식품첨가물의 이해: 안전성과 민감성 고려사항

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식품첨가물의 이해: 안전성과 민감성 고려사항

현대 식품산업에서 식품첨가물은 식품의 품질 유지, 안전성 확보, 기호성 향상을 위해 필수적인 요소로 자리잡고 있다. 식품첨가물은 식품을 제조·가공·조리 또는 보존하는 과정에서 감미, 착색, 표백 또는 산화방지 등을 목적으로 사용되는 물질로 정의되며, 우리나라에서는 화학적 합성품 370여 종과 천연첨가물 50여 종이 허가되어 사용되고 있다. 그러나 식품첨가물의 광범위한 사용에도 불구하고, 일반 소비자들 사이에서는 안전성에 대한 우려가 지속적으로 제기되고 있으며, 특히 민감한 개체에서 나타날 수 있는 알레르기 반응이나 부작용에 대한 관심이 높아지고 있다. 본 연구는 식품첨가물의 과학적 안전성 평가 체계를 검토하고, 특정 민감성 집단에서 고려해야 할 주요 사항들을 종합적으로 분석하여 균형 잡힌 이해를 제공하고자 한다.

식품첨가물의 정의와 기능적 역할

법적 정의와 분류 체계

식품첨가물은 식품위생법 제2조 2항에 따라 "식품을 제조·가공·조리 또는 보존하는 과정에서 감미, 착색, 표백 또는 산화방지 등을 목적으로 식품에 사용되는 물질"로 명확히 정의되고 있다. 이 정의에는 기구·용기·포장을 살균·소독하는 데 사용되어 간접적으로 식품으로 옮아갈 수 있는 물질도 포함된다. 우리나라 식품의약품안전처는 2018년부터 식품첨가물의 사용목적을 명확히 하기 위해 용도별로 총 32개 분류로 관리하고 있으며, 이는 Codex의 23용도 분류보다 더욱 세분화된 체계이다.

식품첨가물의 31개 주요 용도 분류를 살펴보면, 감미료부터 시작하여 고결방지제, 껌기초제, 밀가루개량제, 발색제, 보존료, 분사제, 산도조절제, 산화방지제, 살균제, 소포제 등이 포함된다. 각 용도별로 구체적인 화학물질들이 지정되어 있으며, 예를 들어 감미료의 경우 사카린나트륨, 아스파탐, 수크랄로스, 스테비올배당체 등 21종이 허가되어 있다. 보존료로는 데히드로초산나트륨, 소브산, 안식향산, 프로피온산 등이 사용되며, 이들은 미생물에 의한 부패를 방지하여 식품의 보존기간을 연장시키는 역할을 한다.

식품산업에서의 기능적 중요성

식품첨가물은 현대 식품산업에서 다양한 중요한 기능을 수행한다. 주요 사용 목적은 크게 여섯 가지로 분류할 수 있다. 첫째, 식품의 기호성 향상 및 관능의 만족을 위해 향미증진제, 감미료, 착색료, 발색제, 표백제, 착향료가 사용된다. 둘째, 식품의 변질 방지를 위해 보존료, 살균제, 산화방지제가 활용되며, 이는 식품의 저장기간을 연장하고 안전성을 확보하는 데 핵심적인 역할을 한다. 셋째, 식품의 영양 강화를 위해 강화제가 사용되는데, 우유에는 비타민 D, 주스에는 비타민 C 등이 대표적인 예이다.

넷째, 식품의 조직감 부여 및 유지를 위해 팽창제, 응고제, 증점제가 사용되며, 이는 제품의 물리적 특성을 개선하는 데 중요하다. 다섯째, 식품의 품질을 개량하여 일정하게 유지하기 위해 유화제, 호료, 피막제, 밀가루 개량제, 추출제, 이형제, 용제가 활용된다. 마지막으로 식품 제조 과정에서 식품제조용제, 소포제, 껌기초제가 필수적으로 사용된다. 이러한 다양한 기능들은 현대인들이 일년 내내 다양한 식품을 안전하게 섭취할 수 있게 하는 기반이 되고 있다.

안전성 평가 및 규제 시스템

일일섭취허용량(ADI) 설정 시스템

식품첨가물의 안전성을 보장하기 위한 핵심 지표는 ADI(Acceptable Daily Intake, 일일섭취허용량)이다. ADI는 "식품첨가물, 잔류농약 등 의도적으로 사용하는 화학물질에 대해 일생 동안 섭취하여도 유해영향이 나타나지 않는 1인당 1일 최대섭취허용량"으로 정의되며, 사람의 체중 kg당 일일섭취허용량을 mg으로 나타낸다. ADI의 산출 공식은 다음과 같다: ADI(mg/kg bw/day) = POD(NOAEL or LOAEL or BMDL) (mg/kg bw/day) / UF × MF이다.

이 산출 과정에서 사용되는 핵심 개념들을 살펴보면, POD(Point of departure, 시작값)는 독성평가의 출발점이 되는 값이며, NOAEL(No Observed Adverse Effect Level, 최대무독성용량)은 유해한 영향이 관찰되지 않는 최대 용량을 의미한다. 불확실성계수(UF, Uncertainty factor)는 일반적으로 100이 적용되는데, 이는 종간 차이를 고려한 안전계수 10과 사람 간의 차이를 고려한 안전계수 10을 곱한 값이다. 이러한 매우 큰 폭의 안전 값으로 인해 장기간 섭취한 화학물질의 양이 ADI 이하라면 매우 안전하다고 볼 수 있으며, 일시적으로 ADI를 초과하였다 해도 영향이 없다고 평가된다.

독성시험 및 안전성 평가 절차

식품첨가물의 안전성 평가에는 포괄적인 독성시험이 요구된다. 주요 독성시험 항목으로는 반복투여독성시험, 생식 및 발생 독성시험, 유독성 시험, 면역독성시험, 발암성시험, 일반약리시험 등이 포함된다. 식품의약품안전처는 2020년에 '독성시험법 안내서'를 발간하여 OECD 기준을 상세하게 안내함으로써 식품 제조·판매업자들이 안전한 식품을 개발하는 데 도움을 주고 있다.

안전성 확인 절차는 1954년 FAO와 WHO의 식품첨가물 전문위원회 발족으로 체계화되기 시작했다. 1955년에는 식품첨가물 사용을 규제하는 일반원칙이 설정되었고, 1957년에는 화학물질을 식품첨가물로 사용할 때의 안전성 확인법이 확정되었다. 1958년에는 식품첨가물의 안전성확인 시험법이 규정되었으며, 1971년 제8차 회의에서는 안전성에 대한 독성평가 리스트가 작성되어 현재까지 국제적인 심의원칙으로 활용되고 있다.

노출량 평가 방법론

식품첨가물의 ADI가 설정되고 사용이 허가되면, 해당 첨가물의 총섭취량이 ADI를 초과하지 않는다는 것을 보장하기 위해 노출량 평가가 실시된다. 평가 방법으로는 세 가지 주요 접근법이 사용된다. 첫째, Budget 법은 해당 식품을 최대한 먹었을 때의 식품첨가물의 이론적인 최대섭취량을 계산하는 방법이다. 둘째, Poundage 법은 식품첨가물의 생산량, 수출량, 수입량 등을 통계 내어 개별 식품첨가물의 생산량을 총인구수로 나누어 1인당 평균 섭취량을 추정하는 방법이다.

셋째, 가장 정확한 방법인 Point estimation 법은 식품 섭취량을 조사한 뒤 식품 내 식품첨가물 함량을 분석하여 식품섭취량에 해당 식품 속 식품첨가물의 함량을 곱하여 식품첨가물 섭취량을 계산하는 방법이다. 우리나라의 경우 2012년 아황산염 섭취수준 조사 결과 ADI 대비 4.6%로 확인되어 안전한 수준으로 평가되었다. 이러한 체계적인 노출량 평가를 통해 식품첨가물의 실제 섭취량이 안전 기준을 초과하지 않도록 지속적으로 모니터링하고 있다.

알레르기 반응과 민감성 문제

식품첨가물 관련 알레르기의 특성

식품첨가물로 인한 부작용에 대한 우려가 지속적으로 제기되고 있으나, 실제로 식품첨가물이 알레르기의 원인이라고 하는 것은 과대평가되는 경향이 있다. 식품알레르기의 주요 원인은 우유, 계란과 견과류 등의 천연식품들이며, 성인의 1-2%와 어린이의 3-8%가 "진짜" 식품 알레르기로 고통받고 있다. 여기서 "진짜"라는 의미는 신체가 특정 식품의 단백질을 원치 않는 침입자로 감지하여 과도한 면역반응을 일으키는 것을 의미한다.

국제적 연구에 따르면 식품첨가물 반응의 전체적인 유병률은 1-2%로 비교적 낮으며, 식품첨가물 노출로 인한 다양한 증상들 중 이중맹검 위약대조 검사로 재현되는 경우는 소수에 불과하다. 반응은 크게 IgE 매개 반응과 비-IgE 매개 반응으로 분류될 수 있으며, 천연 물질이 합성 물질보다 과민반응을 일으킬 가능성이 더 높다는 특징이 있다.

가성알레르기와 진성알레르기의 구분

식품첨가물과 관련된 반응은 진성알레르기와 가성알레르기로 구분된다. 가성알레르기(pseudo-알레르기) 반응은 면역체계가 관여되지 않는 반응으로, 알레르기 반응과 유사한 증상을 일으키지만 신체의 면역반응을 일으키는 항체의 형성은 없다. 인구의 0.01-0.15% 정도, 즉 약 10,000명 중 한 사람이 식품첨가물에 가성알레르기 반응을 일으킨다. 일반적인 증상은 두드러기, 천식, 눈물, 콧물, 피부부종 등이 있다.

가성알레르기를 일으키는 식품성분은 면역시스템이 관여되지 않기 때문에 혈액을 통한 동정을 할 수 없다는 특징이 있다. 일반적인 가성알레르기 반응의 원인으로는 보존료, 착색료 및 산화방지제와 같은 식품첨가제가 있으며, 자연 식품성분도 유발할 수 있다. 이러한 구분은 환자의 정확한 진단과 치료를 위해 매우 중요하며, 알레르기 환자들은 문제가 될 수 있는 식품첨가물에 대한 정보를 사전에 습득해두는 것이 좋다.

주요 알레르기 유발 첨가물

알레르기 또는 가성알레르기 반응의 원인이 될 가능성이 있는 합성 및 천연 식품첨가물은 다양하다. 주요 물질들로는 아로마오일, 허브, 향신료, 자연 착향료, 아마란스, 카로틴, 쿠쿠민, 비트레드, 꿀, 맥아, 전분, 효모, 밀가루, 구아검, 콩, 트라가칸스검, 카르민, 코치닐추출색소, 밀납, 카라기난, 수지, 고무, 젤라틴, 펙틴, 파라벤류, 아라비아검, 로우커스트콩 껌 등이 있다.

특별히 주의가 필요한 것은 아황산화합물이다. 아황산 산화효소가 결핍된 사람은 아황산화합물에 민감하게 반응할 수 있으며, 특히 천식 환자의 2-5% 정도는 아황산에 대한 과민성이 나타났는데 이러한 반응은 포도주에서 주로 발생한다. 첨가된 아황산화합물은 원칙적으로 건강에 안전하나, 천식 환자의 경우에는 식품 중 아황산염 함유 여부를 반드시 확인해야 한다.

특정 첨가물의 주의사항

아황산염의 특별 관리

아황산염은 건조과일의 갈변방지와 포도주의 산화방지를 위해 광범위하게 사용되는 식품첨가물이다. 과일에 천연적으로 존재하는 산화효소를 파괴해 보관 중에 건조과일이 갈변하는 것을 방지하고 포도주가 산화되는 것을 방지하는 중요한 역할을 한다. 우리나라 국민의 평균 아황산염 섭취는 과일·채소음료, 건조과일 등 과·채가공품을 통해 주로 이루어지며, 2012년 섭취수준 조사 결과 ADI 대비 4.6%로 안전한 수준으로 확인되었다.

그러나 천식환자나 일부 아황산염 민감자의 경우에는 아황산염 함유 식품 섭취 시 과민반응이 나타날 수 있어 특별한 주의가 필요하다. 식품의약품안전처는 표백제 또는 산화방지제로 아황산염을 사용한 가공식품의 포장지에는 원재료명 및 함량에 아황산염의 명칭과 그 용도를 함께 표시하도록 하고 있어 소비자들이 선택할 수 있도록 하고 있다. 예를 들어 "메타중아황산나트륨(산화방지제)"와 같은 형태로 표시된다.

타르색소의 건강 영향

타르색소는 식품에 화려한 색깔을 부여하기 위해 사용되는 착색료로, 건강에 미치는 영향과 관련하여 전 세계적으로 지속적인 문제가 제기되고 있다. 근래 연구를 통해 일부 타르색소가 인체에 간독성, 혈소판 감소증, 천식 등을 유발할 수 있으며, 체내에서 빠져나가지 않고 축적되어 다량 복용 시 각종 질병을 유발시킬 가능성이 있다는 사실이 보고되고 있다.

구체적인 예로, 식용색소 적색2호는 동물실험에서 발암성이 발견되어 미국 및 여러 국가들에서 사용이 금지되었다. 적색 제3호는 쥐 실험결과 갑상선 종양발생과 관련이 있고, 적색 제40호 또한 동물실험에서 암 발생과 연관이 있는 것으로 보고되고 있다. 황색 제4호는 유럽연합에서 천식유발물질로 간주되어 있으며, 청색 제1호는 어린이들에게 활동과다를 일으킬 수 있어 섭취를 제한하도록 권고하고 있다.

특히 어린이들의 경우 시각적으로 화려한 것에 관심이 많아 알록달록한 사탕, 아이스크림이나 음식 등을 선호하여 타르색소를 어른들보다 상대적으로 많이 섭취하게 될 수 있다. 일부 타르색소들이 알레르기 및 과민 반응을 유발할 뿐만 아니라 활동과다를 유발할 수 있고, 어린 시절부터 이들 식품을 섭취하게 되면 더 많은 양의 타르색소가 체내에 축적될 수 있기 때문에 주의가 필요하다.

용도별 첨가물 안전 관리

식품첨가물은 용도에 따라 서로 다른 안전성 고려사항을 가지고 있다. 향미증진제는 식품의 맛 또는 향미를 증진시키기 위해 사용되며, L-글루탐산나트륨 등이 대표적이고 조미료, 냉동어묵 등에 사용된다. 착색료는 식품에 색을 부여하거나 복원시키기 위해 사용되며, 코치닐추출색소 등이 치즈, 버터, 아이스크림 등에 사용된다.

살균제는 식품 표면에 미생물을 단시간 내에 사멸시키는 작용을 하는 첨가물로, 차아염소산나트륨, 과산화수소, 과산화초산 등이 과일, 채소, 달걀 등에 사용된다. 제조용제는 식품의 제조·가공 시 촉매, 침전, 분해 등의 역할을 하는 보조제 식품첨가물이며, 니켈, 스테아린산, 이온교환수지 등이 포함된다. 각 용도별로 특화된 안전성 기준과 사용량 제한이 적용되어 소비자의 안전을 보장하고 있다.

법적 규제와 관리 체계

국내 규제 체계의 발전

우리나라 식품첨가물의 법적 규제는 「식품위생법」에 근거를 두고 있으며, 식품첨가물 관리는 1962년 6월 12일 보건복지가족부에서 화학적 합성품이 처음으로 지정되면서 본격화되었다. 1973년 11월에는 「식품첨가물공전」을 최초로 작성하여 필요한 기준과 규격을 수록하였고, 현재는 식품의약품안전청 식품첨가물팀에서 관리하고 있다.

식품첨가물의 신규지정은 식품의 제조가공상 지정의 필요성이 인정되거나 민원인 및 사용자가 요청하면 제출된 자료와 식품의약품안전청 등의 연구 검토 내용을 종합하여 보건복지가족부장관의 자문기관인 식품위생심의위원회의 자문을 얻어 지정하게 된다. 이때 검토되는 사항은 첨가물의 안전성(독성실험자료), 지정의 필요성, 1일 섭취 허용량, 외국의 사용 실태 등이다.

식품첨가물공전의 역할

「식품첨가물공전」은 식품첨가물의 성분 규격, 사용 기준, 표시 기준, 보존 기준, 제조 기준 등을 수록한 공정서로, 식품첨가물 관리의 핵심 역할을 담당한다. 식품첨가물 중에는 그 자체가 유독 또는 유해하지는 않으나, 첨가물을 합성·제조하는 과정 중에 정제가 불충분하여 유해성분이 잔존함으로써 유독하거나 유해하게 되어 중독 변패가 발생할 수도 있다. 따라서 이러한 유해요소를 제거하고 질적 향상을 위해 식품첨가물은 그 품목마다 성분규격을 엄격히 정하여 유해불순물이 최대한 제거되고 순도 높은 첨가물이 되도록 규제하고 있다.

사용기준은 일반적으로 인체에 위해 우려가 있거나 사용상 문제점이 있는 첨가물에 한하여 대상 식품 및 사용량을 엄격히 규제하고 있으며, 이를 위반하였을 경우 경고 내지 허가 취소 등 강력한 행정처분을 받도록 규정하고 있다. 식품첨가물은 아무리 순도가 높은 제품이라 하더라도 무제한적으로 식품에 사용하였을 경우 식품을 통한 과량 섭취를 유발하여 인체에 유해한 영향을 미칠 수 있기 때문에, 사용기준을 정하여 허용품목별 사용대상 식품, 사용방법, 사용량, 사용 목적 등을 제한함으로써 안전성을 확보하고 있다.

국제적 조화와 협력

식품첨가물에 관한 규정은 나라마다 달라 식품의 국제간 무역에 문제가 많았기 때문에, 국제식량농업기구(FAO)와 세계보건기구(WHO)에서는 세계 공통의 기준을 정하기 위하여 1963년부터 국제식품규격계획(Joint FAO/WHO Food Standard Program)을 추진하고 있다. 세계의 많은 나라들이 이 계획에 참가하고 있으며, 이를 통해 식품첨가물의 국제적 조화가 이루어지고 있다.

JECFA(Joint FAO/WHO Expert Committee on Food Additives)는 지속적으로 식품첨가물의 안전성을 재평가하고 있으며, 2015년 제80차 회의에서는 5개 식품첨가물에 대한 최초 안전성 평가와 1개 물질에 대한 재평가를 실시했다. 이러한 국제적 협력을 통해 전 세계적으로 일관성 있는 식품첨가물 안전성 기준이 확립되고 있으며, 우리나라도 이러한 국제 기준을 적극 반영하여 국내 규제 체계를 지속적으로 개선하고 있다.

소비자 보호와 올바른 사용 지침

표시제도를 통한 정보 제공

소비자의 알 권리와 선택권을 보장하기 위해 식품첨가물 표시제도가 운영되고 있다. 가공식품의 포장지에는 사용된 식품첨가물의 명칭과 용도가 명확히 표시되어야 하며, 특히 알레르기 유발 가능성이 있는 첨가물의 경우 더욱 상세한 정보가 제공된다. 예를 들어 아황산염을 사용한 경우 "메타중아황산나트륨(산화방지제)"와 같이 물질명과 용도를 함께 표시하도록 하고 있다.

타르색소의 섭취를 최소화하기 위해서는 소비자들이 식품 구입 시 뒷면에 표기되어 있는 표시사항을 확인하고, 가능한 '합성 착색료' 또는 '황색 4호', '황색 4호 알루미늄레이크'로 표시되어 있는 식품의 선택을 줄이는 것이 권장된다. 특히 화려한 색깔의 가공식품은 타르색소를 더 함유하고 있을 수 있으므로 가능한 한 피하는 것이 좋다.

식품첨가물의 올바른 사용법

식품첨가물 취급자는 모두 첨가물에 대한 전문지식을 갖고 올바르게 사용해야 하며, 식품위생법규상의 규정을 준수하고 확인해야 한다. 가급적 최소량을 사용하고 첨가물이 필요치 않을 경우는 사용하지 않는 것이 원칙이며, 식품에 첨가 시 균일한 혼합이 되도록 해야 한다. 효과적이고 경제적인 측면에서 활용하되, 사용기준에 적합해야 하며 첨가물의 효과를 과신하거나 남용하지 않는 것이 중요하다.

첨가물에 대한 자가 규격이나 공인기관에서 정기적으로 혹은 수시 성분 분석을 실시하고, 첨가물별 특성에 맞는 장소에서 보관하고 관리해야 한다. 사용기준이 규정되어 있지 않는 첨가물이라도 과용하지 않는 것이 바람직하다. 이러한 원칙들을 준수함으로써 식품첨가물의 안전하고 효과적인 사용이 가능하다.

특별 관리가 필요한 집단

어린이는 타르색소에 상대적으로 취약한 계층이므로 특별한 주의가 필요하다. 타르색소의 섭취를 최소화하기 위해 어린이에게도 올바른 식품 선택에 대한 교육을 시켜서 어릴 때부터 올바른 식품 선택을 할 수 있도록 인식시키는 것이 중요하다. 천식 환자의 경우 아황산염에 대한 과민반응이 나타날 수 있으므로 식품 선택 시 성분표시를 더욱 주의깊게 확인해야 한다.

알레르기 환자들은 문제가 될 수 있는 식품첨가물에 대한 정보를 사전에 습득해두는 것이 좋으며, 식품첨가물로 인한 알레르기로 진단된 경우 해당 환자는 식품의 성분표시를 신중하게 검토해야 한다. 이러한 개별화된 접근을 통해 민감한 개체들도 안전하게 식품을 섭취할 수 있도록 하는 것이 현대 식품안전 관리의 중요한 목표이다.

결론

식품첨가물은 현대 식품산업에서 식품의 안전성, 품질, 기호성을 향상시키는 데 필수적인 역할을 담당하고 있으며, 엄격한 과학적 안전성 평가를 통해 관리되고 있다. ADI 설정을 중심으로 한 안전성 평가 시스템은 매우 큰 안전계수를 적용하여 장기간 섭취해도 안전한 수준을 보장하고 있으며, 지속적인 노출량 평가를 통해 실제 섭취량이 안전 기준을 초과하지 않도록 모니터링하고 있다. 그러나 일부 민감한 개체에서는 특정 첨가물에 대한 알레르기 반응이나 과민반응이 나타날 수 있어 개별적인 주의가 필요하다.

특히 아황산염은 천식 환자에게, 타르색소는 어린이에게 특별한 주의가 요구되며, 적절한 표시제도를 통해 소비자들이 정보에 기반한 선택을 할 수 있도록 지원하고 있다. 국제적 조화를 통한 규제 체계의 지속적 개선과 함께, 소비자 교육과 올바른 사용 지침의 준수를 통해 식품첨가물의 혜택을 누리면서도 안전성을 확보할 수 있다. 앞으로도 과학적 근거에 기반한 균형 잡힌 접근을 통해 식품첨가물에 대한 이해를 높이고, 모든 소비자가 안전하고 다양한 식품을 즐길 수 있는 환경을 조성해 나가야 할 것이다.

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