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펙틴

실험목적펙틴은 과일이나 야채에 존재하는 수용성 식이섬유 중의 하나이다. 또한 펙틴은 세포막, 또는 세포막 사이에 존재하며 엷은 층에 주로 존재하며, 세포막 내부, 또는 중엽, 즉 세포막 사이의 엷은 층을 메워주는 물질인 동시에 세포막 내부, 또는 세포의 세포 사이를 결착시켜 주는 물질로서 작용한다.이상의 실험에서는 펙틴의 젤 형성능력과 관련되어, 펙틴의 양, 산, 당 등이 미치는 영향을 검토해본다.실험이론펙틴의 정의그 분자 내의 여러 유기산기의 일부가 메틸에스터, 또는 염의 형태로 되어 있는 친수성인 폴리갈락트유론산으로서 교질성을 갖고 있으며, 적당한 양의 당과 산이 존재할 때는 젤을 형성할 수 있는 물질들에 대한 일반명펙틴의 성질펙틴은 수화되기 매우 쉬우며 또한 흡습성이 강하다. 물에서는 쉽게 친수성 교질용액을 형성하며, 그 외관상 점도는 매우 크다. 펙틴은 적당한 pH아래 적당한 양의 당류가 존재하는 경우, 또는 어떤 종류의 펙틴의 경우에는 칼슘이온과 같은 다가이온들이 일정농도 이상 존재할 때는 반고체인 젤을 형성한다. 펙틴이라는 이름 자체도 굳어진다는 말에서 나온 이름이다.펙틴은 알콜류나 아세톤에는 녹지 않으며, 흰 색깔의 솜털 같은 침전이 형성된다. 이 사실은 과실류의 펙틴 함량이 젤리나 잼을 만들 수 있을 정도의 분량인지를 쉽게 추정하는 방법으로서 사용되어 왔다. 한편, 알콜에 녹지 않는 성질은 펙틴 추출액에서 펙틴을 침전, 분리시키는 데 흔히 사용되고 있다.펙틴의 가장 중요한 성질의 하나인 젤 형성 능력은 그 펙틴의 출처, 따라서 그 구조나 궝 성분들, 특히 그 주성분인 폴리갈락트유론신의 분자량과 메톡실 함량 등에 의해서 크게 영향을 받는다. 니트킨에 의하면 펙틴의 분자량이 적어도 20,000 이상이 되어야 젤을 형성할 수 있다고 한다.한편 펙틴의 수분유지 능력은 젤을 형성할 펙틴 분자들이 클수록, 따라서 그 분자량이 클수록 크다. 뿐만 아니라, 분자량의 크기는 형성된 젤의 굳기, 젤의 형성 속도 등에도 크게 영향을 준다.일반적으로 분자량이 크고, 따라서 젤을 형성했을 때 분자들 상호간에 더 얽혀 있는 상태에 있는 것으로 믿어지는 펙틴은 젤을 형성하는, 즉 굳어지는 속도가 느리나 형성된 젤은 단단한 것으로 알려져 있다.실험결과실험1. 펙틴의 양이 젤 형성에 미치는 영향먼저 펙틴의 양이 젤 형성에 미치는 영향에 대해서 실험을 하였다. 먼저 400ml의 물에 citric acid 1.6g을 첨가해서 녹여주고 3개의 비커에 125ml씩 나누어 주었다. 펙틴의 양은 5g(4%), 3g(2.4%), 1.5g(1.2%)으로 3개의 처리구를 주었다. 펙틴을 citric acid를 녹인 물에 녹여주는데 이 때 지난 실험에 했던 검을 녹이는 것처럼 조심스럽게 녹여준다. 그렇지 않으면 덩어리져서 잘 녹지 않기 때문이다. 펙틴을 녹여준 후에 cornical tube에 10ml 채우고 식혀 20ml의 95% 알코올을 넣어주고 뚜껑을 닫아 천천히 뒤집어주며 섞어주었다. 이 알코올 테스트를 해주면 펙틴은 단단한 gel을 형성하게 되는데 펙틴의 함량이 높을수록 더 단단한 gel을 형성하게 된다.알코올 테스트를 하는 목적은 펙틴의 양을 측정하기 위한 것으로 알코올에 의한 변화로 펙틴함량을 측정할 수 있다. 그 기준점은 아래와 같다.Table 1. 알코올 테스트에 의한 펙틴의 양 측정gel의 형태펙틴의 양젤리 모양으로 응고하거나 또는 큰 덩어리가 된다.많이 들어있다.여러 개의 젤리 모양의 덩어리를 만든다.보통 정도 들어있다.작은 덩어리가 생기거나 또는 전혀 덩어리가 생기지 않는다.조금 들어있다.이와 같은 이론을 바탕으로 아래와 같은 결과를 얻었다.펙틴1.5g 펙틴3g 펙틴5gFig 1. 펙틴의 양에 따른 gel의 모습Table 2. 알코올 테스트에 의한 펙틴의 양 측정 결과형태단단한 정도5g(4%)눌러도 잘 변하지 않으며 단단하다.큰 덩어리를 형성하였다.3g(2.4%)누르면 형태가 약간 변화하지만 큰 변화는 없다.여러 개의 젤리모양으로 형성이 되었지만 커다란 덩어리 한 개와 조그만 덩어리 여러 개가 형성되었다.1.5g(1.2%)젤리가 유연하고 살짝만 눌러도 형태가 변한다.덩어리는 아주 여러 개가 생겼다.위의 표에서의 사진과 그림에서와 같이 펙틴 함량이 높을수록 젤 형성하는데 있어서 더 잘 뭉쳐져 있는 것을 볼 수 있다.여기서 95% 알코올은 99% 알코올을 증류수로 희석해서 만드는데 99% 알코올을 이용하여 95% 알코올 2L를 만들려면 피어슨-스퀘어 식에 의해서 증류수 84.21ml를 넣고 희석해 주면 된다.그리고 남은 펙틴을 녹인 용액에 설탕 200g을 가해주고 끓여주었다. 설탕이 모두 녹으면 알루미늄 컵에 덜어서 식힌 후 형성된 젤의 물성을 측정하였다. 설탕을 녹여주는 과정에서 설탕이 녹아감에 따라 젓기가 뻑뻑해지는 느낌을 받았는데 펙틴이 많이 첨가된 용액이 적게 첨가된 용액보다 그 느낌은 크게 나타났다. 빨리 식혀주기 위해서 냉동실에 넣어 식혀주었다. 형성된 gel의 결과는 다음과 같다.Fig 2. 펙틴의 양에 따른 설탕 첨가 후 형성된 gel의 모습(왼쪽부터 펙틴 4%, 2.4%, 1.2%)위 사진에서 보이는 것과 같이 펙틴이 5g(4%) 첨가 했을 때가 가장 젤 형성이 잘된 것을 볼 수 있다.펙틴의 가장 중요한 성질의 하나인 젤 형성 능력은 그 펙틴의 출처, 따라서 그 구조나 구성성분들, 특히 그 주성분인 폴리갈락트유론산의 분자량과 메토키실 함량등에 의해서 크게 영향 받는다. 니트킨(Nitkin, N,L., 1966)에 의하면 펙틴의 분자량이 적어도 20,000이상 되어야 젤을 형성할 수 있다고 한다. 펙틴의 수분 유지 능력은 분자가 클수록 크다. 뿐만 아니라, 분자량의 크기는 형성된 젤의 굳기, 젤의 형성 속도 등에도 크게 영향을 준다. 일반적으로 분자량이 크고, 따라서 분자 상호간에 더 얽혀 있는 상태에 있는 것으로 믿어지는 펙틴은 젤을 형성하는, 즉 굳어지는 속도는 느리나 형성된 젤은 단단하다.실험 2. 설탕이 젤 형성에 미치는 영향이 실험도 실험 1과 마찬가지로 400ml의 물에 citric acid 1.6g과 펙틴 9.6g을 첨가해서 녹여주고 3개의 비커에 125ml씩 나누어 주었다. 그리고 설탕을 200g(160%), 100g(80%, 70g(56%)을 넣어주고 끓여주었다. 그리고 이 실험 역시 끓인 용액을 알루미늄컵에 덜어 냉동실에서 식혀주고 각 처리구에서 형성된 gel의 물성을 측정하였다.Fig 3. 설탕의 양에 따른 형성된 gel의 모습(왼쪽부터 설탕 160%, 80%, 56%)위의 사진에서와 같이 설탕 70g(56%) 첨가한 것은 거의 젤 형성이 되지 않아 물성이 매우 낮은 것을 확인할 수 있었다. 하지만 200g(160%) 첨가시에는 흐물흐물하지만 젤 형성이 되었다.이 펙틴분자들의 교질용액에 설탕을 첨가하면, 이 첨가된 설탕분자들은 자신의 수화를 위해서 교질용액 내의 물 분자나, 특히 펙틴분자에 수화되어 있는 물 분자들을 일부 제거함으로써 결과적으로 설탕은 탈수제로 작용한다.설탕분자의 수화가 진행됨에 따라 펙틴분자들에 수화되었던 물 분자들의 일부가 계속 제거되며, 그 결과로 펙틴분자들의 수화에 의한 안정상태는 파괴되고 불안정한, 침전되기 쉬운 상태, 즉 펙틴 분자간에 결합하기 쉬운 상태로 된다. 이와 같은 수화된 펙틴분자들의 탈수과정은 어떤 평형상태를 가져온다.실험 3. 칼슘, 알칼리의 펙틴에 대한 영향사과의 껍질을 벗기고 가능한 같은 크기, 두께로 3조각 자른 다음 beaker에 담고 시료가 잠기게 물을 담아준 후 하나는 그냥 가열해주고 나머지 두 개에는 2g의 sodium bicarbonate, 2ml 1% CaCl2를 넣어주고 가열해 준다.Table 3. 칼슘, 알칼리를 첨가하였을 때의 사과의 변화물sodium bicarbonateCaCl2색깔연한 노란색연한 노란색진한 노란색단단한 정도1% CaCl2 < sodium bicarbonate < 물각 처리구에 따라 실험한 결과 sodium bicarbonate를 첨가했을 때 갈색화 반응을 일으키면서 가장 유연했다. 이와 같은 결과는 저 메토키실 펙틴의 젤형성 기구에서 그 원인을 찾을수 있는데 당과 산, 특히 당의 함량이 적어도 소량의 다가 이온들, 예를 들어서 칼슘 이온들이 존재할 때는 젤을 형성할 수 있다.저 메토키실 펙틴에 있어서의 젤형성 기구는 저 메토키실 펙틴분자들의 유리 유기산기가 칼슘 이온들과 같은 다가 이온들과 이온 결합을 통해서 입체적인 횡적결합이 형성되는 데 있다.

자연과학| 2012.11.14| 6페이지| 2,000원| 조회(487)

펙틴, 펙틴젤형성, 수용성 식이섬유

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전분호화 아밀로오스함량

실험목적보통 전분입자들은 10% 내지 17%의 수분을 함유하고 있다. 전분 입자들 속에 존재하는 전분분자들은 직접, 또는 물 분자들을 통해서 서로 수소결합에 의해서 결합되어 미셀들을 형성하고 있다. 전분을 물 속에서 가열하면 온도 상승에 따라 전분의 분산액은 점도 매우 큰 투명한 또는 유백색의 콜로이드 용액을 하는데 농도가 클 때나 냉각할 때는 반고체의 젤을 형성한다. 이상과 같은 과정을 일반적으로 전분의 젤라틴화, 교질화, 또는 호화라고 불려지고 있다. 전분은 종류에 따라 호화온도가 다르며, 냉각시킨 후에 젤의 형성유무나 강도 역시 전분의 종류에 따라 다르다. 타피오카 전분의 호화온도, 젤의 형성유무와 점도를 측정한다. 또한 산이나 알칼리, 설탕이 전분의 호화온도에 미치는 영향을 알아본다.실험원리전분의 젤라틴화과정과 최종단계인 호화과정은 일반적으로 다음과 같은 여러 단계들로 구분하여 설명할 수 있다.제 1 단계전분입자들이 찬물 속에 존재할 때는 전분입자들의 외곽에는 방벽이 될 만한 막들이 없음으로 일부 물 분자들은 자유롭게 흡수, 즉 수화현상이 일어나나 전분입자들의 외관상의 모양에는 별 변화가 없다. 그러나 전분입자들의 현탁액의 온도가 점차로 상승됨에 따라 전분입자들은 25~30%의 물을 흡수하게 된다. 이 시기에 있어서의 변화, 즉 물의 흡수과정은 가역적이며 물을 흡수한 전분을 건조시키면 이 흡수된 수분은 쉽게 증발하여 제거된다.제 2 단계전분입자들의 현탁액의 온도가 계속 상승됨에 따라 전분입자들의 물 흡수량은 증가하고, 전분입자들의 팽윤이 급속하게 일어난다. 아직도 팽윤된 전분입자들은 그 형태를 유지하나 이 흡수과정은 비가역적인 과정이며, 많은 수용성인 전분성분들이 전분입자 바깥으로 빠져나가서 물에 녹게 된다.제 3 단계이상과 같은 단계를 거쳐서 전분입자들이 계속적으로 붕괴됨에 따라, 어느 정도의 투명한 교질상태의 용액이 형성되며,1. 광선의 투과율이 증가하고2. 점도의 계속적인 급증 후 갑작스럽고 급격한 감소가 일어나며,3. 전분입자들의 이방성 또는 방성질들이 크게 변화한, 투명하거나 유백색인 교질용액이 형성된다.한편, 전분의 농도가 크거나 특히 냉각될 때는 흔히 풀로도 표현되는 아밀로오스 분자들의 상호결합에 의해서 형성된 삼차원적의 격자조직의 격자들 사이에 아밀로펙틴 분자들, 즉 부분적으로 붕괴된 아밀로펙틴 분자들이 결합한 형태의, 점탄성과 가소성을 가진 반고체 상태의 젤이 형성된다. 이상과 같은 변화의 전체 과정들은 전술한 대로 방금 설명한 반고체의 불의 형성과정을 제외하고 젤라틴화 또는 교질화라고 불리며, 이와 같은 변화의 특성들은 일반적으로 점도계를 사용한 유동학적 성질들의 변화를 측정함으로써 잘 평가될 수 있다.이상의 젤라틴화 및 호화 과정의 기구는 보통 다음과 같이 설명되고 있다. 즉,1. 전분입자들 속에서 아밀로오스와 아밀로펙틴 분자들은 서로 직접, 또는 수화된 물 분자들을 통해서 수소결합으로 이들 분자들의 섬유상 집합체, 즉 미셀들을 형성하고 있으며, 이 미셀들이 모여서 전분층을 형성하고 이와 같은 전분층들이 층층이 겹쳐서 전분입자들을 형성하고 있다. 또한 이미 간단히 설명한 바와 같이 이 전분입자 내부에는 규칙적 배열을 가진 영역, 즉 결정성을 가진 영역과 불규칙한 무정형의 상태를 가진 영역들이 함께 존재한다. 즉, 전분입자들은 결정질 물질의 하나이다. 실제로 전분입자들은 결정성 물질들의 특성인 이방성, 즉 방향부동성을 나타낸다.한편, 전분입자들 내부의 무정형 영역들은 생전분입자들 내부에서는 액체의 과냉상태와도 같은 딱딱하고 유동성이 전혀 없는 상태에 있기 때문에 주변의 물 분자들과의 상호작용의 계속적인 진행이 어려운 상태에 있다.2. 한편, 전분입자들의 현탁액을 서서히 가열하면, 본격적인 젤라틴화가 일어나기 전에 먼저 분산된 전분입자들 내부의 무정형 영역의 상태는 현탁액의 온도가 유리전이온도를 넘어서면서 유동성이 없는 유리상태에서 제한된 유동성을 가진 고무상태로 전이되어, 이 때에 물 분자들과의 상호작용이 급격하게 활발해지며, 흡수 또는 수화된 전분입자들의 급속한 팽윤과 이에 따른 물리적,해서 최대치에 도달했던 교질용액의 점도는 팽윤된 전분입자들의 붕괴에 의해서 무작위적으로 분산된 전분분자들 때문에 그 점도는 급격하게 감소하게 된다. 결정성 물질의 특징인 이방성, 즉 방향부동성은 없어진다.4. 한편, 전분입자들의 농도가 높거나, 특히 온도가 내려가면, 분산된 무질서하게 퍼져 있는 전분 분자들은 물 분자들을 사이에 두고 나서 수소결합을 통해서 느슨하게 결합되고, 이때 반고체인 전분 젤이 형성되며, 점도는 다시 증가하게 된다.실험결과실험 1. 전분의 호화온도와 gel 형성 능력 측정이번 실험은 타피오카 전분에 설탕, 산, 알칼리를 첨가시켜주면서 호화 온도(전분이 끓어서 투명하게 되는 점)를 측정하고 온도가 60℃로 식었을 때 처리구에 따른 점도를 점도계로 측정하였다.Table 1. 각 처리구에 따른 호화온도와 gel의 모습과 점도측정 결과타피오카 전분+sugar+0.1N citric acid+0.1N NaOH호화온도79℃80℃82℃78℃색투명탁한 투명투명약간 노란빛을 띄는 투명점성걸쭉하였고 수저로 뜨면 물풀 같음풀처럼 젤이 가장 많이 형성되었다.수저로 뜨기 힘듬묽음젤이 형성되었지만 뭉텅이로 끊김점도CP 1740010 RPMSO 487.0%CP 1672020 RPMSO 583.6%CP 534660 RPMSO 580.2%CP 724050 RPMSO 590.5%젤 형성 능력sugar > 대조구 > citric acid > NaOH점도 비교대조구 > sugar > NaOH > citric acid실험 결과 네 처리구 모두 처음에 물과 함께 가열할 때에는 불투명한 흰색을 띄었지만 가열과정을 거쳐 완전히 호화가 된 후에는 아래쪽부터 투명해졌다. 아래쪽이 투명해지면서 부글부글 끓어오르는데 그렇게 되면 호화가 된 것이라고 하였다. 하지만 딱 바로 이렇게 된 것이 호화가 된 것이다 확정지을 수 없어서 정확한 호화된 지점을 찾을 수 없었다. 그래서 호화온도에서도 이론적은 값과는 다르게 오차가 났다.대조구는 79℃에서 호화가 완전히 이루어졌으며 투명하게 변하였고 60막으로 NaOH를 넣은 처리구는 78℃에서 호화가 되었고 약간 노란빛을 띄는 투명한 색이 되었다. 점성은 컸지만 수저로 떠보면 뭉텅이로 끊어졌다.결과를 살펴보았을 때 1~2℃ 차이기는 하지만 NaOH를 첨가한 처리구가 가장 호화온도가 낮게 나왔다. 원래는 이것보다 더 낮게 나와야 하지만 우리가 실험할 때 호화가 된 지점을 정확히 집어내지 못해 더 가열시켜서 호화온도가 높게 측정이 된 것 같다.이번 실험에서 전분의 젤라틴화에 영향을 준 요인은 pH와 염류, 당류의 영향이 있었다고 볼 수 있다. 먼저 전분의 팽윤과 젤라틴화 및 호화는 전분의 현탁액의 pH에 의해서 크게 영향을 받는다. 특히, 알칼리성에서는 전분의 팽윤과 젤라틴화 및 호화는 촉진된다. 예로서, 전분의 현탁액에 가성 소오다(NaOH)를 가할 때는 그 농도가 충분하면 가열하지 않아도 팽윤, 젤라틴화 및 호화가 일어나는 사실이 알려져 있다.또한 일부 염류와 전술한 알칼리들은 전분입자들의 팽윤을 촉진시키며, 결국 그 전분의 젤라틴화 온도를 내려준다. 이상과 같은 작용을 가진 물질들은 일반적으로 팽윤제로 알려져 있다. 이들 팽윤제는 적당한 농도에서는 실온에서도 전분 현탁액을 젤라틴화에 이어 호화시킬 수 있다. 한편 황산염들은 젤라틴화와 호화를 억제하여 준다. 예로서 황산마그네슘의 진한 용액에서는 전분은 115℃까지 가열하여도 젤라틴화에 이어 호화되지 않는 사실이 알려져 있다.당류는 그 농도가 매우 낮을 대는 전분의 젤라틴화 또는 호화에 거의 영향을 미치지 않으나, 농도가 20% 이상, 특히 50% 이상이 되면 전분의 젤라틴화와 호화를 크게 억제하여 주는 사실이 알려져 있다. 즉, 당류와 당 알콜류는 젤라틴화 또는 호화온도를 크게 상승시키는 것으로 알려져 왔다. 설탕, 포도당, 과당의 경우, 같은 농도에서의 젤라틴화 온도의 상승 정도는 설탕>포도당>과당의 순서라고 한다.또 호화시킨 전분을 60℃로 식힌 후 점도를 측정해 본 결과 타피오카 전분만 가열한 경우 CP 17400(10 RPM, SO 4, 87.0%)O 5, 90.5%)의 점도가 측정되었다. 원래 각 조가 모든 처리구를 각각 점도를 측정하여야 하지만 시간관계상 4조가 팀을 이루어 한 조가 한 개의 처리구만 점도를 측정하였다. 우리가 측정한 점도 결과를 살펴보면 타피오카 전분만 넣고 호화시켰을 때 점도가 가장 높게 나타났으며 타피오카 전분에 0.1N citric acid를 첨가하였을 때 점도가 가장 낮게 나타났다.젤 형성 능력은 sugar > 대조구 > citric acid > NaOH로 나타났지만 점도는 대조구 > sugar > NaOH > citric acid으로 나타났다. 아마도 이것 또한 한 조에서 모두 측정한 것이 아니라 다른 조의 결과와 합쳐진 것이기 때문에 차이가 나타난 것 같고 호화지점도 조별로 다르게 생각하였기 때문에 결과가 이렇게 나타난 것 같다.전분을 물 속에서 가열하면 온도 상승에 따라 전분의 분산액은 점도가 매우 큰 투명한 또는 유백색의 현탁액, 즉 교질용액 또는 콜로이드 용액을 형성하며, 농도가 클 때나 특히 냉각할 때는 반고체의 젤을 형성한다.한편, 젤라틴화가 일어나는 최저온도, 즉 임계온도는 그 전분의 젤라틴화 온도로 알려져 있다. 또한 호화가 일어나기 시작하는 온도는 호화온도라고 부를 수 있다. 젤라틴화 온도는 대부분의 경우 일치되나, 호화온도를 호화온도라고 명시적으로 표현하는 대신에 젤라틴화가 완결되는 온도, 또는 젤라틴화 온도의 범위의 상한치 등으로 표시하는 경우가 많다. 예로서 Nakayama들은 브라벤더-아밀로그래프를 사용하여, 온도에 따른 외관상 점성을 추적하는 방법으로 이상의 주요 전분들의 젤라틴화 온도의 범위를 조사한 결과에 언급하고 있다. 이 결과에 의하면 쌀의 경우, 그 하한과 상한치들은 61℃/78℃, 밀은 52℃/63℃, 옥수수는 62℃/72℃, 감자는 56℃/66℃, 수수는 68℃/75℃, 타피오카는 58℃/70℃이었다고 한다.호화온도 이상으로 물속에서 가열된 전분의 콜로이드 용액은 전분의 농도가 크거나, 냉각될 때는 기본적으로는 고분자량 아밀로오스 분자들나이다.

자연과학| 2012.11.14| 7페이지| 2,000원| 조회(439)

타피오카 전분, 아밀로오스, 요오드비색법, 호화과정, 전분의 젤라틴화

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옥도가

실험목적지방산의 이중결합을 측정하는 화학적 방법으로는 옥도가가 가장 일반적으로 사용이 된다. 요오드가는 지방의 불포화도를 측정하는 것이며 일반적으로 가열시간이 증가함에 따라 요오드가가 감소한다. 옥도가의 측정을 통해서 지방의 종류별 성질 및 지방의 수소화 정도를 검토해 본다. 또한 이 실험은 옥도가의 의미를 이해하며 와이스 공정법을 이용하여 불포화도를 측정하고 실험치와 이론치를 비교하여 유지에 대한 이해를 하기 위함이다.실험이론요오드가는 한 유지의 불포화도를 표시하여 주는 척도이며, 대체로 특정 유지의 항수로 볼 수 있다. 즉 요오드가란, 100g의 유지가 흡수하는 요오드의 g 수로서 표시된다. 일반적으로 이중결합 1개에 대하여 halogen 2원자가 부가한다. 측정법에는 Wijs 및 Hanus 등의 방법이 있으나 원리는 같으며 지방분자중의 불포화결합에 halogen을 부가시켜 과잉의 halogen을 Na2S2O3액으로 역측정하여 halogen 부가량을 I2량으로 환산하여 표시한다.측정방법에 따라서 각각 halogen의 조성, 작용시간이 달라서 각각 다른 결과가 나타나므로 측정법을 명기하여야 한다. Iodine가는 유지의 순도, 확인시험에 있어서 중요한 수치이다. 지방의 구성지방산의 불포화기에 I2가 흡수되며 방법에 따라 iodine가가 다르다. 다음에 각종 지방의 idoine가를 나타낸다.건성유, 반건성유, 비건성유에 속하는 유지들의 일부 예들을 들면 다음과 같다.1. 건성유아마인유, 들깨기름, 대마유, 호도기름, 동유, 정어리기름 등2. 반건성유참기름, 대두유, 미강유, 평지씨 기름, 면실류, 해바라기 기름 등3. 비건성유올리브유, 우유 유지, 돼지기름, 쇠기름, 낙화생유, 코코넛 야자유, 카카오 버터, 팜 야자씨 기름 등실험결과이번 옥도가 실험을 위해서 시료로는 버터, 옥수수유, 올리브유를 사용하였다. 홀수 조는 버터, 올리브유를 사용하였고 짝수조는 옥수수유와 올리브유를 사용하였다.먼저 약 0.5g~1g의 지방을 25ml carbon tetrachloride를 함유한 공전 삼각 플라스크에 평취하고 Hood안에서 mess cylinder를 이용하여 25ml의 Wijs iodine 용액을 넣어준다. Wijs iodine 용액은 100ml 빙초산에 iodine trichloride 8g과 9g의 iodine을 넣고 섞어준 것이다. 이 용액은 독성이므로 장갑을 끼고 작업을 해야 한다. 시료 이외에 Blank test도 함께 진행시켜 준다. 이 플라스크에 마개를 하고 30분 동안 암소에 보관하면서 가끔 흔들어준다. 우리조는 10분에 한 번씩 흔들어 주었다. 시간이 지나면 15% KI 용액 20ml를 첨가하고 증류수 100ml를 첨가한후 즉시 0.1N sodium thiosulfate 용액으로 적정을 하여 준다. 이 때 지시약으로 1% 전분용액을 사용한다. 종말점은 미홍색으로 나타난다.시료 두 가지와 Blank test를 모두 적정한 다음 Iodine가를 계산하여준다.우리 조는 올리브유 0.536g, 옥수수유 0.615g을 평취하였고 실험방법에 따라서 실험을 진행하였는데 0.1N sodium thiosulfate 용액이 250ml가 넘게 들어가도록 적정을 하여도 종말점이 나타나지 않았다.요오드가를 측정하는 데 이어서는 이중결합에 요오드가 실제로는 부가 반응을 잘 일으키지 않으므로 특별한 방법을 쓸 필요가 있다. 즉, 이와 같은 방법들 중 가장 널리 알려진 것으로는 와이스 공정법과 하너스 공정법 등이 있다. 이번 실험에서 우리는 와이스 공정법을 사용하였다.13그램의 요오드를 1000ml의 빙초산에 녹인 후 옥도의 양보다 약간 더 적은 양의 염소가스를 넣어 주거나, 그 대신에 삼염화요오드 8그램과 9그램의 옥도를 혼합하여 주거나 또는 19그램의 일염화요오드와 미량의 요오드를 1000ml의 빙초산과 사염화탄소의 혼합용액(7:3)에 녹인 것을 와이스 용액이라고 한다.- CH=CH- + I2 → -CHI-CHI-(요오드 첨가)이와 같은 용액 안에서는 유지의 이중결합에는 I2 대신에 반응성이 더 강한 ICl이 부가반응반응을 일으킨다. 일정한 양의 와이스 요액을 시료유지와 반응시키면 ICl이 쉽게 부가반응을 일으키게 되는데, 남은 와이스 용액 안의 ICl은 KI용액을 넣어줄 때 쉽게 I2를 유리하게 된다. 이렇게 얻어진 옥도는 사이오황산 소오다의 표준용액으로 적정하여 그 양을 알아낸다.

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지방산, 요오드가, 옥도가, 불포화도, 와이스공정법

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안토시아닌 색소의 pH에 따른 변화와 가수분해 측정

실험목적안토시아닌 색소의 pH에 따른 변화와 가수분해 측정을 하여본다.실험이론안토시아닌류는 그 이름에서 짐작할 수 있듯이 과실류나 채소류에 존재하는 선명한 빨간색, 자색 또는 청색의 색깔을 가진 수용성인 색소들이며, 전에는 화청소라고도 불려 졌었다이 색소들은 주로 여러 과실들에 그 특유한 선명한 색깔을 주는 색소들이나, 그 반면에 가공 중 산화에 의해서, 그리고 가공처리과정 중에 다른 성분들과의 상호작용 또는 오염된 여러 금속들과 복합체를 형성함으로써 쉽게 퇴색 할 수 있는 색소들이기도 하다. 따라서 이와 같은 색소들의 구조와 성질 등의 규명은 이들을 함유하고 있는 과실들의 적절한 취급과 가공처리를 위해서 매우 중요한 일이다.안토시아닌 색소들은 보통 배당체로서 존재하며, 이들 배당체는 일반적으로 물에 잘 녹는다. 이 배당체들은 산, 알칼리, 또는 효소 등에 의해서 쉽게 가수분해 되어 아글리콘인 안토시아니딘류와 당류로 분리된다.Fig 1. 안토시아닌 구조비교적 안정성이 큰 배당체들인 안토시아닌들의 효소들에 의해서 촉진되는 가수분해의 결과 형성된 안토시아니딘들은 탈색되어 무색이나, 화학적으로 매우 불안정하여 급속도로 산화, 분해되어 전에 갖고 있었던 산뜻한 색깔은 완전히 소실된다.안토시아닌들은 먼저 그 정상적인 형태인 옥소늄 이온의 형태와 카아보늄이온의 형태의 평형 혼합물로 존재한다.이상의 카아보늄 이온, 즉 카아보늄이온의 형태는 안토시아네이스의 가수분해 작용을 받아 3의 위치의 당이 가수분해 되어 이에 해당하는 시아니딘 형태를 형성한다.이 시아니딘의 카아보늄 이온 형태는 다시 가역적인 전위반응을 일으켜 무색의 화합물을 형성하는데 이 최종생성물은 무색이므로 가수분해효소의 작용에 의해서 안토시아닌들의 함량은 감소되며 그 색깔도 점차 탈색된다고 할 수 있다.안토시아닌들은 산성에서는 보통 양이온, 알칼리성에서는 음이온으로 존재하는 양성물질들의 하나이며, 그 색깔은 pH에 따라 크게 달라진다. 즉 안토시아닌 색소들은 대체로 산성에서는 빨간색을, 중성에서는 자색, 알칼리성에서는 청색 또는 청록색을 나타낸다.안토시아닌류의 색깔, 안정성 등에 가장 중요한 영향을 주는 요인은 대부분 연구자들에 의해서 pH로 생각되어 왔다. pH가 산성일수록 안정성이 큰 양이온의 형태로 존재하는 안토시아닌류의 양이 증가하기 때문에 안토시아닌의 안정성은 증가한다. 그리고 그 색깔들도 pH의 변화에 대해서 극히 예민하다고 한다. pH가 낮을수록 그 색깔들은 일반적으로 밝은 빨간색을 갖는다.그러나 pH 산성이 높아지면, 안토시아닌 자체가 산에 의해 가수분해되어 안정성이 낮은 안토시아닌류가 유지되는 상한 pH는 대략 1.8 정도로 생각되고 있다.실험결과실험을 하기에 앞서 먼저 보라색 양배추 250g을 잘게 잘라서 50ml 증류수에 넣고 갈아주었다. 그리고 거즈를 이용하여 추출액을 분리하여주었다.실험 1. Anthocyanin의 pH에 따른 변화먼저 보라색 양배추 추출액 5ml를 취하여 3개의 test tube에 넣어주고 하나는 대조구로 사용, 그리고 나머지 두 개는 각각 10% NaOH 2ml, 10% HCl 20ml를 첨가해 주었다. 변화하는 색을 관찰한 후 1시간 뒤에 다시 관찰하였다.Fig 2. pH에 따른 Anthocyanin의 색깔변화로 왼쪽부터 대조구, 10% NaCl 첨가, 10% HCl첨가를 한 것위에 사진에서 보면 아무것도 첨가하지 않은 대조구, 즉 양배추 추출물은 1시간이 지나도 그대로 진한 보라색을 띠는 것을 볼 수 있다. 그리고 10% NaCl을 첨가하였을 때는 색깔이 황토빛 같은 어둡고 짙은 노란색을 띠었고 10% HCl을 첨가하여준 것은 붉은색을 띠었다.이렇게 안토시아닌 색소의 색깔이 pH에 따라 변화하는 것은 위의 이론에서도 언급했듯이 안토시아닌류는 그 이름에서 짐작할 수 있듯이 과실류나 채소류에 존재하는 선명한 빨간색, 자색 또는 청색의 색깔을 가진 수용성인 색소들이며, 주로 여러 과실들에 그 특유한 선명한 색깔을 주는 색소들이나, 그 반면에 가공 중 산화에 의해서, 그리고 가공처리과정 중에 다른 성분들과의 상호작용 또는 오염된 여러 금속들과 복합체를 형성함으로써 쉽게 퇴색 할 수 있는 색소들이기도 하다. 안토시아닌 색소들은 보통 배당체로서 존재하며, 이들 배당체는 일반적으로 물에 잘 녹는다. 이 배당체들은 산, 알칼리, 또는 효소 등에 의해서 쉽게 가수분해 되어 아글리콘인 안토시아니딘류와 당류로 분리된다. 안토시아닌 색소들은 대체로 산성에서는 빨간색을, 중성에서는 자색, 알칼리성에서는 청색 또는 청록색을 나타낸다. pH가 산성일수록 안정성이 큰 양이온의 형태로 존재하는 안토시아닌류의 양이 증가하기 때문에 안토시아닌의 안정성은 증가한다. 그리고 그 색깔들도 pH의 변화에 대해서 극히 예민하다고 한다. pH가 낮을수록 그 색깔들은 일반적으로 밝은 빨간색을 갖는다.위의 사진에서도 알 수 있듯이 pH가 낮은 산성용액을 넣어준 안토시아닌 색소의 색깔이 pH가 높은 알칼리 용액을 넣어준 안토시아닌 색소보다 붉은색을 나타내는 것을 확인할 수 있다. 알칼리성에서는 청색 또는 청록색을 나타낸다고 하였는데, 처음에 10% NaCl 용액을 넣어주었을 때는 청색이었는데 시간이 지나자 녹색이되면서 지금과 같은 색깔로 변하였다.즉, 이번 실험을 통해서 Anthocyanin 색소는 pH에 따라서 색깔이 변한다는 것을 알 수 있었다.실험 2. Anthocyanin 가수분해의 측정이 실험은 안토시아닌 색소에 알코올을 첨가하였을 때 아밀 알코올 층이 나누어지는 것과 색소의 이동에 대해서 관찰하는 실험이다.한 개의 test tube에는 5ml의 amyl alcohol과 양배추 추출액 5ml를 넣고 흔든 후 물중탕해주었고 다른 test tube에는 여기에 10% HCl 3~$방울을 가해준 후 물중탕 시켜주었다. 이 때 amyl alcohol의 층의 색깔을 관찰하는데 알코올 층의 색깔이 무색이면 anthocyanin은 glycoside의 형태로 있고, 보라색이면 유리상태로 존재하는 anthocyanin의 색깔이다.

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안토시아닌, 아글리콘, 안토시아니딘류, 수용성 색소, 아글리콘인 안토시아니딘류

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난백의 거품형성능력

1. 서 론난백은 심하게 교반시 독특한 foamming현상이 일어나므로 식품에 다양한 조직감을 주면서 광범위하게 등용되고 있다. 여기서 거품이란 액상의 난백에 기포가 분산되어 반고상의 거품을 형성해 안정성을 갖게 되는 상태를 말한다.난백을 교반하면 기포가 생겨 기포의 표면에 단백질 분자가 흡착되어 공기와 접촉하면 변성한다. 교반이 진행됨에 따라 거품막은 두껍게 되고 경화하여 거품은 안정된다.기포성에 영향을 미치는 인자는 난백의 종류, 첨가물, 계란의 신구, 교반하는 방법, PH, 온도 등이다.이번 실험에서는 난백의 거품이 형성되는 원리와 난백에 첨가한 첨가물의 종류에 따라 거품의 형성에 미치는 영향을 알아보고, 난백거품을 방치함으로 그 액이 떨어지는 속도를 통해 거품의 안정성에 대해 알아본다.2. 이론○ 난백난백은 달걀의 흰자를 말하는 것으로 외부 묽은 난백, 짙은 난백, 내부 묽은 난백, 칼라자층 등으로 구성된다. 이 네 부분은 닭의 품종, 환경조건, 달걀의 크기 등에 따라 다르다. 난백의 주요 고형물은 단백질이며 수분 약 89%, 단백질 약 10%, 지질 0.03%, 탄수화물 약 1%, 무기질 약 0.6%로 구성된다. 난백은 닭의 품종, 나이, 달걀의 저장조건, 기간 등에 따라 고형물의 조성에 차이가 있다. 난백의 지질 함량은 난황의 지질 함량에 비하여 무시할 정도로 낮다. 탄수화물은 결합상태와 유리상태로 존재하며, 유리 탄수화물의 약 98%는 글루코오스이고 결합된 탄수화물은 당단백질의 형태로 존재한다. 무기질 함량은 시료에서 많은 영향을 받는다. 난백에는 황과 나트륨이, 난황에는 인, 칼륨, 칼숨, 마그네슘, 철이 많이 들어 있다.난백은 40여종의 단백질로 이루어진다. 단백질은 단순단백질인 알부민, 글로불린 외에 당단백질인 뮤코이드, 뮤신이 존재하는 점질성의 물질이다. 또 라이소자임 등의 항균성 물질을 내포하고 있기 때문에 달걀을 깨뜨리기 전에는 보존성이 높다.오브알부민은 가열하면 응고되고 단백질 변성을 일으키는 약품에 쉽게 변성된다. 콘알부민은 열에 쉽게 응고되고, 철과 결합하여 불활성화 된다. 당단백질은 오보뮤코이드는 열에 응고되지 않으며 트립신 작용을 저해한다. 리소자임은 세균의 세포막을 용해시킬 수 있다. 섬유상 당단백질인 오보뮤신은 짙은 낙백에 다량 함유되어 있고 열에 안정하다. 짙은 난백층은 묽은 난백층보다 네 배쯤 더 많은 오보뮤신을 함유한다. 오보뮤신은 난백의 묽어짐 현상에 직접 관계한다. 아비딘은 비오틴과 결합하여 이용률을 떨어뜨린다.난백은 그 단백질의 성질상 거품이 잘 일어나 난백을 강하게 저으면 거품을 형성한다. 단백질의 표면형성은 비가역적이므로 안정한 거품을 만든다. 난백단백질 중에 글로불린이 기포를 가장 잘 만든다. 신선도가 높은 것은 농후난백이 많지만, 시간이 경과함에 따라서 점도를 잃어 수양화된다. 신선하지 않은 달걀은 기포성이 크지만 안정성은 떨어진다. 저온보다는 실온에서 기포성이 크다.3. 결론 및 고찰(1) Specific gravity(비중)비중=난백의 거품과 종이컵의 무게 - 종이컵의 무게물과 종이컵의 무게 - 종이컵의 무게① 대조구0.211=40.87g ? 3.49g180.40g ? 3.46g② 20g의 sucrose 첨가0.343=64.14g ? 3.43g180.40g ? 3.46g③ 0.75g의 cream of tartar 첨가0.160=31.74g ? 3.45g180.40g ? 3.46g④ 1.2g의 NaCl 첨가0.186=36.40g ? 3.47g180.40g ? 3.46gTable 1. 각 처리구에 따른 비중구 분비 중대조구0.21120g의 sucrose 첨가0.3430.75g의 cream of tartar 첨가0.1601.2g의 NaCl 첨가0.186난백 즉, 달걀의 흰자를 거품을 내어 비중과 안정성을 측정하였다. 난백의 비중과 안정성은 대조구를 제외하고 총 3개의 처리구로 나누었는데, sucrose, cream of tartar, NaCl을 첨가 했을 때 어느 것이 난백의 거품에 안정성이 있느냐 하는 실험이었다. 비중이란 순수한 물의 밀도에 대한 어떤 물질의 밀도의 비이다. 난백의 비중을 구하는 공식에서 물과 종이컵의 무게는 3개 조의 값을 평균값을 내어 사용하였다(177.48g, 177.6g, 186.11g). 거품을 낸 달걀 흰자는 종이컵에 증류수를 담은 만큼 똑같이 담아주고 무게를 재어주면 된다. 물의 밀도는 1인데 모두 물의 비중인 1보다 작기 때문에 물위에 뜰 것이다. 또한 위의 결과를 살펴보면 대조구를 기준으로 설탕을 첨가했을 때는 비중이 더 크지만 cream of tartar와 NaCl을 첨가했을 때는 더 작은 것을 볼 수 있는데, 이는 같은 부피의 거품을 종이컵에 담아 그 무게를 측정한 결과 설탕이 제일 무게가 많이 나간다는 것과 같다. 이는 곧 거품 형성시 거품이 많이 형성되면 그만큼의 부피도 커지기 때문에 무게가 작게 나갈 것이고 거품 형성시 적게 형성되면 부피도 작아지기 때문에 무게가 커져 자연스럽게 비중이 더 큰 것이다.비중의 크기는 20g의 sucrose 첨가 > 대조구 > 1.2g의 NaCl 첨가 > 0.75g의 cream of tartar 첨가 순이며 산 첨가 시 가장 비중이 작게 형성되었다.(2) 안정성거품의 안정성은 같은 시간에 거품에서 다시 액상상태로 되는 양을 비교하였으며 거품 형성시 가해지는 힘과 시간은 같았다.Table 2. 각 처리구에 따른 시간의 변화에 따라 떨어지는 액체의 부피시간(분)5분10분20분30분부피(ml)대조구46.58.51020g의 sucrose 첨가0.150.40.50.60.75g의 cream of tartar 첨가2.571113.51.2g의 NaCl 첨가810.51314Fig 1. 시간경과에 따른 난백거품에서 액상으로 떨어지는 양 (순서대로 거품 형성 직후, 5분, 10분, 20분, 30분 경과)Fig 2. 시간경과에 따른 설탕을 첨가한 난백거품에서 액상으로 떨어지는 양 (순서대로 거품 형성 직후, 5분, 10분, 20분, 30분 경과)Fig 3. 시간경과에 따른 cream of tartar를 첨가한 난백거품에서 액상으로 떨어지는 양 (순서대로 5분, 10분, 20분 경과)Fig 4. 시간경과에 따른 NaCl을 첨가한 난백거품에서 액상으로 떨어지는 양 (순서대로 5분, 10분, 20분, 30분 경과)비중과 마찬가지로 sucrose, cream of tartar, NaCl을 첨가 했을 때로 대조구 이외에 총 3개의 처리구로 나누어 난백의 안정성을 실험했다. 안정성 실험의 경우는 난백의 거품을 깔때기에 넣어서 얼마나 떨어지는지 관찰을 하는 것이다. 다음의 그림은 처리구에 따른 난백 거품에서 떨어진 액체의 양을 그래프로 만든 것이다.Fig 5. 대조구 외 처리구에 따른 난백 거품에서 떨어진 액체의 양Table 2와 Fig 5에서 볼 수 있듯이 NaCl을 첨가한 처리구에서 떨어진 액체의 양이 가장 많았다. 이것은 NaCl을 첨가한 처리구가 안정성이 가장 떨어지는 것을 의미한다. 눈으로 보기에도 거품이 가장 조밀했던 sucrose를 첨가한 처리구는 안정성이 높아 떨어지는 액체의 양이 가장 적었다.난백의 기포성은 단백질의 변성에 의해 설명할 수 있다. 단백질 변성을 일으키는 요인들이 매우 약하게 또는 극히 짧은 시간 작용할 때는 이상의 자연 단백질의 2차적, 제3차적 결합의 해리, 재결합, 수화상태의 변화 등이 잠시 동안 일어난다. 즉, 분자 내부의 중첩된 궂게 펴지며, 감겨진 분자구조는 풀어지게 되나, 이와 같은 변성요인들을 제거할 때는 점차 원래의 형태를 갖게 된다. 난백이 물리적인 힘을 가하면 거품이 되었다가 시간이 지나면 다시 원래의 상태로 변화하는 것이 여기에 속하는 과정이라고 말할 수 있다. 이와 같은 변성은 가역적 변성이라고 부르며, 보통 그 자연 단백질이 원래 갖고 있던 어떤 특정된 생물학적 특성과 기능을 다시 갖게 됨을 의미한다.난백을 교반하면 기포가 생긴다. 기포의 표면에 단백질 분자가 흡착되어 공기와 접촉하면 변성한다. 교반이 진행됨에 따라 거품막은 두껍게 되고 경화하여 거품은 안정된다. 난백이 기포성이 있는 것은 오보글로불린과 오보뮤신 때문이다. 난백을 저어 처음 생긴 공기방울을 둘러싸고 있는 포막은 두껍지만 계속 저으면 기포가 많이 생김으로써 포막이 얇아지고 부분적으로 응고하여 기포가 더 안정된다. 안정된 기포를 더 심하게 저으면 포막이 찢어져 응집되므로 기포의 부피와 안정성에 좋지 않은 영향을 미친다. 난백의 주된 단백질인 오브알부민(ovalvumin)은 기포성과는 거의 관계가 없는 것으로 생각되고 있다. 안정된 거품도 그대로 방치하면 수양화한다. 따라서 충분히 교반하여 단백질이 변성하기까지 기포가 꺼지지 않도록 하는 것이 중요하다. 기포성에 영향을 미치는 인자는 난백의 종류, 계란의 신구, 교반하는 방법, PH, 온도, 첨가물 등이다. 계란은 수양난백이 많을수록, 또 교반을 강하게 할수록 거품은 일어나기 쉽고 또 난백 알부민의 등전점에서 가장 잘 거품이 난다. 이것은 단백질이 등전점 부근에서 가장 변성하기 쉬운 것과 용해도가 적기 때문에 용해도 점도가 낮아져 교반하기 쉽기 때문이다.

자연과학| 2012.11.14| 6페이지| 2,000원| 조회(1,034)

단백질, 안전성, 난백거품, foamming현상, 난백 교반

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