건강상식, 식품기사, 영양사, 식품 공무원 대비 식품화학 요약 정리 (1)

■ 자유수 VS 결합수

(1) 자유수(유리수) →일상생활 속의 물!

① 0℃에서 얼고 100℃에서 끓음

② 용매로 작용하여 조직속의 여러 물질을 녹임

③ 표면장력, 점성 큼

④ 쉽게 제거되고 결빙 됨

⑤ 효소반응 및 화학반응에 참여하여 물질을 운반 또는 확산하는 매개체

⑥ 미생물의 번식에 이용→식품의 저장성과 관계 깊음

(2) 결합수

① 당류와 같은 용질에 대해 용매로 작용 안함

② 100℃ 이상으로 가열하여도 제거되지 않음

③ 0℃에서 얼지 않음(-40℃이하에서도 얼지 않음)

④ 정상적인 물보다 밀도가 큼

⑤ 미생물의 번식과 발아에 이용되지 않음

 

※ 수분활성도 (계산문제!!)

 

 

■ 등온흡습 및 탈습 곡선

(1) 단분자층 영역

① 수분함량 5~10%

② 식품내의 수분이 단분자막을 형성하는 영역

③ 식품 성분 중의 carboxyl기나 amino기와 같은 이온그룹과 강한 이온결합을 하는 영역

(2) 다분자층 영역

(갈변화 반응이 가장 많이 일어남)

① 물 분자들이 복수분자막을 형성하는 영역

② 식품의 안정성에 가장 좋은 영역

③ 최적 수분 함량

(3) 모세관응고 영역

① 식품성분에 대해 용매로써 작용, 화학, 효소반응들이 촉진되고 미생물의 증식도 일어남

② 자유수로 존재

 

■ 탄수화물

 

1. 단당류

(1) 5탄당(pentose) 식물계에 pentose 형태로 존재, 강한 환원력, 발효가 되지 않음

사람에게 거의 이용되지 않음

① Arabinose : 식물의 형질의 주성분

② Xylose : 짚의 주성분

③ Ribose : 핵산의 주성분

④ Rhamnose : 초목의 꽃의 색소 성분

(2) 6탄당(hexose) 동식물계에 분포, 강한 환원력, 효모에 의해 발효

1) Glucos(포도당)

① 유리상태, 과즙, 꽃, 혈액 등에 들어있음

② 전분, cellulose, 맥아당, 자당, 배당체에 들어있음

③ 융점은 146℃이고, 그 이상 온도에서 caramel이 됨

2) Fructose(과당)

① 포도당과 결함하여 자당

② frutose가 다수 결합하여 inuline

③ 돼지감자, 다알리 뿌리에 많음

④ 용해성이 크고 과포화되기 쉬워서 결정화되기 어렵고, 매우 강한 흡습 조해성을 가지며, 점도가 포도당이나 설탕보다 약하다.

3) Galactose

① Lotose의 구성당, 다당류인 galctan을 구성하는 당

② Glucose 보다 단맛이 덜하여 물에 잘 녹지 않음

4) Mannose

① 백합뿌리

② 다당류인 mannan의 구성당

※ 단맛을 내는 단당류(저칼로리 감미료)

당알코올(sugar alcohol)

※ epimer

glucose와 mannose의 화학구조적 관계

2. 이당류

1) 맥아당(maltose)

① glucose + glucose

② 전통적인 제조법에 의한 식혜의 감미성분

2) 유당(lotose) → 단맛이 가장 적음

① galactose + glucose

② 포유동물의 유즙 중에 존재

③ 장내유해균의 번식 억제

④ 단맛은 설탕의 약 1/4

3) 자당(sucrose) → 비환원성

① Feliling 용액 환원하는 성질 없음

②효모에 의해 쉽게 발효

③묽은 산 용액에서도 쉽게 발효

④ fructose + glucose

⑤ 전화당(invert) : 설탕이 가수분해하여 생성된 포도당과 과당의 등량 혼합물

⑥ 단맛의 표준물질 : 비환원성이기 때문

※ 감미도가 큰 순서 : 과당 > 자당 > 포도당 > 맥아당 > 젖당

3. 다당류 (단순다당류와 복합다당류 종류 알기!!)

1) 단순다당류

(1) 전분(starch)

① 옥도 반응 : 청색

② Starch 가수분해 : Starch → dextrin → oligosacchride → maltose → glucose

③ amylose(20%) → 옥도반응 : 청색, 노화, 호화되기 쉬움 6개의 당이 1회전을 하는 나선구조의 coil형태

amylopectin(80%) → 옥도반응 : 적갈색, 분자량 크다.

※ 청색값이 8인 아밀로펙틴에 α-amylase를 작용시킨 후 청색값을 측정 → 낮아진다.

2) 호정(dextrin)

① 가용성전분 : 정색반응 → 청색

② Amylodextrin : 가장 복잡한 구조, 정색반응 → 푸른 적색

③ Erythrodextrin : 정색반응 → 적갈색, 환원성이 있음

④ Achrodextrin : 정색반응 없음, 환원력 있음

⑤ Maltodextrin : 정색반응 → 무색

(3) 섬유소(cellulose)

① 섬유소는 소화되지 않고 체외로 배설

② 변비, 대장암, 직장암 등의 예방효과

(4) 이눌린(inulin)

① 다알리아 뿌리나 돼지감자

② frutose가 다수 결합하여 inuline

2) 복합다당류

1) Hemicellulose → 식물 세포막을 이루는 구성성분

2) Pectin질

① 세포막과 세포막 사이에 존재하는 얇은 층

② 사과, 딸기 등의 과실류, 일부 야채류, 사탕무 등에 존재

③ 종류 : protopectin, pectic acid, pectinic acid, pectin

※ pectic acid는 가장 methyl ester기가 적음, 단위물질은 galacturonic acid이다.

3) 한천

① 홍조류와 녹조류에서 추출한 고무질

② cellulose 함량은 비교적 낮으나 각종 다당류의 함량은 높음

③ gel 형성 능력은 대단히 강력

4) 알긴(algin)

① Alginic acid는 미역, 다시마 등의 갈조류의 세포막 구성 성분

※ Alginic acid는 만유론산이 주성분인

다당류

※ 곤약

①다이어트 식품소재

② 복합다당류인 글루코만난을 함유

※ 식이섬유

① 장의기능 조절 → 변비억제

② 식이섬유 양 ↑ → 변의 양 ↑

③ 소장에서 당흡수 지연→혈당상승억제

④ 장내 발암물질 흡수하여 빨리 배설

⑤ 많이 섭취하면 안됨

⑥ 리그닌, 셀롤로오스, 펙틴, 헤미셀롤로오 스 포함

※ 라이신 용액

쌀 전분공장에서 과자를 제조하는 과정 중 과자위에 무늬를 따게 하려고 할 때 사용

4. 전분의 호화

1) 호화(α화) : 생전분(β전분) → α-전분

(물을 넣고 가열)

호화된 상태는 효소작용이 쉬어 소화가 잘됨

★ 2) 호화에 미치는 영향

① 수분 : 수분 함량이 많을수록 호화 잘 됨

② Starch 종류 : 전분의 종류에 따라 다름

③ 온도 : 대개 60℃정도이다.

④ pH : 알칼리성에서는 팽윤과 호화가 촉진

⑤ 염류 : 일부 염류는 전분 알맹이의 팽윤과 호화촉진, 황산염( )은 호화 억제

3) α전분의 X선 간섭도 : V 도형

(불명료한 형태)

5.전분의 노화

1) 노화(β화) : α-전분 → β-전분

(실온에 장시간 방치)

2) 노화에 미치는 영향

① 온도 : 2~5℃가 적당

② 수분함량 : 30~60%

③ pH : 다량의 H이온은 노화 촉진

④ 전분의 종류 :

amylose는 많을수록 노화가 쉬움→ 옥수수, 밀가루전분

amylopectin은 많을수록 노화 어려움→찰옥수수 전분

⑤ β전분의 X선 간섭도 : B 도형

※ 고온열풍건조방법

분말호화전분제조 할 때 노화현상을 가장 잘 막을 수 있는 건조 방법

★ 3) 노화방지법

① 수분 함량을 15% 이하

② -20℃~-30℃f의 냉동상태

③ 설탕 첨가

④ 유화제 첨가

6. 호정화

전분에 물을 가하지 않고 160~180℃이상으로 가열하면 열분해되어 가용성 전분을 거쳐 호정으로 변하는 현상

7. 캐러멜화

( dehydration, methylfurfural 생성,

Polymerization)

① 당을 가열하면 160~180℃에서 용용되며 180~200℃에서 점조한 갈색물질이 생김

② 전화당액, 벌꿀과 같이 fructose가 들어있는 것은 캐러멜화가 쉽고, glucose는 어려움

③ 조리 때 색깔, 풍미에 영향을 줌

※ 쌀을 도정하면 탄수화물(전분)↑

※ 콜라겐

열변성이 일어날 때 가용성이 됨

콜라겐 기본구조단위 - tropocollagen

※ α-amylase(세균성)정량법에서 사용되는 1BAU의 의미 → 분당 전분 1mg을 덱스트린화하는 효소의 양

※ 경질 소맥

① 곡립의 단면이 유리모양

② 단백질 함량이 높음

③ 강력분을 얻음

※ 쌀전분

입자가 가장 작은 다각형인 전분

※ 쌀겨와 현미에 함유된 성분

r-oryzanol, ferulic acid, phytic acid