탄수화물이야기 2 혈당 설탕 액상과당 이야기

혈당이란 무엇인가

포도당은 인간을 포함한 모든 생명체에서 매우 중요한 에너지원이다. 포도당은 모든 세포에서 에너지원으로 사용될 수 있는데 특히 뇌에서 주요 에너지원으로 사용된다. 그래서 혈액 속에 항상 일정 농도 이상의 포도당이 존재하며 이를 혈당(BLOOD SUGAR)이라고 부른다.

<저혈당이 위험한 이유>

사실 우리는 혈당이 높아지는 질환 당뇨병을 주목하지만 진짜로 무서운것은 저혈당이다. 혈당이 높다고 바로 죽지 않지만 혈당이 떨어지면 금방 생명이 위험해진다. 저혈당쇼크라는 말은 많이 들어봤을 것이다. 참고로 혈당은 혈액 100ml 중 존재하는 포도당의 양(mg)으로 표시된다. 100ml 중 100mg이 들어있으면 100mg/dl인 것이다. 정상범위는 공복 시 70~100mg/dl이다

일반적으로 공복상태에서 혈당이 50mg/dl 이하면 중추신경계에 이상이 오면서 저혈당으로 보는데 당뇨환자는 이보다 더 높은 혈당에서도 저혈당 증상이 올 수 있다. 저혈당이 무서운 이유는 바로 뇌의 에너지 공급이 줄어들어 의식을 잃거나 심한 경우 생명이 위험하기 때문이다.  그래서 일정 혈당을 유지하기 위한 안전장치가 있다 우선 급한 대로 간에서 글리코겐을 분해하여 당을 방출하고 그게 다 떨어지면 당을 만든다. 포도당 분해하는 해당과정과는 반대로 에너지를 소비해서 당을 합성하는 것을 포도당 신생합성이라고 한다. 이 대사과정은 척추동물의 경우 대부분 간에서 일어난다. 단백질이나 지방을 원료로 당을 굳이 만드는 이유는 그만큼 중요하기 때문이다. 일정 혈당을 유지 못하면 사람이든 동물이든 결국 의식을 잃고 죽게 된다. 그래서 혈당을 내리는 호르몬은 인슐린 하나지만 혈당을 오르게 하는 호르몬은 글루카곤을 비롯해서 코르티솔, 성장호르몬, 카테콜라민등 여러 가지다

 

설탕과 액상과당(원료, 차이점, 제조공정등)

<설탕 이야기>

설탕(포도당 1 분자와 과당 1 분자가 결합합 이당류)은 자연적으로 흔하게 존재하며 사실 매우 흔한 존재다. 미국 FDA를 비롯해서 세계 여러 나라에서 이 물질은 일반적으로 안전한 물질로 간주한다. 그런데 현대에 와서 설탕을 비롯한 첨가당이 위험한 물질로 변모하기 시작했다. 물론 이 물질 자체가 위험한 것이 아니라 인간이 과용했기 때문이다.

인류가 최초로 대량생산한 당류가 바로 설탕이다. 설탕은 사탕수수나 사탕무 같은 당료작물을 정제해서 얻는데 그 방식과 성분의 차이에 따라 다양한 이름이 있다.

<설탕의 원료 사탕수수와 주산지>

사탕수수는 벼과에 속한 열대작물로 설탕의 가장 중요한 원료식물이다. 브라질과 인도가 최대 생산국으로 2015년 기준 18.7억 톤 가운데 브라질이 7.4억 톤, 인도에서 3.4억 톤이 생산되었다

참고로 이렇게 생산된 사탕수수는 모두 설탕으로 바뀌는 것이 아니다. 일부는 바이오에탄올로 변형되어 대체 연료로 사용된다. 사탕수수의 줄기 부분은 섬유질이 11~16%, 설탕 성분이 12~16%, 수분이 63~73% 수준으로 건조 중량의 상당량이 설탕이다

<사탕수수가 설탕이 되는 과정>

사탕수수 줄기를 잘라서 분쇄한 후 즙을 추출하고 다시 불순물을 제거한 후 당밀을 분리하고 정제하면 원료당이 된다. 그런데 아직 원료당에는 불순물이 섞여있어 황갈색으로 보인다., 여기서 더 용해와 재결정화를 거쳐 더 정제하면 백설탕이라고 부르는 정제당이 된다.

이렇게 대량 생산된 설탕은 여러 가지 음식과 음료에 들어가기 시작했다. 식품에 단맛을 첨가하는데 물론 초콜릿처럼 쓴맛을 지닌 식품의 맛을 없애는데도 사용되었다. 그런데 수많은 식음료 회사가 시장에서 경쟁을 하다 보니 이것만 가지고는 살아남기 어려웠다. 역시서 식음료회사들을 위한 새로운 물질이 탄생하였으니 바로 그것이 액상과당(고과당 옥수수시럽)이다

<액상과당 이야기>

액상과당의 원료는 옥수수다. 설탕은 사탕수수 액상과당은 옥수수다. 원료가 다르다 설탕과 액상과당은 다른 것으로 보면 된다. 옥수수에 있는 녹말을 효소로 분해시키면 포도당(단당류), 맥아당(이당류), 올리고당(다당류)으로 분해된다. 이렇게 만든 콘 시럽은 달기는 하지만 설탕물보다는 더 달지는 않다. 그런데 이를 효소로 처리해서 마법을 부릴 수 있다. 즉 여기에 있는 당류들을 효소를 이용해서 과당으로 바꾸는 것이다. 이렇게 해서 포도당, 과당 그리고 일부 올리고당으로 된 액상과당이 탄생한다. 액상과당은 이름처럼 녹은 과당을 이용하므로 아주 달고 맛있다. 더 중요한 것은 아주 저렴한 작물을 원료로 삼으므로 가격이 저렴해 부담 없이 온갖 식품과 음료에 첨가할 수 있다는 것이다. 

<액상과당의 종류>

액상과당은 그 농도에 따라 HFCS 42(수분을 제외하고 42% 과당), HFCS 55(55% 과당) HFCS 42는 주로 시리얼, 음료, 과자당을 제조하는 데 사용되며 HFCS 55는 대부분 가당 음료에 들어간다. 우리가 먹는 음료에 대부분에는 HFCS 55가 들어간다고 보면 된다

42/55라는 명칭에서도 눈치챌 수 있지만 액상과당은 이름처럼 물에 녹은 단순과당이 아니다. HFCS 42는 수분을 제외하고 42% 과당, 50%는 포도당이고 나머지는 아직 처리되지 않은 올리고당등이다. 즉 액상과당이라고 해서 과당만 들어있는 것은 아니란 사실을 기억하자

<꿀 이야기>

자연계에서 비슷한 물질이라고 하면 사실 꿀을 들 수 있다. 꿀벌은 본래 꿀에 들어있는 설탕 성분을 효소로 분해해서 과당과 포도당으로 바꾼다. 따라서 벌꿀은 액상과당과 마찬가지로 설탕보다 더 달게 느껴진다

<전화당 invent sugar 이야기> 

요리에 첨가할 목적으로 설탕을 효소로 처리해 가수분해한 것을 말한다. 옥수수의 원료의 액상과당과 더불어 제과 제빵등 여러 식품에 첨가제로 들어가고 있다. 물론 이 역시 본래 식재료에 들어있는 것이 아니라 우리가 대량생산해서 인위적으로 첨가하므로 첨가당의 일종이다

1960년대에 액상과당의 제조법이 개발되고 1970년대에 상품화되자 더 자극적인 단맛을 추구하는 식음료업계는 이 문영의 이기를 기꺼이 받아들여 음료수와 식품에 추가했다. 특히 설탕보다 더 저렴하고 액체라 물과 잘 섞이는 액상과당의 출현은 가당 음료를 제조하는 식품회사에는 기적의 물질이었다. 액상과당은 음료수 이외에 여러 가공식품에 들어가 과당을 먹기 위해 비싼 과일이나 꿀을 먹는 수고스러움을 덜어주었다. 이는 현대문명의 기적이었다.

그러나 동시에 본래는 접할 수 없었던 당류를 대량으로 쉽게 접하면서 인류는 당류를 남용하고 말았다. 단맛의 유혹뒤에는 그만한 대가가 있었다. 너무 과량으로 섭취하다 보니 계속해서 추가로 열량을 섭취했고 이렇게 섭취한 열량은 지방으로 바뀌면서 비만은 물론 당뇨, 고혈압 같은 성인병이 뒤 따른 것이다. 물론 항상 그러하듯이 설탕이나 액상과당이 문제는 아니라 이를 남용한 인간이 문제다