생명과학 ① 2-2. 영양소와 소화 - 영양소의 소화

생명과학 ① 2-2. 영양소와 소화 - 영양소의 소화

◈ 영양소의 소화

1) 소화

우리가 섭취한 음식물은 분자의 크기가 커서 그대로는 이용할 수없기 때문에 흡수가

가능하도록 음식물을 작게 분배하는 과정을 소화라고 한다.

2) 소화의 종류

① 기계적 소화 : 음식물을 잘게 부수어 소화 효소가 음식물에 최대로 작용할 수 있도록

도와주는 과정으로, 저작 운동, 연동 운동, 혼합 운동 등이 있다.

  ⓐ 저작 운동 : 차적으로 음식물을 잘게 부순다.

  ⓑ 연동 운동 : 음식물을 이로 잘게 부순다.

  ⓒ 혼합 운동 : 소화액과 음식물을 혼합시키는 운동으로 주로 소장에서 일어난다.

② 화학적 소화 : 소화샘에서 분비되는 소화 효소에 의해 고분자 물질이 저분자 물질로

분해되는 과정이다.

<소화제>

음식물을 너무 많이 먹었을 때나 소화가 잘 되지 않을 때 복용하는 소화제는 소화가 들어 있어 소화를 도와준다.

[소화의 필요성]

우리 몸에서 소화가 필요한 까닭을 알아보기 위하여 다음과 같은 두 개의 비키에 녹말 수용액이 각각 담긴 셀로판 주머니를 넣었다가 약 10분 후 셀로판 주머니를 빼고 비커에 들어 있는 용액에 각각 요오드 반응과 베네딕트 반응을 시켜 보았더니 그 결과가 오른 쪽 표와 같았다.

해설 : ① 비커 의 용액에서는 요오드 반응이 나타나지 않았으므로 녹말은 셀로판 주머니를 통과할 수 없다.

② 비커 의 용액에서는 베네딕트 반응이 나타났으므로 포도당은 셀로판 주머니를 통과할 수 있다.

결론 : 음식물 속의 녹말, 단백질, 지방 등은 분자의 크기가 커서 그대로는 소장에서 흡수될 수 없으므로 우리가 이용할 수 없다. 따라서 소화 과정을 통해서 작게 분해되어야 한다.

3) 소화에 영향을 미치는 요인

소화 효소는 단백질이 주성분이므로 온도와 에 따라 활성이 변한다.

① 온도 : 소화 효소가 가장 활발하게 작용할 때의 온도를 최적 온도라고 하는데,

일반적으로 체내에서 작용하는 소화효소의 최적 온도는 범위이다.

<단백질의 변성>

이상의 고온에서는 단백질의 구조가 변성되어 그 기능을 상실한다. 예를 들어, 달걀을 요리할 때 흰자 부분이 빨리 굳어지는 것처럼 열에 의해 단백질의 입체 구조가 파괴되는 것을 말한다. 한 번 변성된 단백질은 원래대로 돌아오기 어렵다.

② : 소화 효소가 가장 활발하게 작용할 때의 를 최적 라고 하는데, 소화 효소의

최적 는 소화 효소의 종류에 따라 다르다.

[소화에 영향을 미치는 요인]

다음 그림은 소화 효소에 영향을 미치는 요인을 알아보기 위한 실험이다.

위 그림과 같이 장치한 후 의 각 시험관 속 용액에 요오드 반응을 시켰더니 그 결과가 다음 표와 같았다.

해설 : ① 시험과 를 비교해 보면 에서 침의 소화가 가장 활발하게 일어난다는 것을 알 수 있다.

② 시험관 를 비교해 보면 중성에서 침의 소화가 가장 활발하게 일어난다.

결론 : 녹말의 소화는 침 속의 아밀라아제라는 효소에 의해 이루어지는데, 효소의 주성분이 단백질이므로 온도와에 따라 활성이 변한다.

4) 사람의 소화 기관과 소화 작용

① 입에서의 소화

  ⓐ 기계적 소화 : 이를 이용하여 음식물을 씹어서 잘게 부수고, 혀를 이용하여 침샘에서

  분비된 침과 잘게 부수어진 음식물을 섞이게 한다.

  ⓑ 화학적 소화 : 침 속의 아밀라아제에 의해 녹말이 엿당과 덱스트린으로 분해된다.

② 위에서의 소화

  ⓐ 구조 : 위는 수축성이 큰 근육질의 주머니로, 위의 주름이 있다.

  ⓑ 소화 작용 : 위샘에서 분비되는 위액은 담황색의 액체로, 음식물에 섞여 들어온 각종

  세균들을 살균하고 펩시노겐을 펩신으로 활성화시킨다.

  ⓒ 염산 : 강한 염산을 나타내는 물질로, 음식물에 섞여 들어온 각종

  세균들을 살균하고 펩시노겐을 펩신으로 활성화시킨다.

  ⓓ 펩시노겐 : 펩신으로 활성화되어 단백질을 폴리펩티드로 분해한다. 펩신이 비활성

  상태로 분비되는 것은 펩신에 의해 위 자체가 소화되는 것을 막기 위해서이다.

<위 자체 소화 방지>

위벽은 뮤신이라고 하는 점액질로 싸여 있어 위벽이 소화되는 것을 방지한다.

③ 소장에서의 소화 : 혼합운동과 연동운동이 활발히 일어나 소화를 돕는다.

  ⓐ 구조 : 소장은 길이가 정도 되는 소화관으로, 위에서 일어나 소화를 돕는다.

  ⓑ 소화 작용 : 이자액과 쓸개즙 및 장액이 십이지장으로 분비되어 소화 작용이

  일어난다.

- 이자액 : 여러 가지 소화 효소가 들어 있어 단백질, 탄수화물, 지방의 소화가 모두

  이루어진다. 또한, 탄산수소나트륨이 들어 있어 위에서 내려온 산성의 음식물을

  중화시키는 작용을 한다.

- 장액 : 소장벽의 장샘에서 분비되는데, 여러 가지 소화 효소가 들어 있어 단백질과

  이당류가 분해된다.

- 쓸개즙 : 간에서 생성되어 쓸개에 저장되었다가 십이지장으로 분비된다. 소화 효소는

  아니지만 지방을 작은 입자로 만들어 소화 효소와 잘 섞일 수 있게 함으로써 지방의

  소화를 돕는다.

<유화작용>

큰 자방 덩어리를 작은 지방 알갱이로 분산시켜 리파아제와 접촉하는 표면적을 넓혀

주는 작용

기 관	효소 및 분비 물질	최적	기 능
침샘	아밀라아제		녹말 → 엿당
위	펩신  염산		단백질 → 폴리펩티드  펩시노겐 → 펩신, 살균
간	쓸개즙		지방의 유화, 프로리파아제 →리파아제
이자	아밀라아제  리파아제  트립신		녹말 → 엿당  지방 → 지방산 +글리세롤  단백질, 폴리펩티드 → 펩티드
소장	말타아제  락타아제  수크라아제  펩티다아제		엿당 → 포도당 +포도당  젖당 → 포도당 +갈락토오스  설탕 → 포도당 +과당  디펩티드, 트리펩티드 → 아미노산

④ 대장

  ⓐ 구조 : 소장의 끝에서 항문까지 이르고 비교적 굵은 관으로 맹장, 결장, 직장의

  세 부분으로 되어 있다.

  ⓑ 기능 : 소화 효소가 분비되지 않아 소화가 일어나지 않으며, 주로 수분을 흡수한다.

  대장균에 의해 섬유소와 같이 소화 효소로 분해되지 않는 물질이 분해된다.

  대장에서 수분이 빠진 음식물 찌꺼기가 대변이며, 이것은 직장의 연동 운동에 의해

  몸 밖으로 배출된다.

⑤ 간

  ⓐ 구조 : 몸속에 있는 제일 큰 장기로서 서인의 경우 무게가 정도이며,

  적갈색을 띤다.

  ⓑ 기능

- 쓸개즙을 생성하여 지방의 소화를 돕는다.

- 혈액응고에 관여하는 물질을 생성한다.

- 포도당을 글리코겐으로 저장하여 혈당량을 일정하게 유지하는 데 관여한다.

- 알코올을 분해하고, 니코틴이나 카페인 등 약물의 독성을 제거하는 해독 작용을 한다.

	시 약	반 응	기 타
포도당 엿당	베네딕트 용약  (연한 푸른색)	황적색	포도당 수용액에 베네딕트 용액을 넣고 가열한다.
녹말	요오드-요오드화칼륨 용액  (연한 갈색)	청남색	요오드 반응에서 녹말이 청남색으로 변하는 이유는 새로운 화합물이 생성되는 것이 아니고 녹말의 나선의 구조에 요오드 분자가 끼어들어 나타나는 현상이다. 따라서 용액을 끓이면 요오드가 녹말을 빠져나와 청남색이 사라지게 된다.
지방	수단Ⅲ 용액  (적색)	선홍색	지방을 벤젠이나 알코올에 녹인 뒤 시약을 떨어뜨린다.
단백질	뷰렛 반응	보라색	단백질 수용액에 의 수산화나트륨용액 를 넣은 후, 의 황산구리용액을 몇 방울 떨어뜨리는 반응
	크산토프로테인 반응	황색	단백질 수용액에 진한 질산 을 넣고 가열하는 반응