과채주스의 영양강조표시 규제과학적 검증 방안 연구 : 설탕 무(無)첨가?무가당 표시기준 활용 = Research on regulatory sciencetific verification methods for nutritional labeling on fruit and vegetable juice

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Sugars are water-soluble, sweet-tasting compounds belonging to carbohydrates
and are used in various ways as sweeteners to not only supply energy to the
human body but also to improve sweetness or functionality during cooking or
processing of foods. Today, with the development of the food industry and the
increased consumption of processed foods, concerns are growing about excessive
intake of sugars, and excessive intake of sugars is linked not only to childhood
obesity but also to obesity, high blood pressure, type 2 diabetes, metabolic
syndrome and Side effects have been reported through research.
According to the Ministry of Food and Drug Safety, based on the 2021
National Health and Nutrition Examination Survey, the results of analysis of Korean
people's sugar intake through processed foods show that two out of five Korean
children and adolescents consume as exceeding sugar intake per day through
processed foods as per the World Health Organization (WHO). It was found to
exceed the recommended standards, and in particular, infants and children aged 1
to 5 had the highest rate of sugar intake through fruit and vegetable drinks.
Accordingly, the government is making efforts to reduce sugar intake, such as
operating a system to reduce sugar and improving public awareness. In other
countries, as well as restricting the sale of sugar-sweetened beverages, and
introducing a sugar tax in some countries, the government is trying to reduce sugar
intake by reducing sugar-sweetened beverages. Regulations are actively being
implemented, which can be seen as a result of beverages contributing significantly
to sugar intake through processed foods.
The definitions and scope of total sugars, free sugars, and added sugars differ
slightly by country, and most countries manage their citizens' sugar intake levels
and management in terms of added sugars or free sugars rather than total sugars.
For the purpose of harmonizing with international standards, the Ministry of Food
and Drug Safety established new no added sugar labeling standards that focus on
whether or not sugars are added during the manufacturing and processing of food,
rather than whether sugars are detected. However, in terms of regulatory operation
and food labeling, the industry is demanding clear detailed guidelines and
regulations based on concerns about violation of labeling standards and difficulties
in making judgments in the field due to vague and unclear examples of raw
materials included in sugars. In addition, the current regulatory operation of the no
added sugar labeling standards is being reviewed for violations of the Ministry of
Food and Drug Safety's labeling standards based on raw material labeling
information and product manufacturing reports, and the nutritional labeling of sugar
content is also required to display only the total sugar content, so the verification
method for sugar added to actual products can be seen as an attempt to
systematize the current regulations, as there are no standards.
Accordingly, in accordance with the sugar reduction policy, this study
established a sugar composition database for no added sugars fruit and vegetable
juice distributed domestically among beverages that are major sugar intake factors,
and used this to visualize the content of natural sugar and added sugar, which
cannot be chemically distinguished. In this study, a sugar composition database of
domestic distributed fruit juice, the main sugar intake factor, was established in
accordance with the sugar reduction policy. This was visualized by separating the
contents of natural sugar and added sugar in no added sugar fruit juice products.
The study was also conducted to identify and improve the current regulatory
loopholes in the government's overall regulations, and to derive research tasks to
be pursued in relation to the details of the labeling standards for food in the
future. As a research method, five types of fruit juice that are applying no added
sugars labeling were selected and analyzed for sugar through the solution of
finished products and raw materials, and this was verified based on sugar analysis
by date by estimating changes in the composition and content of sugar according
to enzyme activity.
As a result of the study, there was no significant difference in the total sugar
content of the finished product from each raw material (P value>0.05), and through
this, it was first verified that there was no artificial addition of sugars among the
finished products other than sugars derived from raw materials. However, in the
case of Sample_1 and Sample_2, a significant difference between the disaccharide
sucrose and the monosaccharide Fructose and Glucose was confirmed in the test
value of the finished product compared to the value calculated from the sugar
composition and content of each raw material. This was estimated by the
decomposition of sucrose and the substitution and content increase of
monosaccharide Fructose and Glucose according to the enzyme activity. As a result
of analyzing the sugar composition and content of each raw material in the
product, the change in sugar composition and content according to the enzyme
activity in the raw materials of A2-1 (Kiwi) and A1-3 (Kale) was finally
confirmed. As a result, it was verified that the composition and content of sugars
could change according to the activity of natural enzymes in the raw material
without the addition of artificial sugars and enzymes, and through this, the
necessity of regulatory operation considering the characteristics of raw materials was
suggested. In the case of A2-1 (Kiwi) raw materials, the change in the Fructose
content was insignificant in the sugar composition and content results by date, but
the change in the Glucose content increased was somewhat remarkable. This
showed the same pattern as the analysis result in Sample_2's finished product. This
tendency between raw materials and products confirmed the possibility of the
existence of additional enzymes that can lead to changes in the Fructose content in
A2-1 (Kiwi) raw materials, which supports the need for institutional
supplementation reflecting the characteristics of raw materials in the current
regulatory operation.
Therefore, this study confirmed the necessity of establishing an enzyme activity
database of fruit and vegetable raw materials in fruit and vegetable juices based on
experimental design and further research considering the optimal temperature
conditions for enzyme activity in the future. When reviewing the application of
the no added sugar labeling based on the relationship in the established database,
the Ministry of Food and Drug Safety suggested the need to institutionalize and
stipulate legal grounds to review the characteristics of each raw material in the
product. We propose a sugar composition and content database of products subject
to non-additive labeling as a verification method for compliance with the
non-additive labeling standards. The database is a raw material database that is
expected to be used as basic data for the Ministry of Food and Drug Safety's
integrated nutritional database.

국문 초록 (Abstract)

당류는 탄수화물에 속하는 수용성의 단맛이 나는 화합물로 인체에 에너지를 공급할 뿐만 아니라 식품의 조리 또는 가공 시 단맛이나 기능적인 면을 향상시키기 위한 감미료로서 다양하게 활용되고 있다. 오늘날 식품산업 발달과 더불어 가공식품 소비 증가에 따라 당류의 과잉섭취에 대한 우려가 높아지고 있으며, 당류의 과잉섭취는 소아비만뿐 아니라 비만, 고혈압, 제2형 당뇨병, 대사증후군과의 연관성 이 다수의 선행연구를 통해 부작용으로 보고된 바 있다. 식품의약품안전처에 따르면 2021년 국민건강영양조사를 바탕으로 우리 국민의 가공식품을 통한 당류 섭취량 분석결과 국내 어린이와 청소년 5명 중 2명은 세계보건기구(WHO)의 가공식품을 통한 당류 섭취량이 하루 권고기준을 초과하는 것으로 나타났으며, 특히 1~5세의 영유아는 과일·채소류 음료를 통한 당류 섭취비율이 가장 높은 것으로 발표하였다. 이에 정부에서는 당류 저감화를 위한 제도 운영과 국민 인식개선 등 당류 섭취 저감을 위한 노력을 기울이고 있으며, 국외의 경우도 설탕 첨가 음료의 판매 제한과 더불어 일부 국가의 설탕세 도입 등 당류 섭취량 감소를 가당음료를 위주로 한 규제가 활발히 진행되고 있는데 이는 가공식품을 통한 당류 섭취량에 음료류가 상당 부분 기여함에 따른 것으로 볼 수 있다.
총당류, 유리당, 첨가당의 정의와 범위에는 국가별 약간씩 차이를 보이고 있으며 대부분의 나라에서는 자국민의 당류 섭취 수준과 관리를 총당류보다는 첨가당이나 유리당 개념으로 관리하고 있다. 식품의약품안전처에서는 국제기준과의 조화를 목적으로 당류의 검출 여부가 아닌 식품의 제조, 가공 시 당류의 첨가 유무에 중점을 둔 방향으로 설탕 무첨가∙무가당 표시기준을 신설하였다. 다만, 규제 운영 및 식품 표시 적용에 있어 당류에 포함되는 원재료의 예시가 모호하고 불명확해 표시기준 위반 우려와 실제 현장에서의 판단이 어려움을 근거로 산업계에서는 명확한 세부 가이드라인과 규정을 요구하고 있다. 또한 현행 설탕 무첨가∙무가당 표시기준의 규제 운영은 원재료 표시사항 및 품목제조보고서를 토대로 식약처의 표시기준 위반 여부 검토가 이뤄지고 있고 당류 함량의 영양성분 표시 또한 총당류 함량만을 표시하도록 하고 있어 실제 제품의 가당 여부에 대한 검증법은 현 규제사항에 있어 기준 부재 등 한계점으로 볼 수 있다.
이에 본 연구는 당류 저감 정책기조에 따라 주요 당류 섭취 요인에 해당하는 음료류 중 국내 유통 과채주스를 대상으로 설탕 무첨가∙무가당 강조표시 적용 제품의 당류 조성 Database를 구축하고 이를 활용해 화학적 구분이 불가능한 천연당과 첨가당 함량을 가시화하고자 하였으며, 정부의 설탕 무첨가∙무가당 표시 규제사항 전반에 대하여 현행 규제의 체계화를 위한 보완으로 향후 식품 등의 표시기준 세부 사항과 관련해 추진되어야 할 연구과제를 도출하고자 수행되었다.
연구 방법으로는 설탕 무첨가∙무가당 표시를 적용 중인 과채주스 5종을 선별해 완제품 및 원료 풀이를 통한 당류 분석을 진행하였으며, 효소활성에 따른 당류의 조성 및 함량 변화를 추정해 일자별 당류 분석을 토대로 이를 검증하였다.
연구 결과 완제품의 총당류 함량은 각각의 원재료에서 기인된 총당류 함량과 유의적인 차이가 없었으며(P value>0.05) 이를 통해 원재료 유래 당류 이외 완제품 중 당류의 인위적 첨가는 없음을 1차 검증하였다. 다만, Sample_1과 Sample_2의 경우, 각 원재료의 당류 조성 및 함량으로부터 산출한 Theoretical value 대비 완제품의 Test value에서 이당류인 Sucrose와 단당류 Fructose, Glucose의 유의적 차이를 확인하였다. 이는 Sucrase 효소활성에 따른 Sucrose의 분해 및 단당류 Fructose, Glucose의 치환 및 함량 증가로 추정하였으며, 제품 내 각 원재료의 일자별 당류 조성 및 함량 분석결과 최종적으로 A2-1(Kiwi) 및 A1-3(Kale) 원료에서 효소활성에 따른 당류 조성 및 함량의 변화를 확인하였다. 이로써 인위적인 당류 및 효소의 첨가 없이도 원재료 내 천연 효소의 활성에 따라 당류의 조성 및 함량이 변화할 수 있음을 검증하였고 이를 통해 원재료 특성을 고려한 규제 운영의 필요성을 제시하였다. 특히 A2-1(Kiwi) 원료의 경우, 일자별 당류 조성 및 함량 결과에서 Fructose 함량 변화는 미미하나 Glucose 함량이 증가하는 변화가 다소 두드러지게 확인되었는데 이는 Sample_2의 완제품에서의 분석결과와 동일한 패턴을 나타내었다. 이러한 원료 및 제품 간 경향성을 통해 A2-1(Kiwi) 원료 내 Fructose 함량의 변화를 가져올 수 있는 추가적인 효소의 존재 가능성을 확인하였으며, 이는 현행 규제 운영에 있어 원료 특성을 반영한 제도적 보완의 필요성을 뒷받침한다고 할 수 있다.
이에 본 연구를 수행함에 따라 향후 효소활성의 최적 온도조건을 고려한 실험설계 및 추가 연구를 토대로 과채주스 등에서 과일, 채소 원료의 효소활성 Database 구축의 필요성을 확인했으며, 구축된 Database에서의 연관성을 토대로 설탕 무첨가·무가당 표시 적용 검토 시 식약처에서는 제품 내 각 원료 특성을 검토하는 과정을 거치도록 제도화하고 법적 근거를 명문화할 필요성을 시사하였다. 아울러 시중 유통 설탕 무첨가∙무가당 강조표시 적용 제품의 당류 조성과 함량 Database는 설탕 무첨가∙무가당 표시기준 준수 여부의 확인 시 가당 여부에 대한 검증법으로 제안되며, 구축된 Database는 원재료성 DB 자료로서 식약처의 영양성분 통합 database의 기초자료로 활용 가능할 것으로 사료된다.

목차 (Table of Contents)

• 1. 서론 1
• 1.1 당류의 정의와 역할 1
• 1.2 당류의 과잉섭취 우려 2
• 1.3 당류 섭취량 관리현황 3
• 1.4 설탕 무첨가무가당 표시기준 신설 6
• 1.5 국내 과일채소류 음료시장 트렌드 10
• 1.6 연구배경 및 필요성 11
• 2. 본론 13
• 2.1 재료 및 방법 13
• 2.1.1 분석시료 13
• 2.1.2 표준품 및 시약 13
• 2.1.3 표준용액의 조제 17
• 2.1.4 분석기기 및 조건 17
• 2.1.5 시험용액의 조제 20
• 2.1.5.1 당류 분석 20
• 2.1.5.2 효소활성 분석 20
• 2.2 결과 22
• 2.2.1 결과의 정확성 22
• 2.2.2 통계분석 24
• 2.2.3 100g 당 당류 분석결과 26
• 2.2.4 배합비 적용 당류 분석결과 29
• 2.2.5 효소활성여부 분석결과 34
• 3. 결론 39
• 참고문헌 43