세계보건기구는 당을 과도하게 섭취할 경우 영양적인 이익은 적지만 많은 에너지를 제공하기 때문에 체중이 증가하여 비만 위험성이 높아진다고 발표한 바 있다(WHO, 2015). 또한 당뇨병(Basu 등, 2013)과 암 유발 가능성을 높이는(Debras 등, 2020) 등 많은 건강 문제를 야기한다. 과다한 당으로 인해 발생하는 비만 등의 질병을 우려하여 세계보건기구에서는 당을 전체 에너지 섭취량의 10% 이내로 섭취할 것을 권고하였다(WHO, 2015). 당 섭취를 줄이기 위해서 유럽연합에서는 모든 식품 라벨에 총 당류를 표시하고 음료, 아이스크림 등 설탕을 함유한 음식에 세금을 부과하며, 설탕을 감미료로 대체하는 등 여러 방법을 사용하여 당 섭취 감소를 위해 노력하고 있다(WHO, 2015).

이에 Yeung 등(2017)은 대체당을 사용하여 가공식품의 첨가당 함량을 줄이는 것이 전체 인구의 당과 에너지 섭취량을 줄일 수 있고, 결과적으로 비만과 제2형 당뇨병의 유병률이 감소할 수 있다고 설명했다. 대표적인 당류 식품인 초코쿠키류 제품의 당류 저감화 방향에 대한 인식 및 태도를 분석한 결과, 소비자들은 저감화한 단맛을 선호하며 시판 제품보다 비싼 가격도 수용할 수 있다는 의견이 가장 많아 당 저감화 제품에 대한 소비자들의 인식은 긍정적인 것으로 보인다(Kim 등, 2015). 또한 당 저감화를 위한 대체감미료 첨가 쿠키에 관한 연구(Bang 등, 2013)나, 당알코올을 이용한 쿠키의 관능적 특징을 평가한 연구(Shin, 1999), 오미자, 구기자 등 특정 물질을 첨가한 쿠키(Park 등, 2002) 등 당류를 감소한 쿠키에 관한 다양한 연구들이 활발하게 이루어지고 있다. 맛이나 수용도를 살펴본 연구 외에도 대체감미료 사용 결과 설탕에 비해 혈당을 감소시킨다는 결과도 보고된 바 있다(Anton 등, 2010).

그러나 2023년 세계보건기구는 설탕 대신 사용되는 비설탕 대체감미료(non-sugar sweetener)에 대하여 총 283개의 체계적 문헌 검토 결과 “체중 감량이나 비전염성 질병 위험을 줄이는 목적으로는 대체당을 사용하지 말라”고 권고문을 발표하여 소비자와 산업체에 혼란이 야기되었다(WHO, 2023). 해당 보고서에 포함된 비설탕 대체감미료는 천연 혹은 합성 제조된 감미료를 말하며 종류로는 아세설팜칼륨 (acesulfame K), 아스파탐(aspartame), 어드벤탐(advantame), 사이클라메이트(cyclamate), 네오탐(neotame), 사카린(saccharin), 수크랄로스(sucralose), 스테비아(stevia), 스테비아 유도체(stevia derivatives), 특정 D-아미노산(D-amino acids), 식물성 단백질(several plant proteins) 등이 포함된다.

위에 제시된 대체감미료 이외에 당알코올(sorbitol, maltitol, erythritol, xylitol 등)은 당으로 인정되지 않고 설탕과 가장 비슷한 감미를 가지고 있으며, 열과 산에도 크게 변화하지 않고 특히 카라멜화 현상을 일으키지 않는 특성이 있어 식품 내 당류 저감화를 위한 소재로 고려되고 있다(Han 등, 2019). 특히 가공 특징으로는 제품의 질감과 수분을 유지하며 청량감을 부여한다는 면에서 좋은 소재이나 고온고압 조건에서 산업적인 생산을 해야 한다는 점에서 수율은 낮다는 단점을 가지고 있다. 당알코올은 체내에서 소화, 흡수가 완전하게 이루어지지 않아 설탕에 비해 열량이 낮고, 혈당 수치 증가나 인슐린 분비 유도가 적어 당뇨나 비만 환자와 같은 식이 조절이 필요한 사람들에게 권장될 수 있다(Kim 등, 2016). 따라서 최근 출시되는 당 저감화 제품들에는 WHO의 권고사항에 해당하지 않는 당알코올을 함유하고 있다.

이에 본 연구에서는 설탕이 함유되지 않은 쿠키 제품으로 설탕 대신 비설탕 대체감미료로 말티톨과 솔비톨을 활용하여 제조한, 식감과 특성에 차이가 없으며 시중에 판매 중인 무설탕 쿠키 섭취 후의 혈당 변화뿐만 아니라 공복감, 배변 활동 등 건강 유용성에 미치는 영향을 보고자 하였다.

조사 대상 및 기간

본 연구는 2023년 5월 19일부터 6월 9일까지 서울대성병원에서 16명의 비당뇨병 성인을 대상으로 교차시험(crossover) 연구로 진행되었다. 연구가 진행되는 장소와 주변 게시판에 포스터를 부착하고 연구 진행 장소를 지나는 버스 광고를 이용하여, 한 달간 연구 대상자를 모집하였다.

대상자는 공복혈당이 125 mg/dL 미만인 만 19세 이상, 65세 미만인 자로 선정하였다. 조건에 부합하는 지원자 중 연구 설명을 듣고 자발적으로 동의서에 서명한 인원을 선정하였다. 임신 중이거나 수유부 또는 연구 기간에 임신 계획이 있는 자, 최근 3개월 이내 혈당강하제를 투여받은 경험이 있는 자, 갑상선 기능과 위장관 기능에 이상이 있는 자, 체중이 40 kg 미만인 자, 빈혈이 있는 자, 대사성 질환을 앓고 있는 자, 다른 질병으로 인해 계속된 치료 또는 투약을 받는 자, 일주일 4번 이상의 지속적인 음주를 하는 자, 선천적으로 당분해 효소의 결핍이 있는 자, 수축기 혈압 160 mmHg 이상 또는 이완기 혈압 100 mmHg 이상인 자, 첫 방문 기준 이내에 다른 중재적 임상시험에 참여했거나 다른 시험에 참여할 계획이 있는 자, 기타 사유로 인해 시험자가 부적합하다고 판단되는 자는 제외되었다.

연구방법

본 연구는 무설탕 쿠키(sugar-free cookie)와 대조군인 설탕 함유 일반 쿠키(sugar cookie)를 교차 섭취하는 교차시험 설계였으며 이중맹검, 무작위배정 설계로 총 2주간 진행하였다. 대상자들은 8명씩 2군으로 나뉘었고, 무설탕 쿠키 또는 설탕 쿠키를 섭취하는 첫날 공복으로 방문하여 쿠키 섭취 후 혈액검사와 설문조사를 실시하였다. 스크리닝 통과 후 혈당 모니터링을 위해 연속혈당측정기를 착용하였고, 병원 방문 다음 날부터 4일간 점심 식사 후 무설탕 쿠키 혹은 설탕 쿠키를 섭취하였다. 이후 2일간 wash-out 기간을 가지고 2주차에는 섭취하지 않았던 쿠키를 섭취하였다. Wash-out 기간에 당이 높은 간식과 음주를 자제하고 평소와 비슷한 식생활을 유지하도록 하였다. 개인식별번호는 연구에 참여하지 않는 제삼자에 의해 배정되었고, 쿠키에도 대상자와 동일한 식별번호를 부여하여 연구 기간에 관리하였다.

실험에 사용된 무설탕 쿠키는 롯데웰푸드(주)에서 판매 중인 제품으로 설탕 대신 당알코올을 함유하고 있다. 설탕 쿠키는 당알코올 대신 설탕을 첨가하여 본 실험을 위해 제작하였고, 무설탕 쿠키에 함유된 탄수화물과 동일한 양의 탄수화물을 함유하였다. 대상자들은 1회 섭취 시 탄수화물을 50g 함유한 84 g의 쿠키(Table 1)를 15분 이내에 섭취하였으며 필요시 100 mL 이내의 미지근한 물과 함께 섭취하였다.

Table 1 . Nutritional values of cookies.

	Sugar-free cookie/84 g	Control cookie/84 g
Calorie (kcal)	367.1	420.9
Carbohydrate (g)	51.2	50.3
Sugar (g)	0.3	25.5
Sugar alcohol (g)	22.4	0
Protein (g)	7.0	7.0
Fat (g)	20.8	21.3

연구 대상자는 스크리닝 시, 시험 식품을 섭취하는 첫날, 대조 식품을 섭취하는 첫날, 모든 제품 섭취 후, 총 4일 병원에 방문하여 혈액검사 및 설문조사를 진행하였다. 혈액검사는 제품 섭취 전과 섭취 후 15, 30, 60, 90, 120분에 진행되었고, 배변 활동 설문은 제품 섭취 전, 식욕 측정 설문은 제품 섭취 전과 섭취 후 30, 60, 120분에 진행되었다. 본 연구는 경희대학교 생명윤리위원회의 승인을 받아 수행하였다(KHGIRB-23-159).

혈액 지표

피험자들은 12시간 이상 공복 상태로 병원에 방문하여 무설탕 쿠키 또는 설탕 쿠키를 섭취한 후 경구당부하검사(oral glucose tolerance test)를 진행하였다. 대상자들의 팔목에 카테터를 삽입한 후 섭취 전과 섭취 후 15, 30, 60, 90, 120분에 혈액을 채취하였고, 측정 항목은 glucose, insulin, glucagon, ghrelin, c-peptide, glycated hemoglobin(HbA1c), glycated albumin(GA)으로 총 7가지였다. 섭취 전과 섭취 후 15, 30, 60, 90, 120분에는 glucose와 insulin 수치를, 섭취 전과 섭취 후 90, 120분에는 glucagon과 ghrelin 수치를, c-peptide, HbA1c, GA는 섭취 전 수치만 수집하였다. 숙련된 간호사와 의사에 의해 혈액이 채취되었으며, 혈액 분석을 위해 바로 원심분리된 후 냉장 보관되었고, ghrelin을 위한 혈액은 냉동 보관되었다.

설문조사

타당도가 검증된 식욕 측정 Visual Analogue Scales(VAS) 도구를 사용하여 제품 섭취 후 식욕 및 만복감에 관한 정보를 조사하였다(Kim 등, 2008). 식욕 측정 VAS는 병원 방문 시 제품 섭취 전과 제품 섭취 후 30, 60, 120분에 측정되었다. 문항은 총 8문항으로 제품 섭취 전과 제품 섭취 후 배고픔, 포만감, 배부름, 더 먹을 수 있는 정도와 단 음식, 짠 음식, 입맛 당기는 음식, 기름진 음식을 먹고 싶은 정도를 조사하였다. 설문지는 10 cm 선에 주관적인 느낌을 표시하는 방식으로 제작되었다. 선의 왼쪽에 “전혀 배가 고프지 않다”, “속이 완전히 비었다”, “전혀 배가 부르지 않다”, “아무것도 먹지 못하겠다”, “매우 그렇다”의 문장으로 이루어져 있고, 오른쪽에는 “지금보다 더 배고팠던 적이 없다”, “더 이상 한 입도 먹을 수가 없다”, “배가 너무 부르다”, “많이 먹을 수 있다”, “전혀 그렇지 않다”의 문장으로 이루어져 수치가 높을수록 배가 고프고, 포만감이 있고, 특정 음식을 먹고 싶지 않다는 의미를 나타내었다.

당알코올을 과도하게 섭취하면 소장 내에서 완전히 흡수되지 않아 더부룩함, 설사, 복통 등의 증상을 유발할 수 있다고 알려져(Han 등, 2019), 한국판 배변 문제 평가 설문지(Choi 등, 2019)를 이용하여 제품 섭취 시 배변 활동 변화에 관한 설문을 진행하였다. 배변 활동 설문은 시험 첫날과 1주차 제품 섭취 후, 2주차 제품 섭취 후 총 3번 실시되었고 시험 첫날 점수를 평소의 배변 활동 상태로 간주하여 무설탕 또는 설탕 쿠키 섭취 후 점수와 각각 비교하였다. 설문은 총 17문항으로 ‘지각된 장 불편감’, ‘배변 불편감’, ‘배변 조절 불편감’ 요인을 구성하는 항목과 ‘전반적인 체감 상태 지수’, ‘요인별 체감 상태 지수’로 이루어져 있다. 모든 항목의 점수에 가중치를 곱하여 점수를 산출하는 방법으로 장 건강의 정도를 100점 만점의 장 활동 지수(gut quotient)로 확인할 수 있었다.

연속혈당측정기와 식이조사

일상생활 중 점심 식사와 더불어 무설탕 혹은 설탕 쿠키를 섭취했을 때의 혈당 변화를 모니터링하기 위해 연속혈당측정기인 리브레(Freestyle Libre, Abbott)를 사용하였다. 스크리닝을 통과한 대상자들은 보정 기간을 위해 시험 시작 이틀 전 리브레를 부착하였고 2주 동안 착용하였다. 혈당은 리브레를 통해 15분마다 자동으로 측정되어 Libreview를 통해 수집되었다. 대상자들은 점심 식사 후 무설탕 쿠키 또는 설탕 쿠키를 섭취하였고, 점심에 섭취한 모든 음식을 식이일지에 작성한 후 실험 마지막 날에 제출하였다. 점심에 섭취한 열량은 한국영양학회에서 개발한 CAN-pro(version 5.0)를 이용하여 분석하였다.

통계분석

모든 분석은 SPSS(SPSS statistics v28, IBM)를 이용하여 분석하였으며 통계적 유의성은P<0.05 수준에서 평가하였다. 정규성 검정을 만족한 경우는 t-test, 만족하지 못한 경우는 Mann-Whitney test를 이용하여 측정한 변수들의 평균과 표준편차를 제시하고, 경구당부하검사 분석 후 혈중농도곡선하면적(area under the curve, AUC)을 계산하고 제품 간 평균 비교를 하였다.

연구 대상자들의 일반적 특성

연구 대상자는 총 16명이었고 그중 한 명은 개인적인 혈액검사 불참의 이유로 2차 채혈에 참여하지 못해 결과에서 제외되었고, 최종 15명의 피험자 자료로 결과 분석을 시행하였다. 총 15명 중 여자는 10명, 남자는 5명이었으며 평균 연령은 36세였다. 체질량지수(BMI)는 22.6±2.3 kg/m², 공복혈당은 98.9±9.9 mg/dL로 정상 범위에 속하였다. 수축기 혈압은 120.9±16.0 mmHg, 이완기 혈압은 76.3±13.9 mmHg, 맥박은 76.9±9.7 bpm으로 활력징후 모두 정상 수치였다. C-peptide는 1.7±0.5 ng/mL, HbA1c는 5.2±0.4%, GA는 12.5±1.2%로 정상 수치이므로 모든 대상자는 공복혈당이 125 mg/dL 이하인 당뇨병이 없는 성인인 것을 확인하였다(Table 2).

Table 2 . Anthropometric and clinical characteristics at baseline.

	Total (n=15)	Reference values
Age (years) [range]	36.3±7.62) [25∼53]	－
Male/female (n)	5/10	－
Height (cm)	165.4±8.3	－
Weight (kg)	62.0±10.3	－
Fasting glucose (mg/dL)	98.9±9.9	70∼99
BMI1) (kg/m2)	22.6±2.3	18.5∼22.9
Systolic blood pressure (mmHg)	120.9±16.0	<120
Diastolic blood pressure (mmHg)	76.3±13.9	<80
Pulse rate (bpm)	76.9±9.7	60∼100
C-peptide (ng/mL)	1.7±0.5	1.10∼4.40
HbA1c (%)	5.2±0.4	<5.7
Glycated albumin (%)	12.5±1.2	11∼16

¹⁾BMI: Body mass index..

²⁾Data were mean±standard deviation..

무설탕 쿠키의 혈당과 인슐린 감소 효과 및 혈액 지표 비교

공복에 무설탕 쿠키와 설탕 쿠키를 섭취한 후의 혈당 변화는 Table 3과 같다. 무설탕 쿠키 섭취 15분 후에는 93.50±9.91 mg/dL이고, 설탕 쿠키 섭취 15분 후에는 106.71±15.94 mg/dL로 나타나 무설탕 쿠키에서의 혈당이 대조군에 비해 적은 상승을 보였다(P=0.020). 대체감미료 중 하나인 아스파탐과 사카린을 사용한 저지방 무설탕 쿠키를 섭취한 경우 일반 쿠키에 비해 섭취 후 혈당 상승이 적었다는 Park 등(2002)의 연구와 유사한 결과를 보였다. 또한 설탕 30%, 수크랄로스 70%를 함유한 쿠키와 설탕 100% 쿠키 섭취 후 혈당을 비교하는 연구에서, 같은 양의 탄수화물 50 g을 섭취하였음에도 설탕이 100% 함유된 쿠키는 설탕이 30% 함유된 쿠키에 비해 흡수가 빠르고 인슐린 분비가 높으며, 혈당이 급격하게 증가하였다가 감소하는 양상을 보여 설탕 함량의 차이가 혈당에 영향을 미친다고 보고되었다(Bang 등, 2013). 본 연구에서는 당알코올을 대체감미료로 사용하였고 무설탕 쿠키 섭취 후 초반 혈당이 대조군에 비해 낮은 것으로 보아, 당알코올을 설탕 대신 활용하는 것은 당 섭취 감소를 위한 건강한 방법이 될 수 있을 것으로 사료된다.

Table 3 . Glucose values over 120 min and area under the curve (AUC) after the consumption of sugar-free and control cookies (mg/dL).

ﾠ	Sugar-free cookie (n=14)	Control cookie (n=14)	P-value2)
0 min	87.14±6.211)	86.71±6.90	0.695
15 min	93.50±9.91	106.71±15.94	0.020*
30 min	100.93±11.93	109.07±12.51	0.089
60 min	93.43±17.93	96.79±13.31	0.434
90 min	90.36±13.71	90.43±17.69	0.872
120 min	93.14±11.50	88.50±12.22	0.241
AUC glucose (mg/dL×h)	187.29±22.21	194.15±17.68	0.358

¹⁾Data were mean±standard deviation..

²⁾Significant difference at P<0.05 by non-parametric test (Mann-Whitney test)..

^*P<0.05..

쿠키 섭취 후 시간의 흐름에 따른 인슐린의 변화는 Fig. 1에 나타내었다. 30분 후의 인슐린은 무설탕 쿠키 섭취 후 20.51±13.84 μU/mL였고, 설탕 쿠키 섭취 후 40.99±27.84 μU/mL였다(P=0.033). 60분 후에는 무설탕 쿠키와 설탕 쿠키 섭취 후 각각 17.16±12.18, 30.14±16.95 μU/mL로(P=0.037) 무설탕 쿠키 섭취 후 인슐린이 대조군에 비해 유의적으로 낮은 결과를 보인다. 인슐린 AUC 또한 무설탕 쿠키군에서 대조군보다 유의적으로 낮은 것을 확인할 수 있었다(P=0.013). 인슐린은 혈중 포도당 수치가 높아졌을 때 β세포에서 혈류로 분비되어 혈당을 낮추기 위해 분비되기 때문에 혈당과 같은 양상을 보인다. 당알코올의 일종인 말티톨 50 g과 포도당 50 g을 동일하게 150 mL의 물에 용해시켜 공복에 섭취할 경우 말티톨이 첨가된 물을 마신 후 2시간 동안의 인슐린이 포도당 50 g이 첨가된 물을 마신 후보다 유의하게 낮았다고 보고되어(Thabuis 등, 2015) 본 연구와 유사한 결과를 보인다. 따라서 대체당을 사용한 쿠키를 섭취하는 것이 설탕 함유 쿠키보다 인슐린 변동성이 적은 것을 확인하였다. 인슐린은 간에서 포도당 생산을 억제하고 근육과 지방에서 포도당 흡수를 통해 혈당을 낮추지만, 과다하게 분비될 경우 지방 분해를 억제하고 지방전구세포(preadipocytes)의 분화를 촉진해 비만의 위험을 높인다고 알려져 있다(Kahn과 Flier, 2000). 본 연구에서는 특정 시점의 인슐린 값과 인슐린 AUC가 낮아 전체적으로 인슐린을 적게 분비한다고 볼 수 있으며, 무설탕 쿠키는 더 낮은 혈당 반응을 나타내는 것을 확인하였다.

Fig 1. Insulin changes and tAUC (mg/dL×min) following 120 min after eating sugar-free cookie and control cookie. ○ means sugar-free cookie and ● means control cookie. Significant differences were observed at P<0.05 according to non-parametric test (Mann-Whitney test). ^*P<0.05.

글루카곤은 인슐린과 반대의 역할을 하는 호르몬으로 인슐린에 의해 혈당이 낮아질 경우 다시 혈당을 생성하도록 자극한다. 글루카곤의 변화는 Fig. 2에 나타내었다. 쿠키 섭취 후 90분의 글루카곤 수치를 보면 무설탕 쿠키 섭취 후에는 209.78±67.33 pg/mL, 설탕 쿠키 섭취 후에는 130.31±50.08 pg/mL이고(P=0.001), 120분 후에는 무설탕 쿠키와 설탕 쿠키 각각 196.20±68.39 pg/mL, 134.95±48.40 pg/mL로(P=0.008) 섭취 전을 제외한 모든 시점에서 무설탕 쿠키 섭취 후 글루카곤이 유의하게 높았다. 글루카곤 AUC는 무설탕 쿠키 섭취 후 19,711.49±5,281.81 pg/mL×min, 설탕 쿠키 섭취 후 14,048.25±4,909.47 pg/mL×min으로 무설탕 쿠키 섭취 시 면적이 유의적으로 넓었다(P=0.005). 따라서 무설탕 쿠키 섭취 후 글루카곤은 설탕 쿠키 섭취 후보다 높은 경향을 보이며 앞선 인슐린 결과를 입증하였다고 볼 수 있다.

Fig 2. Glucagon changes and tAUC (pg/mL×min) following 120 min after eating sugar-free cookie and control cookie. ○ means sugar-free cookie and ● means control cookie. Significant differences were observed at P<0.05 according to the independent t-test. ^**P<0.01.

Insulin to glucagon ratio(IGR)는 인슐린과 글루카곤의 비율을 뜻한다. 인슐린과 글루카곤은 혈당의 항상성을 유지하는 데에 서로 반대의 역할을 가지고 있으며, 체내 포도당의 필요성과 반대로 작용하기 때문에 공복 상태일 때 가장 낮고 탄수화물을 섭취하면 높아진다(Kalra와 Gupta, 2016). IGR은 인슐린과 글루카곤의 단발적인 수치보다 호르몬의 균형을 보여주기 때문에 혈당 조절능을 확인하기 위해 비교하였다. 쿠키 섭취 후 IGR은 Table 4에 나타내었고, 섭취 후 90분에서 무설탕 쿠키 섭취 시 0.066±0.053, 설탕 쿠키 섭취 후에는 0.212±0.165로 무설탕 쿠키에서 유의하게 낮았다(P=0.002). Lee 등(2016)은 당뇨병 환자에서 IGR이 낮으면 간에 포도당을 더 생성하라는 신호를 주며, 오히려 혈당이 과하게 생산되어 식후 고혈당증을 유발할 수 있다고 설명했다. 하지만 혈당 조절능이 떨어지는 당뇨병 환자가 아닌 일반 사람들에게 포도당 생성의 신호는 혈당이 낮다는 것을 의미할 수 있다. 본 연구에서는 무설탕 쿠키를 섭취한 후의 IGR이 설탕 쿠키를 섭취했을 때보다 낮았으므로 혈당을 정상 수준으로 올리라는 신호로 해석되며, 이를 통해 안정적으로 혈당 수준을 유지할 수 있다고 생각된다.

Table 4 . Insulin to glucagon ratio (IGR) over 120 min in both cookie groups.

	Sugar-free cookie (n=14)	Control cookie (n=13)	P-value2)
0 min	0.048±0.0311)	0.071±0.048	0.207
90 min	0.066±0.053		0.002**
120 min	0.072±0.059	0.207	0.145

¹⁾Data were mean±standard deviation..

²⁾Significant difference at P<0.05 by non-parametric test (Mann- Whitney test)..

^**P<0.01..

C-peptide, HbA1c, GA는 당뇨병 진단 시 사용하는 지표이다. C-peptide는 인슐린 분비능을 확인할 때 사용되고(Jones와 Hattersley, 2013), HbA1c는 특히 제2형 당뇨에서의 공복혈당을 스크리닝할 때 효과적이다(Little과 Sacks, 2009). GA는 적혈구의 수명에도 영향을 받는 HbA1c와 달리 적혈구로부터 아무런 영향을 받지 않기 때문에 새로운 바이오마커로 사용하고 있어(Kohzuma 등, 2021), 본 연구의 당대사에 미치는 영향을 알아보기 위한 지표로 사용하였다. HbA1c는 2~3달의 수치를 반영하고 GA는 2~3주의 혈당 조절 상태를 반영하기 때문에(Kohzuma 등, 2021), 2주간 실행된 본 연구에서는 유의적인 차이를 보이지 않았다(Table 5).

Table 5 . C-peptide, HbA1c, and GA values at baseline and after the consumption of sugar-free and control cookies.

	Baseline	Sugar-free cookie (n=15)	Control cookie (n=15)	P-value2)
C-peptide (ng/mL)	1.68±0.481)	1.66±0.43	1.70±0.45	0.983
HbA1c (%)	5.21±0.39	5.17±0.37	5.18±0.38	0.786
GA (%)	12.48±1.16	12.62±1.22	12.65±1.07	0.852

¹⁾Data were mean±standard deviation..

²⁾No significant differences at P<0.05 by non-parametric test (Mann-Whitney test)..

혈중 그렐린 및 VAS를 통한 식욕 변화

탄수화물 중 특히 설탕의 섭취는 식욕을 증가시켜 더 많은 음식 섭취를 유도하는 것으로 알려져 있다(Geiselman과 Novin, 1982). 본 실험에 사용된 무설탕 쿠키는 설탕을 포함하고 있지 않아 섭취 후 설탕 쿠키에 비해 포만감이 줄어들고 식욕이 증가할 것으로 예상하여, 그렐린 변화를 분석하고 식욕에 관한 설문을 진행하였다. 그렐린은 식욕과 음식 섭취를 촉진하는 호르몬으로, 쿠키 섭취 후 시간의 흐름에 따른 그렐린 수치의 비교를 Table 6에 나타내었다. 제품 섭취 전과 섭취 후 90분과 120분의 변화를 분석한 결과 유의한 차이를 보이지 않았다. 쿠키 섭취 전과 섭취 후 주관적인 식욕 설문 역시 통계적으로 유의성이 나타나지 않았다(Fig. 3).

Table 6 . Ghrelin values over 120 min after the consumption of sugar-free and control cookies (pg/mL).

	Sugar-free cookie (n=15)	Control cookie (n=15)	P-value2)
0 min	1,350.80±583.741)	1,170.93±391.38	0.340
90 min	1,039.00±291.66	967.13±257.99	0.351
120 min	1,071.07±301.09	1,014.93±306.64	0.576

¹⁾Data were mean±standard deviation..

²⁾No significant differences at P<0.05 by non-parametric test (Mann-Whitney test)..

Fig 3. Comparison of subjective appetite scores after eating sugar-free cookie and control cookie. ○ means sugar-free cookie and ● means control cookie. No significant differences were observed at P<0.05 according to non-parametric test (Mann-Whitney test).

이는 무설탕 쿠키와 설탕 쿠키 섭취 후 식욕 촉진 호르몬인 그렐린 수치와 설문을 통한 배고픔, 포만감, 특정 음식을 먹고 싶은 정도에 차이가 없다는 것을 나타냈다.

Anton 등(2010)은 아스파탐, 스테비아, 설탕을 함유한 식전 음식(preload) 섭취 후 점심, 저녁 식사의 섭취량 및 섭취 전후 식욕을 비교하였으며, 칼로리가 낮은 대체당을 사용한 식전 음식을 섭취하였음에도 그다음 식사의 섭취량에 영향을 주지 않았고, 식욕에도 차이가 없었다고 보고하였다. 이는 당의 종류가 식욕에 영향을 주지 않았던 본 연구의 결과와 유사하며, 대체당을 사용했을 때 포만감이 더 감소하거나 더 많은 에너지 섭취를 유도하지 않을 것으로 사료된다.

반면, 240 mg의 사카린 물과 75 g의 설탕물을 마신 후 식욕과 그렐린을 비교했을 때, 사카린 섭취 그룹이 설탕물 섭취군보다 그렐린 반응과 먹고 싶은 욕구가 높았다. 식욕을 촉진하는 호르몬이 높고 VAS로 측정한 식욕 설문 결과도 높은 것으로 보아, 사카린 섭취 시 식욕을 더 촉진하고 그렐린의 수치가 높아지는 것을 알 수 있었다(Gümüş 등, 2022). 본 연구에서는 물이 아닌 버터나 밀가루 등의 부가 재료가 첨가된 쿠키를 섭취하여 대체당이나 설탕이 단독으로 미치는 영향은 확인할 수 없었던 것으로 사료된다.

배변 활동 변화

시험 시작 전 실시한 설문과 무설탕 쿠키 일주일 섭취 후, 설탕 쿠키 일주일 섭취 후의 장 활동 지수의 차이를 비교했으며 결과는 Table 7에 제시하였다. 시험 시작 전 설문 점수의 평균은 84.80±12.98점이었고, 무설탕 쿠키 섭취 후 85.07±13.69점, 설탕 쿠키 섭취 후 91.80±11.16점으로 유의한 차이를 보이지 않았다(P=0.170). Respondek 등(2014)의 연구에서 설탕을 당알코올과 프락토올리고당으로 대체한 디저트 섭취 후 2일 동안의 위장 관련 증상을 조사하였고, 당알코올을 35 g 이하로 함유한 디저트 섭취 후 배변 횟수나 팽만감 등의 증상이 조금 더 많았지만 24시간 후에는 증상이 나타나지 않았다고 보고되었다. 당알코올을 과량 섭취 시 설사 및 복통을 유발할 수 있다고 알려져 있으나 개개인의 장 상태에 따라 나타나는 증상이 상이하여(Han 등, 2019), 본 연구를 통해서는 정확하게 당알코올이 배변 활동에 미치는 영향을 확인하기는 어려웠다는 것이 제한점이다.

Table 7 . Gut quotient (GQ) at baseline and after 5 d of cookie consumption.

	Baseline	Sugar-free cookie (n=15)	Control cookie (n=15)	P-value2)
GQ	84.80±12.981)	85.07±13.69	91.80±11.16	0.170

¹⁾Data were mean±standard deviation..

²⁾No significant differences at P<0.05 by non-parametric test (Mann-Whitney test)..

점심 식사의 열량 및 혈당 반응

연구 기간에 섭취한 점심 식사와 쿠키를 포함한 열량과 영양소를 분석한 결과는 Table 8에 나타내었다. 점심시간에 섭취한 총 에너지는 약 80 kcal의 차이를 보였고, 탄수화물, 지방, 단백질은 10 g 내외의 차이를 보여 대상자들은 연구 기간에 비슷한 에너지와 영양소를 섭취한 것으로 나타났다.

Table 8 . Nutrient content of 4 d lunch meal, including lunch and cookie samples.

	Sugar-free cookie group (n=15)	Control cookie group (n=15)
Energy (kcal)	1,030.59±193.161)	990.47±123.29
Carbohydrate2) (g)	136.19±40.31	126.88±14.46
Fat (g)	43.39±5.88	39.10±7.64
Protein (g)	35.13±8.76	33.92±11.77

¹⁾Data were mean±standard deviation..

²⁾22.38 g of sugar alcohol in sugar-free cookie; 25.45 g of sugar in control cookie..

일상생활에서 점심 식사를 하면서 추가로 쿠키를 섭취했을 때 혈당 반응에 차이가 있는지 확인하기 위해 리브레를 사용하였다. 리브레를 통해 자동으로 기록된 데이터를 이용하여 점심 식사와 쿠키까지 모두 섭취한 후 2시간의 혈당 AUC를 산출한 결과, 무설탕 쿠키를 점심 식사 후 간식으로 섭취했을 때의 AUC는 유의한 차이를 보이지 않았다(Fig. 4). 본 연구에서는 식사의 종류 및 양을 특정하여 동일한 식사를 하지 않았고, 아침 식사 여부와 점심 식사 시간도 모두 달라 쿠키 섭취가 혈당에 주는 영향만을 살펴볼 수는 없었다. 추후 식후 간식의 당 유무가 식후 혈당에 미치는 영향을 알아보기 위해서는 동일한 식사를 동일한 시간에 섭취하도록 통제가 필요할 것으로 생각된다.

Fig 4. Individual values of total AUC using Continuous Monitoring System in sugar-free cookie and control cookie. ○ means sugar-free cookie and ● means control cookie. No significant differences were observed at P<0.05 according to non-parametric test (Mann-Whitney test).

본 연구 결과는 당류를 일부만 대체감미료로 대체한 기존의 제품과는 달리 설탕을 솔비톨과 말티톨로 대체한 무설탕 쿠키와 설탕을 함유한 일반 쿠키 섭취 시 혈당과 인슐린, 글루카곤에 미치는 영향과 잠재적인 건강 유용성을 확인하기 위해 수행되었다는 점에서 차별화되었다. 대체감미료 함유 쿠키에 관한 연구는 많이 이루어졌으나 설탕 함량이 없는 제과나 제빵 제품에 관한 연구는 이루어지지 않아 본 연구에서 시도하였다. 성인 16명을 대상으로 공복 후에 무설탕 쿠키와 설탕이 함유된 일반 쿠키를 섭취한 후 당대사에 관련된 혈액 지표들을 살펴보았는데, 무설탕 쿠키 섭취 시 설탕 함유 쿠키보다 혈당이 완만하게 증가하였다가 감소하고 인슐린이 더 적게 분비되며 글루카곤은 증가하는 것으로 보아 혈당 조절에 도움이 될 것으로 사료된다. 다만 본 제품을 섭취했을 때, 당이 대체된 만큼의 칼로리 차이가 있을 뿐 무설탕 제품이 칼로리가 0이 아니라는 점은 소비자가 잘 인지하여야 할 것이다. 본 연구를 통해 소비자들은 시중에 판매하는 무설탕 제품, 특히 WHO에서 비설탕 대체감미료로 규정되지 않았더라도 말티톨이나 솔비톨을 함유한 제품을 적정량 섭취했을 때, 혈당 증가나 식욕 증가 등에 대해 크게 우려하지 않아도 될 것으로 여겨진다.

본 연구는 롯데웰푸드(주)의 지원에 의해 이루어진 것이며, 그 지원에 감사드립니다.