과학 다반사

4. 음료의 과학
4.2 복잡한 수용액, 탄산음료 part 2


  콜라를 비롯한 탄산음료의 가장 중요한 맛은 무엇보다 단맛일 것입니다. 탄산음료의 단맛은 주로 설탕이나 고과당 옥수수 시럽으로 냅니다. 콜라의 경우 250 mL 음료에 28 g의 당분이 들어있습니다(https://www.coca-colacompany.com). 이 당분이 탄산음료가 가지는 열량 전부입니다. 여기서 재밌는 것은 세계 1위의 C 콜라의 경우 나라마다 사용하는 당 종류가 다릅니다. 미국에서는 옥수수에 축출한 고과당 시럽(고과당 옥수수 시럽, high-fructose corn syrup)을 사용합니다. 한국의 경우에는 설탕과 고과당 옥수수 시럽을 섞어서 사용합니다. 콜라 팬들이 제일 맛있는 콜라라고 인정하는 멕시코 콜라의 경우 설탕만을 사용합니다. 멕시코에서 생산하는 콜라에 단맛을 위해서 설탕만 첨가하는 이유는 미국에서 대량 생산되어 수출하는 고과당 옥수수 시럽으로부터 자국의 사탕수수 농장을 보호하기 위한 이유라고 합니다(Anne Glusker, SMITHSONIANMAG.COM, AUGUST 11, 2015). 설탕은 포도당과 과당이 결합한 이당류입니다. 설탕은 포도당보다 덜 달게 느껴진다고 합니다(Wiebe et al. BMC Med. 2011, 9, 123). 설탕은 우리 몸에서 포도당과 과당으로 분해되고, 포도당은 주요 대사에 직접 사용됩니다. 상대적으로 과당이 포도당보다는 즉각적으로 혈당을 올리지는 않지만(Wiebe et al. BMC Med. 2011, 9, 123), 고과당 옥수수 시럽에는 포도당도 섞여 있고(https://www.fda.gov/food), 과당 역시 결국은 섭취된 뒤, 간에서 포도당으로 전환되어 우리 몸의 대사작용에 사용됩니다. 어떤 종류의 당분이건 많이 섭취하게 되면 결국은 몸에 좋지 않습니다. 그러면, 콜라의 당분이 콜라가 나쁜 음료의 대표가 되는데 한몫했을까요? 2015년 식품의약품안전처 자료에 의하면 1회 제공량의 평균 당 함유량은 탄산음료 24 g, 과채주스의 20.2 g, 과채음료 16.6 g, 혼합음료 15.1 g, 유산균음료 11.2g으로 모두 만만치 않은 양의 당분이 포함되어 있습니다(https://www.yna.co.kr/view/AKR20150914046351017). WHO에서는 성인의 경우 당분에 의한 에너지 섭취량을 총 에너지원의 10%가 넘지 않고, 하루 50 g이 되지 않게 권고하고 있습니다(WHO, Guideline: Sugars intake for adults and children, 2015). 이 정도라면, 하루에 탄산음료 한 캔(250 mL) 정도는 건강에 큰 문제가 없을 것 같습니다. 
  많은 매체에서 탄산음료의 문제를 중독성이라고 지적합니다. 그리고 탄산음료에 포함된 카페인을 중독의 주요 원인이라고 합니다. 약물중독이란 약물을 사용하는 것이나 약물의 사용량을 제어하지 못하고, 약물을 사용하지 못하는 상황에서 급격하게 부정적 감정 상태를 가지는 상태를 일컫습니다(Koob and Simon, J Drug Issues. 2009, 39, 115–132). 이러한 행동을 가지게 되는 이유는 중독된 약물을 복용했을 때 뇌 속에서 도파민이라는 신경전달물질을 과량 분비하기 때문입니다. 도파민은 행복 호르몬이라고도 불리는 신경전달물질로 운동기능, 뇌하수체 호르몬 조절 등의 중요한 기능을 합니다. 카페인도 도파민의 분비를 활성화하게 하고 중독이 될 수 있습니다(Volkow et al. Transl Psychiatry. 2015, 5, e549). 사람들이 일상에서 카페인을 섭취하는 이유는 카페인이 아데노신이라는 핵산이 신경세포의 세포막 내 수용체에 결합하는 것을 막아주기 때문입니다. 아데노신이 신경세포에 전달되면 신경 활성도가 떨어지고 졸리게 됩니다. 그러나 카페인이 아데노신 대신 수용체에 붙으면 신경이 다시 활성화되고 기운이 난 것처럼 느끼게 됩니다(Volkow et al. Transl Psychiatry. 2015, 5, e549). 많은 종류의 탄산음료에는 카페인이 포함되어 있습니다. 250 mL 용량 콜라에는 25 mg 내외의 카페인이 함유되어 있습니다. 성인의 경우 하루 400 mg의 카페인 섭취까지는 안전하다고 합니다(Caffeine: How much is too much? Mayo clinic, 2020). 드립 커피 한 잔에 많게는 170 mg의 카페인이 포함된 것과 비교하면 콜라의 카페인양은 적고, 하루 10캔을 마셔도 괜찮을 것입니다(https://www.math.utah.edu/~yplee/fun/caffeine.html). 카페인이 포함된 음료를 마시면 배뇨 기능이 향상되어 소변을 더 많이 보게 되지만, 정상적인 성인의 경우 탈수 증세가 날 정도는 아닙니다.

​글 그림 김준곤

2020년 8월 3

  지금까지 콜라를 중심으로 한 탄산음료의 주요성분과 그 작용에 대해서 알아봤습니다. 성분과 함유량만 봤을 때 딱히 탄산음료가 건강에 해롭다고 할 이유는 없는 듯합니다. 카페인으로 중독이 일어나지도 않을 것 같고요. 하지만, 여기서 우리가 한 번 더 확인할 점이 있습니다. 바로 중독의 정의입니다. 약물중독 증상 중 하나가 섭취량을 조절하지 못하는 것입니다. “Your Brain and Food”라는 책의 저자이자 신경과학자인 개리 웬크(Gary Wenk) 박사는 “탄산음료의 중독은 적절한 양의 당분과 카페인, 그리고 탄산으로 소비자가 섭취하면 기분이 좋게 설계됐기 때문”이라고 말했습니다(What makes soda so addictive?, CNN health, October 28, 2019). 즉, 어떤 한 물질에 의해서 중독되는 것이 아니라 첨가된 모든 물질이 소비자가 "가볍게 계속 기분 좋게 즐길 수 있게" 해줘서 소비하는 양을 제어하지 못하게 하는 것입니다. 성인의 경우에 꽤 많은 양을 소비해도 큰 문제가 없으나, 문제는 어린이입니다. 만 18세 미만 미성년자의 경우 하루에 25 g 이내의 당분 섭취를 권장하고 있습니다(American Heart Association statement Added Sugars and Cardiovascular Disease Risk in Children). 카페인의 경우 만 12세 미만의 어린이는 섭취를 금하고, 만 12세 이상의 어린이는 하루 섭취량이 100 mg을 넘지 말도록 권장하고 있습니다(Caffeine: a Growing Problem for Children, US News, Jill Castle, June 1, 2017). 콜라 한 캔에는 미성년자의 일일 권장량이 넘는 당분이 함유되어 있고, 만 12세 미만의 어린이에게는 금지된 카페인이 함유되어 있습니다. 특히나, 성인보다 충동을 제어하기 어려운 아이들의 경우에 적절한 청량감에 의한 탄산음료의 중독은 더 심해질 수도 있습니다. 아이들이 적정량의 탄산음료를 즐기고 중독되지 않게 하기 위해서는 어른의 관심과 개입이 필요합니다. 
  “과유불급(過猶不及)”이라는 말이 있습니다. 무엇이든 한쪽으로 지나치면 부작용이 크다는 뜻으로 이는 생화학에서 매우 중요한 개념입니다. 의사이자 최초의 화학자라고도 불리는 파라켈수스(Paracelsus, 1493 ~ 1541)는 "모든 것은 독이며 독이 없는 것은 존재하지 않는다. 용량이 독을 정한다"라고 했습니다. 상쾌함과 시원함으로 오랜 시간 사랑받는 탄산음료, 사랑받아온 시간 동안 사랑을 독식하려고 시나브로 변해왔고, 결과적으로 독이 될 수도 있습니다. 

© 김준곤

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