커피와 설탕. 탄수화물의 분류
커피와 설탕! 쌉싸름 하면서 달콤하기도 한 좋은 조합입니다. 단맛의 원천인 탄수화물은 탄소, 수소, 산소가 1:2:1의 비율로 조성된 물질이며, 생명체의 주요 에너지원인 동시에 생명체를 구성하는 물질입니다. 탄수화물에 대한 몇 가지 분류 체계 가운데 가장 흔히 쓰이는 것 중의 하나는 탄수화물이 가수분해 되었을 때 생성되는 당의 종류에 따라 분류하는 것입니다.
흔히 탄수화물을 단당류, 이당류, 다당류 등으로 분류합니다. 여기서, 이당류와 다당류 사이의 탄수화물을 올리고당으로 따로 분류하기도 합니다. 이번 포스팅에서는 단당류, 이당류, 올리고당, 다당류와 같이 각각의 탄수화물 단위체에 대해 살펴보도록 하겠습니다.
글의 순서
단당류
단당류는 가수분해에 의하여 더 간단한 화합물로 분해되지 않는 당류이며, 가장 기본적인 탄수화물의 단위체입니다. 사람이 먹었을 때 별도의 대사과정을 거치지 않고 즉시 흡수되어 힘과 열을 낼 수 있습니다. 단당류는 단맛이 강하며, 무색 결정으로 물에 잘 녹습니다. 탄소 원소 하나가 물 한 분자와 붙어있는 형태입니다. 좀 전에 말씀드린 가수분해는 물분자가 작용하여 일어나는 분해반응을 의미합니다. 사람의 소화기 내에서 음식이 소화되는 과정은 대표적인 가수분해입니다.
단당류에는 글루코스(포도당), 프룩토오스(과당), 갈락토오스 등이 있습니다.
▶포도당은 우리 몸을 구성하는 세포의 에너지원으로 이용되며, 아미노산 합성에도 쓰입니다. 포도당으로 글리코겐을 만드는데, 글리코겐은 사람을 포함한 동물의 간과 근육세포에 저장됩니다. 글리코겐은 보조적인 단기 에너지 저장 용도로 쓰이는 물질입니다. 포도당은 중성지방을 합성하기도 합니다. 중성지방은 지방의 한 형태로 우리 몸의 여러 곳에 존재하고 있으며, 칼로리 섭취가 부족한 경우에 체내에서 분해되어 에너지원으로 사용됩니다. 그런데, 중성지방의 양이 많아질 경우 심혈관계 질환 등 체내에서 다양한 문제를 일으킬 수 있습니다.
▶과당은 포도당과 함께 과일 속에 유리 상태(따로 떨어진 형태)로 들어 있거나, 포도당과 결합하여 슈크로스 형태로 존재합니다. 과즙이나 벌꿀, 고과당 옥수수 시럽에 들어 있습니다. 과당은 당류 중 단맛이 가장 강한데, 가열하면 단맛이 1/3로 저하되는 특징이 있습니다.
▶갈락토오스는 천연 상태에서 중합체 상태로 분포하는 당류입니다. 이것은 우유에 들어 있습니다. 갈락토오스는 생리적으로 중요한 당의 하나로 젖당(락토오스)의 주요 구성 성분입니다. 뇌나 신경 조직에 다량으로 포함되어 있는 당지질은 갈락토오스로 구성되어 있는 경우가 많습니다.
이당류
단당류 분자 두 개로 이루어진 물질을 말합니다. 좀 전에 단당류가 가수분해에 의하여 더 간단한 화합물로 분해되지 않는 당류라고 말씀드렸는데요. 이당류 한 분자를 가수분해하면 단당류 두 분자를 만듭니다. 거꾸로 말하면, 두 분자의 단당류가 결합하여 이당류가 만들어질 때는 물 한 분자가 빠져나오게 됩니다. 이당류에는 슈크로스(설탕), 말토오스(엿당), 락토오스(젖당) 등이 있습니다. 커피와 설탕을 대체할 수 있는 커피와 젖당이라는 조합은 이미 카페라떼로 증명되고 있습니다.
▶슈크로스는 포도당과 과당이 결합된 형태이며, 설탕의 주요성분입니다. 사탕수수에 함유된 슈크로스는 한 분자의 글루코스(포도당)와 프룩토오스(과당, Fructose)가 결합된 것입니다.
▶녹말이 침 속에 있는 아밀라아제에 의해 소화되면 말토오스(엿당)이 생성됩니다. 엿당은 포도당 2개, 즉 포도당과 포도당의 결합체입니다.
▶포유류의 젖 속에 들어 있는 락토오스(젖당)는 각각 한 분자의 포도당과 락토오스가 결합된 것입니다. 포도당과 갈락토오스와의 결합체인 젖당은 젖당 분해효소인 락타아제가 부족하거나 없는 사람이 소화시키기 힙듭니다. 배가 아프거나, 더부룩하거나, 설사까지도 경험하게 되는데 이를 유당불내증이라고 합니다..
올리고당
올리고당(oligosaccharides)은 포도당(글루코스), 과당(프룩토스), 갈락토스와 같은 단당류 2∼8개 정도가 결합된 당입니다. 올리고당은 단맛을 가진 수용성의 결정입니다.
올리고당은 콩, 양파, 마늘, 바나나, 감자 등 어떤 식물에나 소량 함유되어 있습니다. 순수한 올리고당의 단맛은 설탕의 20∼40% 정도이며, 장내 소화 효소에 의하여 분해되지 않고 칼로리도 낮습니다. 그러나 식물 속에 올리고당의 함량이 적기 때문에 충분한 양을 섭취하는 것이 어려워 공업적으로 효소를 이용하여 대량 생산하고 있습니다.
올리고당은 소화효소에 의해서 잘 분해되지 않아 에너지로 이용되지 않습니다. 충치를 방지하고, 장내 유익세균을 증식하는 요소물질입니다. 올리고당은 설탕과 물리적인 특성이 매우 비슷하고 단맛도 있기 때문에 설탕 대체물질로서 사용되고 있으며, 건강에도 유익하다고 알려져있습니다. 커피와 설탕이라는 조합이 커피와 올리고당이라는 조합으로 대체되어도 충분히 달콤할 수 있을 것 같습니다.
다당류 : 복합탄수화물
다당류는 보통 3000개 이상의 단당류로 구성됩니다. 소화성 다당류와 소화가 잘 안되는 난소화성 다당류로 구분됩니다. 소화성 다당류에는 녹말과 글리코겐이 있으며, 난소화성 다당류에는 팩틴, 뮤실리즈, 셀룰로오스, 리그닌, 검이 있습니다. 여기서는 녹말만 알아보도록 하겠습니다.
녹말은 여러 개의 포도당이 연결된 당류입니다. 포도당은 가수분해로 더 이상 분해되지 않는다고 말씀드렸는데요. 녹말을 얘기해야 할 때는 가수분해와 반대인 반응을 생각해봐야 합니다. 바로 축합반응입니다. 포도당 한 분자와 또 다른 포도당 한 분자가 반응하면 물 한 분자가 빠져나가면서 두 포도당이 연결되는 축합반응이 일어납니다. 이렇게 무수한 포도당들이 축합반응으로 결합된 상태가 녹말입니다.
녹말은 맛이나 냄새가 없는 흰색 가루로 물에는 녹지 않습니다만, 뜨거운 물을 붓거나, 물을 붓고 가열하면 녹말입자가 팽창하여 점성이 강한 액체인 풀이 됩니다. 녹말은 엽록소를 가진 식물이 광합성을 통해서 만들어 내는 물질입니다. 쌀과 같이 녹말로 이루어진 음식믈을 섭취하면 침샘이나 이자에서 나오는 소화효소에 의해 녹말은 수많은 포도당 분자들로 분해됩니다.
마치며 …
달고나 커피와 커피믹스에서 큰 역할을 해주는 것은 설탕에 대해 이해하기 위해 커피와 설탕 시리즈를 이어가고 있습니다. 설탕은 커피에 단맛을 더해 줍니다. 이 단맛의 원천은 탄소, 수소, 산소가 1:2:1의 비율로 조성된 물질인 탄수화물입니다.
이번 포스팅에서는 단맛의 원천인 탄수화물에 대한 몇 가지 분류 체계 가운데 당의 종류에 따라 분류하는 방법으로 탄수화물을 이해해 보았습니다. 이 분류 방법이 가장 흔히 쓰이는 분류방법이며, 탄수화물의 가수분해를 기반으로 합니다. 이 방법은 탄수화물을 아래와 같이 단당류, 이당류, 올리고당, 그리고 다당류로 분류합니다.
▶단당류 : 포도당, 과당, 갈락토오스
▶이당류 : 수크로오스, 엿당, 유당(젖당)
▶올리고당
▶다당류(복합탄수화물) : 녹말, 글리코겐, 팩틴, 뮤실리즈, 셀룰로오스, 리그닌, 검
이번 포스팅이 단맛의 원천인 탄수화물을 이해하는 데 도움이 되길 바랍니다. 커피와 설탕 시리즈는 다음 포스팅에서도 계속됩니다.
연관 포스팅 :
1. 커피와 설탕 (1). 설탕의 본질과 탄수화물
2. 유당불내증 카페라떼 애호가를 위한 락토프리 우유
참고자료
[1] 설탕과 인체생리
[네이버 지식백과] 단당류 [monosaccharide] (화학백과)
[네이버 지식백과] 과당 [fructose, 果糖] (두산백과)
[네이버 지식백과] 이당류 [disaccharide, 二糖類] (두산백과)
[네이버 지식백과] 올리고당 [oligosaccharides] (파워푸드 슈퍼푸드, 2010. 12. 11., 박명윤, 이건순, 박선주)
[네이버 지식백과] 녹말 [starch, 綠末] (두산백과)