#실마리_Feedback : 9화 - 탄수화물 정의와 역할

◈ 탄수화물 정의 

- 화학으로 탄수화물

: '탄소+물 분자 水和物, Hydrate'라고 여겨져 

탄수화물이라 명명된 오욕과 치욕의 역사가 있는 영양소

탄소, 수소, 산소 세 가지 원소로 이루어진 화합물 

- 영양학적으로 탄수화물

 : 자연계에 가장 널리 존재하는 유기물질로

① 식물엔 광합성을 통해 생성된 포도당이 뿌리, 열매, 줄기, 잎 등에 

당분(단맛), 녹말과 섬유소 형태로 저장

② 동물에서는 당과 글리코겐으로 간, 근육 등에 존재

(***유기물질?= 간단히 말해 탄소가 기본 골격으로 있다

1807년 스웨덴의 화학자 베르셀리우스가 물질을 

유기물과 무기물로 구별

이때는 체내에서밖에 제조될 수 없는 화합물의 개념에서 

'유기물'이라 명명하였으나

베르셀리우스의 제자였던 벨라는 시안산암모늄을 가열하다가 

요소가 만들어진다는 것을 발견

이후 생물과 무상관으로 여러 종류의 유기물이 화학적으로 

합성할 수 있다는 것이 알려지게됨

GORO~ 유기물이란 말은 '생물유래'라는 개념을 내포하고 있지만 

유기 화합물과 유기물의 뜻은 완전히 일치하지 않음

유기 화합물을 주로 다루는 화학= 유기화학)

◈ 탄수화물 종류

† 단당류 - 가장 기본적인 단위의 탄수화물로

'가수분해로는 더 분해되지 않는 당류'를 통틀어 이르는 말

(***가수분해 : 하나였던 고분자가 물과 반응하여 

이온이나 분자로 쪼개지는 것)

탄소 수에 따라 3, 4, 5(자일리톨/당알코올), 6탄당으로 분류

여기서는 6탄당만 다루는데 대표적 6탄당은

① 포도당 glucose 

: 섭취된 과일이나 곡류에 들어 있는 전분을 소화해서 만들어지고

혈중에 약 0.1%가 있음

인체의 가장 기본적인 에너지원

② 과당 fructose

: 과일이나 꿀에 주로 있으며, 

천연당 중에서 단맛이 가장 강하나 

열을 가하면 단맛이 줄어드는 특징이 있음

③ 갈락토스 galactose

: 주로 동물의 유즙에서 발견되고 단맛이 약함

(***젖샘에서 포도당은 갈락토스로 전환될 수 있음

갈락토스 주 대사 경로는 '를루아르 경로' : 

1970년 노벨 화학상 루이스 를루아르의 이름 땀

를루아르 박사는 

탄수화물의 생합성에서 당뉴클레오티드의 존재와 그 기능을 발견,

노벨상을 받음

(***뉴클레오티드 : 핵산을 구성하는 단위 분자, 대사의 컨트롤타워)

모든 사람이 알듯~ 

탄수화물은 식물에서 녹말이나 식이섬유,

그리고 동물 글리코겐처럼 고분자량의 탄수화물일뿐만 아니라 

무수한 당과 당유도체를 포함하는 

자연적으로 발생하는 물질을 포괄하는 의미

간접적으로는 살아 있는 생명체를 구성하는 성분의 근본이기도 하니 탄수화물을 에너지로만 인식하는 것은 잘못된 개념 

† 이당류 - 단당류가 2개 결합한 탄수화물

① 서당 sucrose : 포도당 + 과당 = 채소, 과즙과 사탕수수 등

② 맥아당 maltose : 포도당 + 포도당 = 전분 가수분해

③ 젖당(유당) lactose : 포도당 + 갈락토스 = 동물의 젖, 유제품 등

장 속 세균의 발육 & 칼슘 흡수 도움

† 올리고당 - 단당류가 3-10개 결합한 것

- 소화효소로 분해할 수 없고 

대장에서 균에 의해 소화 유산균을 활성화함

- 올리고당에서 포도당을 얻을 수는 없지만, 무기질 흡수를 도움

† 다당류 - 수백~수천 개의 단당류로 구성되어 

분자량이 크고 구조가 복잡한 탄수화물

- 에너지의 저장 형태이거나 식물의 구조 물질

- 다당류에는 소화성 다당류(전분, 글리코겐)

사람이 소화하기 어려운 난소화성 다당류(식이섬유)가 있음

6탄당의 축합

(***축합 : 중합(重合)은 단위체라 불리는 간단한 분자들이 

서로 결합하여 거대한 고분자 물질을 만드는 반응

ex] 아미노산의 아미노기와 다른 아미노산의 카르복시기 사이에서 

물이 빠지면 = '탈수축합 펩타이드 결합')

① 전분

- 식물의 저장 물질로서 식물이 자라면서 포도당이 중합하여 형성

- 포도당 분자의 중합물인'아밀로오스 + 아밀로펙틴'으로 구성

찰전분(ex 찹쌀)은 아밀로펙틴

메전분(ex 흰쌀)은 아밀로오스 20%와 아밀로펙틴 80%

(***아밀로오스 : 포도당이 일직선상으로 결합된 고분자 화합물, 

호화와 노화가 쉬움

→ 긍까 쉽게 말해 에너지로 이용하는데 걸리는 시간이 짧음!

***아밀로펙틴 : 포도당이 가지상으로 결합된 고분자 화합물, 

호화와 노화가 어려움

***호화 : 전분을 물 속에서 가열하면 온도상승에 따라 

전분의 분산액은 점도가 큰 투명한 색 

또는 유백색의 콜로이드 용액을 형성하며

농도가 클 때나 냉각할 때는 반고체의 젤을 형성하는 과정을 말함

= 전분을 가열하면 전분이 녹아서

→ 콜로이드라는 걸 형성하고

→ 냉각 시는 반고체의 젤을 형성

***노화는 호화의 반대 

호화된 전분이 식으면 β←즉 노화 상태인데

식은 밥에 다시 열을 가해도 β

한 번 노화되면 재가열했다고 해서 α 상태로 되돌아가지 않음

β식품의 소화흡수율은 45% 정도이고, 

α식품의 소화흡수율은 80% 이상

그래서 얼리거나 식힌 전분이 열량이 적다고 함)

② 글리코겐

- 동물의 간과 근육에 들어 있는 저장형 다당류로 포도당으로 구성

- 혈당을 조절하고 근육에 에너지를 공급

(***동물의 저장형 글리코겐은 죽음과 동시에 빠르게 젖산으로 전환,

산성의 근육은 흡수성이 증가

→ 팽화(膨化)돼 경직 현상이 일어나는 것 : 사.후.경.직이라 함)

③ 식이섬유(dietary fiber)

- 대부분 식물성 식품에 들어 있음 

(ex 셀룰로오스, 헤미셀룰로오스, 리그닌, 펙틴, 검 등)

- 도정하지 않은 전곡류와 채소에 다량 함유됨

- 인체에서 에너지로 사용할 수 없어 

빠르게 배설해야 해 장운동을 촉진

(***근래 영양학에선 식이섬유를 필수영양소로 분류하기도 함

이유는 소화가 안 되는 식이섬유가 장에 머물면서 

1. 섭취된 음식+담즙의 잠재적 독성물질과 결합→배출

2. 콜레스테롤 수치에 영향

3. 비타민 B 복합체 합성 촉진하는 역할을 하는 것이 관찰되었기 때문)

- 사람은 셀룰로오스 분해효소가 분비되지 않아서 소화할 수 없지만

반추동물의 장내 미생물은 이 효소를 합성하므로 

소나 양은 셀룰로오스를 분해하여 에너지로 이용할 수 있음

※ 피트산 [Phytic Acid] 이야기 ※

염 형태인 피트산염(phytate)은 수많은 식물 조직, 

특히 쌀겨나 옥수수 등등에 들어있는 인(p)의 저장 형태를 의미

주로 식물의 섬유질 속에 복잡하고 단단한 결합 형태로 존재

쉽게 말해 식물이 인산염을 보관하는 주된 방법 →피트산이란 말씀

피트산염 형태의 인은 비반추동물(되새김질을하지 않는 동물)에겐 

<생물학적 유용성이 없다.>라고 정의됨

WHY? 

피트산을 소화하는 피타아제(phytase)가 

비반추동물에겐 애.초.에 없기 때문

이 이외에도 피트산은 미네랄이나 비타민과 착화되어 배출을 유도함

특히 칼슘, 마그네슘, 아연, 철분, 나이아신(비타민 B3) 등이 

피트산의 주 결합 대상임

(***나이아신결핍증 : 펠라그라라고도 하는데 

식탁의 풍요와 함께 잠시 사라졌다가

근래에는 주로 채식주의 부모를 가진 어린아이에게 흔하게 관찰됨)

또한 단백질 염기와도 강하게 결합하여 

펩신, 트립신, α-amylase 등의 중요한 소화효소의 작용을 방해해 

위나 장에 문제를 겪고 있는 사람이라면 식이섬유 섭취를 제한해야 함 

(***첨부한 사진은 영양학회 학술자료 DB중 일부)

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