재료 종류와 특성 - 탄수화물

탄수화물

탄수화물은 당질 또는 함수탄소라고도 하며 지질 및 단백질과 같이 생물체를 구성하는 유기화합물로서 자연계에 다량 존재한다.

당질은 사람이 섭취하는 식품 중에서 가장 많은 동물의 중요한 에너지 급원이기도 하다.

체내에서 소화흡수가 잘되고 가격이 저렴하며 저장하기도 쉽고 세포막의 구성성분이다. 당질의 섭취는 아프리카에서는 총 에너지 80% 한국은 55% 미국은 45% 정도이다.

탄수화물은 탄소,수소,산소의 세 원소로 구성되어 있으며, 주로 식물의 광합성에 의해 만들어지는 지구에 가장 많은 유기물이다. 일반식은 산소와 수소의 비율이 물과 같이 2:1로 되어있다

화학적으로 당질은 두 개 이상의 수산기와 하나의 알데히드기 또는 케톤기를 가지는 화합물과 이들의 축합물 또는 유도체를 말한다. 당질의 모든 형태는 당분, 전분, 섬유소 이고 각각 다른 특징과 기능을 가지고 이싿,

 

단당류

 

단당류는 산,알칼리,효소 등의 가수분해에 의해 더 이상 분해되지 않는 가장 간단한 당으로 분자 내에 알데히드기 또는 케톤기 하나를 가진 화합물이다. 일반적으로 물에 잘 녹고 단맛이 있는 환원성 물질이며 분자내의 탄소 수에 따라 2탄당,3탄당,4탄당 등으로 분류한다. 동식물계에는 주로 5탄당과 6탄당이 함유되어 있다.

1- 포도당

포도당은 자연계에 널리 존재하고 일명 grape sugar라고 한다. 식물의 광합성에 의하여 만들어지며 천연에는  D형만 존재하고 영양학적으로 매우 중요하다. 과일,벌꿀,혈액 등에 있고 포도에는 약 20~30% 정도로 함유되어 있다고 한다.

식물에서는 조직의 구조와 저장물질로 , 동물에서는 에너지원으로 쓰이고 있다.

순수한것은 무색의 결정이며 물에 쉽게 녹고 15도에에서의 용해도는 82이다.

제과제빵에서 발효 중 이스트의 먹이, 감미제, 아이싱 및 도넛의 아이싱 등으로 이용한다.

2- 과당

과당은 fruit sugar라고 하며 유리상태에서는 과일과 꿀에 많이 함유되어 있고, 결합 상태에서는 설탕의 구성성분으로 구성되어있다. 단맛이 강하고 저온에서 상쾌한 단맛을 내며 감미제 중 강한 감미도를 가지고 있으며 흡습성과 조해성이 있다. 흡습성을 이용하여 카스테라와 스펀지케이크 등의 건조방지에 사용하여 촉촉하고 마르지 않으며 윤기를 내는 광택용으로도 사용한다.

3-갈락토오스

자연계에서 유리상태로 존재하는 일은 거의 없으나 포도당과 결합된 유당형태로 발견된다. 주로 유즙 속에 함유되어 있으며 동물 조직중에는 당단백질과 당지질로 뇌와 신경조직에 다량으로 분포되어있다. 젖당을 가수분해하여 얻고 물에 잘 녹지 않는다. 환원당이고 감미는 포도당보다 약하다.

 

이당류

단당류 두 분자가 물 분자를 잃고 결합하여 이루어진 당이다. 이당류에서 중요한 것으로 설탕,맥아당,젖당 등이 있다.

1- 설탕

자당이라고 하며 포도당과 과당이 결합한 이당류로 식물의 과즙,잎,줄기,뿌리 등에 널리 분포되어 있다.

특히 사탕수수와 사탕무 등에 다량 함유되어 있다. 식품조리시에 첨가하여 맛을 좋게 하고 섭취하면 에너지를 내며 피로가 회복된다는 이야기도 있다. 설탕을 160도 이상으로 가열하면 갈색빛의 캬라멜이 만들어지는데 이를 빵,케이크,약식,쿠키 등의 가공제품들에 사용한다.

비환원당으로 묽은 산이나 설탕분해효소에 쉽게 분해되어 포도당과 과당이 각각 한 분자씩 생긴다. 설탕의 가수분해를 전화라고 하며 포도당과 과당의 등량혼합물을 전화당이라고 한다, 전화당의 감미도는 130 정도이다.

 

2-맥아당

자연계에서 유리된 상태로는 그다지 많지 않고 엿기름이나 싹을 틔운 씨앗에 많이 존재한다. 두 분자의 포도당으로 이루어져 있으며 이스트에 발효되고 전분을 효소로 처리하거나 산으로 분해하여 얻는다.

환원당으로 효소나 산으로 가수분해라면 두 분자의 포도당이 생성된다 물에 잘녹으며 발아한 보리중에 많이 함유되어 있다. 설탕에 비해 단맛이 40정도로 감미도가 매우 약한편이다.

 

3- 유당

젖당이라고도 하며 식물계에서는 발견되지 않고 포유동물의 유즙에 들어있는 이당류로 효소나 산에의해 포도당과 갈락토오스로 분해된다. 공업적으로는 치즈제조시에생성되는 유청에서 얻는다.

환원당으로 찬물에는 녹지 않고 유산균에 의해 유산을 생성하여 독특한 맛과 향을 낸다.감미는 설탕에 비해 20정도로 당류 중 가장 감미도가 약한 편이다

 

다당류

많은 단당류나 유도체가 결합하여 이루어진 것을 다당류 라고 하며 자연계에 널리 분포되어 있다.

한 종류의 단당류가 결합된 것을 단순 다당류로 전분, 섬유소,글리코겐등이 이에 속하고 두종류 이상의 당류가 결합된 것을 복합 다당류로 펙틴과 헤미셀룰로오스 등이 이에 속한다. 일반적으로 물에 용해되지 않고 콜로이드 상태로 존재하며 무색무미무취로 환원성,감미,발효성은 없다.

 

1- 전분

전분은   곡물류, 식물의 뿌리, 열매 ,씨 등에 다량 함류 되어있는 식물의 저장물질이며, 동물의 중요한 에너지원이다.

다수의 포도당이 중합된 것으로 분자량이 커서 아밀로오스의 중합도는 200~3000, 아밀로펙틴은 6000~37000정도이다.

전분은 물에 작 녹지 않으나 물을 흡수하여 팽찰하고 열을 가하여 60도 전후가 된다면 호화되어 가용성 전분이 된다. 비중이 1.55~1.65로 물보다 무거워 물속에서 녹지 않고 가라앉는다.

2- 호정 

전분을 연,산 효소 등으로 가수분해하여 맥아당 포도당이 생성 될때 가용성 전분과 맥아당의 중간생성물을 호정이라고 한다. 비교적 소화가 잘되며 전분보다 단맛이 강하다.