탄수화물의 분류와 기능

탄수화물의 종류와 기능

탄수화물은 한국인의 주된 열량 영양소로 단백질 및 지방과 함께 생명체를 구성하고 있는 화합물의 하나로 탄소, 수소, 산소로 구성되며 생명을 유지하는 데 기본적인 역할을 담당하는 에너지를 공급해줄 뿐만 아니라 세포의 구성 물질이기도 합니다. 대부분의 탄수화물은 식물성 식품에서 얻게 되는데 식물은 물과 이산화탄소를 가지고 태양 에너지를 이용해 포도당을 합성하는 광합성작용을 통해 탄수화물을 만들어 냅니다.

탄수화물은 단당류, 이당류, 올리고당류, 다당류로 나뉩니다. 단당류는 더는 가수분해되지 않는 가장 기본적인 탄수화물로 탄소 원자의 수에 따라 삼탄당, 사탄당, 오탄당, 육탄당 등으로 분류됩니다. 식품에서 가장 흔한 육탄당은 포도당, 과당, 갈락토스가 있고 오탄당에는 리보스, 데옥시리보스, 아라비노오스, 자일로스가 있습니다. 포도당은 단당류 중에서 가장 기본이 되는 당으로 혈당의 공급원이자 체내 당대사의 중심 물질로서 세포에 ATP를 제공하는 주요 에너지 공급원입니다.

또한 포도당은 체내에서 일부 아미노산으로 전환되어 단백질을 합성하거나 에너지 저장 형태인 지방으로  전환되기도 하며 일부는 글리코겐 형태로 전환됩니다. 체내에 흡수된 포도당은 혈관을 타고 이동하는데 혈당은 혈액에 존재하는 포도당의 농도로 건강의 중요한 지표가 됩니다. 포도당은 단당류 중 가장 단맛이 약합니다.

과당은 과일이나 채소, 꿀 등에 많이 함유되어 있으며 천연 당류 중에서 가장  단맛이 강합니다. 갈락토스는 유즙에 존재하는 유당의 성분으로 특히 뇌에서 당단백질과 당지질의 성분이 되므로 뇌 발달이 활발한 영유아에게 꼭 필요한 당입니다. 이당류는 두 개의 단당류로 이루어진 것으로 맥아당, 서당, 유당이 있으며 모두 포도당을 포함하고 있습니다. 맥아당은 포도당과 포도당이 결합하여 만들어지는 당으로 식품에 단독으로 존재하지 않고 주로 전분이 가수분해되어 생성되고 엿기름에 많습니다. 서당은 자당이라고도 부르며 포도당과 과당이 결합한 당으로 특히 사탕수수와 사탕무에 많이 함유되어 있습니다. 주로 설탕으로 이용됩니다. 유당은 포도당과 갈락토스가 결합한 당으로  포유동물의 유즙에 존재하므로 젖당이라 부르기도 합니다. 유당은 장내에서 유익한 세균의 발육을 촉진해 유해 세균들의 번식을 억제합니다. 올리고당류는 3~10개의 단당류로 구성되어 있습니다. 올리고당은 당단백질이나 당지질의 구성 성분으로 세포 내에서는 주로 생체막에 부착되어 있고 소포체와 골지체 등의 단백질과도 결합되어 있습니다. 대부분의 올리고당은 난소화성으로 소화효소가 없으므로 에너지를 거의 않으나 대장에서 박테리아에 의해 분해되어 약간의 에너지를 생성합니다. 올리고당은 저칼로리로 부드러운 단맛을 내며 혈당을 빠르게 올리지 않아 당뇨환자의 혈당조절을 위해 설탕 대신 이용됩니다. 다당류는 수많은 단당류가 연결된 고분자 탄수화물로 전분, 글리코겐, 식이섬유가 있습니다. 전분은 포도당으로 이루어진 다당류로 곡류나 감자류에 주로 함유되어 있습니다. 전분은 조리과정을 통해 소화되기 쉬운 끈끈한 겔 형태로 호화되어 소화효소의 작용을 쉽게 받습니다. 글리코겐은 동물의 저장 다당류로 동물성 전분이라 불리며 간이나 근육에 많이 함유되어 있습니다. 글리코겐은 잠자는 동안이나 굶을 경우에 혈당을 조절해 주고 혈당이 감소하면 포도당으로 분해되어 혈당을 상승시켜 줍니다. 식이섬유는 식물의 세포벽에 존재하면서 인체의 소화효소로 분해되지 않는 난소화성 다당류로 물에는 잘 팽윤하는 가용성과 불용성 식이섬유가 있습니다. 가용성 식이섬유는 펙틴, 구아검, 해조 다당류로 과일, 두류, 해조류 등에 많이 들어 있고 불용성 식이섬유는 셀룰로스, 헤미셀룰로스로 곡류, 채소 등에 많이 들어 있습니다. 탄수화물은 우리 식생활에서 반드시 필요한 영양소로서 주요한 에너지 공급원으로 작용하며 신체의 정상적인 기능에 도움을 줍니다. 탄수화물의 기능으로는 에너지 공급과 케톤증 예방, 단백질 절약작용,음식에 단맛 제공,식이섬유 공급이 있습니다. 탄수화물은 대부분 체내에서 포도당으로 전환되어 에너지원으로 사용되는데 특히 중추신경계의 중심부인 뇌, 적혈구, 신경세포의 주 된에너지 공급원입니다. 체내 에너지가 충분할 때는 남은 포도당은 세포로 들어가는 것이 아니라 간과 근육에서  글리코겐으로 전환되어 저장됩니다. 그러나 글리코겐 양도 충분하면 지방산으로 전환하여 지방 조직에 중성지질 형태로 저장됩니다. 따라서 포도당은 주요 에너지원이기도 하고 많이 섭취하게 되면 체내 에너지 저장의 공급원이 되기도 합니다. 또한 극심한 다이어트나 단식 등으로 탄수화물을 제한하면 지방 대사에 이상이 생기는데 지방산이 완전히 분해되지 못하고 케톤체라는 중간 대사산물이 생깁니다. 케톤체는 산성 물질이라 체내를 산성화시키므로 케톤증을 유발합니다. 이를 방지하기 위하여 탄수화물은 1일에 최소 50~100g 섭취하는 것이 좋습니다. 탄수화물 섭취가 부족하면 지방과 단백질 조직에서 에너지를 공급받는데 체내 구성과 보수에 사용되어야 할 단백질이 에너지로 쓰이게 됩니다. 따라서 적당한 탄수화물 섭취는 체내단백질이 에너지원이나 포도당 합성에 사용되는 것을 막아 주어 단백질을 절약할 수 있습니다. 탄수화물의 단당류, 이당류는 본연의 단맛을 지니고 있습니다. 자연식품으로 사탕수수, 사탕무, 과일 등에 천연의 단맛을 지니고 있고 이를 이용해 조리하면 음식의 맛을 좋게 합니다. 식이섬유는 탄수화물 중 체내에 소화되지 않고 남는 다당류로 장 내용물의 부피를 증가시킵니다. 식이섬유의 적당한 섭취는 고지혈증을 예방하고 발암 물질을 생성하는 미생물군과의 접촉을 감소시켜 직장암과 대장암의 발생을 예방합니다. 우리나라 성인의 식이섬유 1일 권장량은 20~25g입니다.