응되며 섭취량을 조금씩 늘리게 되면 하루 섭취량이 500그램이 되어도 상관이 없습니다.
첫째, 설탕과 자일리톨은 단맛을 비롯한 여러 유사한 물성을 지니고 있기 때문에 설탕을 쓰지 않거나 설탕을 대체하여야 할 용도로 사용할 수 있습니다. 즉, 설탕을 넣어서 만드는 제품에 모두 사용할 수 있습니다. 츄잉껌, 과자, 사탕, 음료, 초콜릿 등등…….칼로리를 줄이거나 무설탕제품을 만들거나 아니면 자일리톨의 시원한 맛을 응용하는 제품에 사용할 수 있습니다.
둘째, 자일리톨은 체내에 빠르게 흡수, 필요한 에너지를 공급하면서도 혈당량은 올리지 않기 때문에 당뇨병 환자뿐 아니라 일반 환자용 수액제로 사용합니다. 셋째, 치아의 재석회화를 촉진하고 충치균인 뮤탄스균의 활력을 떨어뜨리므로 충치 예방을 위한 구강 위생용품에 사용됩니다. 충치 예방용 자일리톨 껌, 치약, 구강 청정제 등 넷째, 자일리톨의 흡습 기능을 이용한 화장품 등 습윤 조절제 등을 만들 수 있고, 다섯째, 자일리톨의 항세균 작용을 이용하여 여드름 치료제, 중이염 치료용 시럽 등을 만들 수 있습니다.
밥, 국수, 빵과 같이 일반적인 탄수화물 식사는 침이나 위에 있는 소화 효소 등에 의해 분해 되어 glucose나 fructose의 형태로 소장에서 흡수되는데 이와 같은 체내의 대사 과정을 소화라고 합니다.
체내에 섭취된 xylitol은 장관벽을 통하여 직접 흡수 되는데 glucose나 fructose 보다는 흡수되는 속도가 느립니다. 결국 섭취한 자일리톨의 30% 정도는 소장 내에서 흡수되며 나머지 70% 정도는 대장내의 장내 세균에 의해 분해 된 후 일부가 흡수됩니다. 대장 내에서 흡수되는 기전은 셀룰로스와 같은 식이 섬유의 소화 기전과 유사합니다. 자일리톨은 별도로 섭취하지 않더라도 인체 내 glucose 대사 중에 1일 5-15그램 정도가 저절로 생성되며 0.03정도의 혈중 농도를 보입니다. 자일리톨을 별도로 섭취하지 않더라도 소변 중 자일리톨 배출은 시간당 약0.3mg정도가 됩니다.
식사를 하고 나면 입 안에 당분 등의 음식 찌꺼기가 남게 됩니다. 이 남는 음식 찌꺼기가 뮤탄스균(입안의 충치균)에 의해 발효되고 또 분비물로 산을 내뿜습니다. 이 산이 치아를 부식시키는데 이것이 충치(치아우식증)입니다. 마치 대리석에 염산을 부으면 부글부글하면서 녹는 것과 같은 이치입니다.
자일리톨은 침의 분비를 촉진시키고 결국 산을 빨리 중화시켜 치아가 부식되는 것을 방지하게 됩니다. 이런 측면에서는 자일리톨을 식후에 섭취하는 것이 좋겠지요. 한편 자일리톨의 진짜 중요한 역할은 충치 원인균인 뮤탄스균에게 무익한 에너지 소모를 계속적으로 반복하게 만드는 겁니다. 잇솔질을 깨끗이 한 후 자일리톨을 섭취하게 되면 구강 내에 얌전히 있던 뮤탄스균이 설탕으로 착각하고 자일리톨을 열심히 먹고 뱉는 기전을 반복하게 된다는 겁니다. 잇솔질을 하여 치아를 깨끗이 한 후 자기 전에 자일리톨을 섭취하는 것은 뮤탄스균을 8시간 동안 고문하는 것과 같습니다. 따라서 자일리톨은 잇솔질 후와 자기 전에 섭취하는 것이 가장 효과가 있다고 할 수 있습니다.
껌은 대략 70% 이상의 감미료와 30% 이내의 껌질(껌베이스) 그리고 1-2%의 향 등으로 구성되어 있습니다.
자일리톨껌이라 불리는 제품은 감미료중의 자일리톨 함량이 50% 이상이어야 하고 나머지 감미료도 모두 말티톨, 이소말트등의 무설탕감미료이어야 합니다. 물론 자일리톨의 함량이 높을 수록 우수한 효과를 나타낸다는 것이 대부분의 임상결과를 통해 보여지고 있습니다. 시중에서 판매되는 자일리톨껌은 감미료 전체를 자일리톨만을 사용한 제품(자일리톨 77% 함유)이 있으며, 대부분의 감미료를 자일리톨을 사용한 제품(자일리톨 70% 함유)이 있고, 감미료의 60% 내외(껌 전체로 보면 자일리톨 40% 함유)를 자일리톨로 사용한 제품(스틱껌)이 있습니다.
핀란드에서는 자일리톨을 뿌르까라고 부르는데요 뿌르까(Purkka)는 자일리톨을 아기들이 부르기 쉽게 만든 유아용어 입니다.
자일리톨은 현재 대부분 중국에서 생산되고 있지만, 그 이전에는 핀란드에서 생산되었고 원래는 독일의 과학자가 발견한 물질로 Xylitol의 독일식 발음은 키실리톨 혹은 크실리톨(Ksylitol)입니다. 핀란드에서는 모든 외래어에는 단어 끝에 아이(i)를 붙이는 습관이 있습니다. 독일에서 유래된 씰리톨은 핀란드 기준으로 보면 외래어가 되므로 단어 끝에 i 를 붙여 씰리톨리(ksylitoli) 가 되버렸습니다. 일본은 독일의 영향을 받아 자일리톨을 키실리톨로 부르며 미국이나 영국식 발음으로는 자일리톨이 됩니다. 미국사람(양키)이 씹는 것이라 하여 핀란드의 최대 껌 브랜드는 Jenkki(얭키) 입니다. 핀란드는 J 를 ㅈ로 발음하지 않고 ㅇ으로 발음합니다. 그래서 쟹키가 아니고 얭키로 발음하는데 Jenkki 브랜드의 모든 껌은 자일리톨로 만든 껌입니다. 자일리톨은 성인의 경우 하루에 3-5번 정도 식후와 간식 후 그리고 잠자기 전에 섭취토록 하고 한번에 1-2알 정도가 가장 적당하다고 할 수 있습니다. 껌은 약10~15분 정도 씹으시면 됩니다. 자일리톨껌은 단물이 아직 남아 있을 때까지만 씹는 것이 좋습니다.
당뇨 환자는 설탕이나 포도당같이 포도당으로 빨리 분해/흡수되는 가공 식품보다 서서히 포도당으로 변환되는 곡류나 채소를 위주로 한 탄수화물 식이를 주로 해야 합니다.
만약에 포도당으로 전환이 되지 않거나 포도당으로 전환이 되더라도 그 속도가 서서히 일어나는 에너지원이나 감미를 내는 식품이라면 당뇨 환자들의 급격한 혈당량 상승에 영향을 주지 않게 됩니다. 자일리톨을 포함한 대부분의 당알콜들은 체내에서 포도당으로 직접 전환되는 것이 아니라 다른 경로를 통하여 에너지로 변환되는 감미료입니다. 따라서 당뇨 환자들이 마음 놓고 먹어도 좋습니다. 물론 자일리톨이 함유 되었다고 하더라도 설탕이나 포도당이 같이 함유되어 있는 식품이라면 당연히 당뇨 환자들이 마음 놓고 섭취하면 안 됩니다. 자일리톨과 같은 당알콜 뿐 아니라 결정 과당(crystaline frucose)이라는 순수한 과당(fructose, fruit sugar)의 경우도 포도당으로 바로 전환되지 않고 다른 경로를 통해 에너지로 전환되므로 당뇨 환자들이 애용할 수 있는 감미료입니다. 한 가지 주의할 점은 많은 가공 식품회사들이 과당 시럽이라는 당류를 많이 사용하는데 이는 포도당 등의 성분이 대단히 많이 함유되어 있기 때문에 순수한 결정 과당과는 다르다는 것을 기억해야 합니다. 이러한 자일리톨이나 결정 과당 등과 같이 설탕과 맛과 형태가 비슷하여 기호를 충족시켜 줄 수 있는 형태의 감미료 말고, 아스파탐이나 사카린과 같이 단맛만을 제공하는 형태의 소위 고강도 감미료도 당뇨 환자들이 많이 애용하는 감미료입니다.
탄산음료란 간단히 말해서 향 또는 과즙을 섞은 설탕물에 탄산가스(CO2)를 집어넣은 것입니다.
이 향을 넣은 설탕물은 보통 중성의 산도(pH 6-7)를 갖는데 여기에 탄산가스(CO2)를 투입하면 설탕물의 H2O와 결합하여 H2CO3(탄산)을 형성하여 설탕물의 산도(pH)를 대략 2-4정도(탄산 가스의 투입량에 따라 다르다) 떨어드립니다.
따라서 시중에 나와 있는 대부분의 탄산음료들의 산도(pH)는 대략 3.5정도 입니다.
여기 Xylitol의 충치 발생 요인에서 설명되어 있듯이 우리의 치아는 입 안의 산도(pH)가 5.5 이하로 떨어졌을 경우 에나멜질이 벗겨지면서 상아질이 부식되기 시작합니다. 이것이 충치의 시작입니다. 입안의 산도가 5.5 이하로 계속 유지되면 부식이 계속 진행됩니다. 그러면 탄산음료나 원래부터 산도가 낮은 오렌지 주스 같은 것을 마시면 충치가 진행되느냐? 그렇지 않습니다. 왜냐하면 보통 사람들은 이런 음료들을 입에 물고 한참 있는 것이 아니고 그냥 마셔버리기 때문입니다. 마셔버리면 입 안에 머무를 시간이 없죠. 적어도 이런 산도가 낮은 음료들은 입 안에 30분 이상 물고 있어야 치아의 부식이 시작됩니다. 가끔 신문에 나는 기사 중 치아 부식에 관한 현실성 없는 내용들이 있는데 예를 들어 콜라에 치아를 몇 시간 담가두었더니 형체도 없이 사라졌더라. 그러므로 콜라를 마시면 치아가 몽땅 썩는다. 이건 하나만 알고 둘은 생각하지 않는 가정입니다. 콜라를 물고 30분씩 있다면 우리의 치아는 몽땅 부식될(썩을) 겁니다. 그러나 대부분의 사람들은 1분 내에 마셔버리므로 탄산음료를 마시는 것은 실제로는 우리의 치아에 별다른 영향을 끼치지 못한다고 할 수 있습니다. 그러나 갓난아이들의 경우, 오렌지 주스가 들어있는 우유병을 문채로 잠이 드는 경우가 있습니다. 이런 경우 백발백중 치아가 부식됩니다. 오렌지 주스뿐 아니라 우유나 요구르트를 물고 자더라도 치아는 부식됩니다. 우유나 요구르트 안에 있는 유당 등의 당 성분이 입 안의 뮤탄스균에 의해 발효되어 산을 생성하므로 입 안의 산도를 5.5 이하로 유지시키기 때문입니다. 따라서 유치가 난 아이들이 우유병을 물고 잠이 들도록 하면 절대 안 됩니다. 충치가 되는 가장 빠른 지름길은 잠들기 전에 끈적끈적한 사탕이나 초콜릿을 먹고 칫솔질을 하지 않는 것 입니다. 충치균에 의해 당분은 발효되고, 입 안의 산도는 5.5 이하로 계속 유지되므로 하루 만에도 충치가 생길 수 있습니다. 잠이 들면 입 안의 산도를 중화시켜 줄 수 있는 침의 분비도 잘 되지 않으므로 최악의 상황이 발생합니다. 그리고 인산(phosphate)이 들어있는 콜라는 다른 탄산음료보다 치아를 더 빨리 부식시킬 수 있습니다. 이는 인산칼슘(Calcium Phosphate)으로 구성되어 있는 우리의 치아가 콜라 용액에 있는 인산에게 인산칼슘 중의 칼슘 성분을 빼앗기게 되기 때문입니다. 산에 의해 부식되고, 또 칼슘을 빼앗겨 치아가 분해 되는 것이죠. 물론 화학 작용이 일어나도록 오랫동안 담아두었을 경우에 그렇다는 겁니다.
Q12 자일리톨의 충치 예방 효과에 대한 해외에서의 평가는 어떻습니까?
자일리톨 사용 선진국인 핀란드에서는 5세 이하 아동의 70%가 충치 경험이 없습니다. 그 외 많은 나라에서도 충치 예방 효과와 안전성이 인정되어 있으며, 자일리톨을 사용한 식품은 스웨덴, 핀란드, 노르웨이, 아일랜드, 영국, 네덜란드, 벨기에 등의 치과의사회에 의해서 추천되고 있습니다. 각국 치과의사회의 자일리톨 제품 인증 기준은 껌이나 정과류의 경우 사용하는 감미료가 전부 비발효성 당류이어야 하며 그 중 50% 이상이 자일리톨로 구성되어 있어야 합니다.
Q13 자일리톨은 외국에서 어느 정도 보급되어 있습니까?
자일리톨의 원산지인 핀란드에서는 95% 이상의 껌과 타블렛에 자일리톨이 사용되고 있습니다. 북유럽 국가인 스웨덴, 노르웨이, 아이슬란드에서는 타블렛 류에 90% 이상 사용되고 있으며 일본에서도 신제품의 절반 이상의 껌과 타블렛 류에 자일리톨을 배합하고 있습니다.
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