영양소의 소화
목차
펼치기- 1.영양소의 소화
- 2.우리 몸의 소화 기관
- 2.1탐구하기
- 2.2우리 몸의 소화 기관
- 3.우리 몸의 소화 과정
- 3.11. 입안에서의 소화
- 3.22. 위에서의 소화
- 3.33. 소장에서의 소화
- 3.44. 대장의 기능
- 4.침의 소화 작용
- 5.식혜에서 단맛이 나는 이유는?
- 6.잠깐 퀴즈
영양소의 소화
우리는 하루 세끼의 맛있는 음식을 먹고, 때가 되면 흡수되지 않은 음식물을 몸 밖으로 내보낸다. 입을 통해 몸속으로 들어간 음식물은 어떤 변화를 거치는 것일까?
→ 식사를 통해 먹는 음식물의 양보다 몸 밖으로 배출되는 음식물 찌꺼기의 양이 더 적다. 이는 음식물 속의 영양소가 분해되어 우리 몸 안으로 흡수되기 때문이다.
우리가 먹는 음식물의 양보다 몸 밖으로 배출되는 대변의 양이 적은 것은 음식물 속의 영양소가 우리 몸 안으로 흡수되기 때문이다.
우리가 섭취하는 음식물 속의 탄수화물, 단백질, 지방은 분자의 크기가 커서 몸 안으로 바로 흡수될 수 없다. 따라서 영양소가 몸 안으로 흡수되려면 작은 분자로 분해되어야 한다. 이처럼 영양소가 우리 몸에 흡수될 정도의 작은 분자로 분해되는 과정을 소화라고 한다. 소화 과정을 거쳐 탄수화물은 포도당으로 분해되고, 단백질은 아미노산으로 분해되며, 지방은 지방산과 모노글리세리드로 분해되어 몸 안으로 흡수된다.
* 모노글리세리드 : 지방은 3분자의 지방산과 1분자의 글리세롤로 이루어져 있는데, 라이페이스는 지방에서 2분자의 지방산을 떼어 내는 역할을 한다. 따라서 1분자의 지방산은 글리세롤에 결합한 상태로 남아 있는데, 이것이 모노글리세리드이다.
우리 몸에서 소화를 담당하는 기관을 소화 기관이라고 하며, 소화 기관 중에서 음식물이 지나는 통로를 소화관이라고 한다.
우리 몸의 소화 기관
탐구하기
그림은 사람의 소화 기관과 기능을 나타낸 것이다.
1. 입으로 섭취한 음식물이 항문으로 배출될 때까지 지나가는 소화 기관을 순서대로 써 보자.
정답 :입 → 식도 → 위 → 소장 → 대장 → 항문
2. 음식물이 직접 지나가지 않는 소화 기관은 무엇인가?
정답 :침샘, 간, 쓸개, 이자
우리 몸의 소화 기관
우리 몸에는 음식물의 소화와 흡수가 효율적으로 이루어질 수 있도록 여러 가지 소화 기관이 발달해 있다. 사람의 소화 기관은 입, 식도, 위, 소장(작은창자), 대장(큰창자), 항문으로 연결되는 소화관과 간, 이자, 쓸개 등으로 이루어져 있다. 입, 위, 소장에는 소화샘이 연결되어 있어 음식물이 소화관을 지날 때 소화 효소가 포함된 소화액을 분비한다. 소화 효소는 주로 단백질로 이루어져 있으며, 음식물을 분해해 체내로 흡수될 수 있게 한다.
* 간, 이자, 쓸개 : 소화샘
* 소화액 : 대부분의 소화액에는 소화 효소가 들어 있어 영양소를 잘게 분해한다.
소화는 음식물이 입안으로 들어가면서부터 시작된다. 입, 위, 소장에서는 여러 가지 소화액과 함께 소화 효소가 분비되어 영양소를 잘게 분해한다. 소화 과정을 거치는 동안 소화 기관에서는 소화액을 음식물과 잘 섞어 주는 분절 운동과 소화된 음식물을 대장으로 이동시키는 꿈틀 운동 등 근육 운동이 일어나 소화를 돕는다.
우리 몸의 소화 과정
1. 입안에서의 소화
이는 음식물을 씹어서 작은 크기로 부수는 역할을 하고, 혀는 음식물과 침을 잘 섞어 주는 역할을 한다. 입안에는 침샘이 연결되어 있어서 침이 분비된다. 침에는 아밀레이스라는 소화 효소가 있어 녹말을 엿당으로 분해한다.
* 밥을 오래 씹으면 단맛이 나는 이유 : 녹말은 단맛이 나지 않지만 엿당은 단맛이 난다. 밥을 오래 씹으면 녹말이 침 속의 아밀레이스에 의해 엿당으로 분해되므로 단맛이 나게 된다.
* 침의 기능 : 침 속에는 아밀레이스와 같은 소화 효소가 들어 있어 소화 작용을 도와주고, 음식물을 적셔서 쉽게 삼킬 수 있도록 해 준다. 또 침은 입안에 들어온 각종 세균을 죽이는 살균 작용을 하고, 치석을 방지하는 역할도 한다.
2. 위에서의 소화
입에서 삼킨 음식물은 식도를 거쳐 위로 내려간다. 위는 근육층이 발달한 볼록한 주머니 모양이다. 위 내부 표면에는 주름이 많은데, 주름 안쪽에 위샘이 있어서 위액을 분비한다.
위액에는 펩신과 염산이 들어 있다. 펩신은 단백질을 분해하는 소화 효소이다. 염산은 펩신이 단백질을 분해할 수 있도록 도와주며, 음식물과 함께 들어온 세균을 없애(살균 작용) 음식물이 부패하는 것을 방지한다.
※ 펩신이 비활성 상태로 분비되는 이유는 무엇인가요?
단백질 분해 효소인 펩신은 처음 분비될 때 비활성 상태인 펩시노젠의 상태로 분비된다. 세포막의 주성분은 단백질인데, 소화샘을 구성하는 세포막이 펩신에 의해 분해되는 것을 막기 위해서이다.
3. 소장에서의 소화
위와 연결된 소장의 앞부분을 십이지장(샘창자)이라고 한다. 십이지장에는 쓸개, 이자 등이 연결되어 있어 쓸개즙, 이자액 등이 분비된다.
소장을 지나면서 쓸개즙, 이자액, 창자액에 의해 탄수화물은 포도당으로, 단백질은 아미노산으로, 지방은 지방산과 모노글리세리드로 분해된다. 소화된 영양소는 소장벽을 통과하여 물과 함께 몸 안으로 흡수된다.
* 창자액 : 창자샘에서 생성되어 소장으로 분비된다. 창자액에는 탄수화물 소화 효소, 단백질 소화 효소가 들어 있어 영양소를 최종 분해한다. 단, 지방 소화 효소는 들어 있지 않다.
· 엿당 (탄수화물 소화 효소 →) 포도당
· 중간 단계 단백질 (단백질 소화 효소 →) 아미노산
* 쓸개즙 : 간에서 생성된 후 쓸개에 저장되었다가 십이지장으로 분비된다. 쓸개즙에는 소화 효소가 들어있지 않지만, 지방 덩어리를 작은 지방 알갱이로 만들어(유화 작용) 라이페이스에 의한 지방의 소화를 돕는다.
* 이자액 : 이자에서 생성되어 십이지장으로 분비된다. 이자액에는 아밀레이스, 트립신, 라이페이스가 들어 있어 3대 영양소를 모두 소화시킬 수 있다.
· 녹말 (아말레이스 →) 엿당
· 단백질 (트립신 →) 중간 단계 단백질
· 지방 (라이페이스 →) 지방산 + 모노글리세리드
4. 대장의 기능
소장에서 흡수되지 않은 음식물은 대장으로 이동한다. 대장에서는 소화액이 분비되지 않으므로 소화 작용은 일어나지 않고 흡수되지 않은 음식물에 남아 있는 물의 흡수만 일어난다. 흡수되지 않은 음식물은 대장의 꿈틀 운동에 의해 항문 밖으로 배출된다. 대장의 꿈틀 운동에 의해 배설물이 항문 쪽으로 이동하는데, 이 운동은 느리게 일어나 12~24시간 정도 걸린다. 만약 대장 벽이 바이러스나 세균 등에 감염되어 자극을 받으면 물의 재흡수가 적게 일어나 설사를 하게 된다. 또한, 꿈틀 운동이 너무 느리게 일어나면 물이 과도하게 재흡수되어 변비가 생긴다.
※ 방귀는 무엇인가요?
방귀는 장 속에 있는 공기가 항문을 통해 빠져나오는 현상이다. 대부분의 방귀는 대장에서 발생한다. 대장으로 내려간 음식물이 대장 속에 사는 여러 가지 세균에 의해 분해되면서 방귀가 생기는 것이다. 대장에서 생기는 기체 중 수소나 메테인은 음식물 속에 포함된 성분의 하나인 황과 결합하는데, 이 황이 바로 독한 냄새를 일으키는 장본인이다. 방귀 냄새가 독하다고 해서 건강을 염려할 필요는 없다. 단지 황 성분이 방귀에 많이 포함되어 있을 뿐이다. 방귀 냄새가 많이 나지 않게 하려면 단백질이 포함된 음식을 적게 먹는 것이 좋다. 황은 주로 단백질에 많이 들어 있기 때문이다.
침의 소화 작용
| 준비물 |
시험관, 시험관대, 스포이트, 비커, 알코올램프, 시험관 집게, 면장갑, 성냥, 아이오딘 - 아이오딘화 칼륨 용액, 베네딕트 용액, 1 % 녹말 용액(미리 끓여서 식힌 것), 침 용액, 증류수 | |
| 과정 |
1. 시험관 A, B, C, D에 녹말 용액을 각각 5 mL씩 나누어 넣는다. 2. 시험관 A, B에 아이오딘-아이오딘화 칼륨 용액을 한 방울씩 떨어뜨린다. 시험관 A, C에는 증류수를 3 mL 넣고, 시험관 B, D에는 침 용액을 3 mL 넣는다. 3. 37 °C 정도의 따뜻한 물이 들어 있는 비커에 시험관 A, B, C, D를 20분 동안 담가 두고 나서, 시험관 A, B의 색깔 변화를 관찰한다. 4. 시험관 C, D에 베네딕트 용액을 넣고 가열한 후, 색깔 변화를 관찰한다. | |
베네딕트 용액의 가열
베네딕트 용액을 넣고 가열할 때 용액이 갑자기 끓어올라 튈 수 있으므로, 시험관 입구를 사람이 없는 곳으로 향하도록 한다.
[ 결과 및 정리 ] 1. 과정 3에서 시험관 A, B 중 아이오딘 반응색이 사라진 시험관은 어느 것인가? 이러한 변화가 나타난 이유를 설명해 보자.
정답 :시험관 B. 침에 의해 시험관 속의 녹말이 분해되었기 때문이다.
[ 결과 및 정리 ] 2. 과정 4에서 시험관 C, D 중 베네딕트 반응이 나타난 시험관은 어느 것인가? 이러한 변화가 나타난 이유를 설명해 보자.
정답 :시험관 D. 침에 의해 시험관 속의 녹말이 분해되어 엿당이 생겼기 때문이다.
[ 결과 및 정리 ] 3. 입안의 침은 어떤 작용을 하는지 정리해 보자.
정답 :침은 녹말을 엿당으로 분해한다.
[ 결과 및 정리 ] 4. 37 °C 정도의 물이 들어 있는 비커에 시험관을 담가 두는 이유는 무엇일까?
정답 :체온과 비슷한 조건을 유지하기 위해서이다. 소화 효소는 체온 정도의 온도에서 가장 활발하게 작용한다.
[ 더 생각해 보기 ] 침 용액을 넣은 시험관을 얼음물이 들어 있는 비커에 담가 두면 어떻게 될지 토의해 보자.
정답 :녹말의 소화가 잘 일어나지 않는다. 너무 낮은 온도에서는 소화 효소가 원활하게 작용하지 못하기 때문이다.
아이오딘 반응이 일어난 시험관에 침 용액을 넣었을 때 아이오딘 반응색이 사라진 것으로 보아 녹말이 분해된 것임을 알 수 있다. 녹말 용액과 침 용액을 넣은 시험관에서 베네딕트 반응이 일어난 것으로 보아 당분이 생성된 것임을 확인할 수 있다. 침 속에는 아밀레이스라는 소화 효소가 들어 있어서 녹말을 엿당으로 분해한다. 엿당은 소장에서 작용하는 소화 효소에 의해 포도당으로 최종 분해된다.
녹말은 수천 ~ 수만 개의 포도당이 길게 연결되어 형성된 물질로, 물에 잘 녹지 않고 단맛이 나지 않는다. 엿당은 포도당 2개가 연결된 물질로, 물에 잘 녹으며 단맛이 난다.
소화 효소가 활발하게 작용하려면 적절한 온도가 유지되어야 한다. 온도가 낮으면 소화 효소가 잘 작용하지 못하고, 온도가 높으면 소화 효소가 그 기능을 잃어버리기 때문이다. 우리 몸의 소화 효소는 체온과 비슷한 온도에서 가장 활발하게 작용한다.
※ 소화 효소의 특성
* 특정 소화 효소는 특정 영양소에만 작용한다.
예 | 아밀레이스 - 녹말, 펩신 - 단백질, 라이페이스 - 지방
* 소화 효소는 주성분이 단백질이므로, 체온 범위의 온도(약 37 °C,최적 온도)에서 가장 활발하게 작용한다. 온도가 높아질수록 소화 효소의 반응 속도가 빨라지지만, 일정 온도(약 40 °C) 이상이 되면 반응 속도가 급격히 감소한다. 고온에서는 소화 효소의 주성분인 단백질이 변성되어 제 기능을 하지 못하기 때문이다.
식혜에서 단맛이 나는 이유는?
식혜는 우리 선조들이 식사 후에 즐겨 먹던 전통 음료이다. 여름에 밥알이 동동 떠 있는 차가운 식혜를 마시면 달콤한 맛을 느낄 수 있으며 갈증을 해결할 수 있다.
식혜의 효능
1. 발효 식품으로, 장의 운동을 도와 소화를 촉진한다.
2. 다이어트나 숙취 해소에 좋다.
3. 식이 섬유가 풍부하여 변비 치료 및 대장암 예방에 좋다.
잠깐 퀴즈
1. 소화액 속에 들어 있으면서 영양소를 몸에 흡수될 정도의 작은 분자로 분해하는 물질을 무엇이라고 하는가?
정답 :소화 효소
2. 먹다 남은 음식이 빨리 상하는 이유에 대해 설명하고, 이를 방지하는 방법을 제시해 보자.
먹다 남은 음식에는 침 속의 아밀레이스가 들어 있을 가능성이 높다. 따라서 음식물 속의 녹말이 당분으로 분해되고 분해된 당분을 먹이로 세균이 번식하게 되므로 음식이 빨리 상하게 된다. 이를 방지하기 위해서는 남은 음식을 끓여 소화 효소의 변성을 유도하거나, 소화 효소의 작용과 세균의 번식을 억제하기 위해 저온 보관하는 것이 좋다.
본 콘텐츠의 저작권은 저자 또는 제공처에 있으며, 이를 무단으로 이용하는 경우 저작권법에 따라 법적 책임을 질 수 있습니다.