설탕 분자식 C12H22O11: 자당·포도당·과당은 어떻게 다를까

설탕의 주성분 자당은 C12H22O11입니다

설탕의 화학식을 물으면 보통 자당(sucrose)의 분자식인 C12H22O11을 답합니다. 자당 한 분자에는 탄소(C) 12개, 수소(H) 22개, 산소(O) 11개가 들어 있습니다. 미국 국립표준기술연구소 NIST는 자당의 분자식을 C12H22O11, 분자량을 342.2965로 제시합니다. 몰질량으로 쓰면 약 342.30g/mol입니다. NIST 자당 자료

‘설탕’, ‘자당’, ‘수크로스’는 이 문맥에서 같은 주성분을 가리킵니다. 다만 실제 식품은 물·다른 당·전분 등 여러 성분이 섞여 있을 수 있으므로, 완제품 전체를 하나의 분자식으로 나타내는 것은 별개의 문제입니다.

포도당·과당과 비교하면 이해하기 쉽습니다

물질	분자식	구분	구별할 점
자당(Sucrose)	C12H22O11	이당류	포도당과 과당이 결합한 물질
포도당(Glucose)	C6H12O6	단당류	과당과 분자식은 같지만 구조가 다름
과당(Fructose)	C6H12O6	단당류	포도당과 동일한 물질은 아님
유당(Lactose)	C12H22O11	이당류	자당과 분자식은 같지만 다른 물질

포도당과 과당의 분자식·구조는 미국 국립의학도서관 PubChem의 D-Glucose와 D-Fructose 항목에서 확인할 수 있습니다.

여기서 두 가지를 구분하면 됩니다. 단당류·이당류는 당 단위의 수를 설명하는 분류이고, 분자식은 분자를 이루는 원자의 종류와 개수를 나타냅니다. 같은 분자식이라도 원자가 연결된 구조가 다르면 성질이 달라질 수 있습니다. 실제로 NIST의 유당 자료에도 C12H22O11이 표시됩니다. 따라서 ‘C12H22O11은 자당의 분자식’은 맞지만 ‘C12H22O11인 물질은 모두 자당’은 아닙니다.

왜 C12H24O12가 아니라 C12H22O11일까

포도당과 과당의 분자식을 단순히 더하면 C12H24O12입니다. 자당과 비교하면 물 한 분자(H2O)에 해당하는 수소 2개와 산소 1개만큼 차이가 납니다.

원자 수의 관계
C6H12O6 + C6H12O6 − H2O = C12H22O11

자당의 가수분해
C12H22O11 + H2O → C6H12O6 + C6H12O6
자당        물      포도당      과당

첫 줄은 조성을 이해하기 위한 관계식입니다. 포도당과 과당을 부엌에서 섞으면 저절로 설탕 결정이 만들어진다는 제조법이 아닙니다. 반대로 가수분해는 물이 반응에 참여해 결합이 끊어지는 과정입니다. FDA도 자당은 포도당과 과당이 화학적으로 결합한 형태라고 설명합니다. FDA의 자당과 시럽 설명

반응식의 원자 수를 확인하려면 왼쪽의 자당과 물을 합칩니다. 탄소 12개, 수소 24개, 산소 12개가 되고, 오른쪽의 두 단당류를 합해도 같은 수가 됩니다. 분자식에서 빠진 물을 놓치지 않았는지 점검하는 방법입니다.

백설탕·황설탕·흑설탕도 같은 분자식인가요

이름과 색이 다른 설탕 제품도 주성분인 자당을 말할 때의 분자식은 같습니다. 그러나 제품 전체의 조성이 동일하다는 뜻은 아닙니다. 당밀이나 수분, 다른 원료가 포함된 정도는 제조 방식과 제품에 따라 달라집니다.

제빵용 설탕을 비교할 때도 색뿐 아니라 입자 크기와 수분, 풍미가 결과에 영향을 줍니다. King Arthur Baking의 제조사 안내는 설탕의 종류별 용도와 대체 시 이런 차이를 설명합니다. 설탕 종류와 제빵 용도

따라서 원재료명에 ‘설탕’이나 ‘원당’이라고 적혔다는 사실만으로 정확한 자당 순도나 제조 공정을 확정하지 않습니다. 또한 색이 진하다는 이유만으로 당류가 적다고 판단하지 않고 영양정보의 표시 기준량과 수치를 확인합니다.

액상과당·물엿에는 왜 하나의 분자식을 붙이기 어려울까

자당은 하나의 물질명입니다. 액상과당이나 물엿은 여러 성분이 들어 있는 시럽 제품을 가리킬 수 있습니다. FDA가 설명하는 HFCS는 포도당과 과당이 서로 결합하지 않은 상태로 물과 함께 존재하는 시럽입니다. 자당 속 포도당·과당의 결합과는 구분됩니다.

따라서 원재료표에서 액상과당을 보았다고 제품 전체의 분자식을 C6H12O6이라고 쓰거나, 물엿을 보았다고 C12H22O11이라고 쓰면 부정확합니다. 구성 성분을 말하는지 혼합물 전체를 말하는지 먼저 정해야 합니다. 조리상 대체도 별도 문제이므로 물엿 대체 재료 선택법을 함께 볼 수 있습니다.

영양정보의 ‘당류’는 ‘첨가한 설탕 무게’와 다릅니다

당류는 탄수화물에 포함되는 항목입니다. 또한 영양정보의 당류에는 식품에 원래 있던 당과 첨가한 당이 함께 들어갈 수 있습니다. 원재료명은 무엇을 넣었는지, 영양정보는 표시 기준량에 해당 영양성분이 얼마나 있는지를 읽는 데 사용합니다. FDA의 탄수화물 안내와 총당류·첨가당 설명도 이 포함 관계를 구분합니다. 미국 표시에서 쓰는 ‘Added Sugars’ 항목을 국내 제품의 ‘당류’와 같은 뜻으로 읽지는 않습니다.

다음은 특정 제품이 아닌 계산용 가상 예시입니다.

한 병 250mL
100mL당 탄수화물 12g, 당류 9g

한 병의 탄수화물: 12 × 2.5 = 30g
한 병의 당류:      9 × 2.5 = 22.5g

당류 22.5g은 탄수화물 30g 안에 포함됩니다. 두 값을 더해 52.5g으로 계산하지 않습니다. 또 당류 22.5g이라는 수치만으로 제조사가 설탕을 정확히 22.5g 넣었다고 결론 내릴 수도 없습니다. 원래 원료에 있던 당과 다른 감미료의 당도 포함될 수 있기 때문입니다.

자주 묻는 질문

설탕 화학식과 분자식은 무엇인가요?

일반적으로 설탕의 주성분인 자당을 뜻하며 분자식은 C12H22O11입니다. 한 분자에 탄소 12개, 수소 22개, 산소 11개가 있습니다.

포도당과 과당은 분자식이 같은데 같은 물질인가요?

둘 다 C6H12O6이지만 원자의 연결과 구조가 달라 서로 다른 물질입니다. 분자식만으로 모든 성질을 알 수는 없습니다.

C12H22O11이면 모두 설탕인가요?

아닙니다. 유당도 같은 분자식을 갖습니다. 같은 분자식이라도 구조가 다를 수 있으므로 물질명과 구조를 함께 확인해야 합니다.

자료 확인 및 내용 수정: 2026년 10월 8일. 분자식·혼합물·영양표시를 구별하기 위한 설명이며 개별 제품의 순도 검사 결과는 아닙니다.