지질의 분류

지질은 탄소, 수소, 산소로 구성된 유기화합물로서 물에 쉽게 용해되지 않고 에테르, 알코올, 벤젠 등의 유기용매에 녹는 영양소입니다. 지질은 크게 중성지방, 인지질, 콜레스테롤로 분류됩니다. 

 

 

지질의 분류

 

 

01. 중성지방

 

글리세롤 1 분자에 지방산 3 분자가 에스테르 결합한 것으로서 식품이나 체지방의 95%는 중성지방 형태입니다. 에스테르 결합은 글리세롤의 수산기와 지방산의 카르복실기 사이에 물 한 분자가 빠짐으로써 이루어집니다. 글리세롤 1 분자에 1개의 지방산이 결합한 것을 모노글리세라이드, 2개의 지방산이 결합한 것을 다이글리세라이드, 3개의 지방산이 결합한 것을 트리글리세라이드라고 하고 이 트리글리세라이드가 자연계에 존재하는 대부분의 지질 형태입니다. 일반적으로 글리세롤의 3개의 수산기 중 1번과 3번 위치는 포화지방산이, 2번 위치에는 불포화지방산이 결합합니다. 다이글리세라이드나 모노글리세라이드는 트리글리세라이드가 소화되는 과정에서 생성됩니다.

 

02. 지방산

 

지방산은 중성지방의 구성성분으로서 한 쪽 끝은 카르복실기, 다른 쪽 끝은 메틸기, 가운데 부분은 긴 탄소 사슬에 수소들이 결합되어 있는 탄화수소로 구성됩니다. 지방산의 시작 부분인 카르복실기는 친수성이지만 가운데의 탄화수소와 막지막의 메틸기 부분은 사슬 길이가 길어질수록 소수성이 커집니다. 탄소 번호는 카르복실기의 탄소에서 1번으로 시작하여 탄화수소의 탄소로 번호가 계속되다가 메틸기의 탄소가 마지막 번호가 됩니다. 또한 카르복실기 옆의 탄소는 알파탄소이고, 그 옆의 탄소는 베타탄소이며 메틸기의 마지막 탄소가 오메가 탄소입니다. 오메가 탄소는 마지막 탄소이므로 (n)탄소로도 표시합니다. 

지방산은 탄소 수에 따라서 짧은 사슬 지방산, 중간 사슬 지방산, 긴 사슬 지방산으로 나뉩니다. 탄소 수가 많을수록 지방산의 사슬길이가 길어지고 물에 쉽게 용해되지 않으며 융점이 높습니다. 우유의 유지방은 짧은 사슬 지방산을 함유하고 코코넛 유는 중간 사슬 지방산을 함유하는데, 이들 지방산들은 탄소 수가 적어서 긴 사슬 지방산보다 친수성이 큽니다. 일상식의 대부분 지질은 소수성으로서 긴 사슬 지방산을 함유하며 대부분 생체 내 지방산도 12~22개의 탄소 수를 갖습니다. 짧은 사슬 지방산으로 구성된 중성지방은 짧은 사슬지방(SCT), 중간 사슬 지방산으로 구성된 중성지방은 중간 사슬지방(MCT), 긴 사슬 지방산으로 구성된 지질은 긴 사슬지방(LCT)이라 합니다.

 

03. 인지질

 

글리세롤의 첫 뻔째와 두 번째 수산기에는 지방산이 결합되어 있고 세 번째 수산기에는 지방산 대신 인산기와 염기가 결합되어 있는 형태를 인지질이라 합니다. 인산기에 결합한 염기의 종류에는 콜린, 에탄올아민, 세린, 이노시톨 등이 있으며 염기의 종류에 따라 포스파티딜 세린, 포스파티딜 에탄올아민, 포스파티딜 콜린(레시틴), 포스파티딜 이노시톨 등이 있습니다. 세포막에서 발견되는 인지질 중 가장 중요한 것은 레시틴입니다.

인지질의 머리 부분에 있는 인산기는 친수성이므로 인지질의 외부로 향하면서 물과 상호작용하고 인지질의 꼬리 부분에 있는 지방산은 물을 싫어하는 소수성으로서 안 쪽으로 모입니다. 이와 같이 친수기와 소수기를 다 가지는 인지질은 물과 기름에 잘 섞이므로 유화제로서 작용합니다. 인지질이 있을 때 소수성 지질은 덩어리로 모이지 않고 작은 미립자로 분산되어 인지질에 둘러 싸여있는 유화 상태의 미셀이 됩니다. 좋은 예로, 마요네즈를 만들 때 소수성의 샐러드유가 친수성의 식초에 섞이지 않지만 이때 인지질을 함유한 난황을 넣으면 샐러드유와 식초가 잘 섞입니다.

 

지방산 사슬 내의 탄소와 탄소 사이에 이중결합이 없이 단일 결합만으로 이루어진 지방산으로서 포화지방산이 많은 지방은 유점이 높아 실온에서 고체상태입니다. 포화지방산의 예로서 팔미트산, 스테아르산 등이 있으며 이는 쇠고기나 돼지고기의 등심, 안심, 갈비 등의 희 기름 부분이나 닭고기 껍질 밑의 노란 기름부분 등 동물성 기름에 많이 함유되어 있습니다. 식물성 기름에는 이러한 포화지방산 함량이 적은데 예외로 야자수, 팜유, 마가린 등은 식물성이지만 포화지방산이 다량 함유되어 있습니다.

 

이중결합이 1개인 지방산을 단일불포화지방산, 이중결합이 2개 이상인 지방산을 다중불포화지방산이라 합니다. 단일불포화지방산은 올리브유에 많은 오레산이 대표적이며 스테아르산으로부터 체내 합성됩니다. 다중불포화지방산은 리놀레산이 대표적이며 옥수수기름, 콩기름, 홍화기름, 참기름 등 대부부의 식물성 기름에 많이 존재하는데 이중결합이 많을수록 융점이 낮아서 실온에서 액체상태입니다.

 

식물성 기름에 다량 함유되어 있는 다중불포화 지방산은 자외선, 공기, 열, 화합물 등에 의해 이중결합이 쉽게 산화 분해되어 산패물을 생성합니다. 산패물이 생성되면 식물성 기름은 맛과 향이 변하여 불쾌한 냄새를 내고 또한 색도 변하여 질이 떨어지며 인체에 해롭습니다. 그러므로 다중불포화지방산의 이중결합에 수소를 첨가하여 부분적으로 포화지방산으로 만들면 어느 정도 산패를 줄일 수 있으나, 포화지방산은 혈 중 콜레스테롤 수준을 올리므로 과량 섭취 시 인체에 해롭습니다. 포화지방산은 불포화지방산에 비해 융점이 높으므로 포화지방산을 다량 함유한 시품은 실온에서 고체상태입니다. 따라서 액제인 식물성 기름은 수소첨가 과정을 통해 마가린과 쇼트닝 같은 고체의 경화유가 됩니다. 그 외에 식물성 기름에 BHA, BHT와 같은 항산화제를 첨가하여 산패를 억제하기도 하는데, BHA나 BHT 역시 인체에 해롭습니다. 비타민 E는 지방산의 산패를 억제하는 천연 항산화제로서 식물성 기름에 포함되어 있지만, 신선하지 않은 식물성 기름은 산패물을 다량 함유합니다.

 

04. 콜레스테롤

 

탄소가 네 개의 고리 모양을 하고 있는 콜레스테롤은 소수성을 가진 대표적인 스테롤로서 동물성 식품에만 함유되어 있습니다. 콜레스테롤에 지방산이 결합되어 있는 콜레스테롤 에스테르는 혈 중 단백질에 함유되고 세포 내에 저장되는 형태로서 특히, 뇌와 신경조직에 다량 존재합니다. 체내에 있는 콜레스테롤은 동물성 식품으로 섭취로부터 온 콜레스테롤과 체내(주로 간, 소장)에서 합성된 것으로 구성됩니다.