투고일：2016. 1. 26         심사일：2016. 2. 24  2차) 2016. 5. 23       게재확정일：2016. 8. 17

당도와 점도를 이용한 식품의 치아우식유발지수 산출

단국대학교 치과대학 예방치과교실1), 단국대학교 구강보건학과2)
신 승 철1), 권 혜 숙2), 심 수 현1)*

ABSTRACT
                  The cariogenic potentiality index using

the sugar contents and the viscosity of Korean food

1)Department of Preventive Dentistry, School of Dentistry, Dankook University
2)Department of Oral Health, Graduate School of Public Health & Social Welfare,

  Dankook University
Seung Chul Shin1), Su Hyun Shim1), Kwon Hyu Suk2)

Introduction: Caries prevention through diet control can be achieved clinically by use of the cariogenic potentiality for a range of food commonly eaten by Koreans.
Material & methods: The cariogenic potentiality index of each food can be calculated with the sugar contents and the viscosity of each food applying the regression analysis on the variables. 278 favorite foods for Korean were examined.

  Result 
  1. The formula of CPI is as below
     Cariogenic potentiality index (CPI) = 2.581343*sugar contents+0.598324*viscosity 
  2. The average CPI of the fruits, vegetable are 9.07~9.62 minutes. But the average CPI of the carbohydrate food is 15.21~19.60 minutes.
  Conclusion: Using the cariogenic potentiality indices, we will be able to determine an individual patients' average oral status for caries experience in the future. In addition, diet control by use of the cariogenic potentiality index and the analysis for each nutrient is considered as useful clinically for diet control in preventive dentistry .

Key words : Cariogenic food, Cariogenic potentiality, Dental caries, Diet control, Sugar contents, Viscosity of food

Corresponding Author
Su-Hyun Shim, DDS,MS,Ph D
Department of Preventive Dentistry, School of Dentistry, Dankook University
Dandae-ro 119, Dongnam-gu, Cheonan-si, Chungcheongnam-do, 31116, Korea
Tel : 82-41-550-1058, Fax : 82-41-553-6582, e-mail : shshim@kbu.ac.kr

Acknowledgement : The authors deny any conflicts of interest related to this study.

Ⅰ. 서론

치아우식증은 치아 경조직의 파괴를 동반한 감염성 질환으로 치면세균막 내 세균, 음식물, 타액의 상호작용에 의하여 유발되는 다인자성 질환이다1). 북미와 일부 서유럽 국가들의 치아우식 발생률은 급격히 감소하고 있으나 그 이외의 지역에서의 발생률은 거의 변화가 없거나 증가하고 있는 추세이다2, 3, 4). 국민건강통계 제 6기 1차년도(2013) 자료에 의하면 한국인은 영구치우식 경험률(만19세 이상, 표준화)에서 남자는 2008년 87.1%에서 2013년 87.2%로 87% 수준을 유지하고 있으며, 여자는 2007년 92.2%

에서 2013년 93.2%로 90% 수준을 유지하고 있다5). 

치아우식증의 발생요인은 여러 가지 원인 요소가 복합적으로 작용하여 발생한다. 치아우식증을 예방하기 위해서는 이러한 여러 원인 요소들을 효율적으로 제거하기 위한 치면세균막 관리, 불소도포, 치면열구전색, 식이조절법을 복합적으로 사용해야 한다. 이 중 식이조절법은 환경요인 제거법으로 당분 섭취 횟수와 섭취량을 줄이는 방향으로 섭식 습관과 식단을 조절하는 방법이다. 설탕을 포함한 정제된 당질 섭취량의 증가는 치아우식 이환율의 증가를 초래하여, 연간 개인의 설탕소비량이 10kg(약 1일 30g) 미만일 때는 이환률이 낮게 유지되다가 연간 설탕소비량이 15 kg이상으로 증가하면 이환율이 급속히 증가한다는 보고가 있다6). 식이조절법은 특히 다발성 치아우식증을 효과적으로 예방하기 위한 방법으로 강조되며, 적은 노력으로 훌륭한 효과를 거둘 수 있다7). 

치아우식은 식품의 당도와 점착도에 의해 영향 받고, 치학자들은 치아우식유발지수를 산출하는 연구들을 다양하게 보고해 왔다. 그러나 이러한 연구들은 우식성식품의 치아우식유발지수의 산출에 관한 것들 위주이고, 일반적인 음식의 우식유발지수 산정에 관한 연구들은 부족한 실정이다8). 

이와 같이 식이를 조절함으로써 치아우식병을 예방하는 구강보건은 치과의원에서 치과의사와 치과위생사가 개별적으로 구강진료를 하는 과정에 효과적으로 지도할 수 있으나, 현재 대부분의 치과에서는 칫솔질하는 방법에 대해서만 교육이 이루어지고 있는 현실이다. 따라서 본 연구에서는 식품의 당도와 점도를 측정하여 각 식품의 당도, 점도의 상대값을 통해 기존 치아우식유발지수를 기준으로 치아우식유발지수를 산출할 수 있는 공식을 회귀분석에 의해 도출하였다. 이러한 시도는 한국인이 주로 섭취하는 음식들의 치아우식유발지수를 산출하고, 나아가 이를 활용해 환자들에게 흥미를 유발할 수 있는 효율적인 식이조절 프로그램을 개발하는데 기여 할 것을 기대한다.

Ⅱ. 연구재료 및 방법

1) 당도, 점도 측정
본 연구에서는 한국인이 주로 섭취하는 음식물들의 치아우식유발지수 산출을 위해, 식품의약품안전처의 식품영양성분 DB에서 2012년 외식 영양성분 자료집과 2013년 외식영양성분 자료집, 한국편의점협회의 편의점 판매순위를 기준으로 식사류와 가공식품류 상위 순위의 음식 중 구할 수 없거나 당도, 점도값 측정이 불가능했던 식품을 제외한 278가지를 최종 선정하였다. 당도와 점도를 측정하는 실험에 사용된 음식의 양은 식품의약품안전처의 식품영양성분 DB에 수록된 식품별 1회 제공량을 기준으로 하였다. 또한 본 연구의 당도는 브릭스 당도(brix)를 의미하며 이는 당이 있는 용액 100g에 있는 당의 농도를 나타내는 단위이다. 이는 선행 연구9)에서 고체와 액체류의 통일된 측정을 위해 고체류를 사람이 직접 씹어 죽상으로 만든 후 당도와 점도를 측정한 방식을 준용하여 각 식품별 상대적인 당도, 점도값을 구하기 위한 것이다.

본 연구의 당도와 점도 측정을 위해 사용된 기구는 다음과 같다(Table 1) (Fig. 1, 2).

시료의 정확성을 위하여 당도와 점도는 각 3회 측정하여 평균치를 기록하였으며, 선행 연구인 ‘한국식품의 치아우식유발지수에 관한 연구’(Kim,1981)를 참고하여 구강내 저작 상태를 재현하기 위해 액체류의 경우는 액체 상태 그대로 측정하였으나, 건더기 등 고체류의 경우는 40g을 정량하여 400ml의 물을 부어 10% 희석 후 3분간 믹서에 분쇄한 후 당도와 점도를 측정하였다. 부연하면 본 연구에서의 당도와 점도는 절대치가 아닌, 단지 이를 활용해 기존 치아우식유발지수를 기준으로 한 치아우식유발지수를 산출하기 위한 식품별 상대값이다. 이에 본 연구에서는 선행 논문9)을 재현한 pilot study를 통해 건더기 등 고체를 포함한 식품의 경우 당도와 점도를 측정 가능한 액체 상태로 만들기 위한 분쇄와 희석의 기준을 위와 같이 마련하여, 모든 식품을 사람이 직접 씹는 대신 이러한 정량적 기준으로 고체 식품의 당도와 점도를 측정하는데 일괄 적용하였다. 온도는 24~27℃에 맞추었고, 점도계(NDJ-8S)의 측정기준은 60rpm, 1호 spindle로 맞추어 동일조건에서 3회 반복 측정하여 평균값을 기록하였다.

2) 우식유발지수 산정
본 연구에서 측정한 각 식품의 당도와 점도 값을 기존에 산출된 식품들의 치아우식유발지수 값9)을 기준으로 회귀분석을 실시해 아래와 같은 당도(brix), 점도(60rpm)값을 이용한 치아우식유발지수 산출 공식을 얻었다. 앞서 밝혔듯이 본 연구에서의 당도와 점도값은 절대값이 아닌 기존 치아우식유발지수를 기준으로, 대상 278가지 음식들의 치아우식유발지수를 산출하기 위한 식품별 상대값의 의미를 지닌다. 본 공식 산출의 기준이 된 기존 식품들의 치아우식유발지수값은 부록1에 첨부하였다.
치아우식유발지수 = 2.581343*당도+0.598324*점도

3) 대상 식품에 공식 적용       
얻어진 치아우식유발지수 공식에 측정한 당도와 점도를 대입하여 실험 대상 278가지 음식들의 치아우식유발지수를 산출하였다.

4) 결과 처리
도출된 278가지 식품의 당도와 점도, 치아우식유발지수 값은 부록2에 정리하였다. 이를 과일류 및 채소류, 육류`난류`두류, 곡류, 우유 및 유제품류, 견과류 순으로 주요 5대 기초 식품군별로 다음과 같이 정리하여 비교하였다.

Ⅲ. 연구 결과

실험으로 얻은 각 식품의 당도와 점도를 우식유발지수 공식에 넣어 얻어, 각 기초식품군별 주요 식품의 당도, 점도, 치아우식유발지수 값을 산출해보았다.

1. 과일류 및 채소류의 당도, 점도 분석에 따른 치아우식유발지수 산출

실험으로 얻은 과일류와 채소류의 당도와 점도 값에 따른 치아우식유발지수 산출 값은 Table 2, 3과 같다.

2. 육류, 난류, 두류의 당도, 점도 분석에 따른 치아우식유발지수 산출

실험으로 얻은 육류와 난류 및 두류의 당도와 점도 값에 따른 치아우식유발지수 산출 값은 Table 4와 같다.

3. 곡류의 당도, 점도 분석에 따른 치아우식유발지수 산출

실험으로 얻은 곡류의 당도와 점도 값에 따른 치아우식유발지수 산출 값은 Table 5, 6, 7과 같다.

4. 우유 및 유제품의 당도, 점도 분석에 따른 치아우식유발지수 산출

실험으로 얻은 우유 및 유제품의 당도와 점도 값에 따른 치아우식유발지수 산출 값은 Table 8과 같다.

5. 견과류의 당도, 점도 분석에 따른 치아우식유발지수 산출

실험으로 얻은 견과류의 당도와 점도 값에 따른 치아우식유발지수 산출 값은 Table 9와 같다.

Ⅳ. 고찰

치아우식증은 당 성분을 구강내 산 생성 균들이 섭취하여 산을 배설함으로써 발생한다. 때문에 음식물 중 당 성분은 치아우식과 매우 밀접한 관계가 있다. 식품 중 당성분의 함량과 치아와의 점착도를 측정하여 일정공식으로 계산해 낸 값이 우식유발지수이다. 즉 우식유발지수는 당도와 점착도의 합을 의미한다. 그동안 국내에서도 이러한 당도와 점착도에 기안하여 각 식품별 우식유발지수를 우식발생 가능시간 단위로 추산하여 식품별로 분류해 놓으려는 시도가 있었다7, 9, 10). 그러나 이러한 연구들은 주로 30~40년 전에 이루어졌고, 대상 식품도 우식성 식품 위주의 80여 가지에 그쳤다. 이에 본 연구자는 식품의약품안전처의 식품영양성분 Data Base를 근거로, 기존 연구된 치아우식유발지수 값을 기준 삼아 2015년 현재 한국인이 자주 섭취하고 있는 278가지 음식들의 치아우식유발지수를 산출하였다.

기존 치아우식유발지수 값은 ‘한국식품의 치아우식유발지수에 관한 연구’ (Kim,1981)를 참고하였으며, 이 중 본 연구와 중복된 수박(기존 치아우식유발지수:3), 오이무침(기존 치아우식유발지수:4), 소불고기(기존 치아우식유발지수:2), 요구르트(기존 치아우식유발지수:14), 우유(기존 치아우식유발지수:6), 식빵(기존 치아우식유발지수:11), 아이스크림(기존 치아우식유발지수:11), 라면(기존 치아우식유발지수:10), 딸기잼(기존 치아우식유발지수:31), 초콜릿(기존 치아우식유발지수:15), 비스킷(기존 치아우식유발지수:27)등 28개 식품의 치아우식유발지수 값이 회귀분석의 기준이 되었다(부록1). 회귀분석으로 얻어진 당도와 점도의 상수와 치아우식유발지수 공식을 이용해 2015년 현재 한국인이 섭취하는 278개 식품의 치아우식유발지수값을 구하였다.

청정식품으로 알려진 과일, 채소류의 평균 치아우식유발지수는 각각 9.0, 9.62으로 5개 식품군 중 가장 낮았고, 육류, 난류, 두류의 평균 치아우식유발지수는 11.07, 각종 곡류의 평균 치아우식유발지수는 이보다 높은 15.21~19.60에 분포하여, 한국인에 있어 치아우식증을 예방하기 위해서는 탄수화물의 섭취를 줄이고 과일, 채소류 등 치아우식유발지수값이 낮은 식품군의 섭취를 권장할 필요가 있는 것으로 나타났다. 우유 및 유제품의 평균 치아우식유발지수는 29.00으로 예상보다 길게 나타났는데, 이는 유제품류에 포함된 우유를 제외한 아이스크림, 야쿠르트와 기존 연구9)에는 포함되지 않았던 딸기 우유, 바나나 우유, 초코 우유, 커피 우유 등도 높은 당도를 나타내어 이로 인해 이들 식품군의 평균 치아우식유발지수값이 상승한 것으로 분석되었다.

본 연구는 35년 만에 한국식품의 치아우식유발지수값을 정리하는데 의의를 두었고, 후속 연구에서는 다양한 방법으로 식품군을 확장하여 실험을 수행하여 본 연구의 한계를 보완하여 식품군별 치아우식유발지수 산출의 세밀한 검증이 이루어져야 할 것이다. 

또한 현재 시중의 식이조절 프로그램들은 모두 영양학계에서 개발된 것으로,  본 연구에서 치과의사를 포함한 치과 의료진이 관여하여 산출한 음식들의 치아우식유발지수가 향후 치과 병(의)원에서 내원한 환자들의 치아우식 예방을 위한 식이조절 프로그램을 개발하는 데에 기초 자료로 사용되길 바란다.

Ⅴ. 결론

본 연구에서는 치과의사 등 치과 의료진이 개입해 식품의약품안전처의 식품영양성분 DB를 근거로, 2015년 현재 한국인이 자주 섭취하고 있는 278가지 대표적인 음식들의 치아우식유발지수를 산출하여 다음과 같은 결론을 얻었다.

1. 실험을 통해 얻은 278가지 한국식품의 당도와 점도 값을 기존에 산출된 식품들의 치아우식유발지수 값9)을 기준으로 회귀분석을 실시해 얻어진 우식유발지수 공식은 아래와 같다.

치아우식유발지수= 2.581343*당도+0.598324*점도

2. 과일, 채소류의 평균 치아우식유발지수는 각각 9.07, 9.62으로 5개 식품군 중 가장 낮은 수준이었고, 육류, 난류, 두류의 평균 치아우식유발지수는 11.07, 각종 곡류의 평균 치아우식유발지수는 이보다 높은 15.21~19.60에 분포하였다.

이후 연구에서 이를 보완 검증하고 나아가 이를 바탕으로 임상 치과에 활용할 수 있는 다양한 식이조절 프로그램을 개발하여 치아우식 예방에 활용하길 기대한다.

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Fig. 1. Scale (DRETEC 208WT)
Figure 2. Rotation Viscometer (Shanghai Nirun Intelligent Technology .,Ltd.                                                 NDJ-8S)
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