3대 영양소의 검출Ⅰ. 서론
영양소란 생물이 외부로부터 받아들인 물질 중에서 생물체의 몸을 구성하거나, 에너지원으로 사용되거나 또는 생리작용을 조절하는 물질을 말한다. (네이버 백과사전. 2008)
사람이 필요로 하는 영양소에는 탄수화물, 단백질, 지방, 비타민, 무기염류, 물 등이 있다. 이들 중에서 탄수화물·지방·단백질은 체내에서 화학반응을 거쳐 에너지를 발생하기 때문에 열량소라고 하며, 이 3개의 영양소는 우리 몸을 구성하는데 사용된다. 섭취량이 많다는 점에서 3대 영양소 또는 주영양소라고도 한다. 그리고 나머지 비타민, 무기염류는 에너지원으로 사용되지는 않지만 적은 양으로 물질대사나 생리작용을 조절하므로 이를 부영양소, 또는 미량원소라고 한다. (네이버 백과사전. 2008)
주영양소 중, 우선 탄수화물은 탄소와 수소 그리고 산소로 이루어져 있는 유기화합물로서 주로 식물체의 광합성에 의하여 만들어진다. 이렇게 생성된 탄수화물은 생명체를 구성하고 생물이 살아가는데 필요한 에너지(ATP)를 생성하는 기본 물질로서 매우 중요하게 이용된다. 탄수화물의 일반식은 (CH2O)n으로 단당류와 이당류 그리고 다당류 등으로 분류되고, 그 분자 내에 알데히드 또는 케톤기를 가지고 있다.
그림 1. 이당류 분자 구조 분자 내에 이들 알데히드 또는 케톤기를 하나 가지고 있는 탄수화물은 단당류라고 하고, 이 단당류 두 개가 결합하여 형성된 물질을 이당류라고 하며 여러 개의 분자가 결합한 것을 다당류라고 한다. 또한 단당류를 구성하고 있는 탄소의 수에 따라 3탄당, 4탄당, 5탄당, 6탄당 등으로 나뉘어 진다. (김경훈 등. 2007)
주영양소 중 단백질은 모든 생물체들의 생명현상을 일으키는 가장 실질적인 역할을 하는 물질이다. 인체 내 모든 세포 조직의 성장과 발달, 유지 및 보수에 필요한 기본 물질로서 호르몬, 효소, 항체 및 신경 전달 물질을 만드는데 사용된다. 그 외에도 단백질은 유전자가 가지고 있는 유전정보…(생략)
에서 최종적으로 만들어지는 생산 물질일 뿐만이 아니라 생명현상의 여러 물리 화학적인 반응들을 모두 담당하고 있다. 단백질은 C, H, O, N, S를 주성분으로 구성된 화합물로, 구성단위인 20여 종의 아민산이 펩티드 결합으로 연결된 고분자화합물이다. 펩티드결합은 하나의 아미노산의 아미노기와 다른 아미노산의 카르복실기 사이에 물 1분자가 빠져나가 현성된 결합이다.
그림 2. 단백질 구조 이러한 펩티드 결합에 의한 아미노산 연쇄로 구성된 단백질은 어떠한 아미노산이 몇 개 포함되어 있느냐, 또한, 어떤 순서로 결합되어 있느냐에 따라 생체 내에서의 기능과 역할이 달라지게 된다. (민철기 등. 2006)
주영양소 중 마지막으로 지질은 생물체를 구성하고 있는 물질 중 물에 녹지 않는 유기화합물을 지질이라 한다. 일반적으로 동물성과 식물성으로 크게 나눌 수 있으나 물리화학적 성질에 따라 고체와 액체로 구분 짓기도 하는 지질은 생물체 내에서 매우 효과적인 에너지원과 에너지 저장원으로 쓰이고 있다. 생물체를 구성하고 있는 지질은 중성지방, 인지질 및 스테롤 등이 있다. 이 중 중성지방은 글리세롤 한 분자와
그림 3. 대표적인 지방산 구조 지방산 세 분자가 에스테르 결합을 하여 이루어진 물질인데, 상온에서 고체인 것은 지방이라 하고 액체상테인 것은 기름이라고 한다. 또한 생물계에 존재하는 지방산은 불포화지방산과 포화지방산으로 나뉜다. 지방은 에너지 저장과 운반의 역할을 하고, 인지질은 생체막 구성 성분으로 중요한 역할을 한다. 그 외에도 지용성 비타민 A, D, E, K 등의 흡수를 도와주는 역할을 하기도 한다. (김경훈 등. 2007)
이렇게 주영양소의 특징을 알아보고, 탄수화물은 베네딕트 용액을, 단백질은 뷰렛 반응을, 지질은 수단Ⅲ 용액을 이용하여, 이번 실험에서는 음식물에 들어있는 영양소를 검출해 보고자 한다.Ⅱ. 재료 및 방법
실험 재료에는 시료용액인