기대수명 증가와 더불어 코로나19의 여파로 건강에 대한 인식이 강해지면서, 주류 시장에서 저알코올 및 무알코올 음료가 인기를 얻고 있다¹⁾. 주류소비 패턴을 겨냥하여 주류시장에서는 저알콜, 저칼로리를 특징으로 한 하드셀처(hard seltzer)가 등장하여 미국에서 큰 인기를 얻는 것을 시작²⁾으로 중국, 일본¹⁾ 등 세계적으로 새로운 주류 소비 트렌드가 되어 가고 있다. 하드셀처는 탄산수에 알코올을 섞고 향미(주로 과일 향미)를 첨가한 술로, 5% 이하의 도수와 1캔(355 ml) 기준 칼로리가 100 kcal를 넘지 않아 저도수 및 저칼로리의 특징을 갖고 있다.

이전 연구에 따르면 소주, 맥주, 양주, 포도주와 같은 다양한 주류의 pH를 보고³⁾하였으며, 포도주⁴⁾ 및 맥주⁵⁾의 치아 부식 위험을 연구한 사례가 있다. 치아부식증은 산도가 pH 4.5 이하이거나 부식성 물질과 법랑질의 직접적인 접촉에 의해 발생한 탈회현상이다⁶⁾. 하드셀처의 경우 탄산수에 과일 향미를 첨가하는 경우가 많은데 이때 사용되는 유기산 등이 음료의 pH를 낮춘다. 그러나 최근 출시된 주류 카테고리인만큼 하드셀처에 대한 특성 및 섭취 시 구강건강에 미치는 영향에 대한 연구는 아직 제대로 이루어지지 못한 상태이다.

따라서 본 연구에서는 새로운 주류 소비 트렌드가 되고 있는 하드셀처의 특성 가운데 pH와 적정산도를 조사하고 하드셀처의 치아 법랑질의 표면에 대한 영향을 실험하여, 소비자의 구강건강을 위한 식이지도 시의 기초자료를 제공하고자 한다.

1. 연구대상

본 실험에 앞서 광주광역시 소재의 대형 할인마트 및 편의점에서 구입 가능한 모든 하드셀처 12종(Fig. 1, Table 1)을 구입하고, 각 제품의 pH 및 적정산도를 측정하여 평균값을 산출하였다. 최종적으로 판매처가 가장 다양하여 소비자가 접근하기 쉽고, pH 및 적정산도가 평균값에 가까우며 탄산을 제거하기 전후의 pH 변화가 가장 작은 클라우드 하드셀처 망고(이후 4군)를 하드셀처 제품군으로 선정하였다.

Figure 1. Hard seltzer products in the study.

Table 1 . Hard seltzer products list used in the study

Hard seltzer product name	Manufacturer	Alcohol (%)
Bohae Seltzer Pure city	Bohae Yangjo (Korea)	5
Bohae Seltzer Youza love	Bohae Yangjo (Korea)	5
Cigar City Seltzer Florida orange	Cigar City Brewing (USA)	5
Cigar City Seltzer Key lime	Cigar City Brewing (USA)	5
Cigar City Seltzer Meyer lemonade	Cigar City Brewing (USA)	5
Cigar City Seltzer Ruby red grapefruit	Cigar City Brewing (USA)	5
DRTY Raspberry rose	Starzinger GmbH & Co KG (Austria)	4
DRTY White citrus	Starzinger GmbH & Co KG (Austria)	4
Kloud Hard Seltzer Mango	Lotte Chilsung (Korea)	3
Nova Rosea Hard Seltzer Crowd vibe	DICO GETRÄNKEIDUSTIE GmbH (Germany)	5
Nova Rosea Hard Seltzer Foot on the sand	DICO GETRÄNKEIDUSTIE GmbH (Germany)	5
Truly Wild berry	Hard Seltzer beverage company LLC (USA)	5

음성대조군인 제주삼다수(이후 1군), 양성대조군인 코카콜라(이후 2군)를 선정하고, 최종 선정된 하드셀처와 같은 제조사에서 나온 맥주인 클라우드 오리지널(이후 3군)을 포함하여 총 4개군이 실험에 이용되었다.

2. 연구방법

2.1. pH 및 적정산도 측정

실험음료는 실험 24시간 전 개봉하여 1시간 동안 200 rpm으로 교반한 후 3℃에서 냉장 보관하다가 침지 직전에 꺼내어 사용하였다.

음료의 pH는 표준용액으로 보정한 pH meter (Orion 3-Star pH Benchtop, Thermo Fisher Scientific, Chelmsford, USA)를 이용하여 실험음료 30 ml를 동일한 비커에 담아 측정하였다.

음료의 적정산도는 실험음료에 1 M의 NaOH (Sodium hydroxide, Sigma-Aldrich Co., St. Louis, USA)를 0.01 ml씩 첨가하여 pH가 5.5와 7.0에 도달할 때까지 첨가된 1 M NaOH 양을 측정하였다. 모든 측정은 3회씩 반복 실시한 후 평균값을 산출하였다.

2.2. 시편 제작

치아우식과 균열이 없는 건전한 법랑질 표면을 가진 소의 영구 절치로부터 직경 5 mm의 원통형 우치를 취득하고, 아크릴 레진을 이용하여 아크릴 봉에 포매하였다. METASERV^® 2000 Grinder Polisher (Buehler, Lake Bluff, IL, USA)와 60, 240, 600번, 12,000번 연마지(Carbimat, Buehler, USA)로 우치를 연마하여 시편을 제작하였다.

2.3. 시편의 초기 표면미세경도 측정

표면미세경도기(HMV-G21, Dong-il SHIMADZU Corp, Tokyo, Japan)를 이용하여 시편의 표면미세경도를 측정하였다. 시편의 상, 하, 좌, 우 4부위를 200 gf의 하중으로 10초 동안 압인한 뒤 Vickers hardness number (이하 VHN)로 압흔의 크기를 확인하여 4부위의 평균값을 구하였다. 시편 40개의 평균 표면미세경도는 307.04 VHN이었고, 군간 평균 초기 표면미세경도가 유사하도록 군 당 10개씩 총 4개의 군으로 배정하였다.

2.4. 음료 침지

음료는 실험 24시간 전 개봉하여 1시간 동안 200 rpm으로 교반하고 3℃에서 냉장 보관한 후 각 군 당 30 ml씩 2개의 동일한 용기에 담았다. 시편은 각 용기에 5개씩 30분간 침지 후 흐르는 증류수로 30초 동안 세척하였다.

2.5. 음료 침지 후 평가

(1) 표면미세경도 측정

시편을 실험음료에 침지 후 표면미세경도기를 이용하여 시편의 표면미세경도를 측정하였다. 측정 부위는 이전 측정한 4부위와 인접한 부위에서 측정하여 평균을 구하였다.

(2) 주사전자현미경(Scanning Electron Microscopy, SEM) 분석

전처리를 위해 각 군 당 임의로 1개의 시편을 선정하여 0.5 mm 이하로 절단하고 60℃에서 2일 동안 건조시켰다. 건조된 시편을 동판 위에 고정하고 백금으로 피복시킨 후 주사전자현미경(JSM-7500F, JEOL, Tokyo, Japan)을 이용하여 15 kV에서 10,000배와 50,000배의 배율로 시편의 표면을 관찰하였다.

2.6. 자료분석

통계분석은 SPSS (Statistical Packages for Social Science 18.0. SPSS Inc., Chicago, USA) 프로그램을 이용하여 수행하였으며, 통계적 유의성 판정을 위한 유의수준은 P<0.05로 설정하였다.

시판 하드셀처의 탄산 제거 전후의 pH 차이를 비교하기 위해 비모수 검정인 wilcoxon signed-rank test를 이용하였다. 각 군별 실험음료의 침지하기 전과 30분 침지 후 시편의 표면미세경도를 비교하기 위해 Paired t-test를 이용하였고, 각 군 간의 표면미세경도 차이를 비교하기 위해 One way Anova를 이용한 후 Tukey test로 사후분석을 실시하였다.

1. 시판 하드셀처의 pH 및 적정산도 측정 결과

시판 하드셀처 12종을 탄산을 제거하지 않고 개봉 즉시에 측정한 평균 pH는 3.51±0.01이었고, 평균 적정산도는 pH 5.5에서 0.26±0.17 ml, pH 7.0에서 0.78±0.23 ml였다. 탄산이 제거된 하드셀처의 평균 pH는 3.46±0.01이었고, 평균 적정산도는 pH 5.5, pH 7.0에서 각각 0.21±0.19 ml와 0.31±0.25 ml였다. 하드셀처의 탄산 제거 전후의 pH 값의 차이는 ^―0.60-0.35로 값의 차이는 보였으나, 통계적으로 유의하지 않았다(P>0.05, Table 2).

Table 2 . pH and titratable acidity of commercial hard seltzer before and after stirring

Hard seltzer product	Before stirring				After stirring			∆pH
	pH	Titratable acidity (ml)			pH	Titratable acidity (ml)
		pH 5.5	pH 7.0			pH 5.5	pH 7.0
Bohae Seltzer Pure city	3.99±0.03	0.06±0.00	0.44±0.03		4.59±0.10	ND	ND	―0.60±0.08
Bohae Seltzer Youza love	3.44±0.01	0.11±0.01	0.67±0.04		3.20±0.04	0.03±0.01	0.05±0.00	0.24±0.04
Cigar City Seltzer Florida orange	3.96±0.04	0.18±0.02	0.65±0.04		3.89±0.01	0.14±0.00	0.25±0.00	0.07±0.04
Cigar City Seltzer Key lime	3.87±0.03	0.22±0.01	0.76±0.06		3.80±0.01	0.17±0.02	0.29±0.02	0.07±0.02
Cigar City Seltzer Meyer lemonade	3.89±0.02	0.21±0.01	0.80±0.02		3.77±0.05	0.15±0.00	0.26±0.01	0.12±0.06
Cigar City Seltzer Ruby red grapefruit	3.76±0.04	0.23±0.01	0.82±0.06		3.69±0.01	0.18±0.01	0.31±0.02	0.08±0.03
DRTY Raspberry	2.72±0.02	0.33±0.02	0.72±0.03		2.80±0.02	0.30±0.01	0.32±0.01	―0.09±0.01
DRTY White citrus	2.93±0.02	0.77±0.01	1.43±0.01		2.59±0.01	0.76±0.02	1.03±0.01	0.35±0.03
Kloud Hard Seltzer Mango	3.36±0.02	0.18±0.01	0.64±0.02		3.31±0.02	0.11±0.01	0.15±0.01	0.04±0.02
Nova Rosea Hard Seltzer Crowd vibe	3.54±0.03	0.25±0.03	0.77±0.07		3.46±0.06	0.20±0.01	0.33±0.01	0.08±0.03
Nova Rosea Hard Seltzer Foot on the sand	3.38±0.04	0.33±0.02	0.79±0.06		3.33±0.03	0.27±0.01	0.42±0.02	0.05±0.02
Truly Wild berry	3.24±0.05	0.29±0.02	0.87±0.07		3.05±0.02	0.23±0.01	0.32±0.01	0.19±0.06
Average	3.51±0.01	0.26±0.17	0.78±0.23		3.46±0.01	0.21±0.19	0.31±0.25	0.05±0.23

All value are mean±standard deviation.

ND is not determined.

∆pH=before stirring pH-After stirring pH.

2. 실험음료의 pH 및 적정산도

실험음료 pH는 각각 1군 7.92±0.03, 2군 2.55±0.01, 3군 4.41±0.01, 4군 3.31±0.01이었다(Table 3).

Table 3 . pH and titratable acidity of experimental drinks

Group	Drink	pH	Titratable acidity (ml)
			pH 5.5	pH 7.0
1	Jeju Samdasoo	7.92±0.03	-	-
2	Coca-Cola	2.55±0.01	0.09±0.01	0.15±0.01
3	Kloud Original	4.41±0.01	0.10±0.01	0.18±0.01
4	Kloud Hard Seltzer Mango	3.31±0.01	0.11±0.01	0.15±0.01

All value are mean±standard deviation.

실험음료의 적정산도는 pH 5.5에서 2군 0.09±0.01 ml, 3군 0.10±0.01 ml, 4군 0.11±0.01 ml 순으로 나타났다. pH 7.0에서는 2군과 4군이 0.15±0.01 ml로 동일하였고 3군이 0.18±0.01 ml였다(Table 3).

3. 음료 침지 후 우치 법랑질 표면미세경도 변화

음료 침지 전과 후의 우치의 법랑질의 표면미세경도를 측정하여 분석한 결과 음성 대조군인 1군에서는 유의한 차이를 보이지 않았다(P>0.05). 반면 2, 3, 4군에서는 유의한 차이를 보여(P<0.05), 1군을 제외한 실험음료가 우치의 법랑질의 표면미세경도를 약화시키는 것으로 나타났다(Table 4).

Table 4 . Microhardness change on bovine teeth surface after treatment for 30 minutes Unit: VHN

Group	N	Treatment		∆VHN**
		Before (0 min)	After (30 min)
1	10	306.60±25.10	297.40±31.09	9.20±34.82a
2*	10	304.90±23.09	222.00±26.87	82.90±18.08b
3*	10	308.00±26.74	287.80±29.02	20.20±6.52a
4*	10	303.00±27.30	235.90±27.16	67.10±18.27b

All value are mean±standard deviation.

*P<0.05, by Paired t-test.

**P<0.05, by One way ANOVA.

^a,bThe same letter indicates no significant difference by Tukey test.

Group: 1, Jeju Samdasoo; 2, Coca-Cola; 3, Kloud Original; 4, Kloud Hard seltzer Mango.

음료 침지 전과 후의 표면미세경도차(∆VHN)는 1군 9.20±34.82, 3군 20.20±6.52와 2군 82.90±18.08, 4군 67.10±18.27 사이에 통계적으로 유의한 차이를 보였다(P<0.05, Table 4).

4. 음료 침지 후 우치 법랑질 표면 관찰

주사전자현미경을 통해 우치의 표면을 관찰한 결과 2군과 4군에서 특히 눈에 띄는 표면 손상 정도를 확인하였다. 2, 4군은 표면이 거의 손상되지 않은 1군과 확연히 구분되었으며, 3군은 1군보다는 손상되었으나 2, 4군에 비하면 상대적으로 적은 손상 정도를 보였다(Fig. 2).

Figure 2. SEM images of enamel surface after treatment (1, Jeju Samdasoo; 2, Coca-Cola; 3, Kloud Original; 4, Kloud Hard seltzer Mango; a: ×10,000, b: ×50,000).

하드셀처 시장이 2028년까지 전세계적으로 494억 달러(한화 약 58조 상당) 규모에 이를 것으로 전망되고있다⁷⁾. MZ 세대 및 서민층 인구가 점점 저도수 및 무도수 제품으로 눈을 돌리면서 발생한 소비자 선호도의 변화가 하드셀처 시장의 성장 원인으로 예상된다. 또한 코로나19 팬데믹으로 인해 소비자들의 건강에 대한 의식이 증가하였고 집에서 혼자 술을 마시는 상황이 잦아지면서 저도수 주류를 선택하는 등 주류에 대한 소비 패턴이 변화한 것 역시 영향을 미친 것으로 예상되었다.

이처럼 하드셀처는 불과 수 년 사이에 급성장하고 있는 새로운 주류이다. 그러나 이러한 트렌드와 점차 높아지는 소비량에 비하여 하드셀처를 비롯하여 RTD (ready to drink) 주류가 치아에 대해 어떤 영향을 끼치는 지에 대해서는 아직 거의 연구되지 않았다. 이 새로운 주류에 대해 높아지는 관심과 더불어 맥주의 대안으로 하드셀처를 선택하는 사람이 늘어나고 있는 만큼 예방치의학적 관점에서 하드셀처가 치아에 어떻게 작용할지에 대해서와 맥주의 대체제로 권하기에 적절한지 알아보고 식이지도에 쓰일 근거를 마련할 필요가 있다.

본 연구의 실험재료로 광주광역시 소재의 3개의 다른 브랜드의 대형마트와 전남대학교 주변 4개의 다른 브랜드의 편의점에서 구매할 수 있는 하드셀처 12종 중에서 1종을 선정하여 사용하였다. 선정 시 하드셀처가 젊은 세대에서 많이 소비되는 주류이고, 저도수 주류의 특성상 대량판매보다 소량판매의 경향이 높다는 점 등을 고려하여 소비접근도가 높은 편의점 입점 상황을 선정 기준에 포함시켰다.

후보군이었던 12종의 하드셀처의 원재료를 살펴보았을 때 공통적으로 들어가는 재료는 탄산수와 알코올 그리고 과일향이 나는 합성향료이다. 제품에 따라서 스테비아 같은 설탕이 아닌 대체당류가 포함되기도 하였다. 시음해 본 결과, 단맛이 강조되는 기존 RTD (ready to drink)에 비하여 하드셀처는 과일향이 나는 탄산수에 알코올이 들어간 듯 단맛이 없거나 적다는 특징이 두드러졌다.

하드셀처 후보군 12종의 pH를 측정한 결과 평균 pH가 3.46±0.01로 맥주의 pH (4.41±0.01)와 비교하여 더 산성인 것으로 확인하였다. Jeong 등⁸⁾과 Shin⁹⁾은 음료의 pH가 낮을수록 치아 표면의 경도가 떨어지는 것으로 분석하였다는 점에서 음료의 pH를 비교하는 것이 하드셀처의 치아부식증 발생 위험성을 평가하는 데 의미가 있을 것으로 생각하였다.

실험 음료의 pH를 측정한 결과 2, 4, 3, 1군 순으로 pH가 높게 나타났고, 음료를 침지하기 전과 침지 30분 후에 각각 측정한 표면미세경도의 결과를 확인하였을 때 음성대조군인 1군을 제외하고 2, 3, 4군에서 침지 전보다 후에 유의미하게 감소하였다. 2군은 선행된 많은 연구^10,11)를 통해 낮은 pH로 인하여 치아부식증을 크게 유발한다고 널리 알려져 있다. 실험군인 4군은 2군보다 pH가 높지만 치아 경조직에 치아부식을 야기할 수 있는 pH인 4.5보다 낮고, 표면미세경도 차이가 2군과 유의한 차이가 없을 만큼 컸다. 한편 군 간 표면미세경도 차이를 비교하였을 때는 1, 3군과 2, 4군 사이에서 유의미한 차이를 보였으며, 주사전자현미경을 통해 확인한 법랑질 표면에서도 비슷한 양상을 보여주었다. 이전 연구에서 음료의 특성인 pH¹²⁾와 적정산도¹³⁾ 등이 치아부식을 일으키는 주요한 요인으로 보고되었다. 이러한 연구결과들을 고려할 때 하드셀처의 치아부식 유발 가능성은 pH 4.41인 맥주보다 낮은 하드셀처의 pH 영향을 받았으며, 실험음료 중 가장 낮은 pH인 콜라와 유의한 차이가 없는 것으로 보아, 가장 높은 적정산도의 특성을 가지고 있는 하드셀처의 특성에 영향을 받은 것으로 생각된다.

본 연구에서는 하드셀처와 비교하기 위한 맥주를 1종만 임의로 선정하여 실험하였기에 선정된 제품이 아닌 다른 제품을 실험에 사용했다면 결과가 달라질 수 있는 가능성도 생각해볼 수 있다. Lee⁵⁾의 연구에 선정된 5종 맥주의 pH는 3.94-4.41로 본 연구에서 선정한 양성대조군인 맥주보다 낮은 pH를 가진 제품도 있었다. 맥주가 대체로 pH 4.5 이하이며 4.0 이하인 제품도 있다는 것을 고려하면 맥주 역시 치아 부식의 위험성이 있다고 추론할 수 있겠으나 본 연구에서 측정한 12종의 하드셀처의 평균 pH가 3.46±0.01로 이의 연구에서 사용한 5종의 맥주의 평균 pH인 4.15 보다 낮다는 점에서 여전히 맥주보다 하드셀처의 치아 부식 위험성이 높다는 것도 알 수 있다.

본 연구는 실험실 연구로써 실제 구강 내 섭취 환경과 많은 차이점이 있을 수 있다. 첫째, 본 연구는 실험 24시간 전 미리 개봉하여 탄산이 제거된 상태로 실험을 진행하였다. 그러나 실제로 음료를 섭취하는 상황을 떠올려본다면 냉장고에서 막 꺼내온 차가운 상태의 음료를 마시기 직전에 개봉하여 30분에서 1시간 동안 나누어 섭취하게 된다. 이전 연구에 따르면 탄산의 농도에 비례하여 법랑질 표면에 유의하게 부정적인 영향이 보고¹⁴⁾되었으며, 탄산가스가 많이 발생하도록 진동을 준 음료가 그렇지 않은 음료보다 법랑질 표면 경도를 더 심하게 감소시킨다고 보고¹⁰⁾하였다. 따라서 음료를 개봉한 상태에서부터 조금씩 해리되는 탄산에 대한 고려가 필요하다고 생각된다.

둘째, 타액에 의한 치아 부식 방지를 고려하지 않았다. 타액은 산을 중화시킬 뿐 아니라 칼슘과 인산염을 다량 포함하고 타액에 의해 형성된 획득 피막은 산성 음식물에 대해 1차적인 보호막 역할을 하여, 치아 부식을 막는 주된 요소로 알려져 있다¹⁵⁾. 추후 인공타액을 사용한 pH-cycling 과정¹⁶⁾을 이용하여 구강 내 타액의 영향을 실험에 적용시킨다면 실험결과의 신뢰도를 높일 수 있을 것으로 생각된다.

위 결과를 종합하면 하드셀처는 치아부식증을 일으키기에 충분히 낮은 pH를 가졌고 그 위험도가 맥주보다 높고 콜라보다 낮은 수준임을 알 수 있다. 따라서 치아부식증 유발을 기준으로 본다면 하드셀처를 맥주의 대체제로 선택하는데 있어 불리하며 콜라를 섭취하는 것만큼 식이에 있어 주의를 필요로 한다. 따라서 섭취할 때 빨대를 이용하여 치아와의 직접적 접촉을 피하거나 섭취 중간에 물을 마셔 구강 내에 음료가 잔류하지 않도록 하는 등의 식이습관을 가지도록 지도하는 것이 좋을 것으로 생각된다.

본 연구는 시판 하드셀처가 치아 법랑질의 표면에 미치는 영향을 알아보고 이를 통해 소비자의 구강건강을 위한 식이지도 시의 기초자료를 마련하고자 시행하였다. 일부 시판 중인 하드셀처를 구입하여 pH와 적정산도를 측정한 후 클라우드 하드셀처 망고를 하드셀처군으로, 제주삼다수를 생수군으로, 코카콜라를 콜라군으로, 클라우드 오리지널을 맥주군으로 선정하였다. 시편에 실험음료를 처치한 후 치아표면의 표면미세경도변화를 측정하고 표면 양상을 관찰한 결과 하드셀처 섭취 시 낮은 pH에 의하여 치아부식증의 발생 위험성이 있는 것으로 나타났다. 하드셀처의 치아부식증 위험도는 맥주를 마실 때 보다 높으며 콜라를 마실 때 보다는 낮은 수준인 것을 확인할 수 있었다. 따라서 치아부식의 발생 가능성을 고려할 때 하드셀처가 맥주의 대안으로 선택되기에 부적절하다고 생각되며, 섭취 시 주의가 필요하다고 생각된다.