화장품의 물성화장품의 물성 : 화장품의 물리화학에 대하여 물질의 성질 및 성질의 변화에 관한 학문이다.화장품 용해상태용해되지 않은 것의 통합상태(1) 콜로이드 (Colloid)- 서로 성질이 다른 두 상이 접촉하여 한 상이 녹아있는 것처럼 작은입자로 분산되어 있는 상태이다.이때 녹아있는 것처럼 작은 입자로 분산되어 있는 성분을 분산상 (Dispersion Phase)용매와 같은 녹이는 성분과 같은 성분을 분산매 (Dispersion Medium)* 콜로이트의 목적 : ① 분산콜로이드를 어떻게 제조하는가?② 완전히 안정한 계는 없기 때문에 어떻게 하여 안정성을 향상시키는가에 있다,(2) 계면 (Interface)- 2개의 상이 접하고 있는 경계면을 자칭하며, 기상과 액상또는 과상이 접하 고있는 경우를 보통으로 표면(surface)이라 한다,- 계면장력 : 단위 면적을 늘리는데 요구되는 일- Collidal Dispersion 계에서는 완전히 분리된 계에서 보다 계면이 매우 큼(3) 계면활성제의 성질: 계면에 흡착하여 계면장력을 현저히 저하시키는 물질의 계면활성제라 한다.- 용도에 따라 ①유화제 ②가용화제 ③ 습윤제 ④ 세정제라고도 한다.공동으로는 화학구조, 즉 물에 대하여 친화성을 나타내는 친수기와 물에 대하여 친화성을 나타내지 않는 소수기를 가지고 있다,(4) HLB( hydrophile-lipophile-balance)계면활성제 분자중에서 친유성인 부분과 친수성인 부분의 균형을 나타낸다. 그러므로 친유성 유화제는 HLB가 낮으며, 친수성 유화제는 HLB가 높게 나타난다. 이 HLB는 계면활성제를 선택 할 때 매우 유용한 기준이 된다. 그러나 HLB는 계면활성제를 선정하는 하나의 방향 제시가 되는 기준일 뿐 모든 계면활성제에 전반적으로 적용될 수 있는 기준은 아니다.(5) 액정 (Liquid Crystal, Mesophase)- 액체와 결정 (고체)의 중간상태로 분자가 어느정도의 규칙적인 배열을 이룸 으로써 액체 (엔트로피가 큼 - 배열이 없음)와 고체 (엔트로피가 작음 - 규 칙적인 배열)의 중간적인 유동성과 광학성질을 보인다.Thermotropic 액정 : 열과 관계한다.Lyotropic 액정: 용매와 관여한다- 계면활성제의 농도가 증가하게 되면 계면활성제가 Association을 이루게 되 며, 육면체와 같은 육방정계 (Microemulsion계), 층상구조인 라멜라계 (Liposome계) 등으로 일정한 배열을 갖게 된다.(6) 회합 (Association)- 비교적 작은 분자나 이온들이 서로 뭉쳐있는 상태이다.- 계면활성제가 서로 뭉쳐있는 회합체를 미셀 (Micelle)이라 한다.(7) 구름점 (Cloudy Point)- 비이온 계면활성제의 수용액에서 온도가 상승시 갑자기 탁해지는 온도를말한다 , - 유화계에서 전상온도에 같다(8) 크라프트점 (Krafft Point)- 이온성 계면활성제 수용액에서 어느 온도이상에서 용해도가 갑자기 증가하는 온도를 말함- 계면활성제가 Micelle을 형성함으로써 물에 대한 용해도 증가한다.(9) 크리밍 (Creaming) ,- 유화계에서 분산상과 분산매의 비중차이로 분리되는 과정- 분상상의 입자를 작게하거나, 분산매의 점도를 높이면 감소 한다(10) 응집 (Coagulation)- 분산상 입자간에 인력에 의해, 즉 반발력이 적어 입자들이 서로 뭉쳐지는 현상- 입자표면의 전기이중층 형성, 즉 이온성 계면활성제의 사용으로 응집현상 감소(11) 합일 (Coalescence)- 분산상의 입자가 합쳐져 결국에는 열역학적으로 안정한 2층으로 분리되는 현상
응집제의 종류와 사용방법1. 응집제의 종류 및 장단점응집제는 물속에 현탁, 분산하고 있는 미세입자, 콜로이드입자를 결합시켜서 큰 입자(floc)로 하여 침전, 여과, 부상분리 등의 고액 분리를 용이하게 하는 목적으로 사용되는 약품을 말한다.⑴ 유기응집제와 무기 응집제의 분류침전시간을 단축하여 침전효율을 증가시키기 위하여, 또는 미세한 입자나 용 해성 물질 등을 침전, 분리하여 제거하기 위하여 응집을 실시한다.구분응집제의 종류장점단점응집적정pH무기황산알루미늄(AL2(SO4)3, Alum)-부식성, 자극성이 없어취급 용이-착색현상이 없음- 응집범위(5.5~8.5)- Floc이 가볍다5.5~8.5황산제2철(Fe2(SO4)3- Floc이 무겁고 침강성양호- 대체로 저가응집 pH범위넒음 (pH 3.5이상)- 철이온 잔류- 부식성이 강함- 부식성이 강함9~11염화제철(Fecl3)- Floc이 무겁고 침강성이양호- 시설물 및 폐수에 착색- 취급에 주의 필요4~12폴리알루미늄(PAC)- Floc형성이 빠름- 효율이 좋다- 고가이다무기 고분자 응집제유기(보조제)고분자 응집제(Polymer)- Floc형성을 크게 한다- 고가이다(2) 무기 응집제의 유기응집제의 장단점(3) 무기 응집제의 장단점(4) 유기고분자응집제의 특성- 황산알루미늄(Alum)만으로 처리하기 어려운 폐수에 유효하다- 첨가한 응집제의 석출이 일어나지 않는다- pH가 변화하기 않는다- 발생오니량이 알루미늄의 경우에 비하여 적다- 탈수성이 개선된다- 이온의 증가가 없다- 공존염류, pH, 온도의 영향을 잘 받지 않는다.(1)분산성 현탁입자를 포함한 폐수에 고분자응집제를 투입함(2)고분자응집제 분자들이 현탁입자 표면에 흡착되기 시작함(3)완속교반에 의해 고분자응집제 분자들이 서로 얽히게 되고, 입자간 가교에 의해 입자경이 커져서 침전되기 시작함(4)고액분리(침전)가 완료된 상태(4)-1 고분자 응집제 타입별 폐수 및 효과응집제타입적 용 폐 수효 과음이온(ANION)무기 현탁입자로 구성되어 있으며 현탁입자의농도가 비교적게받음(일반적 유효 pH 영역:4~10)양이온(CATION)유기 현탁입자 또는 콜로이드상의 미세입자로 현탁되어 있는 폐수*음전하(제타전위)를 갖는 현탁액의 침강 및 부상분리 촉진*유기성 현탁물질 (활성 슬러지등)의 탈수및 여과촉진(5) 응집보조제 : 응집제의 응집효율을 증가시키기 위해 통상 소량으로 사용되며 대표적인 것은 산, 알칼리, 활성규사, 점토(clay)등이 있고, 이 중 bentonite라 불리우는 clay는 물에 적당한 탁도를 유지시켜 응집이 잘 일어나도록 해준다.(6) 응집과정- 응집제의 수중첨가- 수중에서의 응집제의 확산- 응집제와 탁질입자와의 접촉을 위한 교반- 입자를 성장시켜 크고 무거운 플럭(Floc)으로 하기 위한 교반(7) 응집의 영향처리수 중에 응집제를 첨가하려면 먼저 반응조에서 급속교반9120～150rpm) 과정에서 주입하여야 한다. 이는 수중에 응집제가 확산해서 응집제와 반응 대상고형물질의 양호한 접축을 위해서이다. 다음에는 응집조로 보내 완속교반(20～70rpm)을 시키면서 polymer를 주입시켜 floc이 생성되면 침전조로 보내 고액분리시켜야 한다. 교반시 입자끼리 충돌 횟수가 많을수록 좋으며 입자의 농도가 높고 입자경이 불균일할수록 응집효과가 크다(8) Jar Test(응집교반시험)폐수처리시 폐수 중에는 각종 용해성 물질과 이온 등이 복합적으로 작용하기 때문에 너무 복잡해 가장 효율적이고 경제적인 응집 효과를 얻기 위해서는 최적 pH의 범위와 응집제의 최적 주입농도를 알기 위한 응집교반시험을 Jar Test라고 한다.- Jar Test를 실시할 경우의 순서는 다음와 같다① 처리하려는 폐수를 4～6개의 비커에 500㎖ 또는 1ℓ씩 동일량을 취한다.② 교반기로 최대의 속도로 급속 혼합(120～150rpm) 시킨다.③ pH 조정을 위한 약품과 응집제를 짧은 시간 안에 주입시킨다. 응집제의 주입량은 왼쪽에서 오른쪽으로 증가시켜 주며 이론상으로 3번째의 beaker에서 응집이 가장 잘 일어나도록 한다.④ 교반기의 회전속도를 완속교반 결정이 석출하여 겨울철에는 주입관이 폐쇄되는 경우가 있다. 알루미늄의 응집작용은 물속의 알칼리와 반응하여 Al(OH)3를 생성하고 이것이 물 중의 부유물질과 결합해서 점차 성장하여 큰 floc으로 되어 침강한다.Al2(SO4)3 + 3Ca(HCO3)2 = 2Al(OH)3 + CaSO4 + 6CO2그러나 Al(OH)3의 생성과정과 응집기전은 복잡하여 응집과정에서 Al의 중합이온(Al8(OH)4+, Al8(OH)2+ 등이 혼재함)이 생성하며, 이 생성은 pH, 공존이온, 응집제등에 좌우되며 floc의 형성능력에 크게 영향을 미친다. 또한 수산화알루미늄의 용해도는 pH 5.5～8.5에서는 0이므로 황산알루미늄에 의한 응집은 이 범위내에서 이루어진다.(2) 폴리염화알루미늄폴리염화알루미늄(PAC)은 [Al2(OH)nCl6-n]n의 조성을 갖고 있는 염기성 중합알루미늄으로서 무색 내지 엷은 황갈색의 액체이며 산화알루미늄(Al2O3)의 함량은 10～11%이고 응집효과와 안전성에 밀접한 관계가 있는 염기도는 45～60%이다. 이 제품은 양의 하전을 갖는 Al의 다핵착이온을 많이 함유하고 있고 물속의 부유물질에 대한 전기적 중화능력과 OH가교작용에 있어서 황산알루미늄보다 우수하며 황산알루미늄 주입시에 일어나는 알칼리도 및 pH 저하현상이 없어 최적 응집 pH범위가 넓고 물의 온도가 낮아도 사용할 수 있어 정수처리시설의 유지관리가 쉬운점이 있으며 일반적으로는 겨울철 또는 고농도의 원수처리에 사용되고 있고 우리나라도 전국 정수장에서 이 제품을 널리 사용하고 있다.(3) 폴리황산규산알루미늄폴리황산규산알루미늄(PASS)는 Ala(OH)b(SO4)c(SiO2)d(H2O)x의 조성을 갖고 있는 염기성 폴리알루미늄 히드록시 실리케이트 설페이트화합물로서 투명한 액체이며 산화알루미늄(Al2O3)의 함량은 8.0%이상이다. 이 제품의 특징은 PAC와 같이 넓은 pH에서 작용하므로 원수의 pH를 조절할 필요가 없으며 온도의 영향을 적게 받아 동절기에도 효과가 지속되며 사용량도 AS 또는 PACC와 같이 저온, 고탁도에서의 응집력이 좋으며 , 고온, 높은 pH 에서도 응집성능이 감소되지 않고 floc이 치밀하며 무겁고 균질하여 침강속도가 빠르다.(5) 황산제이철황산제이철(Fe2(SO4)3ㆍxH2O)의 조성을 갖고 있는 철 화합물로서 회색 내지 백색의 분말 또는 결정이다. 이 제품의 특징은 지하수의 정수처리에 효과적이며 다른 응집제와 혼합하여 많이 사용된다. 잔류 알루미나의 문제점은 없으나 용출 철의 관리를 하여야 한다.(6) 염화제이철(액체)염화제이철은 FeCl3의 조성을 갖고 있는 황갈색 내지 오렌지색의 액체이다. 이 제품의 특징은 황산제이철의 특성과 유사하다.(7)폴리아민폴리아민은 에피클로로히드린-디메틸아민 폴리아민으로서 무색 내지 황갈색의 유기응집제이다. 일반적으로 유기응집제는 pH등 수질에 크게 영향을 받지 않으며 폴리아크릴아미드와 유사한 기능을 갖고 있다.2-2 응집보조제응집보조제는 정수처리에 있어서 응집제의 효과를 높이기 위하여 첨가되는 약품을 말하며 그 목적에 따라서 다음과 같이 분류한다.O floc형성조제 : 알긴산나트륨, 규산나트륨 등O floc중질화제 : 벤토나이트, 카오린 등O pH조정제 : 산, 알칼리(1) 알긴산나트륨알긴산나트륨은 다시마 등의 갈조류 중에 있는 폴리만뉴론산의 알루미늄, 칼슘염을 알칼리 추출해서 얻어지는 것으로서 물에 들어가면 카복실기가 해리해서 음이온성의 전해질이 되며 1%수용액에서 100～1,000cp의 점도가 있다. 조립현탁액에 첨가하면 고분자에 의해 가교흡착 응집작용을 일으켜 침강 촉진효과를 갖는다. 물을 정수처리할 때 황산알루미늄 등의 무기응집제의 보조제로 사용하며 사용할 때에는 0.1～0.5% 수용액을 원수에 대해서 0.2～0.5ml/L의 비율로 첨가한다.2-3. 알칼리제물의 pH를 조절하기 위하여 사용되는 약품으로서 소석회, 수산화나트륨, 탄산나트륨등이 사용된다. 또한 우리나라는 그동안 주로 소석회를 사용하였으나 분말이어서 자동투여가 어렵고 스럿지가 많이 생성되어 최근에는 액체 수산화나트륨을 사용하는(1) 황산동조류 특히 엽록소를 갖는 조류의 제거에 효과가 우수하다. 물속에 함유된 미량의 동이온은 생물에는 유익하지만, 그 양이 많아지면 어류, 갑각류, 연체동물, 곤충, 동식물성 플랑크톤 등 대부분의 수생생물의 생육을 저해한다. 이들에 대한 황산동의 독성은 모두 다르며 또한 수온, 탁도, 경도, CO2, 인산염 등 물에서의 물리적, 화학적 성질에 의해서도 차이가 있다. 정수처리에 장애를 일으키는 주요 조류에 대한 황산동의 치사농도(mg/L)는 규조류인 Asterionella는 0.12～0.2, Cyclolella는 0.25, Fragilaria는 0.25 Synedra는 0.12～0.25이고 남조류인 Anabeara는 0.12～0.48, Microcytis는 0.2이며, 녹조류인 Pandorina는 2.0～10.0이다.2-5. 소독제물속의 세균은 여과처리에 의해 99%가 제거되나 안전성을 보증하고 급수과정에서의 오염방지를 위하여 소독제를 사용하고 있으며 현재까지는 주로 염소계화합물이 사용되고 있으나, 염소가 물중의 휴민물질과 반응하여 트리할로메탄이라는 발암물질이 생성되는 것이 밝혀지면서 산소계화합물인 이산화염소, 오존의 사용량이 늘고 있다.(1) 액화염소, 고도표백분, 차아염소산나트륨모두 염소계화합물로서 특징은 값이 싸고 잔류성이 있어 급수과정에서의 오염도 방지할 수 있다는 장점이 있으며 대규모 정수장에서는 액체염소를 소규모 정수장, 간이상수도, 우물 등에서는 차아염소산나트륨, 고도 표백분이 사용되고 있다. 소독 작용기전은 모두 염소로 작용하며 자세한 것은 정수처리방법중 소독항을 참조하기 바랍니다.(2) 이산화염소산소계의 강력한 산화제로서 트리할로메탄을 생성하지 않으며 염소계와 달리 물의 pH가 높아도 소독효과가 일정하게 유지되며 냄새(클로로페놀의 악취등), 조류, 중금속 제거효과가 우수한 장점이 있으나 가격이 비싸고, 잔류성이 없는 결점이 있으며, 이산화염소 역시 고농도로 사용하면 질산염과 같이 메트헤모클로빈증을 유발할 수 있다는 연구보고가 있다. 이 제있다.
1. 우유의 ( 신선도 test 방법 )질(1) 관능검사? 충분히 교반한 후 깨끗한 시험관에 10ml정도의 시료를 취하여, 밝고 냄새가 없는 장소에서 실시.? 목적 : 관능에 의해 우유의 향,미,색조,응고물,먼지 및 이상유 등을 검사(2) 비중측정? Quevenne's lactometer를 사용하여 측정값을 우유온도 15℃에서의 수치로 환산.? 목적 : 우유의 가수, 유지, 기타 부정유 검출에 도움.(3) 지방측정? Gerber법, Babocock법 또는 Rose-gorllieb법으로 실시.? 자동탁도측정법 : Milkotester, Anritsu Milk checker 사용.(4) 산도측정? 목적 : 우유, 유가공품의 신선도를 검사하는 방법.? 중화적정법 : 0.1N NaOH로서 적정하여 중화한 유산 %를 산출.? (유산(%) = 0.1N NaOH 적정량(ml)×f×0.009/시료의 채취량(g)×100(5) 알코올시험? 목적 : 우유의 가열에 대한 저항성을 보기 위하여 사용.? 10-15℃의 70%(V/V)에탄올과 시료 유를 동량으로 혼합하여 4-5초 후에 응고물의 유무 정도를 조사.(6) 진애시험? 일정량의 생유 중에 함유되어 있는 Sediment disc상의? 이물(털,곤충,짚,사료,흙,모래)의 유 무, 수량을 조사.(7) Rrsazurin 시험? Resazuin(적자색)의 환원정도로서 간접적으로 우유 중 세균수를 추정하는 방법.(8) TTC 시험? 목적 : 세균 발육 억제물질 잔유량을 검출.? 방법 : 시험관에 시료 9ml를 취한후 80℃에서 5분간 살균 후 37℃로 냉방하여 Streptococcus thermophilus 510 배양액 1ml를 혼합하여 37-38℃ Water bath에 2 시간 배양한후 TTC시약 0.3ml를 혼합하여 30분간 배양.? 판정: 양성 (유백색), 의양성(복숭아색), 음성(적색, 방부제 함유 않된 것)(9) Phosphatase 시험? 목적 : 생유가 정확히 가열처리공정을 거쳤는지의 여부를, 또는 가열살균유에 생유가 흘러법에 의해 검사 (배양온도 30℃에서 72시간 배양)? 일반 세균 추정 기준 : 1ml당 100만 이하.(11) 체세포수 검사? 직접 현미경검사, Coulter counter, Fossomatic 및 Somacount? 허용농도 : 75만개/ml 이하? 대표적인 체세포 : 백혈구, 상피세포.2. 우유에 들어가는 요소성분우유모유성분우유모유총고형분(g)12.412.5비타민 B6(㎍)4613지 방(g)3.53.8비타민 B12(㎍)0.420.05유 당(g)4.87.0나이아신 (㎍)90170단백질(g)3.30.9비타민C (㎍)1.74.4무기질(g)0.70.2비타민D (㎍)0.060.05칼 슘(mg)11530비타민E (㎍)88520인 (mg)9215비타민K (㎍)173.4철 (㎍)4680IgA (mg)3100비타민 A1(㎍)3054IgG (mg)603비타민 B1(㎍)3715락토페린 (mg)10170비타민 B2(㎍)18038라이소자임(mg)0.01340(1)〈우유와 모유의 화학적 조성 (100g중)〉(2)우 유???????????????????????????????무지고형분 수 분 지 질(9.00) (87.02) (3.98)????????????????????????????? ????????????????질소화합물 유 당 수용성 무기질 Triglycerides 기타 지용성 화합물? (4.77) Vit.B,C (0.75) (3.90) (0.08)??????????????????????????????????? ?? 인지질? ? ?? Sterois비단백태화합물 단백질 ?? Lecithin(trace) (3.48) ?? Carotenoids? ?? 비타민 A,D,E,K??????????????????????????????????? ?? Cephaline? ? ?? SphingomyelinCasein Whey protein(2.83) (0.65)???????????????????????????????? ??????????????????????????????α β κ 열 불안정성 열????????????????????????Albumin 기 타 Globulin(0.56) (효소) (0.09)????????????????????????????? ????????????????β-Lactoglobulin α-Lactalbumin Serium albumin IgG1 IgG2 IgA IgM〈우유의 주요 화학적 조성분〉3. 우유의 살균- 역사적으로 우유의 가영처리는 보존기간을 연장시키는 목적으로 처음 시작되었으나 후에 우유에 의해 전염되는 질별 확산을 방지하기 위하여 열처리가 의무공정으로 되었다.살균은 우유에 존재하거나 존재할 가능성이 있는 소로부터 사람에게 전염될수잇는 인수공통 전염병균을 완전히 사멸시키고, 대부분의 부패성 미생물을 사멸시키는 방법으로 일반적으로 100℃ 이하에서의 열처리가 이용된다.(1) 살균에 사용되는 경우① 더심한 열처리를 하면 우유와 같은 제품의 질이 손상될때② 우유에서와 같이 보통 존재할 가능성이 높은 병원균으로 사멸시키려 할때③ 과일쥬스에 효모와 같이 주 부패균이 열저할성이 높지 않을때④ 살균후에 우유의 냉각과 같이 부가적인 저장법이 실시될때⑤ 치즈 제조에서와 같이 젖산균 스타터를 접종 발효시킬때그리고 살균된 식품은 냉각, 포장에 의한 오염방지, 연유에서오 같이 다량의 설탕첨가, 유기산의 첨가 등으로써 2차적 보존방법으로 강구하는 것이 일반적이다.(2) 우유의 살균 목적은 다음과 같다.① 우유 영양분의 열에 의한 파괴를 최소로 억제 하면서 우유에 존재 하거나 존재할 가능성이 있는 소를 병원균을 사멸시키고② 대분분의 부패균을 사멸시켜서 제품의 저장성을 증가시키며③ 치즈제조와 같이 적산균발효를 시킬때 다른 미생물을 사멸시켜원하는 발효가 잘되도록 도와주며④ 우유를 변질시킬수 있는 우유내의 효소를 파괴하는데 있다. 특히 cream에서 lipase를 열처리에 의해 파괴시키므로서 버터 지방의 분해를 방지할수 있다.〈우유의 살균온도와 살균시간의 관계를 나타내는 North 곡선〉제품명과 방법가영온도 및 시간제품명과 방법가영온도 및 시65.6℃ 30분68.3℃ 30분고온단시간 살균법 (HTST)시 유크 림아이스크림초고온살균법(UHT)모든제품71.7℃ 15초74.4℃ 15초79.4℃ 25초137.8℃ 2초〈 현재사용되는 살균방법 〉(3) 우유의 살균 방법① 저온 살균 (LTLT, Low Temperature Long Time)- 63~65℃에서 30분간 가열 살균하는 방법으로 병원성 세균만 사멸시켜 일부 내열성 세균이나 포자상태의 세균은 그대로 존재하게 되어 보존성이 떨어지는 살균법 입니다. 현재 유럽이나 일본 등지에서는 거의 사용되지 않는 방법입니다.② 고온 순간 살균 ( HTST, High Temperature Short-Time)- 판형 열교환기를 이용하여72~75℃에서 15~20초간 살균하는 방법으로,1940년대 상업화 되어 50년대말 널리 보급된 살균법입니다.③ 초고온 순간 살균(UHT, Ultra-High Temperature)130℃내외에서 1~3초간 순간적으로 살균 처리 후 급속 냉각하는 살균 법으로, 온도 10℃증가에 따른 일반 화학 반응 속도의 증가(Q10)는 2~3배 이지만 세균의 사멸 속도는 8~30배로서 우유의 영양소 파괴를 최소로 하는 진보된 살균법입니다4. 우유의 효소1) 가수분해 효소① lipase천연적으로 활성을 갖는 피막 lipase와 casein이 결합되어 있는 유청 lipase 가 있으며, 지방의 산패에 관여하는 것은 유청 lipase이다.② protease유중에 원래부터 들어 있는 효소로 가열에 의하여 casein과 같이 침전된다. trypsin과 같은 작용을 하는 단백효소로서 유단백을 서서히 분해하여 pepton, amino acid, ammonia, proteose, polypeptide 등을 생산한다. 최적 pH는 8.5이다. 1% 클로로폼 또는 15% NaCl에 의하여 파괴된다. 75 ∼ 80℃ 의 가열에 의해서도 파괴되며, 산성용액에서는 72℃, 10분간 가열에 의해서 파괴된다.③ phosphatase산성 phosphatase와 알카리성 phos의 처리 검정에 이용된다.④ amylase우유 중 α-amylase로 존재하고, 일명 diastase라 한다. 우유를 50℃에서 30분간 가열하면 액화력이 상실되고, 70℃로 가열하면 당화력은 파괴된다.⑤ lactase : 유중의 유당분해 효소로 glucose와 galactose로 분해한다.2) 산화·환원 효소① catalase (2H2O2 → 2H2O + O2)우유의 catalase에는 본래 우유에 함유되어 있는 효소와 세균에 위한 것이 다. catalase는 과산화수소를 물과 분자상태로의 산소로 분해한다. 우유의 catalase함량은 개체간의 차이가 있으며, 특히 초유와 유방염유 등에 많이 들어 있고 그 함량은 백혈구 수에 비례하는 경향이 있으므로 유방염유 검출 에 사용된다. 정상유에는 25℃, 2시간 사이에 우유 100㎖당 5 ∼ 20㎖의 산 소를 유리할 수 있는 catalase량이 들어 있다. 최적 pH는 6.8 ∼ 7.0이며, 0 ∼ 10℃에서 가장 활성이 크다.② peroxidaseH2O2로부터 활성 산소를 유리하기 때문에 이 산소를 받으면 청색으로 되는 phenlydiamine과 같이 H2O2를 가하면 이 효소를 검출할 수 있다. 75℃에서 5분간 또는 85℃에서 25초의 가열로 활성을 잃게 되므로 우유의 고온가열의 판정에 이용된다. 우유의 peroxidase는 어떤 종류의 젖산균의 발육을 억제하 는 작용이 있으므로 lactenin L2라고도 불리며, 이와 같은 점성에서 식물성 peroxidase와는 성질이 다르므로 lactoperoxidase로 명명되고 있다.③ xanthinase우유에 있어서 고온 가열의 판정에 이용, 모유에는 존재하지 않으므로 모 유와 우유의 판별에 이용되는 효소이다.④ 환원효소(reductase)유중 세균의 번식에 의하여 생산되는 효소로 methylate blue를 환원 탈색한 다. 그 탈색속도는 효소의 양, 나가서는 세균 수를 나타내는 것으로 reduction test는 바로 세균의 오염도를 알아보기 위한 것이다. 보통 7다.
Ⅰ. 멸균1. 멸균법의 정의미생물 실험은 적당한 배지를 준비하여, 목적으로 하는 미생물만을 순수 배양한 동일 집단을 가지고 연구한다. 주위에는 다양한 미생물들이 존재하고 있으며, 이것들이 배지에 오염되어 자라게 된다면 실험하고자 하는 미생물에 의한 결과를 얻을 수 없다. 따라서 배지는 미생물을 배양하기에 앞서 배양기 내의 모든 미생물들을 사멸시키거나 제거하여야 한다. 이러한 과정을 멸균이라고 한다.2. 멸균법의 종류물리적 방법화학적 방법건열 멸균법화염 멸균법, 건열 멸균법습열 멸균법자비, 고압증기, 저온, 초고온 멸균법비열 처리법자외선 멸균법, 초음파 멸균법, 냉동법화학적 방법중금속류, 할로겐 화합물, 산화물, 페놀 및 유도체 등① 화염 멸균법( Flame sterilization )소독하려는 물품을 직접 불꽃에 20초이상 접촉시켜 표면에 부착된 미생물을 멸균시키는 방법이다. 유리막대, 백금이 루프, 도자기, 금속류 등의 불연성 기구를 멸균시 사용한다.② 건열 멸균법 ( Dry heat sterilization )건열멸균은 주로 유리기구 등과 같이 고온에 안전한 물체를 멸균할 때 사용하는 방법이다. 즉, 멸균 대상물체를 건열멸균기에 넣고 160°정도에서 1시간 30분내지 2시간 가열하여 멸균한다. 이 때 멸균기의 문을 열어 유리기구를 급격히 냉각시키면 파손될 경우가 많으므로 건열멸균기의 전원을 끄고 온도가 100°이하로 떨어질 때까지 방치하였다가 문을 열어 냉각시키는 것이 바람직하다.③ 습열 멸균법 ( 자비, 고압증기, 저온, 초고온 멸균법 )습열멸균은 멸균하고자 하는 물체를 끓는 물이나 증기로 멸균하는 방법이며 건열멸균에 비하여 낮은 온도와 짧은 시간 내에 멸균이 가능하다. 습열멸균에는 자비소독, 간헐멸균, 고압증기 멸균 등이 있다.⒜ 자비소독은 주사기, 주사침 또는 핀셋등을 끓는 물에 넣어 최소한 20분간 가열하는 방법이다. 이 방법으로는 포자가 죽지 않고 살아 남을 수가 있어서 멸균이란 말 대신에 소독이란 말을 사용한다. 1회의 자비 소독으로 사멸되지 않은 포자를 죽이기 위하여 간헐멸균을 실시하기도 한다.⒝ 간헐멸균( tyndallization )은 자비 소독으로 죽지 않은 포자를 실온에 24시간 방치하여 열에 약한 영양체로 발아시킨 다음 이것을 끓는 물로 20분간 멸균하는 것을 3일간 반복하여 포자까지 완전하게 죽이는 방법이다.⒞고압 증기 멸균법(Stream under pressure sterilization ) 은 고압증기 멸균기(autocalve)에 멸균할 물체를 넣고 밀폐하여 1kg/cm2(15lb/in2)의 증기압(121°C)에서 15-20분간 처리하여 멸균하는 방법이다. 이때 주의 해야 할 사항은 고압증기멸균기 내에 들어 있는 공기를 100% 의 수증기로 교체한 후 배기발브를 닫아 멸균하는 것이다 왜냐하면 공기가 혼입된 수증기는 같은 압력(15lb/in2)하의 100%수증기보다 온도가 낮아 효과적인 멸균을 기대할 수가 없기 때문이다. 주의하여야 할 또 다른 한 가지는 액체배지와 같은 액상물질을 이 방법으로 멸균한 후 급작히 배기발브를 열어 15lb/in2의 압력을 대기압으로 내리면 액체가 끓어 넘치게 되므로 끓어 넘치지 않도로 배기발브를 서서히 열어서 압력을 내려야 한다. 이 방법은 짧은 시간에 1회의 멸균으로 포자까지 사멸시킬 수가 있으므로 배지와 기구등의 멸균에 널리 사용되고 있다.④ 여과 멸균법열에 의하여 파괴되거나 변질되는 액상 물질을 여과기에 통과시켜 미생물을 분리 제거하는 방법을 여과멸균이라 한다. 이것은 미생물을 죽이는 것이 아니므로 여과법이라고도 한다.여과기의 종류에는 규조토로 만든 Berkefeld여과기, 카올린(Kaolin)과 규사를 혼합하여 만든 Chamberland여과기, 석면으로 된 여과판을 사용하느 Seitz여과기와 최근에 널리 이용되고 있는 아세트산 셀룰로오스(cellulose acetate) 또는 질산셀룰로오스(cellulose nitrate)로 된 인공여과막을 이용하는 여과기가 있다. 멸균에 사용되는 인공여과막의 구멍의 크기는 지름이 0.22 m인 것이 많이 사용된다. 여과기를 흡인병에 연결하고, 흡인병의 옆 가지에 탈지면으로 채운 칼슘관을 고무관으로 연결한 다음, 이 부분과 여과기를 황산지나 알루비늄 박지로 싸서 고압증기 멸균한다. 멸균된 여과장치에 연결된 고무과을 진공펌프에 연결하여 액상물질을 여과하면 균을 완전히 제거할 수 있다.⑤ 자외선 멸균법자외선은 200-380nm의 파장을 갖는 빛을 말하며 살균력을 나타내는 파장은 254nm부근의 자외선이다. 자외선에 의한 멸균은 조작이 간편하고 용이하나 투과력이 약하므로 실험실이나 무균실 또는 수술실의 공기나 실험대의 표면을 멸균하는 목적에 많이 사용된다.⑥ 화학적 멸균법화학적 멸균은 화학약품으로 멸균하는 것을 말하며 이에 사용는 화학약품의 종류는 대단히 많다.화학적멸균은 열에 쉽게 손상맏는 물체 또는 멸균할 물체의 양이 많거나 큰 물체, 예컨대 플라스틱,종이,목재,병실,선박,집 등에 사용한다. 전에는 화학적 멸균에 포름알데히드가 광범위하게 사용되었으나 오늘날에는 산화 에틸렌(CH2)2O)이 많이 쓰여 지고 있다. 산화 에틸렌은 10.8°C에서 액체로 되고 상온에서 기체로 되어 구석구석까지 스며들 수 있으므로 완벽한 멸균을 손쉽게 할 수 있다. 산화 에틸렌은 인화성이 강하므로 사용할 때는 CO2 90%, 산화 에틸렌 10%의 비율로 혼합하여 밀폐된 공간에서 실시하여야 한다. 이것의 처리시간은 미생물의 오염정도와 물체의 양과 크기에 따라 다르나 대체로 4시간에서 하루밤 동안 처리한다.Ⅱ. 사멸기1. 유도기 (lag phase, induction phase)- 균을 새로운 배지에 접종, 배양할 때 그 배지에 적응하는 시기- 세포가 새로운 환경에서 증식하는데 필요한 각종 효소단백질을 생합성하는 시기- 세포의 크기가 커지고 호흡활성도가 높은 시기- 세포내의 RNA량은 현저하게 증가하고 효소단백질 합성이 왕성한 시기(DNA량은변화하지 않음)2. 대수기(logarithmic phase, exponential phase)- 세포가 대수적으로 증식하는 시기- 세대시간, 세포의 크기가 일정한 시기- 세포질의 합성속도와 세포수의 증가는 비례- 증식속도는 배지의 영양, pH, 온도, 산소분압 등의 환경인자에 의해서 결정- 세포의 생리적 활성이 가장 강한 시기- 물리적, 화학적 처리에 대해서 감수성이 높은 시기3. 정상기(stationary phase, maximum phase)-생균수는 일정하게 유지되고 총균수는 최대가 되는 시기-일부 세포가 사멸하고 다른 일부의 세포는 증식하여 사멸수와 증식수가 거의 같다.-영양물질의 고갈, 대사생산물의 축적, 배지 pH의 변화, 산소공급의 부족 등 부적당한- 환경이 되어 생균수가 증가하지 않는다- 내생포자를 형성하는 세균은 포자를 형성한다.4. 사멸기(death phase, phase of decline)-생균수가 감소하는 시기-각종 가수분해 효소의 작용으로 자기소화(autolysis)가 일어나 세포가 용해되고사멸한다.Ⅲ. 배지1. 배지(Culture Medium)의 정의미생물이나 동식물의 조직을 배양하기 위해 배양체가 필요로 하는 영양물질을 주성분으로 하여 다시 고화, 그 밖의 목적을 위한 물질을 가한 것, 배양기라고도 한다.생물은 생존,발육에 필요한 물을 비롯하여 영양물질로서 다량요소, 미량요소등을 요구한다. 그 중 개체상으로 얻어지는 것을 제외하고는 모두 무기 또는 유기화합물로서 배양액에서 공급해주어야한다. 어떤 화합물이 필요한가는 독립영양,종속영양등 영양형식에 따라 여러가지다. 보통 영양원을 탄소원, 질소원, 무기염류, 발육인자등으로 나누어서 생각한다. 특히 발육인자와 관련하여 생물체 내에서 추출한 비교적 복잡한 조성을 가진 것을 주체로 한 것을 천연배지라 하며 세균은 육즙,혈청등 곰팡이는 맥아 엑스등이 흔히 사용된다. 이에 대하여 무기염류만 또는 맥아 엑스등이 아닌 탄소원 질소원을 가한, 조성이 명확한 경우를 합성배지라 한다. 대량 배양에는 액체배지가 적절하고 주의보존이나 분리에는 한천,젤라틴등을 가한 고형배지 사용.2. 배지의 의미 : 실험실에서 미생물의 배양에 필요한 각종 영양분을 섞어 인위적으로 만든 혼합물? 배지(culture medium)는 미생물이 필요로 하는 각종 영양소를 골고루 함유하는 물질이다.
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