사카린이 항생제 효과를 높여주고, 항생제 내성을 없앤다?!

아침에 기사를 보다가 흥미 있는 기사가 있어서 옮겨본다.

 

"항생제 내성 없앤다"...해로운 줄 알았는데 뜻밖의 효능 보인 '이것'

설탕의 약 300배의 단맛을 내는 인공 감미료 사카린이 기존 항생제의 효과를 높여주고, 항생제 내성을 없앨 수 있다는 새로운 연구 결과가 나왔다.
지난 1일 영국 브루넬대 연구팀은 국제 학술지 ‘엠보 분자 의학’에 이 같은 연구 결과가 담긴 논문을 게재했다.

연구를 이끈 로넌 맥카시 교수는 “사카린이 세계에서 위험한 병원균 중 하나인 다제내성균을 억제하는 효과를 보였다”며 “요구르트나 무설탕 음료 등 다이어트 식품에 흔히 쓰이는 감미료가 항생제 대안이 될 수 있다”고 전했다.
연구팀은 사카린이 장내 세균에 어떤 영향을 미치는지 살펴봤다. 그 결과, 사카린이 박테리아 성장을 멈추고 DNA 복제를 방해하고, 박테리아가 바이오필름(항생제 생존에 도움이 되는 끈적끈적한 보호층)을 형성하는 것을 막는다는 것을 발견했다.
또한 사카린이 함유된 하이드로겔 상처 드레싱도 개발했다. 이 드레싱은 테스트에서 현재 병원에서 사용되는 은(실버) 기반 항균 드레싱보다 박테리아 수치 감소에 더 우수한 것으로 나타났다.

항생제는 몸에 해로운 세균과 박테리아를 공격하는 방식의 약물이다. 항생제로 인해 수술 후 감염에 의한 사망이나 세균성 질병에 의한 사망, 상처 감염에 의한 사망 등이 줄어들어 인류 수명은 비약적으로 늘어났다.
하지만 항생제 처방에도 살아남은 세균이나 박테리아가 진화해 내성이 생기면서 기존 항생제가 듣지 않는 문제도 발생해 왔다. 항생제 내성 문제로 현재 전 세계적으로 매년 약 500만 명의 사망과 직간접적으로 관련된 것으로 추정된다.

맥카시 교수는 “새로운 항생제를 개발하는 데는 수십억 달러와 수십 년이 걸리는데 연구를 통해 사카린을 발견했다”면서 “내성 감염을 치료할 새로운 약물이 시급히 필요한데 사카린이 가능성을 지닌 새로운 치료법이 될 수 있을 것으로 보인다”고 했다.

출처: 조선일보

 

어릴 때 할머니가 미숫가루에 사카린을 넣어서 타주시면 엄청 달달했던 기억이 있다. 그렇다면 사카린은 뭐지? 그래서 찾아보았다.

 

사카린

사카린나트륨이라고도 불리는 사카린은 19세기 말에 미국에서 콘스탄틴 팔베르크에 의해 처음 발견된 최초의 화학조미료이다. 식품의 단맛을 내는 데 쓰이는 감미료이기도 하다.

제법

제법은 여러 가지가 있지만 가장 유명한 것은 Remsen-Fahlberg 법이다. 톨루엔에서 합성하는 방법이다. 톨루엔의 Chlorosulfonation 반응으로 얻어진 ortho 화합물을 아민화 반응을 통해 o-Toluenesulfonamide를 만들고, 이것을 산화시켜 사카린으로 만든다. 그 외에 Maumee 법으로도 합성이 가능하다. 실험실에서 실험할 때는 주로 Remsen-Fahlberg 법을 이용하는데, 재료를 구하기가 더 쉽기 때문이다. 시판되는 사카린은 순수한 사카린에 나트륨을 첨가하여 소듐염의 형태로 판매한다. 그래야 물에 잘 녹기 때문이다.

만드는 과정에서의 부반응이 많고, 원재료인 톨루엔부터 시작해서 중간 반응물과 부산물들이 전부 인체에 치명적인 물질이기 때문에 정제가 절대적으로 중요하다. 만드는 것 자체는 대학 학부 과정 정도로도 충분히 이해할 수 있으나, 생성물에서 먹을 수 있는 순수한 사카린만을 분리해내는 것이 매우 어렵다. 그리고 상온과 중성 조건에서는 수득률이 너무 낮기 때문에, 황산 촉매와 적절한 온도 조건이 추가로 필요하다. 이 제조 및 정제 기술이 사카린 품질의 척도라고 봐도 될 정도이며, 이러한 제조의 어려움과 국내에선 사카린에 대한 나쁜 인식이 겹쳐 국내에서는 경인양행만이 사카린을 생산하고 있다. JMC라는 경인양행 그룹의 자회사로 분할되어 생산 중에 있고, 이걸 쉽게 소분해서 출시한 제품이 타이거 사카린이다. 그나마 경인양행에서 처음부터 사카린을 개발, 생산해 온 것도 아니다. JMC의 전신인 제일물산은 본래 별개의 기업이었다가 2004년 경인양행이 인수한 것. 경인양행 자체는 섬유 염료 제품이 주요 생산품인 기업이다.

 

특징

동일 중량 설탕 대비 무려 300배의 당도를 자랑하며 당원, 뉴슈가, 특당, 당정, 삼성당, 신화당 등의 상표명으로 포도당 등을 섞어 판매한다. 일단 당도가 워낙 강하기 때문에 순수 사카린으로는 계량이 힘들어 사용의 편의성을 위해서다. 사카린 함량은 5-20%. 마트에서도 쉽게 구할 수 있다. 상술한 국내 유일하게 사카린을 생산하는 JMC에서 직접 나오는 포도당등이 섞이지 않은 100% 사카린 제품도 있으며, 계량의 편의성을 위해 이쪽은 분말이 아닌 과립형 결정알갱이 형태로 제품이 나온다. 대략 1~2알갱이면 각설탕 하나 정도의 단맛.

맛은 시중에 파는, 설탕 알갱이보다 약간 큰 정도인 사카린 100% 결정을 한 알 먹어보면 알 수 있는데, 처음에는 형용하기 어려운 미묘한 화학적 맛이 잠시 나다 곧 단맛이 휘몰아 친 다음, 마지막으로 처음에 났던 미묘한 화학적 맛이 섞인 쓴맛이 난다. 이후에 미미하게 단맛이 남는다. 어쨌든 일상생활에서 흔하게 사용하는 설탕과는 다른 이질적인 단맛이다. 특히 사용량이 적정량보다 과하면 쓴맛이 더욱 두드러진다. 그래서인지 계량의 편의성과 특유의 쓴 맛과 이질적인 단 맛을 잡기 위해 소비자용 제품들은 포도당을 함께 쓰는 경우가 많은 편이다. 물론 사카린나트륨 100% 제품도 있긴 하다.

설탕보다 훨씬 강력한 단맛을 자랑하다보니 음식할 때 넣는 양 자체를 획기적으로 줄일 수 있고, 몸에 거의 흡수되지 않아(즉, 열량이 거의 제로라) 당뇨병 환자들에겐 병원에서 사카린 탄 물 마시라고 하기도 할 정도로 추천 감미료. 다만 주의할 점은 시중에서 파는 사카린 관련 제품들은 양 조절을 위해 포도당처럼 보통 혼합된 게 많다. 워낙 소량만으로도 강한 단맛을 내기 때문에 물 한컵에 소금 치듯이 한두 번 치면 너무 달아서 못 먹을 정도가 된다. 양이 많으면 오히려 쓴맛이 강하게 남으니 양 조절을 잘해야 된다. 그래도 양을 획기적으로 줄일 수 있는 건 매한가지지만. 단 거 좋아하는 비만환자들도 설탕 대용으로 써볼 여지가 있다.

MSG와는 다르며, MSG가 적당한 짠맛과 감칠맛을 내는 감미료라면 사카린은 극소량으로도 엄청난 단맛을 내는 감미료이다. MSG가 소금의 대체재라면 사카린은 설탕의 대체재인 것. 참고로 사카린은 MSG와 달리 정말 조금만 넣어도 단맛이 크게 강해지므로, MSG처럼 조금 여유롭게 티스푼 수준으로 뿌리면 그것이 국 음식일지라도 음식을 못 먹을 정도로 망친다. 쉬이 구분하려면, 설탕을 넣어 먹지 않고 맛이 강하지 않은 음식, 특히 국물 요리로 예를 들어 설렁탕, 곰탕, 된장국, 죽 같은 데 넣으면 음식을 망치기 쉽다. 물론 개인차는 있을듯. 미묘하게 쓴 뒷맛이 있기에 설탕을 넣어 먹기도 하는 평양 냉면 국물에도 잘 맞지 않는 편. 다만 간이 센 칡냉면이나 비빔냉면, 회냉면엔 써도 괜찮은 편이다.

김치와 좋은 상성을 가진다. 설탕을 쓰면 발효가 너무 빨라져 배추, 무 등 재료가 쉽게 물러지나 사카린을 쓰면 달큰하면서도 아삭아삭하고 시원한 맛이 나기 때문이다. 국내에서 뉴슈가로 파는 제품들의 포장에 김치를 그려두는 것도 이런 이유기도 하다. 무 생채, 치킨무, 식초 무 절임에 아주 잘 맞는다.

그 외에 가정에서 자주 사용하는 용도로는 옥수수 등을 찌거나 미숫가루를 탈 때 감미료로 사용하는 것. 설탕은 끈적한 물성이 있기 때문에 설탕으로 단맛을 내면 손에 묻을때 끈적해져서 썩 깔끔하지 않은데다 설탕 그 자체가 미생물 입장에선 흡수하기 쉬운 영양분이기 때문에 쉬기도 잘 쉰다. 사카린은 설탕과는 화학 조성이 완전히 달라 고온에서도 잘 변성되지 않으며, 엿같은 끈적한 물성도 없고 마이야르 반응, 카라멜화 등도 일으키지 않는다.

 

사용

사카린 첨부 제품을 조미료로 사용할 때는 사카린의 함유량을 미리 체크하는 게 좋다. 왜냐하면 대부분의 사카린 제품이 사용시 편의를 위해 포도당과 사카린, 그리고 제품에 따라 소금 등을 일정비율로 섞기에 사카린의 함유량에 따라 단맛이 크게 차이가 나기 때문이다. 널리 알려진 뉴슈가, 삼성당, 신화당 등의 제품 모두 구성 비율이 크게 다르다. 그러니 같은 사카린 제품이라고 해도 단맛에서 엄청난 차이가 생길 수밖에 없다. 사카린 함량이 30%만 되어도 단맛이 상당하다. 큰 사이즈의 아메리카노 기준으로, 30% 사카린 1/4 티스푼으로 설탕을 완전히 대체 가능할 정도이다.

이로 인해 사카린 사용시 가장 큰 문제점은 음식에 사용할 때 간 맞추기라고 해도 과언이 아닐 정도다. 해외에서는 1개에 1티스푼의 당도를 내는 알약 형태(tablets)의 사카린도 많이 나온다. 수입도 되지만, 국내에서 구매하는 것보다 당연히 몇 배 비싸진다. 그래서 국내에서도 상술한 JMC에서 0.05g 단위로 소포장한 제품도 나오고 있다. 실제로 까보면, 젖진 않았지만 그렇다고 완전 바싹 마른 상태는 아닌 손가락으로 설탕입자를 찍었을 때 정도의 양만 담겨져 있는데 이정도로도 각설탕이나 스틱설탕 3~4개치를 대체할 수 있어, 각설탕의 본래 용도대로 음료에 단맛을 조절할 때 쓰기에는 과하지만 음식이나 대용량 음료 정도에는 딱 한 포만 집어넣어도 원래 넣어야할 설탕을 대체할 수 있어서 당뇨식이나 무가당 음식에 신경쓰는 가정에서 많이들 찾고 있다.

역으로 당뇨환자가 사카린을 이용할 시에는 이런 포도당이 섞여있는 제품을 사용하지 않도록 주의해야 한다. 흔히 뉴슈가로 알려진 제품의 경우 포도당 95%와 사카린나트륨 5%의 혼합제품이 가장 흔한데, 설탕의 동일한 감미도를 대체한다고 가정한다면 설탕 10g을 쓸 것을 뉴슈가 0.5g만 써도 충분하며 이 때 몸에 흡수되는 포도당도 0.475g 밖에 되지 않으므로 기존에 설탕을 사용하던 시점보다 훨씬 적은 양의 당이 흡수되기에 문제될 것도 없고, 꼭 사카린 100%의 제품만을 사용할 필요도 없다. 그러나 최근 제로음료의 부가적인 문제처럼, 심리적 안전 때문에 과용하는 것을 주의해야한다. 사카린의 장점만 믿고 뉴슈가를 모든 음식에, 그것도 달달하게 쓰고 물 대신 음용하는 모든 음료에 넣어먹기 시작하면, 입맛 자체가 단 것에 맞춰져 탄수화물이나 비정제당도 더 찾게 된다는 부가적인 문제를 제외하고도 결국 포도당이 들어있으므로 혈당을 결국에는 끌어올릴 수 밖에 없기 때문이다.

 

발암 의혹과 해소
발암 의혹을 제기한 실험부터가 쥐에게 당시 일일 섭취 허용량의 500배에 달하는 사카린을 투여하는 식으로 이루어져, 실제 발암 가능성을 평가하기에는 극히 부적절했기 때문이다. 소금도 일일권장량의 50배를 먹으면 죽는다.

독성연구프로그램(NTP)과 세계보건기구(WHO) 산하 국제암연구소(IARC) 등에서 오랜 기간에 걸쳐 연구한 결과 사카린의 독성은 입증되지 않았고, 결국 2010년 12월 14일 미국의 환경보호청(EPA)에서 사카린을 '인간 유해 우려 물질' 리스트에서 삭제한다고 발표했다. 기존에 기피해야 될 첨가물이라는 인식이 높았기 때문에 더욱 철저한 조사가 이루어졌고, 이후로는 오히려 수십 년간의 추적 조사에 의해 안전성이 입증된 거의 유일한 인공감미료라는 타이틀을 획득하게 되었다.
국내에서도 꾸준히 사카린을 사용 가능한 식품의 범위를 확대하고 있는 추세이다.

당불내성 유발 의혹
2014년 9월 에린 엘리나브 이스라엘 와이즈만연구소 연구팀에서 사카린이 당뇨 전 단계인 포도당 불내성을 일으킬 수 있다는 실험결과를 네이처지에 발표했다.

또한 해당 실험은 실제 현실적으로 타당한 양의 인공 감미료를 섭취하는 일반적인 사용자를 대상으로 한 임상 연구나 역학 조사보다는 쥐와 함께 상대적으로 적은 수의 사람들의 장내 미생물 변화를 표본으로 한 실험이므로, 공공 보건 정책이나 의료 행위 등에 적용하기엔 시기상조라는 일부 전문가의 의견도 있다.

어쨌든 연구 내용이 보고되어서인지 관련 실험들이 계속 이뤄지고 있는 것으로 보이는데, 2022년 기사에 따르면 연구마다도 포도당 불내성이 관찰되기도 하고 아니기도 하고 결과가 다르게 나오는 모양. 걍 단거 자첼 줄이자.

 

항생제 내성 제거효과
사카린이 박테리아의 항생제 내성을 제거하는 효과가 있다는 연구결과 보도가 나왔다.

사카린은 박테리아의 성장을 억제하고 DNA 복제를 방해하며, 박테리아가 항생제에 저항할 수 있게 하는 생물막의 형성을 저해하는 작용을 한다. 이러한 효과는 사카린의 분자 구조에서 비롯되며, 박테리아 내의 단백질에 포함된 시스테인 잔기가 사카린의 N-S 결합을 끊어 고리를 열고, 이로 인해 단백질이 변성되는 반응이 일어난다.
이와 유사한 구조를 가진 프로베나졸(probenazole)이나 메틸이소티아졸리논(methylisothiazolinone) 역시 단백질 변성 유도 작용을 통해 살균 또는 살충 효과를 나타낸다.

여기에 더하여 박테리아가 사카린을 베타-락탐(β-lactam) 항생제로 잘못 인식하여 이에 대한 저항성을 높이려 하는데, 이러한 반응이 오히려 기존의 베타-락탐 항생제에 대한 내성을 약화시켜 항생제의 효과를 더욱 증진시키는 결과를 낳는다.

베타-락탐 계열 항생제는 탄소 3개와 질소 1개로 이루어진 4원 고리 구조(β-lactam ring)를 가지며, 이 고리가 효소에 의해 열리는 과정을 통해 항균 작용을 나타낸다. 이 계열에는 페니실린 및 그 유도체들이 포함되며, 내성 문제로 사용이 제한되었던 항생제들을 다시 활용할 수 있는 가능성이 제시되고 있다.

 

출처: 나무위키