소개글
"설탕의 결정화"에 대한 내용입니다.
목차
1. 서론
1.1. 설탕의 결정화 개요
1.2. 설탕의 결정 형성에 미치는 영향
2. 설탕의 결정 형성 원리
2.1. 카라멜화 반응
2.2. 과포화 용액과 결정화
3. 결정형 캔디와 비결정형 캔디
3.1. 결정형 캔디의 특성
3.2. 비결정형 캔디의 특성
4. 설탕 결정 형성에 영향을 미치는 요인
4.1. 용질의 종류
4.2. 용액의 농도
4.3. 가열 온도
4.4. 교반 속도
4.5. 용액의 순도
4.6. 결정 형성 방해 물질
5. 실험을 통한 설탕 결정 관찰
5.1. 온도에 따른 설탕 결정의 변화
5.2. 첨가물이 설탕 결정에 미치는 영향
6. 결론
6.1. 실험 결과 요약
6.2. 설탕 결정 형성의 핵심 요인
6.3. 식품 제조에 대한 시사점
7. 참고 문헌
본문내용
1. 서론
1.1. 설탕의 결정화 개요
설탕은 한 분자의 포도당과 한 분자의 과당으로 구성되며 식품 제조에서는 대부분 결정형으로 이용된다. 설탕은 친수성인 OH기를 가지고 있어 물에 쉽게 용해한다.
과포화란 용액의 용질 농도가 그 온도에서의 용해도를 초과한 상태를 말하며, 이 과포화 상태는 결정화가 잘 일어날 수 있는 불안정한 상태이다. 가열 온도에 따라 설탕의 점성과 갈색화 정도가 달라지며, 당의 전화가 많아지면 갈색화가 일어나게 된다.
식품 제조 시 설탕의 결정성을 활용하기 위해 이를 파악할 필요가 있다. 결정은 적절한 농도의 시럽 상태에 도달했을 때 형성되기 시작하며, 설탕을 이용한 실험을 통해 온도와 첨가물이 결정 형성에 미치는 영향을 확인할 수 있다. 이를 통해 식품 제조 시 당 결정화를 억제하거나 활용하는 방안을 모색할 수 있다.
1.2. 설탕의 결정 형성에 미치는 영향
설탕은 물에 쉽게 녹아 과포화 상태가 되기 때문에 결정화가 잘 일어난다. 용액의 농도가 높을수록 핵의 형성이 빠르고 결정의 양도 많아진다.
설탕 용액을 가열하면 녹기 시작하며, 녹은 후에 빠르게 가열하면 과포화 상태가 되어 결정이 잘 형성된다. 한꺼번에 많은 양의 설탕을 녹이면 온도가 점진적으로 올라가 결정화가 어려워지지만, 높은 온도에서 가열하면 불안정한 과포화 용액이 만들어져 결정 형성이 용이하다.
과포화 용액을 일정한 온도로 냉각시킨 후 빠르게 저어주면 미세한 결정이 생성되지만, 높은 온도에서 젓기 시작하면 상대적으로 과포화 정도가 약해져 크고 거친 결정이 형성된다.
교반은 과포화 용액에서 쉽게 핵을 형성시켜 결정화를 돕는다. 따라서 결정형 캔디를 만들 때는 지속적으로 저어주어 미세한 결정을 얻을 수 있다.
용액에 설탕 외의 물질이 극소량이라도 존재하면 이 불순물이 결정 성장을 방해하여 미세한 결정이 형성될 수 있다. 달걀흰자, 젤라틴, 시럽 등의 첨가물은 핵 주위를 둘러싸 결정 형성을 억제하는 역할을 한다.
2. 설탕의 결정 형성 원리
2.1. 카라멜화 반응
설탕은 결정의 크기도 일정하지 않고 융점도 일정하지 않으나 대부분 160~180℃에서 녹기 시작한다. 계속 온도를 높이면서 가열하면 설탕에서는 카라멜화가 일어나며 200℃까지 계속 가열하면 탈수반응에 의해 탄화가 일어난다. 샬렌버어거들에 의하면 설탕의 카라멜화 반응은 네 단계를 거쳐서 진행된다.
첫 번째 단계는 아이소삭크로산 형성단계로, 대략 200℃에서 지속되는 거품의 발생을 동반하는 흡열과정이며 설탕분자 한 개에서 물분자가 한 개 탈수된다. 두 번째 단계는 카라멜란 형성단계로, 거품의 재발생을 동반하는 흡열과정이며 약 1시간 가량 계속되고 전체 무게가 10% 감소한다. 이는 설탕 1분자에서 2분자의 물 분자가 탈수된 것이다. 세 번째 단계는 카라멜렌 형성단계로, 거품의 재발생을 동반하는 흡열과정이며 약 1시간 지속되고 약 14%의 중량 감소가 일어난다. 카라멜렌류는 대략 3분자의 설탕분자들에서 8분자의 물분자들이 탈수된 물에만 녹는 갈색색소이다. 네 번째 단계는 휴민 형성단계로, 위의 단계를 거친 후 가열이 계속될 때 탄화가 계속되어 화합물 속의 탄소원자들의 비율이 증가되며 갈색에서 점차 짙어져 결국 흑색의 불용성 고분자 화합물인 휴민이 형성된다. 이처럼 설탕의 가열에 의한 변화, 카라멜화 반응은 네 단계를 거쳐서 진행되며 이와 동일한 변화는 결정 포도당이나 과당의 경우에도 일어난다.
2.2. 과포화 용액과 결정화
과포화 용액이란 용액 내 용질의 농도가 그 온도에서의 용해도를 초과하는 상태를 말한다. 용액의 농도가 높을수록 과포화 상태가 되기 쉬우며, 이러한 과포화 용액은 불안정한 상태이기 때문에 결정화가 잘 일어난다.
설탕 용액의...
참고 자료
http://100.naver.com/100
http://terms.naver.com
http://blog.naver.com/hestia357?Redirect=Log&logNo=30289455
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http://blog.naver.com/PostView.nhn?blogId=ioyexoze04r&logNo=90081623492
http://cafe.daum.net/expericook/2F03/49?q=%BA%F1%B0%E1%C1%A4%C7%FC%20%C4%B5%B5%F0&re=1
식품화학, 김동훈 저, 탐구당
과학으로 풀어쓴 식품과 조리원리 4판-이주희, 김미리 외 6명
(2008, 손정우 외 4인, 조리과학, 교문사, p310~311)
(2004, 김혜영 외 1인, 조리과학 제 2 개정판, 효일, p92~93)
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