방송통신대학교 - 농학과 - 가축영양학 핵심 요약정리 - 4 탄수화물과 지방

■  주요용어

단당류(monosaccharide)
: 글루코오스  결합이  없이  하나의  당으로  구성된 탄수화물
소당류(oligosaccharide)
:  3  -  10개의  단당류가  연결된  탄수화물
다당류(polysaccharide)
: 여러  개의  단당류가  글루코오스  결합으로  연결되어  있는  탄수화물
동형당류(homoglycan) 
: 동일한  단당류로  구성된  탄수화물
이형당류(heteroglycan) 
: 두  개  이상의  단당류로  구성된  탄수화물
단순지방(simple  lipid) 
: 지용성  물질로만  구성된  지방
복합지방(compound  lipid) 
: 지용성  물질과  당,  인산,  단백질  등이  결합된  지방

1. 탄수화물의 종류와 기능

1) 탄수화물의 특징

- 탄소(C), 수소(H), 산소(O)가 1:2:1의 비율로 구성된 화합물
- 식물의 광합성과정을 통해 합성

 

광합성의 과정

 

탄소수에 의한 분류 
- 삼탄당(C3): Glyceraldehyde, Dihydroxyacetone 
- 사탄당(C4): Erythrose, Threose, Erythrulose
- 오탄당(C5): Ribose, Arabinose, Xylose 
- 육탄당(C6): Glucose, Mannose, Fructose, Galactose

당의 구성 성분에 의한 분류 
- 동형당류(Homoglycan): Arabinan, Xylan, Fructan, Galactan, Mannan, Glucosamine 
- 이형당류(Heteroglycan): Pectin, Hemicellulose

당의 개수에 의한 분류 
- 단당류(Monosaccharide) 
- 소당류(Oligosaccharide) 
- 다당류(Polysaccharide) 

소당류(Oligosaccharide)의 종류 
- 이당류(Disaccharide): sucrose, maltose, lactose 
- 삼당류(Trisaccharide): raffinose
- 사당류(Tetrasaccharide): stachyose
- 오당류(Pentasaccharide): verbascose

다당류(Polysaccharide)의 종류   
- 전분(starch) 
- 글리코겐(glycogen) 
- 덱스트린(dextrin) 
- 셀룰로오스(cellulose) 
- 헤미셀룰로오스(hemicellulose)
- 리그닌(lignin)

2) 탄수화물의 기능

에너지 공급
지방 및 단백질의 합성 원료
뇌와 신경조직의 구성
혈당의 조절

- 절식(혈당 감소) 
글리카곤(Glucagon)이 분비되어 저장성탄수화물인 글리코겐을 포도당으로 전환

- 섭취(혈당 증가)
인슐린(Insulin)이 분비되어 포도당을 저장성탄수화물인 글리코겐으로 전환

3) 탄수화물(포도당)의 기능

신경계통과 적혈구의 에너지 
지방조직의 합성
TCA 회로 유지 
혐기상태의 근육 에너지 
유방에서 유당 합성
임신 중 태아의 에너지원

 

2. 지방의 종류 및 특징

1) 지방의 특징

- 유기용매에 용해
- 탄소, 수소, 산소로 구성
- 단위 중량당 높은 열 생산량
- 에너지의 저장 형태 
- 세포 및 기관의 구성물질

불포화지방(oil)
- 상온에서 액체 
- Chemically reactive 
- Antioxidant effect(항산화 효과)
포화지방(fat)   
- 체온 보존 기능 
- 열 발산(brown fat)

2) 지방의 영양적 중요성

-고열량의 영양소
-필수지방산의 공급원
-지용성 비타민의 공급원
-사료의 기호성 증진 

3) 필수지방산의 결핍

-세포막의 안정성 감소 및 세균에 대한 내성 감소
-피모 불량 및 상피조직의 각질화 
-신장 손상 및 시력감퇴
-부종 발생 
-모세혈관 약화 및 심근경색
-성성숙 지연 및 번식 이상 
-ATP 합성 감소 및 질소보유능력 감소
-사료이용성 저하
-수분섭취량 증가

4) 지방의 분류

 

지방의 분류

 

단순지방(simple lipid) 
- 중성지방(neutral fat): 지방산과 글리세롤의 결합물 
- 왁스(wax): 지방산과 스테롤(sterol)의 결합물
복합지방(compound lipid) 
- 당지방(glycolipid): 지방산과 탄수화물의 결합 glucolipid, galactolipid 
- 인지방(phospholipid): 지방산과 인산화합물의 결합 lecithin, cephalin 
- 지방단백(lipoprotein): 지방산과 단백질의 결합물 

5) 지방산(fatty acid)

카르복실산(carboxylic acid, COOH)에 탄화수소가 길게 연결된 형태의 지방

 

 

자연계에는 에스테르(esterified) 형태로 존재

 

 

짧은 지방산은 휘발성이 있으며, 반추동물의 에너지원.

 

 

포화지방산과 불포화지방산이 존재

 

 

포화지방산의 종류

 

 

불포화지방산의 종류

 

 

6) 중성지방(neutral fat) 

지방산의 글레세롤 에스테르 형태

가수분해되어 글리세롤과 지방산으로 분해

 

 

알칼리에 의해 글리세롤과 비누 형성

 

 

항산화제의 의해 불포화지방산의 산화 방지

동물체에서 에너지의 보관 형태

7) 당지방(glycolipid)

단당류와 트라이글리세라이드(Triglyceride) 결합
반추미생물에 의해 단당류와 지방산으로 분해
동물의 뇌, 신경섬유에 존재

8) 인지방(phospholipid)

동식물의 세포활동 및 세포막 구조 형성
불포화지방산의 함량이 높음
포스포그리세라이드(phosphoglyceride) 
레시틴(lecithin): 질소를 함유하는 콜린의 결합형태

9) 유도지방

콜레스테롤(cholesterol) 
- 혈액 내에서 지방의 운반에 관여   
- 담즙산, 호르몬, 비타민의 젂구물질
- 대부분 분으로 배설됨
식물성 스테롤(phytosterol) 
- 동물체내에서 다양한 기능 수행 
- 페놀성 화합물이 대다수

 

 

 

 

 

 

■  연습문제
1.  다음의  탄수화물  중  6탄당은?
①  리보오스
②  글루코오스
③  자일로오스
④  아라비노오스
정답  :  ②
해설  :  글루코오스,  만노오스,  프룩토오스  등은  6탄당이고,  리보오스,  아라비노오스, 
자일로오스는  5탄당이다.

2.  구성하는  당이  2가지  이상으로  구성된  탄수화물은?
①  자일란
②  프룩탄
③  펙틴
④  만난
정답  :  ③
해설  :  펙틴과  헤미셀룰로오스  등은  이형당류이고,  아라비난,  자일간,  프룩탄,  만난  등
은  동형당류이다. 

3.  다음의  탄수화물  중  다당류는?
①  셀룰로오스
②  라피노오스
③  스타키오스
④  락토오스
정답  :  ①
해설  :  셀룰로오스는  다당류이고,  라피노오스,  스타키오스,  락토오스는  소당류에  속한다.

4.  다음의  지방  중  단순지방은?
①  왁스
②  글루코리피드
③  레시틴
④  세팔린
정답  :  ①
해설  :  왁스는  단순지방이고,  글루코리피드,  레시틴,  세팔린  등은  복합지방이다.

5.  동식물의  세포활동  및  세포막의  구조를  형성하는  지방은?
①  당지방
②  인지방
③  유도지방
④  중성지방
정답  :  ②
해설  :  포스포그리세라이드와  같은  인지방은  동식물의  세포활동  및  세포막의  구조를 
형성한다.

■  정리하기
▪  탄수화물이란  식물이  탄소동화작용으로  이산화탄소와  물을  합성하여  탄소,  수소및  산소가  1:2:1의  비율로  구성된  유기화합물로  동물에게  있어서  가장  중요한  에너지원이다.  탄수화물은  구성하고있는  탄소의  개수에  따라  삼탄당,  사탄당,  오탄당 및  육탄당으로  구분할  수  있으나,  동물이  섭취하는  형태의  탄수화물은  대부분  오
탄당과  육탄당으로  구성되어  있다.  육탄당에는  글루코오스(glucose),  만노오스(mannose),  프룩토오스(fructose),  갈락토오스(galactose)  등이  있으며,  오탄당에는  리보오스(ribose),  아라비노오스(arabinose),  자일로오스(xylose)등이  있는데  일반적으로  생물학적  이용성은  오탄당에  비하여  육탄당이  높다.  탄수화물을  구성하
는  당의  성분에  따라  동일한  당으로  구성된  동형당류(homoglycan)와  두  가지  이상의  당으로  구성된  이형당류(heteroglycan)로  구분되며,  동형당류에는  아라비난, 자일란,  프룩탄,  갈락탄,  만난  등이  있으며,  이형당류에는  펙틴이아  헤미셀룰로오스가  있다.  또한  탄수화물은  당의  수에  따라  단당류,  소당류,  다당류로  구분되며, 
이당류에는  수크로오스,  말토오스,  락토오스가  속하고,  삼당류에는  라피노오스,  사당류에는  스타키오스,  오당류에는  벌반코오스  등이  있다.  또한  다당류에는  전분이나  글리코겐과  같이  동물의  소화효소에  의해  분해되는  가용성  탄수화물과  셀룰로오스나  헤미셀룰로오스와  같이  미생물의  효소에  의해  분해되는  불용성탄수화물  및 
화학적으로  안정적이어서  분해가  이루어지지  않는  리그닌  등이  있다.  탄수화물은 체내에서  에너지의  공급,  지방  및  단백질의  합성원료,  뇌와  신경조직의  구성  등의 기능을  수행한다.

▪  유기용매에  용해되는  지방은  단위  중량당  열  생산량이  높으며,  동물과  식물에서 에너지의  저장형태이며,  세포  및  기관의  구성물질의  기능을  한다.  지방은  화학구조에  존재하는  이중  혹은  삼중결합의  존재여부에  따라  상온에서  액체상태인  불포화지방과  상온에서  고체인  포화지방으로  구분할  수  있다.  이러한  지방  중  필수지방산이  결핍되면  세포막의  안정성이  감소되어  다양한  결핍증세가  발생할  뿐  아니라 번식효율이  감소된다.  지방을  분류하면  지용성  물질로  구성된  단순지방과,  당,  인산,  혹은  단백질과  지방이  결합되어  있는  복합지방으로  나눌  수  있다. 



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