16 장지질
지질 - 무지방과저지방은최근수년간식품판매에서가장중요한식품표시 - 최근에는무지방, 저지방이면서맛도좋은제품개발 1. 지질의종류 - 지질 : 트리글리세리드, 인지질, 스테롤등을포함 - 트리글리세리드 : 우리가먹는거의모든지방 (fat) 과기름 (oil) 을포함식품과우리몸안에저장된지질의대부분인 95 % 정도가지방과기름이다
- 인지질은지방과물에녹을수있는구조 - 마요네즈와같은가공식품에물지방을혼합하는유화제로사용된다 - 달걀 ( 레시틴 ) 과땅콩같은몇몇식품에존재한다. - 스테롤 - 담즙산과일부호르몬 - 식물성식품과동물성식품에다존재콜레스테롤은동물성식품에만존재
2. 트리글리세리드 - 일정한체온을유지하도록도와줌 - 몸에서지방은열의불량도체 - 트리글리세리드는지방조직에저장된다 - 피하지방은천연적절연체이다 - 신장아래쪽에위치한지방조직은충격으로부터신장을보호하는쿠션역활을한다 - 몸에바르는천연바디오일은피부와머리를부드럽고건강하게유지 - 체내에서일부비타민을운반
지방이저장됨에따라지방세포는더커진다. 트리글리세리드는세포의가장자리에모이고결국가운데에서지방구형태로합쳐진다
1) 트리글리세리드의구조 - 탄소, 수소, 산소로구성되며, 알코올 ( 글리세롤 ) 이유기산 ( 지방산 ) 과반응할때생성된다. (1) 지방산 - 한쪽끝에카르복실기를가지고있는유기화합물을유기산이라고한다 - 트리글리세리드를구성하는유기산은지방산 (-C-C 결합을가지고있는화합물이유기화합물 )
카르복실기 : - 탄소와이중결합하고있는산소, 그리고탄소와단일결합하고있는히드록시기로구성 - 화학식 ; COOH R 은화합물의나머지를나타낸다 지방산의탄소사슬길이는다양하다. - 식품중에존재하는대부분의지방산의탄소수는 18 개
가장간단한형태초산 ( 탄소 2 개 )
트리글리세리드의형성 -3 개의지방산이알코올인글리세롤과반응글리세롤은 3 개의히드록시기 (-OH) 있다. - 각지방산의수소는히드록시기에결합 -triglyceride: 3 개의지방산을의미하는트리 (tri) + 글리세롤화합물을나타내는글리세리드 (glyceride)
2) 필수지방산 몸은 2 종류의지방산을제외하고모든지방산합성 - 리놀레산과리놀렌산 : 필수지방산정상적인성장과발육에필요 - 채소, 곡류, 견과류, 종실류, 대두등의식품
3) 포화지방과불포화지방 - 포화지방과불포화지방 ; 지방산에탄소가어떻게결합하고있는지를나타냄 - 결합형태는단일결합이나이중결합단일결합 : 각원자가전자 1 개씩을제공하는공유결합 이중결합 : 각원자가 2 개씩의전자를제공하는공유결합
모든탄소는 4 개의결합을형성해야한다 - 포화지방 : 탄소에 4 개의단일결합이존재ㅍ - 불포화지방 : - 포화지방보다수소가부족 - 수소원자를잃어버린 2 개의탄소원자간에이중결합이형성
불포화지방은이중결합을생성하는수소원자의수에따라분류단일불포화지방 : - 수소 2 개가부족 - 탄소사이에 1 개의이중결합 ex) 올레산 다가불포화지방 : - 탄소사이에 2 개이상의이중결합 -4 개또는그이상의수소가부족 ex) 리놀레산 (2 개 )/ 리놀렌산 (3 개 )
3. 트리글리세리드의성질 1) 열량가에너지는산소와반응하는산화에의해방출된다트리글리세리드분자에는산소에비해탄소와수소가많다. - 산화반응에적합한많은부분을제공탄수화물은상대적으로산소가더풍부하다. ex) 탄소수가 6개인포도당과지방산의구조에서산소수를비교 C6H12O6 CH3(CH2)4COOH 트리글리세리드는포도당에비해두배이상의열량 (9Kcal/g) (4Kcal/g)
2) 용해도물에거의안녹는다. - 분자가비극성이어서설탕처럼물과수소결합을형성하지못하기때문이다. - 따라서식초와기름으로된드레싱은사용하기직전에흔들어주어야한다. ( 물리적힘에의한일시적유화 ) - 클로로포름이나아세톤과같은비극성유기용매에잘녹는다
3) 상차이 동물성지방은포화지방산지방산의단일결합지방은더밀집되어있는구조실온에서고체상태 대부분의식물성기름은불포화지방산이중결합이형성되어있는곳에서분자는구부러짐 - 기름은이작은구부러짐에의해덜밀집됨 - 실온에서액체가된다.
포화도에따른지방의상 ( 고체, 액체 )
- 포화지방산 : 탄소사슬길이가짧은지방산들이유동성이증가된다. ( 융점이낮다 ) - 두종류의열대기름인코코넛유와팜핵유는 80% 이상이포화지방탄소수가 12, 14 개 ; 로오린산, 미리스틴산
종류 이중결합수 명칭분자식융점 0 라우르산 CH3(CH2)10 COOH 44 0 미리스트산 CH3(CH2)12 COOH 54 포화지방산 0 팔미트산 CH3(CH2)14 COOH 63 0 스테아르산 CH3(CH2)16 COOH 70 0 아라기즈산 CH3(CH2)18 COOH 75 0 페헨산 CH3(CH2)20 COOH 80 0 리그노세르산 CH3(CH2)22 COOH 84 1 올레산 CH3(CH2)7 CH=CHCH3(CH2)7 COOH(cis) 13 1 파크세산 CH3(CH2)5 CH=CHCH3(CH2)9 COOH(cis) 44 불포화지방산 2 리노르산 CH3(CH2)4(CH=CHCH2)2(CH2)6COOH(cis) -5 3 알파리노레산 CH3CH2(CH=CHCH2)3(CH2)6COOH(cis) -10 3 감마리노레산 CH3(CH2)4(CH=CHCH2)3(CH2)3COOH(cis) - 3 알파에레오스테아르산 CH3(CH2)3CH=CHCH=CHCH=CH(CH2)7COOH(trans)(tran s)(cis) 48 4 아라기돈산 CH3(CH2)4(CH=CHCH2)4(CH2)2COOH(cis) -50
4) 녹는온도범위 분자구조는지방의상태변화와관계가있다. 대부분의물질은녹는점과어는점을갖는데, 지방은녹는점과어는점이뚜렷하지않다. - 탄소수가높은지방산은녹는점이더높다 - 각지방은긴탄소사슬과짦은탄소사슬을갖는여러지방산으로이루어짐. 따라서각지방산은점차적으로녹기때문에지방의녹는점이뚜렷하지않다.
- 보통녹는온도범위는 5-10 C 이상 Ex) 접시에녹아있는작은버터에존재하는지방의일부는액체이고나머지는고체결정 - 불포화지방산의비율이더높은지방은더낮은온도에서녹는다
5) 고체화점 - 녹은버터가녹기전의단단함을갖게되는온도 - 같은온도에서녹고어는순수결정물질 ( 예 ; 물의어는점과녹는점은 0 C) 과달리 : 지방은녹는점과어는점이같지않고어는점이녹는온도보다더낮다.
4. 식품속의트리글리세리드 휘핑크림, 올리브유 : 거의모두지방견과류 : 50-70% 곡류 : 3-5% 1) 트리글리세리드의종류그림 16-6
2) 지방의기능향미, 텍스쳐, 입속느낌등에영향줌 (1) 연화작용 - 밀가루는반죽시밀단백질의결합으로글루텐이라는매트릭스를형성 - 밀가루로만된반죽은질기고씹힘성있는텍스쳐형성 - 지방은밀가루입자를둘러쌈으로써켜가있고더가벼운텍스쳐를갖도록한다. - 눅눅하지않으면서부서지기쉬운텍스쳐
(2) 공기혼입 쇼트닝의크리밍능력 - 반죽 (batter) 에공기를혼입시킴 - 반죽내로공기방울이미세하게분산되어반죽이더잘흐르게한다. - 제빵류는지방으로둘러싸인공기에의해팽창
(3) 유화지질은유화액의성분이되거나유화액형성에영향을준다. -ex) 기름은마요네즈와같은유화액을형성하는액체상중의하나이다 트리글리세리드는모노글리세리드로분해될수잇다. - 모노글리세리드에는한개의지방산이결합친수성, 소수성그룹을가지고있으므로액체와다른지방을유화시킬수있다. - 인지질 : 유화제로사용될수있는지질
(4) 향미제공 - 튀긴도넛은향을가지게된다. - 식품의냄새분자를녹여조리할때향을낸다. - 일부지방은식품에특유의맛을부여한다. - 올리브유는부드러운향을내는샐러드에적합 - 베이컨의지방은짜고스모키하다 - 옥수수유와같은기름은독특한향미가없음선호도가높다
3) 산화 - 식품표면이산소와접촉할때지방의산화 1) 이중결합옆에있는단일결합탄소에서수소원자게제거됨 RH Rㆍ + H ㆍ이중결합이많은불포화지방은더잘산화된다. 2) 산소가결합됨 R ㆍ + O2 RO2 ㆍ 3) 지방의과산화물형성 RO2 ㆍ + RH ROOH + R ㆍ - 1) 초기반응 - 2)&3) 연쇄반응 - 고지방식품이변질되는주된이유 ( ROOH 의축적및분해 )
지방산화촉진 : 온도, 산소, 표면적, 금속, 광선냉각또는냉동 : 지연, 완전히멈추게는못함 수분 : - 유지중적은양의수분은자동산화과정의초기반응을촉진시킴 - 유지함유식품 - 수분함량이매우낮은건조식품에서유지의산화속도가급속이진행 - 수분함량이증가하여 Aw 가약 0.3 이되면산화속도는지연 - 수분의보호효과는산소와지방분자가접촉하는것을방해
산패 : 지방이산화될때생성되는불쾌한향미 - 각식품은다른지방을함유 - 식품에따라다른화학변화일어남 ex) 산패한호두, 산패한감자칩, 산패한고기 산패는특이한향미를내기때문에 산패맛이다르다
(1) 산화의방지 - 감자칩질소포장 - 베이컨은진공밀봉 - 기름은짙은갈색병 - 산화를억제하는물분자가없는건조식품은항산화제처리
4) 지방의상업적이용동물성지방과식물성기름으로나뉜다. 동물성지방 : 버터, 라드, 우지가가장중요 - 버터 ; 우유와같이천연유화상태지방 80%, 물 18% 단백질 2%; 지방과물과결합하고있다 - 라드또는정제한돈지 : 페이스트리, 베이크, 프로스팅등
- 변형라드 : 트리글리세라이드내에서지방산을이동시킴 - 더작은지방결정을만들어제빵류가균일하고크림같은텍스쳐를갖게한다. - 식물성지질 : 종자유옥수수유, 올리브유, 카놀라유, 혼합기름
(1) 수소화유식물성쇼트닝 : 수소화를거친식물성기름 - 불포화지방분자에수소를첨가하여일부이중결합을단일결합으로대체 - 부분적인수소화는액체기름을펴바를수있는반고체지방으로변화시킴 ( 텍스처에영향 ) - 액체기름보다산패에안정 ( 안정성부여 ) - ex) 마가린 ( 수소화유 ) 은버터의대용품
5. 지방을이용한조리 - 튀김 - 지방은탄소사슬간에결합이매우많기때문에분자를분리하기위해적어도 260 C 로가열해야한다. - 지방의끓는점은물의끓는점보다두배이상높으며따라서지방은우수한열전도체이다
1) 지방에대한영향 튀김 ; 식품에기호성을부여지방의질을저하됨 - 계속해서강한열에노출된지방은산화와비슷한분해를일으킴 - 이과정을열분해라고하며지방의변질에영향열분해는식품을튀길때일어나며기름을변색시키고산패취를생성 - 식품은지방, 수분그리고다른물질중일부를튀김유로방출한다.
- 열분해가일어나면발연점이낮아지는데발연점이란지방이연기를생성하는온도 - 발연에도달하면지방이불안정하게하고지방이불안정할수록발연점은더낮아진다. - 일반적으로식물성기름은동물성지방보다발연점이높아서튀김유로더적합
2) 튀김시주의사항 - 잘디자인된튀김기는 4 면이높고정확한온도계가부착되어있으며잘절연되어있다. - 레인지에사용하는프라이팬은높고두꺼운재질의금속으로만들어기름이흘러내리지않도록한다. - 식품은뜨거운기름에넣기전에완전히건조되어야한다 - 기름과물은섞이지않기때문에물이빠져나갈때기름은튀게되고튀는기름방울은심각한화상을일으킬수있다.
- 기름이가열기구와접촉하여불이날수있다. - 팬에붙은불은뚜껑을닫거나베이킹소다를이용하여끈다 - 일정한온도유지를위해튀김용온도계를사용 - 튀김기의필터를깨끗하게유지 - 기름을자주교환 - 조리하는사람의안전 + 식품의질을보장
6. 식이중의트리글리세리드식품중의지방은몸안에서지방산과글리세롤로분해되어작은창자의융모에의해흡수된다. 일부지방산은간에저장되어지방으로나머지지방은체내지방조직이된다 - 일반미국인열량의 45% 지방으로섭취권장최대량 ; 30%
- 과다한식이지방특히포화지방은심장질환의원인 -1 일섭취권장량은지방은최대 65g, 포화지방은최대 20g 1) 저지방의선택지방섭취를제한하는경우 ; 무지유로만든무지방아이스크림, 살코기조각, 구운스낵등저지방식품을선택 저지방식품과무지방식품이고열량인경우도있다 : 열량소비또한주시해야한다.
(1) 지방대체제식품에있는지방을모방한물질이며저지방식품에사용된다. - 아직모든지방의성질과특성을만족시키는대체제를개발하지못함 - 각각의대체식품들은각기다른기능을만족시킴 지방대체제 : - 지방소재, 단백질소재, 탄수화물소재로나뉨 - 지방소재대체재 : 단쇄지방산과장쇄지방산으로만들어지면, 더적은열량을공급
- 단백질소재지방대체재 : - 우유나단백질미립자를사용 - 단백질처럼소화되지만 1g 당발생열량은더적다. - 유제품과일부제빵류, 소스, 스프를안정화시키고조직화시킴 탄수화물소재지방대체재 : 셀룰로오스, 검질, 변성전분지방의 ½ 에해당하는열량지방과유사한입속느낌
수크로오스폴리에스터수크로오스분자에지방산이결합된지방대체제 - 튀김에적합한최초의모조지방 - 소화될수없기때문에열량은내지않는다
(2) 트랜스지방액체상태의식물성기름을마가린과같은고체지방으로만들때형성되는지방형태매우적은양의트랜스지방이보통동물성식품에천연적으로존재 수소화과정에서식물성기름에수소가첨가될때만들어진다. - 기름의부분적수소화가이루어질때일부이중결합의수소원자는각각탄소사슬의반대쪽에위치 ( 입체구조 : 트랜스 ) 트랜스 : 라틴어로 교차하여 의뜻
인체내에서포화지방처럼행동 - 관상심장병의위험을높이는저밀도지단백질을증가시킴 - 식물성쇼트닝, 마가린, 쿠키, 스낵류, 튀김식품, 제빵류, 부분적으로수소화된식물성기름을사용한가공식품에존재 미국 : 2006 년부터모든식품표시에트랜스지방의양을표기하도록규정
7. 콜레스테롤 - 트리글리세리드가아니고 - 포도당또는포화지방산에서만들어진지방알코올인스테롤이다. - 분자구조복잡 ( 분자식 : C27H45OH) - 비타민 D 와일부호르몬생성에필수적이고세포막을강화시킨다 - 간 : 신체가욕구하는모든콜레스테롤합성 -1 일권장량 300mg
혈전형성에기여 - 칼슘과평활근세포가혼합된액체물질이쌓인것 - 심장내와심장주위의동맥벽에쌓여서혈류를감소시켜동맥경화를일으킨다. - 동맥경화 : 내벽에혈전이쌓여동맥을단단하게하는것심장병과뇌졸증위험율
혈전 ( 血栓 ) 은동맥의벽에세포부스러기, 지질 ( 콜레스테롤과지방산 ), 칼슘, 그리고다양한결합조직이쌓여커진것을의미한다.
- 지방특히포화지방이혈중콜레스테롤을증가 - 전지유제품과고콜레스테롤육제품의제한 : 혈중콜레스테롤낮춤 1)LDL 과 HDL 콜레스테롤과다른지질은이것들을필요로하는곳까지혈류를타고이동 : 혈액에서지질을운반하는지질과단백질의거대한복합분자인지단백 - 지질이많을수록밀도가더낮아진다.
- 간에서다른조직으로콜레스테롤을운반하는지단백은저밀도지단백 LDL 은혈중콜레스테롤의 75% 정도를운반 - 간으로되돌아온지단백질은지질보다단백질이더많으며따라서밀도가더높다. - 고밀도지단백질 (HDL) 은분해와배설을위해콜레스테롤을간으로다시보낸다 - 너무높은 LDL 수치는심장병의위험을경고 - 너무낮은 HDL 수치또한위험
2) 오메가 -3 지방산생선에존재하는오메가 -3 지방산은혈전형성을어렵게한다. - 혈전을덜끈적거리게하고동맥에쌓일가능성을줄인다. - 정어리, 연어, 참치, 청어와다른바다생선은오메가 -3 지방산의함량이높다. - 대구는간에지방산을저장하므로대구간유의섭취는생선보다더건강에좋다.