건강상식, 식품기사, 영양사, 식품 공무원 대비 식품화학 요약 정리 (3) 무기질, 비타민, 효소

■ 무기질

무기염의 형태로 식품 중에 존재

무기염류 → ① 체액의 pH 및 삼투압 조절

② 근육, 신경의 흥분

③ 효소의 성분 및 작용 촉진

④ 체조직의 경도 증대

⑤ 단백질의 용해성 증대

 

1. 칼슘(Ca)

① 90%가 뼈와 치아에 인삼염과 탄산염 형태로 존재

나머지 1%는 혈액, 근육 중에 분포

② 골격의 형성, 신경흥분성 억제, 백혈구의 식균작용, 혈액응고, 호르몬 분비

③ 세포외액농도 < 세포내액농도

④ 단백질, 펙틴 등과 결합성이 강하다.

⑤ 혈중칼슘농도 조절인자에는 비타민D, 칼시토닌 부갑상선호르몬이 있음

Ca흡수 방해 → 시금치 oxalic acid, 곡류 phytic acid, 탄닌, 식이섬유

(시금치의 수산 + 칼슘 → 결석유발)

Ca흡수 촉진 → 김치의 젖산, 유당, 아미노산, 비타민D

 

2. 인(P)

① 80%가 뼈대와 치아에 함유

② 핵단백질, 인지질 조효소의 구성성분

③ 체액의 완충 작용, 근육의 수축 기능, 신경자극전달 등 생화학 반응에 관여

 

3. 철(Fe)

① 인체에 3~4g함유

② 60~70%는 hemoglobin, 3~5%는 myoglobin

 

4. 나트륨(Na)

① 인체에 60~70g

② 혈액의 완충 작용을 하여 pH를 유지

③ 근육수축 및 신경 흥분을 억제

④ 담즙, 췌액, 장액 등의 알칼리성 소화액의 성분이며 대부분 재흡수

⑤ 삼투압 조절 및 심장의 흥분과 근육을 이완

 

5. 칼륨(K)

 

6. 요오드(I)

① 사람의 갑상선에 대부분 함유

② 혈액에서 갑상선 속으로 들어가 thyroxine 등이 된다.

③ 해산식품에 많으므로 산악지대의 주민들에게 결핍되기 쉬움

④ 결핍 시 : 갑상선종, 비만증

⑤ 간유, 대구, 굴 및 해조류

 

7. 코발트(Co)

① 비타민 B12의 구성성분

② 결핍 시 : 악성빈혈

 

8. 산도

① 식품의 산성의 정도

② 식품 100g을 연소하여 얻은 회분의 수용액을 중화하는데 소비되는 0.1NaOH의 ml수

③ P, S, CI, Br, I등은 음이온

④ 곡류, 육류, 어류, 난, 두류, 버터, 치즈 → 산성 식품

 

9. 알칼리도

① 식품의 알칼리성의 정도

② 식품 100g을 연소하여 얻은 회분의 수용액을 중화하는데 소비되는 0.1N HCI 의 ml 수

③ 채소, 고구마, 당근, 과일, 해초, 우유 → 알칼리성 식품( Na, K, Ca, Mg)

<식품의 알칼리도 구하는 공식>

a: 처음에 가한 0.1N KOH용액 ml수

b: 회분용해에 이용한 0.1N NaOH용액의 ml수

c: 적정에 소요된 0.1N NaOH용액의 ml수

s: 시료의 채취량

 

■ 비타민

① 미량으로 동물의 영양 및 생식의 촉매로서 작용

② 생체합성 안됨

 

1. 지용성 비타민

 

1) Vitamin A(axerophtol)-카로테노이드계 색소

(1) provitamin A - α, β, r- carotene, cryptoxanthin, xanthophyll

※ provitamin A

① 식물 중에 있을 때는 비타민A와 다른 화합물

② 체내에서 유지와 공존하지 않으면 흡수 율이 낮음

③ β-ionone을 갖는 carotenoid

④ β - carotene → 가장 영향효과가 큼

 

(2) 결핍증 : 야맹증

 

(3) 식품 : 간유(비타민A가 가장 많이 들어 있음), 버터, 계란 노른자위

 

2) Vitamin D (calciferol) - 석회화와 관계

① 칼슘, 인의 흡수 및 체내 축적 도움

② 결핍증 : 골연화증, 항구르병

③ 산소, 광선에 불안정

④ 우유, 버터, 전란, 방어간유

 

3) Vitamin E(tocopherol)

① 열에 가장 안정, 자외선, 산화에 약함

② 항산화제

③ 결핍증 : 동물의 불임증

 

4) Vitamin K(napthoquinone)

① 열에 안정, 강산 또는 산화에 불안정

광선에 의해 쉽게 분열

② 결핍증 : 형액응고 시간지열

 

2. 수용성비타민

 

1) Vitamin B(thiamine)

① 탄수화물의 대사과정에 필요한 효소들의 반응에서 필수적인 조효소를 구성하는 성분의 비타민

② 체내에 합성이 되지 않아 식이과정을 통하여 섭취되어야 함

③ 결핍증 : 각기병

 

2) Vitamin B2(riboflavin) → 성장촉진인자

① 빛에 가장 민감하게 분해

② 결핍증 : 성장률 저하, 피부증상

 

3) Vitamin B6(pyridoxine)→ 단백질과 관련

결핍증 : 피부증상(펠라그라)

 

4) Vitamin B12

결핍증 :악성빈혈

 

5) 엽산(folic acid)

① 핵산과 아미노산 대사에 중요한 역할

② 결핍증 : 악성빈혈

 

7) Nicotinic acid (niacin) → 풍토병

탈수소의 조효소인 NAD 또는 NADP의 형태로 산화환원 반응에 중요한 역할

겹핍증 : 펠라그라(사람), 흑설병(개)

 

8) Biotin

 

9) Vitamin C(L-ascorbic acid)

콜라겐의 생홥성에 관여

결핍증 : 괴혈병

 

■ 효소

 

1.효소 반응에 영향을 미치는 인자

 

1) 온도의 영향

효소의 최적 활성온도 35~45℃

일정한 온도 이상이면 효소 기능 상실

 

2) pH의 영향

반응 용액의 pH에 의해 영향 받음

pepsin : pH 2.0

lipase : pH 7.0

 

3) 기질농도

효소농도가 일정, 기지의 농도↓ → 방응속도는 기질 농도에 비례

 

4) 효소의 농도

초기에 효소의 농도와 그 활성도가 비례

(반응이 진행되면 반드시 비례하지 않음)

 

5) 저해제 및 부활제

① 저해제 : 효소와 가역적으로 결합하여 효소작용을 억제하는 물질

② 부활제(효소작용 촉진물질) : Cu, Mg, Mn

 

2. 효소의 분류

 

1) 산화환원효소 (oxidoreductase)

수소원자나 전자의 이동 또는 산소원자를 기질에 첨가하는 반응을 촉매

catalase, peroxidase, ascorbic acid oxidase

 

2) 전이효소(transferase)

메틸기, 인산기, 아미노산기 등을 한 가지에서 다른 기질로 전달하는 반응을 촉매

 

3) 가수분해효소(hydrolase)

물 분자의 개입으로 유기화합물의 공유결합 분해

polysaccharase, protase, lipase, peptidase

 

4) 기제거효소(lyase)

가수분해 이외의 방법, 기질에서 카르복실기, 알데히드기 등을 분리하여 이중결합을 만들거나 반대로 이중 결합에 원자단을 부시키는 반응 촉매

 

5) 이성화효소(isomerase)

광학적 이성질체(D형→ L형), keto↔enol 등 이성체 간의 전환반응 촉매

 

6) 합성효소(ligase)

ATP, GTP 등의 고에너지 인산화합물의 인산결합의 절단반응과 같이 2종의 기질 분자의 축합반응 촉매

※ rennin - casein 응고 효소

※ β-amylase - α- 1,4-glucoside결합

※ chlorophyllase - 클로로필 가수분해