설탕 대신 스테비아? - 스테비아 효능 및 부작용

당뇨나 다이어트, 키토제닉, 당질 제한식하시느라 설탕을 못 드시는 분들! 여기 주목하세요~

최근에 논란이 된 대체감미료 때문에, 그렇다면 대체 뭘 믿고 먹어야하나 고민 많으셨지요?

이전 편 [에리스리톨 논란, 여기서 종결!] 처럼,

그렇다면 대체 어떤 대체감미료가 안전할까를 고민하며, 과학적으로 꼼꼼히 따져보았습니다.

 

 

지금부터 설탕을 대신할 안전한 천연 대체 감미료 정보 대방출 1탄, 시작합니다!

 

스테비아 (Stevia)

스테비아란?

스테비아는 남아메리카가 원산지인 Stevia rebaudiana 식물의 잎에서 추출한 천연 감미료입니다. 수백년전부터 sweetleaf, sugarleaf 등으로 불리며 사용되어 왔다고 하는데요. 최근 설탕 대체제로 인기를 얻으며, 상업적으로 이용되고 있습니다. 단맛을 내는 성분은 스테비올 배당체 (steviol glycosides)로, EU에서는 12종의 스테비올 글리코사이드가 감미료로 승인을 받았다고 하는데요. 주로 Rebaudioside A (Reb A), Stevioside 등이 많은 비중을 차지한다고 합니다.

사탕무, 사탕수수에서 추출하는 설탕과 비슷한 방식으로 추출되므로 천연 감미료라고 여겨집니다. 스테비아 즙액을 필터를 통해 불순물을 거르고, 레진을 통해 스테비올 배당체를 분리해냅니다. 이를 알코올에 녹여서 추출한 뒤, 건조시킵니다. 순도를 높이기 위해서 레진을 통해 스테비올 배당체만 추출하는 과정을 반복합니다. 이 과정에서 주로 Reb A와 Stevioside가 추출된다고 합니다.

 

효소처리 스테비아는 위에서 설명한 스테비아와 조금 다른데요.

효소처리 스테비아에 대한 자세한 내용은 이 글을 참조해 주세요.

효소처리 스테비아 vs 스테비아

 

특징

시중에 판매되는 스테비아는 대부분 순도 95% 이상의 스테비올 배당체이며, 설탕의 200-400배에 해당하는 단맛을 가지고 있으나, GI 지수는 0으로 칼로리가 없고, 혈당에도 영향을 미치지 않습니다. 대장 내 미생물에 의해 스테비올과 글루코스로 분해되고, 스테비올은 일부 체내로 흡수되고 일부는 그대로 체외로 배설되며, 글루코스는 미생물의 먹이로 쓰입니다. 체내로 흡수된 스테비올은 간에서 glucuronide화되어 소변으로 배설됩니다.

 

안전성

순도가 높은 스테비올 배당체에 대한 여러 독성 평가(흡수, 분포, 대사 및 배설, 급성 독성, 반복 독성, 장기 독성, 발암성, 유전독성, 생식 및 발생독성 등)를 통해 비유전독성이며, 장기독성 및 발암성도 나타나지 않았다고 평가되었습니다. 미국 FDA에서는 '일반적으로 안전하다고 인정되는 물질(Generally Recognized As Safe, GRAS)'로 분류하였고, 유럽 EFSA에서도 식품 첨가물로 승인되었으며, 한국 식약처 역시 안전한 물질로 판단하고 있습니다. 이들 기관과 FAO/WHO 합동 식품첨가물 전문가회의(JECFA)는 1일 섭취 허용량 (Acceptible Daily Intake, ADI)을 4 mg/kg bw(body weight)/day로 설정하였습니다.

다만, 위의 안전성 평가는 95% 이상 순도의 스테비올 배당체를 대상으로 한 것이며, 스테비아 잎이나 원추출물 (crude extract)은 GRAS로 여겨지지 않으며, 감미료로 인정되지 않는다고 합니다.

 

스테비아 효능 및 장점

1. GI 지수가 0이고, 칼로리도 없어, 혈당 관리와 체중 조절에 도움이 될 것입니다.

2. 인슐린 분비 촉진 및 혈당 조절 개선을 통해 당뇨의 진행을 느리게할 가능성이 있습니다.

• 당뇨가 많이 진행된 소규모 환자군에서 고용량의 스테비오사이드를 복용하였을 때 식후 혈당이 감소하고, 인슐린 생성능력 및 포도당 내성이 개선됨이 보고되었습니다. (소규모 임상시험)
• 750mg/day 혹은 1500mg/day의 매우 고용량으로 스테비오사이드를 3개월간 복용한 1형 또는 2형 당뇨환자군에서 대조군만큼 공복 혈당과 HbA1c 수치가 증가하지 않음이 보고되었습니다. 즉, 고용량의 스테비오사이드가 당뇨의 진행을 느리게할 수 있음을 시사합니다. (소규모 임상시험)
• 500mg의 스테비올 배당체를 복용하였을 때, 근육에서 글리코겐 재합성이 증가됨이 보고되었습니다. (15명의 자전거 선수 대상)
• 스테비오사이드와 스테비올이 포도당 농도에 따라 베타 세포에서 인슐린 분비를 촉진시킨다는 보고가 있습니다. (세포 실험(in vitro) 및 쥐 동물 모델의 생체 외 실험(ex vivo))
• 스테비오사이드와 스테비올이 인슐린 분비를 조절하는 유전자의 발현을 조절하거나, 포도당 신생합성에 관여하는 효소의 활성을 저해하여, 인슐린 분비 촉진, 인슐린 민감성 개선, 포도당 신생합성 억제를 통해 포도당 내성을 개선시킬 수 있다는 보고가 있습니다. (쥐 동물 모델 (in vivo))
• 특히, 스테비오사이드는 TRPM5 (transient receptor potential cation channel subfamily M member 5)라는 혀와 베타 세포에 존재하는 맛 수용체를 통해 인슐린 분비를 조절하는 것으로 보입니다. (쥐 동물 모델)
• 3개월~1년 동안 일반인 및 당뇨 환자가 고용량의 스테비올 배당체를 복용한 연구를 통해, 당뇨 환자에서도 스테비올 배당체의 안전성을 검증하였습니다. (임상 시험)

3. 항고혈압 효과가 있을 수 있습니다. (혈압 강하 효과가 있습니다.)

• 스테비오사이드는 고용량에서 혈압 강하 효과가 있음이 보고되었습니다. (쥐 동물 모델)
• 특히, 500mg의 스테비오사이드 캡슐을 주 3회씩 2년간 복용하였을 때, 경증 고혈압 환자에서 혈압 감소가 보였는데, 다른 부작용이 없었다는 점이 주목할만한 점입니다. (경증 고혈압 환자 대상 임상 시험)
• 당뇨 환자 또는 정상인에서 스테비오사이드 혹은 Reb A를 복용했을 때는 정상 혈압을 계속 유지했다고 합니다. (당뇨 혹은 정상인 대상 임상 시험들)

4. 항고지혈증 효과가 있을 수 있습니다. (체내 지방 프로필을 개선시킵니다.)

• 스테비아 추출물과 스테비오사이드는 간 세포주에서 세포 외부의 콜레스테롤 흡수를 증가시키고, 콜레스테롤 생성은 저해함이 보고되었습니다. (세포 실험)
• 스테비오사이드 및 스테비아 추출물이 당뇨, 고지혈증, 비만 쥐 동물 모델에서 담즙 분비 촉진, 지방 생성 신호 경로 조절 등을 통해 콜레스테롤, LDL, 중성지방(Triglyceride, TG) 등을 줄이는 것이 보고되었습니다. (쥐 동물 모델)
• 스테비아 추출물이 20명의 여성 고지혈증 환자에서 LDL과 TG를 줄이고, HDL을 증가시킴이 보고되었습니다. (소규모 임상시험)

5. 3번과 4번 효능을 기반으로 생각해볼 때, 스테비올 배당체가 심혈관 질환의 위험성을 낮출 수 있을 가능성이 있습니다.

6. 항균 효과와 충치 예방 효과가 있을 수 있습니다.

• 스테비오사이드 및 Reb A는 설탕과 비교하였을 때 충치를 일으키지 않았다고 합니다. (쥐 동물 모델)
• 인체를 대상으로 한 연구가 앞으로 수행되어야 할 것입니다.

7. 항산화 및 항염증 효과가 있을 수 있습니다.

8. 암 예방 혹은 항암 효과가 있을 수 있습니다.

• 스테비올, 스테비오사이드, RebA 등이 유방암, 간암, 위암, 대장암, 췌장암 등 다양한 종류의 암세포주의 분열을 억제하거나, 사멸시킬 수 있다는 연구들이 있습니다. (모두 세포 실험)
• 동물 실험 결과는 아직 보고된 바가 없어 결론을 내리기 어렵습니다.

 

스테비아 부작용 및 잠재적 위험성

1. 스테비올 배당체와 장내 미생물에 관한 연구가 진행되고 있습니다.

     : 몇몇 연구에서는 스테비올 배당체가 일부 장내 미생물 균주의 성장을 방해할 수 있다고도 하였으나, 다른 연구에서는

     영향이 없다고 보고하였습니다. 앞으로 더 많은 연구가 필요합니다.

2. 스테비오사이드, Reb A의 대사체인 스테비올은 스테로이드 구조를 가지고 있어, 체내 호르몬의 불균형을 초래할 수 있다는 위험성이 제기되었습니다.

     : 정자의 프로게스테론 수용체가 스테비올과 붙을 수 있고, 10 mg/ml 이상의 스테비올을 처리한 세포 실험에서 프로게스테론의 생성이 증가함이 보고되었습니다. 그러나 실제로 체내에 10 mg/ml 이상의 스테비올이 존재하기는 어렵다고 생각되며, 더 많은 연구가 필요합니다.

 

구매 시 주의점

최근에는 Reb A, Reb D, Reb M을 옥수수 전분을 이용해 효모에서 생합성할 수 있는 기술이 개발되어 스테비아 잎을 사용하지 않고도 이들 스테비올 배당체를 생산해낼 수 있다고 합니다. 또는 스테비아에서 추출한 Reb A를 효모를 이용하여 Reb M으로 변환시키기도 한다고 하는데요. 이는 스테비아의 불쾌한 끝맛을 개선시키기 위한 식품업계의 노력의 결과라고 합니다. Reb D, Reb M이 스테비올 배당체 중 다른 종류에 비해 더 설탕과 비슷한 맛을 낸다고 홍보하는 제품도 있다고 해요.

또한, 유전자 변형을 사용하지 않고, 전통적인 육종 방법으로 개발된 Starleaf와 같은 스테비아 품종은 Reb M과 Reb D를 기존의 품종보다 20배 높게 함유하고 있어, 이 품종에서 추출한 스테비올 배당체는 설탕과 더욱 비슷한 단맛을 낼 수 있다고 합니다. 

주의해야할 점은 스테비아 제품이라고 쓰여 있으나, 순수 스테비올 배당체만 있는 것이 아니라, 당 알코올이나 아스파탐, 수크랄로스와 같은 다른 인공 감미료나 기타 성분과 블렌딩된 제품도 많으므로, 원재료명을 꼭 확인하시고 구매하시길 권장합니다.

결론 및 제안

고순도 스테비올 배당체가 비교적 최근에 대중의 관심을 받고 시장에 도입되었기 때문에, 장기적인 임상 연구가 아직 많이 수행되지 않은 것 같습니다. 그러나 스테비오사이드, Reb A에 있어서는 단일 성분이 고용량에서도 당뇨 환자 및 고혈압환자에게도 안전성을 보이는 것이 임상 연구를 통해 확인되었기 때문에, 대사 질환이 있으신 분도 어느 정도는 안심하고 드셔도 될 것 같다는 것이 저의 개인적인 의견입니다. 그러나 아직 연구가 많이 진행되어야 하는 만큼, 식단에서 단맛을 점점 줄여가는 것을 목표로, 임시로 설탕을 대체한다고 생각하고 소량만 사용하시는 것을 권장하고 싶습니다.

제품을 구입하실 때는 반드시 블렌딩된 추가 성분이 없는지 원재료명을 확인하시고, 혹시 옥수수 전분을 이용해 효모에서 생합성된 제품일 수 있으니, Non-GMO 마크도 확인하시는 것이 좋겠습니다.

액상 스테비아의 경우, 스테비올 배당체 추출 과정에서 알코올을 사용하게 되는데, 이것이 어쩔 수 없이 제품에 포함되게 되는 것 같습니다. 제조사마다 어떤 종류의 좋은 알코올을 사용해서 추출하는지는 알 수 없으므로 파우더 형태를 구매하시는 것이 가장 안전할 것 같고, 아주 소량 섭취하시는 것이라면 액상도 가끔은 괜찮을 것 같다는 생각입니다. (이 내용에 대해서는 나중에 더 정확한 정보를 알게 되면 수정할게요!)

 

참고문헌

한국 식품의약품안전평가원, 감미료 위해평가 (2016)

https://www.fda.gov/food/food-additives-petitions/additional-information-about-high-intensity-sweeteners-permitted-use-food-united-states

https://www.baynsolutions.com/en/stevia

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Shannon M, Rehfeld A, Frizzell C, Livingstone C, McGonagle C, Skakkebaek NE, Wielogórska E, Connolly L. In vitro bioassay investigations of the endocrine disrupting potential of steviol glycosides and their metabolite steviol, components of the natural sweetener Stevia. Mol Cell Endocrinol. 2016 May 15;427:65-72.