탄수화물의 분류 (단당류 이당류 올리고당 다당류)

탄수화물은 지방, 단백질과 함께 3대 영양소로 자연계에 가장 많이 있는 유기물질입니다.

식물에는 녹말과 섬유소의 형태로 존재하며 동물에서는 당과 글리코겐의 형태로 존재하며 에너지 공급원으로 매우 중요합니다.

분류를 하면 단순 탄수화물과 복합 탄수화물로 나눌 수 있는데 단순 탄수화물은 주로 당류라고 하며 단당류와 이당류가 있습니다. 복합탄수화물은 단당류가 여러 개 모인 다당류입니다.

 

 

단당류

단당류는 탄수화물의 성질을 가진 가장 작은 단위체이며 포도당, 과당, 갈락토오스, 리보오스 등이 있습니다.

자연계에서 사슬 형태 또는 고리 형태로 생체내에서는 주로 고리 형태로 존재합니다.

광학 활성도에 따라 D형과 L형의 당으로 분류하며 생체계는 D형 이성질체만을 대사 합니다. L형 이성질체는 생체내에서 에너지를 내지 않으므로 대체감미료로 사용합니다.

단당류의 분류하면 헥소오스와 펜토도스로 나뉩니다.

포도당은 체내 당 대사의 중심 물질이며 가장 기본적인 에너지 급원으로 헥소오스이며 과일즙, 녹말, 사탕수수, 엿당 등의 가수분해산물입니다.

과당은 케톤기가 있는 케토오스 형태의 헥소오스이며 과일즙, 벌꿀, 고과당 옥수수 시럽에 들어 있습니다.

갈락토오스는 자연계에서 유당의 구성원으로 있는 알도오스 형태의 헥소오스로서 유즙에 들어 있습니다.

그 외 핵산 등에 들어 있는 리보오스는 알도오스 형태의 펜토오스입니다.

 

 

이당류

자연계에서 흔히 볼 수 있는 이당류는 서당, 맥아당, 유당이 있습니다.

서당은 포도당과 과당이 각각 한 분자씩 글리코시드 결합을 통해 만들어진 비환원당입니다. 주로 과즙, 설탕에 들어 있습니다.

맥아당은 주로 녹말의 가수분해 산물로 생성되며 두 개의 포도당이 알파-1,4 결합을 통해 만들어지는 환원당입니다. 주로 식혜에서 볼 수 있지만 녹말의 분해와 소화 과정의 중간산물로 자연식품에 별로 들어 있지 않습니다. 맥주나 양조공업의 알코올 제조과정 중 곡류에 있는 주로 녹말의 다당류가 알밀로오스 분해효소에 의해 분해되면서 중간산물로 맥아당을 생성합니다. 그러나 이스트의 발효로 대부분의 당이 알코올파 이산화탄소로 분해되므로 최종적으로 생산되는 술에는 맥아당이 거의 남지 않습니다.

유당은 포도당과 갈락토오스가 한 분자씩 베타-1,4 결합을 통해 만들어지는 환원당입니다. 다른 이당류와 달리 베타결합으로 되어 있으므로 과량을 섭취하거나 유당분해효소가 부족하면 소화되기가 어렵습니다. 유당은 주로 유즙에 있습니다.

유당분해효소는 유당을 포도당과 갈락토오스로 분해하는 효소로 소장점막세포에서 분비됩니다.

 

 

올리고당

올리고당은 3에서 10개로 단당류로 구성되어 있습니다.

당단백질이나 당지질의 구성성분으로서 세포 내에서는 주로 생체막에 부착되어 있습니다. 소포체와 골지체 등의 분비형 단백질과 결합되어 있습니다.

콩류에 있는 올리고당인 라피노오스와 스타키오스는 사람의 소화효소로는 소화가 되지 않으며 대장에 있는 박테리아에 의해 분해되어 가스와 그 부산물이 생성됩니다.

라피노오스는 갈락토오스와 포도당, 과당으로 결합된 3 당류입니다.

스타키오스는 갈락토오스와 갈락토오스, 포도당과 과당이 결합된 4 당류입니다.

프락토올리고당(fructooligosaccharides)은 장내 세균 중 유익한 균총인 비피도박테리아(bifidobacteria)를 선택적으로 활성화해 장의 건강을 유지시키는 기능이 있습니다. 유제품과 유아식품에 이용됩니다. 이외에도 기능성 올리고당류로는 변비 예방도 되면 칼로리도 작은 이소말토올리고당과 갈락토올리고당 등이 있습니다.

 

 

다당류

다당류는 에너지의 저장 형태이거나 식물의 구조를 형성하는 물질입니다.

복합탄수화물로도 불리는 녹말, 글리코겐 등과 같은 소화성 다당류와 식이섬유소와 같은 난소화성 다당류로 구분됩니다.

녹말은 식물에 있는 저장성 다당류로서 결합형태에 따라 아밀로오스와 아밀로펙틴의 두 종류로 나뉩니다.

아밀로오스는 긴 사슬형태의 중합체이고 아밀로펙틴은 중간에 가지를 가진 구조입니다.

글리코겐은 동물의 저장성 다당류로 동물성 전물이라고도 불리며 주로 간, 근육에 저장하며 냉수에도 녹습니다.

식이섬유소는 사람의 체내 소화효소로는 분해되지 않으며 가용성 섬유소와 난용성 섬유소가 있으며 대부분 식물성 식품으로부터 섭취합니다.

가용성 섬유소에는 알라비아검, 구아검, 로커스트빈검, 펙틴, 뮤실리지 등이 있습니다. 물과 친화력이 커서 쉽게 용해되거나 팽윤 되어 겔을 형성합니다. 당, 콜레스테롤, 무기질과 같은 여러 영양성분들의 흡수를 지연시키거나 방해하는 효과가 있어 당뇨병, 고지혈증 환자에게 도움을 줍니다. 대장 미생물에 의해 발효가 되며 식이섬유소의 섭취가 많으면 박테리아에 의해 분해로 메탄과 수소 등의 가스가 생성됩니다.

난용성 섬유소는 물과 친화력이 적어 겔 형성력이 낮으며 장내 미생물에 의해 분해되지 않고 배설되므로 배변량과 배변속도를 증가시킵니다. 대표적인 물질인 셀룰로오스에 대해 사람은 분해효소가 없으므로 소화시키기 어려우나 분해효소가 분비되는 초식동물들은 소화할 수 있습니다.