섬유소 celluose
섬유소는 녹색식물, 조류(藻類, 말무리; 포자 번식하는 물속 식물) 및 난균류 세포벽의 주 성분으로 자연계에 널리 분포하고 있다. 섬유소는 포도당이 β-1,4 글리코시드 결합으로 연결된 직쇄상 구조를 가지고 있는데, 사람은 이 결합을 분해시키는 효소를 가지고 있지 않아 영양적인 가치는 없지만 장관의 운동을 자극하여 변통을 좋게 하는 기능적 역할을 한다. 초식식물은 장내세균이 섬유소를 분해시켜 흡수할 수 있다. 섬유소는 사람이 소화시킬 수 없기 때문에 저칼로리 식품을 제조하는 데 쓰인다. 염색성과 보향성이 좋아 착색 안료를 만들어 식품에 착색시키거나 휘발성 강한 향기 성분을 흡착시키고 유지시키는 데 이용된다.
- 이눌린 inulin
이눌린은 돼지감자, 우영, 달리아의 뿌리, 백합 뿌리 등에 들어있는 다당류로 β-프룩토푸라노오스(fructofuranose)가 β-1,2 결합으로 이루어진 중합체이다. 사람에게는 이눌린을 분해하는 소화효소가 없으며, 요오드 반응을 일으키지 않는다. 이눌린은 2018년 미국 식품의약국(FDA)에 의해 가공식품의 식이섬유 성분으로서 승인된 바 있으며, 소화되지 않는 수용성 식이섬유로 다양한 가공식품들에서 감미료나 식감 변화 등의 용도로 이용된다. 이눌린은 수용성 식이섬유로 콜레스테롤 같은 지질을 흡착해 몸 밖으로 배출시키는 특성이 있어 혈중 중성지방을 저하시키는 데 도움을 줄 수 있다는 연구보고가 있다.
- 글리코겐 glycogen
글리코겐은 동물의 저장탄수화물로 간장, 근육에 많이 함유되어 있다. 아밀로펙틴과 유사한 구조를 가지지만 아밀로펙틴보다 가지가 더 많고 사슬의 길이는 더 짧다. 구성단위는 포도당으로 α-포도당이 α-1,4 결합으로 이어져 있고, 포도당 8~16개마다 α-1,6 결합을 가지고 있는 중합체이다. 글리코겐은 무정형의 분말로 맛과 냄새가 없고, 헬리카구조가 아니라서 요오드 반응 시 적갈색을 나타내고 청색의 정색반응은 일어나지 않는다. 호화나 노화현상도 일어나지 않으며 찬물에 녹아 교질 용액을 형성한다.
펙틴 물질 pectin substance
펙틴 물질은 식물의 뿌리, 과일이나 해조류 등에 함유되어 있으며, 식물조직의 세포벽이나 세포막 사이 물질을 결착시켜 주는 물질이다. 프로토펙틴(protopectin), 펙트산(pectinic aicd), 펙틴(pectin)으로 나뉜다.
구조
펙틴 물질의 기본 구조는 α-D-갈락투론산(α-D-galacturonic acid)이 α-1,4 결합하여 직선상으로 연결되어 있는 고분자 물질이며, α-나선상의 형태(α-helical form)를 갖고 있다. 각 유기산기는 유리산, 나트륨 또는 칼슘의 염, 메틸에스테르(COOHCH₃, metylester) 등의 형태를 갖고 있다.
종류
- 프로토펙틴
펙틴의 전구체로 덜 익은 과일과 채소에 들어있으며 과일과 채소가 익어갈수록 프로토펙티나아제(protopectinase) 효소작용에 의해 펙틴 등으로 가수분해된다.
- 펙트산
α-D-갈락투론산 100~800개 정도가 α-1,4 결합에 의해 결합된 중합체로 숙성한 과일에 있다. 유리 카르복실기(COOH-COOH-)를 가지고 있어 칼슘이나 마그네슘과 결합해 염을 형성하며, 칼슘과 결합한 경우 불용성 칼슘 펙테이트(calumpectate)를 형성한다. 메틸화가 되어있지 않다. 젤 형성이 잘 안된다.
- 펙틴산
펙트산은 펙트산 분자의 카르복실기의 일부가 메틸에스테르화 되어있으며 물과 콜로이드를 형성한다.
- 펙틴
펙틴은 단일 물질은 아니고, 분자 내 카르복실기 일부가 메틸에스테르나 산의 형태, 또는 나트륨염, 칼륨염, 암모늄의 형태로 되어있는 수용성 펙틴산을 말한다. 메틸에스테르의 백분율(에스테르화도, degree of esterification, DE)에 따라 DE가 50% 이상인 고메톡실(high methoxyl, HM) 펙틴과 DE가 50% 이하인 저메톡실(low methoxyl, LM) 펙틴으로 나눈다. DE는 펙틴의 용해도, 젤 형성 능력과 젤의 특성에 큰 영향을 미친다. 사과, 감귤류에 특히 많다. 펙틴은 물속에서 친수성 교질 용액을 만드는데, 고메톡실 펙틴은 적당량의 유기산과 당이 존재할 때 젤을 형성할 수 있다. 펙틴 용액의 pH가 낮아지면 수화되어 있는 카르복실기의 하전량이 적어지고 수화 정도가 감소해서 펙틴 분자들 간의 회합이 일어나 망상구조를 형성하게 된다. 이때 일부 물분자가 그 구조 안에 갇혀 있게 되는데 당류는 펙틴 분자와 물 분자를 두고 경쟁하며 물 분자와 펙틴 분자와의 수소결합을 방해함으로써 탈수를 촉진한다. 펙틴은 pH 3.0~3.5 및 65% 이상의 당과 함께 가열하면 젤화되므로 잼이나 젤리, 마멀레이드를 만드는 데 이용된다. 저 메톡실 펙틴은 칼슘이온과 같은 2가 양이온이 존재할 때 젤을 형성하는데 양이온의 농도가 높을수록 젤 강도가 증가한다. 저멕톡실 펙틴은 젤 형성 시 당이 필요하지 않아 저당도의 잼을 만드는 데 이용된다.
헤미셀룰로오스 hemicellulose
헤미셀룰로오스는 식물 세포벽의 구성성분으로 세포벽의 20~30%를 차지한다. 셀룰로오스와는 화학구조상 상관 없는 물질로 식이섬유의 성분으로 중요하다. 헤미셀룰로오스는 β-D-자일로피라노오스(β-D-xylopyranose)가 결합된 물질로 L-아라비노오스, D-갈락토오스, D-포도당 같은 짧은 곁가지를 가진다.
글루코만난 glucomannan
글루코만난은 만난(mannan), 곤약만난(konjak mannan)이라고도 하며, 만노오스와 포도당이 약 2:1로 결합되어 있다. 인체에서 거의 소화되지 않아 저칼로리 식품의 원료가 된다.
키틴 chitin
키틴은 새우, 게 등과 같은 갑각류의 껍데기에 존재하는 갑각 성분으로 당유도체인 아미노당이 β-1,4 결합되어 있다. 키틴에서 아세틸기가 제거된 것이 키토산이며, 키토산의 항균성, 항암성 등의 여러 가지 생리활성이 밝혀져 다양한 용도로 이용되고 있다.
검류 gum
검에는 아라비아 검(arabia gum), 구아 검(guar gum), 카라기난(carrageenan), 한천(agar), 알긴산(alginic acid) 등이 있다.
아라비아 검은 안정제로 사용되며 아프리카, 오스트레일리아, 중앙아메리카의 열대 및 아열대에 분포하는 아카시아 나무의 수액에서 얻는다. 주로 칼슘, 마그네슘, 칼륨과 염을 형성하며 유화능력과 젤 형성 능력이 우수하다. 다른 친수성 콜로이드보다 용해도가 높아 최대 55%까지 용해된다. 구아 검은 아이스크림, 빵, 드레싱, 치즈에 사용되며, 인도나 파키스탄 등에서 재배되는 구아 식물의 종자에서 얻는다. 만노오스와 갈락토오스로 구성되어 있으며 천연 검 중에서 가장 점도가 크다. 냉수에서 팽유하고, 가열조리 시에도 점성을 잃지 않는다. 카라기난은 잼, 젤리, 아이스크림, 기름의 유화 등의 안정제로 사용하며 홍조류 세포벽에 들어있는 다당류로 황산기가 당류에 결합되어 있는 갈락탄(galactan)의 혼합물이다. κ-(카파), ι-(요타), λ(람다)-카라기난이 있다. 단백질과 반응하면 점도가 증가하고 젤을 잘 형성한다. 유탁액이나 현탁액을 안정화시키는 성질을 가진다. 한천은 제과의 안정제, 젤리의 원료, 미생물의 배지 등에 이용되며, 홍조류인 우뭇가사리에서 추출된다. 갈락토오스를 주체로 해 일부에 소량의 황산기를 함유한 복합다당류 갈락탄이다. 아가로오스(agarose)와 아가로펙틴(agaropectin)으로 되어있다. 우뭇가사리를 건조한 후 뜨거운 물에 녹여 동결건조시켜 제조하며 고온에서 잘 견디고 젤 형성능력이 강하다. 알긴산은 아이스크림, 잼 등의 증점제로 사용되며, 미역이나 다시마 같은 갈조류의 세포막 성분이다. 당유도체인 만뉴론산(manuronic acid)과 글루쿠론산(glucuronic acid)으로 구성된다.
'영양 이야기' 카테고리의 다른 글
| 단순지질 + 인산, 당, 단백질 … 으로 이루어진 복합지질 (0) | 2023.01.31 |
|---|---|
| oil? fat? 단순지질의 95%는 중성지질 (0) | 2023.01.31 |
| 수백 수천 개의 당이 모여 만들어진 다당류, 전분 (0) | 2023.01.28 |
| 단당류가 뭉쳐서 만들어진 이당류~소당류 (2) | 2023.01.28 |
| 탄수화물의 기본, 단당류 (1) | 2023.01.28 |
댓글