xxx대학교 식품공학과 16060721.서론 (Introduction)실험목적:건조법과 적외선 수분측정기에 의한 실험 방법을 이용하여 수분을 측정함으로써 수분의 정량을 구하고 식품 내 수분의 함량이 미치는 영향과 수분활성도의 의미와 기능을 이해한다.이론 및 원리:수분은 정량분석(quantitiative analysis) 과 정성분석(qualitative analysis)을 할 수 있으며 정량분석을 통해 수분의 함량을, 정성분석을 통해 수분활성도를 측정할 수 있다.식품중의 물은 ‘자유수’ 와 ‘결합수’ 로 나눌 수 있으며 결합수는 가열하여도 쉽게 유리되지 않기 때문에 식품에 미치는 영향은 ‘자유수’보다 미미하다. 하지만 수분함량을 측정할 때에는 ‘자유수’와 ‘결합수’를 따로 측정할 수 없기 때문에 수분함량은 식품의 특성을 온전히 나타내기 부족한 지표일 수 있어 ‘수분활성도’를 따로 측정하게 된다. ‘수분활성도’ 는 식품 내 수분의 증기압을 같은 온도에서의 순수한 물의 압력으로 나눈 것으로 0에서 1 사이 값으로 나타난다. (주로 미생물의 성장의 지표로 사용되기 때문에 그 값이 0.97~1 에 해당되면 매우 오염되기 쉬운 식품으로 우유 또는 보통의 조직 식품들인 과일, 채소 및 육류가 이에 속한다.)수분의 함량 측정 방법으로는 건조법, 기구를 사용한 적외선 수분측정 기법 등이 있다. 건조법은 수분측정 방법의 하나로 식품의 수증기압을 높이고 주위의 수증기압을 떨어트려 식품 속의 수분을 증발시키는 방법이다. 고온(100~135CENTIGRADE )에서 주로 건조하나 열에 변성되는 성분을 함유하고 있는 식품의 경우에는 온도가 높으면 성분들 간의 반응으로 휘발량이 증가되어 실제의 값보다 측정량이 높아질 수 있다. 주로 곡류 식품에는 고온도의 가열을 하고, 열에 의해 쉽게 분해되는 아미노산, peptide, 당 등은 감압건조법을 이용한다. 싸고 이용하기 쉽고 여러 가지 샘플을 동시에 분석할 수 있다는 장점이 있지만, 시간이 걸리며 식품이 파괴될 수 있다는 단점이 있는 방법이다.적외선 수분측정 기법은 정밀도가 높은 수평 천칭 위에 놓여진 시료를 적외선 램프를 사용해 가열하여 수분을 증발시켜 그 변화를 측정할 수 있는 장치로, 건조감량이 시료의 수분함량이다.가열건조법에 비해 정밀도는 떨어지지만, 신속하게 측정하고자 할 때 매우 편리한 방법이다.2. 재료 및 방법 (Materials and Methods)2-1. 수분함량 측정(건조법)재료: 시료, 청량병, 실리카겔, dry oven , desiccator, 도가니 집게방법:1. 미량 거울의 영점 조절한다.2. 청량병의 무게를 측정한다. (뚜껑을 닫은 상태와 열고 난 상태 모두 측정)3. 영점 조절 후, 시료의 무게를 측정한다. (5.0147g)4. Dry oven을 105 도씨로 설정한다.5. 청량병을 뚜껑을 연 상태로 dry oven 에서 105℃로 2시간 건조한다.6. 건조 완료 후, desicator 에 넣고 뚜껑을 닫아 실온이 될 때까지 약 2-30분간 방냉한다.7. 뚜껑을 열고 건조된 시료와 청량병의 증량을 측정한다. (37.1346g)2-2. 수분함량 측정(적외선수분측정법)재료: 시료, 적외선수분측정기, 호일, 시료접시방법:1. 기기를 평평한 곳에 두고 기기 오른쪽에 있는 스위치 전원을 킨다.2. 표시무게가 “0.000g”이 되면 기기의 뚜껑을 열고 시료 접시 위에 호일을 감싸 적외선수분측정기에 놓는다. 이 때 측정 오류를 방지하기 위해 호일이 시료 접시 바닥에 닿지 않도록 한다.3. Tare버튼을 눌러 영점을 맞춘다.4. 시료를 5g 이상 균일하게 펴서 넣고, 뚜껑을 닫은 채 무게를 측정한다. (5.005g)5. 시료 무게를 잰 후 Stop & Start 버튼을 누르면, 램프에 불이 들어오면서 건조가 시작된다.6. 별 표시가 뜨면(건조 완료) 화면에서 맨 오른쪽 수분함량을 읽는다. (28.8%)2-3. 수분활성도 측정재료: 시료, 수분활성도 측정기,rmA _{w}측정용 접시방법:1. 수분활성도 측정기 전원을 킨다.2. 수분활성도 측정기의 뚜껑을 연다.3. 수분활성도 측정기에rmA _{w}측정용 접시를 넣습니다.4. 적당량의 시료를rmA _{w}측정용 접시에 골고루 펴서 넣는다.5. 뚜껑을 닫고 가운데 측정 버튼을 누른다.6. 측정이 완료되면 부저가 울리고 이때의 수분활성도 값을 읽는다. (0.632/ 23.3CENTIGRADE )3. 결과 및 고찰(Results and Discussion)3-1. 수분함량 측정(건조법)청량병의 증량32.5383g건조 전 시료의 무게5.0147g건조 후 시료와 청량병의 증량37.1346g수분함량(%)8.34%계산과정:수분함량(%)={w _{1} -w _{2}} over {w _{1-} w _{0}} TIMES 100(%){}_{w _{0} =`청량병의`무게(g)```w _{1``} =(청량병`+`건조`전의`시료)의`무게(g)````}#{}^{w _{2} =(w _{1} 을``건조한`후의`시료`+`청량병)`의`무게(g)}수분함량(%)= (32.5383+5.0147-37.1346)DIVIDE 5.0147TIMES 100= 8.3434...%=8.34%3-2 수분함량 측정(적외선수분측정법)실험결과: 수분함량-28.8%적외선 수분측정기를 이용해 얻은 수분함량 값은 28.8%으로 건조법을 통해 얻은8.34% 와 유의미한 차이를 보인다. 이는 원래 적외선 수분 측정기를 통한 수분함량 분석의 정확도가 떨어지기도 하고, 적외선 수분 측정기로 측정할 때에 sample pan 위에 시료를 고르게 분배하지 못하여 시료 전체에 같은 열이 가해지지 못해서 일어난 것으로 추정된다.3-3 수분활성도 측정실험결과: 수분활성도-0.6320.632는 0.6과 0.9 사이로 중간정도의 수분활성도이며 치즈, 잼, 젤리의 식품이 이에 속한다. 보통 열처리 또는 냉장 없이 보관이 가능하나 효소적 갈변이나 Maillard 반응과 같은 변패가 일어날 수 있다. 0.632의 수분활성도 textural attibutes 로는 ‘chewy’ ‘moist’ 등이 있다.식품에서 수분(수분량)은 용매의 역할, 화학적 반응을 촉매하는 역할, 식품의 텍스처에 영향을 미치는 등 다양한 기능을 한다. 따라서 식품의 품질평가에 필수적이며 기본적인 요소이며 수분의 양을 측정하고 조정하는 것은 중요하다. 수분량은 자유수와 결합수를 분리할 수 없어 두가지 모두 포함하지만 수분활성도는 자유수의 활성 정도를 의미하며 주로 미생물 성장의 지표로 이용된다. 같은 수분량을 가지고 있어도 수분활성도에 따라 미생물로부터의 안전성(Microbial Safety), 화학적 안정성(Chemical Stability), 제품 생산(Product formulation) 등이 달라지기 때문에 식품가공에 있어서 매우 중요한 값이다. 실제로 수분량이 더 낮아도 자유수가 많아 수분활성도가 높은 경우가 많기 때문에 수분활성도의 값은 매우 유의미하다.
