식품학 및 식품화학 요약정리입니다.3 - 지질|

조회 783|추천 0|2010.02.09. 16:35

식품의 지질(Lipid)

1. 지질의 일반적 정의

∙물에 용해되지 않고 유기용매에 용해되는 유기물

∙지방산의 ester로 존재하거나 ester를 형성할 수 있는 물질

∙상온에서 고체인 지질은 지방(fat), 상온에서 액체인 지질은 기름(oil)

2. 지질의 분류

(1) 단순지질

① 지방산과 알콜의 ester

② 중성지방(fat &oil), wax가 속함

(2) 복합지질

① 지방산, 알콜 이외에 인산, 당, 단백질을 함유한 지질.

② 인지질, 당지질, 단백지질, 황지질이 속함

(3) 유도지질

① 단순지질, 복합지질의 가수분해물

② 스테롤, 고급알코올, 탄화수소, 지용성 비타민 등이 속함

(4) 검화성 지질과 비검화성지질

① 검화성지질 : 단순지질, 복합지질, 지방산

② 비검화성지질 : 탄화수소, steroid, 지용성색소, 지용성비타민

※ 지질의 체내기능

① 외부의 마찰이나 압력으로부터 간, 심장, 신장 등 장기 보호

- 신체보호에 필요한 지방량은 체중의 4%이며, 이는 반기아 상태에서도 감소하지 않음

- 과도한 체지방은 절연작용에 의한 열발산 방해로 체온조절의 방해요인

- 운동선수 들은 알맞은 체지방의 유지가 중요

② 지용성 비타민의 흡수 및 운반

- 비타민 A, D, E, K의 운반을 위하여 20g/day의 섭취 필요

③ 효율적이며(9kcal/g)이며, 저장에도 용이한 에너지원

- 지방산 3분자와 글리세롤 1분자가 합성될 때 3분자의 수분을 생산하므로 탈수농축된 연료

- 글리코겐은 1g 합성시 2.7g의 수분이 필요하므로 수화된 상태이며, 에너지 용량에 비해 무거움

- 인체의 지방량은 남성은 15%, 여성은 25% 정도

※ 지질의 정량은 속시렛법 이용

3. 지방산

∙ 분자 중에 carboxyl기를 갖는 지방족의 화합물을 말한다.

∙4-30개의 탄소를 가지며 말단에 -COOH를 1개 지닌 직쇄상의 탄화수소

① 지방산의 종류

ⓐ 저급지방산

고급지방산

ⓑ 포화지방산

불포화지방산

② 유지의 주요 지방산

palmytic acid(C16;0), stearic acid(C18;0), oleic acid(C18:1), linoleic acid(C18:2)

③ 필수지방산

ⓐ 체내에서 합성되지 않고, 합성되는 양이 적어 식품의 형태로 흡수

ⓑ linoleic acid(C18:2), linolenic acid(C18:3), arachidonic acid(C20:4)

4. 유지의 성질

(1) 물리적 성질

① 용해도

∙친수성의 carboxyl기와 소수성의 탄화수소 사슬을 동시에 지님

∙capric acid(C10)부터는 탄소사슬이 길어 용해되기 어려움

②융점

∙포화지방산은 탄소수가 증가할수록 융점이 높아짐

∙불포화지방산은 액체로 이중결합이 증가할수록 융점이 낮아지며 소화흡수가 잘 됨

∙유지는 각종 TG의 혼합물이기 때문에 융점이 일정하지 않음

∙유지는 단일화합물이 둘이상의 결정형을 지니는 동질이상(동질다형) 현상에 의해

융점이 일정하지 않음

∙쵸콜릿의 blooming 현상이 동질이상 현상의 적당한 예

③ 비중

∙탄소수가 길수록 불포화도가 높을수록 비중은 증가

④ 굴절률

∙탄소수와 불포화도가 증가할수록 유지의 굴절률은 증가

∙유지의 품질평가 및 수소첨가의 진행도를 알 수 있음

⑤ 점도 : 일반적으로 높다

⑥ 발연점

∙발연점 : 유지의 가열시 표면에서 푸른 연기를 발생할 때의 온도

∙인화점 : 유지를 발연점보다 높은 온도로 가열시 공기 중에서 발화되는 온도

∙연소점 : 유지가 인화되어 계속 연소를 지속하는 온도

(2) 화학적 성질( 표 참조 )

◈ 유지의 화학적 성질 ◈

명 칭	정 의	비 고
검화가	유지 1g의 검화시 필요한 KOH㎎수	구성 지방산의 분자량에 반비례
요오드가	100g의 유지가 흡수하는 I₂의 g수	불포화도에 비례
산 가	유지 1㎏중 유리지방산 중화에필요한 KOH의 ㎎수	유리지방산의 함량 측정 신선한 유지는 1.0이하
에스테르가	유지 1g중 에스테르 검화에 필요한 KOH의 mg수	신선할수록 검화가와 에스테르가의 차이 적음. 에스테르가=검화가-산가
로단(SCN)₂가 (티오시아노젠가)	100g의 유지에 부가되는 로단의양을 당량의 요오드 g수로 환산	유지중 oleic(1몰), linoleic(1몰), linolenic acid(2몰)의 함량 결정
라이헤르트 마이슬가	휘발성 수용성 지방산의 중화에 필요한 0.1N KOH의 mg수	수용성․휘발성지방산의 양 검사 버터의 위조검정
폴렌스케가	불용성 지방산 중화에 필요한 0.1N KOH의 ml수	불용성․휘발성지방산의 양 검사 야자유 검사

5. 유지의 산패

(1) 산패의 분류

① 자동산화에 의한 산패

ⓐ 초기반응

∙열, 빛, 금속, 기계적 에너지가 원인

∙지방산의 이중결합에 인접한 methylene기의 H가떨어져 free radical(R․)생성으로 개시

ⓑ 연쇄반응(전파반응)

∙R․에 분자상 산소가 결합하여 peroxy radical(ROO․)이 되고

ROO․은 미반응의 지방산기로부터 H를 빼내어 hydroperoxide(ROOH) 생성

∙이때 R․과 ROO․이 연쇄적으로 생성되어 과산화물가 증가

ⓒ hydroperoxide의 분해

∙불안정한 ROOH가 alkoxy radical(RO․)로 분해 후 알콜, 알데히드, 케톤, 산으로 산화

∙이때 과산화물가는 감소되고 carbonyl가, 산가는 증가

ⓓ 종결반응

∙이미 생성된 free radical들 사이의 결합으로 안정된 중합물이 생성되면서 반응 정지

∙맛, 냄새가 나빠지며 영양가 저하와 유독성분 생성

② 효소적 산화형산패 : 지방질 산화촉진에 의한 산패

③ 가수분해에 의한 산패

ⓐ 식품중의 수증기, 지방분해효소에 의해 가수분해 발생

ⓑ 수분이나 저급 휘발성지방산을 함유한 낙농제품, 효소를 함유한 튀김기름이 해당

글리세롤과 지방산으로 분해

④ 열산화중합에 의한 산패

ⓐ 유지를 200-230℃의 고온에서 장시간 가열할 경우(튀김식품이 해당) 중합에 의한 변질

ⓑ 요오드가↓, 점도↑, 굴절률↑, 기름양↓, 보존안정성↓, 발연, 착색, 독소생성

(2) 유지의 산패에 영양을 미치는 인자

① 산화촉진제

ⓐ 온도 및 수분 : 높으면 변질속도 증가

ⓑ 산소분압 : 저압에서는 산소압에 비례, 150mmHg 이상에서는 산소압에 무관

ⓒ 광선 : 자외선이 촉진

ⓓ 금속 : Cu>Fe>Ni>Sn 순으로 빠름

ⓔ 변질방지법 : 진공포장, 저온저장, 빛의 차단, CO2나 N2 로의 치환, 항산화제 사용

ⓕ 생화학적 물질 : 헤모글로빈이나 치토크롬등 heme화합물, 엽록소등 감광물질, 효소

ⓖ 지방산의 불포화도 : 불포화가 심할수록 산패 활발

② 항산화제와 상승제( 표참조 )

ⓐ 항산화제

∙free radical에 수소를 주어 연쇄반응을 중지시켜 산화를 억제하는 물질

∙R․(유리기) + AH(항산화제) → RH(기질) + A․

∙ROO․(peroxy radical) + AH(항산화제) → ROOH(과산화물) + A․

∙A․ + BH(상승제) → AH(부활된 항산화제) + B․

∙B․→ 분해되어 반응에서 이탈

ⓑ 상승제

∙자신은 항산화효과가 없거나 미약

∙항산화제와 같이 사용하면 항산화제의 효력을 증가시켜주는 물질

◈ 항산화제와 상승제 ◈

항산화제	천연	tocopherol, sesamol, gossypol, flavonoids, 마이야르 반응산물
	합성	BHA, BHT, propyl gallate
상승제		citric acid, phytic acid, phosphoric acid, tartaric acid, ascorbic acid

(3) 산패유지가 성장억제 및 유해작용을 나타내는 원인

① 과산화물 및 생성물질에 의한 독성 / ② 비타민 파괴 / ③ 영양가저하

④ 불쾌함으로 인한 섭취량 저하

6. 유지의 변향

① 산패 발생전에 느껴지는 뚜렷한 냄새의 변화로 산패취와는 구별됨

② 원래 유지 식품이 지닌 풀냄새, 콩비린내를 회복하는 현상

③ 아마인유등 linolenic acid, isolinoleic acid 함량이 큰 유지에서 주로 발생

7. 유지의 가열변화

① 유지의 고온가열시

ⓐ 유지의 자동산화

ⓑ 가열에 의한 변화

② 고온가열시 반응

ⓐ 산화반응

ⓑ 중합반응

ⓒ 열분해 반응

8. 산패 측정법

명 칭	정 의
과산화물가(peroxide value)	유지 1㎏에 함유된 과산화물의 밀리몰수(당량수) 유지의 산패 검출 및 유도기간 측정
카르보닐가(carbonyl value)	카르보닐 화합물의 양 측정
TBA값(thiobarbituric acid value)	유지 1㎏중 malonaldehyde[CH₂(CHO)₂]의 몰수
AOM가(active oxygen method)	유지에 산소를 주입, 산패를 유도후 POV나 TBA값 측정