예방치과의 7 Actions 설탕과대체감미료 Sugar & other sweeteners 부산대학교예방치과 조교수정승화 1. Mechanical plaque control toothbrush, dental floss, interdental brush, oral irrigatior, PMTC, Toothpaste 2. Chemical plaque control antimicrobial agent, Toothpaste, oral rinse 3. Fluoride 4. Sugar discipline 5. Polymer application (Pit and fissure sealant, Glass ionomer) 6. Oral health education 7. Risk assessment of oral disease Sugar discipline 1
설탕이치태형성에미치는효과 학습목표 No Oral Hygiene for 4 days no sugar Intake sugar candy between meals Red-stained plaque Colony-form plaque, Blue stained plaque 1. 단당류, 이당류, 다당류의종류와역할을설명할수있다. 2. 설탕이다른당류에비해치아우식을잘유발하는이유를설명할수있다. 3. 설탕과치아우식과의관련성에대한연구들을설명할수있다. 4. 설탕이외의감미료의종류를말할수있다. 5. 당알콜을정의할수있다. 6. 자일리톨이구강내생태계에미치는영향을설명할수있다. 7. 자일리톨의치아우식예방기전을설명할수있다. 8. 자일리톨의효과적인활용법을설명할수있다. 설탕 ( 雪糖, sugar) 좁은의미의설탕은자당 (sucrose) 만을뜻하며여러당류중가장많이사용됨. 자당 (sucrose) 를주성분으로하는천연감미료 열대지방 ( 사탕수수, cane), 온대지방 ( 사탕무, Beet), 기타 ( 사탕옥수수, 사탕단풍 ). 넓은의미로설탕은자당이외에포도당, 과당, 맥아당, 유당, 갈락토스등과같은당류 (saccharides, carbohydrate) 를포함함. 설탕의역사 초기인류에게유일한감미료는꿀이었음. BC 327 년, 알렉산더대왕의인도원정대 벌의도움을받지않고갈대의줄기에서꿀이흐르고있다. BC 2000 년무렵, 인도에서사탕수수가처음재배됐을것으로추정 5~6 세기무렵인도로부터아시아로보급되었고 8 세기경에는지중해연안까지보급됨. 1492 년콜럼버스의아메리카대륙발견이후, 중남미에서도사탕수수가재배되기시작함. 19 세기동남아식민지에서대량재배 2
설탕의역사 우리나라 고려시대부터당분이함유된엿 ( 조청 ) 이나감주 ( 식혜 ) 같은맥아당성분의감미료가이미발달해있었음. 삼국시대나통일신라시대에설탕이알려져있던것으로추측됨. 최초의기록 : 고려시대명종 (1170-1197) 때이인로의파안집 중국의송나라 (960-1279) 로부터후추와함께들어옴. 당시에는약재및상류층의기호품으로사용됨. 조선시대 : 전량중국과일본으로부터수입, 선물에의존 일본인들이설탕을제조하고있는모습 설탕의역사 일본의동남아침략에따라설탕의유입이본격화됨. 1920 년 평양에제당회사가설립됨. 사탕무. 병해와경제성결핍으로중단됨 1950 년대 미국으로부터원조받은원당을정제하여설탕을만듦, 제일제당 설탕이대중식품으로보급되기시작함. 삼백공업 ( 면방, 설탕, 밀가루 ) 이초기산업화주도 1960-70 년대 명절선물 : 설탕, 밀가루, 쌀, 계란, 돼지고기, 참기름. 뽑기, 달고나 2009 년 설탕소비량 26kg / 쌀 74kg 당류 (saccharides) ( 탄수화물 carbohydrate, Cn(H2O)m) 단당류 (monosaaccharides) 포도당 (glucose), 과당 (fructose), 갈락토오즈 (galactose) 이당류 (disaccharides) 자당 (sucrose): glucose + fructose 유당 (lactose): glucose + galactose 맥아당, 엿당 (maltose): glucose + glucose 다당류 (polysaccharides) 녹말 (starch): 아밀로오스, 아밀로펙틴 글리코겐 : α-1,4 결합 셀룰로오스 : β-1,4 결합 3
단당류 단당류 Glucose 포도당, 자연계에는단독으로거의존재않음. 전분을효소로분해하여제조, 식품첨가물보다는의료 ( 링겔 ) 용, 실험용으로사용 Fructose 과당, 자연계에서대량수확불가, 포도당을효소를이용하여전환시켜서얻음. 설탕을가수분해해서얻기도함. 설탕보다당도높고물에대한용해도높아농축가능하지만, 비싸고시중에서구하기어려움. 포도당과같은열량, 벌꿀과과일에함유됨 Glucose Fructose Galactose 이당류 Sucrose a disaccharide composed of glucose and fructose with the molecular formula C 12 H 22 O 11 β-d-fructofuranulosyl-(2 1)-α-D-glucopyranoside 4
Why? 많은탄수화물들중에서유독설탕 (sucrose) 만이치아우식의주된원인이라고지목되는이유는무엇일까? 다른당류들도세균에의해산이생성됨. 설탕과우식의관계는많은역학, 실험연구에서확인되었음. Sucrose, glucose, fructose, starch를이용해서 in situ 연구를해봐도, sucrose가가장많이치아를탈회시킴. POLYSACCHARIDE POLYSACCHARIDE ENHANCES THE CARIOGENICITY OF BIOFILMS 1. extracellular polysaccharides (EPS), which promote bacterial accumulation to the tooth surface, and influence the physical and biochemical properties of biofilms; and 2. intracellular polysaccharides (IPS), which serve as an endogenous source of carbohydrates that can be metabolized to produce acids during periods of nutrient limitation EPS, IPS MS, LB 는신속하게자당을발효하여산을생성함. 자당은세포외다당류 (EPS), 세포내다당류 (IPS) 로변환되어 1. EPS 1. Enhance bacterial adherence and further accumulation of organism 2. Provide structural integrity and bulk to biofilms 3. Decrease buffer capacity of saliva because of lower permeability of biofilm 4. Increase the acidogenicity of the biofilm matrix 2. IPS Promote lower fasting ph level during periods of nutrient deprivation which could result in the selection of cariogenic micro-organisms and caries development 5
설탕섭취와치아우식증과의관련성연구 1 설탕섭취와치아우식증과의관련성연구 2 실험군 1: 무균환경의쥐에게당을포함한식사제공 실험군 2: 특정미생물첨가후, 당을포함한식사제공 실험군 1: 우식성식품을위장관투여 (tube feeding) 실험군 2: 우식성식품을경구투여 (teeth contact) 세균이우식발생의필수요소이다. 우식발생에있어당의작용은전신적인것이아니라국소적인효과이다. 설탕섭취와치아우식증과의관련성연구 3 설탕섭취와치아우식증과의관련성연구 4 Hopewood House study 82명의 0~12세아동의식사에서설탕및정제된탄수화물은제외시켰을때우식발생이적었음 탄수화물 곡물빵, 대두, 감자, 당밀 유제품, 과일, 야채, 땅콩 설탕을섭취하지않으면 DMFT idex 가 1이하로유지된다. 감자나과일등은우식유발성이낮다. 호주의국립학교 Sweden, Vipeholm study (1946-1951) 436 명의정신질환자에게섭취빈도와유형을달리하여간식을섭취하게한후, 5 년간우식발생양상을관찰한연구 6
Toffee 설탕섭취와치아우식증과의관련성연구 4 설탕섭취와치아우식증과의관련성연구 5 Sweden, Vipeholm study (1946-1951) 436 명의정신질환자에게섭취빈도와유형을달리하여간식을섭취하게한후, 5 년간우식발생양상을관찰한연구 세계적으로각국의설탕소비량과치아우식증발생은비례한다. 1. 구강내잔류가능성이높은끈끈한발효성당질식품을간식으로섭취할수록치아우식증발병률이높다. 2. 3끼식사에포함된설탕만으로는치아우식증이발생하지않는다. 3. 식사중수용액상태로설탕을섭취하면치아우식증이발생되지않는다. 설탕의섭취량보다는섭취빈도와섭취성상이더중요 7
설탕섭취와치아우식증과의관련성연구 6 일본의경우 2 차세계대전중설탕소비가제한되었을때우식증발생이낮았음. 설탕섭취와치아우식증과의관련성연구 7 설탕섭취와치아우식증과의관련성연구 7 선천적으로설탕섭취를못하는질환인 Hereditary Fructose Intolerance 인환자에서우식발생이낮음. Turku Sugar Study 설탕을자일리톨로대체하면치아우식증이거의일어나지않음 과당은치아우식증을유발하지만, 그정도는설탕보다는조금낮다. 과당의경우 3.8 개의우식병소가새로생긴반면, 설탕의경우 7.2 개의병소가새롭게발생함 8
설탕섭취와치아우식증과의관련성연구 8 당뇨병환자에서당분섭취제한으로인해우식발생률이낮음. 대체감미료 (Sugar Substitute) A sugar substitute is a food additive that duplicates the effect of sugar in taste, usually with less food energy. natural Synthetic (artificial sweeteners) 9
당알코올 (sugar alcohol, polyols) 단당이나올리고당을화학적으로환원시켜만듦. 1번탄소의 aldehyde기 (-CHO) 를수소와결합시켜 CH 2 OH로환원시킨것 자당과비슷한물리적특징과열량을가지나부피형성효과나카라멜화가발생하지않음. 단맛은약간감소하며, 소화성이떨어짐. Sugar alcohols do not contribute to tooth decay. Glucose Glycol (2-carbon) Mannitol (6-carbon) mannose Glycerol (3-carbon) Sorbitol (6-carbon) glucose Erythritol (4-carbon) erithrose Dulcitol (6-carbon) Threitol (4-carbon) Iditol (6-carbon) Arabitol (5-carbon) Isomalt (12-carbon) Xylitol (5-carbon) xylose Maltitol (12-carbon) maltose Ribitol (5-carbon) Lactitol (12-carbon) lactose Polyglycitol 10
Xylitol Xylitol 자작나무나옥수수, 귀리, 바나나등에서추출되는자이로스 (Xylose) 를수화시켜얻은 5탄당설탕대용감미제 다른 polyols과같이형태와질감은자당과비슷하나가격은설탕의 10배정도됨. 임상적으로 xylitol이우식예방측면에서가장좋은설탕대체물임. 11
Turku Sugar Study 설탕을자일리톨로대체하면치아우식증이거의일어나지않음 과당은치아우식증을유발하지만, 그정도는설탕보다는조금낮다. 12
무기인산염 당알콜의재석회화촉진작용 13
당섭취후 ph 변화 Influence of Xylitol to oral ecology 1. Decreases bacterial metabolism and produces a less dramatic drop in dental plaque ph. 2. Metabolic by-products produced by oral bacteria include xylitol-5- phosphate, which a toxic end point. 3. Reduce the volume and amount of supra-gingival plaque due to a reduced production of extracellular polysaccharides and biofilm matrix 4. Promote the selection of xylitol-resistant MS, which are thought to be less virulent and adhesive than xylitol-susceptable strains 5. Stimulate salivary secretions Source. Primary Preventive Dentistry 8 th 14
모자감염 MS 모자감염을줄이는자일리톨활용법 자일리톨섭취량은하루 5g 이상 하루에 3회이상 껌으로섭취할경우최소저작시간은 5분 첫번째유치가맹출되기전에섭취를시작하여가급적 2세가될때까지섭취를지속한다. 제 4 회 Korea-Finland 충치예방심포지엄, 에바소더링교수발표자료 2010. 11. 20 15
MS 모자감염을줄이는자일리톨활용법 효과적인제품 : 껌, 캔디, 치약, 양치액 자일리톨함량이높은제품을이용하면, 일상적인사용만으로도섭취권고량인 5g 을섭취할수있음. 츄잉껌 Xyl%/weight Weight/piec e Xyl/piece Piece/5g Xyl 100% 자일리톨껌 70% 1.4g 1.0g 5 자일리톨 - 솔비톨혼합껌 35% 1.4g 0.5g 10 제 4 회 Korea-Finland 충치예방심포지엄, 에바소더링교수발표자료 2010. 11. 20 16