1. 에너지 공급
신체는 음식물로부터 활동에 필요한 에너지를 지속적으로 공급받아야 하는데, 주된 에너지 공급원이 바로 탄수화물이다. 탄수화물 1g은 체내에서 산화되어 4kcal를 제공하며, 소화흡수율은 평균 98%로서 섭취한 탄수화물의 대부분이 흡수되어 체내에서 이용된다. 지질이나 단백질도 에너지를 공급하는 기능이 있으나 뇌, 적혈구, 신경세포는 포도당만을 에너지원으로 이용하므로 이들 세포의 기능유지를 위해 탄수화물 섭취는 필수적이다. 그 외에 근육 등 다른 세포에서도 식후에 혈당치가 오르면 포도당을 에너지원으로 이용한다.
2. 단백질 절약작용
혈당이 낮아지고 탄수화물 섭취가 중단되었을 때에는 뇌, 적혈구, 신경세포 등의 주요 에너지원인 포도당을 공급하기 위해 혈당치를 올려야 한다. 이때 단백질 등으로부터 포도당을 새로이 합성하는 포도당 신생합성이 이루어진다. 주로 간과 신장에서 체조직 단백질은 아미노산으로 분해되고, 아미노산으로부터 포도당을 생성한다. 따라서 탄수화물의 적절한 섭취를 통해 혈당이 유지되어 에너지 공급이 원활하면 체단백질의 분해는 억제되므로 단백질은 절약될 수 있다.
3. 케톤증 예방
탄수화물 섭취가 부족하거나 당뇨병과 같이 탄수화물의 체내이용이 어려운 경우, 세포는 주로 체단백질이나 체지방을 분해하여 에너지원으로 이용한다.
특히, 체지방을 주된 에너지원으로 이용할 때 다량의 아세틸 CoA가 생성되고 탄수화물 섭취부족으로 인해 옥살로아셑산 상대적으로 부족하므로 TCA회로가 원활히 진행될 수 없다. 따라서 아세틸 CoA는 TCA 회로로 들어가는 대신, 축합하여 아세토아세트산, ß-하이드록시뷰티르 산, 아세톤 등의 케톤체를 과량 생성한다. 이로 인해 혈액의 케톤체 농도는 정상보다 높아져 혈액이 산성으로 기울어지는 산혈증(산독증)이 되어 호흡곤란, 대사이상 등의 증상을 보이다가 결국 혼수상태에 빠지게 된다.
오랜 기아 시에도 혈당치는 낮아지고 체지방을 주된 에너지원으로 이용하므로 다량의 케톤체가 생성된다. 이때 뇌세포는 케톤체를 에너지원으로 이용하는데, 이는 뇌세포의 주된 에너지원인 혈당공급을 위해 체단백질이 계속 분해되는 것을 어느 정도 막아주므로 기아에 대한 적응반응으로 볼 수 있다.
이러한 케톤증을 예방을 위해서는 하루에 최소한 50~100g의 탄수화물 섭취가 필요하다. 밥 1공기(210g)에는 탄수화물이 69g 함유되어 있으므로 비교적 쉽게 섭취할 수 있다.
4. 단맛 제공
단맛의 강도는 당류의 종류에 따라 차이가 있다. 설탕의 단맛을 1.0으로 기준하여 다른 당류의 단맛의 강도를 알아보면 과당 1.7, 전화당 1.3, 포도당 0.7, 맥아당 0.4, 유당 0.2 정도이다. 이들 당류는 식품제조나 조리에 감미료로서 첨가될 수 있어서 단맛을 제공할 뿐만 아니라 식품의 물리적 성질의 향상을 위해서도 널리 이용되어 식품의 수용도를 높여준다.
5. 식이 섬유소의 체내 기능
식이 섬유소는 불용성 섬유소와 수용성 섬유소의 두 종류가 있다. 불용성 섬유소는 물에 녹지 않으며 대장 내에서 박테리아에 의해서도 분해되지 않고 배설되므로 배변량과 배변속도를 증가시킨다. 수용성 섬유소는 물에 쉽게 녹거나 팽윤되어 겔을 형성하여 소장 내에서 당이나 콜레스테롤의 흡수를 방해하고 대장 내의 박테리아에 의해 발효되어 사슬이 짧은 지방산이나 가스를 생성한다.
| 분류 | 종류 | 주요 급원식품 | 생리기능 |
| 불용성 섬유소 | 셀룰로오스 | 모든 식물(줄기), 곡류의 겨층, 현미, 통밀, 호밀 | - 배변량 증가 - 배변 촉진 : 분변 통과시간 단축 - 포도당 흡수 지연 |
| 헤미셀룰로오스 | |||
| 리그닌 | 식물의 줄기 | ||
| 수용성 섬유소 | 펙틴, 검 | 사과, 감귤류, 바나나 | - 위, 장 통과지연 - 포도당 흡수 지연 - 콜레스테롤 흡수억제 |
| 헤미셀룰로오스 일부 | 보리, 귀리 | ||
| 점액질 | 해조류, 두류 |
<식이 섬유소의 종류와 생리기능>
| 질환 | 식이섬유소의 역할 |
| 고지혈증 동맥경화증 |
- 소장에서의 콜레스테롤의 흡수 억제 - 소장에서 담즙산과 결합하여 담즙산의 재흡수 억제 → 콜레스테롤 배설 촉진 → 혈청 콜레스테롤 수준 감소 |
| 변비 게실증 |
- 부드러운 대변량 증가 - 장점막 자극하여 연동운동 촉진 - 대변의 통과시간 단축 및 배변 원활 |
| 대장암 | - 식이 섬유소의 함유 수분에 의해 발암물질 희석 - 발암물질과 대장 벽 접촉 방해 - 발암물질의 대장 통과속도 증가 및 배설 촉진 |
| 당뇨병 | - 소장에서의 당질 소화 흡수 지연 및 억제 - 공복 혈당치 저하 및 포만감 유지 |
| 비만 | - 포만감 유지 및 소화 흡수 억제 - 체내 영양소 이용율 저하로 상대적인 에너지 섭취 감소 효과 - 소화물의 대장 통과시간 단축 |
<식이섬유소와 관련된 질환에서의 식이섬유소의 역할>
