이당류는 우리들이 일상 생활에서 사용하는 설탕, 즉 자당이라고 하는 수크로오스로 잘 알려져 있다. 2개의 단당류 분자가 산소를 중간에 둔 가교 결합에 의하여 결합된 것으로 C12H22O11이라는 화학식을 나타낸다. 이당류는 산성과 염기성 매체에 의하여, 또한 특별한 효소로 가수 분해되어 2개의 단당류를 생성한다.
이당류 가운데 우리들의 일상 생활에 이용되고 있는 것으로 수크로오스(자당), 락토오스(젖당), 말토오스(엿당)가 있다. 수크로오스는 우리가 흔히 먹는 설탕이다. 사탕수수의 줄기나 사탕무 뿌리의 즙에서 채취하여 정제한 결정으로 대부분은 음식물을 만드는 데 사용한다. 사탕수수 즙에는 약 14%, 사탕무에는 13%의 수크로오스가 들어 있다. 수크로오스 분자는 1개의 α글루코오스와 1개의 β프룩토오스가 결합하여 만드렁져 있다. 따라서 1㏖의 α글루코오스와 1㏖의 β프룩토오스가 만들어진다. 이와 같이 수크로오스의 가수 분해로 만들어진 글루코오스와 프룩토오스를 1대 1로 혼합한 전화당을 과자 등에 첨가한다. 수크로오스는 환원당이 아니므로 펠링액과 베네딕트액에 작용하지 않는다.
락토오스는 사람을 비롯한 포유류의 유즙에 존재하므로 젖당이라고 한다. 예를 들어 우유에는 4~6%의 젖당이 들어 있다. 락토오스 분자 1개는 1개의 α글루코오스와 1개의 β갈락토오스가 결합하여 만들어진다. 락토오스는 소장에서 분비되는 효소 락타아제의 작용으로 가수 분해하여 α글루코오스와 β갈락토오스가 되어 장벽에서 흡수된다. 락토오스는 물에 용해되면 결합이 풀려 알데히드형 사슬이 생기므로 펠링액 및 베네딕트액을 환원한다.
말토오스는 엿당이라고 하는데 발아한 보리 속에 생기는 효소인 말타아제의 작용으로 녹말이 분해되어 만들어진 이당류다. 맥주는 발아시킨 보리, 즉 엿기름에서 추출한 말토오스를 효모로 발효시켜 만든다. 말토오스 분자는 2개의 α글루코오스로 만들어진다. 말토오스가 가수 분해되면 2개의 α글루코오스 분자를 생성한다. 말토오스는 가수 분해에 의하여 당화된 녹말 속에 40%, 엿기름에서 추출하여 만든 물엿 속에 85%가 들어있다.
다당류는 자연계에 대량으로 존재하며 우리에게 친숙한 다당류로 녹말과 셀루오스(섬유소)가 있다. 녹말은 우리의 주식이며 꼭 필요한 영양소이고 셀룰로오스는 목재의 주성분(약50%)으로 건축 재료와 가구의 재료로서 우리의 생활과 밀접한 관계가 있다. 목재는 셀룰로오스가 리그닌에 의하여 굳어진 것이다. 또한 셀룰로오스는 옷감의 중요한 원료로 면은 100% 셀룰로오스다. 다당류는 완전히 가수 분해되면 다수의 단당류 분자를 생성하는 탄수화물로 그 분자는 중합하는 성질을 가지고 있으며 다당류의 모노머(단량체)인 단위가 여러 번 반복 결함하여 거대한 폴리머를 만든다. 다당류의 폴리머의 분자량은 10만에서 20만 정도다.
셀룰로오스 분자는 다수의 β글루코오스 분자가 반복적으로 결합한 구조이며 전형적인 셀룰로오스의 사실은 3000~5000개의 β글루코오스 단위가 결합하여 만들어진다. 그 결합은 매우 강력하여 견고한 면 섬유 또는 강하고 단단한 목재 섬유 구조가 만들어진다. 셀룰로오스는 물에 용해되지 않지만 염산 등과 같은 강산에서는 가수 분해하여 β글루코오스로 분해된다. 소나 말 같은 초식동물이 셀룰로오스가 주성분인 식물을 먹이로 할 수 있는 것은 소화 기관에서 셀룰로오스의 결합을 파괴하는 효소가 분비되어 가수 분해 작용으로 소화시킬 수 있기 때문이다. 그러나 사람의 소화 기관에는 그와 같은 효소가 없으므로 셀룰로오스를 음식물로 섭취할 수 없다.
셀룰로오스는 크산틴산나트륨과 구리암모늄 용액 등에 콜로이드 상태로 용해되고 황산에 의하여 재생되므로 비스코스 인견, 벤베르그 견사 또는 셀로판을 만드는 데 이용되며 이렇게 재생된 셀룰로오스는 수화셀룰로오스 형태를 하고 있다.
셀룰로오스는 진한 질산과 진한 황산의 혼합액에 반응시키면 질산화되어 니트로셀룰로오스가 된다. 니트로셀룰로오스는 질산셀룰로오스라고도 하며 무연 화약으로 이용된다. 질산화도가 낮은 것은 장뇌와 섞으면 셀룰로이드가 된다. 세룰로이드는 화학상 플라스틱의 원조라고도 할 수 있지만 불에 쉽게 타고 화약과 같이 연소하므로 현재는 안경테나 탁구공을 만드는데만 이용하고 있다.
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