제목조리수의 pH가 콩 연화에 미치는 영향실험목적콩은 저장과 운반이 편리하고 양질의 단백질과 지방을 많이 함유한 식품으로서 두부, 된장, 콩나물, 두유 등 전통적인 콩 가공식품으로 이용되고 있다.이러한 콩을 조리하기 위한 조리수로는 어떤 것을 이용하는 것이 적합한지 산성, 알칼리성, 중성의 물어서 연화되는 정도와 시간을 측정하여 검토한다.재료 및 분량콩 150 g, 중조 1/4 ts, 식초 5 Ts기구 및 기기비커(200 mL), 계량컵(200 mL), 계량스푼 2개(1 T, 1 t), 전자저울,타이머, pH시험지, 일반조리기구(체, 냄비, 스푼, 행주 등)실험 방법준비된 콩을 세척한 후 물기를 제거한다.물기를 제거한 콩을 각각 50 g씩 개량한다.물을 400 mL씩 3번 개량하고 하나는 그냥 두고 하나는 식초(5 Ts)를 탄다.나머지 한군데에는 중조를 1/4 ts만큼 넣어준다.중조를 넣은 물, 식초를 넣은 물, 아무것도 하지 않은 물 각각 400 mL를 준비된 냄비에 콩과 함께 넣는다.냄비의 뚜껑을 닫고 끓여준다이를 10분, 20분, 30분 가열할 때마다 연화정도를 비교해 평가한 후 기록한다.결과조리수의 pH가 콩 연화에 미치는 영향 결과표핵심변수(통제요인)조리수의 pH정도항목조리조건조리수의 pH10분 가열 후사진 자료중성연화가 덜 됐으며 껍질이 투명하다.산성색이 빠졌다.매우 단단하고 전혀 익지 않았다.알칼리성제일 쭈글쭈글해 졌으며 색이 더 진해졌다.연화가 제일 잘 되었다.가열온도가 예상보다 높아 실험을 계획한대로 10분 이후의 실험결과 값을 얻을 순 없었지만 조리수의 pH를 통제해 10분간 가열한 결과 얻을 수 있었던 결과에서 확실한 점은 중조를 첨가한 조리수에서 조리한 콩의 연화가 제일 잘 일어났다는 것이다.이는 이론상으로 콩 중량의 0.3%의 중조를 첨가한 조리수에서 연화가 잘 일어나며 비타민B1의 손실도 줄일 수 있다는 것과 맞아 떨어지는 결과이므로 가열온도 조절에 실패한 것 이외의 실험통제는 성공적으로 이뤄졌으며 온도를 잘 맞췄다면 이후에 실험도 잘 진행될 수 있었을 것이다.고찰실험에 사용된 두류는 대두로 단백질 함량이 제일 높은 종류이다.대두의 주 단백질은 globuline계의 glycinin으로 필수아미노산의 조성이 우수한 완전단백질이며 수용성, 염용성(1%)이며 4.6~4.8의 pH에서 등전점을 가져 약산성에서 응고하는 성질을 갖는다.이러한 대두를 조리할 경우 연화를 쉽게 하기 위한 방법으로는 다음과 같은 방법이 있다.1. 1%의 식염수에 담근 후 조리대두의 주단백질인 glycinin은 염용성이고 식염수에서 섬유소(cellulose)의 연화가 쉽게 일어나므로 0.5%~1%의 소금물에 담근 후 가열하면 콩의 연화가 촉진된다.2. 약 알칼리 용액 사용중조와 같은 알칼리(콩 중량의 0.3%)를 사용하면 콩의 섬유소와 헤미셀룰로오스, 펙틴질이 연화되고 glycinin의 용해성이 증가해 쉽게 연화된다.그러나 맛을 해치고 비타민 B1의 손실을 초래하므로 고려해야 한다.3. 연수로 조리경수로 조리할 경우 경수중의 칼슘, 마그네슘이온이 콩속의 pectin과 결합하여 불용성인 염을 형성해 콩의 연화를 저해한다.따라서 대두를 조리할 시 연수를 사용하는 것이 바람직하다.반면에 식초를 사용하는 것은 콩의 연화에 방해가 되는데 이는 콩 껍질의 cellulose를 질기게 만들기 때문이다.이와 같은 것들을 고려하였을 경우 실험이 원만하게 진행되었을 경우에 나왔을 결과를 예측하면 다음과 같다.
1. 실험설정준비한 시료(오리온 다이제)를 매크로 켈달법(Mecro-kjeldahl, 붕산포집법)에의한 조단백질정량법으로 단백질량을 산출한다.*조단백질정량은 단백질량을 직접 알아내는 것이 아니라 질소를 측정하여 단백질량을 산출하는 방법.*이 방법은 kjeldahl법을 계량한 것으로 증류과정에서 유출되는 NH3가 충분히 냉각된다면 kjeldhl법에서처럼 강산에 암모니아를 흡착시키지 않아도 된다. 따라서 증류과정에서 유출된 암모니아를 H3BO3(Boric acid)용액에 흡착시켜(NH4)·H3BO3(붕산암모늄)의 양을 HCl표준용액으로 적정한다.이 실험의 과정과 반응식은 다음과 같다.① 분해반응: 시료를 황산과 촉매로 가열한다.시료중 질소 + H2SO4 + 촉매제 → (NH4)2SO2 + SO2 + CO2 + CO + H2O*촉매: K2SO4 : CuSO4 = 7 : 1 혼합물② 증류반응: (NH4)2SO2(황산암모늄)을 NaOH(수산화나트륨)과 반응시켜 NH3(암모니아)가스로 전환시킨다.(NH4)2SO4 + 2NaOH → Na2SO4 + NH4OHNH4OH → 2NH3 + 2H2O③ 중화반응: 형성된 (암모니아)를 과량의 붕산 내에 포집시킨다.NH3 + H3BO3 → (NH4)·H2BO3④ 적정반응: 포집된 (NH4)·H3BO3(붕산암모늄)을 염산표준용액으로 적정한다.(NH4)·H2BO3 + HCl → NH4Cl + H3BO3⑤ 단백질량 산출: 적정 값에 질소계수를 곱해 단백질량을 산출한다.식품 중 질소비율 16% 100/16(=6.25)을 곱해 단백질량을 산출할 수 있다.2. 결과 및 계산(소수점 넷째자리에서 반올림하였다)Table1:0.00140.1N HCl용액 1mL에 상당하는 질소량(g)(14×0.1×0.001)F=1.000.1N HCl의 factor값(농도계수, 역가)V=9.5본실험에서의 0.1N HCl의 소비량V0=0.5공실험에서의 0.1N HCl의 소비량D=1시료의 희석배수S=1.011시료 채취량(g)N=6.25질소계수매크로켈달법(붕산포집법)에 의한 다이제시료의 조단백질 정량결과시료로부터 유출된 질소는 적정조작중에 HCl과 당량 대 당량으로 반응한다.(NH4)·H2BO3 + HCl → NH4Cl + H3BO3따라서 HCl 36.5g과 질소 14g과 반응하고, 0.1N HCl 1mL는 1.4mg의 질소와 반응한다.시료의 단위가 g이므로 0.1N HCl용액 1mL에 상당하는 질소량은 0.0014이다.시료중의 질소량은 다음과 같이 계산한다.N(mg) = 1.4 × (V - V0) × F이때 (V - V0)은 시료로부터 유리되어 나온 질소와 반응한 0.1N HCl용액의 양을 나타낸다.따라서 총 질소(TN, %)와 조단백질(%)의 계산식은 다음과 같다총 질소(TN, %)= {0.0014 TIMES F TIMES (V-V0) TIMES D} over {S(g)} TIMES 100 조단백질(%)=TN × N(6.25)위 계산식을 적용하면 사용한 다이제 시료에 대한 총 질소량(TN, %)과 조단백질(%)은 다음과 같다.(소수점 다섯째자리에서 반올림하여 넷째자리까지 나타낸다.)총 질소(TN, %)= {0.0014 TIMES 1 TIMES (9.5-0.5) TIMES 1} over {1.011(g)} TIMES 100=1.2463(%)조단백질(%)=1.2463 × 6.25 = 7.7894(%)3. 고찰 및 토론1. 공시험(Blank test)이란?대조실험으로써 시료를 넣지 않고 과정은 동일하게 진행하는 실험으로 실험과정에서 촉매나 유산지 등에 의해 혼입된 N가 HCl과 반응해 오차를 낼 수 있으므로 이러한 실험오차를 줄여 정확성을 더 높이기 위해 실행된다.2. 실험과정중 유산지를 같이 넣어도 되는 이유.본실험과 공실험을 하므로 유산지의 혼입에 의한 오차는 줄일 수 있다.유산지는 시료나 촉매제가 플라스크 벽면에 묻는 것을 방지해주므로 필요하다.3.왜 공실험에 Dextrose 1g을 썼는가?1번에 의하면 공실험은 대조실험으로써 실행한다.조단백질 정량실험은 N를 측정하여 단백질량을 산출하는 실험이므로 이론상 N가 함유되지 않은 Dextrose를 시료대신 넣어 사용하였다. 이 실험을 통해 사용한 시료와 공실험때 사용한 Dextrose와 적정조작시 NH4Cl양에 유의한 차이가 있었음을 비교할 수 있고 공실험을 통해 실험오차를 줄일 수 있다.4.공실험에 Dextrose말고 다른 걸 쓸 수 있을까?Dextrose의 분자식은 C6H12O6로 D-glucose라고도 하며 거울상 이성질체로 L-glucose가 존재한다. 따라서 다른 것을 사용한다면 가장 우선적으로 L-glucose를 생각할 수 있고 D-glucose가 축합반응을 해 이뤄진 maltose, starch를 생각할 수 있다.또한 다른 당류(lactose, mannose, fluctose)들도 N가 포함되지 않으므로 사용할 수 있고 마찬가지로 지방성분들도 N를 포함하지 않으므로 사용할 수 있다.