[식품화학실험] 수분정량 & 회분정량

목차

1. Abstract

2. Introduction
① 수분 정량
② 자유수와 결합수
③ 수분활성도
④ 등온 흡습 및 탈습 곡선
⑤ 수분의 정량 방법 종류
가. 감압가열 건조법
나. 적외선 수분 측정법
다. Karl-Fischer 적정법
⑥ 조회분 정량
가. 직접회화법
나. 신속회화법

3. Materials & Methods
① Materials
② Methods
가. 식품의 수분정량
나. 식품의 조회분 정량

4. Results & Discussion
가. 식품의 수분정량
나. 식품의 조회분 함량

5. Reference



<Homework>

① 수분활성도를 측정하는 방법
② Moisture sorption isotherm을 실험하여 작성하는 방법
③ A, B, C 식품의 특성
④ 항량의 정의
⑤ 결합수 측정방법
⑥ 탈지대두를 사용하는 이유와 탈지 방법

<수분활성도와 반응 속도 사이의 관계>

본문내용

하는 방법
수분활성도(Aw)는 어떤 임의의 온도에 있어서 그 식품이 나타내는 수증기압(P)에 대한 같은 온도에 있어서의 순수한 물의 최대 수증기압(Po)의 비로 정의된다.
즉, Aw = P / Po 이다.
또 식품의 수증기압은 그 식품 속의 수분에 녹아 있는 용질의 종류와 양에 의하여 영향을 받는다. Raoult의 법칙에 의하여 설탕이나 소금과 같은 용질의 용해에 의한 순수한 물의 수증기압의 상대적인 감소는 용질의 몰분율에 직접적으로 비례한다. 즉, 물의 몰수를 Mw, 용질의 몰수를 Ms라 하면 다음과 같이 표시할 수 있다.
=
= 1 - Aw =
그러므로, Aw = 가 된다.
일반적으로 한 식품의 수분활성은 그 속에 함유된 용질의 종류와 그 양에 따라 다르게 되며, P는 Po보다 적어서 Aw는 1보다 작은 값을 나타낸다.
② Moisture sorption isotherm을 실험하여 작성하는 방법
수분활성도를 일정하게 유지하여 상대습도를 조절한 여러 개 포화염 용액을 만든다. 그리고 시료를 정량측정한 후 포화염 용액이 들어있는 데시케이터들에 나누어 넣는다. 그리고 정기적으로 시료의 무게를 측정한다. 그리고 무게 변화가 없을 때의 중량(평형수분함량)을 측정한다. 이것을 X축에는 수분활성도, Y축에는 수분함량으로 그래프를 그리면 Moisture sorption isotherm가 된다.
③ A, B, C 식품의 특성
A : 식품자체는 수분을 많이 함유하고 있지만, 미생물이 이용할 수 있는 양은 적다.
즉, 수분활성도가 낮다. 대표적인 식품으로는 케이크가 있다.
B : 대부분의 전형적인 식품의 등온흡습곡선이다.
C : 수분의 미량에 변화에 따라, 수분활성도가 급격히 늘어나는 것으로 수분에 매우 민감한 식품이다. 대표적인 예로 설탕이 있다.
④ 항량의 정의
더 이상 질량이 변하지 않는 상태를 말하는 것으로 어떠한 물질을 일정한 온도로 가열했을 때 물질 속에서 끊는 점이 낮은 성분이 달아나거나 열분해 되어 물질 질량이 일정한 값에 이를 때의 질량, 무게 측정치의 차이가 전후로 0.3mg 이하가 될 때 항량이 되었다고 본다. 정량을 구하기 위해서는 반드시 필요한 과정이다.
⑤ 결합수 측정방법
- 핵자기 공명장치
물 분자의 수소원자핵, 즉 프로톤의 경우, 얼음을 형성하고 있는 고체 형태의 물 분자들의 프로톤들은 물분자 자체의 운동이 액체상의 물분자 경우처럼 자유롭지 못하며, 여러 위치와 각도에서 고정된 상태에 있기 때문에 여러 분산된 주파수에서 개별적으로 공명하게 된다. 한편 액체상인 물 분자들은 자유로이 운동하기 때문에 자장의 영향을 크게 받으며, 여러 위치와 각도를 순간적으로 취할 수 있으나 곧 서로 상쇄되어, 일정한 주파수에서 매우 강한, 예민한 공명에너지를 동시에 발산하게 된다.
보통 핵자기 공명장치는 수 밀리가우스의 주파수의 국한된 범위를 다루고 있으나, 특별하게 연속적으로 수백 가우스의 주파수 범위를 다루게 만들 수도 있다. 후자의 경우 보통 광영역 핵자기 공명장치로 알려져 있다. 한 식품시료에 대해서 -20℃나 -40℃와 같은 낮은 온도에서 이상의 광영역 핵자기 공명장치로, 주파수에 따른 공명에너지의 크기를 조사한다. 여기서 날카롭게 나타난 부분은 상기와 같은 저온에서 액체상으로 있는 물 분자들의 프로톤에 의해서 발진된 공명에너지의 크기를, 넓은 주파수에 걸쳐 얕게 분산된 부분은 얼음결정을 구성하고 있는 물 분자들의 프로톤에 의한 것이다. -20℃또는 -40℃에서 액체상의 물이란 곧 이 온도에서 얼지 않는 물, 즉 결합수를 말하며, 기록도표상의 곡선의 A부분과 B부분의 면적을 적분함으로써 결합수, 자유수의 양과 두 가지 형태의 물의 양적관계를 산출해 낼 수 있다.
⑥ 탈지대두를 사용하는 이유와 탈지 방법
대두 건조 시 수분이 유일한 휘발성분이어야 하고 건조에 의해서 완전히 제거 되어야 하며 고온 건조에서 화학적 변화가 일어나도 결과에 큰 영향이 없어야 한다. 다른 구성성분들이 건조나 회화 시 열에 의한 변성이 일어날 수 있기 때문에 최대한 탈지시켜야 한다. 건조 시 알코올이나 휘발성 산, 유지 등이 나오고, 불포화 지방산 같이 산화되기 쉬운 성분은 건조 중 공기 속 산소와 결합할 수 있는 가능성이 있기 때문에 탈지대두를 사용한다.
대두를 탈지 하는 방법으로는 대두에 강한 압력을 가해 기름을 짜내는 압착법, 벤젠·헥산 등의 유기용매를 사용하여 기름을 용출하는 용제추출법, 양자를 함께 사용하는 압추법이 있다.
<수분활성도와 반응 속도 사이의 관계>
카렐들과 로크랜드들은 식품의 수분활성도 또는 평형상대습도와 그 식품에서 일어날 수 있는, 즉 그 식품의 품질에 나쁜 영향을 줄 수 있는 여러 변패과정들, 예로서 미생물들의 성장, 유지류 또는 더 넓게 지방질들의 산패, 비효소 갈색화 반응 등의 상대적인 반응속도들 사이의 관계를 도표로 표시하여 설명한 바 있다. 위의 그림은 이들의 도표들을 종합하여 만든 그림이다. 그림에서 볼 수 있듯이 유지류, 즉 지방질류의 산화 시에는 수분활성도 또는 평형상대습도의 증가에 따라 산화속도는 감소되며, 결과적으로 수분은 유지류, 즉 지방질류의 산화에 있어서 보호 작용을 하는 셈이 된다. 이 수분의 보호작용에 대해서 말로네이들이나, 라버자들은 다음과 같은 기구에 의해서 이루어진다고 설명하고 있다.
가. 식품 표면에 존재하는 물 분자들이, 유리 라디칼 반응에 의해서 형성된 하이드로파록사이드들과 수소결합을 통해서 복합체들을 형성하여, 하이드로파록사이드들의 분해를 억제한다. 하이드로퍼키사이드 한 분자가 분해 될 때 마다 한 개 내지 두 개의 활성 라디칼들이 형성되어 산화는 촉진된다.
나. 한 식품 중의 물 분자들은 산화촉진제로 작용하는, 그 식품 중에 흔적량으로 존재하는 금속들을 수화시켜 금속 수산화물들의 형태로 바꿈으로써 이상의 금속을 유지 또는 지방질 성분들에 대한 산화촉진작용 등과 같은 촉매작용을 억제하거나 제거한다는 것이다.
다. 비효소 갈색화반응은 그림에서 볼 수 있듯이 일반적으로 수분함량이 증가함에 따라 그 속도는 증가하지만, 어떤 최대치에 도달한 후에는 수분활성도가 증가되어도 비효소 갈색화 반응의 속도는 증가하지 않는다고 한다.

키워드

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