식품공학실험(PEGylation, 효소형 TTI)학과학번이름작성일자1. Abstract이번 실험은 laccase효소의 안정성을 높이기 위한 방법으로 PEGylation을 진행하여 이 방법이 기질친화성과 효소활성도에 끼치는 영향을 알아보고, 효소형 TTI를 제작하고 TTI의 온도의존성을 확인함을 목적으로 한다. Borax buffer, PEG, laccase를 혼합하여 PEGylation을 하고, ABTS의 농도별로 흡광도를 측정하여 Km과 효소활성도를 구하고, PEGylation되지 않은 laccase와 비교하였다. PEG한 효소의 Km값과 효소활성도는 A조에서 -0.040869, 0.05188unit/mL B조에서 0.33694, 0.06730unit/mL였고, 대조군에서의 Km값과 효소활성도는 A조에서 0.059821, 0.1238unit/mL B조에서 0.36406, 0.07667unit/mL였다. 대조군과 비교하면 모두 그 값이 감소하였다. 효소형 TTI는 기질부와 효소부를 제작하고, 효소 용액을 넣은 후 온도별 시간에 따른 흡광도를 통해 온도의존성을 결정하였다. TTI의 온도의존성은 A조, B조 차례대로 20.36kJ/mol, 25.58kJ/mol이었다. 이번 실험의 오차는 흡광도 측정의 오차로부터 발생하였다고, 흡광도의 영향을 끼치는 요인으로는 용해되지 않은 시료의 브라운운동과 온도 요인이 주로 작용하였다고 판단하였다. 이외에도 잘못된 용액제조, 실험 기구의 잘못된 사용이 오차를 발생시킨 요인에 포함될 수 있을 것이다.2. Introduction1인 가구의 증가, 여성의 사회진출 확대 등으로 사회구조가 변화하며 식생활에서도 변화를 보이고 있다. 가공식품의 소비가 증가하였고, 특히 사회 전반에서 건강에 관심이 높아지며 안전하고 건강한 식품에 대한 요구가 증가하고 있다.(Lee, 2019) 이러한 변화는 코로나19의 시대와 맞물려 더욱 가속화되고 있다. 코로나19로 인해 오프라인 소비시장이 위축되고, 온라인 및 모바일 소비시장이 확대되며, 가공식품의 소-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid) diammonium salt), D.W., PEGylation과정에서 제작한 0.1M sodium acetate buffer, glycerol, bovine serum albumin(BSA), 소포제를 사용했다.기구로는 standard cuvette, conical tube, water bath, 흡광광도계, 비커, 저울, 그리고 시약스푼, 오토 피펫, 마이크로 피펫, 주사기, 파라필름, 마그네틱 교반기, 볼텍스를 사용했다.2) Methods이번 실험의 method는 Laccase의 PEGylation과 효소형 TTI 제작과정으로 나눌 수 있다. Laccase의 PEGylation은 ABTS 용액과 Buffer 등의 용액을 제조하고, PEGylation을 진행하여 대조군의 흡광도와 실험군의 흡광도를 비교하여 대조군과 실험군에서 Laccase의 효소활성도와 기질친화성을 비교하는 과정으로 요약된다. 효소형 TTI 제작은 기질부와 효소부를 제조하여 저장하여 저장시간에 따른 흡광도를 측정하여 TTI의 온도의존성을 결정하는 과정으로 요약된다.PEGylation은 0.1M sodium acetate buffer(pH 5.0) 1L, ABTS 용액 20mL(농도: 0.25, 0.5, 0.75, 1.0, 1.25mM), 50mM borax buffer(pH 10.0) 100mL를 제조하는 것으로 시작하였다. 0.1M sodium acetate buffer(pH 5.0) 1L를 제조하기 위해 비커에 50mL D.W.를 채우고 sodium acetate의 분자량이 82.03g/mol이므로 sodium acetate 8.203g을 넣고 교반하여 sodium acetate buffer를 제조하였다. 1M acetic acid를 이용하여 sodium acetate buffer의 pH를 5.0이 되도록 맞췄다. 그 후 D.W.로 sodium acetate buffer의 총 부피가 100mL가 되도록 mass up하여weaver-burk 그래프(Fig. 3~4)는 MS Excel을 이용하여 작성하였다. Michaelis-menten 그래프(Fig.1~2) 작성시 pilot experiment의 결과를 참고하여 기질의 농도가 0mM일 때의 속도는 0mM/min으로 가정하고 작성하였다. 또한 A조 대조군에서의 1/V0의 값이 차이가 커서 그래프의 개형을 확인하기위해 y축에 로그눈금을 적용하여 Lineweaver-burk그래프(Fig. 3)를 작성하였다.Fig. 1. Michaelis-menten graph of control by groupFig. 2. Michaelis-menten graph of PEG by groupFig. 3. Lineweaver-burk graph of control by groupFig. 4. Lineweaver-burk graph of PEGylation by group효소활성도는 일정량의 효소가 촉매하는 반응속도이다. 단위시간동안 1µmol의 기질을 변화하는 것을 1unit으로 정의하고, unit/사용한 효소의 부피(mL)의 값으로 효소활성도를 측정하였다. (1)의 Lambert-beer 법칙을 변형하여 ε=27.78 M-1cm-1와 기질 사용량인 0.003mL을 대입하면 (2)의 식을 얻어서 unit을 구할 수 있다.A=ε cl. (1)(ε:흡광계수[M-1cm-1], c: 생성물의 농도(M) l: 빛이 투과한 길이(cm)Unit= μ mol/min= 흡광도 변화의 기울기*기질 사용량(0.003)*27.78 umol (2)Unit을 구하고 사용한 효소의 부피인 40µL로 나눠주어 laccase의 효소활성도를 구할 수 있게된다. 실험을 통해 얻은 흡광도 결과값 중 1.0mM의 ABTS의 기질에 해당하는 흡광도 결과를 이용하여 1.0mM의 ABTS에 해당하는 효소활성도를 구할 수 있었다. 그 값을 Km, Vmax와 함께 Table 2에 정리하였다. 흡광도 변화의 기울기는 MS Excel을 이용하여 작성한 1.0mM ABTS에서의 흡광도와 시간의 분산조 대조군, A조 실험군, B조 대조군, B조 실험군에서의 1.0mM ABTS에 대한 흡광도 기울기의 R2값은 차례대로 0.9817, 0.6323, 0.4855, 0.9628이었다. A조의 실험군과 B조의 대조군에서 특히 낮은 R2값을 보이며 0차 반응의 형태와는 다른 모습을 나타냈다. R2값이 낮다는 것은 시간 변화와 흡광도 변화 사이의 상관관계가 낮음을 의미하며 이것은 흡광도 측정에서 오차가 있었음을 의미한다. 흡광도 측정에 있어 오차가 발생하였음을 (Fig. 1~4)에서도 확인할 수 있다. (Fig. 1~4)는 0초에서 30초까지의 흡광도 변화에 대한 변화율을 초기속도로 잡고 기질의 농도와 초기속도와의 관계를 표현한 Michaelis-menten 그래프(Fig. 1~2)와 이를 변형하여 직선의 형태로 표현한 Lineweaver-burk 그래프(Fig. 3~4)이다. 하지만 A조와 B조의 경우, 흡광도 측정에서 오차가 발생하여 일반적인 Michaelis-menten 그래프와 Lineweaver-burk 그래프의 형태를 따르지 않는다. 효소활성도의 오차와 Michaelis-menten 그래프와 Lineweaver-burk 그래프의 개형은 흡광도에 영향을 받기 때문에 이번 PEGylation실험에서 발생한 오차는 흡광도로부터 발생하였다고 판단하였다.1.0mM에 대해서 흡광도의 변화는 불규칙적이었다. 특히 A조의 실험군과 B조의 대조군에서 그 불규칙한정도가 매우 심하였다. 오차의 주된 원인으로 시료내의 효소, 용액, 이물질 등을 포함한 용해되지 않은 입자들의 불규칙한 브라운 운동으로 설명해볼 수 있다. 브라운 운동은 유체내에서 작은 입자들은 규칙적이지 않고 불규칙적인 운동을 하는 것을 설명한다. 만약 시약의 농도, 온도 등에 문제가 있었다면 그에 따라 흡광도 변화도 예측 가능하게 변하였을 것이다. 그 결과 시간-흡광도 그래프에서 기울기만 다른 일반적인 직선형태의 그래프로 표현되었을 것이다. 하지만 시간-흡광도에서 그래프는 증가했다가 감소했다 하는 등의 규칙성을 체가 변질되었다면, 같은 시료를 이용한 실험에서 흡광도 결과에 오차를 보일 것이라고 예상하였다. 실제로 B조, 5℃에서 1번 시료의 흡광도는 21h, 45h에서 항상 높은 값을 보였다.B조, 15℃, 1h에서 흡광도가 낮았던 원인은 B조, 5℃, 1h에서 흡광도가 높았던 원인으로 예측된 요인 중 시료 자체의 변질 때문은 아닐 것이라고 생각했다. 그 이유는 B조, 15℃, 1h에서 1번 시료가 다른 2개 시료에 비해 낮은 흡광도를 보인것은 사실이지만, B조, 15℃의 21h, 45h에서는 나머지 2개의 시료의 흡광도와 큰 차이를 보이지 않았기때문이다. 실제로 B조, 15℃의 21h, 45h에서의 흡광도 결과에 대한 상대표준편차는 1.436%와 2.018%로 1h에서의 흡광도 결과에 대한 상대표준편차 64.86%와 비교했을 때 매우 낮은 값이었다. 따라서 B조, 15℃, 1h에서 흡광도가 낮았던 원인은 시료자체의 문제보다는 그 당시 흡광도를 측정하는 과정에서 cuvette이 제대로 닦이지 않았기 때문이라고 생각했다. 물론 위에서 언급한였듯이 cuvette의 이물질로 인해 빛이 투과하지 못해서, 흡광도가 높아질 수도 있지만 cuvette의 이물질이 빛을 산란시켜 시료가 흡수하지 못하고 측정될 수도 있다고 판단하였다. B조, 5℃, 1h에서 흡광도 증가에 끼친 영향이 B조, 15℃, 1h에서 흡광도 감소에 끼친 영향보다 커서 5℃의 1h에서의 흡광도의 평균이 15℃의 1h에서 흡광도의 평균보다 크게 나왔다고 판단하였다.모든 온도에서 1h에 대한 흡광도의 오차가 매우 크게 나온 것은 위에서 언급한 실험의 실수가 1h에서 가장 빈번하게 발생하였을 가능성과 21h, 45h에서는 목표 온도에 도달하기에 충분한 시간이었지만, 1h은 21h, 45h에 비해 상대적으로 시간이 충분하지 않았을 가능성에 대해서 생각했다.또한, Table 6에서 흡광도의 상대표준편차는 5℃의 값들이 상대적으로 크다는 것을 알 수있다. 이는 (3)의 Arrhenius 방정식을 통해 분석하였다. Arrhls
식품공학실험(식품의 유통기한 설정)학과학번이름작성일자1. Abstract이번 실험은 일반세균 수와 VBN의 양을 품질지표로 하여 온도 별 시간에 따른 변화로부터 반응속도상수를 구하고 Ea와 유통기한을 정하는 것을 목적으로 하였다. 시료는 5℃, 10℃, 15℃, 25℃별 24h, 48h동안 보관한 돼지고기 뒷다리 다짐육을 이용하였다. 일반세균 수는 시료를 Stomacher로 균질화하고, 희석 후 3M petrifilm에 분주하고 37℃에서 24시간 배양한 후 집락 수를 확인하고 균 수를 구했다. VBN은 Conway법에 의해 측정하였다. 시료를 homogenizer로 균질화 하여 액체만을 거른 후 H2SO4용액으로 pH5.5를 맞췄다. 그 후 확산기 내실에는 0.01N-H2SO4 1mL를, 외실에는 시료 1mL와 K2CO3 포화용액 1mL를 넣고 밀봉 후 방치하였다. Brunswik 시약 10μL를 내실에 넣은 후, 0.01N-NaOH로 적정하여 VBN의 함량을 측정했다. 일반세균 수 실험결과 24시간에서부터 균이 많이 검출되고, 48시간에서 측정 불가능하였다. VBN 실험결과 5℃, 10℃, 15℃, 25℃별로 반응속도상수는 0.01456, 0.0292, -0.0146, 0.7385였고, Ea는 33838.61cal/mol이었다. 일반세균 수 실험의 오차의 원인은 시료가 제대로 혼합되지 않고, 교차오염이 발생하였기 때문이라고 생각했다. VBN 실험의 오차는 VBN의 유출과 시료가 제대로 혼합되지 않았기 때문이라고 생각했다.2. Introduction식품의 shelf life는 식품이 감각적, 영양학적, 안정성의 관점 등에서 수용하지 못할 정도가 되는 기간을 의미한다. Shelf life test에 근거하여 sell by date, use by date, best-if-used-by date 등의 날짜가 표시된다 (Fu and Labuza, 1993). 현재 국내에서는 소비자에게 판매가 가능한 시간을 의미하는 유통기한을 이용하여 식품의 날짜표시를 한다. 유통기실험에서 시약으로는 0.01N-H2SO4, K2CO3 포화용액, 0.01N-NaOH, 증류수, 기밀제로서 바세린, methyl red, methylene blue을 에탄올에 녹인 후 여과하여 제조한 methyl red, methylene blue 용액을 methyl red : methylene blue = 2 : 1의 비율로 혼합하여 제조한 brunswik 시약을 이용하였다. VBN 실험에서 실험 기구로는 homogenizer, 유리 전극 pH미터, 마그네틱 교반기, Conway dish, 클립, 유리막대, 마이크로 피펫, 거름 종이, 깔때기, 비커를 사용하였다. Homogenizer, 유리 전극 pH미터의 중간 세척을 위하여 증류수와 알코올을 이용하였다.2) Methods.일반 세균 수를 측정하는 실험에서는 멸균 백에 돼지고기 뒷다리 다짐육 25g, 증류수 225mL를 담았다. 그 후 Stomacher로 60초간 균질화 하였다. Serial dilution법을 이용하여 실험 용액을 최대 10-7배까지 희석하였다. 배양 후 균의 수를 측정 가능하도록 보관 온도와 시간에 따라 다른 희석배수의 용액을 3M petrifilm에 1mL 접종 후 누름판으로 눌러주었다. 이번 실험에서는 0시간에서의 시료는 10-3, 10-4배 희석하였고, 5℃에서 24시간, 48시간 보관한 시료는 10-5, 10-6배 희석하였고, 10℃에서 24시간, 48시간 보관한 시료는 10-5, 10-6배 희석하였고, 15℃에서 24시간, 48시간 보관한 시료는 10-6, 10-7배 희석하였고, 25℃에서 24시간, 48시간 보관한 시료는 10-6, 10-7배 희석하였다. 이를 희석배수당 3회 반복하였다. 그 후 3M petrifilm을 37℃에서 24시간 배양하여 15~300개의 집락을 형성한 petrifilm에 대한 집락수를 측정하여 일반 세균 수를 측정하였다. N은 식육 g 또는 mL당 세균 집락수, ∑C는 모든 집락수의 합, n1은 첫 번째 희석배수에서 계산된 평판 수, n2는 두 번째 희ommon bacteria count pilot experiment.Fig. SEQ Fig. * ARABIC 2. Numbert of common bacteria(log CFU/g) vs time graph at 10℃ of common bacteria count pilot experiment.Fig. SEQ Fig. * ARABIC 3. Numbert of common bacteria(log CFU/g) vs time graph at 15℃ of common bacteria count pilot experiment.Fig. SEQ Fig. * ARABIC 4. Numbert of common bacteria(log CFU/g) vs time graph at 25℃ of common bacteria count pilot experiment.Table SEQ Table * ARABIC 3. Reaction rate constant, regression equation and R2 by temperature of common bacteria count pilot experimentTemperature (℃)Regression equationR2k5y=0.0198x+5.4650.9970.019810y=0.0425x+5.48670.99610.042515y=0.0615x+5.64830.94850.061525y=0.081x+5.67830.96030.081(2)의 Arrhenius 방정식의 양 변에 자연로그를 취해주면 (3)와 같이 정리할 수 있다.(2)(k: 속도 상수, A: 아레니우스 상수, Ea: 활성화에너지, R: 기체상수, T: 절대온도 )(3)(3)에서 y축을 ln k로, x축을 1/T로 하는 그래프에서 기울기는 -Ea/R임을 알 수 있다. R은 기체 상수이므로 기울기를 통해 Ea를 구할 수 있다. 따라서 Ea를 구하기 위해 Table 3에 정리한 온도 별 k값에 자연로그를 취하고, 그 온도에 대한 절대온도를 구하여 역수 취한 값을 Table 4에 정리하서 실험결과를 해석하고 정리한 방법과 동일하게 진행하였다.Table SEQ Table * ARABIC 10. VBN(mg%) over time by temperature of VBN measurement pilot experimentTemperature (℃)Time (hr)VBN (mg%)Fresh06.655247487.7728.75969.8512011.214411.916812.719213.821616.4510248.*************15248.4481572202568.*************.93633.6Fig. SEQ Fig. * ARABIC 11. VBN(mg%) vs time graph of VBN measurement pilot experiment.Table SEQ Table * ARABIC 11. Absolute temperature(T), 1/T and ln(k) by Celsius temperature of VBN measurement pilot experimentTemperature (℃)Absolute temperature, T (K)1/Tln(k)52780.003597-3.1396102830.003534-1.8534152880.003472-1.6378252980.003356-0.3129Fig. SEQ Fig. * ARABIC 12. Arrhenius plot of ln k vs 1/T of VBN measurement pilot experiment.Table SEQ Table * ARABIC 12. Activation energy(Ea) of VBN measurement pilot experimentSlopeR (cal/mol*K)Ea (cal/mol)-109801.98721817.265. Discussion이번 실험에서 일반세균 수와 VBN이 온도에 따라 변화하는 속도가 어떻게 달라지는 확인하여 Ea를 구하였다. 이 과정은 다음과 같이 진행되었다. 시간에 따라 설정 품질지표의 변화를 측정하여 반응속도를 구하고, 그 반응속도homogenizer를 이용하여 균질화시켰을때, 조직이 연해지고 물러져서 거름종이를 막아, 액체가 통과하지 못했기 때문이라고 생각한다. 실제로 일반세균 수 예비실험, VBN측정 예비실험, VBN측정 학부실험의 결과를 바탕으로 안전계수를 고려하지 않고 산정한 유통기한은 순서대로 0.80일 0.76일 0.87일이었다. 따라서 실험적으로 25℃에서 48시간이라는 조건은 시료가 품질을 유지하는 시간을 지났음을 확인할 수 있다.이번 실험의 결과로 Ea를 구하는 것 뿐만 아니라 실험한 온도에 대한 유통기한도 설정할 수 있다. 또한 Ea와Arrhenius equation을 적용하여 실험하지 않은 온도에 대한 반응속도상수를 구해, 그 온도에서의 유통기한도 설정할 수 있다. 유통기한은 식품, 축산물 및 건강기능식품의 유통기간 설정실험 가이드라인에 표기된 방법에 따라 설정할 수 있다. 품질지표에 대한 최초함량을 A, 그 품질지표에 대한 품질한계는 B, 유통기한을 t, 속도상수를 k라고하면 유통온도가 정해져 있는 0차 반응에 대하여 아래와 같은 식이 성립한다 (Korean Food & Drug Administration, 2019). 이 때, 일반세균 수의 품질한계는 식육중미생물검사요령 제11조를 참고하여 1x107CFU/g, 즉 7 log CFU/g으로 설정하였다 (Korean National Law Information Center). 또한 VBN의 품질한계는 식품, 축산물 및 건강기능식품의 유통기간 설정실험 가이드라인을 참고하여 20(mg%)으로 설정하였다 (Korean Food & Drug Administration, 2019). 단, 아래 식은 수분, 관능적 특성 등과 같이 시간이 지나며 그 값이 감소하며 품질의 저하를 나타내는 경우 A-B의 값이 양수로 나오지만, 이번 실험의 지표인 일반세균과 VBN같이 시간이 지나며 그 값이 증가하며 품질의 저하를 나타내는 경우 A-B의 값이 음수가 나온다.따라서 이번 실험에서 유통기한을 계산하는 과정에서 아래 식에 의해 계산된 유통rea.
식품공학실험(Modified Atmosphere Packaging)학과학번이름작성일자1. Abstract이번 실험은 포장 내 공기 조성, 당도, 중량 감소율, 과피의 색을 지표로 하여 PP와 PE 중 어느 것이 MAP에 더 적합한지를 알아보는 것을 목적으로 한다. 15*20*0.05mm의 PP와 PE안에 방울토마토를 넣고 무게, 필름 종류를 적고 5℃에 보관한다. 3, 7, 10, 14일마다 꺼내어 O2/CO2 analyzer로 포장 내 기체조성을, 전자 저울로 중량 감소율을, 당도계로 당도를, hunter 색차계로 과피의 색을 측정하였다. 실험 결과 O2(%)는 PP에서 16.8%, PE에서 4.6%, CO2(%)는 PP에서 6.1%, PE에서 1.0%였다. 방울토마토의 중량감소율은 PP에서는 0.43%이고 PE에서는 0.54였고, 방울토마토의 당도는 PP에서 6.17 Brix°, PE에서는 6.63 Brix°를 보이며 0일차의 6.73 Brix°에 비해 모두 감소하였다. 방울토마토의 색도를 나타내는 a값은 PP에서 -0.35, PE에서 -0.61였다. 고찰에서 PP와 PE에서 보관한 토마토의 호흡율을 비교한 결과 최적의 조건에서의 호흡율과 197.1%의 오차를 보인 PE보다 15.8%의 오차를 보인 PP가 이번 실험에 사용한 토마토의 MAP에 적합한 소재라는 판단을 할 수 있었다.2. Introduction식품은 가공과 저장과정에서 수분, 수소이온 농도, 온도, 산소, 효소, 미생물, 해충 등에 의해 품질이 저하된다(Chang, 2015). 이러한 품질저하를 막고 식품을 저장하기 위해서는 식품의 특성을 이해하고 그에 맞는 저장방법을 설정해야 한다. 이번 실험에서 이용한 토마토와 같이 농산물은 계절적인 특성을 갖는 원료로서 안정적인 공급과 우수한 품질을 유지할 필요가 있다. 특히 농산물은 수확 후부터 저장과정에서 호흡, 증산, 효소 작용 등에 의해 변질 및 부패가 진행되어 상품가치와 소비자 기호에 큰 영향을 주기 때문에 이를 억제하고 최소화하기 위한 저장방법 탄산가스를 필요로 한다 (Lee, 2013).이처럼 M. A. 저장을 위해 요구되는 공기 조성은 식품마다 다르다. 따라서 식품마다 적정 공기 조성 조건을 알아야 하는데, 이는 뒤에서 언급할 농산식품의 호흡율을 구하는 공식을 통해 알아낼 수 있다. 뿐만 아니라 이미 많은 실험과 연구를 통해 농산식품별 적정 공기조성 조건에 대해서 밝혀져 있어서 누구나 쉽게 찾아볼 수 있다.M. A. 저장의 원리를 바탕으로 청과물 등을 포장 저장하는 방법을 MAP(Modified atmosphere storage) 혹은 MA 포장 저장이라고 한다. 이번 실험에서 배우는 MAP에대해서 요약하면, 플라스틱 필름자루로 청과물을 밀봉 포장하여 호흡에 의해 산소가 소비되고 이산화탄소가 발생하는 동시에 플라스틱필름의 가스 투과성에 의해서 일정량의 가스가 투과되며 자루 내는 CA 환경을 형성하는 포장 방법이다. 이 때 필름으로는 주로 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스타이렌, 나일론 등이 이용된다. MAP는 설비나 운전경비가 저렴한 장점이 있지만, 대량 저장은 곤란하고 포장 내 가스조성을 정밀하게 제어할 수 없다는 단점을 가진다. 이러한 MAP내 가스 조성은 포장지 종류에 따른 투과도, 포장지의 두께, 포장지의 면적, 식품의 종류에 따른 호흡량, 저장 온도 등으로 어느 정도 제어 가능하다(식품과학기술대사전).최적의 MAP를 설계하기 위해 목표하고자 하는 식품의 호흡율을 정하고 원하는 필름종류의 투과도에 대한 필름의 두께를 선정하거나 원하는 필름의 두께에 대한 필름의 종류를 선정할 수 있다. 이 때, 농산식품의 호흡율과 포장필름의 투과도를 결정하는 것이 중요하다. 우선 목표하고자 하는 공기조성을 결정하고, MAP내에서 공기조성변화를 모델링하기 위해 농산식품 호흡율을 결정하는 식에 목표 값을 대입하여 호흡율을 결정할 수 있다. 단, 이 때 앞서 언급한 농산식품 호흡율과 관련된 식에서 최대 호흡율, Michaelis-Menten 상수, 저해 상수는 관련 서적, 문헌이나 실험을 통해 얻어야 한다. 이일한 빨간색을 띄는 것을 골라서 hunter 색차계를 통해 얻은 L, a, b값 중 a값을 이용하였다. 각 실험을 3회 반복하여 얻은 값의 평균을 구하여 결과를 분석하였다. 이 때, 0일차의 포장 내 기체조성은 대기 조성을 사용하였고, 0일차에는 색도와 당도, 중량 감소율을 계산하기 위한 무게를 측정하였다.4. ResultsFig. SEQ Fig. * ARABIC 1. Partial pressure(%) of O2 in packaging material over time.포장 내 공기조성에서 O2(%)는 시간이 지남에 따라 PP와 PE에서 모두 감소하였는데, 특히 0일에서 3일로 지날 때 가장 큰 감소를 보인다. 하지만 PP에서는 10일에서 14일로 지날 때, PE에서는 7일에서 10일로 지날 때 O2(%)는 증가함을 보이고 있다. 14일에서의 O2(%)을 평형상태에서의 값이라고 생각한다면 평형상태에서 O2(%)는 PP에서 16.8%, PE에서 4.6%임으로 알 수 있다.Fig. SEQ Fig. * ARABIC 2. Partial pressure(%) of CO2 in packaging material over time.포장 내 공기조성에서 CO2(%)는 시간이 지남에 따라 PP와 PE에서 모두 증가하였는데, 특히 O2(%)에서와 마찬가지로 0일에서 3일로 지날 때 가장 큰 변화(증가)를 보인다. 하지만 PP에서는 7일에서 10일로 지날 때, PE에서는 10일에서 14일로 지날 때 CO2(%)는 감소함을 보이고 있다. 14일에서의 CO2(%)를 평형상태에서의 값이라고 생각한다면 평형상태에서 CO2(%)는 PP에서 6.1%, PE에서 1.0%임으로 알 수 있다.Fig. SEQ Fig. * ARABIC 3. Weight loss(%) of sample over time.중량 (감소율은 0일차의 중량-측정 날의 중량)값을 0일차의 중량으로 나눠 준 후 100을 곱하여 %로 표현하였다. 방울토마토의 중량 감소율은 시간이 지남에 따라 증가한다. PP에 비해 PE에.85.36.1Weight loss(%)00.0850.220.280.43Brix°6.736.776.86.36.17a value-0.50-0.280.180.48-0.35Pilot experimentO2(%)219.54.65.86.0CO2(%)0.036.46.76.35.9Weight loss(%)00.150.290.410.29Brix°6.636.35.75.435.3a value-0.96-0.87-0.39-0.740.10PEGroup BO2(%)20.814.01414.316.8CO2(%)01.91.71.61.0Weight loss(%)00.140.380.410.54Brix°6.736.46.576.536.63a value-0.500.730.370.16-0.61Pilot experimentO2(%)2115.013.914.912.9CO2(%)0.031.71.771.42Weight loss(%)00.180.320.490.78Brix°6.635.76.176.46.3a value-0.96-0.97-0.75-0.72-0.33본 실험 결과와 예비실험 결과를 정리하여 Table 1에 나타내었다. O2(%)에 대하여, 본 실험과 예비실험 모두 O2(%)는 PE보다 PP에서 낮았다. CO2(%)에 대하여, 본 실험과 예비실험 모두 CO2(%)는 PE보다 PP에서 높았다. 방울토마토의 중량감소율은 PE보다 PP에서 낮았다. 방울토마토의 당도는 PE보다 PP에서 더 감소하였다. 방울토마토의 색도는 본 실험의 PE에서를 제외하고 모두 증가하였다.5. Discussion이번 실험은 최적의 MAP 설계를 위한 조건을 결정하는 실험이었다. 우선 최적의 MAP 설계는 저장하고자 하는 식품을 정하는 것이다. 식품이 정해지면 그 식품을 저장하기에 가장 적합한 공기 조성을 결정하여야 한다. 이는 관련 연구나 관련 서적으로부터 구할 수 있을 것이다. 이러한 방법이외에도 경남대학교 식품생명학과 식품포장학연구실이 농림축산식품부 연구비지원 사업인 지능형농식품포장 연구센터(주관기관 동국대학교) 과제의 일부로 개는 과정에서 외부 공기와 교환이 일어나서 기체 조성에서 오차가 발생했을 수도 있다. 당도 측정에서도 당도계는 빛의 굴절을 이용하여 당도를 측정하는데, 불순물이 섞여 있거나 기포가 있어서 오차가 발생했을 수도 있다. 색도계의 오차 역시 육안으로 측정부위를 판단하며 오차가 발생하기에 충분하였다. 하지만 이번 실험에서 호흡율의 차이는 이러한 오차보다 필름의 투과도의 차이라고 생각해보았다.이번 실험결과로부터 최적의 MAP를 재설계하는 과정을 진행해보았다. 우선 다음 식에 주목하였다.P/L = (W*R)/(0.21pa-pO2)*S = A이 때, P는 필름의 투과도((mol*mm)/(m2*h*atm)), L은 필름의 두께(mm), W는 식품의 무게(kg), R은 호흡율(mol/h*kg), pa는 대기압(atm), pO2는 산소의 분압(atm), S는 필름의 표면적(m2)이다. 위 식을 다음과 같이 해석해보았다. 실험 결과 호흡율(R)은 최적의 MAP조건보다 PP에서 15.8%, PE에서 197.1% 높았다. 즉, 필름의 투과도/필름의 두께에서 필름의 투과도가 높아서, 혹은 두께가 얇아서 좌번의 값이 증가하여 호흡율이 증가하였다고 판단하였다. 그렇다면 산소와 이산화탄소가4%에서의 호흡율과의 차이만큼 필름의 투과도가 낮은 필름을 사용하거나, 필름의 종류는 그대로하고 두께만을 증가시킨다면 목표한 공기조성을 이룰 수 있을 것이라고 생각했다. 즉, PP를 이용하면서 두께를 1.15배 증가시키거나, 두께는 유지하며 PP보다 1.15배 낮은 투과도를 가지는 필름을 이용할 수 있을 것이다. 같은 방식으로 PE를 이용하면서 두께를 2.97배 증가시키거나, 두께는 유지시키며 PE보다 투과도가 2.97배가 낮은 필름을 이용할 수 있을 것이다.위의 고찰을 실제로 적용해보기 위해 PP의 투과도를 알아보았다. 이번 실험에서의 단위와는 다르지만, 상대적인 크기를 비교하기 위함이므로 신경쓰지 않았다. PP의 투과도는 150-200(Oxygen ml/100 sq. inch)이다. 이 값보다 1.15배4).
식품공학실험(맥주 살균최적화)학과학번이름작성일자1. Abstract이번 실험은 Lactobacillus curvatus균의 열적 사멸 지표로서 D-value와 Z-value를 구하는 것을 목적으로 한다. 맥주 0.9ml가 담긴 vial과 MRS broth 0.9ml가 담긴 vial을 water bath에서 설정온도(50℃, 53℃, 55℃)에 도달할 때까지 대기한다. 목표 온도에 도달하면 2번 계대배양한 Lactobacillus curvatus균을 vial에 0.1ml씩 주입한다. 그 후 water bath에서 일정 시간별로 살균을 진행하여 목표 시간에 도달하면 꺼내어 얼음물에 담근다. 균을 희석하여 Easy spiral을 이용해 MRS agar에 분주하고 37℃에서 24시간 배양한 후 spiral counting 방법으로 균 수를 확인한다. 그 결과를 바탕으로 구한 MRS broth에서의 D-value는 50℃에서 4.6211mim, 53℃에서 4.4131mim, 55℃에서 4.1186mim 이었고, 맥주에서의 D-value는 50℃에서 1.9569mim, 53℃에서 1.7319mim이었고, Z-value는 MRS broth에서 103.0928℃ , 맥주에서 56.4972℃였다. 이번 실험의 오차는 희석과정에서 마이크로피펫의 잘못된 사용법, vortexer를 이용한 혼합 시 문제, petri dish를 parafilm으로 제대로 밀봉하지 못하고, 뒤집지 않은 경우 등에 의하여 발생하였을 것이다. 이러한 실험적 오차뿐만 아니라 열적 사멸 특성은 온도, medium의 종류, 균의 종류, 성장 정도 등 다양한 요소에 의해 영향을 받기도 한다.2. Introduction식품 산업의 발달로 다양한 가공식품이 가공, 제조, 저장, 유통, 조리되어 최종 소비자의 식탁에 오르고 있다. 이러한 모든 과정에서 식품첨가물, 잔류농약, 독성물질, 유해미생물 등에 의하여 식품의 오염이 발생할 수 있으며, 그 중에서 특히 유해미생물에 의한 식품의 오염은 빈번하고 치명적이다. (Choiphilus, Pectinatus frisingensis가 대표적인 맥주부패균 중 Gram-negative bacteria이다. 이 중 Lactobacillus와 Pediococcus가 양조 산업에서 가장 위험하며, 특히 1980~1990년 사이 독일의 미생물에 의한 맥주 부패 중 55~88%는 Lactobacillus와 Pediococcus가 원인이 되었다.(Sakamoto and Konings, 2003)3. Materials and Methods1) Materials.맥주 부패균으로 Lactobacillus curvatus를 사용했다. 실험에 필요한 기기들은 미리 autoclave를 통해 살균했다. 온도를 조절하기 위하여 Water bath, vial, 온도계, 얼음물을 사용했다. 실험과정에서 오염을 방지하기 위하여 무균실험대, 알코올 램프, 소독용 알코올을 사용했다. 균의 희석과 plating을 위해 맥주, MRS broth, MRS agar, vortexer, 마이크로피펫, Easy spiral, peptone water를 사용했다. 균의 배양과 counting을 위해 parafilm, incubator, spiral grid를 사용했다.2) Methods.이번 실험에서 Lactobacillus curvatus를 맥주와 MRS broth에서 살균 후 희석하여 MRS agar에 분주하여 배양하여 온도별 살균 시간에 따른 미생물의 수 변화를 측정하여 D-value와 Z-value를 구하였다. 실험을 진행하기에 앞서 실험에 사용하기 위한 Lactobacillus curvatus균은 Lactobacillus curvatus stock을 37℃에서 24hr동안 계대배양을 2번 진행하여 준비하였고, 균을 주입할 맥주와 MRS broth를 미리 멸균된 vial에 0.9ml씩 주입하여 4~5℃에서 보관하고, 정해진 방법에 따라 agar와 peptone water를 제조하였다. 그 후의 과정은 크게 살균처리, 균의 희석 및 배양, 균의 counting으로 나눠볼 수℃)Time (min)Average cell counts (CFU/ml)Log cell counts (CFU/ml)SlopeD-value (min)*************.679.03-0.21644.*************33.339.143856355697.248.93588333333.337.*************60.769.20-0.22664.41310.515084461670.9710.181.51364379844.969.132.51126666666.679.*************.677.66-0.24284.11860.541191778.497.611.031966705.577.501.519570198.117.29Table SEQ Table * ARABIC 3. D-value of Lactobacillus curvatus in BeerTemperature (℃)Time (min)Average cell counts (CFU/ml)Log cell counts (CFU/ml)SlopeD-value (min)500874444444.448.94-0.5111.956918466666.676.9331586666.676.2051079333.336.*************0.718.89-0.57741.73190.597966963.807.991.524151032.837.382.522214974.857.35550----0.5--1.0--1.5--그 후 다시 한번 Excel을 이용하여 온도(℃)를 x축으로, D-value(min)에 log를 취하여 y축으로 하는 분산형 차트에서의 추세선의 기울기를 구할 수 있다. 이 때, 기울기를 Slope2이라고하면, Slope2는 Z-value와 (3)의 관계를 갖는다.Z-value = -(1/Slope2) (3)Excel을 이용하여 MRS broth에서의 온도(℃)를 x축으로, D-value(min)를 y축으로 하는 분산형 차트는 Fig. 6에, 맥주에서의 결과는 Fig. 7.에 나타냈다. 각 그래프에서 구한 Z-value는 살균 온도별 D-vcurvatus의 Z-value는 MRS broth에서 103.0928℃ , 맥주에서 56.4972℃였다. 예비 실험의 결과는, MRS broth에서 Lactobacillus curvatus의 D-value는 50℃에서 3.7679mim, 53℃에서 3.4698mim, 55℃에서 2.2946mim 이었고, 맥주에서 Lactobacillus curvatus의 D-value는 50℃에서 1.6324mim, 53℃에서 0.7747mim이었고, 55℃에서 0.4337min이었다. 이를 바탕으로 구한 예비실험에서 Lactobacillus curvatus의 Z-value는 MRS broth에서 24.6305℃ , 맥주에서 8.7260℃였다.이번 실험 결과 중 다음과 같은 내용들을 중심으로 살펴보았다. 첫 째, 본 실험과 예비 실험 결과 모두에서 온도가 증가함에 따라 D-value가 감소하였다. 둘 째, 살균 온도가 같았을 때, MRS broth에서의 D-value가 맥주에서의 D-value보다 높았다. 셋 째, 같은 medium과 살균 온도에서 본 실험의 D-value가 예비 실험에서의 D-value보다 높았다.본 실험과 예비 실험 결과 모두에서 온도가 증가함에 따라 D-value가 감소하는 것은 미생물의 내열성은 온도가 증가함에 따라 감소하기 때문이다. (Chang, 2015; Chun et al., 2002) 따라서 내열성을 나타내는 지표인 D-value는 살균 온도가 증가함에 따라 감소할 것이다. 실제로 vienna sausage등과 같은 육류에서 부패를 일으키는 lactic acid bacteria의 내열성에 대해 연구한 “Thermotolerance of meat spoilage lactic acid bacteria and their inactivation in vacuum-packaged Vienna sausages” (Charles and Von Holy, 1996)에서 다음과 같은 결과를 보이고 있다. Ringers solution에서 57℃, 60℃, 6대값은 감소하는 것을 통해 어느 살균 시간에서 균 수가 많이 혹은 적게 배양되었지가 더 중요할 것이다. 이번 본 실험에서 살균 시간과 균 수의 관계의 그래프에서 가장 낮은 R2값을 보이며 가장 큰 오차를 보이는 MRS broth, 53℃에서 살균 시간 별 균수는 0분에서 log9.20 CFU/ml, 0.5분에서 log10.18 CFU/ml, 1.5분에서 log9.14 CFU/ml, 2.5분에서 log9.05 CFU/ml이다. 예비 실험의 MRS broth, 53℃에서 살균 시간 별 균 수는 0분에서 log9.62 CFU/ml, 0.5분에서 log9.54 CFU/ml, 1.5분에서 log9.28 CFU/ml, 2.5분에서 log8.91 CFU/ml인것과 비교하면 본 실험의 균 수가 예비 실험의 균 수보다 0분에서는 적고, 0.5분에서는 크고, 1.5분에서는 적고, 2.5분에서는 큰 것을 알 수가 있다. 실제로는 이렇게 살균 시간마다 오차의 크기도 다양하고, 예비 실험과 비교하여 더 많이 배양된 경우도, 더 적게 배양된 경우도 있다. 이러한 오차들이 복합적으로 작용하여 살균 시간과 균 수의 관계에 대한 그래프의 기울기를 변화시키고, 이러한 변화가 기울기의 절댓값이 감소하는 것으로 나타난다면 D-value는 증가하고, 기울기의 절댓값이 증가하는 것으로 나타난다면 D-value는 감소하며 D-value도 변화시킬 것이다. 또한 실험 과정에서 발생한 오차로 인한, 균수의 변화로부터 발생한 본 실험과 예비실험에서 D-value의 값의 차이는, D-value와 온도와의 관계로부터 구해지는 Z-value의 결과의 차이로 이어지게 된다.이번 실험을 통해 구한 D-value와 Z-value만으로는 맥주를 살균하기 위한 최적의 조건을 찾기는 쉽지 않을 것이다. 추가적으로 앞서 언급한 “Heat Resistance of Listeria monocytogenes”(Doyle et al., 2001)와 같은 연구에서 미생물의 내열성에 영향을 주는 요인들에 대한 이해가 필요하다고 생각한
표준용액 제조1. Abstract이번 실험의 목적은 표준용액의 원리, 제조 과정과 사용 방법에 대해 이해하고, 직접 표준용액을 제조하여 앞으로 진행될 실험들에 이 표준용액을 이용함에 있다. 이번 실험에서는 표준용액으로써 0.1N-HCl과 0.1N-NaOH를 제조한다. 0.1N-HCl을 제조하여 표정하고, 0.1N-NaOH를 제조하여 1차 표정과 2차 표정을 하여 각각의 Factor값을 구한다. 실험결과 1차 표정 후 0.1N-HCl의 Factor값은 0.932, 1차 표정 후 0.1N-NaOH의 Factor값은 1.026, 2차 표정 후 0.1N-NaOH의 Factor값은 0.981이 나왔다. Factor값은 1에 가까울수록 실제 농도가 목표 농도와 비슷함을 의미한다. 또한 HCl(F=0.932), 2차 표정한 NaOH(F=0.981)와 같이 1보다 작을 경우에는 실제 농도가 목표 농도보다 묽음을, 1차 표정한 NaOH(F=0.981)와 같이 1보다 클 경우에는 실제 농도가 목표 농도보다 진함을 의미한다. 따라서 실험과정에서 오류가 발생하였음을 예상할 수 있다.2. Introduction1) 정량분석분류분석화학에서 정량분석은 시료에 존재하는 물질의 절대적인 양 혹은 상대적인 양을 결정하는 것을 말한다. 정량분석법에는 중량분석법, 용량분석법, 기기분석법 등이 있다. 정량분석은 보통 시료가 어떤 성분으로 구성되어 있는지를 알아내는 정성분석을 수행하고 난 후에 진행하게 된다.① 중량분석법중량분석법은 분석 대상 시료 중의 목적 성분을 침천, 휘발, 추출, 전기분해 등의 방법으로 순수한 물질로 분리한 후 그 무게를 측정하는 분석법이다. 중량분석법은 매우 정밀한 분석을 제공하지만, 한 번에 하나의 원소 또는 제한된 원소 그룹의 분석만이 가능하다는 단점이있다.② 용량분석법부피분석법이라고도 불리며, 적정 조작으로 목적 성분과 당량 표준액의 부피를 구하고, 그 값에서 목적 성분을 정량하는 화학분석법이다. 일반적으로 용량분석이라하면, 정량하고자 하는 물질의 용액과 그 물질과 정물질의 농도를 구할 때에 사용된다. 분석실험에서 표준용액으로 이용되기 위해서는 분석물과 빠르게 반응하며, 분석물과 완전히 반응하여 정확한 종말점을 얻을 수 있고, 오랜 기간 정확한 농동를 유지하며 안정하게 보존되어야한다.3)노르말농도(N)용액 1L 중의 용질의 그램당량수를 타나낸 농도이다.-그램당량수=용질 질량/1그램 당량-1그램 당량=분자량/당량수-당량수=전해질 해리에서 매 전해질 입자마다 해리되는 전하 수4) 표정(standardization, 표준화)용량분석에서 표준용액으로 사용되는 용액의 농도를 결정하는 것이다. 표정이 부정확할 경우 그 표준액을 사용한 다수의 정량은 모두 부정확하게 되므로 주의하여 표정하여야한다.4-1) 1차 표정1차 표준물질을 적당한 용매에 녹여서 만든 용액을 표준화하려는 용액을 이용하여 적정하고, 이때 필요한 부피에 의해 화학량론적 계산을 통해 표준용액의 역가를 계산하는 1차 표정이 있다. 이때 사용되는 표준물질은 정제하기 쉬워야 하며, 장기간 보관해도 변질하지 않아야 한다. 그리고 반응이 정량적으로 진행어야하고, 당량 중량이 커서 상대적인 오차를 감소시킬 수 있는 물질로 선택하여야 한다. 1차 표준물질에는 대표적으로 탄산수소칼륨, 탄산나트륨, 염화나트륨, 삼산화비소, 중크롬산칼륨, 옥산산나트륨 등이 있다. 이번 실험에서는 0.1N-HCl을 표정하기 위한 1차 표준물질로 탄산나트륨을, 0.1N-NaOH를 표정하기 위한 1차 표준물질로는 옥살산을 이용하였다.4-2) 2차 표정농도가 정확한 용액인 2차 표준 물질을 이용하여 적정하여 표준용액의 역가를 계산하는 2차 표정이 있다. 이번 실험에서는 0.1N-NaOH를 표정하기 위한 2차 표준물질로 0.1N-0.1HCl을 이용하였다.4) 규정도계수실제 용액의 노르말 농도는 목표 농도와 정확히 일치하지 않는게 일반적이다. 이때 실제 용액으 노르말 농도를 목표 농도로 나눈 수치를 그 용액의 규정도계수, 혹은 Factor(F)값이라고 한다. Factor값은 1에 가까울수록 실제용액의 농도가 목표한8℃, 끓는점은 1,388℃로 상온에서 백색의 고체로 존재한다. 몰에 녹기 쉽고, 물에 녹으며 많은 열을 낸다. 또한 NaOH 수용액은 강한 알칼리성을 띈다. 그밖에도 에탄올, 글리세롤에 쉽게 녹지만, 에테르, 아세톤, 액체 암모니아에는 녹지 않는다. 공기 중에서 수분 및 이산화탄소를 흡수하여 탄산염을 생성하는 성질이 있기 때문에 실험과정에서 취급에 주의하여야 한다. 공기에 노출되지 않도록 잘 보관하고, 공기에 노출된 NaOH는 다시 시약통에 넣지 않고, NaOH는 공기의 접촉을 최소화하기 위해 빠르게 칭량하여야 한다. 화학 공업 전반에 걸쳐 사용되며, 특히 석유 및 식물유의 정제, 알루미늄 제조 등에 중요한 물질이다.③ Na2CO3탄산소다 또는 소다라고 흔히 불린다. 탄산나트륨 수용액은 가수 분해하여 강한 알칼리성을 나타내고, 이산화탄소를 흡수하여 탄산수소나트륨을 생성한다. 공업적으로 가장 중요한 제품 중 하나이다. 비누, 유리, 탄산수소나트륨 등의 원료로 이용되고, 염료 공업 및 아미노산 제조에도 사용된다.④ Oxalic acid dihydrate옥살산, 수산이라고도 하며 화학식은 C2H2O4이다. 2개의 카복시기 -COOH가 결합된 가장 간단한 다이카복실산이다. 칼륨염 또는 칼슘염의 형태로 식물계에 널리 분포되어 있다. 물 또는 에탄올에 잘 녹지만, 에테르 등의 유기용매에는 잘 녹지 않는다.⑤ Methyl red분자식은 C15H15N3O2이다. 보라색 바늘 모양 결정, 적색의 기둥 모양 결정이다. 아세트산, 클로로포름, 뜨거운 벤젠, 뜨거운 아세톤, 아코올에 잘 녹지만, 물, 석유, 에테르, 사염화탄소에는 잘 녹지 않는다. Methyl red는 산성에서는 적색, 염기성에서는 황색을 띄기 때문에 산염기 지시약으로 흔히 사용된다. 또한 산성에서 염소로 산화되어 무색이 되기 때문에 염소의 검출에서도 사용된다.⑥ PhenolphthaleinPhenolphthalein은 프탈레인 계열의 유기 화합물로 메틸 오렌지, 메틸 레드, 리트머스 종이 등과 함께 산염기 지시 뷰렛에 넣기(깔때기)④ 뷰렛 코크를 열어 공기를 모두 빼준 후 눈금 확인⑤ Na2CO3를 적정하여 종말점에서 눈금 읽기 (황색 → 형광분홍색)⑥ 소비된 HCl의 양을 이용하여 Factor 구하기⑦ 시약병에 labeling? 0.1N-NaOH 제조-표준용액 제조① NaOH 4.1g 정칭(전자저울) + 증류수 1000ml(메스플라스크)로 mess up② 시약병에 labeling 후 보관-1차 표정① Oxalic acid 0.15g 정칭(전자저울) + 증류수 50ml(메스플라스크) mess up② ①을 삼각플라스크에 옮긴 후에 Phenolphthalein 4~5방울 첨가(스포이드)③ 0.1N NaOH를 뷰렛에 넣기(깔때기)④ 뷰렛 코크를 열어 공기를 모두 빼준 후 눈금 확인⑤ Oxalic acid를 적정하여 종말점에서 눈금 읽기 (무색 → 분홍색)⑥ 소비된 NaOH의 양을 이용해 factor 구하기⑦ 시약병에 labeling-2차 표정① 0.1N-HCl 30ml(삼각플라스크) + Phenolphthalein 5방울(스포이드)② 뷰렛에 제조한 0.1N-NaOH 용액 넣기(깔때기)③ 뷰렛 코크를 열어 공기를 모두 빼준 후 눈금 확인④ 0.1N-HCl을 적정하여 종말점에서 눈금 읽기 (무색 → 분홍색)⑤ Factor 구하기4. Result2주차 표준용액 제조 데이터1조2조3조4조HCl 1차 표정 소비량37.540.537.937.6NaOH 1차 표정 소비량24.823.22523.3NaOH 2차 표정 소비량28.428.528.228.5HCl 1차 표정 Factor값1.0060.9320.9961.004NaOH 1차 표정 Factor값0.9601.0260.9521.021NaOH 2차 표정 Factor값1.0630.9811.0601.057Factor값이 1에 가까울수록 제조된 용액의 농도가 목표한 농도에 가깝다는 것을 의미하고, 1보다 크다면 목표한 농도보다 진하고 1보다 작면 목표한 농도보다 묽음을 의미 한다.2조는 HCl 1차 표정의 F=0.932로 4개의 조 중에서 가장 3032g H2C2O4·2H2O∴1000 : 6.3032 = x : 0.15x = (1000 × 0.15)/6.3032 = 23.797F = V0(목표부피)/V(실제부피)F = 23.797/23.2= 1.0263) NaOH 2차 표정 Factor값화학반응식: HCl + NaOH → NaCl + H₂OFNV = F’N’V’F’ = FNV/N’V’F’ = (0.932 x 0.1 x 30.0)/(0.1 x 28.5)=0.9815. Discussion표준용액은 정확한 농도를 알고 있는 시약이지만, 보통 실제로 제조된 용액의 농도는 목표한 농도와 일치하지 않기 때문에, F값을 통해 실제 용액의 농도가 목표한 농도에서 얼마나 벗어났는지를 규정한다. F값은 1에 가까울수록 목표 농도에 가까움을 의미하며, 대한민국 약전에서는 보통 F값이 0.970 ~ 1.030(1.000±0.030)의 범위 내에 있게 표준용액을 제조하고 있다. 2조의 실험결과 HCl 1차 표정의 F=0.932, NaOH 1차 표정의 F=1.026, NaOH 2차 표정의 F=0.981로 제조한 NaOH 표준용액의 F값은 대한민국 약전에서 통상적으로 보는 범위 내에 있고, HCl 표준용액의 F값은 그 범위를 분명히 벗어났음을 확인 할 수 있다. 따라서 HCl 표준용액은 유의미한 오차를 보였다고 해석할 수 있다.이론적으로 정확한 표준용액에서 F값은 1을 보여야한다. 하지만 실험을 하는 과정에서 여러 가지 원인들로 하여금 그 값이 범위를 벗어나게 된다. 특히 이러한 부피분석실험에서는 실험과정들이 전반적으로 실험자의 숙련도에 의존하기 때문에 오차가 발생하였다고 생각한다. 이번 실험의 경우에서는 시료를 채취하는 과정에서 실험도구들의 사용 미흡, 부피를 읽을 때 메니스커스 현상을 고려하지 않고 관찰, 종말점 근처에서 부주의로 인해 적정 부피 초과 등을 원인으로 볼 수 있다. 뿐만 아니라 메스플라스크, 삼각플라스크, 뷰렛, 전자저울 등 실험에 사용한 도구들의 차이가 있었거나 문제점이 있어서 실험의 오차가 발생했을 가능성.