식품, 식품영양학, 식품 공무원, 농학과 농축산식품이용학 12. 두류, 서류, 유지원료식품

제7장 두류, 서류, 유지식품원료

▣ 학습목표
1. 두류의 일반적 성분 특성
2. 콩의 특성과 이용분야
3. 서류의 성분 특성과 저장방법
4. 유지식품원료의 성분 특성
5. 참깨 리그난 물질의 기능성
6. 식용유지의 변패 현상 및 방지 방법

▣ 강의 흐름
1. 두류
두류 성분 특성
↓
콩의 특성
↓
콩의 이용

2. 서류
서류 성분 특성
↓
서류의 저장

3. 유지식품 원료
유지식품원료 성분특성
↓
참깨 리그난 물질
↓
식용유지의 변패


▣ 주요용어
글라이시닌 : 콩의 주단백질이다. 글로뷸린의 일종으로 물에 용해하지 않고 염류용액, 묽은산, 묽은 알칼리 용액에 용해 된다.
이포마인 : 고구마의 주단백질이며 글로뷸린의 일종이다.
투베린 : 감자의 주단백질로서 글로뷸린의 일종이다.
잘라핀 : jalapinolic acid와 glucose로 구성된 배당체로서 고구마의 구성성분이다. 고구마 저장중에 산화하면 검게 변한다.
솔라닌 : 감자의 구성성분으로서 solanidine에 탄수화물이 결합된 배당체이다. cholineesterase의 활성을 저해하여 독성이 있다.
치유(curing) : 서류에 상처가 있을 경우 적절한 온도와 습도에서 일정기간이 경과하면 상처가 치유되는 현상을 의미한다.
유합조직(callus) : 서류의 상처가 치유된 후 형성된 조직
글루코실레이트(glucosilate) : 유채의 종실에 존재하는 물질로서 myrosinase에 의해 분해되어 생성된 aglycon이 갑상선 종양을 유발한다.
윈터화(winterization) : 융점이 높은 지방 함량이 높아 실온 보관 시 혼탁하게 되는 현상을 방지하기 위해 규조토를 첨가하여 고융점 지방을 제거하는 것.
리그난 : p-hydroxy phenyl propane dimer를 기본구조로 하는 물질이다.
세사몰린(sesamolin) : 참깨에 존재하는 리그난물질의 일종이다.
세사미놀, 세사몰, 세사몰리놀 : 참기름 제조시 세사몰린으로 부터 유래하는 물질로서 항산화기능이 있다.

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1. 두류

* 두류의 조성분

설명
콩 : 단백질이 주성분이며 지질도 상당량 포함되어 있다.
팥, 녹두, 강낭콩, 완두 : 탄수화물이 주성분이며 단백질이 상당량 포함되어 있다.
땅콩 : 지질이 주성분이며 단백질이 상당량 포함되어 있다.

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1) 탄수화물 특성
콩
stachyose, raffinose, araban, galactan, 설탕, 섬유소

팥, 녹두, 완두, 땅콩
녹말, 설탕, hemicellulose

설명
1. 콩
① 대부분이 stachyose이다.
② stachyose, raffinose 는 bifidus factor이다.
③ stachyose는 galactose-(α1→6)-galactose-(α1→6)-glucose-(α1↔2β)-fructose의 구 조를 가지는 4탄당이며 소화되지 않는다.
④ raffinose는 galactose-(α1→6)-sucrose 이며 소화가 되지 않는다.
⑤ galactan은 galactose의 polymer이다.
2. 팥, 녹두, 완두, 땅콩
대부분이 녹말이다.

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2) 단백질 특성

주 단백질
11S globulin(glycinin)
아미노산
methionine 제한아미노산
lysine 풍부
소화
3차구조 견고, trypsin inhibitor

설명
1. 주단백질
glycinin이 염류용액에 용해하기 때문에 콩에 물을 가한후 갈면 콩의 두류(염류용액)에 glycinin이 용출된다.
2. 아미노산
① methionine 함량이 요구되는 량 보다 매우 낮다.
② 다른 곡류의 제한아미노산인 lysine이 풍부하여 다른 곡류와 함께 섭취하면 아미노산을 상호 보완 할 수 있다.
3. 소화
콩단백질은 3차구조가 견고하고, trypsin inhibitor 가 존재하기 때문에 소화율이 낮다. 그러나, 가열, 발효에 의해 소화율이 매우 개선된다.

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4) 지질 특성

함량
콩(18%), 땅콩(46%)
지방산
불포화지방산 : 80% 이상
콩기름 : lonoleic acd(51%), oleic acid(25%)
땅콩기름 : linoleic acid(50%), oleic acid(20%), arachidonic acid(3.5%)
항산화제
토고페롤

설명
1. 지질 함량
콩과 땅콩의 지질함량이 높기 때문에 식용유제조 원료로 사용된다.
2. 지방산 종류
① 불포화지방산 함량이 높기 때문에 실온에서 액상이다.
② 필수아미노산인 linoleic acid의 함량이 높다.
3. 항산화제
콩에는 항산화기능을 가지는 토코페롤이 약 10mg/100g 포함되어 있다. 토코페롤은 지방의 자동산화 원인인 자유래디칼에 수소를 주어 자유래디칼을 소멸 시킨다. 수소가 제거되어 자유래디칼로 전환된 토코페롤은 다른 물질을 자동산화시키는것이 열역학적으로 불리하며(△G>0), 토코페롤자유래디칼 끼리 결합하여 자유래디칼이 소멸된다.

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5) 무기물, 비타민
무기물
주요무기물 : K, P, Ca
존재형태 : phytin 태
비타민
두류 : B1, B2, niacin, tocopherol
콩나물, 녹두나물 : C

설명
1. 무기물
두류의 무기물은 대부분 phytin 태로 존재하는데 사람은 phytase를 분비하지 않아 무기물의 이용성 나쁘다. phytin 태 란 무기물이 myoinositol에 결합되어 있는 것을 의미한다.
2. 비타민
① 두류에는 비타민 E 전구체인 토코페롤이 존재한다.
② 콩나물과 숙주나물을 키우는 과정에 탄수화물이 분해되어 생산되는 galactose로 부터 비타민 C가 합성된다.

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2. 콩

1) 콩의 성분 특성
단백질, 지질, bifidus factor 공급원
단백질 : 제한아미노산(methionine), 3차구조 견고
지질 : 필수지방산(linoleic acid)
bifidus factor : stachyose, raffinose
lipoxygenase
다가불포화지방산의 hydroperoxidation : 비린내
saponin
쓴맛, 콜레스테롤 배설
lectin
적혈구 응집
trypsin inhibitor
소화저해
isoflavon
골다공증, 갱년기장애 예방
설명
1. 단백질, 지질 공급원
① 단백질(41%), 지질(18%) 함량 높다.
② methionine이 제한 아미노산이다.
③ 지질의 linoleic acid 함량(51%)이 높다.
④ stachyose, raffinose 는 bifidus factor이다.
2. lipoxygenase
다가불포화지방산의 hydroperoxidation 의 생산물인 lipid hydroxide와 그 분해물인 aldehyde, epoxide, ketone등이 비린내를 유발한다.
3. saponin
① 콜레스테롤과 결합하여 흡수되지 않도록 한다.
② 쓴맛이 난다.
4. lectin
당과 결합하는 단백질이며 세포가 특정 물질을 인지하는데 기여한다. 적혈구를 응집한다.
5. Trypsin inhibitor
trypsin의 활성을 방해한다.
6. isoflavon
검은콩에 이소플라본이 함유되어 있다. 이소플라본은 여성호르몬인 '에스트로겐'과 유사한 역할을 하는 성분이며, 골다공증을 예방하고 갱년기장애를 완화시키는 효과가 있다.

2) 콩의 이용
두부
glycinin : 두유에 용출, CaCl2용액(0.01M)에서 응고
콩기름
linoleic acid : 51%
장류
콩코오지 : Aspergillus oryzae, 고추장, 간장
된장 : 삶은 콩, 쌀코오지, 보리코오지

설명
1. 두부
콩에 물을 가하고 갈면 콩의 염류가 물로 용해되어 나와 묽은 염류 용액인 두유가 제조된다. 콩의 주 단백질인 glycinin은 globulin이기 때문에 두유에 용출된다. CaCl2응 0.01M 로 첨가하면 glycinin이 응고한다. 응고물을 압착하여 물을 제거한 것이 두부이다.
2. 콩기름
콩의 지질함량이 18%로서 매우 높고 지지방산의 51%가 linoleic acid이기 때문에 콩기름의 영양적가치가 훌륭하다.
3. 장류
콩코오지 : 삶은 콩에 Aspergillus oryzae 를 번식시킨 것으로서 고추장과 간장을 제조할 때 미생물의 원료로 사용한다.
된장 : 된장의 주원료이다.


3) 콩 가공품의 영양적 가치

설명
① 콩을 가열, 발효하면 3차구조가 파괴되고, trypsin inhibitor, lectin 등 이용성을 저해하는 물질이 불활성화 하기 때문에 영양적 가치가 좋아진다.
소화율 : [(단백질 섭취량-단백질 배설량)/단백질 섭취량]×100
단백질가(Protein efficiency ratio) : 체중 증가량/단백질 섭취량
생물가(Biological value) : (체내축적 질소량/체내흡수 질소량)×100
② 콩제품의 영양적 가치 : 된장>두부>볶은콩>생콩

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3. 서류

성분 특성
탄수화물 : 녹말, 섬유소
녹말 존재형태 : 독립입자
단백질 : 아미노산 균형 좋음
무기물 : K 함량 높음. 알칼리생성 식품

설명
1. 탄수화물
① 대부분 녹말이다.
② 섬유질 함량이 다른 곡류 보다 높다.
③ 녹말이 단백질이나 지질과 결합하지 않은 독립입자로 존재하기 때문에 분리하기 쉽 다.
2. 단백질
① lysine이 곡류보다 풍부하다.
② 필수아미노산 균형이 곡류보다 좋다.
3. 무기물
K 함량이 높기 때문에 알칼리생성 식품이다.

1) 고구마
탄수화물
포도당, 식이섬유
단백질
globulin(ipomain)
지질
linoleic acid(45%)
비타민
A, C
당지질
jalapin→흑변

설명
1. 탄수화물
① 저장기간 동안 녹말이 포도당으로 분해되어 감미가 증가 한다.
② 섬유소 함량이 높다.
2. 단백질
주 단백질은 globulin이며, 고구마 globulin을 ipomain 이라 한다.
3. 지질
지방산의 45%가 linoleic acid이다.
4. 비타민
비타민 A 함량이 높으며 비타민 C도 상당량 존재한다.
5. 당지질
jalapin은 고구마 절단부위의 점질 물질로서 jalapinolic acid와 glucose로 구성된 배당체이며, 저장 중에 산화하면 검게 변한다.

2) 감자
탄수화물
포도당, 섬유소함량 낮음
단백질
globulin(tuberin)
지질
linoleic acid(50-60%)
비타민
B1, C
solanine
생감자 : 4-12mg/100g

설명
1. 탄수화물
포도당함량 과 섬유소 함량이 고구마보다 낮다.
2. 단백질
주단백질은 globulin이며, 감자의 globulin을 tuberin이라 한다.
3. 지질
지방산의 50-60%가 linoleic acid이다.
4. 비타민
B1과 C가 많이 포함되어 있다.
5. solanine
① solanine은 solanidine에 탄수화물이 결합된 배당체이다. choline esterase의
활성을 저해하여 독성이 있다. 삶으면 독성이 없어진다.
② 싹이 난 눈과, 햇빛을 받아 녹색으로 변화한 껍질에 함량이 높다.

3) 서류의 저장
냉해
세포막 포화지방 고형화
고구마 : 연부병(soft rot) - 세포막 중간막 융해(Rhizopus nigricans, pectinase)
흑반병(black rot) - Endoconidiopora fimbrita
저장
치유(curing) : 고구마(30-33℃, 습도 90-95%, 4일)
감자(10-15.5℃, 습도 100%, 2-3주)
방열 : 2주일(통풍, 15℃)
저장 : 고구마(10-17℃, 습도 70-90%)
감자(1-4℃, 습도 85-90%)

설명
1. 냉해
고구마 를 9℃ 이하에서 장기간 혹은 0℃ 이하에서 24시간 이상 저장하면, 감자를 0℃ 이하에서 저장하면 세포막 포화지방이 고형화 하여 세포기능이 약화하기 때문에 오염 곰팡이에 의해 쉽게 부패 하여 고구마의 경우 연부병, 흑반병이 발생한다.
2. 저장
치유 : 서류의 상처가 난 부위는 쉽게 부패하기 때문에 치유에 의해 아물도록 하여 저장 해야 한다.
방열 : 저장 중에 온도가 상승할 수 있기 때문에 통풍이 잘 되고 서늘한 곳에서 2일간 널어두어 온도를 낮춘 후에 저장 해야 한다.
저장 : 냉해를 받는 온도보다 다소 높은 저온에서 저장해야 한다.

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4. 유지식품원료

1) 성분 특성

지질
함량 : 18-20%
필수지방산 : linoleic acid, linolenic acid
단백질
함량 : 20% 내외
아미노산 조성 : 참깨-함유황 아미노산
콩-lysine
탄수화물
섬유소
무기물
피틴태 Ca, 피틴태 P
독성물질
glucosinolate(유채)
생리활성 물질
lignan 물질(참깨)

설명
1. 성분함량
지질 뿐만 아니라 단백질 함량도 높기 때문에 박(粕)은 단백질 급원으로서의 가치가 있다.
2. 지질
① 함량이 대단히 높다.
② 원료마다 주 지방산이 다르나 대체적으로 linoleic acid와 linolenic acd 함량이 높다.
3. 탄수화물
콩과 땅콩을 제외한 유량종자의 탄수화물은 대부분 섬유소이다. 섬유소는 정장기능이 있다.
4. 무기물
Ca, P 함량이 높으나 대부분 피틴태로 존재한다.
5. 독성물질
유채에 존재할 수 있는 glucosinolate는 glucose와 thiohydroxamate-O-sulfonate가 결합한 물질로서 myrosinase(thioglucoside glucohydrolase)에 의해 분해되는데, 분해되어 생산된 thiohydroxamate-O-sulfonate가 isothiocyanate, nitril, thiocyanate 등으로 전환된다. isothiocyanate가 갑상선종양 유발물질이다. glucosinolate가 존재하지 ㄴㅎ는 유채가 개발되어 재배되고 있다.
6. 생리활성 물질
참깨에 존재하는 lignan물질은 항산화 기능이 있다.

2) 원료의 지방산
lauric acid 계
코코낫유, 팜유 : 45% 이상
oleic-linoleic acid계
참기름, 옥수수기름 : 30-50%
linolenic acid 계
들기름 : 60%
콩기름 : 10%
eruic acid계
유채유 : 40%

설명
1. lauric acid 계
코코낫유와 팜유의 지방산은 lauric acid 가 46%에 이른다.
2. oleic-linoleic acid계
참기름은 oleic acid와 linoleic acid가 각기 40-45%이고, 옥수수기름은 각기 29%, 54%로서 대단히 높다.
3. linolenic acid 계
① 들기름은 linolenic acid함량이 63%로서 대단히 높다.
② 콩기름은 oleic acid와 linoleic acid가 각기 25%, 51%로서 대단히 높으나 linolenic acid를 9%함유하기 때문에 linolenic acid계로 분류한다.
4. eruic acid계
유채유는 eruic acid가 42% 로서 매우 높다.

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3) 참깨 lignan 물질
리그난 물질
p-hydroxy phenyl propane dimer
참깨 lignan물질
가열(비수계) : 세사몰린→항산화물질(세사몰, 세사미놀)
대사 : 세사몰린→항산화물질(세사몰, 세사몰리놀)
참기름 기능성
노화 억제, 비타민 E 활성 증가


설명
1. lignan 물질
p-hydroxy phenyl propane dimer를 기본골격으로 하는 물질로서 참깨의 세사몰린 (sesamolin)이 리그난 물질이다.
2. 참깨의 lignan 물질
① 참깨로 부터 참기름을 제조하는과정에서 가열하면 세사몰린이 항산화기능이 있는 세사 몰과 세사몰린으로 전환한다. 그러므로 참기름은 항산화기능이 매우 강하다.
② 세사몰린을 섭취하면 체내 대사과정 중에 항산화 기능이 있는 세사몰, 세사몰리놀로 전환 한다.
3. 참기름 기능성
① 참기름의 항산화물질이 산화반응을 억제하여 노화를 방지한다.
② 비타민 E의 항산화기능을 향상시킨다.

4) 식물성 유지 변패
변패 원인
불포화지방산
산화
효소적 산화 : 불포화지방산-(lipoxygenase)→hydroperoxide-
(lipohydroperoxidase)→ 자유래디칼, carbonyl 화합물
비효소적 산화 : 불포화지방산→자유래디칼→carbonyl 화합물→중합체
가수분해
유리지방산
변패 방지
저온 저장, 단기간 사용(튀김용)

설명
1. 변패 원인
식물성 유지는 불포화지방산 함량이 높다.
2. 산화
① 불포화지방산이 산화하여 자유래디칼이 형성되면 자동산화반응이 일어나 산화반응이 심 하게 일어난다.
② 산화반응결과 생성된 carbonyl 화합물은 불쾌취의 원인이 된다.
③ 중합체가 많이 생산되면 식용유의 점도가 증가한다. 중합체 중에는 유해한 물질이 포함 되어 있다.
3. 가수분해
지방이 lipase에 의해 분해, 생성된 유리지방산은 산패취의 원인이 된다.
4. 변패 방지
① 효소 반응, 산화반응 모두 높은 온도에서 반응속도가 빠르므로 가급적 낮은 온도에서 저장한다.
② 튀김용 기름을 반복 사용하면 비효소적 산화가 심하게 일어나 유해한 중합체가 생산 될 수 있다.

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연습문제
1. 콩의 주 탄수화물을 제시하고 그 중요성을 설명 하시오.(화면 2, 화면 6)
2. 콩 단백질의 영양적 가치가 낮은 이유는 무엇인가 ?(화면 6)
3. 콩이 두부제조 원료로 적합한 이유를 설명하시오.(화면 7)
4. 서류로 부터 녹말을 분리하기가 용이한 이유는 무엇인가 ?(화면 9)
5. 서류는 0℃ 이상에서 보관해야 하는 이유는 무엇인가 ?(화면 12)
6. 식물성 기름의 영양적 가치가 좋은 이유를 설명 하시오.(화면 13, 화면 14)
7. 참기름의 항산화기능을 설명 하시오.(화면 15)
8. 식물성 유지가 변패하기 쉬운 이유를 제시하시오.(화면 16)

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강의내용 정리
1. 두류
(1) 주성분
① 콩은 단백질이 주성분이며 지질도 상당량 포함되어 있다.
② 팥, 녹두, 강낭콩, 완두 는 탄수화물이 주성분이며 탄수화물의 대부분은 녹말이고, 단백질이 상당량 포함되어 있다.
③ 땅콩은 지질이 주성분이며 단백질이 상당량 포함되어 있다.
(2) 두류 성분 특성
① methionine이 제한 아미노산이다.
② 대부분의 무기물이 피틴태로 존재하기 때문에 이용성이 나쁘다.
(2) 콩
① 탄수화물의 대부분은 stachyose이며, stachyose는 정장기능이 있다.
③ methionine이 제한 아미노산이고, 단백질 3차구조가 견고하고, trypsin inhibitor가 존재하기 때문에 콩단백질의 영양적 가치는 좋은편이 안된다. 그러나 가렬, 발효에 의해 3차구조가 파괴되고, trypsin inhibitor가 불활성화 하기 때문에 이용성이 좋아진다.
④ 주단백질이 globulin의 일종인 glycinine이기 때문에 두부를 간단한 공정으로 제조할 수 있다.
⑤ 콩 지질에는 linoleic acid 함량이 높다.
⑥ 콩은 장류제조 미생물 급원인 코오지제조 의 주원료이다.
2. 서류
(1) 성분
① 서류의 주성분은 녹말이다.
② 녹말은 독립입자로 존재하기 때문에 쉽게 분리할 수 있다.
③ lysine 함량이 곡류보다 높으며, 필수아미노산의 균형이 곡류보다 좋다.
④ K 함량이 높기 때문에 알칼리생성 식품이다.
⑤ 감자의 싹과 햇빛을 받아 녹색으로 변화한 껍질에는 solanine함량이 높다.
(2) 저장
① 고구마는 9℃ 이하에서, 감자는 0℃ 이하에서 냉해를 입는다.
② 서류는 저장전 상처를 치유해야 한다.
③ 서류는 방열하여 온도를 낮춘 후에 저장해야 한다.
3. 유지식품원료
(1) 성분
① 참기름, 옥수수기름, 콩기름은 linoleic acid 함량이 높다.
② linolenic acid는 들기름에서 함량이 높고, 콩기름에도 9%로 존재한다.
③ 유채유에는 독성물질인 glucosilate가 존재하나 glucosilate가 포함되어 있지 않은 유채가 개발, 이용되고 있다.
④ 참깨에는 리그난 물질인 세사몰린이 존재하는데, 참기름을 짜는 과정에서 가열에 의해 항산화 기능이 있는 세사몰과 세사미놀로 전환하고, 섭취하면 대사과정에서 항산화기능이 있는 세사몰과 세사몰리놀로 전환하기 때문에 참기름의 항산화물질 농도가 높다.
(2) 변패
① 식물성유지는 불포화지방산 함량이 높기 때문에 자동산화 하여 변패하기 쉽다.
② 산화를 방지하기 위해 저온에서 저장해야 하며, 튀김용 유지는 반복하여 사용하지 않아야 한다.


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