Page protected with pending changes

탄수화물

Carbohydrate
락토오스는 동물의 우유에서 발견되는 이당류입니다.그것은 D-갈락토스 분자와 베타-1-4 글리코사이드 결합에 의해 결합된 D-글루코스 분자로 구성됩니다.

탄수화물(/ˌk ɑːrbo ʊˈha ɪdre ɪt/)탄소(C), 수소(H), 산소(O) 원자로 구성된 생체 분자로, 일반적으로 수소-산소 원자 비율이 2:1(물에서와 같이)이므로 실험식과 함께 Cm(HO2)(n여기서 mn과 다를 수도 있고 다르지 않을 수도 있음)는 H가 O와 공유 결합을 가지고 있다는 것을 의미하지 않습니다(예를 들어 CHO에서는 H2 C와 공유 결합을 가지고 있지만 O와는 그렇지 않음).그러나 모든 탄수화물이 이 정확한 화학양론적 정의(예: 우론산, 푸코스와 같은 디옥시당)에 부합하는 것은 아니며, 이 정의에 부합하는 모든 화학물질이 자동적으로 탄수화물(예: 포름알데히드아세트산)로 분류되지도 않습니다.

이 용어는 생화학에서 가장 흔한데, 당류당류, 전분, 셀룰로스를 포함하는 그룹인 고대 그리스 σάκχα ρον(사카론) '당'에서 유래했습니다.당류는 단당류, 이당류, 올리고당, 다당류의 네 가지 화학 그룹으로 나뉩니다.가장 작은 (저분자량) 탄수화물인 단당류와 이당류는 흔히 당이라고 불립니다.[2]탄수화물의 과학적 명명법은 복잡하지만, 단당류와 이당류의 이름은 접미사 -oose로 끝나는 경우가 많은데, 이는 원래 글루코스(gle γλεῦκοςkos) '와인(wine), 머스트(must)'라는 단어에서 따온 것이며, 과당(과일당), 수크로스(사탕수수 또는 사탕무당), 갈비 등 거의 모든 당에 사용됩니다.Ose, 락토오스(milk당) 등

탄수화물은 생물체에서 많은 역할을 합니다.[3]다당류는 에너지 저장소(: 전분 및 글리코겐)로서 그리고 구조적 구성요소(예: 식물의 셀룰로스 및 절지동물의 키틴)로서 기능합니다.5-탄소 단당류 리보스조효소(예: ATP, FADNAD)의 중요한 구성 요소이며 RNA로 알려진 유전자 분자의 중추입니다.이와 관련된 디옥시리보스는 DNA의 구성요소입니다.당류와 그들의 유도체면역체계, 수정, 병원성 예방, 혈액 응고발달에 중요한 역할을 하는 다른 많은 중요한 생체 분자를 포함합니다.[4]

탄수화물은 영양의 중심이며 다양한 천연 식품과 가공 식품에서 발견됩니다.녹말은 다당류이며, , 피자, 파스타와 같은 시리얼 밀가루를 기반으로 한 시리얼(밀, 옥수수, 쌀), 감자, 가공식품에 풍부합니다.설탕은 주로 식탁용 설탕(설탕이나 사탕무에서 추출한 자당), 젖당(우유에 풍부한), 포도당, 과당으로 인간의 식단에 등장하는데, 둘 다 , 많은 과일, 그리고 일부 채소에서 자연적으로 발생합니다.테이블 설탕, 우유, 또는 꿀은 종종 음료수와 잼, 비스킷, 그리고 케이크와 같은 많은 준비된 음식에 첨가됩니다.

모든 식물의 세포벽에서 발견되는 다당류인 셀룰로스는 불용성 식이섬유의 주요 성분 중 하나입니다.사람이 소화시킬 수는 없지만 셀룰로스와 불용성 식이섬유는 일반적으로 배변을 촉진시켜 건강한 소화기관을[5] 유지하는 데 도움을 줍니다.식이섬유에 포함된 다른 다당류로는 저항성 전분이눌린이 있는데, 이들은 대장미생물에 있는 일부 박테리아를 공급하고, 이 박테리아에 의해 대사되어 짧은 사슬 지방산을 생산합니다.[6][7]

용어.

과학 문헌에서 "탄수화물"이라는 용어는 "설탕", "당류", "오세",[1] "글루시드",[8] "탄소의 수화" 또는 "알데히드 또는 케톤을 가진 폴리하이드록시 화합물"과 같은 많은 동의어를 가지고 있습니다.이러한 용어들 중 일부, 특히 "탄수화물"과 "설탕"은 다른 의미들과 함께 사용됩니다.

식품 과학과 많은 비공식적 맥락에서 "탄수화물"이라는 용어는 종종 복합 탄수화물 전분(시리얼, 빵, 파스타 등) 또는 설탕(사탕, , 디저트 등에서 발견되는)이 특히 풍부한 모든 음식을 의미합니다.이러한 비공식성은 화학적 구조와 인간의 소화 가능성을 혼동하기 때문에 때때로 혼란스럽습니다.

종종 USDA National Nutrient Database와 같은 영양 정보의 목록에서 "탄수화물" (또는 "차분에 의한 탄수화물")이라는 용어는 물, 단백질, 지방, 재, 에탄올을 제외한 모든 것에 사용됩니다.[9]여기에는 보통 탄수화물로 간주되지 않는 아세트산 또는 젖산과 같은 화학적 화합물이 포함됩니다.또한, 탄수화물이지만 사람에게는 음식 에너지에 기여하지 않는 식이 섬유를 포함하고 있는데, 이는 마치 당과 같이 소화 가능하고 흡수 가능한 탄수화물인 것처럼 총 음식 에너지 계산에 포함되는 경우가 많습니다.엄격한 의미에서, "설탕"은 인간의 음식에 많이 사용되는 달고 용해성 있는 탄수화물에 사용됩니다.

역사

탄수화물과 관련된 발견의 역사는 약 만 년 전 파푸아 뉴기니에서 신석기 시대의[citation needed] 사탕수수 재배 기간으로 거슬러 올라갑니다.탄수화물이 건강에 미치는 영향은 탄수화물이 체중 증가를 일으킬 수 있다는 것을 이해한 인도 의사 수슈루타에 의해 발견되었습니다.[10]"탄수화물"이라는 용어는 1844년 독일의 화학자 칼 슈미트(화학자)에 의해 처음으로 제안되었습니다.1856년 프랑스 생리학자 클로드 베르나르(Claude Bernard)에 의해 동물 간에 탄수화물이 저장되는 형태인 글리코겐이 발견되었습니다.[citation needed]

구조.

이전에 "탄수화물"이라는 이름은 화학식 Cm(HO2)를 가진 화합물에 대해 화학적으로 사용되었습니다.n이 정의에 따라, 어떤 화학자들은 포름알데히드(CHO2)가 가장 간단한 탄수화물이라고 생각한 반면,[11] 다른 화학자들은 글리콜알데히드에 대한 제목을 주장했습니다.[12]오늘날, 이 용어는 일반적으로 생화학적인 의미로 이해되는데, 이는 한 개 또는 두 개의 탄소만을 가진 화합물을 제외하고 이 공식에서 벗어난 많은 생물학적 탄수화물을 포함합니다.예를 들어, 위의 대표적인 공식들은 일반적으로 알려진 탄수화물들을 포착하는 것처럼 보이지만, 편재하고 풍부한 탄수화물들은 종종 이것으로부터 벗어납니다.예를 들어, 탄수화물은 종종 N-아세틸(예: 키틴), 황산염(예: 글리코사미노글리칸), 카르복실산 및 디옥시 변형(예: 푸코스시알산)과 같은 화학적 그룹을 표시합니다.

천연 당류는 일반적으로 n이 3 이상인 일반식(CHO2)n을 가진 단당류라고 불리는 단순한 탄수화물로 만들어집니다.전형적인 단당류는 H-(CHOH)(C=O)-(CHOH)-H, 즉 알데히드 또는 케톤 작용기의 일부가 아닌 각 탄소 원자하이드록실기가 많이 추가된 알데히드 또는 케톤의 구조를 갖습니다.단당류의 예로는 포도당, 과당, 글리세르알데하이드가 있습니다.그러나 일반적으로 "단당류"라고 불리는 일부 생물학적 물질(: 푸코스와 같은 우론산 및 디옥시당)은 이 공식에 부합하지 않으며, 이 공식에는 부합하지만 단당류로 간주되지 않는 많은 화학 물질(예: 포름알데히드 CHO2이노시톨(CHO2))6[13]이 있습니다.

단당류의 열린 사슬 형태는 종종 알데히드/케톤 카보닐기 탄소(C=O)와 하이드록실기(–OH)가 반응하여 새로운 C-O-C 다리와 헤미아세탈을 형성하는 닫힌 고리 형태와 공존합니다.

단당류는 다양한 방법으로 다당류(또는 올리고당)라고 불리는 것으로 함께 연결될 수 있습니다.많은 탄수화물은 하나 이상의 그룹이 교체되거나 제거된 하나 이상의 변형된 단당류 단위를 포함합니다.예를 들어, DNA의 구성 요소인 디옥시리보스리보스의 변형된 버전입니다; 키틴은 포도당의 질소 함유 형태인 N-아세틸 글루코사민의 반복 단위로 구성되어 있습니다.

나누기

탄수화물은 폴리하이드록시알데하이드, 케톤, 알코올, 산, 그 단순한 유도체 및 아세탈 유형의 연결 고리를 갖는 중합체입니다.이들은 중합 정도에 따라 분류될 수 있으며, 처음에는 당, 올리고당, 다당류의 세 가지 주요 그룹으로 나눌 수 있습니다.[14]

주요 식이 탄수화물
학급
(중합도)
부분군 구성 요소들
설탕(1–2) 단당류 포도당, 갈락토스, 과당, 자일로스
이당류 수크로스, 락토스, 말토스, 이소말툴로스, 트레할로스
폴리올스 소르비톨, 만니톨
올리고당 (3~9) 말토올리고당 말토덱스트린
기타 올리고당류 라피노스, 스타키오스, 프락토올리고당
다당류 (>9) 탄수화물 아밀로스, 아밀로펙틴, 변형 녹말
비녹말 다당류 글리코젠, 셀룰로오스, 헤미셀룰로오스, 펙틴, 하이드로콜로이드

단당류

D-글루코스는 화학식 (C·HO2)의 알도헥소스입니다.6빨간색 원자는 알데히드 그룹을 강조하고 파란색 원자는 알데히드와 가장 멀리 비대칭 중심을 강조합니다. 이 -OH는 피셔 투영의 오른쪽에 있으므로 D당입니다.

단당류는 더 작은 탄수화물로 가수분해될 수 없다는 점에서 가장 단순한 탄수화물입니다.그것들은 두 개 이상의 히드록시기를 가진 알데하이드 또는 케톤입니다.변형되지 않은 단당류의 일반적인 화학식은 (C•HO2),n 문자 그대로 "탄소 수화물"입니다.단당류는 핵산의 구성요소일 뿐만 아니라 중요한 연료 분자입니다.n=3인 가장 작은 단당류는 디하이드록시아세톤과 D- 및 L-글리세르알데하이드입니다.

단당류 분류

포도당의 α 및 β 아노머.탄소 5에 결합된 CHOH2 그룹에 대한 아노머 탄소 상의 하이드록실 그룹(적색 또는 녹색)의 위치를 주목하십시오. 이들은 동일한 절대 구성(R,R 또는 S,S)(α) 또는 반대되는 절대 구성(R,S 또는 S,R)(β)을 갖습니다.[15]

단당류는 카보닐기의 위치, 탄소 원자의 수, 키랄성 등 세 가지 특성에 따라 분류됩니다.카보닐기가 알데히드이면 단당류는 알도스이고, 카보닐기가 케톤이면 단당류는 케토스입니다.탄소수가 3개인 단당류를 트라이오스,[16] 4개인 것을 테트로스, 5개는 펜토스, 6개는 헥소스 등입니다.이 두 분류 체계는 종종 결합됩니다.예를 들어, 포도당알도헥소스(6탄소 알데히드), 리보스알도펜토스(5탄소 알데히드), 과당케토헥소스(6탄소 케톤)입니다.

하이드록실기(-OH)를 갖는 각각의 탄소 원자는, 첫 번째 탄소와 마지막 탄소를 제외하고, 비대칭이고, 각각 2개의 가능한 구성(R 또는 S)을 갖는 스테레오 중심입니다.이러한 비대칭성 때문에, 임의의 주어진 단당류 공식에 대해 다수의 이성질체가 존재할 수 있습니다.예를 들어, Le Bel-van't Hoff 규칙을 사용하면, 알도헥소스 D-포도당은 화학식 (C·HO)을 가지며, 그 중 6개의 탄소 원자 중 4개는 입체성이고, D-포도당은 2=16개의 가능한 입체 이성질체 중 하나입니다.알도트리오스인 글리세르알데하이드의 경우, 가능한 입체이성질체 한 쌍이 있는데, 즉 에난티오머에피머이다. 1, 3-디하이드록시아세톤은 알도스 글리세르알데하이드에 해당하는 케토스로, 스테레오 중심이 없는 대칭 분자입니다.D 또는 L의 할당은 카보닐기에서 가장 멀리 떨어진 비대칭 탄소의 방향에 따라 이루어집니다: 표준 피셔 투영에서 하이드록실기가 오른쪽에 있으면 분자는 D 당이고, 그렇지 않으면 L 당입니다."D-" 및 "L-" 접두사는 설탕이 평면 편광회전하는 방향을 나타내는 "d-" 또는 "l-"과 혼동해서는 안 됩니다."d-"와 "l-"의 이러한 사용은 탄수화물 화학에서 더 이상 지켜지지 않습니다.[17]

고리-직선 사슬 이성질체

포도당은 직사슬 형태와 고리 형태로 존재할 수 있습니다.

직쇄 단당류의 알데히드 또는 케톤기는 다른 탄소 원자 상의 하이드록시기와 가역적으로 반응하여 헤미아세탈 또는 헤미케탈을 형성하고, 두 탄소 원자 사이에 산소 가교를 갖는 헤테로고리를 형성합니다.5개의 원자와 6개의 원자를 가진 고리는 각각 퓨라노스피라노스 형태로 불리며, 직선형과 평형을 이루어 존재합니다.[18]

직쇄 형태에서 고리 형태로 전환되는 동안, 아노머 탄소라고 불리는 카보닐 산소를 포함하는 탄소 원자는 두 가지 가능한 구성을 가진 입체 중심이 됩니다.산소 원자는 링의 평면 위 또는 아래에 위치할 수 있습니다.그 결과 가능한 입체 이성질체 쌍을 아노머라고 합니다.α 아노머에서 아노머 탄소 위의 -OH 치환기는 CHOH2 측 분지로부터 고리의 반대쪽(트랜스)에 놓여 있습니다.CHOH2 치환기와 아노머 하이드록실이 고리 평면의 같은 면(cis)에 있는 대체 형태를 β 아노머라고 합니다.

생물에 사용

단당류는 에너지원(식물에서 광합성의 산물이기 때문에 포도당이 자연에서 가장 중요함)과 생합성에 사용되는 대사의 주요 연료 공급원입니다.단당류가 즉각적으로 필요하지 않을 때는 종종 보다 공간 효율적인(즉, 수용성이 낮은) 형태, 즉 다당류로 변환됩니다.인간을 포함한 많은 동물들에서 이 저장 형태는 글리코겐이며, 특히 간과 근육 세포에서 그렇습니다.식물에서는 녹말이 같은 용도로 사용됩니다.가장 풍부한 탄수화물인 셀룰로스식물과 많은 형태의 조류의 세포벽의 구조적인 구성요소입니다.리보스RNA의 구성성분이고 디옥시리보스DNA의 구성성분입니다. 리보스는 인간의 심장에서 발견되는 lixoflavin의 구성성분입니다.[19]리불로스자일룰로스오탄당 인산 경로에서 발생합니다.우유당 락토오스의 성분인 갈락토스식물 세포막갈락토지질과 많은 조직당단백질에서 발견됩니다.만노스는 인간의 대사, 특히 특정 단백질의 글리코실화에서 발생합니다.과당 또는 과일당은 많은 식물과 인간에서 발견되며, 간에서 대사되고, 소화 중에 장으로 직접 흡수되며, 정액에서 발견됩니다.곤충의 주요 당인 트레할로스는 지속적인 비행을 지원하기 위해 두 개의 포도당 분자로 빠르게 가수분해됩니다.

이당류

테이블 설탕으로도 알려진 수크로스는 흔한 이당류입니다.D-글루코스(왼쪽)와 D-프럭토스(오른쪽)의 단당류로 구성되어 있습니다.

결합된 두 개의 단당류는 이당류라고 불리는데, 다당류의 가장 단순한 종류입니다.예를 들면 수크로스락토오스가 있습니다.이들은 탈수 반응을 통해 형성된 글리코사이드 연결로 알려진 공유 결합에 의해 결합된 두 개의 단당류 단위체로 구성되어 있으며, 이는 하나의 단당류로부터 수소 원자를, 다른 하나의 단당류로부터 하이드록실기를 잃는 결과를 초래합니다.변형되지 않은 이당류의 화학식은 CHO입니다122211.비록 많은 종류의 이당류들이 있지만, 소수의 이당류들은 특히 주목할 만합니다.

오른쪽에 있는 수크로스는 가장 풍부한 이당류이며, 식물에서 탄수화물이 운반되는 주요 형태입니다.그것은 하나의 D-글루코스 분자와 하나의 D-프럭토스 분자로 구성되어 있습니다.수크로스의 계통명인 O-α-D-글루코피라노실-(1→2)-D-프럭토푸라노사이드는 다음 네 가지를 나타냅니다.

  • 단당류: 포도당과 과당
  • 그들의 고리 유형: 포도당은 피라노스이고 과당은 퓨라노스입니다.
  • 그들이 어떻게 연결되는지: α-D-글루코스의 탄소 번호 1 (C1)에 있는 산소는 D-프럭토스의 C2와 연결됩니다.
  • -oside 접미사는 두 단당류의 아노머 탄소가 글리코사이드 결합에 참여한다는 것을 나타냅니다.

유당은 포유동물의 우유에서 자연적으로 발생하는 D-갈락토스 분자와 D-글루코스 분자로 구성된 이당류입니다.락토스의 계통명은 O-β-D-갈락토피라노실-(1→4)-D-글루코피라노오스입니다.다른 주목할 만한 이당류로는 말토스(α-1,4로 연결된 두 개의 D-포도당)와 셀로비오스(β-1,4로 연결된 두 개의 D-포도당)가 있습니다.이당류는 환원성 이당류와 비환원성 이당류의 두 가지 유형으로 분류될 수 있습니다.만약 작용기가 다른 당 단위와 결합하여 존재한다면, 그것은 환원성 이당류 또는 바이오오스라고 불립니다.

영양

곡물 제품: 탄수화물의 풍부한 공급원

음식에서 섭취하는 탄수화물은 단순 당류의 경우 1g당 3.87kcal의 에너지를,[20] 다른 대부분의 음식에서 복합 탄수화물의 경우 1g당 3.57~4.12kcal의 에너지를 생산합니다.[21]상대적으로 높은 수준의 탄수화물은 단 것, 쿠키와 사탕, 테이블 설탕, 꿀, 청량 음료, 빵과 크래커, 잼과 과일 제품, 파스타와 아침 시리얼을 포함한 식물로 만들어진 가공 식품 또는 정제 식품과 관련이 있습니다.소화가 잘 되는 탄수화물의 양이 적은 것은 보통 정제되지 않은 음식과 관련이 있는데, 이 음식들은 콩, 튜버, 쌀, 그리고 정제되지 않은[dubious ] 과일을 포함한 더 많은 섬유질을 가지고 있기 때문입니다.[22]우유에 락토오스가 많이 함유되어 있기는 하지만, 동물성 식품은 일반적으로 탄수화물 수치가 가장 낮습니다.

생물체는 일반적으로 에너지를 생산하기 위해 모든 종류의 탄수화물을 대사할 수 없습니다.포도당은 거의 보편적이고 접근하기 쉬운 에너지원입니다.많은 유기체들은 또한 다른 단당류이당류를 대사할 수 있는 능력을 가지고 있지만 종종 포도당이 먼저 대사됩니다.예를 들어 대장균에서는 락토페론이 있을 때 락토페론이 락토페론의 소화를 위한 효소를 발현하지만 락토페론과 글루코스가 둘 다 존재할 경우 락토페론이 억제되어 글루코스가 먼저 사용됩니다(Diauxie 참조).다당류는 일반적인 에너지원이기도 합니다.많은 유기체들은 녹말을 쉽게 포도당으로 분해할 수 있지만, 대부분의 유기체들은 셀룰로스키틴이나 아라비녹실란과 같은 다른 다당류들을 대사시킬 수 없습니다.이러한 탄수화물 종류는 일부 박테리아와 원생동물에 의해 대사될 수 있습니다.예를 들어, 반추동물흰개미는 셀룰로오스를 처리하기 위해 미생물을 사용합니다.비록 이 복합 탄수화물들이 소화가 잘 되지는 않지만, 그것들은 식이 섬유라고 불리는 인간에게 중요한 식이 요소를 나타냅니다.섬유질은 다른 이점들 중에서도 소화를 증진시킵니다.[23]

의학연구소는 미국과 캐나다 성인들에게 45-65%의 식이 에너지를 통곡물 탄수화물로부터 얻는 것을 권장합니다.[24]식품농업기구세계보건기구는 국가 식생활 지침에 따라 탄수화물에서 나오는 총 에너지의 55~75%를 목표로 하되, 당(단순 탄수화물의 용어)에서 직접 나오는 에너지는 10%에 불과하도록 권고하고 있습니다.[25]2017년 Cochrane Systematic Review는 통곡물 식단이 심혈관 질환에 영향을 미칠 수 있다는 주장을 뒷받침할 증거가 부족하다고 결론 내렸습니다.[26]

분류

영양학자들은 종종 탄수화물을 단순하거나 복합적이라고 말합니다.그러나 이 그룹들 사이의 정확한 구분은 모호할 수 있습니다.복합 탄수화물이라는 용어는 미국 상원 영양 및 인간 요구 식이 목표(1977)에서 처음 사용되었으며, 여기서 설탕을 다른 탄수화물(영양학적으로 더 우수하다고 인식되는 탄수화물)과 구별하기 위한 것이었습니다.[27]그러나, 보고서는 "과일, 채소, 통곡물"을 복합 탄수화물 란에 넣었는데, 이는 다당류뿐만 아니라 당을 포함할 수도 있음에도 불구하고 말입니다.이러한 혼란은 오늘날 일부 영양학자들이 섬유질, 비타민 그리고 미네랄이 (에너지를 제공하지만 다른 영양소는 거의 없는 가공 탄수화물과는 반대로) 발견되는 전체 음식에 존재하는 소화 가능한 당류의 모든 종류를 가리키기 위해 복합 탄수화물이라는 용어를 사용함에 따라 지속됩니다.그러나 표준적인 사용법은 탄수화물을 화학적으로 분류하는 것입니다: 탄수화물이 당류(단당류이당류)이면 단순하고 다당류(또는 올리고당)이면 복잡합니다.[28]

어떤 경우든, 단순한 화학물질 대 복잡한 화학물질의 구별은 탄수화물의 영양적 질을 결정하는 데 거의 가치가 없습니다.[28]일부 단순 탄수화물(예: 과당)은 혈당을 빠르게 상승시키는 반면, 일부 복합 탄수화물(전분)은 혈당을 천천히 상승시킵니다.소화 속도는 탄수화물과 함께 섭취되는 다른 영양소, 음식이 어떻게 준비되는지, 신진대사의 개인차, 탄수화물의 화학적 성질 등 다양한 요인에 의해 결정됩니다.[29]탄수화물은 때때로 소장에서 흡수되는 "사용 가능한 탄수화물"과 대장으로 전달되는 "사용 불가능한 탄수화물"로 나뉘는데, 여기서 위장관 미생물 무리에 의해 발효가 됩니다.[30]

USDA2010년 미국인 식생활 지침은 매일 곡물 식품 6인분을 포함한 균형 잡힌 식단에서 탄수화물을 중간에서 높은 수준으로 섭취할 것을 요구하고 있으며, 이 중 적어도 절반은 곡물 공급원에서, 나머지는 농축식품에서 섭취할 것을 요구하고 있습니다.[31]

혈당 지수(GI)혈당 부하 개념은 인간의 소화 중 음식 행동을 특징짓는 것으로 개발되었습니다.그들은 혈당 수치에 미치는 영향의 신속성과 크기에 따라 탄수화물이 풍부한 음식의 순위를 매깁니다.혈당지수는 음식의 포도당이 얼마나 빨리 흡수되는지를 나타내는 반면, 혈당부하는 음식의 총 흡수 가능한 포도당을 나타내는 척도입니다.인슐린 지수는 음식의 포도당(또는 녹말)과 일부 아미노산에 의해 야기되는 혈중 인슐린 수준에 대한 영향에 기초하여 음식의 순위를 매기는 유사하고 더 최근의 분류 방법입니다.

식이 탄수화물 제한의 건강 영향

저탄수화물 식이요법은 콩류맥박, 통곡물, 과일, 채소에서 발견되는 양질의 탄수화물이 제공하는 식이섬유 섭취 증가와 같은 건강상의 이점을 놓칠 수 있습니다.[32][33]식이성 할증, 두통, 변비의 부작용으로 포함된 "중간 정도의 품질의 메타분석".[34][better source needed]

탄수화물로 제한된 식단은 전체 칼로리 섭취량이 감소할 때 단기간에 체중 감량을 달성하는 데 있어 저지방 식단만큼 효과적일 수 있습니다.[35]내분비 학회의 과학적 성명은 "열량 섭취를 일정하게 유지할 때, 체지방 축적은 식단에서 지방과 탄수화물의 양의 매우 뚜렷한 변화에도 영향을 받지 않는 것으로 보입니다."[35]라고 말했습니다.장기적으로, 효과적인 체중 감량이나 유지는 식단에서 주요 영양소의 비율이 [35]아니라 칼로리 제한에 달려 있습니다.[36]탄수화물이 혈중 인슐린 수치를 증가시켜 과도한 지방 축적을 유발하고, 저탄수화물 식이가 "대사적 이점"이 있다는 식이요법의 주장은 임상적 증거에 의해 뒷받침되지 않습니다.[35][37]또한, 저탄수화물 다이어트가 심혈관 건강에 어떤 영향을 미치는지는 명확하지 않지만, 두 가지 리뷰에서 탄수화물 제한이 심혈관 질환 위험의 지질 지표를 개선시킬 수 있다는 것을 보여주었습니다.[38][39]

탄수화물 제한 식단은 제2형 당뇨병의 발병을 예방하는데 전통적인 건강 식단보다 더 효과적이지는 않지만, 제2형 당뇨병을 가진 사람들에게, 체중을 줄이거나 혈당 조절을 돕는 실행 가능한 선택입니다.[40][41][42]제1형 당뇨병 관리에 있어 저탄수화물 다이어트의 일상적인 사용을 뒷받침하는 증거는 제한적입니다.[43]미국 당뇨병 협회는 당뇨병이 있는 사람들에게 탄수화물이나 다른 주요 영양소에 초점을 맞춘 식단보다는 일반적으로 건강한 식단을 채택할 것을 권고합니다.[42]

저탄수화물 식이요법의 극단적인 형태인 케톤제닉 식이요법은 뇌전증을 치료하기 위한 의학적인 식이요법으로 확립됩니다.[44]21세기 초 유명인들의 지지를 통해, 그것은 체중 감량의 수단으로 유행 다이어트가 되었지만, 낮은 에너지 수준과 배고픔, 불면증, 메스꺼움,[scientific citation needed][44] 위장 불편과 같은 바람직하지 않은 부작용의 위험이 있습니다.영국 영양학회는 2018년 피해야 할 최악의 5가지 다이어트 중 하나로 선정했습니다.[44]

원천

포도당정

대부분의 식이 탄수화물은 포도당을 유일한 구성 요소(다당류 녹말 및 글리코겐에서와 같이)로 포함하거나 다른 단당류(이종 다당류 수크로스 및 락토오스에서와 같이)와 함께 포함합니다.[45]결합되지 않은 포도당은 꿀의 주요 성분 중 하나입니다.로마의 침엽수 월레미아 노빌리스의 수컷 원추형, 중국의 일렉스(Ilexas prella) 식물의 뿌리,[46][47] 캘리포니아(California)의 벼 지푸라기 등 전 세계의 다양한 천연자원에서 포도당이 매우 풍부하게 분리되어 있습니다.[48]

선별된 일반 식물 식품의 당 함량(100g당 그램)[49]
음식.
항목
탄수화물,
포함하여 A총계
식이 섬유

당류
공짜
과당의
공짜
포도당
수크로스 비율
과당/과당
포도당
수크로스는
의 비율
총당(%)
과일들
사과 13.8 10.4 5.9 2.4 2.1 2.0 19.9
살구 11.1 9.2 0.9 2.4 5.9 0.7 63.5
바나나 22.8 12.2 4.9 5.0 2.4 1.0 20.0
무화과, 건조 63.9 47.9 22.9 24.8 0.9 0.93 0.15
포도 18.1 15.5 8.1 7.2 0.2 1.1 1
배꼽오렌지 12.5 8.5 2.25 2.0 4.3 1.1 50.4
복숭아 9.5 8.4 1.5 2.0 4.8 0.9 56.7
먹는 배 15.5 9.8 6.2 2.8 0.8 2.1 8.0
파인애플. 13.1 9.9 2.1 1.7 6.0 1.1 60.8
자두 11.4 9.9 3.1 5.1 1.6 0.66 16.2
야채들
사탕무,빨강 9.6 6.8 0.1 0.1 6.5 1.0 96.2
당근 9.6 4.7 0.6 0.6 3.6 1.0 77
고추,달콤함 6.0 4.2 2.3 1.9 0.0 1.2 0.0
양파,달콤한 7.6 5.0 2.0 2.3 0.7 0.9 14.3
고구마 20.1 4.2 0.7 1.0 2.5 0.9 60.3
27.9 0.5 흔적 흔적 흔적 흔적
사탕수수 13–18 0.2–1.0 0.2–1.0 11–16 1.0 높은
사탕무 17–18 0.1–0.5 0.1–0.5 16–17 1.0 높은
곡류.
옥수수,달콤 19.0 6.2 1.9 3.4 0.9 0.61 15.0

^A 탄수화물의 값은 USDA 데이터베이스에서 계산되며 당류, 전분 및 "식이섬유"의 합과 항상 일치하지는 않습니다.

신진대사

탄수화물 대사는 생물체에서 탄수화물의 형성, 분해, 상호 전환을 담당하는 일련의 생화학적 과정입니다.

가장 중요한 탄수화물은 알려진 거의 모든 유기체에 의해 대사되는 단순한 당(단당류)인 포도당입니다.포도당과 다른 탄수화물은 종에 걸쳐 다양한 대사 경로의 일부입니다: 식물은 흡수된 에너지를 내부에, 종종 전분이나 지질의 형태로 저장하는 광합성에 의해 이산화탄소와 물로부터 탄수화물을 합성합니다.식물 성분은 동물과 곰팡이에 의해 소비되며 세포 호흡을 위한 연료로 사용됩니다.탄수화물 1g의 산화는 약 16kJ (4kcal)의 에너지를 생산하는 반면 지질 1g의 산화는 약 38kJ (9kcal)의 에너지를 생산합니다.인체는 체중에 따라 300g에서 500g 사이의 탄수화물을 저장하는데, 골격근이 저장의 많은 부분을 차지합니다.[50]대사에서 얻은 에너지(예: 포도당의 산화)는 보통 ATP의 형태로 세포 내에 일시적으로 저장됩니다.[51]혐기성 및 호기성 호흡이 가능한 유기체는 이산화탄소을 부산물로 하여 포도당 및 산소(에어로빅)를 대사시켜 에너지를 방출합니다.

이화작용

이화작용은 세포가 더 큰 분자를 분해하여 에너지를 추출하는 대사 반응입니다.단당류 이화작용에는 해당과정시트르산 회로라는 두 가지 주요 대사경로가 있습니다.

해당과정에서 올리고당류와 다당류는 글리코사이드 가수분해효소(glycoside hydrolase)라고 불리는 효소에 의해 먼저 단당류로 분해됩니다.단당류 단위체는 단당류 이화작용에 들어갈 수 있습니다.포도당을 포도당 6-인산(G6P)으로, 과당 6-인산(F6P)을 과당 1,6-이중인산(FBP)으로 인산화하여 반응을 비가역적으로 촉진시키기 위해서는 해당과정의 초기 단계에서 2 ATP의 투자가 필요합니다.[50]인간과 마찬가지로 필요한 소화 효소와 대사 효소가 없기 때문에 모든 탄수화물 종류를 사용할 수 있는 것은 아닙니다.

탄수화물화학

탄수화물 화학은 유기 화학의 크고 경제적으로 중요한 한 분야입니다.탄수화물과 관련된 주요 유기 반응은 다음과 같습니다.

참고 항목

참고문헌

  1. ^ a b Avenas P (2012). "Etymology of main polysaccharide names" (PDF). In Navard P (ed.). The European Polysaccharide Network of Excellence (EPNOE). Wien: Springer-Verlag. Archived from the original (PDF) on February 9, 2018. Retrieved January 28, 2018.
  2. ^ Flitsch SL, Ulijn RV (January 2003). "Sugars tied to the spot". Nature. 421 (6920): 219–220. Bibcode:2003Natur.421..219F. doi:10.1038/421219a. PMID 12529622. S2CID 4421938.
  3. ^ Carroll GT, Wang D, Turro NJ, Koberstein JT (January 2008). "Photons to illuminate the universe of sugar diversity through bioarrays". Glycoconjugate Journal. 25 (1): 5–10. doi:10.1007/s10719-007-9052-1. PMC 7088275. PMID 17610157.
  4. ^ Maton A, Hopkins J, McLaughlin CW, Johnson S, Warner MQ, LaHart D, Wright JD (1993). Human Biology and Health. Englewood Cliffs, New Jersey: Prentice Hall. pp. 52–59. ISBN 978-0-13-981176-0.
  5. ^ USDA 국가영양 데이터베이스, 2015, 페이지 14
  6. ^ Cummings JH (2001). The Effect of Dietary Fiber on Fecal Weight and Composition (3rd ed.). Boca Raton, Florida: CRC Press. p. 184. ISBN 978-0-8493-2387-4. Archived from the original on April 2, 2019. Retrieved April 24, 2022.
  7. ^ Byrne CS, Chambers ES, Morrison DJ, Frost G (September 2015). "The role of short chain fatty acids in appetite regulation and energy homeostasis". International Journal of Obesity. 39 (9): 1331–1338. doi:10.1038/ijo.2015.84. PMC 4564526. PMID 25971927.
  8. ^ Fearon WF (1949). Introduction to Biochemistry (2nd ed.). London: Heinemann. ISBN 978-1483225395. Archived from the original on July 27, 2020. Retrieved November 30, 2017.
  9. ^ USDA 국가영양 데이터베이스, 2015, 페이지 13
  10. ^ Bhattacharya, Manoshi (2018). "A history of evolution of the terms of carbohydrates coining the term 'glucogenic carbohydrates' and prescribing in grams per day for better nutrition communication". Journal of Public Health and Nutrition. 1 (4).
  11. ^ Coulter JM, Barnes CR, Cowles HC (1930). A Textbook of Botany for Colleges and Universities. BiblioBazaar. ISBN 978-1113909954. Archived from the original on April 17, 2022. Retrieved April 24, 2022.
  12. ^ Burtis CA, Ashwood ER, Tietz NW (2000). Tietz fundamentals of clinical chemistry. W.B. Saunders. ISBN 9780721686349. Archived from the original on June 24, 2016. Retrieved January 8, 2016.
  13. ^ Matthews CE, Van Holde KE, Ahern KG (1999). Biochemistry (3rd ed.). Benjamin Cummings. ISBN 978-0-8053-3066-3.[페이지 필요]
  14. ^ "Chapter 1 – The role of carbohydrates in nutrition". Carbohydrates in human nutrition. FAO Food and Nutrition Paper – 66. Food and Agriculture Organization of the United Nations. Archived from the original on December 22, 2015. Retrieved December 21, 2015.
  15. ^ Bertozzi CR, Rabuka D (2017). "Structural Basis of Glycan Diversity". Essentials of Glycobiology (3rd ed.). Cold Spring Harbor (NY): Cold Spring Harbor Laboratory Press. ISBN 978-1-621821-32-8. PMID 20301274. Archived from the original on May 19, 2020. Retrieved August 30, 2017.
  16. ^ Campbell NA, Williamson B, Heyden RJ (2006). Biology: Exploring Life. Boston, Massachusetts: Pearson Prentice Hall. ISBN 978-0-13-250882-7. Archived from the original on November 2, 2014. Retrieved December 2, 2008.
  17. ^ Pigman W, Horton D (1972). "Chapter 1: Stereochemistry of the Monosaccharides". In Pigman W, Horton D (eds.). The Carbohydrates: Chemistry and Biochemistry Vol 1A (2nd ed.). San Diego: Academic Press. pp. 1–67. ISBN 978-0323138338.
  18. ^ Pigman W, Anet EF (1972). "Chapter 4: Mutarotations and Actions of Acids and Bases". In Pigman W, Horton D (eds.). The Carbohydrates: Chemistry and Biochemistry Vol 1A (2nd ed.). San Diego: Academic Press. pp. 165–194. ISBN 978-0323138338.
  19. ^ "lyxoflavin". Merriam-Webster. Archived from the original on October 31, 2014. Retrieved February 26, 2014.
  20. ^ "Show Foods". usda.gov. Archived from the original on October 3, 2017. Retrieved June 4, 2014.
  21. ^ "Calculation of the Energy Content of Foods – Energy Conversion Factors". fao.org. Archived from the original on May 24, 2010. Retrieved August 2, 2013.
  22. ^ "Carbohydrate reference list" (PDF). www.diabetes.org.uk. Archived from the original (PDF) on March 14, 2016. Retrieved October 30, 2016.
  23. ^ Pichon L, Huneau JF, Fromentin G, Tomé D (May 2006). "A high-protein, high-fat, carbohydrate-free diet reduces energy intake, hepatic lipogenesis, and adiposity in rats". The Journal of Nutrition. 136 (5): 1256–1260. doi:10.1093/jn/136.5.1256. PMID 16614413.
  24. ^ 식품영양위원회 (2002/2005).에너지, 탄수화물, 섬유질, 지방, 지방산, 콜레스테롤, 단백질아미노산대한 식이 기준 섭취량.워싱턴 D.C.:내셔널 아카데미 출판사.페이지 769 2006년 9월 12일 웨이백 머신에서 보관.ISBN 0-309-08537-3.
  25. ^ WHO/FAO 전문가 합동 협의 (2003).[1](PDF).제네바: 세계보건기구. 55-56쪽.ISBN 92-4-120916-X.
  26. ^ Kelly SA, Hartley L, Loveman E, Colquitt JL, Jones HM, Al-Khudairy L, et al. (August 2017). "Whole grain cereals for the primary or secondary prevention of cardiovascular disease" (PDF). The Cochrane Database of Systematic Reviews. 8 (8): CD005051. doi:10.1002/14651858.CD005051.pub3. PMC 6484378. PMID 28836672. Archived from the original (PDF) on September 28, 2018. Retrieved September 27, 2018.
  27. ^ WHO/FAO 공동 전문가 협의(1998), 인체 영양의 탄수화물, 챕터 1 Wayback Machine에서 2007년 1월 15일 보관.ISBN 92-5-104114-8.
  28. ^ a b "Carbohydrates". The Nutrition Source. Harvard School of Public Health. September 18, 2012. Archived from the original on May 7, 2013. Retrieved April 3, 2013.
  29. ^ Jenkins DJ, Jenkins AL, Wolever TM, Thompson LH, Rao AV (February 1986). "Simple and complex carbohydrates". Nutrition Reviews. 44 (2): 44–49. doi:10.1111/j.1753-4887.1986.tb07585.x. PMID 3703387.
  30. ^ Hedley CL (2001). Carbohydrates in Grain Legume Seeds: Improving Nutritional Quality and Agronomic Characteristics. CABI. p. 79. ISBN 978-0-85199-944-9. Archived from the original on April 24, 2022. Retrieved April 24, 2022.
  31. ^ DHHSUSDA, 미국인 식생활 지침 2010년 8월 20일 웨이백 머신에서 보관.
  32. ^ Seidelmann SB, Claggett B, Cheng S, Henglin M, Shah A, Steffen LM, et al. (September 2018). "Dietary carbohydrate intake and mortality: a prospective cohort study and meta-analysis". The Lancet. Public Health (Meta-analysis). 3 (9): e419–e428. doi:10.1016/s2468-2667(18)30135-x. PMC 6339822. PMID 30122560.
  33. ^ Reynolds A, Mann J, Cummings J, Winter N, Mete E, Te Morenga L (February 2019). "Carbohydrate quality and human health: a series of systematic reviews and meta-analyses" (PDF). Lancet (Review). 393 (10170): 434–445. doi:10.1016/S0140-6736(18)31809-9. PMID 30638909. S2CID 58632705. Archived (PDF) from the original on August 11, 2021. Retrieved April 24, 2022.
  34. ^ Churuangsuk C, Kherouf M, Combet E, Lean M (December 2018). "Low-carbohydrate diets for overweight and obesity: a systematic review of the systematic reviews" (PDF). Obesity Reviews (Systematic review). 19 (12): 1700–1718. doi:10.1111/obr.12744. PMID 30194696. S2CID 52174104. Archived (PDF) from the original on September 23, 2019. Retrieved April 24, 2022.
  35. ^ a b c d Schwartz MW, Seeley RJ, Zeltser LM, Drewnowski A, Ravussin E, Redman LM, Leibel RL (August 2017). "Obesity Pathogenesis: An Endocrine Society Scientific Statement". Endocrine Reviews. 38 (4): 267–296. doi:10.1210/er.2017-00111. PMC 5546881. PMID 28898979.
  36. ^ Butryn ML, Clark VL, Coletta MC (2012). Akabas SR, Lederman SA, Moore BJ (eds.). Behavioral approaches to the treatment of obesity. p. 259. ISBN 978-0-470-65588-7. Taken together, these findings indicate that calorie intake, not macronutrient composition, determines long-term weight loss maintenance. {{cite book}}: work=무시됨(도움말)
  37. ^ Hall KD (March 2017). "A review of the carbohydrate-insulin model of obesity". European Journal of Clinical Nutrition (Review). 71 (3): 323–326. doi:10.1038/ejcn.2016.260. PMID 28074888. S2CID 54484172.
  38. ^ Mansoor N, Vinknes KJ, Veierød MB, Retterstøl K (February 2016). "Effects of low-carbohydrate diets v. low-fat diets on body weight and cardiovascular risk factors: a meta-analysis of randomised controlled trials". The British Journal of Nutrition. 115 (3): 466–479. doi:10.1017/S0007114515004699. PMID 26768850. S2CID 21670516.
  39. ^ Gjuladin-Hellon T, Davies IG, Penson P, Amiri Baghbadorani R (March 2019). "Effects of carbohydrate-restricted diets on low-density lipoprotein cholesterol levels in overweight and obese adults: a systematic review and meta-analysis" (PDF). Nutrition Reviews (Systematic review). 77 (3): 161–180. doi:10.1093/nutrit/nuy049. PMID 30544168. S2CID 56488132. Archived (PDF) from the original on May 6, 2020. Retrieved April 24, 2022.
  40. ^ Brouns F (June 2018). "Overweight and diabetes prevention: is a low-carbohydrate-high-fat diet recommendable?". European Journal of Nutrition (Review). 57 (4): 1301–1312. doi:10.1007/s00394-018-1636-y. PMC 5959976. PMID 29541907.
  41. ^ Meng Y, Bai H, Wang S, Li Z, Wang Q, Chen L (September 2017). "Efficacy of low carbohydrate diet for type 2 diabetes mellitus management: A systematic review and meta-analysis of randomized controlled trials". Diabetes Research and Clinical Practice. 131: 124–131. doi:10.1016/j.diabres.2017.07.006. PMID 28750216.
  42. ^ a b American Diabetes Association Professional Practice Committee (January 2019). "5. Lifestyle Management: Standards of Medical Care in Diabetes-2019". Diabetes Care. 42 (Suppl 1): S46–S60. doi:10.2337/dc19-S005. PMID 30559231. Archived from the original on December 18, 2018. Retrieved April 24, 2022.
  43. ^ Seckold R, Fisher E, de Bock M, King BR, Smart CE (March 2019). "The ups and downs of low-carbohydrate diets in the management of Type 1 diabetes: a review of clinical outcomes". Diabetic Medicine (Review). 36 (3): 326–334. doi:10.1111/dme.13845. PMID 30362180. S2CID 53102654.
  44. ^ a b c "Top 5 worst celeb diets to avoid in 2018". British Dietetic Association. December 7, 2017. Archived from the original on July 31, 2020. Retrieved December 1, 2020. The British Dietetic Association (BDA) today revealed its much-anticipated annual list of celebrity diets to avoid in 2018. The line-up this year includes Raw Vegan, Alkaline, Pioppi and Ketogenic diets as well as Katie Price's Nutritional Supplements.
  45. ^ "Carbohydrates and Blood Sugar". The Nutrition Source. August 5, 2013. Archived from the original on January 30, 2017. Retrieved January 30, 2017 – via Harvard T.H. Chan School of Public Health.
  46. ^ Venditti A, Frezza C, Vincenti F, Brodella A, Sciubba F, Montesano C, et al. (February 2019). "A syn-ent-labdadiene derivative with a rare spiro-β-lactone function from the male cones of Wollemia nobilis". Phytochemistry. 158: 91–95. Bibcode:2019PChem.158...91V. doi:10.1016/j.phytochem.2018.11.012. PMID 30481664. S2CID 53757166.
  47. ^ Lei Y, Shi SP, Song YL, Bi D, Tu PF (May 2014). "Triterpene saponins from the roots of Ilex asprella". Chemistry & Biodiversity. 11 (5): 767–775. doi:10.1002/cbdv.201300155. PMID 24827686. S2CID 40353516.
  48. ^ Balan V, Bals B, Chundawat SP, Marshall D, Dale BE (2009). "Lignocellulosic Biomass Pretreatment Using AFEX". Biofuels. Methods in Molecular Biology. Vol. 581. Totowa, NJ: Humana Press. pp. 61–77. Bibcode:2009biof.book...61B. doi:10.1007/978-1-60761-214-8_5. ISBN 978-1-60761-213-1. PMID 19768616.
  49. ^ "FoodData Central". fdc.nal.usda.gov.
  50. ^ a b Maughan R (June 2013). "Surgery Oxford". www.onesearch.cuny.edu.[영구 데드링크]
  51. ^ Mehta S (October 9, 2013). "Energetics of Cellular Respiration (Glucose Metabolism)". Biochemistry Notes, Notes. Archived from the original on January 25, 2018. Retrieved October 15, 2015.

추가열람

외부 링크