[식품학] 당질의 분류 및 특성

1. 당질

- 2개이상의 수산기(hydroxy, -OH)와 1의 알데히드기(-CHO)나 케톤(=CO)가짐 ; 단당류

- 물 함유하지 않음(Cm(H2O)n)

- 환원성 : 당 자신은 산화되고, 다른 화합물 환원(sucrose, raffinose 제외)

- 환원성 OH기 : α, β 결정(aldose : C₁, ketose : C₂) 

 

1. 단당류

1) 오탄당

- 대개의 단당류 

- 소화효소X, 영양가치X

- 핵산성분 : ribose, deoxylibose

- 식물체구성성분 : arabinose(L형으로 존재. 검 ,헤미셀, 펙틴), xylose(볏짚, 밀집, 나무껍질, 종자껍질)

 

2) 육탄당

- 포도당 : aldohexose, 환원당, 우선성

- 과당 : 감미도, 흡습성, 조해성 큼

             점도 작음

             ketose형, 환원당, 캐러멜화 쉬움(glucose는 어려움)

             유리상태 : pyranose형, 소당류 : furanse형

- 갈락토오스 : 갈락탄(다당류), 세레비오스(당지질)구성.

                       pyranse형, 결합상태로 존재(유리상태로 존재하지X)

-만노오스 : mannan(곤약성분)

 

* 과당함유 : inulin, sucrose, raffinose, meleatose, gentianse, stachyose

* 감미도 순서 : 과당>전화당>설탕>포도당>맥아당>갈락토오스>락토오스(젖당)

* 캐러멜화 : 당 160~180℃ 가열시 → 점조성, 갈색물질생성. pH5.6~6.2에서 잘 일어남

* 덱스트린 : 전분을 묽은 산, 효소로 가수분해 시 생성되는 중간산물 

                    전분 → 가용성전분(청색) → amylodextrin(청색) → erythrodextrin(적갈색) → achro(mo)dextrin(담황~무색) → maltodextrin(무색)

 

 

2. 단당류 유도체

산화, 환원, 치환에 의해 변화 (deoxy sugar, sugar alcohol, amino sugar, thiosugar, uronic acid)

 

1) 당알코올

- carbonyl기가 환원

- 5탄당 유도체 : xylitol, ribitol, erithritol

- 6탄당 유도체 : 만니톨, 둘시톨, 이노시톨, 솔비톨

 

2) 배당체(glycoside)

- 글리코시드성 -OH기(carbonyl기의 수산기) + 비당류성 수산기의 ether 결합

- naringin, rutin, hesperideine, sinigrin, solanin, amygdalin

 

3) 변성광

- aldehyde형을 중개로 α, β이 상호전환되어 선광도 변화되지 않음

- 배당체에서 나타나지 않음

 

4) 헤미아세탈(헤미케탈) 결합

- 알데히드기나 케톤기와 다른 -OH간의 분자 내 반응

 

3. 이당류, 소당류

1) 이당류

- 설탕 : α-1,2 결합, 이성체 없음→ 온도에 의한 감미변화 적음

- 맥아당 : α-1,4 결합, 환원당, 발효성 있음, β-amylase에 의한 분해물, 식혜, 맥아당에도 함유 

- 유당 : β -1,4 결합, 정장작용

- cellobiose : β-1,4 결합(glu + glu)

- trehaloose : α-1,1 결합(glu + glu), 환원성X

 

* isomaltose : α-1,6(glu + glu)

* cellulose : β-1,4 glycoside결합(glu + glu), glucose직쇄결합

* pectin : α-1,4 직홰결합, galacturonic acid

* agar : agarose + agaropectin 

 

2) 소당류

- raffinase : 목화씨, 대두, 면실유(식물종자, 뿌리), 비환원성  - 3당류

- stachyose : 목화씨, 콩  - 4당류

 

 

4. 다당류

1) 전분 

- 아밀로오스 : α-1,4 결합, 청색, 나선형구조

- 아밀로펙틴 : α-1,4 결합, α-1,6결합, 적자색

- glucoamylose : α-1,6  α-1,4 결합을 포도당 단위로 가수분해

- α-amylose(액화효소) : α-1,4 무작위 가수분해하여 덱스트린 형성

- β-amylose(당화효소) : 비환원성 말단부터 α-1, 4결합 가수분해. maltose단위로 가수분해

 

* glycogen : 냉수에 용해되어 교질용액이 됨, 요오드반응-적자색(cf. 전분: 청자색), amylopectin 보다 사슬길이 짧아 분자 많음, 구형, α, β로 구분하지 않음

 

① 호화

- 60~70℃에서 시작

- 수화(25~30% 물 흡수), 팽윤(유화제-팽윤지연), micelle붕괴, gel형성

- 영향인자 : 입자↑(서류>곡류), 수분↑, 온도↑, pH↑(알칼리성, -OH가 호화 촉진)

② 노화

- 입자↓(곡류>서류  밀,옥수수>감자,타피오카), 전분농도↑

- 수분함량 30~60%, pH↓, 황산염(다른 염류는 노화 억제)

- 온도(0~5℃에서 잘 일어남. 60℃ 이상에서 일어나지 X)

- 설탕, 계면활성제, 유화제 사용시 노화억제

 

*전분의 X선 회절도

생전분 : A, B, C형

호화전분 : V형노화전분 : B형

 

2) 이눌린- 단순 다당류- β-D-fructofuranse의 β-1,2결합- 식물성 저장 다당류(cf. 동물성 저장다당류 : glycogen), 일부 위산에 의해 소화, 흡수- 다알리아, 돼지감자

 

3) 펙틴 - 기본구조 : polygalacturonic acid(α-galacturonic acid의 α-1,4 결합)- 고메톡실펙틴 : 산,당 → gelghk- 저메톡실펙틸 - 다가이온(Ca2+) → gel화- protopectin(미숙과일, 거대분자) : pectin의 전구체(protopectin → pectin)

 

4) 동물성 다당류- chitin, hyaluronic acid, chondrotin sulfate, heparin * heparin : 혈액응고 방지, 점액성 복합 다당류

 

전분- 청자색(요오드), 식물의 백색체에 저장, α-1,4, α-1,6결합에 의해 구성- 적자색(요오드), 동물의 간, 근육에 저장, 사슬길이 : 전분<아밀로펙틴, α-1,4, α-1,6 결합에 의해 구성가지수 : 전분>아밀로펙틴

 

*검류- 종실류 : 로커스트빈검, 구아검,타마린드검- 해조류 : 한천, 알긴산, 카라기난 등- 수액류 : 아라비아검, 트라가칸트검 등

 

*Fehling실험- 환원당(단당류, 이당류(설탕제외)) : 적색침전- 비환원당(이,삼,사당류) : 침전X- 이당류 : sucrose, trehalose- 삼당류 : gentianose, raffinose- 사당류 : stachyose