탄수화물 분류, 단당류, 이당류, 다당류
탄수화물은 단백질, 지방과 함께 3대 영양소에 속한다. 탄소:수소:산소 = 1:2:1로 조성된 물질이다.
일반식은 Cm(H2O) n이나 물(H2O) 함유하지 않는다. 분자 내에 2개 이상의 수산기(-OH)와 1개의 알데하이드(-CHO) 기나 케톤(=CO) 기를 가지고 있다.
또한, 자연계에 가장 많이 존재하는 유기물질이며, 에너지공급원으로 매우 중요하다.
단순 탄수화물은 주로 당류라고 하며, 단당류와 이당류가 이에 속한다.
반면 복합 탄수화물은 단순당이 여러 개 모인 다당류이며, 녹말, 글리코겐, 식이섬유가 이에 속한다.
단당류
단당류에는 포도당, 과당, 갈락토오스, 리보오스 등이 있다. 자연계에서 사슬형 태나 고리형태로 존재하며, 생체 내에서는 주로 고리형태로 존재한다. 단당류는 광학 활성도에 따라 D-형과 L-형 당으로 분류할 수 있다. D-형 이성질체는 생체계에서만 대사 하고, L-형 이성질체는 생체내에서 이용이 불가하여 (에너지를 내지 못함) 대체 감미료로 쓰인다. 탄수화물은 작용기와 탄소수에 따라 분류를 할 수 있다.
(1) 작용기에 따른 분류
알도오스=분자 내에 알데하이드(-CHO)기를 갖는 당 : 포도당, 갈락토오스, 만노오스
케토오스=분자 내에 케톤 기를 갖는 당 : 과당
(2) 탄소수에 따른 분류
1) 3탄당 : 글리세르알데하이드, 디하이드록시 아세톤
2) 4탄당 : 에르트로오스, 트레이스
3) 5탄당 : 아라비노오스, 크실로오스, 리보오스 등
4) 6탄당 : 포도당, 과당, 갈락토오스
+) 5탄당 : 식물의 잎과 줄기 등의 세포막에 존재하며, 발효 X, 영양학적 가치 X
아라비노오스 : 자연계에서 유일하게 L-형으로 존재
리보오스 : 핵산, ATP, NAD, CoA 등의 구성성분
+) 6탄당 : 자연계에 단독으로 존재 또는 다른 물질과 결합한 상태, 동. 식물에 분포, 발효 O
포도당 : 식물체에 광범위하게 존재, α형이 β형보다 더 안정하고 단맛도 강함
과당 : 유리상태 O, 과실에 광 번위 하게 존재, 감미도 가장 높음
갈락토오스 : 유리상태 X, 유즙, 뇌, 신경조직 등에 함유
단당체의 유도체
→ 일반식이 Cm(H2O)n으로 표시되지 않은 당류를 말한다.
(1) 데옥시당 : 데옥시리보오스, 람노오스, 푸 코오스
(2) 알돈산 : 글루콘산
(3) 당산 : 포도당산
(4) 당알코올 : 솔비톨, 만니톨, 갈락티콜, 이노시톨, 아라 비톨, 리비톨, 자일리톨
(6) 아미노단 : 글루코사민, 갈락토사민
(7) 유황당 : 시니그린 (고추냉이의 매운맛)의 주성분
(7) 배당체 : 안토시아닌, 루틴, 나린진, 솔라닌, 아미그달린, 헤스 페리틴, 시니그린
소당류
(1) 2당류
자연계에서 흔히 볼 수 있는 이당류는 서당, 맥아당, 유당이다. 유당은 다른 이당류와 달리 β결합으로 되어 있어 과량 섭취하거나 유당 분해효소의 부족시 소화되기가 어려운 특징이 있다.
설탕=서당(sucrose) : 포도당+과당(α-1,2 결합) → 비환원당 / 급원: 과즙, 설탕
맥아당=엿당(maltose) : 포도당+포도당(α-1,4 결합) → 환원당 / 급원: 식혜
유당=젖당(lactose) : 포도당+ 갈락토오스(β-1,4 결합) → 환원당 / 급원: 유즙
트레 할로 오스, 셀로 비오스, 이소 말토오스, 루티노오스
(2) 3당류
라피노오스 : 갈락토오스+포도당+과당
제티아 노오스
(3) 4당류
스타키 노오스 : 갈락토오스+갈락토오스+포도당+과당
※콩류에 들어있는 올리고당인 라피노오스와 스타키오스는 사람의 소화효소로는 소화가 안되어, 대장에 있는 박테리아에 의해 분해되어 가스와 그 부산물이 생성된다.
다당류
다당류는 에너지의 저장 형태이거나 식물의 구조를 형성하는 물질이다. 단순 다당류와 복합 다당류로 나뉜다.
(1) 단순다당류: 구성당이 1가지의 당으로 이루어진 다당류
1. 포도당으로 구성된 다당류 : 전분, 덱스트린, 셀룰 오로스, 글리코겐
2. 과당으로 구성된 다당류 : 이눌린
3. 기타 : 키틴, N-acetylglucosamone의 β-1,4 글리코시드 결합
(2) 복합다당류: 구성당이 2가지 이상으로 이루어진 다당류
1. 헤미셀룰로오스, 펙틴, 알긴산, 황산 콘트로 이틴, 히알루론산, 헤파린
2, 펙틴질 : 세포와 세포 사이를 결착시키는 복합다당류, 산과 당의 존재하에 젤 형성(잼, 젤리 등), 기본 단위는 α-D-갈락투론산, 종류는 프로토 펙틴, 펙틴산, 펙틴, 펙트산이 있음
3. 천연 검질 : 적은 양의 용액으로 높은 점성을 나타내는 다당류 및 그 유도체
(3) 소화성 다당류와 난소화성 다당류
1. 소화성 다당류 : 사람의 소화소효에 의해 분해되는 다당류
전분(녹말): 식물에 존재하는 저장 다당류로 곡류, 감자류, 콩류에 많다. 결합 형태에 따라 아밀로오스(포도당α-1,4 결합), 아밀로펙틴(포도당α-1,4 및 α-1,6 결합)으로 나뉜다.
2. 난소화성 다당류 : 사람의 소화소효에 의해 분해되지 않는 다당류
ex) 섬유소, 펙틴, 만난, 한천, 덱스트린, 키틴, 이눌린, 알긴산, 잔탄검
식이섬유: 사람의 체내 소화효소로는 분해되지 않아 소화되지 않는 고분자 화합물 (즉, 식이섬유는 분류상 다당류에 속하지만, 열량 에너지 X, 소화 X!!!) 수용성 식이섬유와 불용성 식이섬유로 나뉜다.
수용성 식이섬유는 펙틴, 검, 헤미셀룰로오스 일부 등이 있으며, 위장통과 지연, 혈청 콜레스테롤 감소 효과가 있다.
불용성 식이섬유는 셀룰로오스, 헤미셀룰로오스, 리그닌 등이 있으며, 분변량 증가, 장 통과속도를 빠르게 하며, 포도당 흡수를 지연시키는 효과가 있다.