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식품첨가제는 안전성을 확보하기 위해 사용기준이 강화되고 있다.
미국식품의약국(FDA)은 식품·식품첨가제 제조공정에 관한 새로운 규칙의 운용을 시작한다.
2011년 1월 시행한 식품안전강화법(FSMA)을 바탕으로 식품시설 데이터베이스 등록에 관한 규칙을 개정해 9월12일부터 적용하고 있다.
FSMA는 위험방지, 해외 공급기업 검증 프로그램, 농작물 생산안전기준 등 7개 규칙으로 구성돼 있다.
새로운 데이터베이스 등록은 미국에서 소비되는 가공식품을 제조·보관하는 식품시설이 대상이며 미국 외의 지역에서 가공된 식품에 대해서 등록을 요구하고 있다.
일본 식품안전위원회도 2016년 6월14일 첨가물의 규격기준을 정하는 「식품첨가제공정서」 제9판 개정작업과 관련한 식품건강영향 평가를 완료했다.
신규 식품첨가제로 62개 효소, 식품색소 27개 등 89개를 기재하고 1년 동안 시험방법을 개정하는 내용의 제9판을 발행하기 위한 심의를 진행할 예정이다.
감미료, 식품 기능 향상 기대
감미료는 일반적으로 설탕, 포도당, 과당 등을 지칭하나 식품으로 취급되기 때문에 가공식품 등에 활용해도 식품첨가제로 분류하지는 않는다.
식품첨가제로서의 감미료는 주로 식품에 생기는 효모의 영양원이 되지 않는 감미료를 가리킨다.
성인병 예방, 비만 방지 등 식품기능에 주목한 개발이 이루어지고 있으며 다양한 가공식품 및 탄산음료에 응용되고 있다.
인공감미료는 설탕을 대체할 수 있는 감미를 지닌 소재로 개발되고 있으나 치클로 등 사이클람산 사용이 금지되고 있어 기준이 엄격한 것으로 나타나고 있다.
건강에 대한 관심이 높아지고 있어 식품을 개발할 때 리스크를 최소화하기 위한 커뮤니케이션이 필수불가결한 것으로 파악되고 있다.
식품첨가제로 지정돼 있는 것은 아스파탐(Aspartame), 사카린(Saccharin), 글리시리진산2나트륨(Disodium Glycyrrhizinate), D-자일로스(Xylose), 자일리톨(Xylitol), D-솔비톨(Sorbitol), 수크랄로스(Sucralose) 등이 있다.
이밖에 감미도가 설탕의 1만배에 달하는 초고감미도 감미료로 2007년 네오탐(Neotame)이, 2014년에는 4만배 이상의 아드반탐(Advantame)이 신규 지정을 받았다.
감미도가 사탕의 40% 정도에 불과한 Nigerooligosaccharide 등 저감미도 감미료도 감미도를 향상시키기 위한 개발이 한창이다.
산미료, 탄산음료 중심으로 성장
산미료는 주로 유기산(Organic Acid)으로 만드는 식품첨가제로 음료·가공식품에 산미를 부여하고 pH조정제, 산화방지제로서의 기능이 있으며 팽창제에 활용되는 산제 및 중화제, 양조용제에도 활용된다.
구연산(Citric Acid), 젖산(Lactic Acid), 주석산(Tartaric Acid) 등이 대표적이다.
구연산은 당밀을 출발원료로 발효공법을 통해 제조된다.
일본은 수출량이 약 200톤 수준에 그치나 수입량은 4만4000톤에 달하고 있다. 수요의 50% 가량이 탄산음료 용도로 구연산염과 합친 내수는 5만8000톤 정도로 파악되고 있다.
젖산은 식품첨가제로서 주로 양조 및 음료 용도로 사용되나 젖산염 제조, 의약품, 유기합성, 분석용 시약 등에도 활용되고 있다.
또 치즈, 에센스, 엑기스, 시럽 생산은 전분을 출발원료로 사용하는 발효공법이 일반적으로 유산균을 활용해 배양한다. 수출은 1300톤 수준이나 수입은 1만9000톤에 달하는 것으로 파악되고 있다.
유산염을 포함한 내수는 1만7000톤 정도로 추정된다.
주석산은 독특한 식품첨가제 가운데 하나로 와인을 제조할 때 부산물로 얻을 수 있는 생주석을 원료로 사용한다.
탄산음료, 제과, 합성 포도주 등에 활용되나 와인 제조량에 따라 원료 공급량이 한정적이기 때문에 수입량이 1200톤에 달하고 수출은 170톤 수출에 그치고 있다.
조미료, 종합 기술로 진미 부여
조미료는 아미노산(Amino Acid), 핵산(Nucleic Acid), 유기산, 무기염으로 분류되나 일반적으로 여러 조미료 및 식품향료를 조합해 사용하고 있다.
진미를 부여하는 식품첨가제는 리보뉴클레오티드(Ribonucleotide)계와 아미노산계가 대표적이나 조미료로서의 식품 일괄표시가 가능한 것은 아미노산, 핵산, 유기산, 무기염 등이다.
아미노산계는 L-글루탐산나트륨(Mono Sodium Glutamate)이 대표적으로 스프·소스, 소세지 등 폭넓은 용도로 활용되고 있으며, 업무용·가정용으로서 조리용 조미료로 보급되고 있다.
일반적으로는 사탕수수, 타피오카 등을 출발원료로 발효·제균·결석해 생산한다. 수출도 하고 있으나 현재는 9만7000톤 정도를 수입하고 있다.
이밖에 L-아스파라긴산 나트륨, DL-알라닌(Alanine) 등이 있으며 핵산계는 가츠오부시의 진미인 5-이노신산나트륨(Sodium Inosinate), 유기산은 구연3산칼슘, 글루콘산 칼륨. 무기염은 염화칼륨, 인산3칼륨 등이 있다.
증점안정제, 젤라틴이 수요 견인
증점안정제는 주로 식품에 점도를 부여해 식감을 부드럽게 하는데 사용하며 용도에 따라 증점제, 겔화제, 안정제로 분류되고 있다.
합성첨가물은 알긴산나트륨(Sodium Alginate), 알긴산프로필렌글리콜에스테르(Sodium Propylene Glycol Alginate), CMC(Carboxy Methyl Cellulose) 등이 있다.
동일한 기능을 지닌 천연물도 많으며 종자, 수지, 해조, 식물 및 갑각류 등 다당류에서 추출된 것이 이용되고 있다.
증점안정제는 다당류가 주류를 이루고 있으며 동물성 단백질 젤라틴으로 수요가 1만2000톤 정도로 가장 많고 종자다당류가 8000톤으로 뒤를 잇고 있다.
종자다당류는 구아검(Guar Gum), 타라검(Tara Gum) 등이 있으며 수지·수액 다당류는 아라비아검(Gum A rabic), 트라가칸트검(Tragacanth Gum), 해조다당류는 알긴산, 카라기난(Carrageenan) 등이 있다.
또 식물에서 얻는 펙틴, 갑각류에서 얻는 키친, 키토산, 키토사민도 증점안정제로 활용되고 있다.
이밖에 알긴산나트륨은 식품용 겔화제 용도보다 치과용 인상재, 면질개량제가 많고 해조에 포함되는 나트륨염을 추출해 얻는다.
알긴산프로필렌글리콜에스테르는 수용성이나 알코올에 불용하는 특징이 있어 잼·소스 등의 증점제 등을 비롯해 빙과 등의 안정제로서 활용되고 있다. CMC는 수용성 특성을 활용해 젤라틴 대체 및 빙과 등의 유화제 등으로 사용된다.
산화방지제, 풍미 및 외관 열화 방지
산화방지제는 공기 중의 산소에 따라 가공식품, 과실가공품 등의 유지 성분이 변질·열화하는 것을 방지하는데 사용되고 있다.
산화에 따라 발생하는 식품 변질은 풍미 및 외관이 열화하는 것 뿐만 아니라 영양소 감소 및 산화에 따라 식품에서 생성되는 과산화물에 따른 건강피해를 방지하는 것이 주요 목적이다.
수용성과 유용성으로 크게 구분되며 수용성 산화방지제는 에리소르빈산(Erythorbic acid), 아스코르브산(A scorbic Acid), 아질산염(Nitrit) 등이 있다.
유용성 산화방지제는 갈산(Gallic Acid) 에스테르, 비타민E 등이 있으나 비타민을 보충함으로써 영양을 강화하기 위해 활용되고 있다.
일본은 수요가 가장 많은 것이 L-아스코르브산 및 L-아스코르브산 나트륨으로 과실캔, 탄산음료, 잼 등에 활용되고 있으며 영양 보충용 수요를 제외하면 2800톤 정도의 수요가 있는 것으로 파악되고 있다.
에리소르빈산 및 에리소르빈산 나트륨은 주로 과실 및 농작물 캔 및 어패류 가공품, 절임 등에 활용되고 있으며 수요량은 500톤 정도이다. 또 식물에서 추출되는 카테킨(Catechin)도 산화방지제로 활용되고 있으나 비타민E-C, 구염산 등과 병용해 산화방지 효과를 얻을 수 있다.
보존료, 보존기능 향상제 보금
보존료는 기타 보존 목적의 식품첨가제와 동일하게 가공식품의 보존성을 향상시키기 위해 활용되고 있으나 보존료는 미생물을 활용해 식품 부패 등을 방지하기 위해 사용되고 있으며 식품의 곰팡이·부패 방지와 관련한 규격 및 사용기준이 각 식품마다 정해져 있다.
합성제품인 지정첨가물로는 벤조산(Benzoic Acid), 솔빈산(Sorbic Acid), 파라옥시벤조산에틸 등이 있으나 천연첨가물로서는 사철쑥 추출물, 생선 단백질 추출물, 펙틴 등이 활용되고 있다.
보존료는 식중독을 방지하는 중요한 역할을 담당하나 소비자에 대한 이미지가 좋지 않은 문제점이 있다.
보존료로서 항균성을 억제하는 개발이 이루어지고 있으나 기타 식품첨가제를 조합해 일정시간 동안에만 항균성을 부여할 수 있고 유통조건이 한정적인 것으로 나타나고 있다.
합성제품으로는 글리세린지방산에스터(Glycerin Fatty Acid Ester), 글리신(Glycine), 초산나트륨(Sodium Acetate), 빙초산 등이 활용되며 첨연첨가물로는 키토산, 차 추출물 등이 활용되다.
사용되는 식품에 따라 혼합돼 제제 형태로 수요처에게 공급되고 있는 것이 일반적이다.
대표적인 보존료는 소르브산(Sorbic Acid) 및 소르브산 칼륨 등이 있다. 부패, 곰팡이 방지제로서 유용하나 항균력이 강하지 않고 수용성 특성으로 폭넓은 식품에 응용 가능하다.
유화제, 식품 개질에 필수불가결
유화제는 주로 물과 오일을 균일하게 혼합하는 용도로 사용되고 있다.
지정첨가물은 글리세린지장산에스테르 수요가 약 1만2000톤으로 가장 많은 것으로 파악된다.
해당 에스테르는 지방산 모노글리세리드(Monoglyceride), 지방산 디글리세리드(Diglyceride), 지방산 트리글리세리드 등 3개 타입의 총칭으로 모노글리세리드 수요가 9000톤 가량을 차지한다.
식품 원료의 유화 이외에도 두부를 만들 때의 소포, 액상식품의 안정화, 전분·단백질 식품의 개질 등과 같은 식품 용도에 이어 공업용 유화제, 플래스틱·고무 가소제 및 식품용 랩 등에도 응용되고 있다.
천연첨가물 레시틴(Lecithin)은 식물 레시틴, 분별 레시틴, 식물 레시틴, 분별 레시틴, 난황 레시틴, 효소 분해 레시틴 등 5가지 타입으로 구분된다.
일본은 유화제로 활용되는 대두 레시틴과 대두 레시틴의 개량품을 합쳐 1만1000톤 정도의 수요가 있다.
초콜릿 등 제과를 비롯해 마가린 쇼트닝, 마카로니 등 식품 용도, 의약품· 인쇄잉크·피혁공업 용도가 있다.
식품향료, 미각 개선 효과도 주목
식품향료는 식품을 가공할 때 소실된 향기를 부여하는 역할을 하며 종류가 많고 생산기업의 블랜드 기술을 통해 신제품이 창출된다.
단순한 보향 목적과는 달리 감염 및 저지방식품 등의 미각을 개선하는 효과도 주목되고 있다.
향기에 대한 기호는 세계적으로 지역성이 있으며 글로벌 향료 생산기업들은 블랜드 기술 노하우를 축적하고 있다.
식품향료는 수용성 향료, 유화 향료, 유성 향료, 분말 향료 등의 타입으로 크게 분류되고 있다.
일본은 식품향료 수요가 약 5만40000톤 정도인 것으로 추정되며 수요가 가장 많은 것은 탄산음료 용도로 파악된다.
식품향료는 일본이 약 3100개, 미국이 약 2200개, EU(유럽연합)가 2700개 종류를 보유하고 있어 종류가 총 8000개에 달하고 있으나 공통되는 식품향료는 1500종류에 지나지 않는 것으로 파악되고 있다.
국제적인 식품유통 시대에서 미인가 식품향료가 유통될 우려가 있기 때문에 중장기적으로 다국간 공통 식품규제의 체재 확립이 요구되고 있다.
착색료, 천연계 이용·개발 진척
착색료는 식품 본연이 가지고 있는 자연적인 색을 내기 위해 가공식품의 색조를 정돈하기 위한 목적으로 활용된다.
가공식품에 국한돼 사용이 인정되고 있으며 생선·고기·야채 등의 신선도를 오인할 우려기 있기 때문에 신선도 식품에는 활용하지 못한다.
대표적인 식품 착색료는 식품 적색 2호, 황색 4호 등과 같은 타르계 색소가 있으나 소량으로도 발색이 뛰어난 특징이 있다.
한편, 최근에는 천연계 착색료가 인기를 끌고 있으며 다양한 색소가 등장하고 있다.
일본은 착색료 수요가 약 2만2000톤 정도로 천연계 착색료의 캐러멜계 색소가 1만9000톤 정도를 차지하고 있다.
탄산음료용이 대부분을 차지하며 캐러멜·시럽 이외에 알코올성 음료 등에도 사용되고 있다. 또 햄·소세지류, 반찬류 등의 냉동식품 수요도 있는 것으로 파악된다.
합성계 착색료는 주로 생선·축산 가공품에 활용되고 있다.
소비자가 기피하는 경향이 있기 때문에 천연계 착색료의 사용·개발이 이루어지고 소비자의 천연계 지향에 따라 가공식품에 활용하는 착색료도 천연소재화되고 있다.
영양강화제, 식생활 개선에 기여
영양강화제는 2차 세계대전 이후 식량 사정이 좋지 않았던 시기에 부족한 영양분을 적극적으로 보충하기 위해 일상적으로 섭취하는 쌀, 보리 등 곡물, 빵, 면 등 주식에 사용돼 왔다.
또 섭취하기 쉽도록 간장·된장, 버터·마가린 및 분유, 탄산음료 등에도 응용돼 왔다.
최근에는 식품을 가공할 때 손실되는 영양성분을 보충하기 위해 아미노산류, 비타민류, 무기염류 등이 식품첨가제의 지정첨가물로 분류되고 있다.
비타민류 가운데 비타민A는 어간유에서 농축 분리해 추출하는 방법이 일반적이며 식품 용도 이외에 화장품 보습제에도 활용되고 있다.
대표적인 아미노산인 L-아스코르브산은 수용성 비타민으로서 폭넓게 활용되고 있으며 항산화 작용이 특징이다. 영양강화 이외에도 식품의 풍미 유지, 변색 방지 등에도 응용된다. <이하나 기자: lhn@chemlocus.com>
<화학저널 2017년 1월 9일>
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