영양사, 식품기사, 조리사, 식품위생직 등 필기시험 대비 필수 핵심 이론 요약 2) 영양소의 이해

2. 영양소의 이해

■ 주요용어
수분: 인체 구성성분 중 가장 많은 양을 차지하며, 산소 다음으로 생명에 필수적인 요소
단당류: 소화효소에 의해 더 작은 단위로 분해되지 않는 탄수화물의 가장 작은 단위로 포도당, 과당, 갈락토오스가 있음
이당류: 단당류 두 개가 연결된 것으로, 우리가 식품에서 흔하게 접하는 맥아당, 서당, 유당이 있음
다당류: 자연계에서 식물과 동물이 에너지를 저장하거나 식물의 구조를 형성하는 복합당류로 전분(아밀로오스, 아밀로펙틴), 글리코겐, 식이섬유소가 있음
중성지방: 글리세롤 한 분자에 지방산 세 개가 붙어 있는 형태로 식품과 체내에 존재하는 지질의 대부분을 차지함
콜레스테롤: 고리 모양의 구조이며 동물조직에서 널리 발견되며 인체 내에서 합성됨
아미노산: 단백질의 구성단위로, 식이 및 조직 단백질은 20개의 아미노산이 독특한 순서와 조성으로 연결되어 있음


<목차>
1. 수분
2. 탄수화물
3. 지질
4. 단백질

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1. 수분

1) 수분의 기능
(1) 인체의 구성성분
 인체 구성성분 중 가장 많은 양을 차지
 근육조직>지방조직
 체중의 약 50~70%
 남성>여성, 유아>노인

신체의 구성성분

(2) 영양소와 노폐물 운반
 소화·흡수된 영양소(단당류, 아미노산, 지방산, 무기질,
비타민)는 혈액이나 림프액을 통하여 간과 각 조직으로 운반됨
 체내의 대사과정에서 생성된 노폐물(이산화탄소, 질소 등)은
혈액을 통해 운반되어 호흡과 소변을 통하여 배설됨

(3) 신체 보호 작용
 조직의 수분: 내장기관을 외부의 충격으로부터 보호하는 역할
 관절액, 뇌척수액: 뼈의 마찰 방지, 중추신경조직 보호
1
(4) 분비액의 성분
 수분은 타액, 위액, 담즙, 장액의 주성분
 소화기관의 기능을 돕고 음식물이 소화, 흡수되는 데 필수적인 역할

(5) 대사과정의 촉매제
 체내에서 일어나는 대부분의 작용은 수분이 있어야 정상적인 반응이 일어날 수 있음

(6) 체온조절
 운동을 심하게 하거나 날씨가 많이 더울 때  체온 상승
피부를 통한 땀 분비 땀이 열과 함께 증발  내부 체온이
저하되어 체온이 조절 됨

2) 수분의 필요량

 수분의 필요량: 개개인의 체격, 신체활동, 생활환경, 식생활에 따라 다름
 수분 섭취: 음식, 액체(물, 음료, 우유 등)
 수분 배설: 소변과 대변
 체내 대사 과정에서 수분이 생성(대사수)되고, 호흡이나 피부발한을 통해서 감지되지 않는 수분 손실이 일어남

수분 섭취량과 배출량

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2. 탄수화물

탄수화물의 종류

1) 탄수화물의 분류
(1) 단당류(monosaccharide)
 소화효소에 의해 더 작은 단위로 분해되지 않는 탄수화물의 가장 작은 단위
 포도당(glucose): 혈당으로 존재, 조직세포의 에너지원
1
 갈락토오스(galactose): 유당의 성분, 영유아의 뇌 발달에 필요
 과당(fructose): 단당류 중 단맛이 가장 강하여 감미료로 이용


(2) 이당류(disaccharide)
 단당류 두 개가 연결된 구조
 맥아당(maltose): 엿기름, 식혜
 서당(sucrose)=자당(설탕):
사탕수수, 사탕무, 단풍시럽, 과일 등
 유당(lactose): 포유동물의

(3) 올리고당(oligosaccharide)
 단당류 3~9개가 연결된 구조
 체내 소화관에서 다당류가 분해되는 과정 중에 생성
 자연식품에는 콩류, 양파 등에 함유
 일부 올리고당은 사람의 소화효소로는 소화가 되지 않고 대장에 도달하여 대장 건강에 도움을 줌


(4) 다당류(polysaccharide)
 복합당류: 단순당류(단당류, 이당류)에 비해 천천히 흡수, 단맛이 적고, 포만감이 큼
 식물성: 전분, 식이섬유소
 동물성: 글리코겐
 소화성 다당류: 전분 (아밀로오스, 아밀로펙틴), 글리코겐
 난소화성 다당류: 식이섬유소

* 소화성 다당류
 인체가 소화할 수 있는 다당류
 전분(starch): 식물이 포도당을 중합하여 뿌리 또는 열매에 형성한 다당류; 아밀로오스(amylose),아밀로펙틴(amylopectin)
 글리코겐(glycogen): 동물이 포도당을 중합하여 간과 근육에 형성한 저장성 다당류

* 난소화성 다당류
 인체가 소화할 수 없는 다당류
 식이섬유소(dietary fiber): 식물의 구조를 형성하는 다당류, 소화되지 않은 채로 대장에 도달해 다양한 생리기능을 발휘
 수용성 식이섬유소(soluble dietary fiber): 과일, 해조류, 콩류 등에 함유(콜레스테롤 저하, 혈당 상승 지연, 공복감 지연 등)
 불용성 식이섬유소(insoluble dietary fiber): 통곡류, 식물의 줄기 등에 함유(변비 예방 등)


2) 탄수화물의 기능

(!) 에너지원
 흡수된 단당류는 일정한 혈당을 유지하며 에너지원으로 사용 됨
 탄수화물: 1g당 4kcal의 에너지를 제공
 중추신경과 적혈구의 주된 에너지원: 포도당
 에너지원으로 사용되고 남은 당: 글리코겐의 형태로 간과 근육에 저장
 글리코겐의 양도 충분하면 여유분은 중성지방으로 전환되어
지방조직에 저장

(2) 단백질 절약작용
 체내 탄수화물이 부족하면 혈당을 조절하기 위해 포도당이
합성되는 체내 대사 과정에서 체단백질이 분해되어 이용됨
 적절한 탄수화물 섭취는 단백질 절약작용을 함

(3) 케톤증 예방
 체내 탄수화물이 부족한 상태에서는 지방의 산화가 불완전하게
이루어지고 케톤체라는 물질이 생성됨
 케톤증: 케톤체가 체내 축적되어 발생하며, 체액이 산성화되고
호흡 시 아세톤 냄새가 나며 심한 경우 혼수상태에 빠질 수 있음
 케톤증을 예방하기 위해서는 적절한 탄수화물을 섭취가 필요 함

(4) 단맛과 풍미 제공
 단순당류의 단맛: 과당>서당>포도당>맥아당>유당 순서
 첨가당: 가공 및 조리과정에서 첨가되는 당 (단맛만을 제공)
 빈열량식품(empty calorie food): 다른 영양소 없이 열량만을
제공하는 식품(사탕, 탄산음료 등과 같은 가공식품)

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3. 지질

1) 지질의 종류
(1) 중성지방(triacylglycerol, triglyceride)
 식품과 체내 존재하는 지질의
대부분을 차지함
 글리세롤 한 분자에 지방산 세 개가
붙어 있는 구조
 지방산에 의해 중성지방의 특성이
결정됨

(2) 인지질(phospholipid)
 식이 지질 중 중성지방 다음으로
많은 양을 차지
 인산기(친수성)와 지방산(소수성)을
함께 가지고 있어 유화작용(물과
지질을 혼합)을 함
 레시틴: 난황 (마요네즈의 재료),
세포의 구성성분

(3) 콜레스테롤(cholesterol)
 고리모양의 구조
 동물조직에서 널리 발견
 동물의 내장육, 달걀에 다량 함유
 인체 내에서 합성 됨 (합성되는
양은 식이섭취량에 따라 조절됨)

2) 지방산의 분류
지방산(fatty acid)
 지질의 가장 기본적인 구성성분
 탄소사슬의 길이, 이중결합의 유무, 이중결합의 위치 등에 따라 특성이
다름

포화지방산과 불포화지방산의 구조

지방산 길이에 따른 분류
 짧은사슬지방산: 탄소수가 6개 미만
 중간사슬지방산: 탄소수가 6~12개(우유의 유지방에 다량 함유)
 긴사슬지방산: 탄소수가 14개 이상(동물성, 식물성 지방산의 대부분)


포화지방산(saturated fatty acid)
 탄소사슬이 단일결합으로만 이루어진 지방산
 동물성 식품, 코코넛유, 팜유 등에 많이 함유
 녹는점이 높아 상온에서 고체 상태로 존재
 체내에서 합성이 가능
예) 팔미트산(pamitic acid)과 스테아르산(stearic acid)
 포화지방산의 과다 섭취: 동맥경화증과 관상심장병의 위험요인

불포화지방산(unsaturated fatty acid)
 탄소사슬에 한 개 이상의 이중결합이 존재하는 지방산
 포화지방산에 비해 불안정하여 산화되기 쉬움
 녹는점이 낮아 상온에서 액체상태로 존재
 단일불포화지방산(monounsaturated fatty acid, MUFA): 이중결합
한 개; (예) 올레산(oleic acid)(올리브유, 카놀라유)
 다가불포화지방산(polyunsaturated fatty acid, PUFA): 이중결합 두
개 이상; (예) 리놀레산(linoleic acid)과 알파리놀렌산(α-linolenic acid)

오메가-3 지방산, 오메가-6 지방산
* 오메가-3 지방산:
 알파리놀렌산 (들기름, 아마씨유)
 에이코사펜타에노산(eicosapentaenoic acid, EPA),
도코사헥사에노산(docosahexaenoic acid, DHA) (등푸른 생선)
* 오메가-6 지방산:
 리놀레산 (옥수수기름, 홍화씨유)
 아라키돈산(arachidonic acid)(육류, 달걀, 가금류)

필수지방산, 비필수지방산
 필수지방산(essential fatty acid): 체내에서 합성되지 않거나
체내에서 합성되더라도 그 양이 부족한 지방산
 리놀레산, 알파리놀렌산, 아라키돈산
 섭취가 부족하면 성장 및 생식기능 저하가 나타날 수 있음
 비필수지방산: 체내에서 충분하게 합성 됨(팔미트산, 스테아르산,
올레산 등)

3) 지질의 기능
(1) 신체의 구성성분
 지질은 신체를 구성하는 주요 성분
 피하지방에는 주로 중성지방의 형태로 존재
 세포막은 인지질의 이중층으로 이루어져 있음
 콜레스테롤은 이중층 사이사이에 존재

피하지방: 주로 중성지방의 형태

세포막의 구성성분인 인지질과 콜레스테롤

(2) 농축된 에너지원
 식품으로부터 섭취한 지방은 에너지원으로 이용(1g 당 9kcal)
 중추신경계와 적혈구를 제외한 모든 세포는 지방을 에너지원으로
이용
 중성지방은 체내 주요 에너지 저장 형태
 과잉의 체지방은 비만관련 질환의 위험을 높이므로 주의해야 함

(3) 필수지방산 공급
 필수지방산(리놀레산, 알파리놀렌산, 아라키돈산)은 성장,
피부건강, 생식기능에 중요한 역할을 함
3
(4) 지용성 비타민의 흡수
 지용성 비타민(비타민 A, D, E, K)은 지질에 녹은 상태로 소화·흡수
 지방 섭취가 부족하면 지용성 비타민의 흡수율이 저하 됨

(5) 체온유지 및 장기보호
 피하지방층은 외부환경의 급격한 변화로부터 일정한 체온을
유지할 수 있도록 보호벽의 역할을 함
 지방조직은 장기의 보호벽 역할을 하며 외부충격을 최소화 함
3
(6) 맛, 향미, 포만감 제공
 음식에 독특한 맛과 향미를 주며, 탄수화물이나 단백질보다
위장관을 통과하는 시간이 길어 포만감을 줌

(7) 호르몬, 담즙산, 비타민 D 합성
 지질의 소화와 흡수에 중요한 담즙산, 성호르몬인 에스트로겐과
테스토스테론의 전구체
 피부에서는 콜레스테롤의 유도체인 7-디히드로콜레스테롤로부터
자외선에 의해 비타민 D가 합성 됨

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4. 단백질

1) 아미노산
(1) 아미노산(amino acid)
 단백질의 구성단위(식이 및 체단백: 20개의 아미노산으로 구성)
 비필수아미노산(nonessential amino acid): 체내에서 합성되는
아미노산
 필수아미노산(essential amino acid): 체내에서 합성되지 않거나
합성량이 부족하여 식품을 통해 섭취해야 하는 아미노산
 필수아미노산의 섭취가 부족하면 단백질 합성이 원활하게
이루어지지 못해 체내 기능에 장애가 발생 함

2) 단백질의 영양적 분류

(1) 완전단백질, 불완전단백질
 완전단백질: 정상적인 체조직 합성에 필요한 모든 필수아미노산을
충분히 함유하고 있는 단백질 (대부분의 동물성 단백질: 젤라틴 제외)
 완전단백질의 주요급원: 육류, 생선, 달걀, 우유 및 유제품 등
 불완전단백질: 필수 아미노산 중 1개 이상이 빠져 있거나 양적으로
부족한 단백질 (대부분의 식물성 단백질, 젤라틴)
 단백질 상호 보완효과: 불완전단백질이라도 여러 종류를 섞어 먹으면
부족한 아미노산을 상호 보완하여 질과 이용효율을 높일 수 있음(콩밥)

3) 단백질의 기능

(1) 신체 조직의 생성과 보수
 인체를 구성하는 세포의 주요 성분
 체조직의 성장과 유지에 매우 중요하며, 성장기, 임신 및
수유기에는 단백질 요구량이 높아짐
 노쇠하여 분해된 조직의 보수 및 손실되는 조직의 보충에 이용됨

(2) 혈청 단백질 합성
 알부민: 새로운 조직의 형성과 보수하고 영양소를 운반하는 역할
 글로불린: 항체로서 병원균에 대한 방어작용
 피브리노겐: 혈액응고
 혈관 내 삼투압을 유지하여 조직으로 수분이 빠져 나가지 않도록
하여 부종을 방지
 혈액에서 완충제로 작용하여 혈액의 산도 유지에 기여


(3) 호르몬, 효소 합성
 호르몬 (인슐린, 글루카곤, 성장호르몬, 갑상선호르몬 등)의
구성성분으로 생명활동을 조절하고 인체의 항상성 유지에 관여
 효소는 다양한 생화학 반응에 작용함

(4) 포도당 생성 및 에너지 공급
 단백질은 3대 영양소로서 1g 당 4kcal의 에너지를 제공
 탄수화물의 섭취가 부족한 경우 혈당 유지를 위해 단백질이
분해되어 포도당으로 전환되어 에너지 급원으로 이용

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■ 정리하기
1. 수분은 생명에 필수적이며 인체를 구성하는 물질 중 가장 많은 양을 차지한다. 또한
수분은 체내에서 분비액의 성분이며 노폐물의 운반과 배설, 주요 장기 보호, 체온 조
절 등의 기능을 한다.
2. 탄수화물은 단당류(포도당, 과당, 갈락토오스), 이당류(맥아당, 서당, 유당), 올리고당,
다당류(글리코겐, 녹말, 식이섬유소)로 분류한다. 체내 모든 세포는 혈당으로부터 에너
지원을 공급받는다.
3. 지질의 종류에는 중성지방, 인지질, 콜레스테롤 등이 있다. 지질은 에너지를 공급해
주는 동시에 필수지방산을 공급하고 지용성 비타민의 흡수를 돕는다.
4. 단백질은 아미노산으로 구성되며, 아미노산은 체내 합성 여부에 따라 필수아미노산과
비필수아미노산으로 분류된다. 체내에서 단백질은 근육, 결체조직, 운반단백질, 세포
막, 면역물질, 효소 등을 구성하고, 에너지원으로 이용된다.


출처 : http://lhca.tistory.com

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