식품품질평가 및 실험 Food Quality Evaluation and Experiment 2012 년 후학기 The second term, 2012 4 주차 4th week.

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1 식품품질평가 및 실험 Food Quality Evaluation and Experiment 2012 년 후학기 The second term, 2012 4 주차 4th week

2 1.4 식품의 품질요소 food quality factors : - 양적, 영양위생적, 관능적 요소가 있으며 서로 깊은 상관관계 - There are three factors in food quality factors which are Quantity, Nutri-hygenics, Organoleptic factors 1.4.1 양적 요소 quantity factor - 품질을 평가하는 가장 일차적인 요소로 무게, 부피, 개수 등 측정하거나 계산할수 있다 The primary quality factor which consist of weight, volume numbers, etc. - measurable

3 1.4.2 영양 위생적 요소 Nutri – hygenic factor 1) 화학적 조성 Chemical composition - 식품성분의 화학적 조성 : 단백질, 탄수화물, 미네랄등 chemical composition of food : protein, carbohydrate etc - 식품은 성분함량 명시 및 준수 (food labeling) foods must specify the nutrition factor and content 2) 영양소의 질과 효율 Nutrition availability - 식품의 제조과정에서 변화될수 있음 Nutritions can be changed during food processing - does not included in common quality control 3) 영양 저해요소 유무 ( inhibitors) - 자연에서 얻어지는 일부 식품들은 영양저해요소 함유, 가공과정에서 대부분 제거 some agricultural product contain natural nutrition inhibitors and can be eliminated by processing ( heating, washing etc)

4 4) 이물질 및 독소물질의 오염 contaminated by foreign matter or toxic matrials - 이물질 foreign materials like dust, stone, metal, hair etc. - 식품원료에 오염된 잔류 농약및 항생물질 residual amount of agrichemicals, antibiotics 5) 첨가물 food additives - 식품에 사용하는 모든 첨가물은 식품으로서 사용허가 필요 All the additive which used in food must be permitted by their governmental regulation. 6) 유해 미생물 ( harmful microorganism) - 공정상 주의 및 공장청결로 유해 미생물 오염방지 protect and eliminate harmful microorganism by increasing hygenic system

5 Food infective microorganism - Salmonella typhi - Brucella abortus - Vibrio cholerae - Mycobacterium tuberculesis - Listeria monocytogenesis - E. coli O-157 Food poisoning microorganism - Clostridium botulinium - Staphilococcus aureus - Bacilus cereus - Vibrio parahaemolyticus - Aspergillus flavus Report !!!!- 위 미생물들의 감염경로 및 증상, 예방법등을 서술 infection route, symptom, prevention method etc.

6 1.4.3 관능적 요소 organoleptic factor 감각기관을 통하여 감지되고 평가되는 품질로서 다음과 같은 3 가지 종류가 있음 3 kind of qualities which detected and evaluated by sensory organ 1) 외관 혹은 겉모양 : 색채, 크기, 형태, 외피결함 appearance/shape : color, size, shape, defectiveness 2) 향미 : 맛, 냄새, Flavor and taste 3) 조직감 : 점성, 촉감, 촉각, 청각등 tecture : viscosity, touch, feeling, hearing etc..

7 1.4.3 관능적 요소 organoleptic factor 관능적 측정 : 개개인 기호도 차이, 식별능력의 차이, 표현방법의 차이 기분의 변화등으로 재현성 있는 결과 얻기 어려움 organoleptic evaluation : difficult to get reproducible result by differences between individuals in preference, perception, expression, changes of feeling etc. 기계적 측정 : 분석결과의 재현성, 중간원료 측정가능, 감각에 대한 간접측정방법이므로 검사법의 타당성을 관능검사 를 해서 확인하여 높은 상관관계가 인정되어야 한다 mechnical/instrumental evaluation : high reproducibility, and applicable to all type of food including raw material and final product, but must be approved and confirmed by organoleptic evaluation because mechnical test is indirect method.

8 제 2 장 식품의 색과 광택 Food Color and Gloss 2.1 빛과 물질 빛이 물질에 접하였을때 다음과 같은 5 가지 현상이 일어남 5 kind of phenomena when light meets materials 1) 표면에서의 반사 reflection in surface

9 2) 물질속으로의 굴절 refraction by materials 굴절율은 물질의 성분에 따라 달라지며 복합구성체들의 상대적인 굴절율 차이가 클수록 빛의 분산이 크게 일어난다

10 3) 물질을 통한 투과 transmission through materials 물질의 밀도가 낮으면 증가. 투과성이 클수록 투명도가 높음 If the material density is lower, the transmittance is bigger, more transparancy 4) 물질 내외에서의 확산 diffusion in materials 빛은 조사되는 물질의 성질에 따라 표면확산과 내부확산 두가지 형태로 나타남. 2 types of diffusion, surface diffusion, internal diffusion 표면 확산의 경우 빛을 받는 물질의 입자크기에 따라서 확산도가 달라지며 확산도가 클수록 빛의 분산이 크다 입자크기가 가시광선 파장의 ¼ 정도일때 분산이 가장잘됨 In surface diffusion, more diffusion as particle size is smaller, when particle size is about 0.1 µm, which equal to ¼ of wave length of light, the diffusion rate is maximum.

11 5) 물질속으로 흡수 물질이 특정파장의 빛에너지를 선택적으로 흡수할때 그것에 해당하는 보조색체를 나타낸다 if some color is absorved, the complementary color will be appeared. Newton’s Color Circle

12 2.2 표준광 색의 감지를 위해서 어느 수준 이상의 방사에너지 혹은 광량 필요 Need radiation energy or intensity in order to percive color 국제 조명위원회 (ICE) 에서 지정된 세가지 광원의 기준광량 standard illuminants by IEC - Illumnant A : 백열램프 (2854 K) - Illuminant B : 정오의 태양광 (4879 K) - Illuminant C : 흐린날 하루의 평균 밝기 (6740 K)

13 2.3 색의 3 요소 가시광선의 파장범위인 380 ~770 nm 에서의 방사에너지 ( 빛 ) 이 물질과 접촉하였을때 일어나는 반사와 흡수의 정도에 따라 색이 결정 The color is detected or percieved by degree of reflection and absorption when visible light contact the material - 명도 (lightness) : 파장의 종류에 무관하게 빛의 반사 정도 세기 intensity of reflection (no relation with color) - 색상 (hue) : 특정파장을 선태적으로 반사시 감지되는 색 a percieved color when a wave length is reflected. - 채도 (chroma) : 반사되는 특정파장의 물리적인 세기 intensity of a reflected wave length

14 2.4 시각구조 eye structure

15 Light and dye

16 2.5 색채계 color system 1) Munsell 의 색체계 : 명도, 색상, 채도로 나뉘어 10 단계로 구분 10 scales of value, hue, chroma 현재도 색상견본등에 널리사용되며 한국공업표준은 먼셀 20 색체 populary used color sample in industrial,

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18 Munsell 20 color system : KS Ex) 5R 5/14

19 2.5 색채계 2) CIE 표준 색체계 CIE color system - 1931 년 ICE 에 의해서 정해진 기준 색채 시스템, 빛을기준으로 created by CIE in 1931, based on light color - X,Y,Z 로 나타내고 있음 X,Y,Z correspond to R,G,B

20 2.5 색체계 3) Hunter color system - L a b 값으로 표시되며 L 값은 0 ~ 100, a 는 -80~ 100, b 는 -70~ 70 으로 표시 expressed as L a b, L range is 0~100, a range: -80~100 b range : -70~70 - XYZ 값으로 환산할수 있음. Can be converted to X Y Z value - Hunter lab. 에서 제작된 색차계를 이용하여 간편하게 측정 measure the color using a machine with easy - 식품의 종류에 따라 측정하는 방법이 다르다 measurment methods are different from each other by food type ex. powder, liquid, … - 식품공업에 가장 널리 사용 most populary used in food industry L a b 와 L *a*b 의 차이점은 ? What is difference between L a b and L *a*b

21 Hunter Color System

22 2.10 색의 표시 방법 indication/expression of color 1) 물체색에 의한 표시방법 conventional indication for 155 colors like white, gray, yellow which refer to Munsell color system 2) 색의 3 속성 ( 색상, 명도, 채도 ) 에 의한 표시방법 express by 3 color elements : hue, value, chroma 5R 5/14 3) 수치에 의한 표시방법 : 계측기 사용 Lab, Yxy 등 expression by color machine 4) 색차표시법 : 두가지 색의 차를 정량적으로 표시 express color difference ΔE by color machine

23 2.11 식품의 색 측정과 등급결정 measurement of food color and qualification - 삼자극치의 세가지 값이 모두 필요한 것은 아니다 do not need all three stimulus system like L a b - 세가지 자극치를 품질함수와 연관시켜 관능검사로서 상관관계를 구하고 밀접한 관련이 있는 항목을 품질인자로 한다 check three stimulus factor and find which is close related to quality ex. 고추가루, 통조림토마토주스, 냉동리마콩 red pepper powder, canned tomato juice, frozen Rima bean -

24 - 식품의 색측정은 식품의 특성에 따라 또한 가공목적과 방법에 따라 달라지게 된다. the color measurement method will be different by processing purpose and method. 특정식품에 대한 색 측정및 결과의 분석, 제품개발에의 이용은 회사 자체적으로 개발되어야 한다 also the color measurement method and analysis, their use for food R&D are invented and developed by each company.

25 A : Experimentation - Food color measurement by Minolta CR 400b colorimeter - Sample : flour (3), bread, cooky B : Tour for analytical instruments center

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41 6.3 pH 측정방법 : pH meter 의 calibration : 고체는 용액으로 만든 후 pH meter 로 측정 6.4 완충용액 (buffer solution) 의의 : 어떤 용액에 작은 양의 산이나 염기가 첨가되었을때 그 용액의 pH 변화를 억제하는 작용을 하는것으로 생체 대사를 일정하게 유지시키는 역할 수행. 6.5 완충용액의 구성및 작용 예 1) 약산과 약염기 : CH 3 COOH + CH 3 COONa 2) 약염기와 약산 : NH 3 + NH 4 OH → 참고자료

42 식품화학 실험 2012 년 전학기 8 주차

43 pH 와 buffer solution ( 완충용액 ) 실험 1) pH meter 의 조작법, calibration 방법 2) 초산 용액의 제조 : 초산 (CH 3 COOH) 0.1 M - 1, 2 조 : 초산나트륨 (CH 3 COONa) 0.1 M - 3, 4 조

44 3) 완충용액의 제조 1,2 조 : 초산 (CH 3 COOH) 과 초산나트륨 (CH 3 COONa) 용액을 2: 8 로 혼합하여 200ml 제조 3, 4 조 : 초산 (CH 3 COOH) 과 초산나트륨 (CH 3 COONa) 용액 을 8: 2 로 혼합하여 200ml 제조

45 4) 완충용액에 산 및 알카리 투입, pH 의 변화 기록 각 조별로 제조한 완충용액 25ml 를 비이커에 넣고 마그네틱 스터러로 교반하면서 뷰렛을 이용하여 0.1 M HCl ( 1, 2 조 ) 및 0.1 M NaOH ( 3, 4 조 ) 를 한방울 씩 투입 하면서 pH 변화 기록 5) 비교실험 - 0.1 N NaOH 를 0.1 M HCl 로 적정 - 1,2 조 - 증류수를 0.1 M HCl 로 적정 - 3,4 조

46 알카리용액에 산을 첨가 할 경우 pH 의 변화

47 : 제 1 인산칼륨 (KH 2 PO 4 ) 0.1 M 1,000 ml (Mw 136.09) : 제 2 인산칼륨 (K 2 HPO 4 ) 0.1 M (Mw. 174.18) : 초산 (CH 3 COOH) 0.1 M (Mw 60.05) : 초산나트륨 (CH 3 COONa) 0.1 M (Mw 82.03)

48 제 2 장 부피분석의 기본원리 2. 1 부피분석이란 : 정량하고자 하는 물질을 표준용액과 반응시켜 그 반응점이 당량점 ( 반응종점 ) 에 도달하였을때 표준용액의 소비량으로 부 터 정량하고자 하는 물질의 양을 측정하는 방법 2.2 부피분석의 종류 - 중화적정 : 산, 알카리의 반응을 이용한 분석 - 산화환원 적정 : 물질의 산화, 환원 반응을 이용한 분석 과망간산 칼륨을 이용한 과산화수소의 함량 적정 중크롬산칼륨을 이용한 황산철중의 철 정량 요오드표준용액을 이용한 황산구리중의 구리 정량

49 2.3 부피분석의 조건 - 반응이 정량적으로 진행되고 역반응이나 부차적인 반응이 없어야 한다 - 화학반응의 속도가 빨라야 한다 - 반응의 종점을 쉽게 확인 할수 있어야 한다. 2.4 중화반응과 지시약의 선택 - 산과 염기의 적정시 pH 곡선의 변화 형태와 이에 따른 지시약 선택

50 식품화학 실험 2012 년 전학기 9 주차

51 2.5 부피분석의 예 : 중화적정을 이용한 식초중의 초산 정량 1) 0.1 N NaOH 용액 250ml 제조 및 factor 측정 2) 식초중의 초산 정량시 반응 원리 CH 3 COOH + NaOH = CH 3 COONa + H 2 O 60 g : 40 CH 3 COOH 60g = 1N NaOH 1,000 ml ( NaOH 40g 함유 ) CH 3 COOH 6 g = 0.1N NaOH 1,000 ml ( NaOH 4 g 함유 ) CH 3 COOH 6 mg = 0.1N NaOH 1 ml ( NaOH 4 mg 함유 ) 0.1 N NaOH 용액 1ml 는 초산 6mg 과 반응한다

52 3) 식초를 적정 배율로 희석한다 - 5 g 을 달아서 100 ml 로 희석할 경우 희석배수 = 4) 적정 시료량은 보통 25 ~ 30 ml 정도 5) 0.1N NaOH 로 적정하여 아래식으로 초산함량 산출 식초중의 초산함량 = V x f x 6 mg x 희석배수 x 100/ 시료 mg

53 2.6 부피분석의 예 : 중화적정을 이용한 귤의 구연산 정량 1) 0.1 N NaOH 용액 250ml 제조 및 factor 측정 2) 귤 중의 구연산 (citric acid) 와 정량시 반응 원리 CH 2 COOH CH 2 COONa C(OH)COOH + 3NaOH = C(OH)COONa + 3H 2 O CH 2 COOH CH 2 COONa 구연산 1 몰 (Mw. 192) 은 3g 당량, 따라서 구연산 64g 과 수산화나트륨 40g 이 동일 당량.

54 구연산 64 g = 1N NaOH 1,000 ml ( NaOH 40g 함유 ) 구연산 6.4 g = 0.1N NaOH 1,000 ml ( NaOH 4 g 함유 ) 구연산 6.4 mg = 0.1N NaOH 1 ml ( NaOH 4 mg 함유 ) 0.1 N NaOH 용액 1ml 는 구연산 6.4 mg 에 해당 3) 귤을 껍질을 제거하고 믹서로 갈아서 여과후 일정량 채취. 4) 0.1N NaOH 로 적정하여 아래식으로 구연산 함량 산출 귤중의 구연산함량 = V x f x 6.4 mg x 희석배수 x 100/ 시료 mg

55 실험 식품화학 2012 년 전학기 10 주차

56 제 3 장 : 주요성분의 정량분석 1. 시료의 조제와 보존 1) 시료의 채취 - 시료가 분석하려는 식품전체를 대표할수 있게 - 실험결과의 오차를 최소화 하기 위해서 가능한 한 많은 량의 시료 채취 - 시료별 샘플채취 방법 2) 시료의 조제 - 균일화, 성분 변화없이 전처리 - 식품종류별 전처리 방법

57 3) 시료의 보존 - 조제된 시료의 성분변화 방지 2. 수분 정량 - 수분은 모든 식품성분중 가장 중요한 일반성분 - 저장이나 전처리 중 쉽게 변하는 성분으로 가장 먼저 분석 1) 수분정량 방법 상압가열 건조법, 적외선 수분측정법, 고온건조법, 감압건조법, Karl-fisher 법 등 2) 가열 건조에 의한 수분정량시 유의사항 - 식품중 수분이 유일한 휘발성분 - 건조, 가열중에 화학적 변화가 발생하지 않는 성분 - 건조에 의해서 수분이 완전히 제거되어야 함 - 열분해가 일어나지 않을 정도의 온도에서 건조 - 점질물이나 당분이 많은 식품의 수분정량시