식당에서 고기를 먹은 후 주는 자일리톨 껌은 구강 내 충치균이 자일리톨을 설탕으로 착각해 섭취하지만 분해하지 못해 산을 생성하지 못하게 하는 화학적 원리는 무엇인가요?

Question

식당에서 고기를 먹은 후 주는 자일리톨 껌은 구강 내 충치균이 자일리톨을 설탕으로 착각해 섭취하지만 분해하지 못해 산을 생성하지 못하게 하는 화학적 원리는 무엇인가요?

Answer 1

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.

식당에서 식사 후 씹는 자일리톨 껌이 충치를 예방하는 원리는 충치균의 착각과 에너지 고갈이라는 화학적 대사 과정에 있습니다. 대표적인 충치 원인균인 뮤탄스균은 치아에 남은 설탕을 섭취해 분해하면서 산을 만들어내는데, 이 산이 치아를 부식시킵니다. 자일리톨은 탄소 5개로 이루어진 당알코올 구조를 가지고 있는데, 이 모양이 설탕이 분해된 포도당과 매우 유사합니다. 이 때문에 뮤탄스균은 자일리톨을 설탕으로 착각하여 세포막을 통해 내부로 흡수하게 됩니다.

​정상적인 당분이라면 효소에 의해 분해되어 에너지원이 되어야 하지만, 뮤탄스균에게는 자일리톨을 분해할 수 있는 효소가 없습니다. 세포 안으로 들어온 자일리톨은 더 이상 대사되지 못하고 '자일리톨 5-인산'이라는 물질로 변형된 채 세포 내부에 쌓이게 됩니다. 이 물질은 균 내부에서 독성 물질로 작용하여 정상적인 에너지 대사를 방해합니다.

​결국 뮤탄스균은 치아를 녹이는 산을 전혀 생성하지 못할 뿐만 아니라, 세포 내에 쌓인 자일리톨을 다시 밖으로 내보내기 위해 오히려 자신들이 가진 에너지를 헛되이 소모하게 됩니다. 이처럼 자일리톨을 먹고 뱉는 무의미한 과정을 반복하면서 충치균은 에너지가 고갈되어 증식이 억제되고 결국 굶어 죽게 되는 화학적 부작용을 겪게 됩니다.

Answer 2

안녕하세요.

자일리톨은 화학적으로 당알코올의 일종인데요, 이때 단맛은 설탕과 비슷하지만 충치를 일으키는 세균이 효율적으로 이용하지 못하는 특징이 있습니다.

대표적인 충치균인 뮤탄스 연쇄상구균은 평소 포도당이나 설탕을 분해하여 에너지를 얻으며, 그 과정에서 젖산 등의 산을 생성하는데요, 이 산이 치아의 법랑질을 녹여 충치를 유발합니다. 이때 자일리톨이 입안에 들어오면 충치균은 이를 일반 당처럼 세포 안으로 받아들이는데요, 하지만 자일리톨은 분자 구조가 일반 당과 다릅니다. 따라서 세균의 해당과정에 제대로 들어가지 못하는데요, 즉 세균은 자일리톨을 처리하려고 에너지를 소모하지만 실제로는 에너지를 얻지 못하고, 결과적으로 산 생성도 크게 감소하게 됩니다. 이외에 자일리톨은 침 분비를 촉진하는 효과가 있는데요, 침에는 산을 중화하는 완충 물질과 칼슘, 인산염이 들어 있어 치아 표면의 재광화를 돕습니다. 따라서 식사 후 자일리톨 껌을 씹으면 입안의 산성 환경이 더 빨리 정상으로 돌아가는 데 도움이 됩니다. 감사합니다.