식품기사, 영양사, 식품공학, 식품영양학 등 기초과목 식품학 개론 요약 정리 2. 탄수화물

2. 탄수화물 (carbohydrate)
: 동양인의 식품 속에 많이 함유되어 있는 중요 영양소
: 곡류와 서류의 중요한 원료
: 산소와 수소로만 이루어져 있으며 단백질과 달리 질소를 포함하고 있지 않음
: 당류, 전분, cellulose 그리고 펙틴 등이 있음
: 당류의 수에 따라 단당류, 이당류 그리고 과당류로 나누어지고 있음

 

1) 탄수화물의 분류
탄수화물은 당류의 수에 따라 단당 (monosaccharide), 이당 (disaccharide), 그리고
polysaccharide(다당류) 로 나누어짐

 

(1) 단당류
: 단당류는 한 개의 carbonyl group을 가진 polyhydroxy alcohol
: 탄소수에 따라 4 탄당, 5 탄당 그리고 6 탄당으로 나눔
: 식품이나 자연 상태에서는 6탄당이 중요한 구조
: 6탄당은 식품 중에 널리 분포하며 가공 또는 저장 중에 중요한 역할
: 인체에 흡수되며 맛에도 영향을 미치며 따라서 단맛을 나타내는 감미원으로 사용

 

① 포도당 (glucose)
: 6탄당
: 과실류, 서류, 야채류 등에 널리 분포한다.
: 혈액 속에서도 존재한다.
: starch (전분), glycogen 그리고 설탕의 주요 성분
: cellulose (섬유질)의 성분
: 단맛은 과당이나 설탕에 비하여 약하며 설탕의 70 에서 80 % 정도의 단맛

 

② 과당 (fructose)
: 과실이나 과즙 또는 벌꿀에 존재
: 이상의 당류 중에서 단맛이 가장 강하며 설탕에 비하여 약 1.4 배의 단맛을 지님
: 용해도가 크고 매우 강한 흡습 조해성을 가지고 있음
Note: glucose isomerase
효소의 일종으로 포도당과 과당을 상호 전환하는 기능을 가지고 있다

 

③ 자일로즈 (xylose)
: 나무에서 얻어지는 당으로 5 탄당
: 자일리톨 성분의 원료
: 수소를 첨가하면 자일리톨이 만들어지며 체내에서 흡수가 안 된다.

 

④ 리보스 (ribose)
: 핵산 (RNA) 나 ATP (adenosine triphosphate)의 구성 성분
: 5 탄당이다.

 

(2) 이당류
두개의 단당류로 구성되어 있으며 설탕, 맥아당 그리고 유당이 대표적인 이당류에 포함된다.

 

① 설탕 (sucrose)
: 포도당과 과당의 결합물
: 대표적인 감미료로서 사용되며 설탕의 감미도를 100 으로 정하여 감미도의 기준 물질로
사용
: 사탕수수나 사탕무를 결정화하여 제조
: 효소나 산 그리고 알칼리에 의해 포도당과 과당으로 가수 분해
: 포도당과 과당이 혼합되어 있는 물질은 전화당이라 하며 감미도는 설탕과 거의 비슷
: 가열 처리하면 다음 단계와 같은 카라멜화 (caramelization) 과정을 거침
1 단계 isosacchrosan 형성
: 200 도에서 30 분간 가열
: 거품 발생, 4.5 % 무게 감소

C12H22O11(sucrose) - H2O (물) = C12H20O10 (isosacchrosan)
2 단계 caramelon 형성
: 거품 발생
: 10 % 무게 감소

3 단계 caramelen 형성
: 거품 발생
: 14 % 무게 감소

4 단계 humins 형성
①

: 흑갈색의 불용성 고분자 화합물인 humins 형성
이러한 caramelization 현상은 설탕 뿐 만 아니라 모든 단당류/이당류에서 일어나며 비효소
적 갈색화 반응 (non-enzymatic browning reaction) 의 한 경우임

 

② 맥아당 (maltose)
: 포도당과 포도당의 결합으로 이루어짐
: 전분의 구성 단위
: 단맛은 설탕에 비하여 30 에서 50 % 정도

 

③ 유당 (lactose)
: 포유 동물의 젖에 존재
- 포도당과 갈락토즈로 이루어져 있음
: lactose intolerance (유당 과민증) → lactose 신진 대사 불능 현상
: 가장 단맛이 떨어지며 단맛이 설탕에 비하여 약 20 % 정도

 

④ sorbitol (솔비톨)
: 포도당에 수소를 첨가하면 솔비톨이 만들어짐
: 단맛 자체는 약하나 상쾌한 단맛을 줌
: 비타민 C 의 전구체인 ascorbic acid의 원료
: 흡수가 매우 느리며 미생물에 의해서 발효에 이용되지 않음
: 수분 흡수 능력이 매우 큼