식품의 구성 성분들 - 탄수화물 (1)

탄수화물
 탄수화물은 자연계에 널리 분포되어 있으며 당류, 곡류, 두류, 구근류 등에 함유되어 있다. 탄소, 수소, 산소를 함유하고 기본 구조는 단순당으로 과당과 포도당과 같은 단당류이며, 구성하고 있는 당의 수에 의해 단당류, 이당류, 올리고당류, 다당류로 구분한다. 
 1. 탄수화물의 분류
 탄수화물은 결합된 당의 수에 의해 단당류, 이당류, 올리고당류, 다당류로 분류한다. 단당류는 포도당이나 과당과 같이 가장 간단한 화합물이며 이당류는 단당류가 2개 연결된 것이고, 올리고당류는 3개 연결된 삼당류 등 3~10개 정도의 단당류가 연결된 중합체이다. 다당류는 많은 수의 당이 연결된 중합체로 단순다당류와 복합다당류로 구분된다. 
 <환원당> 환원당은 분자내에 알데하이드 기를 가지고 있거나 용액 속에서 알데하이드 기를 형성하는 당을 말한다. 모든 알도스는 알데하이드 기를 가지고 있기 때문에 모두 환원당이며 케토스는 몇 가지만 환원당이다. 예를 들어 케토스인 과당은 알데하이드가 없는데도 환원당인데 과당이 염기성 용액에서 알도스로 쉽게 이성질화가 일어나기 때문이다. 그러나 글리코사이드는 염기성 용액에서 아세탈기가 알데하이드로 가수분해되지 않기 때문에 비환원당이다. 
 
- 단당류
 단당류는 두개 이상의 수산기와 함 개의 알데하이드기 또는 케톤 기를 가지고 있는데 카보닐기가 알데하이드 기인 것을 알도스, 케톤 기인 것을 케토스라고 한다. 구성하는 탄소수에 따라 삼탄당, 오탄당, 육탄장으로 나뉘며 식품에서 중요한 당은 포도당, 과당, 갈락토스와 같은 육탄당이다. 이들은 C6H12O6의 동일한 화학식을 가진 육탄당이지만 작용기의 위치에 따라 당도와 용해도에 차이가 있다. 과당은 5 각형 고리 구조이며 6 각형 고리 구조인 포도당에 비하여 단맛이 강하고 용해도도 높다. 
 (1)  오탄당
 오탄당은 여러 식물체에 널리 분포되어 있고 펜토산으로 알려져 있는 고분자 탄수화물들의 주요 구성단위로 존재하는 경우가 많다. 
   리보스  : 리보스는 동식물체에 존재하는 핵산의 구성분으로 조미료인 5' - 모노뉴클레오타이드의 성 
                      분이기도 하다. 
   데옥시리보스 : 데옥시리보스는 리보스처럼 동식물의 세포에 존재하는 핵산의 구성 성분이다.
   자일로스 : 자일로스는 펜토산인 자일란의 주요 구성단위이며 식물체에 분포된어 있다. 설탕의  
                                    60% 정도의 단맛이 있고 효모에 의해 발효되지 않는다. 일부 미생물에 의해 자일로스 
                                    와 유기산으로 가수분해된다.
   아라비노스 : 아라비노스는 펜토산의 일종인 아라반이나 기타의 일부 고분자 탄수화물들의 구성 
                               성분, 펙틴, 헤미셀룰로스의 구성 성분으로 식물체에 존재한다. 
 (2) 육탄당
 육탄당은 식품 중에 널리 분포되고 있으며, 맛에 영향을 주고 가공저장에 중요한 역할을 하는 단당류가 대부분 여기에 속한다. 단맛이 있어 감미원으로 가공식품에 다양하게 사용된다. 
   포도당 : 포도당은 과일과 채소에 많으며 인체에 혈당으로 0.1% 존재한다. 복합당의 기본 당 단위로 
                     전분, 글리코겐, 전화당, 섬유소 등의 주요 성분이다.
    과당 : 과당은 과일, 과즙, 벌꿀 등에 존재하며 전화당의 구성단위이다. 천연 당류 중 가장 단맛이 
                 강하며 용해성이 커서 결정이 쉽게 형성되지 않는다. 
    갈락토스 : 갈락토스는 천연식품에 유리 상태로는 존재하지 않고 결합 형태로 발견된다. 우유가 발효 
                           될 때 유당이 분해되면서 생성되고 라피노스, 갈락탄 등의 구성 성분으로 자연계에 분포되 
                           어 있다.
 (3) 단당류의 유도체
 단당류의 유도체로 배당체, 당알코올, 아미노당, 싸이오당, 우론산 등이 있다. 
    배당체 : 배당체는 하나 이상의 당과 당이 아닌 하이드록시 화합물(아들리콘)로 구성된다. 대부분
                      약리작용이나 독성이 있고 색, 맛과 관련된 성분들이 많다. 감자 싹의 솔라닌, 감귤류의  
                       나린진, 헤스페라딘 등이 있다. 
    당알코올 : 당알코올은 오탄당이나 육탄당의 카보닐기가  환원되어 알코올기로 바뀐 화합물로 
                          솔비톨, 마니톨, 이노시톨, 자일리톨, 에리트리톨, 말티톨이 여기에 속한다. 당알코올은 
                         물에 잘 녹고 단맛을 가지고 있으며 열량이 낮아 대체 감미료로 사용된다,
    아미노당 : 아미노당은 단당류 2번 탄소의 수산기가 아미노기로 치환된 것으로 글루코사민, 갈락토사
                           민이 있다. 
    싸이오당 : 싸이 오다은 단당류의 수산기에 황이 치환된 것이다. 고추냉이, 겨자 등의 매운 성분인 배당
                           체 시니그린의 구성당으로 싸이오글루코스가 대표적이다. 
    우론산 : 우론산은 단당류 말단의 알코올기가 산화되어 카복시기로 바뀐다으로 육탄당에서 유도되는 
                      우론산이 식품 중에 많이 존재한다. 포도당의 우론산은 글루쿠론산으로 식물의 중요한 검성
                      물질이며 갈락토론산은 펙틴의 성분이다. 
 
 - 이당류
 이당류는 가수분해되어 두 개의 단당류가 되며 자당(설탕), 맥아당, 유당 등이 여기에 속한다. 
 (1) 자당
 자당은 식물계에 분포되어 있으며 단맛의 주요 성분이다. 포도당의 알데하이드 기와 과당의 케톤기 간에 a - 1,2 - 글리코사이드 결합을 하여 유리된 기능기가 없어 환원력이 없는 비환원당이다. 묽은 산이나 알칼리, 효소에 의해 가수분해되면 동량의 포도당과 과당의 혼합물이 되는데 이를 전화당이라고 한다. 전화당은 흡습성이 높으며 결정이 잘 형성되지 않아 캔디 제조 고정 중 설탕의 결정을 조절하는 역할을 한다. 
 (2) 맥아당
 맥아당은 전분의 구성단위이기도 하며 가수분해되면서 생성되므로 엿기름등의 발아 식품에 함유된            효소 아밀레이드로 당화 시킨 식혜나 조청 등에 존재한다. 
 ( 3) 유당
 유당은 식물에는 함유되어 있지 않고 포유동물 유즙에 존재한다. 유당은 포유동물의 성장과 뇌신경조직 형성에 주요한 역할을 하며 소장에서 유산균의 발육을 왕성하게 하여 유해균의 성장을 억제하는 정장작용을 한다. 

* 출처 : 알기 쉬운 식품학개론 ( 윤계순. 이명희. 박희옥. 미성희. 김유경. 최미경)