기능성 탄수화물 대구공업대학 호텔식음료조리과 나 경 수.

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1 기능성 탄수화물 대구공업대학 호텔식음료조리과 나 경 수

2 탄수화물의 정의 화학적 정의 [1] C(탄소), O(산소)와 H(수소)로 구성
[2] 분자식은 CnH2mOm 으로 이루어짐.CnH2mOm 　 　예) 단당류 C6H12O6 (포도당, 과당) 　　　　　 이당류 C12H22O11 (설탕, 팔라티노스) 삼당류 C18H32O16 (라피노스) [3] 탄수화물은 두개 이상의 hydroxy기(-OH)을 보유 [4] 또한, aldehyde기(-CHO) 혹은 ketone기(>C=O) 보유 화학적 반응기로 작용됨 2

3 탄수화물의 정의 － ＝ 영양적 정의 당 소화 가능 탄수화물 식이섬유 소화 불가 영양소 라벨 기준 탄수화물 식이섬유 당 단백질
지질 수분 기타 미량원소 전체 중량 －

4 6CO2+6H2O----------C6H12O6 +6O2

5 탄수화물의 분류 단당류 포도당, 과당, 갈락토스, 만노스, 자일로스, 아라비노스, 당알콜류 이당류
설탕, 맥아당, 팔라티노스, 트레할룰로스, 유당, 이소말토스, 트레할로스, 당알콜류 올리고당류 프락토올리고당, 갈락토올리고당, 자일로올리고당, 라피노스 다당류 전분, 덱스트린, 이눌린 5

6 단당류 하나의 당으로 구성된 탄수화물 구성 탄소수에 따라 3탄당-6탄당으로 존재 식품에 제일 흔하게 들어있는 단당류는 6탄당
6탄당에는 포도당(glucose), 과당(fructose), 갈락토스(galactose), 만노오스(mannose) 등이 있음 5탄당에는 자일로스(xylose), 아라비노스(arabinose) 등이 있음

7 단당류(6탄당)의 구조 포도당 과당 7

8 단당류(6탄당)의 구조 갈락토오스 만노오스 8

9 단당류(5탄당)의 구조 자일로스 아라비노스

10 포도당(glucose, dextrose, grape sugar)
과실, 동물의 혈액(0.1%), 전분(starch), 글리코겐(glycogen), 섬유소 (cellulose)의 구성성분

11 포도당의 특성 환원성 38% <1% 62% 용액에서의 평형상태

12 과당(fructose, levulose, fruit sugar)
좌선성 당(-), 가장 단맛이 강함. 케톤기 가짐(C=O). 과실, 과즙, 벌꿀 용해도가 크다. 과포화되기 쉽다, 흡습조해성이 있다. 결정화하기 어렵다.

13 감미도: α-fructose < β-fructose
과당의 특성 환원성 α-fructose β-fructose 용액에서의 평형 상태 감미도: α-fructose < β-fructose 저온에서는 β-fructose가 증가

14 포도당 및 과당을 환원하여 합성. 비타민 C의 합성 원료
단당류 당알콜 – 솔비톨, 자일리톨 환원 glucose sorbitol 포도당 및 과당을 환원하여 합성. 비타민 C의 합성 원료 당뇨병 환자의 감미제로 사용 환원 xylose xylitol

15 탄수화물의 산화와 환원 OOH 산화 환원 Gluconic acid Glucose Sorbitol Sugar acid Sugar
Sugar alcohol (당알콜)

16 당알콜의 제법 국내는 2.4kcal/g으로 통일(에리스리톨은 0kcal/g) [당 알코올 1g이 내는 열량]
곡류 전분 포도당 시럽 맥아당 시럽 과당 시럽 발효 수소첨가반응 에리스리톨 솔비톨 말티톨 설탕 효소반응 팔라티노스 자일로스 만니톨 이소말트 자일리톨 [당 알코올 1g이 내는 열량] 솔비톨 만니톨 말티톨 이소말트 자일리톨 에리스리톨 일본 미국 국내는 2.4kcal/g으로 통일(에리스리톨은 0kcal/g)

17 솔비톨(sorbitol) 특성 당알콜 과채류(1-2%), 해조류(13%) 옥수수시럽을 원료로 하여 포도당에 수소 첨가, 환원하
옥수수시럽을 원료로 하여 포도당에 수소 첨가, 환원하 여 제조 설탕의 50 % 감미도 청량감이 있어 음료수에 사용 일반 미생물에 의해 발효되지 않음 효모와 곰팡이의 생육 저지

18 2) 식품에서의 이용 열량이 낮고 흡수가 느려 당뇨 환자용 감미료로, 무설탕 껌과 캔디 제조 시 사용 충치예방 감미료
습윤제, 보습제로 사용 건조방지, 균열, 중량 손실을 방지해 품질과 저장성을 향상시킴 어류나 육류의 냉동저장 시 솔비톨의 수산기에 의해 단백질 변성을 방지 비타민 C 합성

19 꿀사과 - 후지사과의 과육에 투명한 부분, 솔비톨이 축
적(밀증상, water core)

20 자일리톨 특성 자일로오스가 환원된 것 열과 화학적 반응에 안정 설탕과 가장 유사한 감미도
용해열을 흡수하므로 입안에서 청량감을 줌 충치발생 원인균인 Streptococcus mutans에 의한 산 생성 억제로해 치아표면의 plaque 형성을 감소시켜 충치 예방효과 혈당치를 높이지 않으므로 인슐린 비의존성 당뇨환자용 감미료로 사용

21 양파, 시금치, 딸기 등 및 야채, 곡류, 버섯, 짚 등에 함유
2) 식품원 및 제조법 양파, 시금치, 딸기 등 및 야채, 곡류, 버섯, 짚 등에 함유 인체 내에서 포도당 대사의 중간물질로 생성됨 자작나무, 옥수수 속대로부터 추출한 자일로오스를 화학적 방법이나 발효하여 생산

22 3) 자일리톨과 치아 우식증 젖산균이 이의 석회질을 상하게 하여 충치가 되는 증상
2004년 11월 식약청에서 건강기능식품원료로 충치발생 위험 감소 기능 인정 자일리톨 섭취로 충치발생 위험이 낮아지는 것은 아니며 당분과 전분함량이 높은 간식을 피해야 한다고 경고 적정량 : 하루 g, 3회 이상 분할하여 입속에 충분히 머물 수 있도록 자일리톨 과량 일시 섭취 시 복부팽만감 등의 부작용 일으킴

23

24 자일리톨의 충치 예방효과

25 이당류 두개의 당으로 구성된 탄수화물 기본적으로 포도당을 함유하고 있음 가장 중요한 이당류는 설탕(sucrose),
맥아당(maltose), 유당(lactose) 등이 있음 설탕의 이성질체로서 팔라티노스, 트레할룰로스 등 맥아당의 이성질체로서 트레할로스 등

26 설탕(sucrose) 환원성 1 2 α-glucose β-fructose α1-β2 Linkage 비환원당 1 2 설탕 26

27 설탕 사탕수수, 사탕무우 등 포도당, 과당이 1:1로 결합 환원력이 없음(비환원당) - 가수분해하면 환원력이 재생
전화당 : 설탕이 산, 알칼리 또는 효소(전화당 효소, invertase, sucrase) 등에 의해 가수분해 되어 포도당과 과당이 1:1로 혼합된 당 설탕의 캬라멜화 : 설탕을 고온(184℃)에서 가열하여 생성된 갈색 물질 명(비효소 갈색화 반응)

28 설탕의 이성질체 - 팔라티노스 α-glucose β-fructose α1-6 Linkage 치아 비우식성 저흡습성 산 안정성
환원성 6 1 α-glucose β-fructose α1-6 Linkage 치아 비우식성 저흡습성 산 안정성 6 환원당 1 팔라티노스

29 설탕의 이성질체 - 트레할룰로스 α-glucose β-fructose α1-1 Linkage 환원당 트레할룰로스

30 설탕의 이성질체 포도당 과당 포도당 과당 설탕 팔라티노스 Glucose Fructose 트레할룰로스

31 맥아당(maltose) 환원당 α-glucose α-glucose α1-4 Linkage 맥아당(Maltose) 1 4 1 4
31

32 맥아당 엿기름(맥아, malt), 즉 발아한 보리에 함유 맥아당 효소(maltase)에 의해 분해 됨
2분자의 포도당이 α-1,4 결합한 것 환원성 효모에 의해 발효됨 감미도는 60(설탕 100)

33 맥아당의 이성질체 - 트레할로스 1 4 α-glucose α-glucose α1-α1 Linkage 비환원당 트레할로스

34 이당류 당알콜 – 이소말트, 말티톨 환원 GPM GPS 환원 Maltitol

35 유당 (lactose) galactose glucose 갈락토오스와 포도당이 결합 환원력 있음 β형이 α형보다 더 달음
모유(6-7%), 우유(4-5%) 갈락토오스와 포도당이 결합 환원력 있음 β형이 α형보다 더 달음 유산균의 발육에 사용됨 - 정장작용, 칼슘 흡수가 좋음 효모에 의해 발효되지 않음

36 올리고당류 세개 이상의 당으로 구성된 탄수화물 복합당으로서 감미는 단당류나 이당류에 비해 낮음
대부분 난소화성이며, 혈당을 크게 상승시키지 않음 장내 유산균 증식(Prebiotic) 및 무기질 흡수 촉진 이소말토올리고당, 프락토올리고당, 갈락토올리고당, 자일로올리고당 등이 대표적

37 올리고당의 기원 전분 말토올리고당, 이소말토올리고당 등 설탕 프락토올리고당, 라피노오스, 스타키오스 등
원료 올리고당 전분 말토올리고당, 이소말토올리고당 등 설탕 프락토올리고당, 라피노오스, 스타키오스 등 유당 갈락토올리고당, 락툴로오스 등 자일란, 만난, 자일로올리고당 , 만노올리고당, 키틴, 키토 산 키틴/키토산 올리고당 등

38 올리고당의 기능성 1) 저열량 감미료 난소화성 올리고당은 큰창자에서 비피더스균과 같은 유익균에 의해 발효되어 아세테이트, 프로피온산, 낙산(butyric acid)과 같은 휘발성 지방산으로 전환되어 일부 흡수된다. 난소화성 올리고당은 다이어트 식품, 당뇨환자의 저열량 감미료로 사용

39 2) 정장작용 큰창자 - 500종, 100조 마리의 미생물 서식 유아기 - 미생물의 95%가 비피더스균
유아기 - 미생물의 95%가 비피더스균 나이가 들어가면서 %로 감소, 유해 장내세균과 유 해물질 증가 올리고당 용액 15일간, 15 g 섭취 시(순수 올리고당 3 g) – 변의 비피더스균 증가, 배변시간 단축, 변의 색변화, 장의 연동운동 촉진으로 변비해소 등 장 기능 개선됨 · 장내 발효산물인 단쇄 지방산과 젖산이 장내의 산도를 낮추어 비피더스균이 증식하기 좋은 환경 만듬

40 · 혈액의 중성지질과 콜레스테롤 함량 감소 효과
3) 지질대사 개선 · 혈액의 중성지질과 콜레스테롤 함량 감소 효과 · 고콜레스테롤 식이 흰쥐 간의 HMG-CoA reductase 활성조절과, UDP-glucuronyl transgerase 활성 증가로 간조직 및 혈중의 중성지방과 콜레스테롤 함량을 감소시킴 · 체내 콜레스테롤의 흡수, 합성, 배설기전을 조절하여 혈액 및 간 조직의 지질대사 개선

41 4) 무기질 흡수 증진 · 칼슘, 인, 철분, 구리, 아연, 마그네슘 등의 흡수 증진
· 발효에 의해 생산되는 단쇄지방산에 의해 큰창자의 pH가 낮아져 장내 무기질의 용해도 증가 · 낙산이 장세포의 증식을 촉진해 무기질의 흡수면적을 증가시키고 장점막에서는 CaBP(calcium binding protein) 합성을 촉진시켜 칼슘 흡수를 도와줌 · 칼슘과 마그네슘을 축적하여 골밀도를 높이고 노화로 인한 골질환에 대한 예방효과 · 페경기 여성의 골질환 개선효과

42 5) 충치 예방효과 · 충치세균이 불용성의 글루칸을 합성하여 치아에 부착 · 점착성 물질이 다시 충치세균에 의해 유기산으로 변해 치아의 에나멜질을 탈회함으로서 충치 발생 · 올리고당은 구강 구균의 생육에 이용되지 않음 · 글루칸이 합성되지 않아 산 생성 억제됨

43 6) 식품 품질 향상 · 식품에 첨가 시 물성과 조직감이 달라지지 않음
· 식품에 첨가 시 물성과 조직감이 달라지지 않음 · 물엿 대신 사용할 수 있으며 음식에 윤기와 부드러움을 줌 · 수분 흡수능력이 우수하여 식품에서 보습제 기능을 함 · 수분활성을 저하시켜 미생물의 생육을 저지하여 식품의 저장성을 향상시킴 · 마이얄반응에 의한 갈변방지로 가열처리 가공식품에 사용 가능

44 올리고당의 기능성 식품학적 기능성 감미료, 보습성, 수분활성도 증진, 안정제(향미, 색) 건강기능성
난소화성, 난충치성, 비피더스균의 증식효과, 혈중 지질 및 혈당 개선효과

45 올리고당의 종류 1) 대두 올리고당 · 스타키오스, 라피노오스 형태로 콩류, 면실, 사탕무 등의 종자와 뿌리에 함유
· 대두 단백 제조 과정에서 얻어지는 콩 whey 로부터 분리, 정제하여 제조 · 비환원성, 비소화성 · 감미도 설탕의 70% · 큰창자에서 비피더스를 선택적으로 증식시킴 · 식약청 개별인정형 건강기능식품 ·적정량은 스타키오스와 라피노오스를 합한 양으로 2-3 g

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47 2) 프락토올리고당 · 1-3개의 과당이 결합된 구조
· 1-3개의 과당이 결합된 구조 · 치커리, 양파, 아스파라거스, 우엉, 벌꿀 등에 함유되어 있으나 함량이 낮아 효소적 방법으로 생산 · 일본 - 무기질의 흡수 증진을 위한 프락토올리고당 음료가 개발 시판 · 감미도는 프락토올리고당은 설탕의 30%, 시럽은 60% · 개별인정형 건강기능식품 - 장내 비피더스균 증식 및 장내 유해균의 성장 억제효과, 장운동 개선, 칼슘흡수 증진 등의 표시 가능

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49 3) 갈락토올리고당 · 유당에 갈락토오스가 1-4개 결합 · 3당류가 주성분
· 6‘-galactosylactose 형태로 초유와 모유에 함유 · 고농도 유당액에 미생물이 생산하는 β-galactosidase에 의해 갈락토오스 전이반응으로 갈락토올리고당을 생산 · 감미도는 설탕의 40% · 내산성과 내열성이 우수해 분유와 음료에 사용

50 갈락토스 유당 갈락토올리고당

51 4) 이소말토올리고당 포도당 α-1,6 결합의 이소말토스 (isomaltose), 이소
말토트리오스, 이소말토테트라오스가 주성분인 분지 올리고당 된장, 간장, 청주 등에 미량 함유 포도당에 효소(glucoamylase)를 작용시키거나, 전분 을 α-amylase, β -amylase 및 transglucosidase 등의 효소를 이용하여 제조 가격이 저렴하여 음료, 유제품, 스낵, 제빵 등에 이용

52 물엿이나 설탕에 비해 보습성이 우수하고 부드럽고 순
한 단맛 전체 올리고당 수요의 반을 치지 감미도는 설탕의 50% Bifidobacteria나 Lactobacilli 의 증식 증가 유해균 성장 억제 배변활동 개선 정장작용은 다른 올리고당들에 비해 다소 떨어짐 식약청 개별인정형 식품 - 장내유익균의 증식과 유해 균의 억제와 배변활동에 도움을 줌(2005년 6월)

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54 5) 말토올리고당 포도당 3-10개가 α-1,4 결합으로 연결된 직쇄 올리고당 주성분은 말토트리오스, 말토테트라오스 등
분지결합이 없어 달리 정장작용이 없다. 소화 흡수속도가 포도당보다 더 빠르다. 스포츠 드링크나 소화기관이 약한 환자용 식품개발에 이용 저감미, 저점도, 전분의 노화방지, 보습성 - 냉동 빵생지, 냉동식품, 제과제빵, 앙금, 두유제품 등에 물성개선 목적으로 사용

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56 <난소화성 올리고당은 한번에 다량 섭취하면 일시적인 설사증세가 있다>
작은 창자와 큰창자에 난소화성 올리고당이 존재하면, 삼투압에 의해 수분이 보유되기 때문이다 1-2주간 섭취량을 서서히 증가시키면 장내세균이 적응하여 과다하게 존재하는 당을 더욱 빠르게 분해한다. 0.3 g/kg(체중)이 최대 허용섭취량 올리고당 함유 식품 - 음료수, 과자, 캐러멜, 초콜릿, 쿠키, 빵, 아이스크림, 잼, 젤리, 요쿠 르트, 케이크 등 무설탕 제품에 사용

57 시판 올리고당의 종류 큐원 제품 목록 프락토올리고당 – 썬올리고, 엑스리고(수출용) 이소말토올리고당 – 썬올리고 M500
갈락토올리고당 – 썬올리고 L500 말토올리고당 – 썬올리고 T500

58 기타 소당류 라피노오스(raffinose) : 갈락토오스-포도당- 과당 (삼 당류)
젠티아노오스(gentianose) : 포도당- 설탕 (삼당류) 스타키오스(stachyose) : 갈락토오스-라피노오스 (사당 류), 면실, 대두

59 다당류 (polysaccharide) 단당류들이 결합. 생명체에서 구조와 영양 역할 저장다당류 : 전분, 글리코겐
구조다당류 : 섬유소 단순다당류 : 한 종류의 당으로 구성 (전분, 섬유소) 복합다당류 : 다른 종류의 당으로 구성 (펙틴)

60 전분(starch) 1) 아밀로오스(amylose) ① 포도당이 α-1,4 결합한 것. 전분의 15-30%
② 비환원말단과 환원말단이 있음 ③ 입체적인 구조는 α-helix 형태(나선형) ④ 포접화합물 형성 (예: I2(요오드)와 포접화합물 형성 ⇒ 청색) 아밀로스의 함량 감자전분 > 25% 타피오카전분 > 17% 옥수수전분 > 25% 밀전분 > 30% α-glucose (α1,4 bonding)

61 2) 아밀로펙틴(amylopectin) ① 나뭇가지 모양(곁가지, branch)
② α-1,4 α-1,6 결합 가짐 ⇒ α-1,6 결합이 가지 형성 ③ 아밀로오스 보다 분자량이 큼 ④ 포접화합물을 형성하지 않음 (요오드와 반응 시 자색)

62 3) 전분가수분해 효소 ① α-아밀라제(amylase) : 무작위적으로 전분의 α-1,4 결합을 분해.
② β-아밀라제 : 전분의 비환원 말단서부터 maltose 단위로 α-1,4 결합 을 가수분해 α, β-아밀라제 모두 아밀로펙틴의 α-1,6 결합은 분해하지 못함 ③ 글루코아밀라제(glucoamylase) : α-1,6 결합도 분해 ※ β-한계 덱스트린(dextrin) : 아밀로펙틴을 β-amylase로 처리하였을 때 분해되지 않고 남은 부분

63 4) 전분의 호화 생전분에 물과 함께 가열 시 전분입자의 구조 붕괴되고 끈기와 탄력성의 반고체가 되는 현상 (젤화, 젤라틴화)
제1과정: 수화(hydration). 전분에 물분자가 흡수. 전분의 형태 유지됨(전분입자간의 수소결합). 가역적. 제2과정: 전분입자의 현탁액 온도 상승에 따라 전분내 수소결합이 절단. 결정성 구조(미셀, micelle)가 붕괴. 수분흡수와 부피가 늘어남 (팽윤, swelling). 제3과정 : 최고 팽윤을 지나 전분입자가 형태를 잃고 완전 붕괴. 졸상태(sol). 투명한 교질용액 냉각 sol(액상) → gel(반고체)

64 5) 전분의 호화에 영향을 주는 요인 ① 전분의 종류 : 아밀로오스 함량이 많은 전분은 호화가 잘 됨
② 전분의 수분함량 : 수분이 많을수록 잘 일어남 ③ 전분 현탁액의 pH : 알칼리성에서 팽윤과 호화 촉진 ④ 염류의 종류 : 음이온은 팽윤제 작용일 강함(OH-. CNS-, I, Br-, Cl-), 황산염은 제외(SO4-2)

65 6) 전분의 노화 7) 노화에 영향을 주는 요인 ① 건조 등에 의해 호화전분의 일부가 미셀을 형성하는 현상
② 노화는 주로 아밀로오스에 의해 일어남 7) 노화에 영향을 주는 요인 ① 전분의 종류 : 밀, 옥수수 전분은 노화 잘 됨 ⇒ 아밀로오스 함량이 많기 때문 찹쌀, 감자, 고구마 전분은 노화 잘 안됨 ⇒ 아밀로펙틴 함량이 많기 때문 ② 수분함량 : 수분함량 30-60%에서 노화가 잘 일어남 60%이상, 30%이하에서는 노화가 잘 안 일어남 ③ 온도 : 온도가 낮을수록 노화가 잘 일어남 냉동된 후에는 노화가 잘 안 일어남

66 ④ pH : 중성 pH 노화에 별 영향 없슴. 알칼리에서도 노화는 잘 안 일어남. 산성조건에서는 노화속도 증가 ⑤염류 : 양이온성 물질 (Ca+2, Na+ 등)은 노화 방지 황산염(MgSO4)는 노화 촉진

67 8) 노화 억제 방법 ① 수분함량 조절 : 수분함량을 10% 이하로 조절(비스켓, 건빵, 라면 등)
② 냉동에 의한 조절 : 호화전분 상태로 동결시키면 노화가 일시적으로 방지됨 ③ 설탕 첨가 : 고농도의 설탕은 탈수 효과를 나타내 노화가 방지됨 ④ 유화제 사용 : monoglyceride 등의 유화제는 결정형성 방지하여 노화억제

68 4. 식이섬유 1) 정의 ① FDA/WHO : 인체 내 소화효소로 분해되지 않는 식품소재로서, AOAC 공정분석법에서 정한 섬유소 정량법으로 정량 가능한 성분 ② 미국학술원(2002) : 식물체에 함유된 난소화성 다당류와 리그닌이며, 기능성 섬유소는 인간에게 유익한 생리적 성질을 가진 난소화성 다당류로 식품소재로부터 추출된 형태

69 2) 식이섬유의 종류와 급원 식이섬유 주성분 급원

70 · 장에서의 용해도로 불용성과 수용성으로 분류
가) 불용성 식이섬유 특징 : 장내 미생물에 의해 쉽게 발효되지 않고. 변 의 양 증가와 연동작용을 도와주어 배변을 부 드럽게 함 ① 셀룰로오스(cellulose) · 포도당이 β-1,4결합의 고분자 탄수화물 · 식물 세포벽에 존재 · 느린 속도로 장내 미생물에 의해 분해

71 ② 헤미셀룰로오스(hemicellulose)
· 식물세포 세포벽 성분, 과채류의 독특한 질감을 주는 복합다당류 · 자일로글루칸, 아라비노자일란 · 분자량은 섬유소의 절반 정도 · 알칼리에 잘 녹음 · 중조에 의해 가수분해되어 식물조직의 연화를 일으킴 · 헤미셀룰로오스를 효소처리하여 얻은 아라비녹시란(arabinoxylan)은 면역력 증가 물질

72 ③ 리그닌(lignin) · 페닐계의 중합체, 비탄수화물 성분, 나무 조직, 장내세균에 의해 분해되지 않음 ④ 키틴 · 갑각류 껍질, 오징어, 조개 등 연체동물의 연골, 버섯이나 균류의 세포벽 · 아세틸 글루코사민이 5,000개 이상 결합, 소화, 흡수되지 않음

73 ③ 난소화성 덱스트린(indigestible dextrin)
② 검류(gum) · 해조류, 일부 육상식물 및 미생물에 존재하는 다당류 · 출처에 따라 분자구성과 물리화학적 성질이 다르다 · 점증제, 겔 형성제, 안정제, 결합제 등으로 가공식품에 사용 · 난소화성 다당류로 장내미생물에 의해 빠르게 분해됨 ③ 난소화성 덱스트린(indigestible dextrin) · 감자, 옥수수 등의 전분으로부터 만든 수용성 식이섬유 · 일본에서는 천연물로, 미국 FDA에서는 그라스물질(GRAS substance: Generally Recognized as Safety, 일반적으로 안전하다고 인정되는 물질)로 인정

74 ④ 폴리덱스트로스(Polydextrose)
· 화학적으로 합성한 식이섬유 ⑤ 키토산 · 키틴의 N-deacetyl 화합물의 총칭

75 3) 식이섬유의 기능성 가) 체중감량 ① 입안의 저작작용을 자극하고, 침과 위액분비 촉진 ② 수용성 식이섬유는 위에서 많은 양의 수분을 흡수하여 겔을 형성함으로써 음식물이 위에 체류하는 시간을 연장시킴. ➡ 포만감으로 과식을 하지 않게 함 ③ 작은창자 내에서 보수성, 양이온 교환성, 겔 형성력, 흡착성 등으로 열량소 흡수를 지연 시킴

76 ① 콜레스테롤은 작은창자의 가장 위쪽에서 흡수됨 ② 수용성 식이섬유가 콜레스테롤을 둘러싸서 흡수를 어렵게 함
나) 혈청 콜레스테롤 저하 효과 ① 콜레스테롤은 작은창자의 가장 위쪽에서 흡수됨 ② 수용성 식이섬유가 콜레스테롤을 둘러싸서 흡수를 어렵게 함 ③ 담즙산의 재흡수 저해, 배설증가➡ 담즙양 감소➡ 부족한 담즙 생성을 위해 혈청 콜레스테롤 사용 ➡ 혈청 콜레스테롤 수준이 떨어짐 ④ 수용성이 불용성 식이섬유보다 혈청 지질 수준을 낮춤

77 다) 혈당조절 관계 ① 인슐린 비의존성 당뇨환자 : 혈당이 높음 ➡ 인슐린 분
비가 많아지고 인슐린에 대한 반응성이 낮아져 고혈당 상태 유지 ➡ 더 많은 인슐린의 분비를 요구하는 악순 환 거듭 ② 섬유소의 점성으로 당과 전분의 소화, 흡수가 지연되어 급격한 혈당 상승 방지 ③ 혈당 증가 시 과도한 인슐린 분비 방지 ④ 말단세포의 인슐린에 대한 반응이 높아짐 ➡ 인슐린 의존도를 낮춰 당뇨환자들의 혈당조절이 쉽게 이루어짐

78 라) 큰창자에서의 효과 ① 식이섬유의 종류와 섭취량이 변의 부피와 배설시간에 큰 영향을 줌
② 불용성 식이섬유는 대변용적을 증가시키고 큰 창자 운동을 촉진하여 변비 예방효과 ③ 식이섬유를 적게 섭취하면 변의 양이 적어짐 ➡ 변이 장내 에 오래 머물러 수분이 제거됨 ➡ 변이 딱딱하게 됨 ④ 큰창자 내 음식물 찌꺼기들은 장내 박테리아들에 의해 유해성분으로 변하여 장 건강에 좋지 않은 결과를 초래 ⑤ 식이섬유를 충분히 섭취하면 장내 유해물질 생성을 억제 하며, 이들의 배설을 촉진하여 유익한 장내세균이 증식

79 마) 큰창자에서의 섬유소의 발효 ① 대장균에 의한 혐기성 발효를 위한 기질 제공
② 섬유소의 발효로 변의 양이 늘어나고, 발생된 가스는 장의 연동운동을 촉진 ③ 발효산물인 acetate, propionate, butyrate와 젖산은 장내 산도를 낮추어 비피더스균의 증식, 병원균의 생장억제, 무 기질의 흡수증진 등의 생리적 효능을 나타냄 ④ 단쇄지방산은 대사되어 소량의 열량을 냄 ⑤ 낙산은 장세포가 선호하며 장의 건강에 유익한 발효산물 ⑥ 발효되지 않는 섬유소는 0 kcal/g, 발효된 섬유소는 약 2 kcal/g의 열량을 냄

80 바) 장내 유익균의 증식 사) 식이섬유와 대장암 발생 관계
① 노년기엔 비피더스균 감소, 웰치균(welch's bacillus) 등의 유해균 증가로 노화 촉진됨 ② 소화되지 않고 큰창자로 이동된 식이섬유는 유익한 균의 증식을 도움 사) 식이섬유와 대장암 발생 관계 ① 수용성 특히 불용성 식이섬유가 발암물질을 제거하여 대장암 발생 위험을 감소시킴 ② 식이섬유의 발효산물인 단쇄지방산이 발암 억제

81 4) 식이섬유 함량은 식품의 종류와 조리, 가공방법에 따라 다양
① 하루 야채 섭취량은 g가 이상적 ② 부피를 줄인 형태로 섭취하면 섭취량을 늘릴 수 있슴 ③ 과일이나 채소를 즙, 주스로 가공하는 과정 중 많은 식이섬 유소가 빠져 나감 ④ 백미 한공기에는 0.2 g의 적은 양의 식이섬유가 들어 있으 나 현미, 보리와 같은 잡곡을 섞으면 식이섬유의 함량을 늘릴 수 있슴 ⑤ 채소, 콩비지, 곤약, 한천 등으로 만든 음식을 섭취하면 열량 을 적게 내면서 많은 양의 식이섬유소를 섭취할 수 있어 체 중감소와 이에 따른 변비현상을 방지할 수 있다.

82 5) 식이섬유의 섭취량 ① 세계보건기구 : 총 섭취 열량의 50-70%를 복 합당질로 섭취하고 식이섬유질을 비 전분 다당 류로 g/1일 혹은 총 식이섬유질로 27- 40 g 섭취할 것을 권장 ② 미국 식품의약품안전청과 미국 영양사 협회 : 1일 g 권장 ③ 한국영양학회(2005) : 약 g /1일 권장

83 표 2-6

84 6) 섬유질의 과다 섭취 ① 과다 섭취 시 무기질과 킬레이트 화합물을 형성 ➡ 칼슘, 아연, 마그네슘 등의 흡수가 저해되고 배설 이 촉진되어 무기질 결핍이 일어날 수 있다. ② 노약자나 영양이 불량한 성장기 어린이의 경우 섬 유소의 과량 섭취를 피해야 한다.

85 7) 식이섬유 함유 식품 가) 곤약 ① 주성분은 비소화성 다당체인 글루코만난이 50-60%,
전분 20-30%, 조단백질 5-10%, 수용성 당질 3-5% ② 산성액과 중성액에서 물을 흡수, 물을 흡수한 반응액 을 알칼리에 넣으면 반고형의 겔로 변함 ③ 분자량은 100만 - 200만 dalton ④ 저열량식품(1 kcal/g) ⑤ 소화되지 않고 장에 부드러운 자극을 주어 통증없이 배설을 돕는다.

86 ⑥ 대장균에 의해 분해, 생성되는 단쇄지방산이 큰창자의 연
동작용을 증진시킨다. ⑦ 포만감을 주고 변비를 예방하므로 다이어트 권장 식품이다. ⑧ 한국인에게 부족하기 쉬운 칼슘을 보충할 수 있다. ⑨ 글루코만난은 장액의 점도를 높여 음식물에 함유된 성분의 흡수를 저해하여 혈중 포도당 과 콜레스테롤 수준을 낮춤 ⑩ 장에서 포도당 흡수를 저해하여 당뇨환자의 혈당조절에 효과적 ⑪ 글루코만난은 장에서 콜레스테롤과 콜린산의 흡수를 저해, 배설시켜 혈중 지질의 수준을 낮춘다.

87 나) 저항전분(resistant starch, RS)
① 작은 창자에서 소화, 흡수되지 않고 큰창자까지 도달 하는 난소화성 전분 ② 보수성이 낮고 맛과 색이 없으며 식감이 연함. 제과, 제빵 제품이나 아침식사용 시리얼, 스낵제품, 영 양바 등에 널리 이용될 수 있다. ③ 저항전분의 형태 · type I :곡류나 종자처럼 포장되어 있어서 소화효소의 물리적 접근이 불가능한 전분 · type II : 날감자, 초록색 바나나에 생 전분립 형태로 존 재 · type III : 가열, 호화 후 냉각된 감자, 빵, 콘플레이크에 존재하는 노화 또는 재결정화된 아밀로오스 · type IV : 화학적으로 변형시킨 전분 중 소화효소에 의 해 가수분해가 안되는 변성전분

88 ④ 생리적 효능 · 장내균에 의해 발효되어 낮은 수준의 가스를 형성 · 유산균과 비피더스 균의 생장인자로 작용하며 병원성 세 균의 증식을 억제 · 비전분 다당류보다 많은 낙산염을 발생하여 대장암 발생 의 위험을 감소시킴 · 설사증상 감소, 대변량을 증가시켜 변비 완화 효과 · 정상전분을 저항전분으로 대체하여 포맘감을 주면서도 열 량이 낮은 식품을 제조하는데 사 용할 수 있다. · 정상적인 전분 또는 당질보다 혈당지수가 낮아 당뇨 환자용 식품에 사용할 수 있다.

89 전분의 응용

90 변성전분 천연전분을 목적에 맞게끔 화학적, 물리적 또는 효소적으로 처리한 전분의 총칭
전분을 화학적으로 또는 효소로 처리하면, 호화전분 용액의 투명도·접착성·안정성, 점도 등의 물성이 개선 덱스트린·산화전분·산소처리전분·알파(α)전분·전분유도체 등 고점성·저점성, 또는 수용성 성질 구현 식품의 점성 증가와 안정을 위한 증점제·점도안정제, 저온 저장했을 때의 열화방지제․보수제 등 폭넓게 사용 산처리(acid thinning), 덱스트린화(dry acid thinning), 산화 방법, 가교(cross-linking), 치환(substitution) 등

91 변성전분의 종류 1. 산처리 전분(acid modified starch, thin boiling starch)
- 전분입자내의 결합이 파괴되어 입자구조가 약해진 변 성전분으로 천연천분에 비하여 점도가 낮음 - 가온시 점도는 떨어지고 저온에서는 강한 gel 형성 - 주로 제과용 원료로 사용 2. 산화전분(oxidized starch) - 산화제로 처리하여 제조 - 천연전분 구조를 유지하여 찬물에는 녹지 않음 - 안정성을 가진 sol을 형성하여 gel화 성질이 적음 - 노화 방지 및 낮은 점도 유지하고자 하는 식품에 적당

92 변성전분의 종류 3. 덱스트린류(dextrins) - 천연전분에 물을 가하지 않고 160℃ 이상으로 가열하여 만든 변성전분
- 분자량이 천연전분보다 적으며 효소작용 용이 - 점도가 낮고, 겔화 경향은 없음 - 츄잉껌과 초콜릿의 코팅, 축산가공식품의 원료로 사용 4. 가교전분(cross-linked starch) - 천연전분의 -OH group과 작용할 수 있는 화합물을 반응 시켜 서로 가교화시킨 전분 - 천연전분보다 점성이 높고 고온에 저항성이 강한 편 - 가교결합수가 클수록 수화가 어려움 - 노화가 잘 일어나지 않으며 낮은 온도에서나 냉동, 해동 조건에서도 안정성이 큼

93 변성전분의 종류 5. 호화전분(pregelatinized starch, α화전분, 즉석전분)
- 전분을 호화시킨 다음 드럼건조기로 건조한 전분 - 냉수에 쉽게 분산되며 가열 없이도 사용할 수 있음 - 천연전분보다는 점성이 낮고 거칠며 불투명한 겔을 형성 6. 기타 변성전분 - pearl 전분: 77℃에서 약 22시간 건조한 것 - 결정전분(crystal starch): 생전분을 입방체의 틀에 단단 하게 채워 1시간 건조시켜 분쇄하여 만든 것 - 분말전분(powdered starch): pearl starch를 분쇄한 것 - 덩어리전분(lump starch): powdered starch를 증기와 고압으로 처리한 것

94 저항전분 건강한 사람의 위장관에서 소화되지 않으나 장내 세균 에 의해 분해되는 전분과 전분 분해산물
RSⅠ: 도정된 낟알이나 종자와 같이 물리적으로 효소의 접근이 어려운 것 RSⅡ: 호화되지 않은 생전분으로 감자, 바나나, 고아밀 로오스 옥수수전분 등 RSⅢ: 식품가공의 결과로 호화된 전분이 노화되어 형성 된 것 RSⅣ: 화학적으로 변성시킨 전분

95 덱스트린 전분을 산·열·효소 등으로 가수분해시킬 때, 전분에서 맥아당에 이르는 중간단계에서 생기는 여러가지 가수분해 산물을 총칭 전분을 약간 분해한 고분자량에서 요오드-녹말반응을 보이지 않는 저분자량의 것까지 넓은 범위의 것과 이를 농축·건조 등의 방법으로 가공한 것 가용성 전분도 덱스트린의 일종 찬물에 완전히 녹고 점성도는 낮음

96 난소화성 말토덱스트린 옥수수전분을 열과 효소로 처리해 만들어지는 성분 건강기능식품소재로 인정(정장작용 및 혈당조절 기능)

97 싸이클로 덱스트린 전분에 전이효소(Cycloamylose glucano transferase : CGT-Ase)를 작용시켜 생성 포도당 6∼12개가 환상결 합된 특수한 구조를 가진 환상(Ring) 말토올리고당 포접에 의한 탈취 및 고미 제거 등의 맛개선 효과

98 이눌린 다양한 식물들이 가지고 있는 에너지 Fructan라는 성분군에 속하는 탄수화물 이눌린과 올리고당은 일반 과일
이나 야채에 풍부히 함유 난소화성 및 정장기능(Prebiotic) 칼슘흡수 촉진

99 5. 이눌린 β-1,2 결합으로 연결된 비소화성 과당의 중합체 2) 국화, 도라지과의 식물에 전분 대신 함유됨 3) 상업용 이눌린은 치커리 뿌리로부터 추출, 정제되 어 스프레이 건조된다. 4) 효소적 가수분해에 의해 프락토올리고당을 생성

100 뚝감자

101 5) 이눌린의 생리적 기능 ① 난소화성(indigestible) · 상부 소화관에서 소화되지 않는 수용성 식이섬유 · 큰창자에서 박테리아 발효작용에 의해 짧은 사슬의 지방산과 lactate를 생성 ➡ 일부가 흡수되어 kcal/g의 저열량을 냄 ② 장기능 향상 · bifidogenic, prebiotic(정장기능) 효과 · 배변횟수 증가, 변비완화 및 결장암 예방에 효과적

102 ③ 대사성 질환 관리 : 당뇨환자의 식사에 적합 ④ 칼슘 흡수 증진 · 발효결과 장내 pH가 저하되어 칼슘의 가용성을 높이고 수동적 흡수과정이 향상되어 칼슘 흡수 촉진 · 15 g/일 가수분해된 이눌린 섭취 - 칼슘흡수가 26 % 증가 4) 지방과 당의 대체물로 사용 · 요쿠르트, 아이스크림, 음료, 제과, 제빵 등에 사용 · 요쿠르트에 첨가한 결과 물성과 질감이 개선, 장내 유익한 미생물의 증식이 촉진 5) 적정량 섭취하면 장에 무리가 없다 · 과다 섭취시 가스가 차고 복부가 팽만, 설사가 간혹

103 6. 폴리덱스트로스 · 솔비톨, 시트르산을 촉매로 하여 포도당을 무작위 로 결합시켜 만든 합성 화합물 · 소화되지 않고 큰창자에 도달하여 식이섬유와 유 사한 작용함 · prebiotics로 작용하여 큰창자 내에서 유익한 균의 증식을 도움 · 혈당을 높이지 않음 · 다른 식이섬유에 비해 냉수에도 잘 녹고 점도가 낮아 음료수에 첨가하여 마시는 샐러드로 시판됨 · 빙점강하가 적어 아이스크림 및 빙과류 제조에 이 용

104 · 2-amino-2-deoxy-D-glucopyranose(D- glucosamine, GlcN),
7. 아미노당과 뮤코다당, 단백관련 기능성 식품 1. 글루코사민 아미노당 · 2-amino-2-deoxy-D-glucopyranose(D- glucosamine, GlcN), · 2-acetylamino-2-deoxy-D-glucopyranose(D- acetyl glucosamine, GlcNAc) Glucosamine

105 2) 출처 ① 생체 내에서 글루코오스 대사에 의해 만들어지 거나 복합 당질에서 분리, 절단되어 만들 어지는 것으로 알려짐
② 키틴, 세균 세포벽, 동물의 연골이나 피부를 구 성하는 뮤코다당 등 다당류 성분으로 분 포 ③ 사람의 혈액이나 점액 속에 글루코사민과 결합 한 단백질이 다량 함유됨 ④ 키틴을 산 또는 효소로 가수분해하고 분리, 정제 하여 얻음

106 4) 글루코사민은 체내에서 빠르게 흡수, 대사된다 ① 경구섭취 후 1시간까지 위, 작은창자에 존재
② 4시간 후 ➡ 소화관, 이(췌장), 지라(비장), 간, 신장, 연골, 피부조직 등에도 존재 ③ 60 % 에너지원, 2 % 요, 변으로 배출 20 %가 체내의 결합조직, 연골조직, 피부조직에 존재하는 글루코사민이나 proteoglycan 등의 구성물질이 됨

107 5) 글루코사민은 골관절염 증상을 완화시킨다 ① 체내에서 윤활작용을 하는 프로테오글루칸류 의 전구물질로 작용 ② 노령으로 인한 몸의 유연성 감소, 관절염 등의 노화현상 방지 목적으로 이용 ③ 정상적인 연골 생성을 촉진, 손상된 연골에 영 양을 주어 원상으로 돌려 놓는 역할 ④ 관절기능 향상, 통증 완화 ⑤ 모든 관절질환에 유효하거나, 치료효과가 있 다는 것은 과장. 보조수단

108 6) 글루코사민의 기능 ① 홍어, 가오리, 상어연골, 마른해삼, 홍합, 우렁, 달 팽이, 돼지족발, 도가니고기 ② 1일 1500 mg 이상 섭취해야 효과, 콘드로이틴황 산, 항산화비타민과 함께 섭취해야 효과 ③ 부작용이 거의 없으나 윗배에 통증과 압박감, 가 슴앓이, 설사, 구토, 복부가스증가, ④ 동물실험에서 인슐린 저항을 악화할 가능성 있슴 ⑤ 당뇨환자는 사용 시 주의 필요

109 홍어 가오리 우렁이

110 2. 키틴질 ① 갑각류 껍질, 버섯 등 진균류 세포벽 등에 함유(뮤코당)
② 난소화성, 분자량에 따라 키틴, 키토산, 키토올리고당으로 분류 종류 가) 키틴(봉투를 의미) ① N-아세틸글루코사민이 β-1,4 결합으로 연결, 5,000개 이 상 결합 ② 인체내에서 소화, 흡수되지 않음

111 나) 키토산 ① 키틴의 탈아세틸 화합물의 총칭 ② 물에 녹지 않으나 개미산, 초산, 젖산, 아스코르빈산 등의
유기산에 녹아 점조성 용액이 된다. ③ 지방이나 콜레스테롤을 흡착, 배설, 항균작용 ④ 식품첨가가 어렵다. 캡슐형태의 건강기능식품 제조에 이용

112 다) 키토올리고당 ① 분자량 200 - 3000사이의 저분자 키토산 ② 키토산을 산, 효소로 가수분해하거나 효소의 역반응 등에
의해 제조 ③ 콜레스테롤 흡착, 항균작용, 유산균 증식에 활용 ④ 분자량이 작아 물에 용해되기 쉬워 식품소재로 이용됨 ⑤ 리파아제 일부, 셀룰라아제 일부가 키토산의 연결을 끊음 ⑥ 초음파 이용, 유기용매 이용하여 제조

113 2) 생리적 기능 가) 혈중 콜레스테롤 저하작용 ① 키토산의 아민기가 음이온의 담즙산과 이온결합을 하여 담즙
산의 배출을 증가시킴 ② 배설된 양만큼 담즙산의 생합성이 필요하게 되어 체내의 콜 레스테롤이 사용되어 혈액 내 콜레스테롤 농도가 감소 ③ 음전하를 가진 지방구 주위에 집합막을 생성하여 지방 흡수 방해 ➡ 콜레스테롤의 장내흡수가 억제되어 혈중 콜레스테롤 농도가 저하 ④ 분자량 5000이상인 키토산이 항콜레스테롤 효과 나타냄 ➡ 동맥경화, 협심증, 심근경색 등 혈액순환 관계 질환 요인 제거

114 3) 키토산의 항균작용 ① 황색포도상구균, Staphylococcus aureus, 대장 균, Bacillus subtilis 등의 부패균에 대해 항균력 ② 증식억제효과를 높이기 위해서는 특정균에 맞는 적정 점성의, 평균 분자량의 키토산 선택이 필요 ③ 키토산의 아미노기가 미생물 세포벽의 음전하와 이온결합을 형성 ➡ 세포막 파괴 ➡ 영양성분의 전달방해

115 마) 과다 섭취 시 지방, 지용성 비타민과 무기질의 흡수 저해
라) 면역기능강화 항암작용 ① 키토올리고당이 암의 개시단계에서 발암물질의 비활성에 관여하는 quinine reductase, glutathuone S transferase, glutathione 생성을 증가시킨다고 보고됨 ② 일본 - 키토올리고당이 암환자의 통증 완화, 면역계 강화(백혈구, 자연살해세포, 대식세포) ③ 키토산의 암 치유효과를 입증할 만한 연구는 부족, 과신 무리 마) 과다 섭취 시 지방, 지용성 비타민과 무기질의 흡수 저해 ① 지용성 비타민과 무기질의 흡수저해 - 키토산의 장기복용 시 비타민 D, E, 무기질 보 충이 필요 ② 성장억제 - 지방의 흡수를 방해함으로서, 지방변의 발생이나 악화 가능성이 있다 * 임신 중에 칼슘과 비타민 D의 흡수저해

116 3. 하이알루론산 ① 생체 내 proteoglycan을 만드는데 관여하는 점성 다당
② 1934년 소의 눈 초자체(hyaloid)에서 발견 ③ 조직의 치유를 증진시키는 능력 ④ 분자량 60-80만의 거대물질 ⑤ N-acetyl-D-glucosamine과 D-glucuronic acid이 β- 1,4 및 β-1,3 결합한 형태 ⑥ 태반, 분화세포, 관절액, 결합조직, 피부, 눈의 활액 등에 서 생리적, 면역학적 역할

117 ⑦ 세포형태 유지, 외부 손상, 세균감염에 대해 방어기능 ⑧ 높은 점성으로 관절 등의 유연성과 피부의 탄력성 유지
⑨ 관절윤활제로 작용 : 골관절염 - 효소활성 저하로 콜라겐과 프로테오글리칸이 파괴되면서 연골에서 히알뉴론산이 고갈되어 나타나는 통증 ⑩ 피부작용 · 피부에서 수분을 유지시켜 보습과 피부의 탄력 유지 · 표피층과 진피층에 있는 세포간질에 존재하는 천연 보습성분 · 80배의 수분을 끌어 당기는 능력 · 아기의 피부는 히알뉴론산이 많아 보드랍고 촉촉하다. · 연령이 많아질수록 감소 - 주름의 원인 · 자외선에 노출되면 활성산소가 생성되고 진피층에 있는 콜라겐과 히알뉴론산이 감소하여 주름이 생성됨 · 태반, 동물의 눈, 관절, 닭 벼슬에서 추출 · 미생물 발효를 통해 유전공학적으로 생산 · 수분결합능력 좋아 주름살 완화 주입물로 사용

118 4. 콘드로이틴 황산 ① 연골의 주성분으로 N-acetyl-galactosamine, glucuronic
4. 콘드로이틴 황산 ① 연골의 주성분으로 N-acetyl-galactosamine, glucuronic acid, 황산으로 구성 ② 우론산의 종류와 황산기의 결합위치에 따라 A, B, C, D, E 등으로 나뉨 ③ 1개의 단백질 사슬에 수십 개의 콘드로이틴 황산 사슬이 결합

119 ④ 관절 속의 활액이 연골에 머물게 함 ⑤ 연골, 피부, 혈관벽, 탯줄 등 결합조직에 존재 ⑥ 관절 연골에 영양 공급, 물리적 충격과 스트레스를 흡수, 유액이 연골에 머물도록 함 ⑦ 콘드로이틴과 히알뉴론산 단백질 복합체는 관절 연골에 27-43 % 존재하면서 관절에 탄성과 원활성을 주고 관절부를 둘러싸고 있는 인대의 탄성을 유지 ⑧ 감소 시 피부의 노화와 관절의 움직임이 원활치 못함 약 70 %의 생체흡수율 ⑩ 퇴행성 골관절염의 완화를 위한 건강보조식품으로 사용

120 ⑪ 어깨결림, 두통 등에도 부분적 효과 ⑫ 연골파괴효소 작용 억제, 항염작용 ⑬ 연골에 영양분을 공급하는 통로를 차단하는 효소작용을 억제하여 관절통증과 강직을 완화 ⑭ 안구의 각막 보존, 투명도 유지, 각막의 팽화 억제 ⑮ 백내장 수술 시 사용되는 콘드로이틴과 히알뉴론산의 복합체가 FDA로부터 승인됨 ⑯ 각 조직 중에 수분과 영양분을 축적하는 역할 ⑰ 멍게, 홍어, 가오리, 우렁이, 달팽이, 족발, 도가니탕, 상어 연골, 삭스핀, 오징어. 해삼 등 에 존재 ⑱ 달팽이가 특히 많이 함유

121 ⑲ 유의점 - 복부 가스가 차거나 대변이 물러지는 증상이 있슴
· 1일 1200 mg 복용 권장, 2개월 이상 복용해야 효과 · 혈액응고 방지제 복용 시 출혈을 일으킬 수도 있슴 · 키토산은 콘드로이틴과 결합하여 흡수 방해 가능성 있슴

122 동물성 다당류 - (1) 글리코겐 (Glycogen)
저장 다당류(간) 포도당이 결합(α-1,4 결합, α-1,6 결합), 나뭇가지모양 가지의 길이가 짧음. 가지의 수가 더 많음 ⇒ 물에 불용. 호화, 노화현상 없슴.

123 (2) 키틴(chitin) (3) 히알뉴론산, 콘드로이틴 황산 (4) 헤파린(heparin) 갑각류의 껍질(새우, 게 등)
N-acetyl-glucosamine이 β-1,4 결합한 직선상의 단순 다당류 (3) 히알뉴론산, 콘드로이틴 황산 동물의 탄성조직,, 피부, 결합조직, 관절윤액 등에 단백질과 결합된 상태로 존재 (4) 헤파린(heparin) 세포내 존재 β-글루코사민과 글루쿠론산이 결합 혈액응고 저지작용(항응고작용)

124 해조 다당류 (1) 한천 (agar) 우뭇가사리(홍조류)에서 추출 한천은 1-2% 농도와 30℃에서 gel이 형성됨. 형성된 gel은 85℃이하에서는 녹지 않음 빵, 과자류의 안정제로, 화장품, 약품에 사용. 소화되지 않음. 다이어트 식품. (2) 알진산 또는 알진 미역, 다시마(갈조류) 등에 존재 만뉴론산이 존재 성질은 한천과 유사

125 식이섬유 : 인체에 의해 소화될 수 없는 식물의 부분 : 필수 영양소는 아님 : 무 칼로리로서, 비타민과 무기질도 아님
: 복합 탄수화물 : 인체에 의해 소화될 수 없는 식물의 부분 : 필수 영양소는 아님 : 무 칼로리로서, 비타민과 무기질도 아님 : 인체에 생리적으로 중요한 기능을 수행 : 일일 섭취량 20 – 35g

126 수용성 식이섬유 : 펙틴, 검류, 점액질류 등 : 주로 감귤류, 사과, 감자, 두류, 오트밀, 오트 의 겨 등에 많이 함유 불용성 식이섬유 : 셀룰로스, 리그닌 등 : 주로 밀겨, 통밀, whole grain cereals, 브로 컬리, 당근, 아스파라거스, 배 등에 많이 함 유

127 식이 섬유 그래엄 목사: 그래엄 크래커 켈로그 박사(1870): 캘로그 포스트(1900): 포스트 분류 생리 효과 비만 비만
용해성 만복감 부여 당,콜레스테롤,무기질 흡수 지연 불용해성 장 통과시간 단축, 배변량 증대 →배변 속도와 양 증대 비만 비만 당뇨병 비만 대장암, 동맥경화증: 담즙산 배설 게실증

128 탄수화물의 기능 생리적 기능 인간이 섭취하는 에너지원의 60% 이상은 탄수화물 신체에 에너지 공급
두뇌에 에너지 공급: 두뇌의 유일한 에너지원, 포도당 물리적 기능 식품의 부피와 식감 형성 식품에 감미 부여: 감미료 식품에 색상 부여 식품의 발효

129 탄수화물의 소화 전분---덱스트린----말토오즈----------글루코즈+글루코즈 수크로오즈--------글루코오즈+프락토오즈
단당류 다당류 이당류 전분---덱스트린----말토오즈 글루코즈+글루코즈 수크로오즈 글루코오즈+프락토오즈 락토오즈 글루코오즈+갈락토오즈 타액 아밀라아제 췌장 아밀라아제 소장 말타아제 수크라아제 락타아제

130 탄수화물의 대사 타액 탄수화물 섭취 입 소장 문맥 췌장 탄수화물 효소 간 대장 α-glucosidase 포도당 설탕 유당
팔라티노스 탄수화물 섭취 Amylase 입 전분 소장 Amylase 유당 Lactase 문맥 췌장 갈락토스 포도당 맥아당 과당 Maltase 탄수화물 설탕 팔라티노스 Sucrose 효소 간 Isomaltase α-glucosidase 대장

131 탄수화물의 대사 - 소장 SGLT・・・Sodium-glucose transport proteins
GLUT・・・Glucose Transporter

132 혈당 단식 시 혈당 조절 1단계: 간에서 글리코겐을 포도당으로 분해
2단계: 체단백질이 분해되어 아미노산으로부터 포도당을 합성(포도당 신생합성) 3단계: 체지방을 분해하여 케톤체를 에너지원으로 사용 * 지방으부터는 포도당을 만들지 못함

133 탄수화물의 대사 - 개요 간장 지방 근육 두뇌 등 문맥 혈당 조절 공복시 70～110mg/dL ATP 식후
과당 포도당 간장 Glycogen 혈당 조절 공복시 70～110mg/dL 식후 2hr <140mg/dL ATP Insulin 지방 ATP ATP 근육 두뇌 등 Glycogen

134 Electron Transport Chain
탄수화물의 대사 - 간장 Glucose Glycogen Gluconeogenesis Glycolysis Glucose-6-Phosphate Glucose-1-Phosphate Fructose-6-Phosphate Phosphofructokinase Fructose Fructose-1,6-Bisphosphate Regulated by ATP and Citrate Fructose-1-Phosphate Dihydroxyacetone Phosphate Glyceraldehyde Glyceraldehyde-3-Phosphate Glycerol Phosphoenolpyruvate Glycerol-3-Phosphate Pyruvate ATP Acyl-CoA Acetyl-CoA Citrate TCA Cycle Oxaloacetate Triglyceride Electron Transport Chain

135 탄수화물의 감미도

136 가열에 의한 착색 100℃ 120℃ 설탕 190℃ 160℃ 180℃ 캬라멜

137 마이얄 반응(갈변반응) 바람직한 향미와 색상
> 메일라드 반응은 가열 처리 중 환원당 과 아미노 조성물 사이에서 일어나는 반응. > 이 반응은 "Melanoidin“이라 하는 갈색 물질을 생성. 바람직한 향미와 색상 환원당과 비환원당의 가장 큰 차이 중 하나임. 비환원당 사용 (설탕) 환원당 사용 (팔라티노스) 향미 또한 사용하는 당에 따라 다르다.

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141 탄수화물은 나쁘다!!? Atkins Diet (황제 다이어트) 탄수화물 섭취는 제한 단백질과 지방은 제한하지 않음.
지방축적에 탄수화물이 가장 해롭다는 것임. 관련 쟁점들 충치 유발. 고혈당 유발 비만 유발 대사증후군 유발

142 감미료의 분류 감미료 천연 감미료 당질 감미료 당류 올리고당 비당질 감미료 배당체계 단백질계 합성 감미료 당알콜 - 설탕
포도당 과당 유당 맥아당 자일로스 팔라티노스 에리스리톨 프락토올리고당 갈락토올리고당 이소말토올리고당 대두올리고당 자일로올리고당 라피노스 스타키오스 아스파탐 아세설팜칼륨 수크랄로스 네오헤스페리딘 사카린 알리탐 스테비아 글리시리딘 글리코사이드 소마틴 모넬린 마라큘린 자일리톨 솔비톨 말티톨 만니톨 락티톨 이소말트

143 탄수화물 특성 요약 구분 종류 감미도 에너지 (Kcal/g) 글루칸 합성저해 비피더스 증식 내산 내열성 혈당 상승 억제 설사
유발 일반당 설탕 1.0 3.9 팔라티노스 0.4 ○ 과당 1.3 3.7 포도당 0.7 맥아당 물엿 유당 0.2 자일로스 0.6 올리고당 프락토올리고당 0.3 1.5 당알콜 솔비톨 2.4 만니톨 말티톨 0.8 1.6 락티톨 팔라티니트 자일리톨 에리스리톨

144 일본의 당류 시장(’07) 품목 HFCS 1,159,923 98,593,455 82-100 Corn syrup 718,774
수량(t/y) 금액 (JPY1,000/년) 평균단가 (JPY/kg) HFCS 1,159,923 98,593,455 82-100 Corn syrup 718,774 58,939,468 81-83 Glucose 80,198 11,227,720 Fructose 42,000 12,600,000 300 Trehalose 35,000 10,850,000 Xylose 900 900,000 1,000 Maltose 30,000 6,300,000 Lactose 75,000 26,250,000

145 기능성 탄수화물의 범주 칼로리 저하 치아비우식/충치예방 기능성 부여 치아비우식 (b) 저칼로리 충치예방 당알콜, 고감미 감미료
(a) 무칼로리 (b) 저칼로리 당알콜, 고감미 감미료 치아비우식 충치예방 당알콜, 팔라티노스 기능성 부여 (a) Prebiotic (b) 혈당상승억제 (c) 내장지방 축적억제 올리고당, 식이섬유

146 치아 비우식성 탄수화물 당알콜류 올리고당류 팔라티노스
주로 구강내에서 오래 머무는 제형인 츄잉껌, 하드캔디, 소프트캔디, 젤리류 등에 적용

147 자일리톨 일본의 츄잉껌 시장 JPY100 mil

148 자일리톨 일본의 자일리톨 하드 캔디                                  

149 Coating with maltitol powder
말티톨 Coating with maltitol powder Gum center

150 이소말트 Isomalt

151 일본의 당알콜류 시장(’07) 품목 수량(t/y) 금액 (JPY1,000/년) 평균단가 (JPY/kg)
Hydrogenated corn syrup 80,000 13,200,000 Sorbitol (powder) 3,500 1,050,000 Sorbitol (liquid) 125,000 16,875,000 Maltitol (crystal and powder) 16,000 9,760,000 Maltitol (liquid) 15,000 5,250,000 Isomalt 5,500 2,200,000 400 Lactitol 1,500 1,350,000 Mannitol 1,600 1,600,000 Erithritol 5,000 4,375,000 Xylitol 10,000 8,000,000

152 무/저칼로리 탄수화물 고감미 감미료 에리스리톨 무칼로리 당알콜/올리고당 2.4kcal/g
칼로리 저하가 필요한 다양한 식품에 적용 가능 고감미 감미료는 칼로리는 없으나, 합성의 이미지와 안전성에 대한 검증이 필요하며, 식감과 후미의 개선이 필수적

153 사카린 설탕 대비 500-600배의 감미도. 매우 저렴함. 단점은 “안전성”에 대한 나쁜 이미지.
국내에서는 단무지 등의 제한된 용도로만 사용되고 있음 생산량은 수출량을 포함하여 ton/y.

154 아스파탐 아미노산계 감미료(아스파르트산 & 페닐알라닌). 설탕 대비 200배의 감미도.
국내 수요는 약 100 t/y이지만, 합성 이미지로 인해 수요가 감소하고 있음. 열과 빛에 약한 단점이 있음. 단가는 30,000-40,000원/kg. 세계적으로 미국 >7,000ton, 유럽 >6,000ton으로 전체 20,000tons. 대상, 아지노모도, 뉴트라스위트 등이 경쟁.

155 수크랄로스 기원물질은 설탕. 설탕 대비 600배의 감미도. 고감미 감미료 중 후미가 뛰어나 음료 제품에서 선호되고 있음.
지난 해까지 급속도로 성장하고 있었으나, 최근 합성 이미지로 인해 성장세가 둔화되고 있음. 수요는 약 20 t/y. 영국 테이트앤라일사가 특허로 제법을 보호받아 왔지만, 최근 중국 제조사와 특허 분쟁에서 패소하여, 중국산의 유입이 가속화될 것으로 보임. --- CJ가 최근 중국으로부터 수입 진행 중.

156 아세설팜 칼륨 Aspartame의 열과 빛에 약한 성질을 보완하는 보완적 성격의 감미료. 설탕 대비 200배의 감미도.
일본은 약 200t/y (80%가 음료)의 수요를 가지고 있으나, 국내는 10 t/y 미만의 수요만을 형성. 뉴트리노바와 중국산 제품이 유통 중.

157 스테비아 추출물 가장 보편적인 천연 고감미 감미료. 설탕 대비 50-200배의 감미도.
후미가 좋지 않아, 효소처리 스테비아가 주류를 이루고 있음. 수요는 t/y를 형성하고 있음. 최근까지 FDA에서 승인이 되지 않아, 안전성 문제가 있었으나, 최근 카길사와 코카콜라사에 의해 레바디오사이드가 FDA에서 GRAS로 승인 되어, 향후 주류가 될 것으로 보임. 대평, 케미넥스(말레이지아)가 경쟁 중임.

158 나한과 추출물 기능성을 가지고 있는 유일한 천연 감미료.
혈당 저하, 진해거담, 통변 등의 효능을 가지고 있으며, 장수 이미지로 일본에서는 성공적으로 소개되었음. 단가가 무척 높아, 사용상의 제한이 있음. 후미와 독특한 향취가 있음. 중국산과 미국산이 있으나, 나한과는 중국에서 만 재배되는 특용 식물임.

159 일본의 고감미 감미료 시장(’07) 품목 Saccharin 90 148,500 1,500-1,800 Aspartame 200
수량(t/y) 금액 (JPY1,000/년) 평균단가 (JPY/kg) Saccharin 90 148,500 1,500-1,800 Aspartame 200 1,500,000 6,000-9,000 Stevia 170 1,785,000 9,000-12,000 감초 2,250,000 24,000-26,000 Sucralose 100 6,000,000 60,000 Acesulfam K 2,000,000 9,000-11,000

160 Erythritol 적용 사례

161 Erythritol 적용 현황 - 일본 수량 금액(JPY1,000) 평균 단가(JPY) 5,000 3,375,000
음료 55.0% Table top 9.0% 제과 5% 건강기능식품 10.0% 제약 4.0% 발효유 1.0% 젤리 6.0% 추잉껌 7.0% 일반식품 3.0%

162 “Prebiotic”으로서의 올리고당류
대장에 존재하는 한가지 혹은 제한된 종류의 미생물을 선택적으로 성장 혹은 활성을 촉진하여 인체의 건강에 도움을 주는 난소화성 식품 소재 인체의 소화, 흡수와 흡수 과정 저해; 소화계에 존재하는 장내 균총에 의해 발효; 소화계에서 선택적으로 한가지 혹은 제한된 종류의 미생물의 성장 혹은 활성을 촉진

163 일본의 올리고당 제품들

164 올리고당류의 적용 분야 유제품 빙과 음료 빵 과자 쨈 디저트 기타 샤베트, 아이스캔디 등 식빵, 과장빵, 조정빵 등
발효유, 유산균음료, 조정분유, 아이스크림, 유음료 등 빙과 샤베트, 아이스캔디 등 음료 과즙음료, 식초음료, 커피음료, 홍차음료, 탄산음료, 드링크제, 알콜음료, 분말음료 등 빵 식빵, 과장빵, 조정빵 등 과자 캔디, 쿠키, 비스켓, 스낵과자, 쵸콜렛, 화과자, 양생과자 등 쨈 쨈, 마마레이드 등 디저트 푸딩, 젤리, 바바로아 등 기타 축육가공품, 수산연제품, 반찬, 두부, 봉밀가공품, 식초음료 등

165 일본의 올리고당 시장(’07) 품목 Fructo-oligosaccharides 3,500 1,365,000 390
수량(t/y) 금액 (JPY1,000/년) 평균단가 (JPY/kg) Fructo-oligosaccharides 3,500 1,365,000 390 Lactosucrose 2,000 1,300,000 Isomalto-oligosaccharides 11,000 1,650,000 150 Xylilo-oligosaccharides 600 1,500,000 2,500 Galacto-oligosaccharides 4,000 2,200,000 550

166 일본의 올리고당 시장 （２００６年実績） 총 2.5만톤 100억엔 식품과 개발 2006년12월호에서 인용

167 탄수화물에 대한 새로운 시각 “슬로우 칼로리” 탄수화물의 소화, 흡수 속도를 고려한 새로운 컨셉
단일 혹은 복합 탄수화물의 소화·흡수 속도가 지연되어 혈당관리, 내장지방 축적의 억제, 두뇌기능 강화, 운동시 지구력 증대에 도움을 주는 것을 뜻함

168 무서운 질병; 대사증후군 복부비만, 고혈당, 저HDL콜레스테롤, 고혈압, 고중성지방의 5가지 지표 중 복부비만과 함께 2가지 이상이 기준치를 벗어난 상태 심장병, 당뇨병, 뇌졸증, 고혈압 등의 주요 원인!!! 대사증후군은 “인슐린 저항성”으로부터 유발된다.

169 탄수화물의 대사 - 인슐린 인슐린의 가장 우선적인 기능 중 하나는 포도당을 근육과 지방으로의 흡수를 촉진하여, 식이 포도당의 이용과 저장을 조절한다.

170 인슐린 저항성 근육 세포의 인슐린 저항은 포도당 흡수를 감소시킨다. 고혈당! 고인슐린혈증 췌장 β-cells의 과로 당뇨병

171 인슐린 저항성 OGTT (Oral Glucose Tolerance Test)
당뇨환자 인슐린 저항성 정상인 2 hr 2 hr 2 hr 포도당 섭취 포도당 섭취 포도당 섭취 많은 양의 인슐린이 분비되었다. 하지만, 혈당치는 즉시 감소하지 않았다. 인슐린 분비가 지연되었다. 그리고, 그 양이 적었다. 고혈당 수준이 지속되었다. 인슐린이 즉각 분비되었다. 혈당치가 감소하였다. 혈당치 인슐린치

172 인슐린 저항성의 악순환 근육에서의 포도당 사용 감소 High GI food 혈당치의 급속한 상승 과도한 인슐린 분비
물리적 활동의 감소 인슐린 저항성 내장지방의 축적 간장에서의 FFA 합성 촉진 고인슐린혈증 인슐린 과잉 근육에서의 포도당 사용 감소 인슐린 과잉↑ Adiponectin↓ TNF-α↑ 초기 인슐린 분비의 부족 (유전적 요인) 고GI 식품의 과도한 섭취 혈당치의 불안정화 인슐린 수용체의 반응 감소 혈당 과잉 Before talking about Dr.Kim’s study, I will explain the vicious circle of metabolic syndrome. The origin of this vicious circle is “insulin resistance”. In the state of insulin resistance, the use of glucose in the muscle decreases. Therefore, FFA synthesis is promoted, and accumulation of visceral fat is increased. Overeating and high GI food cause chronic surplus secretion of insulin, and the insulin surplus causes insulin resistance. In addition, visceral fat causes insulin resistance, and so it becomes impossible to break out of the vicious circle. 172

173 대사증후군 진단의 필수 기준 복부비만 중에서도 과도한 내장지방이 문제!!!

174 1. 인슐린 저항성 2. 내장지방의 축적 대사증후군의 진행 심장질환 및 동맥경화 Central obesity
Insulin tolerances 고지혈증 당뇨병 고혈압 심장질환 및 동맥경화

175 (Central obese, hyperlipidemia, high blood pressure, diabetes)
대사증후군과 심장병의 상관관계 Odds rate for coronary diseases 대사증후군 Number of risk factors (Central obese, hyperlipidemia, high blood pressure, diabetes)

176 칼로리 섭취량의 변화(일본) 1950 1960 1970 1980 1985 1990 1995 1999 Calorie (kcal/day) 2,098 2,096 2,210 2,119 2,088 2,026 2,042 1,967 from cereal (%) 75.2 70.6 55.6 48.7 41.2 45.5 40.7 from fat (%) 7.9 10.6 18.9 23.6 24.5 25.3 26.4 26.5 Rice (g/day) 338.7 358 306 226 216 198 168 162 Sugar (g/day) 7.2 12.3 19.7 12 9.9 9.5 243/d 10.2/d 財団法人　心臓財団ホームページ「栄養と体組成、運動・喫煙・飲酒（国民栄養調査から）」より引用

177 BMI 지수의 변화(일본) Men Women （資料）国民栄養調査（厚生労働省）、学校保健統計（文部科学省）

178 미숙아 출생비율의 변화(일본) 対　出生１０００ 平成１５年度児童環境づくり等総合調査研究事業報告書より

179 미숙아의 성인병 발병율 Barker박사는 여성이 과도하게 저체중을 유지할 경우, 향후 일본은 생활습관병 대국이 될 것을 경고!！ FOAD; Fatal Origin of Adult diseases Birth weight　(kg) N Risk odds (95% Cl) ≦2.5 30 13.5 - 2.95 55 9 - 3.41 99 5.2 >3.41 82 1.0 Dr. David Barker

180 탄수화물의 소화과정

181 슬로우 칼로리 소재들 팔라티노스 난소화성덱스트린 L-아라비노스 다당류 분해효소 저해 (타액·췌액내 효소) 없음 α-아밀라제
소당류 분해효소 저해 (소장 쇄자연막 효소) 이소말타제 저해 그외 이당류 분해 효소도 다소 저해 수크랄로스 소장에서의 소화·흡수 천천히 소화·흡수됨 거의 소화·흡수되지 않음 소화·흡수되지 않음 대장에의 영향 Prebiotic 작용 다량 섭취시는 설사 유발 설탕과 동시 섭취시에는 설탕이 Prebiotice 작용 당질 흡수에의 영향 흡수 지연 장관내 이동 속도 지연 포도당은 효과 없음 소화·흡수 억제효과가 있는 당질 대부분의 당질 이당류 이상의 당질 설탕

182 - 병용하는 다른 탄수화물에 의한 혈당 상승 억제
슬로우 칼로리: 팔라티노스 ① [단회 투여] - 병용하는 다른 탄수화물에 의한 혈당 상승 억제 [장기 투여] - 인슐린 저항성 감소 및 내장지방 축적 억제 ② 今日報告させていただくのは、その研究活動の中で明らかになった、パラチノースの二つの新機能です。 一つは、他の糖質による血糖上昇を抑制する機能で、もう一つは長期摂取した場合に、インスリン感受性を高め、内臓脂肪の蓄積を抑えるという機能です。 これらの機能は、生活習慣病やメタボリックシンドロームのリスク因子の改善に関わる機能であり、今後ますます注目される機能であると考えられます。 まず、一つ目の他の糖質による血糖上昇を抑制する機能について説明させていただきます。

183 신체와 두뇌에 에너지 보급을 필요로 하는 식품군
슬로우 칼로리의 응용 분야 신체와 두뇌에 에너지 보급을 필요로 하는 식품군 대사증후군 환자용 식품들 두뇌기능 강화 식품들 스포츠 식품들 기타 특수 식품들 혈당관리, 인슐린 반응성 개선 및 내장지방 축적 억제를 위한 탄수화물 공급원 두뇌의 유일한 에너지인 포도당을 지속적으로 공급 운동시 지구력 증대 및 피로회복을 위한 에너지 공급 노인, 임산부 등 특별한 관리가 필요한 식품에 에너지 공급