터프츠 대학교 연구팀, 유전자 조작 박테리아 이용해 희귀 당류 ‘타가토스’ 고효율 생산 성공
과학계가 오랜 시간 찾아 헤매던 건강한 단맛의 비밀이 마침내 풀릴 기미가 보이고 있다. 터프츠 대학교(Tufts University) 연구팀은 설탕과 거의 동일한 맛을 내면서도 건강상의 단점은 획기적으로 줄인 희귀 당류, ‘타가토스(Tagatose)’를 효율적으로 생산하는 기술을 개발했다고 발표했다. 이는 지난 100년 넘게 식품 산업계가 추구해 온 ‘성배’와도 같은 발견으로 평가받는다. 19세기 사카린의 등장 이후 스테비아나 나한과 같은 다양한 대체 감미료가 개발되었으나, 이들은 설탕 특유의 풍미를 완벽히 재현하지 못하거나 조리 시 물성이 변하는 한계가 있었다. 그러나 이번 연구는 이러한 기술적 장벽을 넘어설 중요한 전환점이 될 것으로 보인다. 타가토스는 자연계에 존재하는 천연 당류로 사과, 파인애플, 오렌지 같은 과일이나 우유 등 유제품에 극미량 함유되어 있다. 하지만 그 양이 전체 당분의 0.2% 미만에 불과해 자연 추출 방식으로는 상업적 생산이 불가능에 가까웠다. 기존의 화학적 생산 방식 또한 효율이 낮고 비용이 많이 들어 대중화에 걸림돌이 되어 왔다.
연구팀은 이러한 문제를 해결하기 위해 유전자 공학 기술을 접목했다. 대장균(E. coli) 박테리아를 미세한 생체 공장으로 개조하여, 저렴하고 풍부한 포도당을 원료로 타가토스를 생산하는 방식을 고안해 낸 것이다. 이 과정에서 점균류에서 발견한 특수 효소인 ‘갈락토스-1-인산 선택적 탈인산화효소(Gal1P)’를 박테리아에 주입해 포도당을 갈락토스로 전환하고, 이를 다시 타가토스로 변환시키는 정교한 2단계 공정을 완성했다. 이 새로운 생합성 방식은 기존 공정의 수율인 40~70%대를 훨씬 뛰어넘는 95%의 수율을 기록하며 경제성을 확보했다. 타가토스의 가장 큰 장점은 맛과 건강의 균형이다. 설탕 대비 92% 수준의 단맛을 내면서도 칼로리는 60% 이상 낮다. 미국 식품의약국(FDA)으로부터 ‘일반적으로 안전하다고 인정되는 물질(GRAS)’로 분류되어 소금이나 베이킹소다처럼 안전하게 섭취할 수 있다. 특히 섭취 시 소장에서 거의 흡수되지 않고 대장으로 이동해 유산균의 먹이가 되기 때문에 혈당 수치와 인슐린 분비에 미치는 영향이 미미하다. 이는 당뇨병 환자나 혈당 관리가 필요한 사람들에게 매우 이상적인 특성이다. 임상 연구 결과에 따르면 타가토스 섭취 후 혈장 포도당이나 인슐린 수치의 상승폭이 매우 낮은 것으로 확인되었다. 또한 충치 균의 증식을 억제하고 구강 및 장내 유익균을 돕는 프로바이오틱스 효과까지 기대할 수 있다. 요리 활용도 측면에서도 타가토스는 독보적이다. 고강도 감미료들이 단맛만 낼 뿐 설탕의 물리적 특성을 따라가지 못하는 것과 달리, 타가토스는 베이킹 시 설탕처럼 부피감을 형성하고 먹음직스러운 갈색으로 변하는 ‘갈변 현상’을 그대로 재현한다.
