Chapter 16 식품첨가물

1. 식품첨가물의 정의 (우리나라 식품위생법 제 2조) 식품을 제조, 가공 또는 보존을 함에 있어서 식품에 첨가, 혼합, 침윤 또는 기타의 방법에 의하여 사용되는 물질(기구 및 용기·포장의 살균·소독의 목적으로 사용되어 간접적으로 식품에 이행될 수 있는 물질을 포함)

(JECFA(Joint FAO/WHO Expert Committee on Food Additives) 식품의 외관, 향미, 조직감 또는 저장성을 향상시키기 위해서 식품에 보통 미량으로 첨가되는 비영양성 물질

(미국 학술원(National Academy of Science) 산하 식품보호위원회) 생산, 가공, 저장 또는 포장의 어느 국면에서 식품 중에 첨가되는 기본적인 식량 이외의 물질, 또는 이들의 혼합물로 우발적인 오염물은 이에 포함되지 않음

Codex(Codex Alimentarius Commission, 국제식품규격위원회)식품첨가물의 일반사용기준 GSFA(General Standard for Food Additives) 그 자체로는 통상적으로 식품으로 섭취되지 않고 영양가가 있든 없든 식품의 전형적인 재료로 사용되지 않는 물질로서 제조, 가공, 포장 또는 수송에 있어서 식품에 기술적인 목적(관능적 특성)을 주기 위해서 의도적으로 첨가하는 물질이며 직접, 간접적으로 식품에 남을 수 있음

식품첨가물이란? 식품의 본래 성분 이외에 식품에 첨가되는 물질 뚜렷한 사용목적 식품과 공존함으로써 의의 단독으로는 우리의 식생활과 관계없는 비 식품

식품첨가물의 안전성 식품첨가물의 안전성 평가 안전성 확인된 것만 허가를 받아 사용 의약품과 다르게 일생 동안 섭취 사용기준 설정 식품첨가물의 안전성 평가 JECFA - 규격과 안전성 시험결과 평가, 매년 1 회 이상 - 주기적 안전성 평가(safety evaluation), ADI 설정 - ADI를 넘지 않는지 주기적으로 섭취량 조사 실시 우리나라에서 사용하는 식품첨가물은 대부분 JECFA에서 안전성 평가되어 CODEX, EU 및 미국 등 제 외국에서 사용 되는 품목들임

2. 식품첨가물의 필요성 가공 공정상 반드시 필요: 두부응고제, 베이킹파우더(팽창제) 보존성 향상, 식중독 예방: 산화방지제, 보존료 기호성 및 품질 향상: 착색료, 착향료, 향미증진제, 발색제 영양가 향상: 영양강화제

3. 식품첨가물의 분류 화학적 합성품 - 화학적 수단에 의하여 원소 또는 화합물에 분해반응 이외 의 화학반응을 일으켜 얻은 물질 - 화학물질 등으로부터 화학적으로 합성한 것과 동물, 식물, 광물 등 천연물 또는 그 추출물을 원료로 하여 이에 화학 반응을 일으켜서 얻은 것도 포함 천연 첨가물 - 동물, 식물, 광물 혼합 제제류

화학적 합성품 인공(artificial): 자연계에 존재하지 않는 물질을 화학적으로 합성 예) 타르색소 nature-identical(NI): 자연계에 존재하는 성분을 화학적으로 합성, 예) 안식향산(살구, 매실 등에 존재), 프로피온산(스위스 치즈)

식품첨가물 일반사용 기준 식품제조, 가공과정 중 결함 있는 원재료나 비위생적인 제조방법을 은폐하기 위하여 사용하여서는 아니 된다 물리적, 영양적, 기타 기술적 효과를 달성하는데 필요한 최소량으로 제한 사용하여야 한다

4. 식품첨가물 사용의 결정 위해와 이익의 균형(risk-benefit balance)에 의해 결정 딜라니 조항(Delaney clause): 발암성이 판명된 물질은 식품 첨가물로 사용할 수 없다는 조항 예) 삭카린 아질산염

식품첨가물의 benefit 안전하고 영양가 있는 식품 생산 - 보존료, 산화방지제, 영양강화제 다양한 가공식품 대량 생산 - 두부, 햄, 케이크, 과자, 아이스크림 식중독 사고 방지 식량자원 손실 방지 생산지에서 도시까지 신선한 식품 공급

5. 식품첨가물의 일일 섭취허용량 ADI(Acceptable Daily Intake, 일일 섭취허용량) - 안전한 식품첨가물 섭취량의 기준 - 일생 동안 매일 먹더라도 유해한 작용을 일으키지 않는 체 중 1kg당 1일 섭취허용량(mg/kg 체중/1일) - 식품첨가물, 농약, 동물용 약품과 같이 의도적으로 사용한 화학물질에 대해 사용 - 비의도적 섭취 경우: TDI(Tolerable Daily Intake, 내용일일 섭취량)

최대무독성량(NOAEL, No Observed Adverse Effect Level) 에 안전계수(사람의 경우 보통 100)로 나누어 계산 - 최대무독성량: 동물독성시험에서 유해영향이 관찰되지 않는 화학물질의 최대량 사용기준 설정: 식품에 첨가되는 양은 기술적 효과를 달성 하는데 필요한 최소량으로 ADI를 초과하지 않는 범위 내에서 사용기준 설정

6. 식품첨가물의 종류 우리나라 식품첨가물 공전에는 식품첨가물의 용도가 명시 되어 있지는 않음 Codex에 의한 분류 우리나라 식품첨가물 공전에는 식품첨가물의 용도가 명시 되어 있지는 않음 Codex에 의한 분류 다용도로 사용

2) 산도조절제(acidity regulator) 식품에 신맛을 부가하거나 산도를 증가시키는 것 화학적합성품:구연산, 글루코노-δ-락톤, 빙초산, DL- 사과산, DL-주석산 등 2) 산도조절제(acidity regulator) 식품의 산도나 알칼리도를 변화시키거나 조절하는 것 화학적합성품: 구연산삼나트륨, 구연산칼륨, 산성피로인산나트륨 등

3) 고결방지제(anticaking agent) 식품의 입자가 서로 응집하는 것을 감소시키는 것 화학적합성품: 실리코알루민산나트륨 4) 소포제(antifoaming agent) 거품이 생성되는 것을 방지하거나 감소시키는 것 화학적합성품: 규소수지

5) 산화방지제(antioxidant ) 지방산패와 색깔 변화 같은 산화에 의한 품질 저하를 방지하여 식품의 저장기간을 연장 시키는 것 화학적 합성품: 디부틸히드록시톨루엔(BHT), 부틸히드록시 아니솔(BHA), 터셔리부틸히드로퀴논(TBHQ), 에리쏘르빈산, 에리쏘르빈산나트륨, L-아스코르빌스테아레이트, 아스코르빌 파르미테이트, 이디티에이이나트륨, 이디티에이칼슘이나트륨, 몰식자산프로필 등 천연 첨가물: d-α –토코페롤, 차추출물, 차카테킨, 포도종자 추출물, γ–오리자놀 등

6) 증량제(bulking agent) 식품자체의 열량에는 영향을 주지 않으면서 식품의 용적에 기여하는 공기 또는 물 이외의 물질 화학적합성품: 폴리덱스트로스

7) 착색료(color) 식품에 색깔을 부여하거나 원래의 색깔을 다시 재현시키는 것 화학적 합성품: 식용색소녹색제3호, 식용색소녹색제3호 알루미늄 레이크, 식용색소적색제2호, 식용색소적색제2호 알루미늄레이크, 식용색소적색제3호, 식용색소적색제40호, 식용색소적색제40호 알 루미늄레이크, 식용색소적색제102호, 식용색소청색제1호, 식용색 소청색제1호 알루미늄레이크, 식용색소청색제2호, 식용색소청색 제2호 알루미늄레이크, 식용색소황색제4호, 식용색소황색색제4호 알루미늄레이크, 식용색소황색제5호, 식용색소황색제5호 알루미 늄레이크, 동클로로필, 동클로로필린나트륨, 철클로로필린나트륨, 이산화티타늄, 삼이산화철, 수용성안나토, 카르민 등 천연 첨가물: 감색소, 치자적색소, 치자황색소, 카라멜색소 등 50여 품목

8) 발색제(색도유지제, color retention agent) 식품의 색깔을 안정, 유지, 또는 강화시키는 것 화학적합성품: 아질산나트륨, 질산나트륨, 질산칼륨 등 아질산염(nitrite) - Nitrosamine의 전구물질 - 자연계, 특히 채소류에 널리 분포 질산염이 체내에서 아질산으로 전환 - 발색제, 보존제(Clostridium botulinum 생육억제) - 대부분의 국가 사용허가 - ADI: 0~0.06 mg/kg bw(아질산염), 0~3.7 mg/kg bw(질산염)

Nitrosamine생성(가열, 산성 조건에서 2급 아민이 아질산과 반응하여): 암 유발 가능성, 비타민 C나 에리쏘르빈산 첨가하면 방지 2005년 섭취량 조사: 대부분 ADI 이하 섭취(6.77%), 19세 이하 최상 소비층은 주의 요망(0.6%가 ADI초과) risk-benefit balance: botulism에 의한 식중독의 위험성이 nitrosamine에 의한 발암 가능성보다 훨씬 큼 아질산 사용기준: 잔류량 미국 200 ppm, EU 100ppm, codex 125 ppm, 일본 70 ppm, 한국 70 ppm(식육가공품)

10) 유화염(emulsifying salt) 9) 유화제(emulsifier) 기름과 물처럼 서로 섞이지 않는 2가지 이상의 물질을 균 일한 혼합물로 만들어 주거나 이를 유지시켜주는 것 화학적 합성품: 글리세린지방산에스테르 등 천연 첨가물: 레시틴, 효소분해레시틴, 유카추출물 10) 유화염(emulsifying salt) 가공치즈 제조 시 지방의 분리를 방지하기 위하여 치즈 단백질을 재배열시키는 것

11) 연화방지제(firming agent) 과채류의 조직을 단단하게 하는 것 또는 겔형성제와 반응하여 겔을 형성하거나 강화시키는 것 화학적합성품: 염화마그네슘, 염화칼슘 등 12) 향미증진제(flavor enhancer) 식품의 맛과 향을 증진시키는 것 화학적 합성품: 5’-구아닐산이나트륨, 호박산, L-글루타민산나트륨 등 천연 첨가물: 베타인, 효모추출물, 천연카페인

* MSG (Monosodium L-glutamate) 0.03% 이상의 농도에서 감칠맛 통상적으로 0.2~0.8% 사용 umami taste(지미, 감칠맛): glutamate ion pKa=4.25 pKa=2.19 pKa=9.67

Nerve impulse transmitter in the brain Chinese Restaurant Syndrome (Kwok, 1968) Mice에 MSG를 주사(0.5g/kg bw)  뇌조직 손상(Olney, 1969) 경구섭취(인간 섭취량의 12,000배)  뇌에 독성 없음 - 인체의 보호작용으로 뇌조직으로의 이행 제한적 1995 FASEB Report - No evidence exists to suggest that dietary MSG causes brain lesions or damages nerve cells in human

Chinese Restaurant Syndrome - 1979년 Kerr, 3,222명 survey  1.8%만 경험(0.19%만 중국식당과 관련 있다고 믿음) - 오렌지 주스, 커피, 토마토 주스를 마시고도 같은 증상 느낌 GRAS, 대부분의 국가에서 사용허가 1991년, EU, ADI를 “not specified”로 설정되어 있어 별도의 사용기준은 없으나, 일반 식품에 물리적, 영양적, 기타 기술적 효과를 달성하는 데 필 요한 최소량 사용하도록 관리 기준 규격에 맞게 사용하면 안전성에 문제 없음 Label

13) 밀가루개량제(flour treatment agent) 밀가루의 제빵 적성이나 색깔을 개선하기 위하여 밀가루에 첨가하는 물질 화학적합성품: 과산화벤조일(희석), 과황산암모늄 등

14) 기포제(foaming agent) 액체 또는 고체 식품에 기체상을 균일하게 분산시키는 것 화학적합성품: 라우릴황산나트륨 천연첨가물: 퀼라야추출물

15) 겔형성제(gelling agent) 겔 형성을 통하여 식품에 조직감을 부여하는 것 예) 화학적 합성품으로 염화칼륨

16) 피막제(glazing agent) 식품의 외형에 보호막을 만들거나 광택을 부여하는 것 화학적 합성품: 몰포린지방산염, 에틸셀룰로오스 천연 첨가물: 밀납, 석유왁스, 쉘락 등

17) 습윤제(humectant) 낮은 습도를 가진 공기에 의해 식품이 건조되는 것을 방지 화학적합성품: 글리세린, 트리아세틴 당알코올 : 자일리톨, 에리스리톨, 솔비톨

18) 보존료(Preservative) 미생물에 의한 오염으로부터 식품의 품질 저하를 방지하여 저장기간을 연장 시키는 것 미생물에 의한 오염으로부터 식품의 품질 저하를 방지하여 저장기간을 연장 시키는 것 화학적 합성품: 데히드로초산나트륨, 소르빈산, 소르빈산칼륨, 소르빈산칼슘, 안식향산, 안식향산나트륨, 안식향산칼륨, 안식향산칼슘, 파라옥시안식향산메틸, 파라옥시안식향산에틸, 프로피온산, 프로피온산나트륨, 프로피온산칼슘 등 천연 첨가물: 리소짐, 자몽종자추출물, 니신 등 화학적 합성품-부용도: 아질산염류, 아황산염류

(1) 안식향산(benzoic acid) 안식향산, 안식향산나트륨, 안식향산칼륨, 안식향산칼슘 안전성 - 자연계에도 존재: 사과, 계피, 정향 등 - GRAS(Generally Recognized As Safe) - 체내에서 축적되지 않고 배설됨 - ADI: 0~5 mg/kg bw 사용기준 - 과실·채소류 음료(비가열제품제외), 탄산음료수(탄산수 제외), 기타음료, 인삼음료, 홍삼음료 및 간장: 0.6 g/kg 이하

또는 영양강화 등의 목적으로 첨가한 비타민C가 화학반응을 일으켜 벤젠이 생성될 수 있음 안식향산나트륨과 식품에 자연적으로 존재하거나 산화방지제 또는 영양강화 등의 목적으로 첨가한 비타민C가 화학반응을 일으켜 벤젠이 생성될 수 있음 음료류 중 비타민C와 안식향산나트륨이 제조용수 및 제품원 료에 존재하는 구리(Cu), 철(Fe) 등의 금속촉매체에 의해 산화 되어 산소를 환원시키고 superoxide anion radical(O2-)을 형성 하여 과산화수소(H2O2)를 생성하고, 안식향산나트륨은 과산화 수소 및 산소로부터 형성된 hydroxyl radical에 의해 벤젠을 생성하게 됨

음료류에서 생성될 수 있는 벤젠의 양은 먹는물 수질기준인 10 ppb로 정함 현재는 비타민 음료에 안식향산나트륨을 사용하지 않거나 천연보존료로 대체사용, 또는 살균공정을 강화

(2) 파라옥시안식향산류 파라벤(paraben) 2006년 EU, 파라옥시안식향산프로필을 생식독성으로 인해 사용금지 조치 2008년 우리나라 파라옥시안식향산프로필 지정취소 2009년 파라옥시안식향산부틸, 파라옥시안식향산이소부틸, 파라옥시안식향산이소프로필 지정취소 현재는 파라옥시안식향산메틸과 파라옥시안식향산에틸만 사용허가

19) 충전제(propellant) 20) 팽창제(raising agent) 식품에 주입하는 공기 이외의 기체 화학적 합성품: 이산화탄소 천연 첨가물: 산소, 질소 20) 팽창제(raising agent) 가스를 방출함으로써 반죽의 부피를 증가시키는 물질 또는 이들 물질의 혼합물 화학적 합성품: D-주석산수소칼륨, 탄산수소나트륨 천연 첨가물: 효모 * 베이킹파우더: 혼합제제류

21) 안정제(stabilizer) 식품 내에 섞이지 않는 2가지 이상의 물질을 균일한 분산상으로 유지하게 만들어 주는 것 화학적 합성품: 제이인산나트륨, 피로인산나트륨 등 천연 첨가물: 시클로덱스트린

22) 감미료(sweetener) 식품에 단맛을 주되 당이 아닌 것 화학적 합성품: 삭카린나트륨, 아스파탐, 글리실리진산이나트륨, 글리실리진산삼나트륨, 수크랄로스, 아세설팜칼륨 등 천연첨가물: 스테비올배당체, 감초추출물, D- 리보오스, L-소르보오스, D-키실로오스, 토마틴, 효소처리스테비아 등

삭카린나트륨(sodium saccharin) - 감미도: 설탕의 300배 - 0.02~0.03% 이하로 사용 - 젓갈류, 절임식품 및 조림식품, 김치류, 음료류(발효음료류 및 인삼·홍삼음료 제외), 어육가공품, 영양소보충용 건강 기능식품, 특수의료용도등식품, 체중조절용 조제식품 및 시리얼류, 뻥튀기 등에 사용 - ADI: 5 mg/kg - 5% 삭카린나트륨 식이 수컷쥐에서만 방광암 발견 - 방광암 발생이 성별에 따라, 동물의 종류에 따라 차이가 있 었고, 또한 쥐와 인간은 대사자체가 다르기 때문에 삭카린 나트륨이 인간에게 방광암을 유발한다고 말할 수 없음

아스파탐(aspatame) - 아스파르트산과 페닐알라닌이 결합된 dipeptide - 감미도: 설탕의 180~220 배 - 온도가 높으면 쉽게 분해되어 감미를 잃게 됨 - 빵류, 과자 및 이의 제조용 믹스에서는 0.5% 이하를 사용, 기타식품의 경우에는 제한 받지 않음 - ADI: 40 mg/kg - 페닐케톤뇨증 환자의 경우 페닐알라닌이 분해되지 않음 섭취시 주의해야 함 - 아스파탐이 발암성에 관련 있다는 주장은 근거가 없음

수크랄로스(sucralose) - 설탕분자의 일부를 3개의 염소(Cl)로 치환한 감미료 - 감미도: 설탕의 600 배 - 설탕과 감미특성이 유사하여 설탕을 사용하는 모든 식품에 적용이 가능 아세설팜칼륨(acesulfame potassium) - 감미도: 설탕의 200 배 - 음료류, 껌류 등

스테비올배당체(steviol glycoside) - 남미 파라과이 원산의 스테비아(Stevia rebaudiana Bertoni) 잎에서 얻은 천연감미료 - 감미도: 설탕의 200 배 - 스테비오사이드 토마틴(thaumatin) - 천연감미료 - 분자량이 22,209(taumatin I)과 22,293(taumatin II)인 두 종 의 단백질로 구성 - 감미도: 설탕의 2,500~3,000배 감초추출물(licorice extract) - 주성분은 글리실리진산

23) 증점제(thickener) 식품의 점도를 증가시키는 것 화학적합성품: 알긴산나트륨, 변성전분 등 천연첨가물: 구아검, 산탄검, 카라기난, 펙틴 등

24) 표백제(bleaching agent) 색소를 파괴하여 흰 식품으로 만들거나 착색료로 착색하기 전에 표백시키는 작용을 하는 것 화학적합성품: 산성아황산나트륨, 아황산나트륨, 차아황산나트륨, 무수아황산, 메타중아황산칼륨 및 메타중아황산나트륨 등 참깨, 두류, 서류, 과실류, 채소류 및 그 단순가공품(탈피, 절단 등) 외의 모든 식품에 사용

아황산염 Antibrowning agent: 효소적, 비효소적 갈변 억제 안전성 - 천식환자의 경우 위험 - ADI: 0~0.7 mg/kg bw (SO2 당량) - 미국 10 ppm 이상 함유 식품 표시 의무화 사용기준 - 건조과실류: 2 g/kg - 기타식품[참깨, 두류, 서류, 과실류, 채소류 및 그 단순가공 품(탈피, 절단 등) 제외] : 0.03 g/kg Multifunctional: 보존료, 산화방지제, 표백제

25) 살균제(disinfectant) 26) 이형제 (release agent) 미생물을 단시간 내에 사멸시키는 작용을 하는 것 화학적 합성품: 고도표백분, 차아염소산나트륨, 표백분 등 26) 이형제 (release agent) 빵의 제조 과정에서 빵 반죽을 분할기에서 분할할 때나 구 울 때 달라붙지 않게 하여 모양 유지를 위해 사용하는 것 천연 첨가물: 유동파라핀

27) 껌기초제(chewing gum base) 껌에 적당한 점성과 탄력성을 가지게 하여 그 풍미를 유지 하는데 중요한 역할을 하는 것 화학적 합성품: 에스테르검 등 28) 효소제제(enzyme) 반응 속도를 높여주는 생체촉매 천연 첨가물: 글루코아밀라아제 등

29) 가공보조제(processing aid) 어떤 특정한 목적에 사용되는 것이 아니라, 식품의 제조, 가공 과정이나 기타의 목적으로 널리 사용되는 것 천연 첨가물: 규조토, 탤크 등 그 자체로는 식품으로 섭취하지 않으나, 식품원료나 식품을 가공할 때 기술적 효과를 얻기 위해 의도적으로 사용 최종제품에 잔류할 수도 있으며, 잔류물은 건강에 위해가 되거나 최종제품에 어떠한 기술적인 효과를 주어서 는 안됨 사용기준이 최종식품 완성 전에 제거하여야 하는 것과 식품 중에 잔존량이 0.5% 이하이어야 하는 것이 있음

31) 착향료(flavoring agent) 30) 영양강화제(nutrient) 식품의 영양 강화를 목적으로 사용하는 것 화학적 합성품: 비타민 C, 비타민 D2 등 31) 착향료(flavoring agent) 상온에서 휘발성이 있어서 특유한 향기를 느끼게 하여 식욕을 증진할 목적으로 식품에 첨가하는 물질 2007년 12월 14일부터 합성착향료 허용물질목록 (positive list)에 포함된 품목만 사용 가능

7. 식품첨가물의 표시 사용된 식품첨가물은 모두 표시(2006년 9월 8일 부터) 산화방지제, 합성착색료, 아질산염류, 향미증진제, 합성보존료, 합성감미료, 아황산염류 및 합성살균제는 해당되는 용도로 식품에 첨가하는 경우 그 명칭과 용도를 함께 표시 많은 성분을 혼합하여 사용하는 경우에는 식품첨가물공전에 고시된 명칭이나 간략명 또는 주용도 중 하나만 표기 식품의 가공과정 중 첨가되어 최종제품에서는 제거되는 경 우 에는 그 명칭을 표시하지 않을 수 있음

8. 식품첨가물과 과민성(hypersensitivity) 식품에 의한 불내증 - 성인: 2%, 어린이: 20% 식품첨가물에 의한 불내증: 0.01~0.23% 유럽에서 역학조사 인구의 0.06% : 황색4호, 0.05%: 안식향산나트륨 과민성 보임 cf) aspirin 과민성은 0.5%에 비하면 낮은 비율 덴마크: 인구의 0.01~0.12%, 황색4호와 안식향산나트륨 프랑스: 인구의 0.03~0.15%, 황색4호 과민성 경험 식품첨가물에 의한 부작용과 알레르기 반응은 드뭄

국내 식품첨가물 7종과 아토피피부염과의 관계 연구 7종의 식품첨가물 (식용색소 적색2호, 적색 3호, 황색 4호, 황색 5호, 차아황산나트륨, 안식향산나트륨, L-글루타민산나 트륨)과 아토피피부염과의 상관관계 서울대 의대 등 5개 대학 컨소시엄 형성 식품첨가물 7종은 아토피피부염과 직접적인 상관성이 있음을 확인할 수 없었다고 발표

9. E-번호와 국제번호체계(International Numbering System, INS) EU, 사용이 허가된 식품첨가물에 E-번호 부여 표시할 때 공간을 줄임 식품첨가물의 용도별로 같은 번호체계를 부여 3자리 또는 4자리 숫자로 구성

9. E-번호와 국제번호체계(International Numbering System, INS) 100번대: 착색료, 200번대: 보존료, 300번대: 산화방지제, 안정제, 산도조절제, 인산염, 400번대: 증점제, 유화제, 안정제, 겔형성제, 500번대: 산도조절제, 고결방지제, 620-642: 향미증진제, 900번대: 광택제, 밀가루개량제, 충전제, 감미료, 1100 번대: 효소, 1400번대: 변성전분 INS: E-number를 기초로 하여 Codex에서 채택