식품학

<차례>

1장. 식품구성성분의 이해

2장. 물

3장. 탄수화물

4장. 지방질

5장. 단백질

6장. 비타민 무기질

7장. 식품의 색소

8장. 식품의 맛 성분

9장. 식품의 냄새 성분

10장. 기능성 성분과 독성 성분

11장. 곡류

12장. 콩류

13장. 과일과 채소류

14장. 육류

15장. 어패류

16장. 난류

17장. 우유 및 유제품

18장. 식용유지

19장. 향신료 및 기호식품

 

<내용>

1장. 식품 구성성분의 이해

-식품의 화합물들은 원자, 분자, 이온으로 구성되어 있다. 원자는 양성자와 중성자로 구성된 핵 주위를 전자가 에워싼 것이며, 분자는 두 개 이상의 원자가 화학적 힘으로 배열을 유지한 것이다. 이온은 원자나 분자가 전자를 잃거나 얻어서 전하를 띠는 것이다.

-분자식은 물질의 가장 작은 단위인 각 원소의 원자 개수를 표현한 것이다. 구조식은 원소들의 배열을 나타난 것으로 공-막대 모형, 공간 채움 모형으로 표현하거나, 탄소를 기본골격으로 간략히 표현하기도 한다.

-이온 결합은 하나 이상의 전자가 원자에서 다른 원자로 이동하여 형성된 결합이다. 공유결합은 원자가 하나 이상의 전자쌍을 공유하는 결합이다. 수소결합은 음전하를 띤 산소 원자와 양전하를 띤 수소원자가 서롤 다른 분자 사이에서 생기는 인력이다. 반 데르 발스 힘은 비극성 화합물에서 분자 내 전자가 지속적인 움직임으로 고르게 분포하지 않아 약간의 극성과 함께 약한 인력이 분자에 작용하는 것이다.

-카이랄 성은 거울에 비친 물질이 원래의 물질과 서로 겹치지 않는 성질이다. 비대칭 탄소는 카이랄 성이 있는 유기화합물에서 모두 다른 원자나 원자단과 결합된 중심 탄소원자를 말한다.

-이성질체는 분자식은 같지만 공간상 배열이 달라 물리, 화학적 성질이 다른 물질이다. 구조 이성질체는 화학식은 동일하나 배열 순서가 다른 분자이며, 입체 이성질체는 광학활성이 있는 광학이성질체와 광학활성이 없는 부분 입체 이성질체로 나뉜다. 부분 입체 이성질체는 형태 이성질체와 기하 이성질체로 나뉜다.

-탄수화물, 지방, 단백질은 분자 간 결합으로 생성된다. 글리코시드 결합은 단당류가 결합하여 이당류, 올리고당류, 다당류를 형성하며, 에스터 결합은 지방산과 글리세롤이 반응하여 트라이 아실글리세롤을 형성한다. 펩타이드 결합은 카 복실 기를 가진 분자와 아미노기를 가진 분자가 물을 제거하면서 형성하며 아미노산 사이에서 형성된다. 

 

2장. 물

-식품에서 물의 기능은 세포 구성성분, 용매, 분산매, 분산질, 수송체, 반응물과 반응 매개체, 생체 구성물질의 안정제이다.

-하나의 물분자는 한 개의 산소 원자와 두 개의 수소원자가 공유 결합하고, 물분자 간에는 수소 결합하는 특징 때문에 비등점, 표면장력, 유전상수, 열용량, 승화열, 융해열이 높으며, 다른 액체에 비해 열전도도가 크다.

-물은 고체, 액체, 기체 상태로 존재하며 물의 상태는 온도와 압력의 영향을 받는다. 대기압 하에서 물은 0~100℃에서 액체상태로 존재한다. 온도가 4℃보다 낮아지면 육각형의 얼음결정격자 내에 공간이 생겨 부피가 증가하고 물보다 비중이 낮아지는 고체상태로 존재한다. 100℃에서 물은 끓게 되는데, 물이 끓을 때 공급되는 열은 액체에서 기체로의 상태변화에 사용된다.

-자유수는 대기압 하에서 100℃ 이상 가열하거나 건조하면 쉽게 제거되고 0℃에서 얼며, 용매로 작용할 수 있는 일반적인 물이다. 결합수는 밀도가 높고 증기압이 낮아 가열, 건조 등에 의해 쉽게 제거될 수 없으며, 고분자 화합물의 표면에 수소 결합되어 움직임이 자유롭지 못한 물이다.

-수분 활성(Aw)은 일정 온도에서 식품이 나타내는 수증 기압(P)과 순수한 물의 수증 기압의 비(Po)로 나타내며, 평형 상대습도와 관계가 있다. 식품의 식품 활성은 1보다 작으며, 효소작용, 화학반응, 미생물 생육에 영향을 미친다.

-등온 흡습 곡선은 일정 온도에서 식품의 평형 수분함량(%)과 상대습도와의 관계를 나타낸 것으로 일반적으롤 역 S자형이다. 등온 흡습 곡선은 기울기가 다른 세영역으로 나눌 수 있으며, 각 영역에 따라 수분의 존재, 형태 및 특성이 다르다.

등온 탈습 곡선은 식품의 수분을 방출할 때 얻어지는 곡선이며, 이 두 곡선은 완전히 일치하지 않는다.

-이력현상은 같은 수분 활성에서 등온 탈습 곡선이 등온 흡습 곡선보다 높은 것을 말하며, 이는 같은 수분 함량의 상태에서 식품에 수분을 제거할 때보다 건조식품에 수분을 가할 때 더 주의해야 하는 것을 의미한다.

 

3장. 탄수화물

-탄수화물은 탄소(C), 수소(H), 산소(O)로 구성되며, 단당류를 기본단위로 한다. 결합한 당의 수에 따라 단당류, 이당류, 올리고당류, 다당류로 분류한다.

-단당류는 탄소 수에 따라 삼탄당, 사탄당, 오탄당, 육탄당으로 구분하며, 구조에 알데하이드기가 있으면 알도스, 케톤기가 있으면 케토스라고 한다. 고리 구조에 따라 육각형인 필 라노스, 오각형인 퓨라노스로 나뉜다. 단당류의 특성은 분자 중 수산기가 많아 친수성이 크고, 카보닐기에 의한 환원성이 있으며, 비대칭 탄소 원자가 있어 입체 이성질체가 존재하고, 편광면을 회전시키는 광학활성을 가진다.

-오탄당은 다섯 갱의 탄소로 구성된 단당류로 자일로스 아라비노스, 리보스 등 이 있다. 육탄당은 여섯 개의 탄소로 구성된  단당류로 탄수화물의 주요 구성단위이며, 글루코스, 프럭토스, 갈락토스, 마노스 등이 있다. 당알코올은 당의 카보닐기가 수산기로 치환된 화합물로, 구강 내 세균에 의해 분해되지 않으며, 칼로리와 혈당 부하가 낮은 특징이 있다. 자일리톨, 아라 비톨, 만니톨, 소비톨 등이 있다.

-이당류는 두 개의 당이 글리코시드 결합에 의해 결합된 당류이며, 가수 분해하면 두분자의 당이 된다. 슈크로스, 말토스, 셀 로바 이오스, 락토스 등이 있다. 올리고당류는 3~10개의 단당류가 글리코시드 결합에 의해 연결된 당류로, 라피노스, 스타키 노오스, 사이클로 데스 트린 등이 있다.

-다당류는 여러 종류의 단당류나 유도체가 글리코시드 결합에 의해 연결된 고분자 화합물이다. 다당류는 구성에 따라 단순 다당류와 복합 다당류로, 구조에 따라 직쇄 다당류와 분지상 다당류로, 기능에 따라 구조 다당류와 저장 다당류로 분류된다. 전분, 변성전분, 펙틴질, 셀룰 오스, 글리코젠, 이눌린, 검류 등이 있다.

 

4장. 지방질

-지방질은 구조에 따라 단순 지질, 복합 지질, 유도 지질로 나뉘며, 대부분의 식용유지는 트라이아실글리세롤로 구성된다. 트라이아실글리세롤은 글리세롤과 지방산이 에스터 결합으로 생성되는 것으로, 결합하는 지방산의 수에 따라 모노-,다이-,트라이아실글리세롤로 나뉜다. 지방산은 이중결합이 없는 포화지방산과 이중결합이 있는 불포화지방산으로 나뉜다.

-동질 이상현상은 한 분자의 트라이 아실글레세롤이 두 개 이상의 결정구조로 존재하는 것이며, 이 현상 때문에 유지는 녹는점이 아닌 범위 값을 갖는다. 소성은 물체가 외부에서 힘을 받아 형태가 바뀐 뒤 그 힘을 없애도 원래의 상태로 돌아가지 않는 성질이며, 버터, 마가린, 쇼트닝이 이에 해당된다. 굴절률은 유지 식별에 이용되는 특성치로서, 구성 지방산의 탄소 사슬이 길수록, 평균 분자량이 클수록, 유지의 불포화도가 높을수록 크다. 발연점은 유지 가열 시 유지의 표면에서 엷고 푸른 연기가 발생하는 시작점의 온도를 말하며, 이때 발생하는 푸른 연기를 아크롤레인이라 한다.

-유지의 산패를 유발하는 산화에는 자동 산화, 가열 산화, 일중 항산 소에 의한 산화, 효소에 의한 산화가 있다. 변형은 정제된 유지에서 정제 전의 냄새가 발생하는 현상으로, 산패되기 전에 발생하므로 산패취와는 다르다.

-수소화 반응은 불포화지방산을 수소와 반응시켜 포화지방산으로 만드는 반응이며, 수소화에 의해 고체상태의 지방이 되므로 경화라고도 한다. 에스터 교환 반응은 트라이아실글리세롤 분자 내에 또는 분자 간에 지방산을 교환시켜 재배열하는 반응이다.

-쇼트닝 작용은 밀가루 반죽 중 글루텐 형성 과정에서 글루텐 섬유표면을 둘러싸서 글루텐이 망상구조를 형성하지 못하도록 끊어주며 밀가루 제품의 조직을 부드럽고 아삭아삭하게 하는 연화 작용이다. 유화 작용은 물과 기름처럼 서로 섞일 수 없는 물질을 분산된 상태로 존재하게 하는 것이다. 분산매와 분산질의 종류에 따라 수중유적형과 유중 수적형으로 나눌 수 있다.

 

5장 단백질

-아미노산은 한 분자 내에 아미노기 (-NH2)와 카 복실기(-COOH)를 갖는 단백질의 기본 단위 화합물이다. 카 복실 기와 아미노기가 결합된 α-탄소는 비대칭 탄소원자이므로 L-형과 D-형의 입체 이성질체가 생기며 광학활성이 있다.

-아미노산은 중성 아미노산(글리신, 알라닌, 발린, 류신, 아이 소류 신), 산성 아미노산(아스파트산, 글루탐산), 염기성 아미노산(라이신, 아르지닌, 히스티딘), 하이드록시 아미노산(세린, 트레오닌), 함황 아미노산(메싸이오닌, 시스테인), 친수성 아미소 노산(아스파라진, 글 류타 민), 방향족 아미노산(페닐알라닌, 프립토판, 타이로신)과 아미노산(프롤린)이 있다.

-아미노산은 물에 녹으면 카 복실 기는 음이온으로, 아미노기는 양이온으로 해리되어 양성 이온 상태로 존재하는 양성 전해질이며, 아미노산의 종류에 따라 다르지만 전기적으로 중성이 되는 등전점을 가진다. 아미노산 중 지방족 아미노산과 방향족 아미노산은 소수성이 있어 물에 잘 녹지 않는다.

-단백질은 한 아미노산의 α-위치의 카 복실 기와 다음 아미노산의 α-위치의 아미노기가 축합 하여 펩타이드(-CO-NH-) 결합을 한 구조이며, 한쪽은 아미노기 말단(N-말단), 다른 한쪽은 카 복실기 말단(C-말단)이라 한다.

-단백질 구조에는 아미노산이 폴리펩타이드로 연결된 1차 구조, 폴리 펩타이드들이 입체구조를 형성한 α-나선구조와 β병풍 구조가 있는 2차 구조, 수소결합, S-S결합, 이온 결합, 소수성 결합으로 접힌 입체구조인 3차 구조, 입체적 폴리펩타이드가 하나의 생리기능을 갖는 단백질 집합체를 형성한 4차 구조가 있다. 

-단백질 변성은 물리적, 화학적 작용에 의해 아미노산 간의 결합이 깨지면서 2차, 3차 구조가 변하는 현상으로, 소화율, 생물학적 활성, 용해도, 점도, 결정성, 반응성 등에 의해 변화가 일어난다.

 

6장. 비타민 및 무기질

 

-지용성 비타민은 물에 녹지 않고 지방과 지용성 용매에 용해되는 비타민으로, 비타민A, D, E, K가 있다.

 

-비타민A(레티놀)는 상피세포를 보호하고 눈의 작용을 좋게 하는 기능이 있으며, 결핍 시 야맹증, 안구건조증, 피부 이상, 면역기능의 약화를 초래한다.

 

-비타민D(칼시페롤)는 뼈의 성장과 형성을 도와주고 칼슘과 인의 대사를 조절하는 기능이 있으며, 결핍 시 어린이에게는 구루병이 나타나고, 성인에게는 골연화증이나 골다공증이 나타난다.

 

-비타민E(토코페롤)는 혈액응고 기능이 있으며, 결핍 시 적혈구 용혈, 근육위축증, 빈혈 등이 나타난다.

 

-비타민 F는 필수지방산인 리놀레산, 리놀렌산, 아라키돈산을 말한다. 산화환원 반응에 관여하는 기능이 있으며, 결핍 시 피부염, 성장 정지가 나타난다.

 

-비타민K(필로 퀴논)는 혈액응고 기능이 있으며, 결핍 시 출혈, 혈액응고 지연이 나타난다.

 

-수용성 비타민은 물에 잘 용해되는 비타민으로, 비타민 B 복합체(비타민B1, B2, 나이아신, 비타민B6, 12, 엽산, 판토텐산, 바이오틴)와 비타민 C, L, P가 있다.

 

-비타민B 복합체는 탄수화물, 지방, 단백질 대사에서 조효소 역할을 한다. 비타민B1(티아민)은 탄수화물 대사 촉진, 식욕과 소화기능을 자극하는 기능이 있으며, 결핍 시 피로, 권태, 식욕부진, 각기병 등이 나타난다. 비타민B2(리 보플 레빈)는 성장촉진, 입속 점막 보호, 체내 산화환원 작용의 기능이 있으며, 결핍 시 성장 저해, 구내염, 구각염, 설염이 나타난다. 나이아신은 체내 산화환원 작용의 기능이 있으며 결핍 시 펠라그라, 설염, 피부와 점막 손상이 나타난다. 비타민B6(피리독신)는 단백질 대사에 관여하고 헴(heme)과 지방합성 기능이 있으며, 결핍 시 피부염, 설염, 빈혈, 두통, 구토가 나타난다. 비타민B12(코 발아 민)는 혈액생성 및 성장촉진 기능이 있으며, 결핍 시 악성빈혈, 손발 지각이상이 나타난다. 엽산은 핵산과 아미노산 합성 및 적혈구 성숙 기능이 있다. 결핍 시 설염, 성장장애, 거대 적아구성 빈혈이 나타난다. 판토텐산은 에너지 생성 및 지방산과 스테롤, 헤모글로빈 합성 기능이 있으며, 결핍 시 피로, 불면, 두통, 근육경련, 빈혈이 나타난다. 바이오틴은 포도당과 지방산 합성 기능이 있으며, 결핍 시 빈혈, 식욕감퇴, 설염, 근육통, 피부 건조증이 나타난다.

 

-비타민C(아스 코브산)는 항산화제, 콜라겐 형성, 면역기능 향상, 철 흡수 촉진의 기능이 있으며, 결핍 시 괴혈병, 상처 치유 지연, 체중감소, 피로, 식욕감퇴가 나타난다.

 

-비타민 L(안트라닐산)은 유즙분비 촉진 기능이 있으며, 결핍 시 유즙분비가 저하된다.

 

-비타민 P(루틴, 헤스페리딘)는 혈관의 저항성 강화와 삼투압 정상 유지 기능이 있으며, 결핍 시 신장염, 자반병이 나타난다.

 

-다량 무기질은 하루에 100mg 이상을 필요로 하는 것으로, 칼슘(Ca), 인(P), 칼륨(K), 나트륨(Na) 염소(Cl) 마그네슘(Mg), 황(S)등이 있다. 다량 무기질은 신체 구성성분, 체액의 산, 염기 평형, 삼투압 유지 기능을 한다.

 

-미량 무기질은 하루에 10mg 이하를 필요로 하는 것으로, 철(Fe), 구리(Cu), 아연(Zn), 요오드(I), 망간(Mn), 셀레늄(Se), 코발트(Co), 불소(F), 몰리브덴(Mo 등이 있다. 미량 무기질은 효소, 색소, 비타민, 혈색소, 근육 색소, 단백질 구성성분의 기능을 한다.

 

-산성 식품과 알칼리성 식품은 식품에 함유된 무기질의 생성 이온에 따라 구별된다. 산성 식품은 산 생성 원소(음이온)가 많은 식품으로 탄수화물을 다량 함유하고 있는 곡류와 단백질, 지방을 다량 함유하고 있는 육류, 어패류가 여기에 속한다.

 

알칼리성 식품은 알칼리 생성 원소(양이온)가 많은 식품으로 해조류, 채소류, 과일류, 서류가 있다.

 

7장. 식품의 색소

-클로로필은 마그네슘 포피린이 기본구조이다. 산과 반응하면 갈색의 페오피틴이, 알칼리와 반응하면 녹색의 클로로필 라이드와 클로로 필린이 된다. 클로로필 레이스가 클로로필과 만나면 녹색의 수용성 물질인 클로로필 라이드를 형성한다. 클로로필을 구리나 철 등의 금속이온과 반응하면 구리-클로로필(청록색)과 철-클로로필(갈색)을 형성한다.

-카로티노이드는 동식물 조직에 존재하는 지용성 색소이다. 카로티노이드는 구조에 따라 카로틴류(α, β, γ-카로틴, 라이코펜)와 잔토 필류(루테인, 크립토잔틴, 칸타잔틴)로 나뉜다.

-플라보노이드는 C6-C3-C6의 구조를 기본으로 하는 폴리페놀계 화합물의 총칭이며, 안토잔틴, 안토시아닌, 타닌(카테킨, 류코안토시안)을 포함한다.

-안토잔틴은 2-페닐 벤조 피론을 구본 구조로 하는 물질이며, 플라본, 플라본 올, 플라바논, 프라바 노 놀, 아이소플라본이 있다. 안토잔틴 배당체는 물에 잘 녹고 거의 무색에 가까우나, 당이 떨어져 나간 아글리콘은 물에 잘 녹지 않고 진한 황색이나 오렌지색을 띤다. 안토시아닌은 적색, 자색, 청색의 색을 가진 수용성 색소로 2-페닐벤조피릴륨을 기본구조로 한다.

-타닌은 수렴작용이 있어 떫은맛이나 쓴맛을 내기도 한다. 단백질과 결합하여 침전하고, 금속 종류에 따라 다른 색을 나타내며 차의 색깔에도 관여한다.

-미오글로빈과 헤모글로빈은 분자 중에 Fe2+가 산화되어 Fe3+가 되면 적갈색을 띠는 메트 미오글로빈과 메트헤모글로빈이 된다. 미오글로빈(붉은색)은 가열하면 옥시 미오글로빈(선홍색)을 거쳐 메트 미오글로빈(갈색)이 되어 페리 프로토포피린(갈색, 회색)이 된다. 

-효소적 갈변 반응은 폴리페놀 옥시 데이스에 의한 갈변(사과, 복숭아, 바나나의 갈변)과 타이 로시 네이스에  의한 갈변 반응(감자 갈변)이 있다. 비 효소적 갈변 반응은 마이야르 반응, 아스 코브산 산화반응, 캐러멜화 반응 등이 있다.

 

8장. 식품의 맛 성분

-단맛 성분 중 자연적으로 존재하는 것은 당류(포도당, 과당, 맥아당, 젖당, 설탕), 당알코올 류(소비톨, 만니톨, 자일리톨), 방향족 화합물(글리시리진, 필로둘신, 페릴 라틴, 스테비오사이드), 황화합물(메틸머캅탄, 프로필 머캅탄)등이 있다. 인공감미료는 단맛이 강하면서도 열랑이 거의 없는 설탕 대체 감미료로, 사카린나트륨, 아스파탐, 아세설팜칼륨, 슈 크랄 로스 등이 있다.

-신맛은 용액 중 해리되어 있는 수소이온에 의해 감지되는 맛이며, 신맛의 강도는 유기산이 무기산보다 강하다. 신맛을 내는 성분으로는 초산, 호박산, 구연산, 말산, 주석산 등이 있다. 짠맛은 염화나트륨(NaCl)과 같은 알칼리염에 의해 감지되는 맛으로, 알칼리염은 양이온과 음이온으로 이온화되는데, 이온화된 양이온은 짠맛을 결정하고, 음이온은 짠맛을 조절하는 역할을 한다.

-쓴맛은 미각신경에 민감하여 소량으로도 감지되는 맛이다. 쓴맛 성분으로는 알칼로이드(퀴닌, 카페인, 테오브로민), 배당체(나린 진, 루틴, 쿼시 트린, 아미그달린), 케톤류(루풀론, 후물론), 무기염류(염화마그네슘, 염화칼슘), 단백질 분해물(L-트립토판, L-류신, L-페닐알라닌), 리모넨, 사포닌 등이 있다. 감칠맛은 음식의 조리과정에서 풍미를 증진시키는 맛으로 글루탐산이 풍부한 단백질이나 발효균을 이용하여 생산하는 클루 탐산 나트륨과 5'-GMP와 5'-IMP와 같은 핵산이 대표적인 감칠맛 성분이다. 그 외에 감칠맛을 내는 아미노산으로는 글리신, 아스파라진, 베타인, 테아닌, 콜린이 있다.

-매운맛은 구강에 자극을 주는 통각으로 아마이 드류(캡 사이 시 노이드, 피페린, 차비 신), 황화합물류(아이소 싸이 오사이 안산 알릴, 알리신), 방향족 알데하이드류(진저 올), 케톤류(쇼가올, 진제론)가 있다. 떫은맛은 수렴성 맛으로 대표적인 성분은 타닌(디오스 프린)과 폴리페놀(클로로젠산, 엘라그산, 카테킨)이다. 이외에 청량감(스피어민트, 멘톨), 금속성 맛(은, 철, 구리), 알칼리 맛(수산화나트륨, 수산화칼륨, 탄산수소 나트륨), 아린 맛(무기염류, 타닌, 유기산 배당체), 고쿠 미 맛(시스테인 황산화물, 글루타 싸이온)이 있다.

 

9장. 식품의 냄새 성분

-냄새는 식품의 휘발성 물질이 코안의 후각세포를 자극하여 느끼게 되는 감각이다.

-냄새 성분은 기능 기나 화합물의 특성에 따라 에스터, 락톤, 알코올, 알데하이드, 케톤, 산 등으로 분류할 수 있다.

-채소 중  마늘의 냄새 성분은 아 황화 다이얼 릴이며, 양파의 최루 효과 성분은 프로판 다이 올 S-옥사이드이다. 겨자씨의 냄새 성분은 아이소 싸이 오사이 안산 알 리이며, 브로콜리와 양배추 가열 시 황화수소와 황화 다이메틸이 생성된다.

-과일의 냄새는 미량 함유된 여러 냄새 물질이 복합적으로 작용하여 생성되며 과일마다 특성 냄새 화합물이 있다.

-육류 가열 시 생성되는 독특한 냄새는 아미노-카보닐 반응에 의하며, 그 외에 당류, 아미노산의 열분해 등이 냄새 물질의 생성에 관여한다.

-어류 중 바닷물고기의 주 비린내 성분은 트라이메틸아민이며, 민물고기의 주 비린내 성분은 피페리딘과 아세트알데하이드가 축합 되어 생성된 것이다.

-신선한 우유의 냄새 성분은 부티르산, 아세톤, 아세트알데하이드, 황화 메틸, 프로피온산 등이다.

-버터의 냄새 성분은 저급지방산, 다이 아세틸, 아세토인 등이다.

-치즈의 냄새 성분은 에틸-β메틸머캅토프로피오네이트이다.

 

10장. 기능성 성분과 독성 성분

-식품 내의 기능성 성분은 플라보노이드, 폴리페놀 화합물, 카로티노이드, 황화물, 지질 등이 대표적이며, 독성 성분은 식물성 자연독, 동물성 자연독, 곰팡이독, 환경오염에 의한 유독물질, 조리, 가공 중에 생성되는 유해물질 등이 있다.

-플라보노이드는 카테킨(녹차), 쿼세틴(사과, 녹황색 채소류), 제니스테인(콩), 플라반 올(과일, 베리류, 너트류, 와인)등의 성분이, 폴리페놀 화합물은 쿠 쿠민(강황), 진저 올(생강), 레스베라트롤(포도껍질과 적포도주 오디), 카노 솔(로즈메리)등이 대표적이다.

-카로티노이드류에는 β-카로틴(녹황색 채소류 및 당근), 루테인과 제아잔틴(녹황색 채소류, 키위, 양배추), 라이코펜(토마토) 성분이, 황화물로는 알리신(마늘), 클루 코시 놀 레이트, 아이소 싸이 오사이 안산염, 인돌-3-카비놀이, 지질로는 오메가-3-지방산(등 푸른 생선), 공액리놀레산, 피토스테롤 등이 대표적이다.

-버섯 독의 성분은 무스카린, 아마니타톡신, 팔로 톡신, 사일로 시빈, 이보텐산, 무시 몰 등이 있고, 솔라닌(감자), 시안배당체(매실, 복숭아, 살구, 아몬드, 카사바), 고시폴(목화씨), 리신과 리시닌(피마자 씨), 프타퀼로사이드(고사리)등이 있다.

-어패류에서 유래하는 독성물질로는 테트로도톡신(복어의 알, 난소, 간), 시구아톡신(아열대 어류), 삭시톡신(마비성 조개 독), 브레베 톡신(신경성 조개 독), 오카 다산(설사 성조 개 독), 돔산(기억상실성 조개 독), 베네루핀(바지락, 굴, 모시조개), 테트라 민(소라, 고동)등이 있고, 곰팡이독(아플라톡신, 오크라톡신, 파툴린, 시트 리닌, 푸모니신, 제 아랄 레논)등이 있다.

-이외에 환경오염에 의한 유독물질로는 농약(DDT, BHC, 드린 계열), 메틸수은, 카드뮴, 폴리 클로로 비페닐, 비소가 있고, 조리, 가공 중 생성되는 유해물질은 다환방향족 탄화수소, 아크릴아마이드, 나이트로 사민, 에틸 카바메이트, MCPD, 지방 과산화 물질인 말론 다이 알데하이드와 4-하이드록시-2-알켄 알(지방 과산화 물질)등이 있다.

 

11장.

-곡류의 구조는 겨층, 배유, 배아로 되어 있다. 외피와 배아는 도정과정에서 제거되고 배유 부분을 식용으로 한다. 곡류의 구성성분은 탄수화물 70%, 단백질 10%, 지질히 2% 정도이며, 탄수화물이 70%가 저장 탄수화물인 전분의 형태로 배유에 분포하며 아밀로스와 아밀로펙틴으로 구성되어 있다.

-쌀은 자포니카형, 인디카형, 자바니카형으로 구분한다. 아밀로펙틴과 아밀로스 함량비에 따라 멥쌀과 찹쌀로 구분하며, 낟알의 계층에 안토시아닌 착색도에 따라 흑미, 적미 등으로 구분한다. 쌀의 배유와 배아를 제외한 나머지 부분을 미강이라 하며, 벼의 왕겨만 제거하면 현미, 쌀겨층과 호분층까지 제거하면 백미라 한다.

-밀은 재배시기에 따라 겨울밀, 봄 밀로 구분하며, 단백질 함량에 따라 경질 밀, 중질 밀, 연질밀로 구분한다. 듀럼밀은 단백질 함량이 높을 제빵 성이 없고 단단하여 마카로니나 파스타를 만드는 데 사용된다. 밀 단백질은 글루테닌과 글리아딘으로 구성되며, 물을 넣고 반죽하면 점탄성의 글루텐이 된다. 글루텐 함량에 따라 강력분, 중력분, 박력분으로 구분한다.

-옥수수의 구성성분은 대부분이 전분이며, 전분 함량에 따라 파열종, 경립종, 마치종, 연립종, 감미종, 찰옥수수로 구분한다. 옥수수 단백질은 제인이고, 아미노산 중 라이신과 트립토판은 적고 트레오닌은 많이 함유되어 있다. 지질은 주로 배아에 함유되어 있으며, 주요 지방산은 올레인산과 리놀렌산이다.

-보리는 이삭의 배열에 따라 6조 맥(식용), 2조 맥(양조)으로 구분되며, 성숙 후 낟알에 밀착한 껍질이 분리되는 쌀보리와 분리되지 않는 겉보리로 나눈다. 보리의 영양성분은 옥수수와 유사하지만 비타민B군 중에서 나이아신이 많이 함유되어 있다. 보리의 단백질은 호데닌 와 호 데인이며, 아미노산 조성은 트레오닌과 타이로신이 적은 편이고 류신과 페닐알라닌이 많은 편이다.

-이외에도 귀리, 호밀, 수수, 조 등의 곡류가 식용으로 이용되고 있으며, 곡류가 아니지만 곡류처럼 작물로는 메밀, 아마란스, 퀴노아가 있다.

 

12장. 콩류

-콩류는 종피, 자엽, 유엽, 유축, 유근 등으로 구성되어 있으며, 2개의 자엽이 종자의 대부분을 차지한다.

-대두와 땅콩은 단백질과 지방의 함량이 높고 탄수화물이 함량이 낮다. 팥, 녹두, 완두, 강낭콩, 동부 등은 탄수화물과 단백질 함량이 높고 지방의 함량이 낮다.

-팥, 완두, 녹두, 강낭콩은 탄수화물이 전분의 형태로 존재하며, 대두와 땅콩에는 전분이 거의 없고, 슈크로스, 라피노스, 스타키오스, 헤미셀룰로스 등이 함유되어 있다.

-콩류의 단백질은 대부분이 글로불린과 알부민이다. 대두의 글 리시닌은 두부를 형성하는 단백질이다.

-대두와 땅콩은 지방 함량이 높아 세계적으로 중요한 유지 자원이 되고 있다. 대두유는 불포화도가 높고 인지질의 함량이 높다.

-콩류에는 티아민, 리 보플 래핀, 나이아신, 비타민B 6등이 비교적 많이 함유되어 있으며, 트립신 저해제, 피틴, 타닌 등의 항 영양 인자들이 함유되어 있다.

-대두는 대부분이 유지, 장류, 두부, 두유 등의 제조원료로 이용되며, 팥은 주로 떡고물과 빙과 제조원료로 이용된다.

-녹두는 빈대떡, 떡고물, 청포묵 등의 제조에 이용되고, 땅콩은 유지원료로 많이 이용되며, 기호식품과 제과원료로도 이용되고 있다.

 

13장. 과일과 채소류

-과일은 성숙함에 따라 전분이 가수 분해되어 당도가 증가하며, 산도는 낮아진다.

-파투 케미컬은 식품에 함유되어 있는 물질로, 인체에 다양한 생리활성을 나타내 건강을 증진시켜 주는 화합물의 총칭이다.

-채소와 과일에 함유되어 있는 색소로는 지용성 색소로는 클로로필(녹색)과 카르티노이드 색소(노랑-주황)가 있고, 수용성 색소로는 아토시아닌 색소(빨강-자주-푸른색), 안토잔틴색소(백색-담황색)가 있다.

-페놀 화합물의 효소에 의한 산화를 방지하기 위해 산소, 효소 또는 페놀 화합물 중 어느 한 가지를 제거해야 한다.

-마늘의 알리인은 알리인 분해효소에 의해 알리신으로 전환된다. 베 추를 가열 조리하면 황화 다이메틸과 황화수소 등이 생성되며 강한 불쾌취를 나타낸다.

-채소와 과일은 성숙함에 따라 엽록소가 분해되고 카로티노이드 색소가 나타나며, 효소작용에 의해 프로토 펙틴이 펙틴으로 전환되어 조직이 부드러워진다.

-채소는 수확 후 호흡률이 거두어들일 때와 비슷한 수준이거나 서서히 저하되며, 과일은 수확 후에 호흡률이 증가되는 호흡기 과일과 호흡률이 증가되지 않는 비호 흡기 과일로 구분된다.

-CA저장은 호흡작용을 조절하며 과실의 후숙 및 노화현상을 지연시키는 저장법이다. 산소 농도는 대기보다 낮추고, 이산화탄소 농도는 증가시킨 조건에서 저온 저장한다.

-펙틴 젤은 펙틴, 당, 산이 필요하며, 펙틴의 함량이 높을수록 점증도가 증가한다. 펙틴 젤 식품은 젤리, 잼, 프리저브, 콘 서브, 마멀레이드가 있다.

 

14장. 육류

-근육조직은 형태와 기능에 따라 횡문근과 평활근으로 나뉜다. 근육의 구성단위는 원형질막(근초)에 의하여 둘 싸인 근섬유이고, 근섬유 내부에는 근원섬유가 다발로 배열되어 있으며, 가는 부분(액틴 필라멘트)과 굵은 부분(미오신 필라멘트)으로 구분된다.

-결합조직은 당단백질로 구성된 기초물질과 콜라겐, 엘라스틴과 같은 단백질 섬유로 구성된다. 지방조직은 근육 결합조직 내부의 혈관 주위에 발달하며, 주성분은 중성지방으로 단백질, 수분, 염 등이 소량씩 들어있다. 근육 사이에 백색지방이 고르게 분포하는 현상을 마블링이라 한다.

-육류의 단백질은 용해성에 따라 근장단백질(미오글로빈, 헤모글로빈)과 근원섬유단백질(미오신, 액틴, 트로포 미오신, 트로포닌, 액티닌), 육기질 단배질(콜라겐, 엘라스틴)로 나뉜다.

육류의 붉은색은 헤모글로빈과 미오글로빈에 기인한다. 미오글로빈은 산소가 결합하여 옥시 미오글로빈(선명한 적색)이 되고, 산소가 부족하면 다시 미오글로빈(적자색)이 된다. 도살 후 혈액순환이 멈추고 산소가 공급되지 않으며 미오글로빈이 다량 존재하므로 육류의 색의 적자색이 된다.

-육류의 사후 변화는 ATP분해, pH 변화, 근육의 경직, 단백질 가수분해 등으로 인해 사후 경직과 해소 현상이 나타난다. 육류는 숙성 중 단백질 가수분해 효소들에 의해 자가분해가 일어나 육질이 연해지고 맛도 좋아진다. 육류의 품질은 도살 후 사후 경직과 숙성 조건에 따라 영향을 받으며 조건이 적절하지 않을 경우 PSE 육, DFD 육, 저온 단축, 행동 경직현상으로 품질이 떨어진다.

 

15장. 어패류

-어류의 근육은 수많은 근절들로 구성되며, 근절은 근육의 기본 구성단위인 근섬유들로 구성된다. 근섬유 안에는 명암 무 뉘를 갖는 근원섬유들이 핵, 미토콘드리아와 함께 근장에 묻혀 있다.

-어육류의 주성분은 수분을 제외하면 단백질이며, 육류에 비하면 근단 백질이 약간 많고, 육기질 단백질이 상당히 적다.

-어패류의 근육 중에는 물로 추출되는 성분들은 유리아미노산, TMAO, 베타인, 뉴크 레오 타이드 등이 있다. TMAO가 세균에 의하여 환원된 형태인 TMA는 어류 비린내의 주원인 물질이다.

-해수어 비린내는 TMA, δ-아미노 발레르 산, δ-아미노 발레랄이 섞인 것이며, 담수어 비린내는 피페리딘과 아세트알데하이드가 축합 된 것이다.

-어류의 붉은 살 근육에 함유된 색소는 미오글로빈과 헤모글로빈이며, 연어와 송어의 근육 색소는 카로티노이드의 일종인 아스타잔틴이다.

-어패류의 사후 변화는 어류가 죽은 다음 조직 중에서 일어나는 변화로 근육 중에 ATP가 소실되어 경직이 일어난다. 단백질 가수분해효소인 카텝신에 의해 근육 단백질이 가수 분해되면서 사후 경직은 해소된다.

-어패류의 자가 소화는 단백질 가수분해효소에 의해 단백질이 분해되는 현상으로, 어류가 죽으면 ATP→ADP→AMP→아미노산으로 분해된다.

-어패류의 선도는 관능적 방법, 이화학적 방법, 세균학적 방법이 있다.

-어패류는 그대로 냉장 또는 냉동된 상태로 저장 및 유통되며, 주요 가공품으로 건조품, 염장품, 젓갈, 연제품, 통조림, 어분, 어유 또는 간유 등이 있다.

 

16장. 난류

-달걀의 구조는 난각, 난각막, 난황 막, 난황 등으로 구성된다. 난백의 단백질은 오브알부민, 오브 트랜스페린, 오브 뮤 코이드, 라이소자임, 오보 글로불린, 오보뮤신, 아비딘이며, 오브알부민이 전체 난백 단백질의 50%를 차지한다.

-난황의 단백질은 지질과 결합한 지단백질이며, 리포 비 텔린, 포스비틴, 리베팅 등이 있다. 인지질로는 레시틴과 세팔린이 함유되어 있다. 난황의 색상은 주로 잔토필류인 루테인, 제아잔틴, 그리고 비타민A의 전구체인 β-카로틴이 풍부하여 진한 황색을 나타낸다.

-달걀은 저장 시 수분이 난각의 기공을 통해 증발하여 무게와 비중이 감소하고 농후난백의 점도가 낮아져 양이 감소한다. 또한, 난백의 수분이 난황 막을 통해 난황으로 이동하면서 난황 막이 약해지는 품질변화가 발생한다.

-달걀의 품질평가법은 깨뜨리지 않고 난각의 상태를 평가하는 외관 판정법과 달걀을 깨뜨려서 난황과 난백의 상태를 평가하는 할란판정법이 있다. 신선한 달걀의 비중은 1.08~1.09이며, 저장 중에 수분이 증발하면서 비중은 감소한다.

할란 평정법은 달걀을 깨뜨린 후 난백과 난황의 상태를 평가하는 방법으로, 난백 계수법, 난황 계수법, 호우 단위가 있다. 달걀의 저장법은 냉장법, 냉동 법, 가스 저장법, 도포법, 침지법, 건조법이 있다.

 

17장. 우유 및 유제품

-우유는 미세한 카세인 마이셀 및 지방구들이 유장에 교질상으로 분산된 분산계이다. 우유 지방구 표면은 인지질과 단백질이 둘러싸고 있어서 서로 합쳐지는 것을 방지하고 있다.

-유지방 구성 지방산 중 저급지방산들은 유제품의 풍미에 중요하며 좋지 않은 냄새의 원인물질이 되기도 한다. 레시틴은 콜린이 산화되어 트라이메틸아민을 생성하므로 오래인 버터나 분유의 독특한 비린 냄새의 원인물질이다.

-우유 단백질은 산이나 레닌에 응고되는 카세인(α, β, κ, γ-카세인)과 응고되고 남은 유장 단백질(β -락토글로불린, α-락트 알부민, 면역글로불린, 혈청 알부민, 프로테오스-펩톤)로 나뉜다.

-우유의 주된 탄수화물인 유제품의 갈변 및 품질에 영향을 미친다. 락토스는 용해도가 낮아 락토스의 결정화가 아이스크림이나 가당연유 제조 시 문제가 된다.

-우유의 염류들은 카세인의 안정성에 영향을 미치며, 리보 플래빈은 탈지유의 엷은 녹황색을 띠게 한다. 또한 카로틴은 유지방의 황색과 관계가 있다.

-우유는 시판되기 앞서 살균과 균질화의 가공처리를 거친다. 우유의 살균법은 저온살균(63~65℃, 약 30분), 고온 단시간 살균(72~75℃, 약 15~20초), 초고온 살균(130~150℃, 약 0.5~5초)이 있다. 우유의 균질화는 우유의 지방구가 서로 뭉쳐 크림층을 형성하여 떠오르는 것을 방지하기 위한 처리이다.

-우유를 이용한 유제품으로는 농축유, 분유, 크림, 발효유, 아이스크림, 치즈, 버터가 있다.

 

18장. 식용유지

-기계적 압착 법은 식물성 유지 추출을 위해 열처리한 원료를 냉각되기 전에 압착기에 넣고 압착하여 유지를 추출하는 방법이고, 용매추출법은 헥산이나 헵탄 등의 용매를 이용하여 유지를 추출하는 방법이다. 동물성 유지를 추출하는 방법에는 증기 처리법, 건열 처리법, 압착 법, 추출법 등이 있다.

-식용유지의 주요 정제 과정으로는 중화(유리지방산 제거), 탈검(불순물을 수화 후 제거), 탈색(흡착제 이용), 탈취(원유 중 냄새 성분 제거)등이 있다. 탈납은 온도를 낮추어 녹는점이 높은 아실글리세롤 또는 왁스를 고체가 되게 하여 이를 제거하고 액체상의 기름만을 생산하는 과정이다.

-수소첨가는 금속촉매로 불포화지방산의 이중결합에 수소를 첨가시켜 유지의 불포화도를 낮추는 식용유지 가공법이고, 에스터 교환은 식용유지를 구성하는 트라이아실글리세롤에 에스터 결합되어 있는 지방산들의 위치를 인위적으로 조절하는 식용유지 가공법이다.

-식물성 기름에는 콩기름, 옥수수기름, 해바라기씨 기름, 올리브기름, 목화씨 기름, 참기름, 유채 씨 기름, 홍화씨 기름 등이 있다. 동물성 식품에서 얻는 유지에는 쇠기름(우지), 돼지기름(돈지)등이 있고, 수산동물 유지로는 어유 및 간유가 있다.

-쇼트닝이란 식용유지와 경화유에 유화제를 넣어 섞고 질소가스를 주입하여 만든 지방이다. 마가린은 식물성 기름에 수소를 첨가하여 경화시킨 버터 대용식품이다.

-식용유지의 지방산이 떨어져 나와 산화가 일어나는 현상을 가수분해에 의한 산패라 한다. 식용유지의 산화는 개시 단계, 전파 단계, 종료단계로 진행되며, 이과정을 촉진하는 물질을 산화 촉진제라 하고, 라디칼을 포집하거나 유지 산화를 억제하는 물질을 항산화제라 한다.

 

19장. 향신료 및 기호식품

-향신료는 음식과 맛과 향의 증진, 냄새 제거, 착색제와 방부제의 역할을 한다.

-향신료는 마늘(알리신), 파(이황화 다이 프로필), 생강(진저 올, 쇼가올), 고추(캅사이신), 후추(차비 신), 겨자(아이소 싸이 오사이 안산 알릴), 계피(시남알데하이드), 산초(다이 펜 텐, 제라니 올), 샐러리 씨(리모넨), 정향(유제 놀), 넛메그(보르네올, 캄펜), 타임(티몰)이 있다.

-기호식품은 독특한 맛과 향기를 가지는 동시에 신경을 자극하여 기분을 좋게 하는 성분을 지니고 있다.

-녹차는 발효시키지 않고 그대로 건조한 것이고, 홍차는 찻잎을 완전히 발효시킨 것이며, 우롱차는 약간 발효시킨 것이다. 녹차에 들어있는 페놀 화합물은 카테킨, 갈로카테킨, 카테킨 갈레이트, 갈로카테킨 갈레이트 등이며, 홍차는 테아 플래빈 갈레이트와 소량의 태아 플래빈이다.

-커피의 중요 성분은 카페인, 타닌, 이산화탄소, 유기산, 향기 성분 등이다. 커피의 카페인은 신경을 자극하여 흥분시키므로 기분을 좋게 하고 배뇨를 촉진한다. 유기산 중 카페 산과 클로로젠산은 페놀 물질로 쓴맛을 내고 시트르산, 말산, 타타르 산, 옥살산 등의 유기산은 약간의 신맛을 낸다.

-코코아와 초콜릿의 가장 대표적인 성분 차이는 지방 함량이다. 지방 함량의 차이로 인해 코코아로 만든 음료보다 초콜릿으로 만든 음료가 더 부드럽고 맛이 좋다. 코코아와 초콜릿에는 카페인과 유사한 테오브로민이 상당량 들어 있으나, 이 물질은 카페인에 비해 자극성이 약하다.