소고기의 단백질 정성분석단백질의 정성분석에는 침전응고반응, 정색반응, 종이 크로마토그래피, 아미노산의 종이 크로마토그래피 방법 등이 있다. 침전응고반응은 열에 의한 응고, 유기용매에 의한 침전, 중금속에 의한 침전, 알칼로이드 시약에 의한 침전, 염류용액에 의한 침전으로 나눌 수 있다.먼저, 단백질은 아미노산이 다수 결합한 거대 분자이며 콜로이드로서의 성질을 가지고 있다. 말단기에는 많은 아미노기나 카르복실기를 가지고 있고 이들은 극성원자단이므로 단백질 전체로서는 친수성을 나타낸다. 하지만 단백질은 물리적 혹은 화학적 변화에 따른 단백질 분자의 전하 혹은 2, 3, 4차 구조의 변화로 인해 용해성을 잃고 응고하거나 침전하는데, 단백질의 정성분석 혹은 정량분석을 위해 응고나 침전반응을 이용할 수 있다. 정색반응은 발색 또는 Hyperlink "https://terms.naver.com/entry.nhn?docId=605769&ref=y" 변색을 수반하는 화학 반응으로 대부분의 경우, 목적 성분 중의 Hyperlink "https://terms.naver.com/entry.nhn?docId=609082&ref=y" 작용기 혹은 분자 골격과 특이적으로 반응하는 Hyperlink "https://terms.naver.com/entry.nhn?docId=607114&ref=y" 시약이 사용된다. 뷰렛반응, Xanthoprotein 반응, Ninhydrin 반응, Millon 반응, Hopkins-cole 반응이 정색반응에 포함된다. 크로마토그래피란 혼합된 성분을 분리하는 수단의 하나로서 시료에 포함된 각각의 성분들이 흡착제를 따라 이동하는 동안 각 성분이 흡착제에 반응하는 성질의 차이로 인해 각각의 성분이 분리 검출되는 방법이다.단백질 정성분석을 하기 전에 동물성단백질과 식물성단백질을 알아 볼 필요가 있다. 단백질은 크게 동물성단백질과 식물성단백질로 나눌 수 있는데, 나누는 기준은 필수아미노산과 불필수아미노산이다. 필수아미노산은 우리 몸에서 만들 수 없거나 만들 수 있더라도 양이 너무 적어서 반드시 음식으로 먹어야만 하는 아미노산이고, 불필수아미노산은 다른 아미노산을 재료로 우리 몸이 만들어 낼 수 있는 아미노산이기 때문에 꼭 음식으로 먹지 않아도 되는 아미노산이다.필수아미노산은 동물성 단백질, 즉 소고기나 돼지고기나 닭고기와 같은 육류에 많이 포함되어있고, 불필수아미노산은 식물성 단백질 즉, 곡류나 콩에 많이 포함되어있다. 필수 아미노산의 종류는 아이소루신, 루신, 라이신, 메티오닌, 페닐알라닌, 트레오닌, 트립토판, 발린, 히스티딘, 아르지닌이 있고, 불필수 아미노산의 종류는 알라닌 아스파라진, 아스파르트산, 시스테인, 셀레노시스테인, 글루탐산, 글루타민, 글라이신프롤린, 세린타이로신이 있다.육류 중 소고기를 예로 들어 정색반응의 방법 중 하나인 Xanthoprotein 반응과 Ninhydrin 반응으로 단백질 정성분석에 대해 설명 해 보고자 한다. 실험을 하기에 앞서 두 실험은 소고기의 시료액 제조가 필요한데 이때에는 ‘습식 분해법’ 을 사용한다. ‘습식 분해법’ 이란 진한질산, 황산, 과염소산 등과 같이 가열하여 유기물을 분해하는 방법으로서 건식 회화법으로 행하기 어려운 동물성 식품에 대하여 적용한다. 생선이나 알, 특히 난백을 건식화 할 때는 부풀어서 회화 접시를 넘치는 경우가 있으며 육류, 난황 등이나 산성 식품도 회화가 곤란할 뿐만 아니라 과열로 인의 일부가 손실된다. 이러한 경우에 습식분해법으로 하면 단백질이 비교적 간단히 분해되고 인의 손실을 없으므로 쉽게 분해된다. 이 분해법의 결점으로는 조작이 번잡하고 시간이 오래 걸리며 부식성 가스가 배출되므로 드래프트를 이용하여야 하며 또한 순수한 산을 다량으로 필요로 하고, 희석하여 시료용액을 조제할 때 산의 농도를 조절하기가 곤란한 점 등이 있다.습식 분해법을 통해 소고기 시료액을 제조했다면 정성분석을 진행 할 수 있다. 첫번째로 Xanthoprotein 반응이란 방향족 핵을 가진 아미노산 즉 티로신, 트립토판, 페닐알라닌이 진한 질산에 의해 nitro화 되어 황색의 착화물을 형성하는 반응으로 nitro화합물을 알칼리 상태에서 오렌지색의 알칼리염을 형성한다. 소고기에는 트립토판과 페닐알라닌이 포함되어 있어 반응이 일어날 것 이다. 먼저, 습식 분해법으로 제조한 소고기 시료액을 Test tube에 3ml를 가하고, 진한질산 1ml를 가하면 백색의 침전이 형성된다. 위 용액을 가열하면 침전물이 용해되면서 황색을 띈다. 냉각 후 40% NaOH 용액 1-2 방울을 넣어 알칼리성이 되면 오렌지색 반응이 나타나는 것을 확인 할 수 있다.두번째 Ninhydrin반응은 α-아미노산기를 가진 화합물이 나타내는 정색반응으로서 Ninhydrin을 아미노산의 중성용액에 가했을 때, 아미노기의 작용에 의해 Ninhydrin 두 분자가 축합반응을 일으켜 특유의 색을 나타내는 정색 반응이다. α-아미노산기에는 소고기에 포함된 페닐알라닌, 라이신, 루신, 이소루신, 히스티딘이 포함된다. 먼저 Test tube에 소고기 시료액 2ml를 가하고 중성 또는 약산성의 상태에서 1% Ninhydrin용액을 1~2방울 가한다. 위 용액을 수욕에서 2~3분간 가열한다. 가열 후 상온에서 방냉하면 청색을 나타내는데, proline의 경우에는 오렌지색, hydroxyproline은 적황색을 나타내기도 한다.참고문헌1. 채수규, 강갑석, 마상조, 방광웅, 오문헌, 오성훈, 식품분석학, 지구문화사, 서울 한국, pp. 460-4632. 김덕웅, 신성균, 유춘철, 임혜영, 그림으로 본 식품분석 및 위생실험, 석학당, 서울 한국, p.1853. 금종화, 김정숙, 김지상, 남진식, 배지현, 손흥수, 오성훈, new식품분석, 지구문화사, p.884. 네이버 지식백과
산패된 기름의 과산화물 정량튀김 음식 등 유지를 많이 함유하고 있는 식품이나 기름을 오랫동안 실온에 두면 끈적끈적해지면서 좋지 않은 냄새가 난다. 이와 같이 유지 식품을 저장, 가공, 조리하는동안 비정상적인 불쾌한 맛과 냄새가 생겨 품질이 저하되는 현상을 산패라고 하며, 이는 대표적인 식품 성분 변화의 하나이다.산패의 원인을 크게 두 가지로 나눌 수 있다. 첫번째는 가수분해에 의한 산패, 두번째는 산화에 의한 산패이다. 가수분해에 의한 산패는 유지가 수분과 반응하여 화학적으로, 또는 라이페이스와 같은 효소의 작용으로 중성지방이 유리지방산과 글리세롤로 가수분해되어 일어나는 경우이다. 산화에 의한 산패는 유지식품의 변질에 있어 가장 큰 원인이 되며 자동산화와 효소적 산화로 나눌 수 있다. 유지를 저장하는 동안 공기 중의 산소를 흡수하여 산패가 일어나는 자동산화는 유지나 지방질 식품이 공기 중의 산소와 접촉하면 흡수된 산소와 유지를 구성하고 있는 불포화지방산 사이에서 반응이 일어나 과산화물을 형성한다. 과산화물은 분해되어 산, 알코올, 알데하이드, 케톤 등의 작은 분자로 분해되며 이들 생성물로 인해 산패취가 나게 된다. 효소적산화는 리폭시제네이스를 이용해 불포화지방산으로부터 과산화물을 생성하여 유지의 산패를 초래한다.이러한 유지의 산패에서는 산패의 정도가 중요한데 이는 과산화물가를 측정하여 알 수 있다. 과산화물가란, 유지 1kg에 함유된 과산화물 mg당량수로 표시하며 유지산패의 정도를 나타내는 기준이다. 유지를 chloroform과 초산혼합액으로 용해시킨 후 kI를 가하면 과산화물에 의해 요오드 이온이 산화되어 I₂를 생성하고 생성된 I₂에 Na₂S₂O₃ 표준용액으로 적정하여 과산화물의 양을 측정한다. 이 방법은 강한 재현성과 정확성이 있으나 hydroperoxide 양이 최고에 도달하면 분해하여 감소되므로 지나치게 많이 산패가 되면 오히려 과산화물가가 저하되기도 한다. 식물성유지의 경우 60~100 meq/kg, 동물유지는 20~40 meq/kg에 도달하면 산패가 발생한 것으로 판단된다.산패된 기름에 함유된 과산화물을 분석하기 위해 다음과 같은 실험을 디자인 해 보았다.실험재료⦁ 시료 및 시약신선한 대두유, 산패된 대두유, 증류수, 포화 KI용액, acetic acid 와 chloroform 혼액 (3:2), 0.01N sodiumthiosulfate (Na₂S₂O₃), 1% soluble starch⦁ 기기 및 기구전자자동천칭, 피펫, 피펫휠러, 삼각플라스크, 깔때기, 뷰렛스탠드, 비커, 삼발이와 석면망, parafilm, 면장갑, 알코올램프실험방법① 유지를 1~5g 칭량하여 삼각플라스크에 넣는다.② acetic acid 와 chloroform 혼액 25ml를 시료에 넣어 용해시킨다.③ 용해된 시료를 알코올 램프를 이용하여 약간 가열한다.④ 포화요오드칼륨(KI)을 1ml 넣는다.⑤ 뚜껑을 닫고 Parafilm으로 봉한 후 가볍게 흔들어 섞어준 뒤 어두운 곳에서 10분간 방치한다.⑥ 증류수 30ml를 시료에 넣고 다시 세게 흔들어 섞는다.*이때 Parafilm으로 봉한 뒤 면장갑을 끼고 세게 흔든다.(Acetic acid는 강산으로 손에 해를 가할 수 있으므로 면장갑을 끼고 주의할 것)⑦ 1% 전분시액 1ml를 지시약으로 하여 0.01N Na₂S₂O₃로 적정하고 종말점은 청색이 소실되는 시점으로 한다.⑧ 적정소비량을 이용하여 과산화물가를 계산한다.⑨ 유지 대신 증류수를 사용하여 똑같은 방법으로 *blank 실험을 한다.(증류수량 = 유지사용량 )* blank 실험시료 이외에 실험을 위하여 사용한 시약, 증류수 등에 산이 들어 있다면 실험 결과에 영향을 주기 때문에 시료만 넣지 않고 모든 과정을 본 실험과 똑같이 실시하여 과산화물가를 계산할 때에 실험재료에 들어 있는 과산화물과 반응하는데 소비된 0.01N Na₂S₂O₃ 용액을 반영하여야 한다.과산화물가 계산법a : 0.01N 티오황산나트륨 소비량(ml) (본 실험)b : 0.01N 티오황산나트륨 소비량(ml) (blank 실험)f : 0.01N 티오황산나트륨 역가 (0.9314)신선한 기름과 산패된 기름의 구별법은 과산화물가에서 알 수 있다. 신선한 대두유의 과산화물가는 60~100meq/kg에 도달하지 않았을 반면에, 산패된 기름의 과산화물가는 60~100meq/kg에 도달하였을 것이다. 여기서 주의해야할 점은 신선한 대두유와 오래된 대두유를 비교하였을 때 오래된 대두유는 신선한 대두유보다는 상대적으로 신선하지 않지겠만 산패되지는 않았다는 것이다.참고문헌1. 금종화, 김정숙, 김지상, 남진식, 배지현, 손흥수, 오성훈, new식품분석, 지구문화사, p.2852. 윤계순, 이명희, 박희옥, 민성희, 김유경, 최미경, 알기쉬운 식품학 개론, 수학사, p1693. 네이버 지식백과
비색분석을 통한 녹차의 인 정량비색분석이란, 시료용액에 포함된 특정 목적 성분에 발색시약을 착색시키면 특정 파장의 빛을 흡수하게 되는데, 빛이 그 용액을 투과할 때 흡광도를 측정하고 여러가지 농도의 표준용액의 흡광도와 비교하여 시료성분의 농도를 정량하는 방법이다. 착색된 시료용액에 백색광이 통과할 때 시료용액 중 착색물질은 특정 파장의 빛만 강하게 흡수하는 원리이다. 보통 비색분석을 행할 경우에는 시료용액의 농도, 흡수층의 길이, 투과광의 세기사이에 람베르트베르 법칙이 성립되어야 한다.비색분석에서는 광전비색계와 분광광도계 등이 사용된다. 광전비색계는 필터형 광전광도계라고도 하며 단색광을 얻기 위하여 Hyperlink "https://terms.naver.com/entry.nhn?docId=1159634&ref=y" 프리즘이나 회절격자를 사용한 것이 많은데, 이들의 단색광부에 필터를 쓴 것이다. 분광광도계는 시료의 파장별 세기를 측정하여 Hyperlink "https://terms.naver.com/entry.nhn?docId=270047&ref=y" 색도 좌표를 산출하는 Hyperlink "https://terms.naver.com/entry.nhn?docId=270100&ref=y" 색채 측정 장비이다. 이러한 비색측정방법으로는 식품 중 녹차 안에 있는 인을 정량을 할 수 있다.인의 비색정량법인 몰리브덴 청 비색법으로 시료용액 중에 존재하는 인산과 몰리브덴산암모늄을 반응시켜 정량적으로 생성되는 인몰리브덴산암모늄에 다시 환원제를 가하여 생성되는 진한 청색인 몰리브덴 청을 비색 정량하여 인의 양을 산출한다. 그 후, 분광광도계와 광전비색계에서 흡광도를 측정 하면 인의 정량을 측정할 수 있다.먼저 Ammoniummolybdate 용액으로 몰리브덴산암모늄의 결정 24g을 물 300mL 에 녹인다. 별도로 진한 황산 75mL를 물 200mL 에 희석시켜 실온으로 냉각시킨 것을 처음 용액에 가한다. 두 번째 시약 Hydroquinone 용액은 Hydroquinone 0.5g을 물 100mL 에 녹이고, 분해를 방지하기 위하여 진한 황산 한 방울을 가하여 둔다. 그리고 10% Na SO 용액은 특급 무수아황산나트륨5g을 물 45 mL에 녹인다. 마지막으로 인 표준용액은 먼저 데시케이터 중에서 건조하여 둔 특급 산성인산칼륨결정 0.4394g을 물에 녹여 1L로 한다. 그 다음, 녹차를 질산, 황산, 과염소산 등과 같이 가열하여 유기물을 분해한다. 조제한 시료 용액을 피펫으로 정확히 1mL를 50mL 용 메스플라스크에 취한다. 별도로 인 표준용액도 2mL를 정확히 50mL용 메스플라스크에 취한다. 그리고 각각의 플라스크에Ammoniummolybdate 용액을 정확히 4mL씩 가하며 이때의 시간을 기록해둔 뒤 즉시 물로 희석하고 잘 진탕한다. 인의 농도에 따라 액은 처음에 황록색 내지 녹색에서 담청색 혹은 심청색으로 변한다. 환원제를 첨가한 다음 각각 정확히 30분간 방치 후에 반응액을 분광광도계나 광전비색계를 이용하여 비색정량한다.녹차의 인은 분광광도계에서는 파장 650㎚, 광전비색계에서는 황색 필터에서 비색하여 흡광도를 측정할 수 있다. 그 후, 인의 정량 식 0.05 X E2/E1 X 100/S (E1: 인표준액의 흡광도, E2: 시료표준용액의 흡광도, S: 시료 채취량(g)) 을 통해 측정할 수 있다.참고문헌1. 채수규, 강갑석, 마상조, 방광웅, 오문헌, 오성훈, 식품분석학, 지구문화사, p. 460-463 (2004)2. 김덕웅, 신성균, 유춘철, 임혜영, 그림으로 본 식품분석 및 위생실험, 석학당, p. 185 (2000)3. 금종화, 김정숙, 김지상, 남진식, 배지현, 손흥수, 오성훈, new식품분석, 지구문화사, p.63, p.1714. 네이버 지식백과
