한국식품연구원 김민정 박사 연구팀, 감미료 5종 세포반응 측정

[농축환경신문] 한국식품연구원(원장 백현동, 이하 식품연)은 인체 단맛수용체의 반응을 활용해 감미료의 단맛 강도를 정량적으로 추정할 수 있는 가능성을 확인했다고 밝혔다.

최근 건강을 중시하는 소비 트렌드 확산으로 저당·대체감미료를 활용한 식품 개발이 활발해지면서 식품의 맛을 객관적인 데이터로 분석하는 ‘맛 인지 디지털화’ 기술의 중요성이 커지고 있다. 그러나 현재 대부분의 맛 평가는 사람의 감각에 의존하고 있어 평가자의 특성이나 실험 환경에 따라 결과가 달라질 수 있다는 한계가 있다.

이에 식품연 연구진은 맛 인지 디지털화 기술 개발의 첫 단계로 대표적인 기본 맛인 단맛을 정량적으로 평가하는 기술 개발에 나섰다.

기존의 단맛수용체 활용 연구가 주로 수용체 반응 여부나 물질 간 반응 강도 비교에 머물렀다면, 이번 연구는 수용체 반응과 사람이 실제로 느끼는 단맛의 관계를 정량적으로 연결하는 데 초점을 맞췄다. 특히 감미료의 단맛을 ‘설탕 대비 몇 배’로 나타낸 기존 문헌 데이터를 활용해 보다 직관적인 예측 모델을 제시했다.

연구진은 수크랄로스, 아스파탐, 아세설팜칼륨, 사카린, 사이클라메이트 등 5종의 감미료를 대상으로 인체 단맛수용체를 발현한 세포의 반응을 분석했다. 그 결과 감미료별 세포 반응 유도 농도는 기존에 보고된 상대 단맛값과 높은 상관관계를 보이는 것으로 나타났다.

이를 바탕으로 연구진은 단맛 예측 지표인 ‘MPSS(Model-Predicted Sweetness Score)’를 제안했다. MPSS는 수용체 반응 데이터를 기반으로 감미료의 단맛 강도를 추정하는 지표로, 값이 높을수록 설탕 대비 단맛이 강한 감미료를 의미한다. 실제 분석에서 수크랄로스와 사카린은 높은 MPSS 값을 보였으며, 사이클라메이트는 상대적으로 낮은 값을 나타내 기존 문헌에 보고된 단맛 강도 경향과 유사한 결과를 보였다.

인간 단맛수용체: TAS1R2 / TAS1R3

식품연은 이번 연구가 단맛을 사람의 주관적 평가에만 의존하지 않고 수용체 수준의 생물학적 반응과 연결해 정량적으로 해석할 수 있는 가능성을 제시했다는 점에서 의미가 있다고 설명했다.

다만 연구진은 이번 모델이 5종의 감미료를 대상으로 구축된 초기 단계의 지표인 만큼, 향후 천연 감미료와 저강도 감미료, 혼합 감미료는 물론 실제 식품 환경에서의 추가 검증이 필요하다고 밝혔다.

이번 연구 결과는 식품과학 분야 국제학술지인 Food Chemistry: X 2025년 제31권에 게재됐다.

식품연 노화연구단 김민정 박사는 “인체 단맛수용체의 반응과 문헌 기반 단맛값 사이의 정량적 연관성을 확인하고 이를 바탕으로 단맛을 수용체 수준에서 추정할 수 있는 지표를 제안했다는 데 의미가 있다”며 “향후 다양한 감미료와 실제 식품 환경에서의 검증을 확대하고, 단맛뿐 아니라 쓴맛과 감칠맛 등 다른 맛 특성으로도 연구를 확장해 인체의 맛 인지와 더욱 밀접하게 연결되는 디지털 맛 평가 기술을 개발해 나가겠다”고 말했다.

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