“위고비, 마운자로 실망. 난 주우재(소식가로 유명한 배우 겸 모델)가 되고 싶은 게 아니라 쯔양(대식가로 유명한 먹방 인플루언서)이 되고 싶은 거라고.” 한 동안 온라인을 강타한 이 문장은 먹는 건 좋아하는데 살찌는 건 싫은 이들의 마음을 그대로 대변한다. 그런 이들에게 7월 10일 영국 공동연구팀의 “체중 증가를 막을 수 있는 획기적인 식품 첨가물을 개발해 유럽연합(EU)의 신식품 목록에 등재했다”고 발표는 설레는 소식이다. 하늘이 높고 말은 살찌는 계절, 마음껏 먹고도 살이 찌지 않는 식탁을 차리는 게 가능한지 살펴봤다.
AI 생성 이미지(ChatGPT)
EU가 인정한 천연 식이섬유
IPE가 식탁에 오른다면?
체중 증가를 막을 수 있는 획기적인 식품 첨가물의 주인공은 바로 ‘이눌린 프로피오네이트 에스테르(IPE)’. 영국 임페리얼 칼리지 런던과 글래스고대 동위원소 과학센터 공동연구팀이 개발한 식이섬유다. IPE는 흰 가루 형태로 스무디나 음료에 타서 섭취할 수도 있고, 시리얼이나 빵을 만들 때 넣을 수도 있다. 건강 보조 식품으로 단독으로 섭취하는 것도 가능하다. 연구팀은 약 15년 동안 IPE를 개발했고, 약 6년간의 평가를 거쳐 유럽 식품안전청(EFSA)으로부터 규제 승인을 받았다. ‘빵순이’ 기자는 귀가 솔깃해졌다. IPE가 첨가된 빵이 시중에 판매되면, 빵을 마음껏 먹고도 살이 찌지 않는 게 가능할까? 그런데 전문가들은 기자의 기대를 냉정하게 깨뜨렸다.
IPE가 포만감을 오래 유지하게 만드는 원리는 소장에서 소화되지 않고 대장까지 이르는 화학 구조에 있다. 8월 25일, 김기우 연세대 치대 구강생물학교실 교수는 IPE가 “긴 사슬 당인 이눌린에 단쇄 지방산인 프로피온산을 에스테르 결합(산과 알코올이 반응해 물 분자가 빠져나가는 탈수축합반응)으로 무수히 많이 붙인 물질”이라 설명했다. 인체에는 이눌린을 분해할 소화 효소가 없어 소장을 그대로 통과해 대장이 도착한다. 재미있는 일은 여기서부터 발생한다.
“IPE가 대장에 도달하면 장내미생물이 효소를 분비해 이눌린과 프로피온산의 결합을 끊어요. 그러면 다량의 프로피온산이 폭탄처럼 만들어져요.” 프로피온산은 이후 장 끝부분의 ‘L세포’에 영향을 미쳐 GLP-1과 PYY 같은 식욕 조절 호르몬 분비를 자극한다. “분비된 GLP-1은 우리에게 ‘배부르다’는 신호를 주죠.” 위고비, 마운자로 등 주사형 비만 치료제가 이런 GLP-1이 지속적으로 분비되도록 만든다. 또한 프로피온산은 뇌에도 영향을 미쳐 식욕을 줄이고 포만감을 느끼는 신경세포를 활성화시킬 수 있다.
IPE, 설명을 들으니 우리를 ‘쯔양’으로 만들어 줄 수 있는 비법 같았다. 하지만 이런 원리에도 IPE가 귀가 솔깃할 만한 새로운 식품은 아녔다. “IPE 섭취로 증가하는 GLP-1, PYY 호르몬은 체내 정상 분비량의 2~3배 수준에 불과해요.” 같은 날 서울대에서 만난 조영민 서울대 의대 내과학교실 교수가 말했다. “보통 비만대사수술을 받는 경우에는 호르몬이 5~10배, 위고비나 마운자로 같은 주사형 치료제를 맞는 경우엔 10배 이상 분비되는 것에 비해 매우 적은 편이죠. 특히 GLP-1의 경우 2~3배 수준의 분비는 혈당을 떨어뜨리는 데 효과가 있다고 말할 수는 있지만, 본격적으로 체중 감량이나 식욕 억제를 가능하게 하기 위해서는 5배 이상 분비돼야 해요.”
IPE가 EU 신식품 성분으로 승인받았다는 소식이 처음 알려졌을 당시, 영국의 대표 과학전문지인 ‘뉴 사이언티스트’에 IPE의 임상 근거가 약하다고 지적한 브렌던 게이브리얼 영국 애버딘대 로원연구소 교수 역시 과학동아와의 e메일 인터뷰에서 “IPE 효과는 영양 보충제 수준”이라고 말했다. “전체적인 체중 관리 전략의 도구 중 하나로서는 의미가 있을 순 있겠지만 보충제가 체중 감량이나 체중 증가 예방에 단독으로 큰 효과를 보이는 경우는 매우 드물어요.”
게이브리얼 교수는 특히 공동연구팀이 IPE를 개발하며 발표한 임상시험 결과에서도 관찰된 효과 크기가 비교적 작다고 지적했다. “무엇보다 소비자들은 EU의 신종 식품 승인이 주로 ‘안전성’에 관한 평가일 뿐, 해당 성분이 체중 관리에 효과적이라는 근거로 해석돼서는 안 된다는 점을 알아야 합니다.”
살이 덜 찌는 음식의 목표는 대장 끝의 L세포
음식물은 치아의 저작 활동으로 음식물이 잘게 부서지고, 침과 위산으로 분해된 뒤 소장으로 이동한다. 소장에서는 분비된 소화액, 이자액, 쓸개즙이 음식물을 분해한다. 탄수화물은 포도당, 단백질은 아미노산, 지방은 지방산으로 분해돼 영양분으로 흡수된다. 이후 대장에서 소화되지 않은 찌꺼기에서 남은 수분을 흡수하고 최종적으로 대변을 만들어 배출한다.
Frontiers in Endocrinology Front. Endocrinol
대장 속 L세포 대장 상피에는 장내분비세포인 L세포가 있다. L세포는 대장 안쪽을 향한 세포 표면에 미세융모가 있다. 이를 통해 영양소와 미생물 대사산물을 감지하면, 배부르다는 신호를 주는 GLP-1과 PYY 같은 호르몬을 분비한다. 이눌린 프로피오네이트 에스테르(IPE)는 대장에서 다량의 프로피온산을 방출해 이 L세포의 호르몬 분비를 자극한다. 온전한 구조로 도달한 탄수화물이나 저항성 전분도 대장에서 장내미생물에 의해 발효돼 단쇄지방산을 만들고, 이를 통해 L세포를 자극할 수 있다. 사진은 필리핀원숭이의 결장 속 L세포(초록색)가 장 상피세포(빨간색)에 자리한 모습.
세포벽을 파괴하지 않고 요리
식품 구조 연구가 답이 될까?
실망한 기자에게 게이브리얼 교수는 ‘식품 구조 연구’를 소개했다. 식품 구조 연구란 식품의 물리적 형태, 세포벽, 식감, 결합 구조 등이 체내 소화 및 흡수, 대사 반응에 미치는 영향을 다루는 분야다. 식품의 영양가는 보통 탄수화물, 지방, 단백질 함량을 중심으로 평가된다. 그런데 동일하게 100Kcal의 열량이 적혀 있는 식품이라도, 식품의 세부 구조에 따라 서로 다른 생리적 반응을 나타낼 수 있다.
“최근 실험실 모델과 인체 장관 삽관 연구 기술이 발전하면서 소화 과정에서 식품 구조가 파괴되는 정도가 예상보다 적고, 많은 식품 구조가 위장관에서 그대로 유지된다는 사실이 명확해졌어요.” 영국 식품과학 연구기관인 쿼드람 연구소의 캐스리나 에드워드 그룹 리더가 설명했다.
에드워드 리더는 식물 세포를 한 예로 언급했다. 식물 세포는 소화 과정에서 쉽게 파괴되지 않는 셀룰로스(섬유질) 성분의 세포벽으로 둘러싸여 있다. 이 세포벽이 소화 과정에서 내부 영양소를 보호하는 캡슐 역할을 한다. “온전한 식물 세포 안에 갇혀 있는 영양소는 장 내의 수용체와 상호작용하거나 혈액에 흡수될 수 없죠.” 에드워드 리더는 2025년 국제학술지 ‘네이처 메타볼리즘’에 게재한 임상 시험 결과에 대해 설명했다. “참가자들에게 병아리콩 식사를 하게 한 뒤, 비위관(코-장관 튜브)을 통해 소장 표본을 채취해 봤어요. 현미경으로 관찰해보니 몇 시간이 지난 뒤에도 많은 식물 세포가 녹말을 안에 품은 채 온전한 상태로 남아 있었죠.” 미처 파괴되지 않고 남은 식물 세포벽 구조가 소화기관에서 녹말을 흡수하지 못하게 막는다는 것이다. doi: 10.1038/s42255-025-01309-7
연구팀은 소화 반응도 비교했다. 세포벽이 부서지지 않게 조리한 병아리콩 식사를 한 경우 천천히 소화되며 GLP-1과 PYY 같은 포만감 유도 호르몬이 오랫동안 지속적으로 분비됐다. 반면 세포벽을 깨뜨리기 위해 병아리콩을 갈아 준비한 식사를 한 참가자들은 혈당과 호르몬 반응이 급격하게 올랐다. “소화가 천천히 진행되면 더 많은 영양소가 장 하부 영역(소장의 뒷부분인 회장과 대장의 시작 부분인 맹장과 결장)까지 도달할 수 있어요. 이후 영양소가 장내분비세포를 직접적으로 자극해 포만감 유도 호르몬을 유도합니다. 또 끝까지 소화되지 않은 녹말은 장내미생물의 먹이가 돼, 미생물이 녹말을 먹고 분해하면서 단쇄지방산을 만들어내죠.” 단쇄지방산은 다시 장내분비세포와 결합해 호르몬 분비를 촉진한다. 쿼드람 연구소는 현재 연구 결과를 바탕으로 콩류의 세포를 보존한 분말, ‘펄스온(PulseON®)’ 상용화를 준비하고 있다. PulseON®은 IPE와 마찬가지로 이용해 빵, 면, 시리얼, 스낵 등을 제작하는 데 사용될 수 있다.
식품공학의 최전선, 살 안 찌는 식탁의 오늘
식품공학의 최전선, 살 안 찌는 식탁의 오늘 말도 살찌고 우리도 살찌는 계절, 식욕 조절 호르몬을 자극하고 혈당 분비를 줄이며, 섭취 칼로리를 줄일 수 있는 식품공학 연구는 어디까지 왔을까. 이눌린 프로피오네이트 에스테르(IPE), 콩류의 세포벽을 보존한 분말(영국 쿼드람 연구소에서 상용화 준비 중), 저항성 전분은 빵이나 면, 스무디 등에 첨가해 섭취가 가능하다. 주요 연구 3개의 특징과 한계, 우리에게 주어진 대안을 정리했다.
IPE(식품 첨가물)
특징 ㅣ 긴 사슬 당인 이눌린에 단쇄 지방산인 프로피온산을 붙인 구조. 대장에서 미생물로 분해되면 식욕 조절 호르몬 분비를 자극
한계 ㅣ GLP-1, PYY 등 식욕 조절 호르몬을 2~3배 증가에 그침(주사형 치료제 10배 이상 증가). 제품화가 아직 이루어지지 않음.
대안 ㅣ 미역, 아보카도, 목이버섯 등 식이섬유 함량이 높은 음식 섭취
식품 구조
특징 ㅣ 식품의 물리적 형태와 세포벽, 세포 내부 영양소의 배치·결합 구조가 소화효소의 접근과 영양소 흡수 속도를 좌우해 혈당과 포만감 호르몬 반응을 변화
한계ㅣ 혈당과 GLP-1·PYY 반응 변화는 확인됐지만 장기적인 에너지 섭취 감소나 체중 변화 효과는 아직 입증되지 않음
대안ㅣ 초가공식품 섭취를 삼가고 원재료의 조직 구조와 세포를 최대한 유지해 섭취
저항성 전분
특징 ㅣ 대장 장내미생물에 의해 발효되며, 일반 전분보다 이용 가능한 열량이 절반 가량 낮음
한계ㅣ 함량을 지나치게 높이면 수분 흡수가 떨어져 밥의 찰기와 윤기가 사라지고 빵이 제대로 발효되지 않음. 맛이 없어진다는 뜻
대안ㅣ 일단 차거나 미지근한 밥을 먹으며 연구 동향 살피기
세포벽 구조가 소화에 미치는 영향
캐서린 에드워드 쿼드람 연구소 리더가 이끈 영국 공동 연구팀은 병아리콩 세포 구조의 차이가 위장에서의 음식물이 분해되는 수준 및 식욕 조절 호르몬 분비에 어떤 영향을 미치는지 살폈다. 연구 결과 세포벽이 파괴되지 않은 음식은 소화가 천천히 이루어졌다.
세포 구조가 파괴된 음식(왼쪽)이 십이지장에서 분해된 모습(오른쪽).
nature metabolism
세포 구조가 온전한 음식(왼쪽)은 십이지장에서도 형태가 유지됐다(오른쪽).
밥 얼렸다 해동하면 칼로리가 절반 저항성 전분이 답이 될까?
마지막 방법이 남아 있다. 바로 ‘저항성 전분’이다. 한때 밥을 얼렸다가 해동해 먹으면 칼로리가 낮아진다는 얘기가 소셜 미디어를 강타한 적이 있다. 일반 전분은 소장에서 분해돼 포도당으로 흡수되는데, 소화 효소가 접근하기 어려운 구조를 갖고 있는 저항성 전분은 소장에서 흡수되지 않고 대장까지 이동하기 때문이다. 대장 미생물로 발효되는 저항성 전분의 열량은 일반 전분의 절반 정도다.
8월 19일, 저항성 전분을 연구하는 김하람 한국식품연구원 식품융합연구본부 가공공정연구단 연구원을 화상으로 만났다. “저항성 전분은 RS1부터 RS5까지 총 5개 유형이 있어요.” 김 연구원이 설명했다. ‘냉동 밥’은 가열 후 냉각했을 때 생성되는 노화 전분인 RS3다. “RS3는 아밀로스(녹말을 이루는 주요 다당류)가 냉각되면서 서로 단단한 결정 구조를 이루는데 이 때문에 소화 효소가 침투하기 어려워지죠.” 다만 찬밥을 다시 따듯하게 데워 먹으면 정렬됐던 전분 결정이 다시 풀리고 소화가 잘 되는 일반 전분으로 재변환된다.
하지만 기자의 목표는 찬밥으로 칼로리를 조금 낮추는 게 아니다. 저항성 전분으로만 밥을 짓거나 빵을 만들어 먹을 순 없을까?
김 연구원은 “저항성 전분 중에 가장 상용화에 유리한 것은 열에 강한 RS4”라고 설명하며 그간의 연구 내용을 소개했다. “저항성 전분 비율을 무리하게 높이면 수분 흡수도 줄어들어 밥이 제대로 지어지지 않거나 빵이 발효되지 않는 등 식품이 상품성을 잃게 돼요.” 쌀 전분이 열과 물을 만나면 수분을 흡수해 부풀어 오르면서 촉촉하고 부드러운 상태가 된다. 그런데 저항성 전분은 소화 효소뿐만 아니라 물 분자의 침투도 강하게 거부한다. 따라서 저항성 전분 비율이 높아지면 쌀알 중심부까지 물이 들어가지 못해 속은 설익고, 겉은 퍼석거린다. “또 저항성 전분은 분자 결합이 화학적으로 강하게 묶여 있어요. 열을 가해도 전분 구조가 풀어지지 않아 쌀밥에서 기대하는 ‘찰기’와 ‘윤기’가 생기지 않고 모래알처럼 알알이 흩어지죠.” 김 연구원은 밥 고유 찰기와 풍미를 유지하면서 높일 수 있는 저항성 전분의 한계치는 전체 전분의 10~15% 수준이라 덧붙였다.
Roche
제니칼은 소화 효소인 리파아제의 활성을 억제해 지방의 약 30%를 배설되도록 하는데, 기름이 대변으로 나오는 과정에서 여러 부작용이 발생한다.
인류는 이미 영양소 흡수 차단에 실패했다
결국 답은 음식량 섭취를 줄이는 것
실망스러웠다. 기자는 맛있는 밥을 먹고 싶었던 거지 설익은 밥을 먹고 싶은 게 아녔다. “혹시 영양소 흡수를 차단하면 마음껏 먹고도 살이 안 찌지 않을까요?” 기자의 질문에 조 교수는 그동안 ‘부작용 대참사’를 만들어냈던 여러 영양소 흡수 차단제의 사례를 설명했다.
첫 번째는 2000년대 초 음식물 속 지방이 몸에 흡수되지 않고 대변으로 배설되도록 돕는 약물로 큰 주목을 받았던 ‘제니칼’이다. “우리 몸은 본능적으로 대장에 있는 것이 액체인지, 고체인지, 기체인지 알아채는데 제니칼을 먹은 이들은 방귀인 줄 알고 힘을 줬다가 지방변이 나오는 등 큰 문제를 일으켰어요. 그 전까지는 지방이 대장에 남은 적이 없어 어떤 소화기 부작용이 있을지 몰랐던 거죠.”
탄수화물 흡수 억제를 막는 ‘아카보스’도 있었다. “소장에서 탄수화물 흡수를 막았더니 대장에서 세균이 영양소를 발효해 극심한 가스, 복통, 설사 등 일상생활에 어려움을 주는 부작용이 나타났죠.”
조 교수는 이러한 부작용이 인체가 흡수가 차단된 영양소를 어떻게든 재흡수하려는 보상 작동이 작동하는 결과였다고 덧붙였다. 결국 ‘마음껏 먹고도 살이 찌지 않는 식탁’이 차려지는 것은 불가능할까. 전문가들은 고개를 끄덕였다. “에너지 보존 법칙에 의해 많이 먹고도 살이 찌지 않은 기술은 물리 법칙상 불가능합니다.”
다만 음식량 섭취를 감소시키면서도 체중 감량에 더 효과적인 방법이 개발될 수도 있다. 게이브리얼 교수는 식품을 섭취함으로써 에너지 소비량을 증가시키는 방법을 소개했다. “에너지 소비량 증가에 골격근이 유망한 표적 조직 중 하나예요. 다만 현재의 기술 수준으로는 이를 일반 식품의 보충제나 원료 성분으로 안전하게 첨가하기는 어렵죠. 맛있고 즐겁게 먹으면서도 체중을 효과적으로 관리할 수 있는 꿈의 식품을 개발하기까지는 아직 갈 길이 멉니다.”
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운동을 하면 골격근이 에너지를 소비한다. 브렌던 게이브리얼 영국 에버딘대 로원연구소 교수는 살이 찌지 않은 식품 연구가 에너지 소비량을 증가시키는 방향으로 더 발전할 수 있다 설명했다. 다만 캐스리나 에드워드 영국 쿼드람 연구소 그룹 리더는 과식이나 비만 문제는 매우 복잡해, 식품 연구가 유일한 정답이 될 순 없다고 말했다.
