탄수화물의 정의와 분류
탄수화물(carbohydrates)은 에너지원으로써 제일 중요한 성분입니다. 탄수화물 식품에는 곡류, 과일, 감자류, 설탕 등이 있는데 가격도 저렴하고 소화도 쉽습니다. 한국인은 1일 기준으로 섭취한 음식 중 65~70%의 에너지를 탄수화물로부터 얻지만, 체내에 존재하는 탄수화물의 양은 지방이나 단백질보다 적고, 체내에 저장되기보다는 에너지원으로 이용됩니다. 하지만 탄수화물을 지나치게 섭취하면 지방으로 축적되기도 하니 필요 이상으로 섭취하는 것은 좋지 않습니다. 탄수화물은 혈액 내에서는 포도당의 형태로 존재하고, 간과 근육에는 글리코겐 형태로 저장됩니다. 식물은 광합성을 통해 포도당을 합성하는데, 이렇게 생성된 포도당은 식물이 성장하고 유지하기 위한 에너지로 사용되고 잎과 뿌리 등에 전분의 형태로 저장됩니다. 탄수화물은 식품 내에 여러 형태로 존재하는데 그중 가장 간단한 단당류는 탄소 수에 따라 2탄당부터 8탄당까지 있습니다. 6탄당은 식품에 제일 흔하게 함유된 것으로 체내에서도 영양상 6탄당이 중요하고, 단당류 여러 분자가 결합한 경우 소당류, 고분자로 결합한 것을 다당류라고 합니다. 단당류 중 3탄당은 당 대사 중 생성되는 것으로 자연계에는 존재하지 않습니다. 5탄당은 독립적으로 존재하는 경우는 거의 없고 다른 물질과 결합한 형태로 식물에 존재합니다. 6탄당은 가장 많이 존재하는 형태로 그중 포도당은 가장 중요한 단당류이자 기본적인 에너지원입니다. 포도당은 전분, 글리코겐, 유당 등을 섭취 시 가수분해를 통해 얻을 수 있고 과일에도 많이 함유되어 있는데, 특히 포도에 2~30%의 포도당이 포함되어 있습니다. 6탄당 중 과당은 과일, 꽃 등에 존재하는데 당류 중 가장 달고 포도당처럼 체내에 흡수되어 에너지원으로 이용되는데, 과량 섭취하면 간에서 포도당으로 전환되어 글리코겐으로 변하기도 하므로 주의해야 합니다. 글리코겐이 충분히 저장된 상태에서 추가로 글리코겐이 들어오면 지방으로 변환 저장되기 때문입니다. galactose는 유당의 형태로 주로 젖 속에 함유되어 있고, mannose는 곤약, 효모 등에 들어있는데 영양상 중요한 성분은 아닙니다. 6탄당은 당 알코올로 환원되거나 산화되기도 하는데, 그중 소비톨(sorbitol)은 사과, 배, 복숭아 같은 과일에 포함되어 있고 포도당의 환원에 의해 만들어지며 단맛을 가지고 있어 껌이나 음료 등의 첨가물 또는 감미료로 사용됩니다. Mannitol은 식물의 잎, 줄기, 해조류 등에 포함되어 있고, inositol은 호두, 아스파라거스의 잎 등에 포함되어 있습니다. 소당류(oligosaccharide)는 2 당류, 3 당류, 4 당류 등으로 분류하는데 그중 2 당류가 식품에 가장 많습니다. 시중에 판매되는 올리고당의 원료는 전분을 분해한 것으로, 설탕에 비해 치아 표면을 상하게 하지 않아 충치 발생을 막고 소화 흡수되지 않아 대장까지 그대로 이동하고 장내 유익균의 증식에 효과가 있으며 변비를 개선하기도 합니다. 2 당류에는 서당, 유당 등이 있는데, 서당은 설탕의 다른 명칭이기도 하며 사탕수수에 많이 함유되어 있습니다. 맥아당은 엿당이라고 부르기도 하는데 설탕보다 단맛이 적고 소화도 더 잘됩니다. 유당은 포유동물의 유즙에만 들어있고 이당류 중 식물에 없는 유일한 당입니다. 다당류에는 전분, 당원, 섬유소 등이 있는데 전분, 섬유소, 한천 등 같은 종류의 단당류로 이루어진 것은 단순 다당류, 펙틴과 같이 다른 단당류로 이루어진 것을 복합 다당류라고 합니다. 쌀, 빵, 곡류 등의 주성분인 전분은 가열에 의해 부풀거나 녹으며 영양 면에서 가장 중요합니다. 호정은 전분 조리 시 생성되는 중간생성물로 밥을 짓거나 식빵을 토스트 할 때 나타납니다. 당원(glycogen)은 동물성 전분이라 부르기도 하는데, 체내에서 간과 근육에 저장됩니다. 섬유소는 체내에서 영양소로 이용되지 않고 소화에 영향을 주어 배설을 촉진해 줍니다. 식이 섬유는 비만 예방 및 콜레스테롤 저하 등에 효과가 있는데, 1일 20~25g 정도 섭취하는 것이 적당하고 그 이상으로 과잉 섭취하는 경우 가스를 발생시킬 수도 있습니다.
체내에서 탄수화물의 기능
탄수화물은 주요 에너지원으로 쓰이는데, 필요 이상의 탄수화물은 글리코겐으로 전환되어 근육 또는 체지방으로 저장됩니다. 탄수화물이 너무 부족하면 에너지원이 없어 경련을 일으키거나 심하게는 혼수상태 또는 뇌 손상을 초래할 수도 있습니다. 탄수화물 부족 시 단백질이 대신 열량 원으로 소모되어 체내 단백질 합성이 방해받기도 하는데, 흔한 예로 과도하게 다이어트를 할 때 이런 현상이 나타납니다. 하루 60~100g이 최소 권장량인데, 과잉 섭취 시 지방으로 전환되거나 혈중 콜레스테롤 상승, 지질대사 등의 원인이 될 수도 있으므로 주의해야 합니다. 서당은 충치의 원인이 되므로 최소로 섭취하고 섭취한 후에는 반드시 양치하는 등 관리가 필요합니다. 음식물 섭취 후 소화기관을 거쳐 분해되는 과정은 소화, 소화를 통해 만들어진 분자가 체내로 들어가는 것은 흡수라고 합니다. 소화기관은 소화관, 소화액, 소화선으로 이루어지는데, 입으로 들어가 인두, 식도, 위, 소장, 대장을 거쳐 항문으로 이동하게 됩니다. 탄수화물은 입 속에서 침과 섞이며 맥아당으로 분해된 후 위로 이동하고 다시 위에서 잘게 분해되고 산성화된 물질들이 십이지장으로 이동하면 알칼리성 물질들이 분비되면서 중화됩니다. 소장에서 분해되지 않은 성분들은 대장 내에서 발효하거나 부패하여 대변으로 배설되거나 일부 체내에 흡수됩니다.
식품별 탄수화물 함유량과 권장량
탄수화물은 식물성 식품에 주로 함유되어 있는데 그 중 설탕과 꿀의 탄수화물 함량이 제일 높고 곡류, 감자류, 과일 등에도 많습니다. 쌀, 보리와 같은 곡류에는 탄수화물이 약 70% 정도, 그리고 과일류에는 10~15% 정도 함유되어 있습니다. 설탕류는 영양소는 없고 열량만 있어 건강에 도움이 되지 않으므로 전분을 섭취하여 영양의 균형을 이루는 것이 좋습니다. 하지만 탄수화물 과다 섭취 시 다른 영양소의 부족을 일으키거나 비만이 될 수 있고, 반대로 너무 적게 섭취하면 케토시스와 같은 저혈당 상태에 이를 수 있습니다. 성인은 총열량 중 65% 정도를 탄수화물에서 섭취하는 것이 바람직한데, 과거에 비해 동물성 식품의 섭취량 증가로 탄수화물 섭취 비율이 점점 감소하였습니다. 3대 영양소 중 탄수화물 즉 탄수화물 60~70%, 지방 20%, 단백질 10% 정도로 구성되는 것이 좋습니다.
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