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Chapter 2. Functional Carbohydrate
1. 전분가공효소
- Amylase : 전분의 가수분해효소를 총칭, α-1,4, α-1,6을 가수분해
- α-amylase : 사슬 내부 무작위 절단 -> glucose, maltose, maltotriose 생산
- β-amylase : 비환원성말단에서 순차적 분해 –> maltose 생산, α-1,6 분해 못함
- glucoamylase : starch 외부로부터 α-1,4, α-1,6, α-1,3 분해 -> 고순도 포도당 생산
- isoamylase : α-1,6 특이적 분해 -> linear dextrin 생산
- pullulanase : pullulan(α-1,6 결합 maltotriose 단위체로 구성)에 특이적인 isoamylase
- CGTase(cyclodextrin glucosyltransferase) : α-1,4 분해 -> 6-8 cyclodextrin 생산
- glucose isomerase : aldose<-> ketose isomerization
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2. 전분가공
1) 이성화당 (異性化糖)
- 전분 분해물에 glucose isomerase 처리하여 fructose 혼합물(HFCS, high-fructose corn syrup) 제조
- 특성 : 단맛(55% HFCS는 동일한 고형분에서 설탕과 동일한 당도),
* 상대감미도 : glucose (70%), fructose(175%)
높은 용해도, 저분자량, 높은 삼투압 (미생물에 대한 안정성)
- 용도 : 설탕대용, 잼,젤리의 저장안정성
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3. 기능성당
1) 분지올리고당(branched oligosaccharidea)
- 올리고당 :단당류의 숫자가 2 -10개 이내의 polysaccharide 형태
- 분지올리고당 : α-1,4 외에 α-1,6 결합을 가진 올리고당, isomaltose, pantose
(1) 높은 흡습성 : 210g/100g -> 당류의 결정화 방지
(2) 낮은 수분활성도 : 0.75(설탕, Aw=0.85) -> 미생물 생육억제
☞ Aw = P/Po = 용액의 수증기압 / 용매의 수증기압
(3) 난충치성 : 미생물에 의한 분해 어려움
(4) bifidus factor
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2) 기능성 올리고당
-기능성올리고당 : 건강상의 단점을 개선하기 위한 당류
-> 1) 난소화성, 2) 난충치성, 3) bifidus factor, 4) 식이섬유 유사성(보습성, 흡착성)
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3) 알긴산(alginate,해초산)
- 2종류 uronic acid(gluronic acid, mannuronic acid)의 중합체- 용도: 점성 증가제, 칼슘공급원(Ca-alginate salt), 유해물질(중금속)제거
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4) 키틴, 키토산
- 자연계에 풍부, D-GA 와 NAG 가 주성분, 양전하
- 글루코사민 : 체내 섬유, 수분과 결합 관절의 강도
유연성, 탄력성 증진, 당단백질 전구체
- 다양한 기능
(1)흡착력 : 콜레스테롤 제거 ->동맥경화예방
(2)혈압강하 : 혈중 염소이온 흡착
(3)면역력증강 :
(4)Bifidus factor : 장내 유효균 증식
(5)비만예방 : 당, 지질 흡착제거, 포만감
(6)유독물질제거 : 중금속, 독성물질 제거
(7)노화방지 : 세포활성 증진
(8)간기능회복 : 필수아미노산 공급
(9)잡균증식억제 : 절임야채 저장성증가
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5) 당알코올
- 당류의 카보닐기가 환원되면서 얻어진 다가의 알코올-> -itol- 설탕 대비 유리한 점
(1)화학적, 열역학적으로 안정, 가공성 높음(2)낮은 칼로리 생산(3)난충치성 -> 어린이용 캔디 감미료(4)저흡습성(만니톨) : 탈습에 의한 식품품질변화 방지(5)금속제거 : metal ion(Fe, Cu) chelation 효과 -> 항산화효과(6)낮은 소화흡수율 : 혈당치, 인슐린수치를 증가시키지 않음 -> 당뇨환자용
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6) 식이섬유 (dietary fiber)
- 식품중 난소화성 탄수화물류
- 불용성 : cellulose, hemicellulose, pectin, chitin, chitosan
- 수용성 : 구아검, carragenan, polydextrose
- 영양적가치 없음 -> 난소화성 -> 비만예방
- 보수성, 양이온교환성, gel 형성력, 흡착성
(1) 콜레스테롤 상승억제 -> 고혈압, 동맥경화 예방
콜레스테롤 ---> DF에 흡착 -> 장내흡수 저지 -> 체외 배설
(2) 수분 흡착 팽창 -> 포만감 --> 위장관 자극 -> 위장운동자극
영양분흡수 속도 완화 -> 혈당치 급속 상승 억제
(3) 독성물질 흡착 배설 -> 대장암예방
(4) 변비예방 : 변비->동물성섭취로 인한 대장 내 지나친 수분흡수
- DF의 보수성이 변비문제 해결
ex) 희랍 히포크라테스 변비환자에 밀기울투여
(5) bifidus factor : 배변활동 자극, 면역력 증강, 장내 유해세균 억제, 암예방
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6) 식이섬유 (dietary fiber)
Ex) Polydextrose(화이브미니) (glucose:sorbitol=9:1)
- 낮은 점도성 -> drink류에 이용 ☞ 일반식이섬유는 점성이 높음 ->아이스크림 점성제
Ex) Cyclodextrin (CD) : 환상형 glucose -> 6~12
- α-CD : 6각형, β-CD : 7각형, γ-CD : 8각형
- G1, G2 : CD에 branch로 연결된 Glc 숫자 -> G1-α-CD, G2-α-CD
- 고리외부 : 친수성, 고리내부 : 소수성 -> 양친매성 -> 분자, 반응기의 포집제
(1)안정제기능 : 지용성 vit, PUFA, 천연색소 등의 안정화
식품중 향, 색소 안정화 -> 소시지 첨가물
(2)불휘발성화 : 향료, 정유, 향신료 등의 휘산방지 -> 화장품, 의약품, DDS
(3)물성개선 : 용해성, 경화성, 흡습성 개선 -> 풍미 조직감 개선