-탄수화물의 분류 및 구조-
1. 단당류
- 특징
① 자연계에서 사슬 형태 또는 고리형태, 생체 내에서는 주로 고리형태로 존재한다.
② 광학 활성도에 따라 D-형과 L-형, 생체계에는 D-형 이성질체만을 대사한다.
③ L-형 이성질체는 생체 내에서 이용되지 않아 에너지를 내지 않으므로 대체 감미료로 쓰인다.
-포도당
① 체내 당 대사의 중심 물질로, 생체계의 기본적인 에너지 급원이다.
② 알데하이드기를 가지는 알도스 형태이다.
③ 갈락토스 : 유당의 구성원인 알도스 형태의 육탄당이다.
④ 과당 : 케톤기가 있는 케토스 형태의 육탄당이다.
⑤ 리보스, 데옥시리보스 : 핵산을 구성하는 알도스 형태의 오탄당이다.
2. 이당류
- 서당 : 포도당과 과당이 각각 한 분자씩 글리코시드 결합을 통해 만들어진 비환원당을 말한다
- 맥아당
① 주로 녹말의 가수분해 산물로 생성된다.
② 두 개의 포도당이 α-1,4 결합을 통해 만들어지는 환원당이다.
- 유당
① 포도당과 갈락토스가 β-1,4 결합함으로써 만들어진다.
② β 결합으로 되어 있어 과량을 섭취하거나 유당분해효소가 부족하면 소화가 어렵다.
3. 올리고당
- 3~10개의 단당류로 구성된 당단백질이나 당지질의 구성성분을 말한다.
- 세포 내에서는 주로 생체막에 부착되어 있고, 소포체와 골지체 등분 비형 단백질과 결합하여 있다.
-라피노즈, 스타키오스
① 콩류에 있는 올리고당이다.
② 대장에 있는 박테리아에 의해 분해되어 가스와 그 부산물이 생성된다.
③사람의 소화효소로는 소화가 되지 않는다.
- 프럭토올리고당
① 유제품과 유아식품에 이용된다.
② 장내 세균 중 유익한 균총인 비피도박테리아를 선택적으로 활성화해 장의 건강을 유지한다.
4. 다당류
- 에너지의 저장 형태이거나 식물의 구조를 형성하는 물질을 말한다.
-녹말
① 식물에 있는 저장다당류로서, 식물이 성장하면서 포도당이 중합하여 형성된다.
② 아밀로오스 : 긴 사슬 형태의 중합체로서 α-1,4 결합으로 구성된다.
③ 아밀로펙틴 : 포도당 단위가 α-1,4 결합으로 구성되어 있고, 중간에 α-1,6 결합으로 구성된 가지를 가진 구조이다.
④ 녹말은 소화하기 쉬운 형태로 호화되어 소화효소의 작용을 쉽게 받는다.
⑤ 포도당 중합은 α-글리코시드 결합으로 이루어지며, 소장에서 아밀로오스 분해효소에 의해 분해된다.
⑥ 아밀로펙틴의 가지 구조는 안정된 녹말 겔을 형성하는 성질이 있어 냉동식품용 소스 제조에 사용한다
⑦ 녹말은 곡류, 감자류, 콩류 등에 많이 들어 있으며, 아밀로오스와 아밀로펙틴은 보통 1:4의 비율로 함유되어 있다.
- 글리코겐
① 동물체의 저장형 다당류이다.
② 아밀로펙틴과 구조는 유사하나 가지가 훨씬 더 많아 에너지 효율이 높다.
③ 포도당이 α-글리코시드 결합으로 중합된 다당류이다.
- 식이섬유
① 사람의 체내 소화효소로는 분해되지 않아 소화되지 않는 고분자화합물이다.
② 수용성 식이섬유 : 물과 친화력이 커서 쉽게 용해되거나 팽윤 되어 겔을 형성한다.
→ 당, 콜레스테롤, 무기질과 같은 영양성분들의 흡수를 지연시키거나 방해하는 효과가 있으며, 대장 미생물에 의해 발효되어 초산, 프로피온산, 뷰티르산 등의 단쇄지방산을 합성한다.
③ 불용성 식이섬유 : 물과 친화력이 적어 겔 형성력이 낮으며, 장내 미생물에 의해서도 분해되지 않고 배설되므로 배변량과 배변 속도를 증가시키는 생리작용이 있다.
④ 식이섬유의 분류와 생리적 기능
| 분류 | 종류 | 주요 급원식품 | 생리적 기능 |
| 수용성 식이섬유 | 펙틴, 검 | 감귤류, 사과, 해조류 | 위장통과 지연 소장에서 당 흡수속도 지연 혈청 콜레스테롤 감소 |
| 헤미셀룰로스 일부 | 바나나 | ||
| 뮤 실리지 | 보리, 귀리, 두류 | ||
| 불용성 식이섬유 | 셀룰로스 헤미셀룰로스 리그닌, 저항전분 |
모든 식물, 밀겨 통밀, 호밀, 쌀, 채소 |
분변량 증가 장 통과속도 가속 포도당 흡수 지연 |
⑤ 저항전분 : 건강한 사람의 소장에서 흡수되지 않는 전분과 전분 분해물, 노화 전분, 화학적으로 변성된 전분 등에 있다.
⑥ 뷰티르산 : 단쇄지방산으로, 대장의 세포로 들어가 분변 세균에 의해 생성된 효소에 의해 분해되어 에너지원으로 사용된다. (3kcal/g)
-탄수화물의 체내 기능-
1. 에너지 공급
-생체에 1g당 4kcal의 에너지 제공한다.
- 적혈구와 뇌세포, 신경세포에는 주로 포도당을 에너지원으로 사용하고, 식후에는 근육 등 다른 세포에서도 포도당을 에너지원으로 사용된다.
- 혈당 유지
① 소화로 흡수된 당은 혈당을 일정 수준으로 유지하며, 여분의 당은 간과 근육에 글리코겐으로 저장된다.
② 나머지는 지방으로 전환되어 지방조직에 저장된다.
③ 글리코겐 분해효소는 끝부분 당부터 분해하므로 가지가 많을수록 소화효소의 작용을 많이 받는다.
→ 글리코겐은 매우 많은 가지로 구성되어 빠른 속도로 분해될 수 있으므로, 탄수화물 저장의 이상적인 형태이다.
-글리코겐 분해
① 글리코겐 저장의 주요 기관 : 간과 근육
② 체내에서 효소에 의해 글리코겐이 분해되면 글루코스 1-인산이 만들어져 글루코스 6-인산으로 전환된다.
③ 간은 글루코스 6-인산분해효소를 가지고 있으므로 글루코스 6-인산을 포도당으로 전환해 혈당을 높일 수 있다.
④ 근육에는 글루코스 6-인산분해효소가 없어 혈당조절 기능은 하지 못하고 글루코스 6-인산을 근육 세포의 에너지원으로 사용한다.
⑤ 따라서, 혈당이 낮아지면 간의 글리코겐 분해가 일어나 혈당을 일정하게 유지한다.
2. 단백질절약작용
- 당 신생 과정
① 탄수화물 섭취가 부족한 경우 당 이외의 단백질 등으로부터 포도당을 새롭게 합성하는 과정이다.
② 주로 간과 신장에서 진행된다.
③ 포도당 신생합성 과정의 급원으로는 주로 단백질 분해 산물이 사용되며 지방산은 이용되지 못한다.
④ 주로 근육, 간, 신장, 심장 등 여러 기관에서 단백질이 분해되어 사용된다.
- 저열량식이나 기아 상태에서 당 신생합성 과정이 계속되면 단백질이 급격히 손실되어 쇠약해진다.
3. 케톤증 예방
- 케톤체 생성
① 저탄수화물 식사로 인슐린 분비가 감소하면 지방이 분해되고 아세틸 CoA가 다량 생성된다.
② 다량 생성된 아세틸 CoA는 포도당으로부터 생성되는 옥살로 아세트산이 부족해 TCA회로에 들어갈 수 없게 되고, 간에서 지방산 산화가 불완전하게 된다.
③ 아세틸 CoA는 아세토아세트산, β-하이드록시부티르산, 아세톤 등의 케톤체를 다량 생성해 혈액과 조직에 축적하여 케톤증을 유발한다.
-케톤증 방지를 위해 하루에 50~100g의 탄수화물 섭취가 필요하다.
- 케톤체는 유리지방산보다 조직에서 이용하기 쉬운 에너지 형태이며, 뇌와 심장 등 일부 조직은 기아 상태와 같은 비상시에 케톤체를 에너지원으로 사용하여 생체단백질의 손실을 감소시킨다.
- 인슐린의존성 당뇨병 환자가 적절한 치료를 받지 못하면, 혈당 대사에 관여하는 인슐린의 부족으로 혈액에 케톤체가 증가하여 여러 합병증이 발생할 수 있다.
4. 식품에 단맛과 향미 제공
- 당은 독특한 단맛과 향미를 지니고 있어, 식품에 대한 수용도를 높인다.
- 음료수, 사탕, 잼, 젤리, 후식 등의 제조에 널리 사용된다.
- 감미도 : 설탕의 단맛을 기준으로 한 후, 당류의 상대적인 단맛의 강도를 나타낸 것이다.
- 식품 제조에 물성의 향상을 위해 당을 사용한다.
댓글