아세설팜 칼륨
1. 개요
아세설팜 칼륨은 설탕보다 200배 더 단맛을 내는 인공 감미료로, 1967년 독일의 화학자에 의해 개발되었다. 열과 산에 강해 식품 첨가물로 사용되며, 1988년 미국에서 식탁용 사용이 승인되었다. 아세설팜 칼륨은 다른 감미료와 혼합되어 사용되기도 하며, 아스파탐과 달리 열에 안정적이다. 안전성에 대한 논란이 있었지만, 미국 식품의약국(FDA)과 유럽 식품 안전청은 안전성을 인정했으며, 1일 섭취 허용량은 15mg/kg 체중이다.
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| IUPAC 명칭 | 칼륨 6-메틸-2,2-디옥소-2H-1,2λ6,3-옥사티아진-4-올레이트 |
|---|---|
| 다른 이름 | 아세설팜 K Ace K |
| CAS 등록번호 | '55589-62-3' |
|---|---|
| EINECS | '259-715-3' |
| ChemSpider ID | '55940' |
| ChEMBL | '1351474' |
| UNII | 23OV73Q5G9 |
| PubChem CID | '23683747' |
| SMILES | [K+].C\C1=C\C(=O)[N-]S(=O)(=O)O1 |
| InChI | 1/C4H5NO4S.K/c1-3-2-4(6)5-10(7,8)9-3;/h2H,1H3,(H,5,6);/q;+1/p-1 |
| InChIKey | WBZFUFAFFUEMEI-REWHXWOFAT |
| 표준 InChI | 1S/C4H5NO4S.K/c1-3-2-4(6)5-10(7,8)9-3;/h2H,1H3,(H,5,6);/q;+1/p-1 |
| 표준 InChIKey | WBZFUFAFFUEMEI-UHFFFAOYSA-M |
| 화학식 | C4H4KNO4S |
|---|---|
| 분자량 | '201.242' |
| 외관 | 흰색 결정성 분말 |
| 밀도 | 1.81 g/cm3 |
| 녹는점 | 225 °C |
| 용해도 | 270 g/L (20 °C) |
| NFPA 704 | NFPA-H: 1 NFPA-F: 1 NFPA-R: 0 |
|---|---|
| 주요 위험 | 해당 없음 |
| 인화점 | 해당 없음 |
| 자연 발화점 | 해당 없음 |
| 개발 | 1967년 훽스트사에서 칼 클라우스에 의해 발견됨. |
|---|---|
| 단맛 정도 | 설탕의 약 200배. |
| EU 식품 첨가물 번호 | E950 |
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설파메이트 -
폰다파리눅스
폰다파리눅스는 심부정맥혈전증, 폐색전증 등의 치료 및 예방에 사용되는 합성 오당류 Xa인자 억제 항응고제로서, 안티트롬빈 III에 결합하여 Xa인자를 중화시키고 헤파린과 유사한 효과를 내지만 트롬빈은 억제하지 않으며, 에녹사파린 대비 허혈성 사건 위험 감소에 효과적이고 출혈 위험이 낮지만 중증 신장 장애 환자에게는 금기이다. -
설파메이트 -
아즈트레오남
아즈트레오남은 그람 음성균에 효과적인 항생제로, 낭포성 섬유증 환자의 감염 치료에 분무제 형태로 사용되며 페니실린이나 세팔로스포린 알레르기가 있는 환자에게도 비교적 안전하게 정맥 주사, 근육 주사, 또는 흡입을 통해 투여할 수 있다. -
설탕 대체 첨가물 -
갈락토스
갈락토스는 찰스 바이스만에 의해 명명되었고 젖당의 구성 성분이며, 인체 내에서 포도당으로 전환되어 에너지원으로 사용되지만, 대사 이상 시 갈락토스혈증을 유발하고 혈액형 결정 등 임상적으로도 중요한 역할을 하는 단당류이다. -
설탕 대체 첨가물 -
자일리톨
자일리톨은 설탕 대체 감미료로 충치 예방 효과가 있고 혈당 영향이 적어 당뇨 환자에게 유용하지만, 과다 섭취 시 소화기 부작용을 일으킬 수 있으며 개에게는 독성이 있어 주의해야 하는 5탄당 알코올이다. -
부형제 -
이산화 규소
이산화규소(SiO₂)는 규소 원자와 산소 원자가 사면체 구조로 결합된 3차원 네트워크 고체 화합물로, 결정질과 비결정질의 다양한 형태로 존재하며, 지구 지각에서 풍부하게 발견되고 산업적으로 널리 사용되지만, 미세 결정질 형태는 건강 문제를 일으킬 수 있다. -
부형제 -
올레산
올레산은 동물성 및 식물성 기름에 널리 분포하는 오메가-9 지방산으로, 다양한 용도로 사용되며 LDL 콜레스테롤 감소 등의 긍정적 효과가 있지만 과다 섭취 시 부작용을 유발할 수 있다.
2. 역사
아세설팜 칼륨은 1967년 Hoechst AG의 카를 클라우스(Karl Clauß독일어)와 하랄트 옌센(Harald Jensen)에 의해 유사한 화합물을 발견하면서 개발되었다. 1988년 미국에서 식탁용 감미료로 처음 승인받았다.
2.1. 개발
아세설팜 칼륨은 1967년 Hoechst AG의 카를 클라우스(Karl Clauß독일어)와 하랄트 옌센(Harald Jensen)에 의해 발견되었다. 클라우스는 자신이 작업하던 화학 물질에 손가락을 담갔다가 종이 조각을 집기 위해 핥는 과정에서 우연히 단맛을 발견했다. 1975년 클라우스는 아세설팜 칼륨 제조 공정에 대한 미국 특허를 받았으며, 특허권자는 Hoechst Aktiengesellschaft이다. 이후 연구를 통해 동일한 기본 고리 구조를 가진 여러 화합물들이 서로 다른 단맛을 낸다는 사실이 밝혀졌다. 6-메틸-1,2,3-옥사티아진-4(3H)-온 2,2-다이옥사이드는 특히 맛이 좋고 합성이 쉬워 추가 연구 대상으로 선정되었고, 1978년 세계 보건 기구(WHO)로부터 아세설팜-K라는 일반 명칭을 받았다. 아세설팜 칼륨은 1988년 미국에서 식탁용 감미료로 처음 승인받았다.
2.2. 한국 도입 및 규제 현황
アセスルファムカリウム일본어는 2000년 4월에 일본에서 식품첨가물로 지정되어 사용 기준 및 성분 규격이 정해졌다. 그 후 많은 식료품, 특히 청량음료나 주류에 사용되게 되었다. 2008년에는 의약품 첨가물로도 지정되었다.
4. 성질
아세설팜 칼륨은 수크로스보다 200배 더 달고, 아스파탐과 비슷한 단맛을 내며, 사카린보다 약 2/3 정도, 수크랄로스보다 1/3 정도의 단맛을 낸다. 사카린과 마찬가지로, 특히 고농도에서 약간 쓴 뒷맛이 난다. 크래프트 푸드는 아세설팜의 뒷맛을 가리기 위해 페룰산 나트륨 사용에 대한 특허를 받았다. 아세설팜 칼륨은 종종 수크랄로스 또는 아스파탐과 같은 다른 감미료와 혼합되는데, 이러한 혼합물은 각 감미료가 서로의 뒷맛을 가리거나, 혼합물이 구성 요소보다 더 단맛을 내는 상승 작용 효과를 나타내어 수크로스와 유사한 맛을 낸다고 알려져 있다. 아세설팜 칼륨은 수크로스보다 입자 크기가 작아 다른 감미료와 혼합하여 더욱 균일하게 만들 수 있다.
아스파탐과 달리 아세설팜 칼륨은 열에 안정적이며, 중간 정도의 산성 또는 염기성 조건에서도 안정적이어서 베이킹이나 유통 기한이 긴 제품의 식품 첨가물로 사용할 수 있다. 안정적인 유통 기한을 가지고 있지만, 결국 고용량에서 독성이 있는 아세토아세트아미드로 분해될 수 있다. 탄산 음료에는 아스파탐이나 수크랄로스와 같은 다른 감미료와 함께 사용되는 경우가 거의 대부분이다. 또한 단백질 쉐이크 및 의약품, 특히 씹어 먹는 약이나 액체 약물에서 감미료로 사용되어 활성 성분을 더 맛있게 만들 수 있다. 아세설팜 칼륨의 일일 허용 섭취량은 15mg/kg/일로 명시되어 있다.
아세설팜 칼륨은 인간의 식단에 널리 사용되며 신장을 통해 배설된다. 연구자들은 수영장이 소변에 의해 어느 정도 오염되었는지 추정하는 지표로 아세설팜 칼륨을 사용해 왔다.
아세설팜 칼륨은 비우식성이며, 구강 내 박테리아도 대사하지 않기 때문에 충치의 원인이 되지 않는다.
아세설팜 K의 다른 이름으로는 아세설팜산 칼륨, 6-메틸-1,2,3-옥소티아진-4(3H)-온-2,3-이산화물의 칼륨염, 6-메틸-1,2,3-옥사티아진-4(3H)-온-3-에이트-2,2-이산화물의 칼륨이 있다.
4.1. 물리화학적 성질
아세설팜 칼륨은 수크로스보다 200배 더 달며, 아스파탐과 비슷한 단맛을 내고, 사카린보다 약 2/3 정도, 수크랄로스보다 1/3 정도의 단맛을 낸다. 사카린과 마찬가지로 특히 고농도에서 약간 쓴 뒷맛이 난다. 크래프트 푸드는 아세설팜의 뒷맛을 가리기 위해 페룰산 나트륨의 사용에 대한 특허를 받았다. 아세설팜 칼륨은 종종 다른 감미료 (일반적으로 수크랄로스 또는 아스파탐)와 혼합되는데, 이러한 혼합물은 각 감미료가 서로의 뒷맛을 가리거나, 혼합물이 구성 요소보다 더 단맛을 내는 상승 작용 효과를 나타내어 수크로스와 유사한 맛을 낸다고 알려져 있다. 아세설팜 칼륨은 수크로스보다 입자 크기가 작아 다른 감미료와 혼합하여 더욱 균일하게 만들 수 있다.
아스파탐과 달리 아세설팜 칼륨은 열에 안정적이며, 중간 정도의 산성 또는 염기성 조건에서도 안정적이어서 베이킹이나 유통 기한이 긴 제품의 식품 첨가물로 사용할 수 있다. 고용량에서 독성이 있는 아세토아세트아미드로 분해될 수 있다. 탄산 음료의 경우, 아스파탐이나 수크랄로스와 같은 다른 감미료와 함께 사용되는 경우가 거의 대부분이다. 또한 단백질 쉐이크 및 의약품, 특히 씹어 먹는 약이나 액체 약물에서 감미료로 사용되어 활성 성분을 더 맛있게 만들 수 있다. 아세설팜 칼륨의 일일 허용 섭취량은 15mg/kg/일로 명시되어 있다.
아세설팜 칼륨은 옥사티아지아디논 다이옥사이드 유도체로, 6-메틸-1,2,3-옥사티아진-4(3H)-온-2,2-다이옥사이드 (6-methyl-1,2,3-oxathiazine-4(3H)-one 2,2-dioxide)의 칼륨염이다. 분자량 201.24의 백색 결정성 분말을 나타내며, 분자식은 C4H4KNO4S이다.
아스파탐과 달리 열, 산(pH3~7), 효소에 대해 비교적 안정하기 때문에 빵, 쿠키, 저장 기간이 긴 일부 청량 음료 등의 제품에도 이용할 수 있다. 공존 물질과 반응하기 어려우므로 냄새 발생이나 마이야르 반응에 의한 착색성은 없다. 또한 물, 에탄올, 글리세린, 프로필렌글라이콜 용액 등에도 잘 녹으므로 음료, 절임 등에 적합하다.
4.2. 감미 특성
아세설팜 칼륨은 수크로스에 비해 200배 더 달다. 아스파탐만큼 달고 사카린의 단맛의 3분의 2 정도이며 수크랄로스의 단맛의 3분의 1 수준이다. 수크로스와 비교하여 단맛을 더 쉽게 느낄 수 있으며, 뒷맛이 남지 않는다. 깔끔한 맛이지만, 뒷맛이 부자연스럽게 느껴지기도 한다. 하지만 사카린과 마찬가지로, 특히 고농도에서는 뒷맛이 약간 쓴맛이 난다. 이 때문에 쓴맛이 섞인 단맛으로 느껴지는 경우가 있다.
크래프트 푸드는 아세설팜의 뒷맛을 가리기 위해 페룰산 나트륨의 사용에 대한 특허를 받았다. 아세설팜 칼륨은 종종 다른 감미료 (일반적으로 수크랄로스 또는 아스파탐)와 혼합된다. 이러한 혼합물은 각 감미료가 서로의 뒷맛을 가리거나, 혼합물이 구성 요소보다 더 단맛을 내는 상승 작용 효과를 나타내어 수크로스와 유사한 맛을 낸다고 알려져 있다. 다른 고감미도 감미료와 병용하면 상승 효과를 가져오는 성질이 있으며, 아스파탐을 같은 양으로 첨가하면 단맛이 40% 강화된다. 또한 설탕, 과당, 당알코올 등의 당질 감미료와 병용해도 단맛이 15~30% 강화된다. 아세설팜 칼륨은 수크로스보다 입자 크기가 작아 다른 감미료와 혼합하여 더욱 균일하게 만들 수 있다.
페룰산 나트륨을 병용하면 아세설팜칼륨이 가진 쓴맛이 섞인 좋지 않은 뒷맛이 가려진다는 보고가 있다. 아세설팜칼륨 자체에도 다른 맛을 가리는 효과가 있어, 산과 병용하면 산미, 쓴맛을 완화시키거나, 식염과 병용하면 단맛이 날카로워지고 쓴맛이 감소한다. 설탕이나 에리스리톨 또는 자일리톨과 병용하면 바디감(깊이)이 증가한다. 플레이버 엔핸서(풍미 강화제)로서의 성질이 있으며, 초콜릿, 커피, 코코아, 홍차 등에 미량 첨가하면 풍미를 돋우는 작용이 있다.
아세설팜칼륨은 비우식성이며, 구강 내 박테리아도 대사하지 않기 때문에 충치의 원인이 되지 않는다.
4.3. 기타 특성
수크로스에 비해 200배 더 달며, 아스파탐과 비슷한 단맛을 내고, 사카린 단맛의 2/3, 수크랄로스 단맛의 1/3 수준이다. 사카린과 마찬가지로 특히 고농도에서 약간 쓴 뒷맛이 난다. 크래프트 푸드는 아세설팜의 뒷맛을 가리기 위해 페룰산 나트륨 사용에 대한 특허를 받았다. 아세설팜 칼륨은 종종 수크랄로스 또는 아스파탐과 같은 다른 감미료와 혼합된다. 이러한 혼합물은 각 감미료가 서로의 뒷맛을 가리거나, 혼합물이 구성 요소보다 더 단맛을 내는 상승 작용 효과를 나타내어 수크로스와 유사한 맛을 낸다고 알려져 있다. 아세설팜 칼륨은 수크로스보다 입자 크기가 작아 다른 감미료와 혼합하여 더욱 균일하게 만들 수 있다.
아스파탐과 달리 아세설팜 칼륨은 열에 안정적이며, 중간 정도의 산성 또는 염기성 조건에서도 안정적이어서 베이킹이나 유통 기한이 긴 제품의 식품 첨가물로 사용할 수 있다. 안정적인 유통 기한을 가지고 있지만, 결국 고용량에서 독성이 있는 아세토아세트아미드로 분해될 수 있다. 탄산 음료의 경우, 아스파탐이나 수크랄로스와 같은 다른 감미료와 함께 사용되는 경우가 거의 대부분이다. 또한 단백질 쉐이크 및 의약품, 특히 씹어 먹는 약이나 액체 약물에서 감미료로 사용되어 활성 성분을 더 맛있게 만들 수 있다. 일일 허용 섭취량은 15mg/kg/일로 명시되어 있다.
아세설팜 칼륨은 인간의 식단에 널리 사용되며 신장을 통해 배설된다. 따라서 연구자들은 수영장이 소변에 의해 어느 정도 오염되었는지 추정하는 지표로 사용해 왔다.
아세설팜 칼륨은 비우식성이며, 구강 내 박테리아도 대사하지 않기 때문에 충치의 원인이 되지 않는다.
5. 안전성
다른 인공감미료처럼 아세설팜 칼륨의 안전성에 관한 문제가 제기되었다. 그러나 미국 식품의약국(FDA)은 일반 이용을 승인했다. 비평가들은 아세설팜 칼륨이 적절히 연구되지 않았고 발암물질일 가능성이 있다고 주장하나, 이러한 주장은 유럽 식품 안전청과 FDA에 의해 무시되었다.
5.1. 국제적 평가
미국 식품의약국(FDA)은 1988년 아세설팜 칼륨을 안전한 식품 첨가물로 승인했으며, 2023년 현재까지 안전성 평가를 유지하고 있다. 다른 인공감미료와 마찬가지로 아세설팜 칼륨의 안전성에 대한 문제가 제기되었으나, 미국 식품의약국(FDA)은 일반 사용을 승인했다. 비평가들은 아세설팜 칼륨이 충분히 연구되지 않았고 발암물질일 가능성이 있다고 주장하지만, 이러한 주장은 유럽 식품 안전 위원회와 FDA에 의해 받아들여지지 않았다.
2000년 과학적 검토에서 유럽 식품 안전청은 아세설팜 칼륨이 일반적인 섭취량에서 안전하며 질병 위험을 증가시키지 않는다고 결론 내렸다. 국제 연합 식량 농업 기구(FAO)/세계 보건 기구(WHO) 합동 식품 첨가물 전문가 회의(JECFA) 평가에서도 변이원성 및 발암성이 인정되지 않았고, 아세설팜 칼륨 및 가수분해물 모두 독성 시험에서 무해하며, 각종 동물 실험에서도 안전성이 확인되었다. 1일 섭취 허용량은 0~15mg/kg 체중이다.
5.2. 대한민국 내 논란
미국 식품의약국(FDA)이 일반 사용을 승인했음에도 불구하고, 다른 인공감미료들과 마찬가지로 아세설팜 칼륨의 안전성에 대한 문제가 대한민국 내에서도 제기되었다. 일부에서는 아세설팜 칼륨이 충분히 연구되지 않았으며 발암 가능성이 있다는 주장을 제기했지만, 이러한 주장은 유럽 식품 안전 위원회와 FDA에 의해 받아들여지지 않았다.