식품과 영양소 - (1) 탄수화물

영양소는 우리가 생명을 유지하는 데 필요한 물질로 탄수화물, 지질, 단백질, 비타민, 무기질, 물의 6가지가 있다. 이들은 우리 몸에 필요한 에너지를 공급하거나 우리 몸을 구성하고, 여러 가지 생리작용을 조절함으로써 우리 몸이 정상적인 기능을 할 수 있도록 한다.

 

● 에너지 공급: 탄수화물, 지질, 단백질

● 신체 구성: 물, 지질, 단백질, 무기질

● 생리작용 조절: 비타민, 무기질

 

(1) 탄수화물의 종류

탄수화물은 탄소, 수소, 산소로 구성된 탄소의 수화물로 구성단위인 당의 수에 따라 단당류, 이당류, 올리고당, 다당류로 구분할 수 있다. 단순 탄수화물에는 단당류와 이당류가 있고, 복합 탄수화물에는 3~10개의 당을 포함하는 올리고당과 10개 이상의 당을 함유하는 다당류가 있다.

 

<단수 탄수화물>

① 단당류

단당류는 탄수화물의 가장 간단한 기본단위로, 더 이상 가수분해될 수 없다. 포도당, 과당, 갈락토오스가 해당되는데, 자연계에 가장 풍부하며 영양학적으로 가장 중요한 것은 육탄당인 포도당이다.

- 포도당: 식물에서 광합성 과정을 통해 생성되며 여분의 포도당을 전분의 형태로 저장한다. 또한, 동물의 혈중에 존재하는 당 형태로 여분의 포도당은 글리코겐의 형태로 저장된다.

- 과당: 과일에 주로 포함된 당 형태로 단당류 중에서 당도가 가장 높다.

- 갈락토오스: 모유, 우유 등에 들어 있는 유당(젖당)의 구성 성분으로 뇌 및 신경조직에 다량 존재하며 단맛이 약하다.

 

② 이당류

이당류는 2개의 단당이 공유결합한 것으로 서당, 맥아당, 유당이 있으며, 서당이 영양학적으로 가장 중요하다.

- 서당: 포도당과 과당으로 구성되며 설탕이라고도 한다. 가장 널리 분포되어 있고 가장 흔하게 사용되는 천연 감미료이다.

- 맥아당: 전분이 분해되어 만들어지는 것으로 포도당 2개로 구성된다. 식혜의 주요 당 성분이다.

- 유당: 동물의 유즙에 들어 있는 당 성분으로 포도당과 갈락토오스로 구성된다. 자연적으로 우유 및 유제품에만 존재하는데, 유당을 분해하는 효소가 부족하면 유당을 함유한 음식을 소화하는 데 장애를 겪는다. 

 

<복합 탄수화물>

① 올리고당

올리고당은 여러 개의 단당이 공유결합한 것으로 결합 수에 따라 삼당류, 사당류, 오당류 등으로 불린다. 라피노스, 스타키오스, 베르바스코스는 포도당, 갈락토오스, 과당으로 구성된 올리고당으로 콩류나 전곡류에서 발견된다. 라피노스는 과당, 포도당, 갈락토오스로 구성된 삼당이다. 스타키오스는 과당, 포도당, 갈락토오스 2개로 구성된 사당이다. 베르바스코스는 과당, 포도당, 3개의 갈락토오스를 함유하는 올리고당이다. 사람에게는 소화효소가 없어 장내 미생물이 대신 이용하게 되고 방귀를 일으키는 가스를 생성하므로 'flatulent sugars'로 알려져 있다.

 

② 다당류

다당류는 수백 또는 수천 개의 단당이 결합한 것이다. 동물에서 발견되는 글리코겐, 식물에서 발견되는 전분과 셀룰로오스가 영양학적으로 중요한데, 이들은 모두 포도당으로만 구성되어 있다.

- 글리코겐: 동물의 간과 근육조직에 존재하며 가지가 많은 구조 때문에 신속하게 혈당을 조절하고 근육의 에너지를 공급할 수 있다.

- 전분: 곡류, 감자, 옥수수 등 식물에 있는 포도당 중합체로, 가지가 없는 형태인 아밀로오스와 가지가 있는 형태인 아밀로펙틴의 두 종류가 있다.

- 셀룰로오스: 도정하지 않은 통곡류와 채소에 다랑 함유되어 있으나, 사람에게는 셀룰로오스 분해효소가 없어 소화 흡수하기 어렵다. 

 

(2) 탄수화물의 기능

탄수화물은 체내에서 에너지를 공급하고 음식에 단맛을 제공하며, 단백질을 절약시켜 주고 지질이 완전하게 산화될 수 있도록 돕는다. 난소화성 탄수화물인 식이섬유는 사람이 소화계에 의해 소화 흡수되지 않으나 혈당 및 혈중 콜레스테롤 감소, 변비 예방 등 건강에 유익한 효과를 나타낸다.

 

▶에너지 공급

탄수화물은 주요 에너지원(1g당 4kcal)으로 총 에너지 섭취의 절반 이상을 공급한다. 특히 적혈구와 뇌, 신경조직은 거의 모든 에너지를 포도당에서 공급받는다.

 

▶단맛 제공

탄수화물에는 독특한 단맛이 있어 식품에 향미를 증진시킨다. 대체 감미료는 설탕보다 단맛은 강하나 에너지가 거의 없으며, 사카린, 아스파탐 등이 있다. 당뇨환자의 식이나 다이어트용 식이에 사용된다.

 

▶단백질 절약

탄수화물을 충분히 섭취하지 않아 포도당을 내지 못하면 다른 영양소로부터 포도당을 합성하는 포도당 신생합성과정이 일어난다. 지질은 포도당으로 전환될 수 없기 때문에 근육이나, 심장, 간, 신장 등 주요 기관 내 단백질이 포도당 신생합성의 주요 재료가 된다. 따라서, 탄수화물은 단백질이 포도당으로 전환되지 않고 신체 조직을 구성하는 등 고유의 기능을 수행할 수 있도록 절약시키는 역할을 한다.

 

▶케톤증 예방

탄수화물 섭취가 충분하지 못하면 인슐린 분비가 감소하고 지방 조직에서 지방산이 방출되어 간에서 완전히 산화되는 대신에 케톤체를 형성하게 된다. 산성 화합물인 케톤체가 혈액과 조직에 축적되는 것을 케톤증이라고 하는데, 탈수, 전해질의 불균형 등을 일으키고 심각한 경우 혼수상태나 사망을 초래할 수 있다.