아보리얼 바이오이노베이션즈와 함께하는 천연 감미료 최적화

몇 년 전, 스테비아 추출물 개발 및 제조를 전문으로 하는 식물성 천연 감미료 기업인 Arboreal Stevia는 스테비아 제조 공정을 사실상 완벽하게 숙달한 상태였습니다. 이들은 생산 규모를 확대할 준비가 되어 있었지만, 곧 맞춤형 제형 개발 지원이 필요하다는 사실을 깨달았습니다.

다행히도 수레쉬 찬더는 최근 진로를 바꾸어 아보리얼 스테비아에 입사했다. 그는 생명공학 분야에서 일하던 것을 그만두고 현재 식품 기술 분야의 직책을 맡게 되었다.

“저는 끊임없이 신생 기업이나 기능성 원료를 개발하는 기업들을 찾아다녔습니다.”라고 찬더는 말합니다. “그렇게 해서 우연히 아보리얼을 알게 되었습니다. 아보리얼의 초기 몇 년은 전적으로 농업과 수직 통합에 집중했던 시기였기 때문에, 저는 아보리얼에 합류한 초기 멤버 중 한 명이었습니다.”

그래서 Arboreal Bioinnovations Pvt. Ltd.의 자회사인 Arboreal Stevia가 생산 공정을 확대할 준비를 마쳤을 때, 찬더가 나서게 되었다.

“처음에는 작은 방에서 소량의 제형으로 시작했습니다.” 찬더가 말합니다. “그리고 이제 우리는 두 곳의 전용 연구개발 센터를 갖추게 되었습니다. 지난 4년 동안 정말 긴 여정이었습니다.”

식품 제조업체를 대상으로 한 스테비아 교육

최근 몇 년간 연구자들은 당 대체물에 대해 많은 것을 알아냈지만, 식품 기업들은 이러한 연구 결과를 식품 산업에 적용하는 데 더딘 모습을 보이고 있다.

“단맛 관련 분야는 매우 모호한 영역입니다,”라고 찬더는 말합니다. “이 분야에 대한 정보가 별로 없습니다. … 이 분야에는 상용화와 가격을 합리적으로 책정하는 방법에 대한 더 많은 지식이 필요합니다. 바로 그 부분에서 Arboreal이 역할을 합니다. 우리는 다양한 기질에 맞춘 맞춤형 솔루션을 개발했습니다.”

스테비아 제조 기업인 Arboreal Stevia는 식품 제조업체와 일반 대중에게 스테비아를 이용한 식품 감미의 이점에 대해 알리는 데 관심을 가지고 있습니다.

“스테비아는 고감도 천연 감미료입니다,”라고 찬더는 말합니다. “실제로 스테비아 잎에서 추출되며, 남미가 원산지인 스테비아 레바우디아나(Stevia rebaudiana)라는 식물에서 유래합니다. 따라서 스테비아는 칼로리가 전혀 없고, 클린 라벨을 충족하며, 매우 지속 가능한 감미료입니다.”

하지만 스테비아는 다른 감미료들과는 몇 가지 중요한 점에서 다릅니다.

“사람들은 흔히 ‘원료가 순수할수록 좋다’고 말하곤 합니다.” 찬더가 말했다. “하지만 솔직히 말해, 스테비아의 경우 추출물의 순도와 특정 레시피에서의 맛 표현 사이에는 큰 상관관계가 없습니다. 스테비아 추출물은 감미료라기보다는 향료에 더 가깝게 작용합니다.”

마찬가지로, 식품 과학자들은 종종 스테비아의 농도가 높을수록 단맛이 강해진다는 점을 오해하곤 한다.

“많은 사람들이 스테비아도 설탕처럼 농도를 높이면 단맛이 비례해서 증가한다고 생각합니다.”라고 찬더는 말합니다. “하지만 스테비아의 경우, 일정 수준을 넘어서면 단맛이 더 이상 증가하지 않습니다. 따라서 해당 분자들을 최적화하고 맞춤형으로 조절하려면 용량에 대한 한계점과 측정 기준을 이해해야 합니다.”

다양한 당 대체재 중에서 스테비아는 가격 면에서 경쟁 제품들보다 매력적이지 않을 수 있습니다. 스테비아는 천연 유래 성분으로 스테비아 잎에서 물리적으로 추출해야 하기 때문에, 시판까지의 비용이 상당히 많이 듭니다. 하지만 제품에 따라서는 스테비아가 다른 감미료보다 식품 제조업체에 더 비용 효율적일 수도 있습니다.

“kg 단위로 구매할 경우 스테비아 가격은 50달러에서 250달러 혹은 300달러 사이입니다.”라고 찬더는 말합니다. “하지만 실제로는 최종 제품에 함유된 스테비아의 농도가 상대적으로 낮습니다. 대부분의 용도에서 0.02%에서 0.05% 정도만 사용하게 되죠. 따라서 많은 경우 스테비아를 사용하면 비용을 절감할 수 있습니다.”

식품 산업에서의 스테비아 활용

2015년 설립 이래, Arboreal Bioinnovations는 기업들이 식품 제품에 스테비아를 효과적으로 활용할 수 있도록 지원해 왔습니다. 55개 이상의 브랜드가 Arboreal Bioinnovations의 서비스를 통해 전용 제형 개발 프로그램을 활용하여 스테비아가 함유된 제품을 출시했습니다.

“보통 두 가지 주요 문의가 들어옵니다.” 찬더가 말합니다. “첫 번째는 설탕을 100% 줄이는 것입니다. 두 번째는 저칼로리 제품을 출시하는 것인데, 제품의 설탕 함량을 25~50% 정도 줄이고 싶어 합니다. “저희가 다루는 제품군은 매우 다양합니다. 단백질 파우더, 단백질 음료, 식물성 원료 제품, 초콜릿, 제과류 등이죠. 다양한 용도에 걸쳐 매우 폭넓은 요청을 받고 있습니다.”

경우에 따라 Arboreal Bioinnovations는 식품 제조업체가 불과 몇 주 만에 제품을 시장에 출시할 수 있도록 지원할 수 있습니다.

“한 사례에서는 일종의 대조군 제품으로 무가당 샘플을 요청했습니다.”라고 찬더는 말합니다. “때로는 기업들이 벤치마크 제품이나 맞추고 싶은 당도 수준을 정해두기도 합니다. “저희는 일반적으로 각 프로젝트에 2~3주를 할애합니다. 이번 경우에는 다른 프로젝트들을 고려해 일정을 조율했고, 약 1주 반 만에 매우 경제적인 솔루션을 가지고 해당 기업에 다시 제안할 수 있었으며, 그 제품은 이후 2개월 이내에 출시되었습니다. 이것이 바로 저희의 맞춤형 접근 방식이 고객에게 어떤 이점을 줄 수 있는지 보여주는 좋은 사례입니다.”

스테비아 사용의 장점과 단점

스테비아는 많은 식품 제조업체에게 훌륭한 선택지이지만, 모든 사람에게 적합한 것은 아닙니다.

“설탕 함량을 줄이는 데는 항상 많은 제형상의 어려움이 따릅니다.”라고 찬더는 말합니다. “이는 단순히 단맛의 문제를 넘어섭니다. 사실 자당은 식품과 음료에 식감, 입안에서의 느낌, 유통기한과 같은 다양한 기능적 특성을 부여합니다. 따라서 제품 개발자로서 자당이 지닌 이러한 고유한 특성을 대체하는 일은 언제나 어려운 과제였습니다. 기존 제품의 제형을 개선하거나 신제품을 개발할 때는 어쩌면 까다로운 질문들을 던져야 할 수도 있습니다.”

구체적으로, 찬더는 식품 제조업체들이 스테비아가 자신들에게 적합한 선택인지 판단할 때 다음 다섯 가지 질문을 던져볼 것을 제안합니다.

1. 귀사의 식품은 어떤 범주에 속합니까? 이 특정 식품과 관련해 어떤 규제상의 과제가 있습니까?
2. 이 제품은 어떤 물리적·감각적 특성을 가져야 할까요? 설탕을 대체할 때 어떤 특성을 대체하게 될까요?
3. 칼로리 섭취를 얼마나 줄일 계획이신가요?
4. 식품에 포함된 자당의 몇 퍼센트를 대체하고자 하십니까?
5. 색상, 질감, 외관 등을 포함하여 이 제품에 어떤 핵심적인 특징이 있기를 바라시나요?

수분 및 수분 활성도 측정

찬더와 그의 동료들이 하는 모든 일에서 수분 활성도는 필수적입니다.

“사람들은 분석 증명서를 보면 수분 함량이 별것 아니라고 생각하기 일쑤지만, 사실은 그렇지 않습니다,”라고 찬더는 말합니다. “물은 근본적인 요소입니다. 식품 과학자나 식품 기술자로서 물이 어떻게 작용하는지 더 잘 이해할수록, 세상이 어떻게 돌아가는지 더 잘 이해하게 된다고 생각합니다.”

수분 활도가 제형에 어떤 영향을 미치는지 더 잘 파악하기 위해, 찬더와 그의 팀은 2단계 방식을 통해 수분을 측정한다.

“저희는 건조 감량법을 사용하며, 적정법도 도입했습니다.”라고 찬더는 말합니다. “또한 모든 결과를 검증하기 위해 외부 실험실과 협력하고 있습니다. 이러한 과정을 통해 수분 관리 측면에서 저희의 결과 신뢰도가 더욱 높아집니다.”

찬더는 고객들이 스테비아를 활용해 새로운 식품을 개발할 수 있도록 돕는 것 외에도, 식품 업계에서 이루어지고 있는 중요한 발견과 응용 사례들에 큰 기대를 걸고 있습니다.

“이 문제들은 정말, 정말 중요합니다,”라고 찬더는 말합니다. “설탕은 수분 함량과 온도에 따라 서로 다른 특성을 보입니다. 특히 완제품에서 수분 함량과 단맛의 관계를 이해하는 데 도움이 될 만한 연구는 아직 많지 않습니다. … 이 분야는 여전히 미지의 영역입니다. 이러한 논의들이 연구자들과 제품 개발자들이 이 방향으로 사고를 확장하고, 이 주제에 주목하게 하는 계기가 되기를 바랍니다.”

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