산가 및 과산화물가 측정

목차 산가 - 실험 원리 - 재료 및 기구 - 실험 방법 과산화물가 - 실험 원리 - 실험재료 - 실험방법

산가측정

1. 실험 원리 - 산가 : 유지 1g중에 함유되어 있는 유리지방산을 중화하는데 필요한 KOH의 mg수 RCOOH + KOH -- RCOOK + H2O - 지방산이 glyceride로 결합형태로 있지 않은 유리지방산의 량을 측정하는 것 - 산가는 유지의 보존, 가열 등에 의하여 변하는 변수로서 유지 및 유지를 함유한 식품의 품질판정에 필요한 항수(유지의 산패정도를 나타내는 기준 값) *정제된 식용유의 산가는 대체로 1.0이하

2.실험방법 - 시료 5~20g을 표 6-4를 기준으로 하여 정확히 200 ㎖ 삼각플라스크에 취한다음 ether.ethanol혼합액 20~40 ㎖ 을 가하여 녹인다 - 1% phenolphthalein .ethanol 용액 2~3방울 가하고 - 0.1N KOH.Ethanol 용액으로 미홍색으로 30초간 지속될 때를 종말점으로 한다 - 동시에 시료를 가하지 않은 조건에서 위와 같은 방법으로 공시험 실시 표6-4 산가 측정시 시료채취량 산가 0~5 5~15 15~30 30~100 100이상 시료채취량(g) 20 10 5 2.5 1.0

3. 재료, 시약, 장치 및 기구 - 재료 : 대두유, 치킨 튀김유 - 시약 : KOH, Ethanol(95%), 안식향산(특급), ether, Penolphthalein - 기구 및 기계 : 삼각플라스크 100ml, 삼각플라스크 200ml, 스포이드, 뷰렛 세트(삼각대, 뷰렛, 깔대기,클립)시약병, 지시약병, 저울, 계량접시, 피펫, 메스실린더, 마그네틱 스틸러( 또는 수동적정)

4.시약 제조 및 표정 1) 0.1N KOH.Ethanol 용액 제조 - KOH 6.4g을 취해 소량의 물에 녹이고 95%ethanol을 가해 1ℓ로 한다, - 2~3일 방치 한 후 여과하여 그 농도를 정확히 표정한다 2) 0.1N KOH.Ethanol 용액의 표정 - 100㎖ 삼각플라스크에 안식향산 (특급 C6H5COOH, 분자량 122.13) 0.2~0.3g을 정확히 취해 이것을 ether.ethanol혼합액(2:1) 10 ㎖에 녹인 다음 - 1% phenolphthalein 2~3방울을 가한 후 0.1N KOH.Ethanol 용액으로 지시약의 미홍색이 1분(30초)간 지속될 때를 종말점으로 한다 안식향산칭취량 X 1000 0.1N KOH.Ethanol 용액의 역가 = ----------------------------------------------- 0.1 X 122.13 X 0.1N KOH.Ethanol 적정 ml * ether.ethanol혼합액(2:1 또는 1:1), 혹은 benzene.ethanol혼합액(1:1 또는 2:1) * 1% phenolphthalein .ethanol 용액(지시약)

5.산가의 산출 및 계산예 (V1-V0)× 5.611 × F 산가 = -------------------------- S 산가 = -------------------------- S V1 : 본실험의 0.1N KOH.Ethanol 용액 의 적정소비량 ml V0 : 공시험의 0.1N KOH.Ethanol 용액 의 적정소비량 ml F : 0.1N KOH.Ethanol 용액의 역가 S : 시료채취량(g) 282 100 1 ※ 유리지방산 함량(%) = 산가 × ------ × ------- = 산 × ----- 56.1 1000 2

계산 예 시료 : 대두유 시료 채취량 : 7. 6543g 본실험의 0. 1N KOH 계산 예 시료 : 대두유 시료 채취량 : 7.6543g 본실험의 0.1N KOH.Ethanol 용액 의 적정소비량 ml : 1.25 공시험의 0.1N KOH.Ethanol 용액 의 적정소비량 ml : 0.25 0.1N KOH.Ethanol 용액의 역가 : 1.020 (1.25-0.25)× 5.611 × 1.020 산가 = ------------------------------------- = 0.7477 7.6543 유리지방산 (oleic acid)(%) = 0.7477 × ½ = 0.3739%

과산화물가

1. 실험 원리 - 과산화물가란 : 유지 1kg중에 함유되어 있는 과산화물의 mg당량수 - 과산화물가는 유지의 산화가 진행됨에 따라 증가하다가 carbonyl 화합물로 분해되어 결국에 가서는 감소되는 특징이 있다 - 과산화물가는 유지의 초기단계에서 산패정도를 나타내는 척도가 된다 (값이 높을 수록 유지산패도가 높은 것으로 식품에 부적당) - 과산화물가는 international chemical union법에 따라 요오드 적정법에서 의해 적정한다, 즉 유지를 chloroform과 초산 혼합용액의 용매에 용해시킨 후 KI를 가하여 형성된 I-을 유지중의 과산화물과 반응시켜 I2로 산화시킨다. 이때 생성된 요오드의 양을 Na2S2O3 표준용액으로 적정하여 측정한다 R-OOH + 2H+ + 2I-  R-OH + I2 + H2O I2 + 2Na2S2O3  Na2S4O6 + 2NaI * 일반적으로 식물성 유지의 경우 과산화물가 60~600meq/kg 동물성 유지의 경우 20~40meq/kg에 도달하는 시기를 산패발생시기로 본다

2. 과산화물가 측정 방법 및 결과산출 1) 실험방법 - 시료 0.5~1.0g을 마개 있는 200㎖ 삼각플라스크에 취한다 - Chloroform 10㎖을 가하여 시료를 완전히 용해한다(용액이 투명하게 된다) - 빙초산 15㎖를 가하여 혼합한다 - KI 포화용액 1㎖를 가하고 마개를 한 후 1분간 격렬이 혼합 진탕하여 5분간 어두운 곳에 방치한다 - 물 75㎖를 가해 마개를 다시 하고 심하게 진탕한 후 1% 전분용액을 몇 방울 넣어 0.01N Na2S2O3 용액으로 적정하여 전분의 청남색이 소실되는 점을 종말점으로 하여 소요량을 확인한다(전분지시약은 흡착한 요오드의 손실을 가능한 줄이기 위해 적정 종말점 부근에서 가한다) - 공시험도 시료를 넣지 않고 병행하여 적정소요량을 구한다 2)측정값의 산출 과산화물가 = ((V1-V0) × F× 0.01)/S × 1000 1N Na2S2O3 용액 1 ㎖ = 과산화물 1meq, 0.01N Na2S2O3 1 ㎖ = 과산화물 0.01 meq

3) 산출예시 - 시료 : 대두유 - 시료채취량 : 0.7890g - 0.01N Na2S2O3 용액 적정 ㎖ 본시험 : 19.50 공시험 : 0.25 - 0.01N Na2S2O3 용액 역가 : 1.020 - 과산화물가 계산 과산화물가(meq/Kg) =[((19.50-0.25) × 1.020 × 0.01)/0.7890} × 1000 = 248.86

3.시약, 장치,기구 및 적정시약 표정 1) 시약, 장치 및 기구 빙초산, Chloroform, KI포화용액(70g을 증류수 50ml에 녹인다), 1%전분용액(끓여서 녹인다) 0.01N Na2S2O3 용액(1급시약 2.5g을 물에 녹인다음 1l 메스플라스크에 넣어 물로 정용한다) 진한 HCl, 0.01N K2Cr2O7 2)기구 및 장치 300 삼각플라스크, 10㎖ 피펫, 5 ㎖ 피펫, 25 ㎖ 홀피펫, 100 ㎖ 메스실린더, 삼각대 뷰렛세트(깔대기), 전분지시약병, 마개있는 삼각플라스크(200) 3) 표정용액 및 표준시약 표정 300㎖ 삼각플라스크에 10% KI용액 10 ㎖, 진한 HCl 5 ㎖ 를 가하고 잘 혼합하여 다시 0.01N K2Cr2O7용액 25㎖를 홀피펫을 이용하여 정확히 넣어 젓는다 이것에 물 100 ㎖ 를 가하고 혼합해서 유리된 요오드를 0.01 Na2S2O3 용액으로 적정하고 종말점 가까이에서 용액의 황녹색이 약간 소실될 무렵 1%전분 용액을 가하여 적정을 계속한다, 전분의 청남색이 없어지는 점을 종말점으로 한다 0.01N Na2S2O3 용액의 역가 = (0.01N K2Cr2O7용액 ㎖ F’)/ (0.01N Na2S2O3 용액 ㎖) * F’은 0.01N K2Cr2O7용액의 역가

유지과 관련된 기타 분석항목

1.요오드가 - 요오드가 : 유지 100g에 흡수되는 요오드의 g수 - 요오드는 유지 중의 불포화결합의 부분에 부가한다 - 요오드가는 지방산의 불포화도에 비례한다(요오드가 높으면 불포화도 높음) *건성유 130이상, 반건성유 100~130, 불건성유 100이하임 - 유지 중 불포화결합의 부분에 염화요오드는 다음과 같이 반응하여 부가된다 -CH=CH - … + ICl  ….-CH –CHCl …. - 측정방법 : 과잉의 일염화요오드를 가하여 반응시킨 후 잔존하는 미반응의 ICl 를 KI로 분해시키고 생성된 유리 I2를 Na2S2O3반 용액으로 적정하여 공시험과의 차를 구하면 흡수된 ICl 량에 상당하는 I2량을 구할 수 있다 ICl + KI  I2 + KCl I2 + 2Na2S2O3  2NaI + Na2S4O6

2.검화가 CH2OOCR1 CH2OH R1COOK ㅣ ㅣ CHOOCR2 + 3KOH  CHOH + R2COOK - 검화가 : 1g의 유지를 완전히 검화하는데 요하는 KOH의 mg수 - 유지중에 검화할 수 있는 량과 유지의 구성지방산의 분자량의 대소를 확인 할 수 있음 (검화는 유지 구성지방산의 분자량에 반비례, 저급지방산 함량이 많은 유지는 검화가가 큼, 고급지방산함량이 많은 유지는 검화가 작음) *보통유지의 검화가는 180~200정도임 CH2OOCR1 CH2OH R1COOK ㅣ ㅣ CHOOCR2 + 3KOH  CHOH + R2COOK CH2OOCR3 CH2OH R3COOK

3. Reichert - Meissl가 - Reichert - Meissl가 : 시료 5g을 규정된 방법에 따라 검화 한 후 황산으로 처리하였 을 경우 수증기 증류에 의하여 휘발되는 수용성 지방을 중화하는데 필요한 0.1N KOH용액의 ml수 - 유지 중에 포함되어 있는 butylic acid 와 caproic acid 함량으로 나타냄 - 버터의 순도 및 위조 검증에 이용됨 * 버터의 경우 23~34로 다른 식용유보다 높다 마아가린은 0.5~5.5임

5. TBA (thiobarbituric acid)가 4. Polenska가 - Polenska가 : 시료 5g을 규정된 방법에 따라 검화 한 후 황산으로 처리하였을 때 수증기 증류에 의해 휘발되는 비수용성 지방산을 중화하는데 필요한 0.1N KOH용액 의 ml수 5. TBA (thiobarbituric acid)가 - TBA (thiobarbituric acid)가 : 유지 3g중에 산패에 의해 생성한 malonaldehyde와 TBA시약과의 반응생성의 530nm에서의 흡광도 또는 이것을 100로 한 값으로 표시한다

※유지의 분류 - 건성유 공기중의 산소와 결합하여 건조되는 기름, 도막형성 요오드값 130이상, - 반건성유 공기중에 방치하면 서서히 산화하여 점성도가 증가하나 건조상태로 까지 가지 않은 종류의 기름(청어기름,채유,참기름,미강유, 옥수수유 면실유….) 요오드화값 100~130 - 불건성유 공기중에 방치하여도 피막을 만들지 않는 안정화 된 기름 (낙화생유, 올리브유, 피마자, 야자동백기름등) 요오드값 100이하

산가측정 기구 및 시약 준비물 기구 및 시약 산출근거 준비물 소요량 200ml 삼각플스크 3조x 3s =9 9개 Ether: Ethanol=1:1용액 Ether : 3조x 3s x 30ml/s/2=135ml Ethanol :3조x 3s x 30ml/s/2=135ml Ether 200ml(시약병 원액) Ethsnol 200ml(시약병 원액) 500ml삼각플라스크(E-E혼합용액용) 1개 10ml 피펫 1개 (20ml 용 1개) 1% Phenolphtalein용액 약간(용기1개) 1g Ehtanol 10ml 지시약용기 1개 스포이드 1개 0.1N KOH.ethanol혼합용액 3조x 3s x 5ml/s=45ml KOH : 0.64g Ethanol : 100ml 100ml정용플라스크 1개 뷰렛세트(삼각대,크립,뷰렛, 깔대기) 3조x 1s =3 3set 0.01N Na2S2O3 용액 3조x 3s x 20ml/s=180ml 500ml 메스플라스크 Na2S2O3 1.25g 100ml삼각플라스크 9 안식향산(g) 3조x 3s x 0.3g=2.7g 2.7g(시약병원액)

과산화물가 측정용 기구 및 시약 준비물 기구 및 시약 산출근거 준비물 소요량 뷰렛세트(삼각대,크립,뷰렛, 깔대기) 3조x 1s =3 3set (산가용 이용) 0.01N Na2S2O3 용액 3조x 3s x 25ml/s=225ml 500ml 메스플라스크 Na2S2O3 1.25g 0.01N K2Cr2O7용액 250ml 메스플라스크 K2Cr2O7? 0.01N용 25ml 피펫(홀피펫) 진한HCl 3조x 3s x 5ml/s=45ml HCl 원액 5ml 피펫 10% KI용액 3조x 3s x 10ml/s=90ml KI 10g KI시약용 100ml메스플라스크 KI시약용 10ml피펫 300ml삼각플라스크 3조x 3s =9개 9개(표정 적정용) 200ml삼각플라스크 9개(적정용) chloroform 90ml(시약병 원액) 클로로포름용 10m 피펫 1개 빙초산 3조x 3s x 15ml/s=145ml 145ml(시약병원액) 빙초산용 20ml피펫 1개 KI포화용액 3조x 3s x 1ml/s=9ml KI 70g( 50ml증류수에 녹임) 용액용 100ml 삼각플라스크 100ml메스실린더 증류수용 1개 1% 전분액 100ml 전분 1g 100ml 메스플라스크 1개 스포이드 1개

0.1N K2Cr2O7용액표준용액의 제조와 표정 1.원리 중크롬산칼륨(K2Cr2O7)표준용액을 사용하는 적정법을 중크롬산칼륨법이라고 한다. 이용액은 산성에서 다음과 같이 반응한다 K2Cr2O7  H2O + Cr2O7 + 3O (Cr2O7 (2-) + 14H+ 6e(6당량)  K2O(3+) + 7 H2O) K2Cr2O7은 산성용액중에서 산화제로서의 당량은 1분자가 6당량이므로 1g 당량은 다음과 같다 K2Cr2O7 1당량 = 1/6몰 = 294.21/6 = 49.035g K2Cr2O7 표준물질이며 구입도 쉬울뿐만아니라 결정수를 함유하지 않아 건조정제하기가 쉬우므로 그 용액은 일차표준용액으로 사용하며 장시간 보존도 가능하다. K2Cr2O7 의 산화력은 KMnO4보다 약하지만 수용액에서 안정하고 보관하는 도중 쉽게 분해 되지않는 이점이 있으며 유기물에 대해서는 KMnO4 처럼 예민하지 않다 2.방법 1) 0.1N 표준용액의 조제 순수한 K2Cr2O7 (M.W 294.21g)분말을 120 건조기에서 항량이 될때까지 건조한 후 방냉한다 K2Cr2O7 의 0.1g당량인 4.9035g을 정확히 칭량하여 증류수에 녹여 1L 메스플라스크에 넣어 정용한다 ※ 약 5g을 증류수에 녹여 1L로 만든 후 역가를 구하는 것이 간편하다

0.1N K2Cr2O7용액표준용액의 제조와 표정 2)표정방법 - K2Cr2O7 용액에 산 및 KI를 가하여 유리하는 I2를 전분용액을 지시약으로 하여 0.1N Na2S2O3 표준용액으로 적정한다 K2Cr2O7 + 14HCl + 6KI  3I2 + 2CrCl3 + 8KCl + 7H2O I2 + 2 Na2S2O3  2NaI + Na2S4O9 - 0.1N K2Cr2O7 용액의 역가를 측정할 때는 다음의 화학반응과 같이 하여 0.1N Na2S2O3 표준용액을 이용하여 요오드를 유리시키고 전분용액을 지시약으로하여 유리된 요오드를 하여 0.1N Na2S2O3 용액으로 적정한다 K2Cr2O7 + 14HCl + 6KI  3I2 + 2CrCl3 + 8KCl + 7H2O 3I2 + 6 Na2S2O3  6NaI + 3 Na2S4O9 K2Cr2O7 = 3I2 = 6 Na2S2O3 K2Cr2O7 / 6 = I2 /2 = Na2S2O3 (1g당량) 즉 0.1N K2Cr2O7 1ml = 0.1N Na2S2O3 1ml K2Cr2O7 (6당량) ** K2Cr2O7 이 6당량인 이유 K2Cr2O7 + 14HCl + 6KI  3I2 + 2CrCl3 + 8KCl + 7H2O 2K + 2Cr + 7O=0 2(+1) +2Cr +7(-2)=0 2+2Cr -14 =0 2Cr = 12 Cr = 6 Cr : +6에서 -3으로 산화수 감소 (환원) Cr + 3Cl =0 Cr + 3(-1) =0 Cr = +3 -3으로 감소했음으로 -3 x 2= -6( 6당량)

0.1N K2Cr2O7용액표준용액의 제조와 표정 (1) 0.1N Na2S2O3 표준용액을 조제하고 역가를 구하여 0.1N 중크롬산칼륨(K2Cr2O7)용액의 역가를 측정하기위한 표준용액으로 한다 (2) 0.1N K2Cr2O7 용액 25ml를 삼각플라스크에 정확하게 취한 후 진한 HCl약 5ml과 KI약 2g을 가하고 마개를 하여 혼합하고 10분간 방치한다 (반응액의 색은 석출한 I2 의 갈색과 의 담황색이 섞인 색) (3) 증류수 100ml를 가하여 묽게 한다 (생성된 CrCl3 에 의한 반응색의 착색으로 종말점 기준이 되는 요오드 전분색이 없어지는 것을 확인하기 어려워 희석) (4) 뷰렛에 0.1N Na2S2O3 용액을 넣어 종말점 가까이 까지 가한다(담황색) K2Cr2O7 와 Na2S2O3 는 당량대 당량으로 반응하기 때문에 이점은 대략 측정 가능 0.1N K2Cr2O7 용액 25ml를 취하였음으로 이와 반응하는 0.1N Na2S2O3 용액소요량도 25ml정도 (5) 지시약으로 starch 용액 1ml를 가하고 바응액의 청색이 없어질 때까지 적정을 계속하여 0.1N Na2S2O3 용액의 소요량을 구한다(녹청색이 담녹색으로 변할 때 종말점)

0.1N K2Cr2O7용액표준용액의 제조와 표정 0.1N K2Cr2O7 용액의 역가 계산 조제한 0.1N K2Cr2O7 용액의 농도는 N, 역가는 F 채취한 량은 Vml 표정에 사용한 0.1N Na2S2O3 용액의 농도가 N’역가는 F’적정에 사용된 0.1N Na2S2O3 용액의 소비 량은 V’ml이다. K2Cr2O7 와 Na2S2O3 는 당량대 당량으로 반응하기 때문에 다음공식을 이용하여 0.1N K2Cr2O7 용액의 역가를 산출할 수 있다 N x V x F = N’ x V’ x F’ 0.1 x 25ml x F = 0.1 x V’ml x 1000 F = 0.1N K2Cr2O7 용액의 역가