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설탕을 대신해 건강한 단맛을 내기 위한 대체감미료를 선호하는 소비자가 늘고 있습니다. 국내 신소재 감미료 시장은 지난해 123억 원으로 2010년 7억 원 규모보다 17배 이상 성장했으며, 최근 5년간 연평균 10% 이상의 성장률을 보이며 입지를 점차 넓혀가고 있습니다. 


국내 최초로 설탕 사업을 시작해 단맛의 역사를 이끌어온 CJ제일제당은 이러한 변화에 발맞춰 자일로스, 타가토스, 알룰로스 등 다양한 기능성 대체감미료를 출시해 왔습니다. 이중 제로 칼로리 천연당, ‘알룰로스’를 세계 최초로 상용화한 이들이 있습니다. 바로 CJ제일제당 식품연구소 FI(Food Ingredient) 센터 신감미료팀 입니다. 팀원 중 한 명인 ‘달콤남’ 양성재 연구원을 만나 알룰로스에 대해 알아보았습니다.


 초고온 균주, 효소 연구 바탕으로 ‘알룰로스’ 개발을 시작하다


▲CJ제일제당 식품연구소 FI 소재식품센터 양성재 연구원


양성재 연구원은 2006년부터 미국 조지아대학교 생화학과 마이클 아담스(Michael Adams) 교수와 미국에너지부 산하 바이오에너지센터에서 박사 후 연구원으로 일했다. 그곳에서 에탄올, 수소 등 바이오에너지 생산을 위해 90도 이상 온도에서 성장하는 초고온성 균주 개발과 효소 개발에 관한 연구를 진행했다. 그럼 알룰로스와의 인연은 언제부터였을까? 

연구원 시절부터 기능성 감미소재의 상용화 공정개발에 관심이 많았어요. 알룰로스는 지금까지 개발된 감미료 중 자연 상태로 설탕에 가장 가까운 단맛을 내는 차세대 감미료 원료에요. 하지만 자연에서 소량 존재하는 희소 당이기 때문에 대량생산이 어려웠죠.

당시 알룰로스의 효과적인 대량생산 기술이 개발되지 않았기에 우리나라뿐만 아니라 미국, 일본 등이 치열한 경쟁을 벌였다. 이중 CJ제일제당 식품연구소 FI 소재식품센터는 지난 2011년부터 알룰로스 대량생산에 필요한 효소 개발에 착수했다. 

알룰로스를 최초로 글로벌 상용화하고자 하는 CJ제일제당의 기업 가치가 높이 평가됐죠. FI 센터의 기술력에 저의 역량을 보탤 수 있다면 차세대 기능성 신감미소재의 연구·개발은 물론 양산화에 성공할 수 있으리라는 강한 믿음으로 입사를 결심하게 되었습니다.

 ‘제로 칼로리’ 알룰로스, 차세대 감미료의 주역으로 떠오르다


’백설 스위트리 알룰로스’와 자일로스, 타가토스 등 대체감미료 제품들


알룰로스는 어떤 감미료인가요

알룰로스는 건포도와 무화과, 밀 등 자연에 미량으로 존재하는 당 성분이에요. 칼로리는 1g당 0.2kcal로 1g당 4kcal인 설탕의 5%에 불과하지만, 단맛은 설탕의 70%에 달하죠. 천연 유래 당 중 유일하게 ‘제로 칼로리’라서 체중 감소에 도움을 줍니다. 

‘제로 칼로리’를 통한 체중 감소 효과가 매력적인데요 

체중 감소 효과는 2016년 경북대학교 식품영양학과 최명숙 교수 연구팀에 의해 세계 최초로 입증됐습니다. 알룰로스가 장에서 지방의 흡수를 억제하고 체지방을 연소하는 데 도움을 준다는 점을 확인했죠. 국내에서 알룰로스의 체지방 감소 효과를 증명하기 위한 인체 실험은 최초였어요. 

경북대학교와 함께 ‘과체중인과 경도 비만인에 대한 D-알룰로스의 인체 적용시험’을 진행했는데요. 12주 동안 실험한 결과 매일 14g씩 알룰로스를 섭취한 실험군의 체중(체지방 1.1kg을 포함)이 평균 1.3kg 감소한 결과를 확인할 수 있었습니다. 

구체적으로 설탕을 사용할 때와 알룰로스를 사용할 때 칼로리 차이가 궁금한데요 

예를 들어, ’백설 스위트리 알룰로스’를 넣어 만든 머핀(88g)의 칼로리는 198kcal로 설탕을 넣어 만든 머핀의 칼로리인 277kcal의 70% 수준입니다. 순수하게 설탕을 대체한 당류의 칼로리만 계산하면 제로 칼로리인 셈이죠. 가정에서 엄마가 아이에게 요리해줄 때 알룰로스를 사용하면 아이들의 충치를 예방할 수 있고, 비만 관리에 효과적입니다. 


 5,000종 이상 균주 속 '효소' 찾아, 세계 최초로 상용화에 성공하다


▲효소 비드를 이용해 알룰로스가 만들어지는 원리를 설명하고 있는 양성재 연구원


알룰로스 연구·개발의 핵심은 무엇인가요

알룰로스를 대량으로 생산하는 기술의 핵심은 바로 ‘효소’입니다. 현재 알룰로스는 효소공법으로 만들어지는데요. 효소공법이란 미생물 등 생물체가 가지고 있는 단백질로 구성된 특정 효소를 특정 원료와 반응시켜 원하는 생산물을 효율적으로 생산하는 제조방법이에요. 

저희 알룰로스의 경우 식품 적용 안전성이 입증된 균주 내에서 개발 효소를 대량으로 생산한 후, 가공 보조제로서 고정화 형태의 효소를 이용, 과당으로부터 알룰로스를 만들어내죠. 특히 효소공법은 화학공법과 비교해서 인체 안전성 등과 공정 수율이 우수하며 제조원가를 크게 줄일 수 있다는 장점이 있습니다. 

알룰로스 효소는 어떤 과정을 거쳐 탄생했나요

과당을 원료로 하여 알룰로스를 제조하기 위해 5,000종 이상의 균주를 대상으로 고효율의 효소를발굴하기 위한 선별작업을 거쳤어요. 이후 선별된 효소를 분리한 후 단백질공학 기술을 적용하여 대량 제조공정에 적합하도록 효소의 특성을 개량했죠. 이를 이용해 알룰로스를 효율적으로 생산하게 되었습니다. 

알룰로스의 효율적 생산을 위한 효소를 발굴하기 위해 5년여간의 연구가 지속됐고, 마침내 화학적 공법이 아닌, 효소를 이용해 알룰로스를 대량으로 생산할 수 있는 기술 개발을 세계 최초로 성공했죠.



기술 개발에 성공하기까지 힘들었던 점은 없었나요

알룰로스 대량생산 효소 기술을 찾기까지 어려운 여정이었어요. 수많은 균주를 하나씩 살펴보며 적합한 효소를 스크리닝 하거나 선발된 효소를 우리가 원하는 특성을 갖도록 개량한다는 게 쉬운 일은 아니에요. 힘든 과정을 이겨내야 하기 때문에 지구력을 요하는 작업이죠. 

이렇다 할 성과를 거두지 못한 채 효소 탐색이나 개량업무만 1년 이상 하다 보면 좌절하는 순간이 꼭 와요. 그 때마다 힘이 되어준 건 ‘우린 할 수 있다’ ‘힘내자!’ 등 동료들이 건네는 격려 한마디였어요. 그 누구보다 서로가 처한 어려움을 알고, 힘듦을 경험하며 이해할 수 있는 이들이기 때문에 더 마음에 와 닿았던 것 같아요. 


▲ 스위트리 알룰로스 사용 시 칼로리 DOWN!


 “글로벌 최고의 연구그룹 되는 것이 목표”


▲ 알룰로스에 대해 설명하고 있는 양성재 연구원


알룰로스 상용화 이후 어떤 연구를 하고 계신지 궁금합니다

소비자가 쉽게 접하고 설탕과 유사한 수준의 가격 절감을 위해 끊임없이 새로운 효소 기술 연구·개발을 지속하고 있어요. 그 중에서도 음료, 제과, 제빵 등 다양한 식품 중에서 건강지향형 혹은 당류 저감 콘셉트 제품에 ‘백설 스위트리 알룰로스’를 적용하는 연구를 진행하고 있어요.

개인적으로 이루고 싶은 꿈이 있다면?

CJ제일제당은 제품과 서비스로 최고의 가치를 창출해 국가사회에 기여하고자 하는 미션이 있어요. 이윤을 취득하는 만큼 사회에 환원하는 공유 가치가 연구원들에게는 원동력이자 자존심이고, 자부심이라 생각합니다. 

회사의 이러한 가치가 연구를 지속하는 데 큰 힘이 됐는데요. 저도 다른 사람들보다 잘할 수 있는 일을 끊임없이 노력해서, 훗날 개인의 성취감보다는 사회 구성원으로서 사회에 공헌하고자 합니다. 혁신적인 기술로 제품을 만들어내는 글로벌 최고의 연구그룹을 만들고 싶습니다. 


자신이 가장 잘할 수 있는 일인 ‘연구’를 통해 소비자에게 건강한 단맛을 선물하고 싶다는 CJ제일제당 식품연구소 FI 센터 양성재 연구원. 최고의 가치를 사회에 환원하고자 새로운 기능성 대체감미료를 연구하는 일에 최선을 다할 계획입니다. CJ제일제당에서 선보인 자일로스, 타가토스, 알룰로스 그 이후엔 어떤 감미료가 세상을 더 건강하고 달콤하게 만들지 기대하겠습니다. 

Posted by SMC 에디토리얼

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