Ch1. 식생활과 건강· 식생활 : 생명의 유지 및 성장에 필요한 영양소를 섭취하기 위해서 여러 가지음식을 먹는 일· 바람직한 식생활 : 세포의 정상적인 기능유지를 위한 식생활→ 식사로부터 얻을 수 있는 영양소 _ 에너지 공급, 몸 구성, 생리기능 조절→ 부적절한 식사 ? 영양부족 : 면역기능 저하로 감염성 질환에 의한 사망률 ↑- 영양과잉 : 비만, 심장질환, 당뇨병, 암 등 질환 유발· 건강 : 단순히 질병이 없거나 허약하지 않은 상태가 아니라 신체적, 정신적 및사회적으로 완전히 안녕인 상태· 반건강상태 : 건강한 편인데 몸은 좀 이상하고 그렇다고 병은 아닌 상태정신적 긴장 확대, 운동부족, 영양지식부족에 의한 과잉섭취가 원인· 시대별 식생활 문제- 과거 : 영양결핍 → 결핵, 감염 등- 현재 : 영양불균형 & 영양결핍 공존 : 암, 심장질환, 당뇨병 등→ 열량, 당류, 지질, 나트륨 _ 과다섭취식이섬유, 비타민, 무기질 _ 부족섭취· 한국인의 영양 섭취 실태 : 에너지 섭취 비율 ‘탄 : 단 : 지 = 65% : 15% : 20%’에너지적정비율, ‘탄 : 단 : 지 = 55~70 : 7~20 : 15~25%’· 영양 불균형 → 효소 생산 불충분 → 세포재생작용 원활X → 세포(노화), 기관과 조직의 변성퇴행(각종 질병), 면역계 손상(암) → 만성퇴행성 질환· 건강장애요인 : 영양 불균형, 효소활성저하, 활성산소, 유리기(free radical),독성물질, 환경오염물질, 자외선 및 방사선· 건강한 식사 : 균형 (신체 성장과 건강에 필요한 모든 영양소를 알맞은 양으로)적당한 양 (건강 체중 유지&정상적 신체 대사과정을 위해)다양성 (동일 식품군 내에서도 다양한 식품을 포함시켜 구성)· 337 일주일 건강 식습관3가지 잘하기 : 각 식품군 골고루 섭취, 활동량↑-건강 체중 유지, 청결한 음식3가지 안하기 : 짠 음식 피하기, 지방함량이 높은 음식 적게 먹기, 술 양 제한Ch2. 건강한 식사 구성· 우리의 몸 : 30억 개의 유전자, 6*10{}^{13}개의섬유 ? 식물성 다당류로 인체 소화효소에 의해 분해X → 에너지원X*식이섬유장의 운동 원활, 직장암 예방 및 혈청 콜레스테롤 양 저하, 간에서 항케토제닉 작용을 하여 지방의 완전대사를 도움, 담석증 예방 (장내에서 담즙산과 결합하여 소장벽을 통해 재흡수되는 담즙산의 양 감소, 담즙산의 분비를 증가시킴)· 탄수화물의 기능주요 에너지 공급원 : 4kcal/g E를 냄. 한국인 1일 E섭취량의 60~70% 차지해당과정 (8ATP), TCA회로 (30ATP) → 총 38ATP 생성단백질 절약 작용 : 단백질이 E원으로 사용X 고유 기능(신체 구성, 면역 등)에 사용케토시스 방지 : 탄수화물 섭취 부족 → E공급 위해 체지방 과다 분해(불완전분해)→ 케톤체 생성 증가로 케토시스 유발 → 체액의 산성화, 식욕저하 등중추신경계 기능 유지 : 뇌, 신경조직의 에너지 급원은 포도당장 건강 유지 : 식이섬유가 장운동을 증가시킴음식에 단맛 제공· 결핍증과 과잉증결핍증 : 체내 저장된 지방의 소모↑ - 대사 시에 불완전 연소로 케톤체 형성산-알칼리 평형에 이상을 초래하는 산혈증단백질을 에너지원으로 사용하게 되면서 단백질 부족과잉증 : 지방조직에 많은 지방을 저장하므로 비만을 가져옴· 체내 대사에너지생성, 젖산형성, 글리코겐 합성 (간, 근육), 지방합성, 불필수아미노산 합성· 탄수화물 관련 질병유아당뇨병 (Type 1, 인슐린 의존성) : 췌장에서 인슐린 생성X성인당뇨병 (Type 2, 인슐린 비의존성) : 인슐린 분비, 세포 내로 포도당 이동X→ 트랜스지방과도 관련→ 인슐린(β-세포) & 글루카곤(α-세포)의 길항작용이 중요유당불내증 : 유당분해효소(lactase)가 충분량 분비X, 칼슘급원식품인 우유를 안 먹게 되어 칼슘결핍 초래 → 조금씩 우유를 섭취하면 lactase가 소장세포에서 만들어짐충치 : 박테리아는 설탕을 발효시켜 젖산 생성 → 입 안 pH가 4까지 떨어짐Ch4. 단백질20종 아미노산이 펩타이드 결합으로 연결된 고분자 화합물단백질은 생체를 구성하고 있는 주성분으로,유의 기능을 완수하기 위해서 충분한 양의 단백질이 매일 공급됨으로써 질소평형이 유지되어야 함· 소화, 흡수소화 : 씹는 과정을 통해 단백질의 기계적 소화, 위산(`HCl)에 의한 화학적 소화→ 위산에 의한 단백질의 변성 (3차원 구조 → 선형 구조 _ 소화 작용 원활)위 _ 펩시노겐 -(위산)→ 펩신, 췌장 _ 소화효소에 의해 펩타이드가 됨소장 _ 아미노산 형태로 되어 소장에서 흡수· 체내 대사 (아미노산)단백질 합성 : 체단백질, 효소·호르몬·항체·운반단백질 등 특수기능 담당 단백질 합성→ 남은 아미노산 : 아미노산 풀(pool)을 이루어 다양하게 대사포도당 합성탈아미노기 반응과 요소 합성 : 아미노산의 아미노기 제거되고 유리된 아미노기는 혈액으로 방출 (아미노기가 제거되어야 대사가능)· 과잉섭취 및 결핍-과잉섭취단백질 분해산물인 요소 처리를 위해 간, 신장에 무리한 부담지방으로 전환되어 지방조직에 축적대장의 세균에 의해 분해 → 아민체 형성 ? 장운동 억제, 변비유발소변으로의 칼슘 배설 증가로 골다공증 초래-결핍성장장애, 피하지방 소실로 피부 탄력 · 근육 긴장 · 면역력 저하, 빈혈 현상혈액 단백질 농도 ↓ → 부종현상, 지방간, 머리카락 변색, 피부염 및 신경계 이상Ch5. 지질물에 녹지 않고 유기용매에 녹으며, 동물의 지방조직과 식물 종자에 함유되어 있는 영양소. 필수 영양소이지만 과다 섭취 시 비만, 심혈관계 질환, 암 등을 발생시켜 위험↑ → 지질을 양적·질적으로 균형있게 섭취해야함, 총 에너지 섭취량의 20%포화지방산 : 단일 불포화지방산 : 다가불포화지방산 = 1 : 1 : 1ω-6 지방산 : ω-3 지방산 = 4~10 : 1· 지질중성지방(글리세롤 + 지방산), 인지질, 콜레스테롤*지질대용품지방산을 다른 물질로 대체(E 열량을 60%까지 줄일 수 있음)지용성 물질을 화학적 합성, 효소처리단점: 튀김공정이용X기름-열용량↑, 고온·단시간에 식품을 익힘But, 탄소 수↓ → 열용량이 높아지지 않음· 지방산 ( 포화지방산, 불포화지방산 )불포화지방산포화지방산 -(수소첨가)→ 트랜스지방산식물성 기름에 수소 첨가 가공과정에서 생성, 직선 구조의 포화지방산과 비슷실온에서 고체형태, 체내에서 포화지방산의 대사를 거치므로 혈중 콜레스테롤 ↑세포막을 구성하는 레시틴에 트랜스지방산이 포함되면 시스형 지방산이 포함된 경우보다 세포막이 단단해져, 막에 존재하는 수용체나 효소의 작용을 방해함· 인지질인지질 가운데 레시틴 : 세포막의 주성분세포막-인지질이 서로 마주보는 이중구조 → 혈중 수용성·지용성 영양소 세포 내로 유입- 친수기 : 세포막의 표면으로 향하여 혈액과 접함- 소수기 : 세포막 내부로 행하고 있음· 콜레스테롤 (유도지질)탄소가 네 개의 고리모양 → 소수성, 동물성 식품에만 함유, 혈중 지단백질에 존재뇌와 신경조직에 다량 존재과다섭취 → 고콜레스테롤혈증 유발 및 콜레스테롤 혈관 내벽에 침착 - 동맥경화- 콜레스테롤의 기능담즙산의 합성 : 지방의 소화·흡수에서 유화제인 담즙산을 합성스테로이드계 호르몬 합성 : 부신피질 호르몬 등 스테로이드 호르몬 합성비타민D 전구체 합성 : 7-dehydrocholesterol을 합성하여 칼슘 흡수를 도움· 지질 기능에너지원 : 지질의 완전 산화 → 1g당 9kcal (당질, 단백질에 비해 2배 농축된 E)맛, 향미, 포만감 제공 : 위 통과 속도가 느림체온 조절 및 장기보호 : 피하 지방조직 → 체온저하를 줄임, 체지방 → 완충작용지용성비타민 용매 : 비타민(A, D, E, K) 용매 → 흡수, 이용세포막, 뇌조직의 구성 : 신체(세포막, 뇌 조직, 신경조직) 구성성분필수지방산 공급· 소화, 대사, 합성지질은 소수성의 긴 사슬지방으로서 구강, 위에서의 소화는 거의 이루어지지 않고 위의 산성 유미즙과 함께 십이지장으로 넘어감- 소장에서의 소화1 산성 유미즙이 십이지장에 도달하면 세크레틴 호르몬 분비2-1 세크레틴 → 췌장자극, 췌액 중 중탄산나트륨(NaHCO _{3}) 분비 촉진 _ 유미즙 중화십이지장 벽을 산으로부터 보호 + 췌장 소화효소의 작용으로 적당한 약 알칼리성2-2 콜 에너지를 못 내며, 동·식물을 태우면 남는 회분 또는 재의 형태를 띰.무기질의 절대량 = 우주 내에서 불변 ( ∵ 자연계에서 순환 )→ 생태계 내에서 새로 만들어지거나 소실되지 않음 ∴반드시 식품으로 섭취해야함.· 체내 존재 무기질약 90여종의 원소 중 체내 존재하는 원소 = 약 25종 _ 소화필요 X체중의 0.05%, 1일 권장량 100mg을 기준으로 그 이상은 다량, 이하는 미량원소· 무기질의 흡수는 다른 영양소의 흡수를 방해한다.비타민C철분 흡수 촉진유당칼슘 흡수 촉진식이섬유, 피틴산무기질 흡수 방해수산칼슘 흡수 저해· 무기질 기능산·알칼리 균형 : 체내에서 이온의 형태로 존재 ? 건강한 사람 pH 7.35~7.45 유지삼투압 조절 : 대사에 적합한 삼투압 (300mosmol/L) 유지대사 촉매 작용 : 효소의 구성성분 또는 보조인자항산화 영양소 기능(Se,Cu,Zn), 혈액형성(Fe,Cu)신체 구성성분 :Ca,P,Mg → 뼈 형성Zn → 근육, 피부, 내장 등 연조직 구성 필수성분· 이온 형성 무기질의 양에 따른 식품 구분섭취 후 양이온 형성 무기질이 많은 식품알칼리성 식품과일, 채소류섭취 후 음이온 형성 무기질이 많은 식품산성 식품곡류, 육류, 달걀류, 가금류양이온 형성 무기질 ≒ 음이온 형성 무기질중성 식품우유· 무기질 종류무기질기능칼슘· 체내에서 가장 많음 (체중의 약 1.5~2.2%) → 99%이상이 골격, 치아 구성→ 1% 미만은 혈액과 체액 구성· 칼슘농도변화 = 신호체계 ex) 근육수축, 신경 흥분 억제· 혈액에서 칼슘 농도 조절 -(높을 때)→ 칼시토닌 ↑ - (소변) 칼슘배설 증가-(낮을 때)→ 부갑상선H, PTH 방출· 혈액응고인자· 칼슘 동적 이동 : 뼈에서 일어남, 끊임없는 칼슘 이동 → 뼈 재형성 가능· 우유 및 유제품 : 칼슘 함량 ↑, 칼슘 흡수 ↑· 칼슘 흡수에 영향을 미치는 인자흡수 증진 인자흡수 방해 인자소장 상부의 산성 환경소장 하부의 알칼리성 환경정상적인 소화관 운동 및 활성위산 완화제비슷한 비율의 식이칼슘과 인칼슘빈혈
Ch8. 건강과 물물은 인체의 생명현상을 유지하기 위해 필수적인 당질, 지질, 단백질, 무기질 비타민 등과 함께 6대 영양소 중 하나로, 신체를 구성하고 있는 영양성분 중 양적으로 가장 많으며 가장 자주 공급해주어야 하는 생명체에 가장 중요하고 필수적인 영양소세포외액 (체중의 20%)세포내액 (체중의 40%)혈장 (체중의 5%)세포 간액 (체중의 15%)세포내액세포사이의 액모든 조직에 들어있는 액림프, 소화기관 액, 척추액,눈 내의 액, 눈물혈구 세포, 뼈 세포,근육세포, 지방세포- 세포내액 : 체내 총 수분양의 약 65% 차지, 단백질과 무기질 등의 영양소 용해- 세포외액 : 대부분이 혈액, 체내 총 수분양의 약 35% 차지단백질, 무기질, 당질 및 지질 등이 함께 용해되어 존재· 수분 균형 → 수분 섭취량과 수분 배설양이 균형을 이룬 상태세포 내외의 수분이동은 세포막을 중심으로 형성된 삼투압의 차이에 의해 일어남- 탈수증 : 수분을 보충하지 않은 채 심한 운동 지속하거나 수분섭취가 부족한 상태탈수가 진행되는 동안 생성된 노폐물이 신장에 영구적인 손상을 입힘수분 손실량1~2%4~5%12%20%탈수증세갈증근육피로무기력사망- 수분 중독 : 신장의 기능 저하로 단시간에 많은 물을 섭취할 때 발생 (뇌세포 파괴)‘아디 우레틴’ 호르몬 작용의 범위를 넘어섬- 부종장기간 단백질 섭취 부족 → 혈장의 단백질 농도 저하, 혈액 중 수분 세포, 세포 사이의 틈으로 새어나가 부종 유발. 즉, 혈액(ECF)에 수분을 보유할 수 있도록 충분한 전해질 또는 단백질 존재 X → 혈액 중 수분이 못 빠져나감· 수분 필요량성 인 : 섭취열량 1kcal 당 1mL의 물이 필요신생아 : 섭취열량 1kcal 당 1.5mL의 물이 필요· 수분 조절뇌의 시상하부(갈증중추)는 혈액 중에 녹아있는 물질의 농도가 너무 진할 경우 갈증을 느낌. 혈액이 너무 농축되어 있으면 항이뇨 호르몬이 분비되어 신장에서의 수분 손실을 줄이며 알도스테론은 신장의 나트륨 재흡수를 증가시킴.· 물의 기능신체 구성분 : 인도주성분은 과당으로, 포도당과 과당이 독특한 단맛을 냄. 항 바이러스 활성 有- 주석산, 사과산, 펙틴, 검질, 이노시톨, 탄닌 : 장 활동 촉진 및 해독작용- 칼슘, 칼륨, 철분 → 정혈, 조혈작용- 에닌, 에니딘 : 안토시아닌(에닌), 그 분해물질(에니딘) - 항암활성- 카페인산 : 폴리페놀 화합물, 암 예방 효과· 바람직한 식사 생활- 잡곡밥 먹기 : 도정하지 않은 상태의 곡류 이용하기 (씨앗의 배아 및 호분층에 존재)- 현미 : 왕겨만 제거, 섬유질 및 생리활성 물질 함유- 콩 : 콜린 함유 ? 지방간의 예방 및 치료 기능을 하는 간 기능 개선* 섬유질소화기관과 장관 기능 원활 → 변통 완화 / 결장암 예방 / 혈청 콜레스테롤 ↓고혈압, 동맥경화, 심장질환 예방 / 당의 혈관 내 흡수속도 ↓, 당뇨병 예방, 치료식이- 질 좋은 지방질 섭취 : 지방의 권장량 ? 총 열량섭취의 20%- DHA : 뇌세포 구성성분으로 두뇌발달, 치매예방, 노화세포구성 핵산 감소- 등푸른 생선 : 핵산 다량 함유, 단백질 섭취와 아울러 노화 진행 지연정상인의 경우 ? 포화지방산 : 고도 불포화지방산 = 1 : 1성인병, 비만자 - 포화지방산 : 고도 불포화지방산 = 1 : 2- 단백질은 생선으로부터 섭취 : 생선기름 (EPA_콜레스테롤 ↓, DHA 함유)- 채소, 과일 섭취 ↑ : 항산화 성분 함유, 노화방지대장암, 심장병 예방 및 치료 ←- 버섯류, 해조류 섭취 : 무기질 풍부 (체내 산성물질 중화 ? 항노화),섬유 풍부 (변비치료, 발암성 물질·콜레스테롤 흡수, 배설)- 게르마늄 유기체 ↑ : 산소 효율 ↑, 체내 과산화물질 생성 약화 → 질병 저항력- 셀레늄 : 노화억제, 항암작용, 혈소판 응집 → 관상동맥질환, 심장마비, 뇌졸중,해독효과, 피부미용녹차 마시기- 지방질 산화 억제 : 폴리페놀화합물, 카테킨 등의 항산화 물질, SOD, 카탈라아제 등 과산화 물질 변이 효소- 항산화 효과 ↑ : 비타민 A, C, E 함유- 카테킨 : 충치예방, 항균작용 (세균성 설사에 효과온에 2시간 이상 방치X, 실온 해동X조리한 식품 뜨거운 상태(60℃) 유지, 부패 쉬운 음식 냉장보관안전한 물과 원재료 사용 : 신선하고 질 좋은 식품 선택, 채소·과일 씻어 먹기· 가공식품식품원료(농, 임, 축, 수산물 등) + 식품 또는 식품첨가물 or 변형(분쇄, 절단)된 것을 서로 혼합, 제조, 가공, 포장한 식품 → 식생활은 편리 but, 안전성 문제 제기· 식품표시해당 식품에 대한 정보 알 수 있음. 식품 위생적으로 구매, 취급, 보관 가능→ 표시항목 : 제품명, 식품의 유형, 업소명 및 소재지, 제조연월일, 유통기한 또는 품질유지기한, 내용량, 원재료명, 성분 및 함량, 영양성분, 기타사항(주의사항), 알레르기 유발물질 표시- 영양표시 (식품표시 항목 중 해당 식품의 영양정보에 대한 표시)영양성분표시영양강조표시제품의 일정량에 함유된 영양소 함량 표시영양표시가 된 수치를 읽지 않고도 제품의 영양적 특성을 알 수 있도록 한 표시* 의무 표시 영양소(9종)열량, 탄수화물, 당류, 단백질, 지방, 포화지방, 트랜스지방, 콜레스테롤, 나트륨식품의 1회 제공량 당 들어있는 영양소의 함량과 % 영양소 기준치 표시제품에 함유된 영양소의 함유 사실 또는 함유 정도를 ‘무’, ‘저’, ‘고’, ‘강화’, ‘첨가’, ‘감소’ 등의 특정 용어를 사용하여 표시제품의 영양성분과 함량을 정확히 제공 → 소비자가 적합한 제품을 선택하는데 활용· 외식업체 영양표시 : 표시항목(5가지) ? 열량, 당류, 단백질, 포화지방, 나트륨최근 어린이 기호식품을 주로 조리·판매하는 업소에서도 영양표시분식점, 패밀리 레스토랑, 고속도로 휴게소에서도 단계적으로 표시· 식품첨가물 : 식품을 제조·가공·보존하는 과정에서 식품을 넣거나 섞는 물질품질, 기호성(색, 맛, 냄새), 저장성(부패, 변질을 막음), 영양 향상용도대표적 식품첨가물대표 사용 식품보존료소르빈산, 안식향산 등햄, 소시지, 어묵산화방지제BHA, BHT 등식용유, 버터, 마요네즈감미료아스파탐, 삭카린나트륨 등과자, 음료, 아이스크림 흡수 ↓- 녹차 : 식이섬유 - 다이옥신 흡착하여 배설, 엽록소 ? 다이옥신과 결합하여 흡수X, 탄닌 ?무기질 흡수 방해로 중금속 제거 / but, 칼슘, 철 흡수 저해- 미나리 : 혈압, 열 ↓, 두통과 구토, 변비에 효과- 도토리묵 : 아콘산 함유 → 중금속을 없애줌- 홍삼 : 고엽제에 효과, 내분비장애물질 → 고환, 간, 신장, 비장 저하 방어- 클로렐라 : 엽록소, 베타카로틴 → 중금속(카드뮴), 다이옥신 배출효과Ch12. 건강체중과 식생활영양이 균형인 상태 : 식품 골고루 섭취 → 체내 필요한 영양소 충분, 정상적 대사체내 적당량 저장, 질병 저항력 ↑영양이 불균형인 상태 : 영양결핍, 영양과잉 (영양소 필요량 충족X) → 단계적 발생- 결핍초기 : 대사과정 느려짐, 효소활성 ↓, 쉽게 피로, 면역 ↓, 스트레스, 전염병 등→지속 : 피부, 머리카락, 손톱, 혀, 입 등에 임상 증세. ex) 철분↓ ? 안색 창백, 빈혈- 과잉섭취 : 영양소 체내 축적 → 독성, 비만도 영양불균형 상태 ex) Vt A ? 간 손상, 구토· 영양판정법 (ABCD) - 신체계측법, 생화학적 방법, 임상적 방법, 식사조사법- 신체계측법 (anthropometric method)성장정도 측정 : 신장 (성장기 어린이 영양상태 지표), 머리둘레 (유아 단백질 결핍 여부 판정 지표), 체중 (성장기 어린이 비만도 반영 지표)* 소아비만 : 지방세포 증식형 비만, 지방세포수 ↑ + 크기 ↑* 성인비만 : 지방세포 비대형 비만, 지방세포 크기 ↑* 비만발생 ? 젊은 시기 ↑,각종 암, 당뇨, 불임, 심혈관계 질환, 지방간, 수면무호흡증신체 구성성분 측정- 생화학적 방법 (biochemical method)- 임상적 방법 (clinical method)- 식사조사법 (dietary survey)· 비체중 (relative weight, 실제체중(kg)/신장(m)*100) / 체질량지수 (BMI, 체중(kg)/신장(m{}^{2}))BMI < 20 : 수척 (건강상태우려) / 20 < kor 등 영양불량, 사염화탄소 등 약물대사 : 킬로미크론 형태, 유리지방산 형태, 간세포에서 합성된 내인성 중성지방증상 : 간 비대, 피로, 식욕부진, 메스꺼움, 복부팽만감 또는 무증상영양치료 : 금주, 비만 → 체중감량, 적당 운동 / 영양소부족 주의* 태아알코올증후군 (fetal alcohol syndrome, FAS)알코올 중독 산모가 출산한 아이에게서 나타남. 알코올 → 태반 쉽게 통과∴ 아세트알데히드 태아의 세포성장, 태아로의 영양소 운반 저해작은 머리, 주름, 짧은 코, 소아악증, 불명확한 인중· 흡연성인 흡연률은 감소하는 추세이나 처음 담배를 접하는 연령은 점차 낮아짐.90%가 가스, 나머지 10%는 미립자.담배 연기 ? 지질 과산화 촉진 자유유리기 함유, 항산화 영양소 요구량 ↑∴ 흡연자 : Vt C 농도 ↓, 미각 예민도 ↓· 유해성분니코틴 : 습관성 중독, 혈압 ↑, 콜레스테롤 농도 ↑, 내분비 및 호흡기 기능 ↓치사량 ? 40mg 이상 흡입 (1mg/한 개비)뇌에 약리작용 (4~5초) but, 흡입된 니코틴 체외 완전 배출 (3일)타르 : 담뱃진, 20여종 A급 발암물질 포함, 폐·표피세포 피해, 만성염증 ? 10mg/한 개비일산화탄소 : 가스 성분. 신체 산소공급 ↓, 신진대사 장애, 조기 노화, 혈전 형성 촉진· 건강문제암 : 흡연 -(자유기 생성)→ 세포 DNA 손상 → 암 (폐암, 구강암, 방광암, 인후암 등)간접흡연으로도 자궁경부·췌장·방광·신장·위장 조직 등의 암 발생율 ↑폐 질환 : 만성 폐쇄성 폐질환 (폐기종, 만성 기관지염)의 주요 원인심혈관계 질환 : 고혈압, 고콜레스테롤혈증, 죽상동맥경화증 주요 위험요인· 카페인기호식품과 의약품에 함유된 알칼로이드. 두통약, 종합감기약, 콜라, 자양강장제, 케이크, 커피(우유, 껌, 아이스크림, 캔), 초콜릿, 녹차, 홍차 등에 존재하루, 어린이 100mg, 청소년 200mg, 어른 300mg 이상 섭취 → 카페인 중독 가능성· 영양문제체내 칼슘 흡수 방해, 소변으로 칼슘 배설 촉진 (계 질환
Ch1. 식생활과 건강· 식생활 : 생명의 유지 및 성장에 필요한 영양소를 섭취하기 위해서 여러 가지음식을 먹는 일· 바람직한 식생활 : 세포의 정상적인 기능유지를 위한 식생활→ 식사로부터 얻을 수 있는 영양소 _ 에너지 공급, 몸 구성, 생리기능 조절→ 부적절한 식사 ? 영양부족 : 면역기능 저하로 감염성 질환에 의한 사망률 ↑- 영양과잉 : 비만, 심장질환, 당뇨병, 암 등 질환 유발· 건강 : 단순히 질병이 없거나 허약하지 않은 상태가 아니라 신체적, 정신적 및사회적으로 완전히 안녕인 상태· 반건강상태 : 건강한 편인데 몸은 좀 이상하고 그렇다고 병은 아닌 상태정신적 긴장 확대, 운동부족, 영양지식부족에 의한 과잉섭취가 원인· 시대별 식생활 문제- 과거 : 영양결핍 → 결핵, 감염 등- 현재 : 영양불균형 & 영양결핍 공존 : 암, 심장질환, 당뇨병 등→ 열량, 당류, 지질, 나트륨 _ 과다섭취식이섬유, 비타민, 무기질 _ 부족섭취· 한국인의 영양 섭취 실태 : 에너지 섭취 비율 ‘탄 : 단 : 지 = 65% : 15% : 20%’에너지적정비율, ‘탄 : 단 : 지 = 55~70 : 7~20 : 15~25%’· 영양 불균형 → 효소 생산 불충분 → 세포재생작용 원활X → 세포(노화), 기관과 조직의 변성퇴행(각종 질병), 면역계 손상(암) → 만성퇴행성 질환· 건강장애요인 : 영양 불균형, 효소활성저하, 활성산소, 유리기(free radical),독성물질, 환경오염물질, 자외선 및 방사선· 건강한 식사 : 균형 (신체 성장과 건강에 필요한 모든 영양소를 알맞은 양으로)적당한 양 (건강 체중 유지&정상적 신체 대사과정을 위해)다양성 (동일 식품군 내에서도 다양한 식품을 포함시켜 구성)· 337 일주일 건강 식습관3가지 잘하기 : 각 식품군 골고루 섭취, 활동량↑-건강 체중 유지, 청결한 음식3가지 안하기 : 짠 음식 피하기, 지방함량이 높은 음식 적게 먹기, 술 양 제한Ch2. 건강한 식사 구성· 우리의 몸 : 30억 개의 유전자, 6*10{}^{13}개의적 역할식이섬유 ? 식물성 다당류로 인체 소화효소에 의해 분해X → 에너지원X*식이섬유장의 운동 원활, 직장암 예방 및 혈청 콜레스테롤 양 저하, 간에서 항케토제닉 작용을 하여 지방의 완전대사를 도움, 담석증 예방 (장내에서 담즙산과 결합하여 소장벽을 통해 재흡수되는 담즙산의 양 감소, 담즙산의 분비를 증가시킴)· 탄수화물의 기능주요 에너지 공급원 : 4kcal/g E를 냄. 한국인 1일 E섭취량의 60~70% 차지해당과정 (8ATP), TCA회로 (30ATP) → 총 38ATP 생성단백질 절약 작용 : 단백질이 E원으로 사용X 고유 기능(신체 구성, 면역 등)에 사용케토시스 방지 : 탄수화물 섭취 부족 → E공급 위해 체지방 과다 분해(불완전분해)→ 케톤체 생성 증가로 케토시스 유발 → 체액의 산성화, 식욕저하 등중추신경계 기능 유지 : 뇌, 신경조직의 에너지 급원은 포도당장 건강 유지 : 식이섬유가 장운동을 증가시킴음식에 단맛 제공· 결핍증과 과잉증결핍증 : 체내 저장된 지방의 소모↑ - 대사 시에 불완전 연소로 케톤체 형성산-알칼리 평형에 이상을 초래하는 산혈증단백질을 에너지원으로 사용하게 되면서 단백질 부족과잉증 : 지방조직에 많은 지방을 저장하므로 비만을 가져옴· 체내 대사에너지생성, 젖산형성, 글리코겐 합성 (간, 근육), 지방합성, 불필수아미노산 합성· 탄수화물 관련 질병유아당뇨병 (Type 1, 인슐린 의존성) : 췌장에서 인슐린 생성X성인당뇨병 (Type 2, 인슐린 비의존성) : 인슐린 분비, 세포 내로 포도당 이동X→ 트랜스지방과도 관련→ 인슐린(β-세포) & 글루카곤(α-세포)의 길항작용이 중요유당불내증 : 유당분해효소(lactase)가 충분량 분비X, 칼슘급원식품인 우유를 안 먹게 되어 칼슘결핍 초래 → 조금씩 우유를 섭취하면 lactase가 소장세포에서 만들어짐충치 : 박테리아는 설탕을 발효시켜 젖산 생성 → 입 안 pH가 4까지 떨어짐Ch4. 단백질20종 아미노산이 펩타이드 결합으로 연결된 고분자 화합물단백질은 생체를 구성하고 있는 필요로 하는 단백질 고유의 기능을 완수하기 위해서 충분한 양의 단백질이 매일 공급됨으로써 질소평형이 유지되어야 함· 소화, 흡수소화 : 씹는 과정을 통해 단백질의 기계적 소화, 위산(`HCl)에 의한 화학적 소화→ 위산에 의한 단백질의 변성 (3차원 구조 → 선형 구조 _ 소화 작용 원활)위 _ 펩시노겐 -(위산)→ 펩신, 췌장 _ 소화효소에 의해 펩타이드가 됨소장 _ 아미노산 형태로 되어 소장에서 흡수· 체내 대사 (아미노산)단백질 합성 : 체단백질, 효소·호르몬·항체·운반단백질 등 특수기능 담당 단백질 합성→ 남은 아미노산 : 아미노산 풀(pool)을 이루어 다양하게 대사포도당 합성탈아미노기 반응과 요소 합성 : 아미노산의 아미노기 제거되고 유리된 아미노기는 혈액으로 방출 (아미노기가 제거되어야 대사가능)· 과잉섭취 및 결핍-과잉섭취단백질 분해산물인 요소 처리를 위해 간, 신장에 무리한 부담지방으로 전환되어 지방조직에 축적대장의 세균에 의해 분해 → 아민체 형성 ? 장운동 억제, 변비유발소변으로의 칼슘 배설 증가로 골다공증 초래-결핍성장장애, 피하지방 소실로 피부 탄력 · 근육 긴장 · 면역력 저하, 빈혈 현상혈액 단백질 농도 ↓ → 부종현상, 지방간, 머리카락 변색, 피부염 및 신경계 이상Ch5. 지질물에 녹지 않고 유기용매에 녹으며, 동물의 지방조직과 식물 종자에 함유되어 있는 영양소. 필수 영양소이지만 과다 섭취 시 비만, 심혈관계 질환, 암 등을 발생시켜 위험↑ → 지질을 양적·질적으로 균형있게 섭취해야함, 총 에너지 섭취량의 20%포화지방산 : 단일 불포화지방산 : 다가불포화지방산 = 1 : 1 : 1ω-6 지방산 : ω-3 지방산 = 4~10 : 1· 지질중성지방(글리세롤 + 지방산), 인지질, 콜레스테롤*지질대용품지방산을 다른 물질로 대체(E 열량을 60%까지 줄일 수 있음)지용성 물질을 화학적 합성, 효소처리단점: 튀김공정이용X기름-열용량↑, 고온·단시간에 식품을 익힘But, 탄소 수↓ → 열용량이 높아지지 않음· 지방산 ( 포화지방산, 불포부병 인자육류· 트랜스지방 → 불포화지방산 -(수소첨가)→ 트랜스지방산식물성 기름에 수소 첨가 가공과정에서 생성, 직선 구조의 포화지방산과 비슷실온에서 고체형태, 체내에서 포화지방산의 대사를 거치므로 혈중 콜레스테롤 ↑세포막을 구성하는 레시틴에 트랜스지방산이 포함되면 시스형 지방산이 포함된 경우보다 세포막이 단단해져, 막에 존재하는 수용체나 효소의 작용을 방해함· 인지질인지질 가운데 레시틴 : 세포막의 주성분세포막-인지질이 서로 마주보는 이중구조 → 혈중 수용성·지용성 영양소 세포 내로 유입- 친수기 : 세포막의 표면으로 향하여 혈액과 접함- 소수기 : 세포막 내부로 행하고 있음· 콜레스테롤 (유도지질)탄소가 네 개의 고리모양 → 소수성, 동물성 식품에만 함유, 혈중 지단백질에 존재뇌와 신경조직에 다량 존재과다섭취 → 고콜레스테롤혈증 유발 및 콜레스테롤 혈관 내벽에 침착 - 동맥경화- 콜레스테롤의 기능담즙산의 합성 : 지방의 소화·흡수에서 유화제인 담즙산을 합성스테로이드계 호르몬 합성 : 부신피질 호르몬 등 스테로이드 호르몬 합성비타민D 전구체 합성 : 7-dehydrocholesterol을 합성하여 칼슘 흡수를 도움· 지질 기능에너지원 : 지질의 완전 산화 → 1g당 9kcal (당질, 단백질에 비해 2배 농축된 E)맛, 향미, 포만감 제공 : 위 통과 속도가 느림체온 조절 및 장기보호 : 피하 지방조직 → 체온저하를 줄임, 체지방 → 완충작용지용성비타민 용매 : 비타민(A, D, E, K) 용매 → 흡수, 이용세포막, 뇌조직의 구성 : 신체(세포막, 뇌 조직, 신경조직) 구성성분필수지방산 공급· 소화, 대사, 합성지질은 소수성의 긴 사슬지방으로서 구강, 위에서의 소화는 거의 이루어지지 않고 위의 산성 유미즙과 함께 십이지장으로 넘어감- 소장에서의 소화1 산성 유미즙이 십이지장에 도달하면 세크레틴 호르몬 분비2-1 세크레틴 → 췌장자극, 췌액 중 중탄산나트륨(NaHCO _{3}) 분비 촉진 _ 유미즙 중화십이지장 벽을 산으로부터 보호 + 췌장 소화효소의 작용영양소로서의 역할을 하는 것으로 탄소가 없어 에너지를 못 내며, 동·식물을 태우면 남는 회분 또는 재의 형태를 띰.무기질의 절대량 = 우주 내에서 불변 ( ∵ 자연계에서 순환 )→ 생태계 내에서 새로 만들어지거나 소실되지 않음 ∴반드시 식품으로 섭취해야함.· 체내 존재 무기질약 90여종의 원소 중 체내 존재하는 원소 = 약 25종 _ 소화필요 X체중의 0.05%, 1일 권장량 100mg을 기준으로 그 이상은 다량, 이하는 미량원소· 무기질의 흡수는 다른 영양소의 흡수를 방해한다.비타민C철분 흡수 촉진유당칼슘 흡수 촉진식이섬유, 피틴산무기질 흡수 방해수산칼슘 흡수 저해· 무기질 기능산·알칼리 균형 : 체내에서 이온의 형태로 존재 ? 건강한 사람 pH 7.35~7.45 유지삼투압 조절 : 대사에 적합한 삼투압 (300mosmol/L) 유지대사 촉매 작용 : 효소의 구성성분 또는 보조인자항산화 영양소 기능(Se,Cu,Zn), 혈액형성(Fe,Cu)신체 구성성분 :Ca,P,Mg → 뼈 형성Zn → 근육, 피부, 내장 등 연조직 구성 필수성분· 이온 형성 무기질의 양에 따른 식품 구분섭취 후 양이온 형성 무기질이 많은 식품알칼리성 식품과일, 채소류섭취 후 음이온 형성 무기질이 많은 식품산성 식품곡류, 육류, 달걀류, 가금류양이온 형성 무기질 ≒ 음이온 형성 무기질중성 식품우유· 무기질 종류무기질기능칼슘· 체내에서 가장 많음 (체중의 약 1.5~2.2%) → 99%이상이 골격, 치아 구성→ 1% 미만은 혈액과 체액 구성· 칼슘농도변화 = 신호체계 ex) 근육수축, 신경 흥분 억제· 혈액에서 칼슘 농도 조절 -(높을 때)→ 칼시토닌 ↑ - (소변) 칼슘배설 증가-(낮을 때)→ 부갑상선H, PTH 방출· 혈액응고인자· 칼슘 동적 이동 : 뼈에서 일어남, 끊임없는 칼슘 이동 → 뼈 재형성 가능· 우유 및 유제품 : 칼슘 함량 ↑, 칼슘 흡수 ↑· 칼슘 흡수에 영향을 미치는 인자흡수 증진 인자흡수 방해 인자소장 상부의 산성 환경소장 하부의 알칼리성 환경정상적인 소화관 운동 및 활)
식품 소재 실험 레포트1. 통깨 수분정량과목명실험날짜실험조원제출자담당교수Ⅰ. 서론 ( Introduction )1) 실험 목적수분은 생체 및 식품에 필수성분으로 존재하며, 식품의 보존부터 형태나 구조, 맛 등 식품에 다양한 영향을 주고 그 함량에 따라 식품의 품질 결정에도 매우 중요한 역할을 한다. 세포가 생명활동을 유지하기 위해서는 물이 반드시 필요하며 이를 미생물의 발육에 적용하여 생각해보면 식품에서의 수분이 식품 내 미생물의 증식에 큰 결정요인이라는 것을 알 수 있다. 수분은 수분 자체가 식품으로 이용되고, 식품의 보존에서부터 각종 화합물의 용매로 작용하여 화학반응을 촉진하며 식품 전체의 품질 지표로 쓰이기도 한다. 또한 식품 가공에서 식품의 부패나 저장기간 등을 결정하는 것으로 보아 수분 함량을 측정하는 것은 식품을 이해하는 데에 중요한 부분이 된다. 이와 같이 수분의 중요성에 대해 제대로 알고 적용하기 위해 다음과 같은 실험을 진행하였다.2) 실험 원리식품 속에 존재하는 물은 자유로이 운동할 수 있는 물과 식품 성분에 결합한 물의 두 가지 형태로 구분하여 생각할 수 있다. 전자를 유리수 또는 자유수라고 하며 식품을 건조시키면 쉽게 제거되고 0℃ 이하에서는 잘 얼게 되는 보통 형태의 물을 말하는 것으로 식품 중에서 염류, 당류, 수용성 단백질 등을 용해하는 용매로서 작용하는 물이다. 이에 반해 후자는 결합수 또는 수화수라고 하며 식품중의 구성 성분인 탄수화물이나 단백질 분자들에 강하게 흡착되어 있거나 수소 결합에 의해 밀접하게 결합하고 있는 형태의 물로서 보통의 방법으로는 쉽게 분리시킬 수 없는 물을 말한다. 수분정량 실험은 위 두 형태 중 식품 내에 존재하는 유리수를 최대한 증발하여 생겨난 무게의 차이로 식품의 수분 함유량을 정확히 측정하는 실험이다.수분을 정량하는 방법에는 상압가열건조법과 증류법, Karl-fisher법, 전기수분계측법, 근적외선 분광 흡수법, GC, NMR과 같은 다양한 방법이 있으나 그 중 가장 많이 이용하는 무게 분석의 원리를 이용한 상압가열건조법을 이용해서 실험을 진행하였다. 상압가열건조법을 이용한 수분정량은 물의 비점보다 조금 높은 105℃에서 시료를 건조시키는 방법이다. 건조 전의 시료의 무게와 건조 후의 시료의 무게의 차로 건조되어진 수분의 양을 측정하고 측정한 무게를 이용하여 측정하고자하는 식품의 수분 함량을 구할 수 있다. 식품의 종류, 성질에 따라서 가열온도를 다음 표와 같이 달리한다.온도식품98∼100℃동물성 식품과 단백질함량이 많은 식품100∼103℃자당과 당분을 많이 함유한 식품105℃전후 (100∼110℃)식물성 식품110℃ 이상곡류이때, 시료의 수분이 증발해 그 무게가 더 이상 변하지 않을 때(건조 후 항량)까지 건조시켰을 때의 무게를 건조 후 시료무게로 하여야 한다. 건조 전의 시료의 무게와 건조 후의 시료의 무게의 차로 건조되어진 수분의 양을 측정하고 측정한 무게를 이용하여 측정하고자하는 식품의 수분 함량을 구할 수 있다.위 방법은 어느 시료나 수분이 유일한 휘발성분이어야 하고 수분이 제거될 때 화학변화가 생겼다고 하더라도 결과적으로 큰 영향이 없어야하며 수분은 완전히 제거되어야 한다. 그러나 이때, 사실상 수분을 완전히 제거시키기는 매우 어려운 일이다. 따라서 완전한 수분제거를 위해서 다음의 몇 가지 방법이 필요하다.① 열분해의 영향이 없을 정도로 가급적 고온에서 건조시킨다.② 심층부에 있는 수분을 용이하게 제거하고 자동산화를 방지하며 건조 시 표면에 굳은 막이 생기지 않도록 감압 건조시킨다. 굳은 막이 생기게 된다면 수분의 증발에 영향을 줄 수 있기 때문이다.③ 수분의 증발면적을 가능한 한 크게 하기 위해서 시료를 세절 혹은 분쇄하고 때에 따라서는 ‘해사’를 혼합한다.식품의 종류, 성상 등에 따라서 가장 이상적으로 또한 가장 간단한 방법으로 수분을 완전히 제거하여야 한다.Ⅱ. 재료 및 방법 ( Materials and Methods )1) 시료 : 통깨2) 기구건조기(Dry oven), Aluminum dishes(3개), 분석 저울, 데시케이터(Desiccator), 도가니 집게(Crucible tong)3) 방법① 분석저울의 영점을 맞추고, Aluminum dish의 무게를 잰다. (3반복)-> 이때 Aluminum dish마다 조 번호를 적어둔다.② 통깨 시료 3~5g을 Aluminum dish에 넓게 펴 바른 후 무게를 측정한다. (3반복)③ 105℃의 건조기에 시료들을 넣고 1~2시간을 가열·건조한다.④ 건조기에서 꺼낸 시료들을 데시케이터에서 15~30분간 방냉한 후 Aluminum dish 번호 순서대로 분석저울에 무게를 측정한다.-> desiccator에는 silica gel 이 코발트로 코팅이 되어 있어 수분을 흡수하게 되면 파란색에서 붉은색으로의 색변화를 확인 할 수 있다. 실험을 진행하기에 앞서 색깔을 확인하여 desiccator의 능력을 확인한다. 또한, vaseline을 뚜껑에 도포하여 공기 중의 수분이 들어가지 못하도록 한다. 이 실험에서 사용된 용기는 Aluminum이기에 열이 빨리 식는다는 점을 감안하여 15분간 방냉한다.⑤ 무게 측정 후, ③~④의 과정을 반복하여 건조 전후의 무게차이가 0.1mg가 될 때까지 반복한다. (항량)-> 그러나 정확한 값을 구하기 위해서는 많은 시간이 요구되어지기 때문에 3반복 실험만 진행한다.⑥ 시료의 수분함량을 계산한다. 분석 저울, 데시케이터Ⅲ. 실험 결과 ( Result )1) 시료와 용기의 무게5-15-25-3용기 항량3.1995g3.2352g3.2495g시료3.9338g4.2411g3.9415g용기 항량 + 시료7.1333g7.4763g7.1910g 건조 전 시료와 용기의 무게5-15-25-31차 건조14:04 - 15:04 건 조15:04 - 15:19 방 냉8.1638g8.5242g6.7058g2차 건조15:25 - 16:25 건 조16:25 - 16:40 방 냉8.1606g8.5221g7.2781g3차 건조16:42 - 17:42 건 조17:42 - 17:57 방 냉7.0407g8.5187g7.2741g 건조 후 ‘용기 항량 + 시료’의 무게2) 시료의 수분 감소량5-15-25-31차 실험 후-1.0305-1.04790.48522차 실험 후0.00320.0021-0.57233차 실험 후1.11990.00340.004 시료의 수분 감소량 (g)3) 최종 무게 및 수분함량 계산시료의`수분`(%)`=` {W _{1} -W _{2}} over {W _{1} -W _{0}} ` TIMES `100W0 = 칭량병의 항량 무게W1 = 건조 전 칭량병과 시료의 무게W2 = 건조 후 칭량병과 시료의 무게5-15-25-3시료의수분(%){(7.1333-7.0407)} over {(7.1333-3.1995)} TIMES 100=2.3540{(7.4763-8.5187)} over {(7.4763-3.2352)} TIMES 100=-24.5785{(7.1910-7.2741)} over {(7.1910-3.2495)} TIMES 100=-2.1083평균-8.111Ⅳ. 고찰 ( Discussion )1) 실험결과에 대한 고찰한국영양학회 ‘식품 영양소 함량 자료집’에 따르면 통깨의 수분함량은 1.6%로 우리가 실험한 값과는 많은 차이를 보인다. 차이가 난 이유를 실험실 상황, 실수한 점을 토대로 정리하면 다음과 같다.‘용기 항량 + 시료’의 무게에서 1차 건조 시 3반복 했던 시료 중 5-1, 5-2 시료의 무게가 증가하였고, 2차 건조 시 5-3의 무게 또한 증가하였다.수분 정량은 건조된 시료의 무게의 차이를 이용해 수분의 함량을 알아낼 수 있는 방법이나 이번 실험에서 분명 건조기에서 건조과정을 거쳤는데도 무게가 증가한 이유를 다음과 같이 정리하였다.① 건조기(Dry oven)에서 데시케이터(Desiccator)로 옮기고 15분간 방냉 과정을 거친 후 무게를 측정할 때, 수분이 시료나 용기에 흡착되지 않도록 주의하였으나 실험실 내 건조기와 데시케이터, 저울 간의 거리가 있어 도가니를 이용해 데시케이터로 이동하는 과정에서 수분이 흡착되었다. 또한, 뚜껑이 있는 용기가 아니었기에 용기 자체를 옮기는 과정에서 먼지나 수분 등이 시료에 흡착될 수 있기 때문에 정확한 실험을 위해서는 뚜껑이 있는 용기를 사용하는 것이 좋다.② 데시케이터를 공동으로 사용하였기 때문에 뚜껑을 자주 열게 되었고 이 과정에서 개인으로 사용할 때보다 수분이 흡착될 가능성이 높아진다.③ 실험수업시간 내에 다해야했기에 건조 시간의 충분하지 못하여 정확한 수분정량을 할 수 없다.④ 우려되었던 부분이 실험실의 저울이다. 무게를 측정할 때마다 다르게 측정이 되고 이 또한 공동으로 사용하는 저울이다 보니 충분한 시간을 갖고 정확히 측정할 수가 없었다. 우리 조는 용기무게를 측정하고 영점조절을 한 다음, 시료의 무게를 파악하며 넣었는데 최종적으로 ‘용기 + 시료’의 무게는 측정하지 않았다. 측정할 때마다 다르게 나오는 저울에서 ‘용기 + 시료’의 무게를 재지 못하고 따로 측정한 값을 더해서 하다보니 정확한 수분정량 값을 찾을 수 없다.2) 수분정량 실험 중 주의할 점① 정확한 칭량을 위해 전자저울의 사용법을 확실히 숙지하고 사용해야 한다.② 측정하고자하는 시료를 뭉쳐서 넣게 되면 수분의 증발이 잘 일어나지 않아 측정시간이 오래 걸리고 결과 값이 정확하지 않을 수 있다. 수분정량을 최대한 정확하게 진행하기 위해서는 시료를 넣을 때 최대한 표면적을 늘려 수분이 잘 증발될 수 있게 한다.③ 수분정량을 진행하기에 앞서 시료의 열에 대한 민감도를 알아야한다. 시료가 열에 약하다면 열에 의해서 화학적 변화가 일어나게 되면서 생겨나는 휘발성성분과 지방의 산화현상이 정확한 수분정량을 방해 할 수 있다. 이번 실험에서 예상했던 무게보다 지방의 산패에 의해 증가했을 가능성이 있다.④ 건조, 방냉, 측정을 반복할 때에 시료에 수분이나 먼지 등이 흡착되지 않도록 시료가 대기 중에 있는 시간을 최소화로 하여 주의해야한다. 데시케이터 속의 실리카 겔의 색이 푸른색인지 확인하고 붉은색이라면 교체를 해준다.
식품 소재 실험 레포트1. 통깨 회분정량과목명실험날짜실험조원제출자담당교수Ⅰ. 서론 ( Introduction )1) 실험 목적회분(Ash)이란 식품(시료)을 일정온도(550~600℃)의 전기로 중에서 연소하여 잔존하는 재의 양으로, 일반적으로 식품분석에서는 회분의 양을 무기질의 양으로 정의하고 있다. 보통 유기 화합물, 특히 동식물성 물질 중에 함유된 비휘발성 무기 성분의 양을 말한다. 원재료식품에서 제품까지 품질지표성분으로 수분에 이어서 많이 측정되고 있기에 실험을 통해 회분을 정량하는 방법과 그 중요성에 대해 알아보았고, 실제로 시료(통깨)에 적용해보면서 통깨의 회분정량을 알고자 실험을 하였다.2) 실험 원리식품 및 사료의 일반분석에서 시료를 550℃로 가열하여 유기물을 연소시킨 후에 남는 성분을 조회분이라고 한다. 시료 중의 무기질 총량에 해당하지만, 회화 후의 무기질은 산화물이나 열에 안정한 염류이고, 회화하는 도중에 무기질의 일부가 기화하여 없어지기 때문에 엄밀한 의미에서 무기질의 총량은 아니다. 식품분석표에서는 조회분으로서 측정된 값을 단순히 회분으로 나타내는 것이 일반적이지만, 사료분석표의 경우는 조회분으로 할 때가 많다. 예를 들어 인산과 같은 음이온이 과잉되어 양이온이 부족해지면, 인산보다 휘발성이 강한 염화물이 휘발하여 회분함량보다 무기질 함량이 많아진다. 또한 칼슘이나 나트륨이온과 같은 양이온이 과잉되었을 경우 이산화탄소가 흡착하여 탄산염을 형성하여 무기질이 증가해버린다. 장류와 같은 수분이 많은 것은 예열을 안 하고 550℃에서 회화하게 되면 물이 튀면서 무기질 성분이 날아갈 수 있어 건조하여 회화를 하여야 하며, 회화 시 온도를 높일수록 회분 중의 탄산염이 다시 분해되어 탄산가스를 만들고 달아나 낮은 온도로 회화시켰을 때보다 회분양이 줄어들게 된다.그러므로 AOAC법에 준하여 회화온도를 규정된 일정한 온도인 550~600℃의 온도에서 완전히 회화 처리할 때 얻어지는 조회분으로 실험하고, 이러한 실험 방법을 직접회화법이라고 한다. 회화 후의 재의 색깔을 통해 안의 성분을 알 수 있기도 하다. 식품이 완전히 회화 되었을 때 재의 색은 보통 회백색이지만 철(Fe)이 많으면 갈색, 망간(Mn)이 많으면 청록색, 구리(Cu)가 많으면 미청색을 띠는 경우가 있다. 조회분의 수치는 영양가 평가를 위해 직접 이용하지는 않고, 식품이나 사료의 성분을 전체적으로 파악하거나, 공제법에 의한 당질의 값을 산정하기 위해서 이용되고 있다.Ⅱ. 재료 및 방법 ( Materials and Methods )1) 시료 : 통깨2) 기구회화로(Muffle furnace), 회분도가니, 도가니 집게, 데시케이터, 시약스푼, 분석 저울3) 방법- 용기의 항량 구하기 (뚜껑을 제외한 도가니 무게 측정)① 깨끗한 도가니를 550~600℃에서 2시간 가열한다.-> 곧바로 회화로 온도를 550℃로 가열하면 회화로에 무리가 가게 되어 200℃,300℃ 정도 단계별로 온도를 맞춰 예열한 후 550℃로 가열한다.-> 시간이 없는 관계로 예열과 식히는 과정은 생략하고 550℃에서 실험 진행② 데시케이터 안에서 30분간 방냉한다.-> 항량이 될 때까지 반복한다.③ 항량이 되면 무게를 측정한다.- 시료의 전처리 및 칭량 작업① 전처리 작업이 필요한 식품일 경우 전처리를 실시한다. (예비탄화)-> 막자사발에 시료 분쇄-> 마쇄된 시료를 회화용기에 달고 300℃ 이하의 전기회화로에서 예비탄화 시킨다.② 항량이 된 도가니에 마쇄된 시료 3~5g 정도를 정확히 채취한다. (3g 권장)- 시료의 회화 및 칭량 작업① 200℃로 맞춰놓은 전기회화로 속에 시료를 2시간동안 연기가 나지 않을 때까지 가열한다.② 550℃로 전기회화로의 온도를 높인 후 시료를 2시간동안 가열한다.③ 데시케이터에서 30분간 방냉 후 무게를 측정한다.④ 위 ②~③번 과정을 3반복하여 반복 간 무게 차이가 ±10mg이 될 때를 최종무게로 측정한다.-> 백색/회백색의 회분이 얻어질 때까지 550℃에서 가열해야 한다. 도가니 무게 측정, 회화로, 데시케이터Ⅲ. 실험 결과 ( Result )1) 시료와 용기의 무게5-15-2도가니 항량18.3577g21.2559g시료3.0232g3.0250g도가니 항량 + 시료21.3809g24.2809g 가열 전 시료와 도가니의 무게5-15-21차 가열13:40 - 14:40 가 열14:40 - 14:55 방 냉20.4573g21.5857g2차 가열15:00 ? 16:00 가 열16:00 - 16:15 방 냉19.0782g22.5549g3차 가열16:20 - 17:20 가 열17:20 - 17:35 방 냉17.4483g15.5644g 가열 후 ‘도가니 항량 + 시료’의 무게2) 각 차수별 무게 차이5-15-21차 실험 후0.92362.69522차 실험 후1.3791-0.96923차 실험 후1.62996.9905 시료의 회분 무게 차이 (g)3) 최종 무게 및 회분정량 계산시료의``회분`(%)`=` {W _{1} -W _{0}} over {S} ` TIMES `100W0 = 용기의 항량(g)W1 = 회화 후의 용기 + 회분의 무게(g)S = 시료의 무게(g)5-15-2회분(%){(17.4483-18.3577)} over {(3.0232)} TIMES 100=-30.0807{(15.5644-21.2559)} over {(3.0250)} TIMES 100=-188.1488평균 : -109.115, 표준편차 : 79.034 회분정량 계산과 평균, 표준편차의 값Ⅳ. 고찰 ( Discussion )1) 실험결과에 대한 고찰한국영양학회 ‘식품 영양소 함량 자료집’에 따르면 통깨의 회분정량은 4.7%로 우리가 실험한 값과는 많은 차이를 보인다. 과 를 보면 알 수 있듯이 5-1, 5-2의 최종 무게가 도가니 항량보다 적게 측정되었음을 알 수 있고, 5-2에서 2차 가열 후 오히려 무게가 늘어나기도 하였다.회분 정량은 가열된 후의 재 무게의 차이를 이용해 회분의 함량을 알아낼 수 있는 방법이나 이번 실험에서 분명 회화로에서 가열과정을 거쳤는데도 무게가 증가한 이유를 다음과 같이 정리하였다.① 회화 도중 염분의 Na? 이온이 이산화탄소와 만나 탄산염을 형성하여 무게가 늘었다.② 전자저울의 저울 받침대 고장과 같은 문제로 인해서 무게가 잘못 측정되었다고 추측한다. 특히 받침대가 눈에 보일 정도로 흔들려 고정이 안되었고 중심에 정확히 도가니를 두지 않으면 측정할 때마다 무게가 달라짐을 확인할 수 있었기 때문에 무게 측정에 있어 회분정량에 큰 차이가 있었을 것이라 예상된다.2) 회분정량 실험 중 주의할 점반드시 Crucible tong을 이용하여 운반해야하며 회화로 내에서 시료를 회화할 때에는 무조건 뚜껑으로 반쯤 도가니를 닫아야한다. 그렇지 않으면 시료가 많이 튀고 화재의 위험이 있다. 안전장갑을 반드시 착용해야하며 고온에 주의하여야 한다. 실험할 때에 장갑이 녹아있었던 것을 확인하지 못해 화상을 입기도 하였다. 또한, 시료를 완전히 연소시키면 회분, 즉 재가 남는데 재를 쏟거나 공기 중에 노출시키지 않도록 주의하여야 한다.3) 회분정량을 실시할 때 필요한 전 처리와 해당되는 시료회분정량을 실시하기 전에 시료에 따라 다양한 전 처리가 필요하다.시료회화방법전 처리 필요X곡류, 두류 등곧바로 550℃에서 회화사전 건조 필요야채, 과실, 동물성 식품장시간 건조 후 회화술, 음료, 간장 등의 액체증발건조 이후 회화예열 필요사탕, 과자, 정제전북, 난백 어육 등칭량 후 전열기상에서 약하게 가열하다가 넘치지 않을 정도로 온도를 올려가며 강열에서 회화연소 필요유지류칭량 후 전열기상에서 가급적 수분을 제거하고 이것을 연소시켜 불꽃이 약해질 때까지 계속한 후, 불을 끄고 남은 시료를 회화 시료별 전처리 방법4) 회분의 양과 실제 무기질 양의 차이일반적으로 회분은 식품에서 유기물을 태우고 남은 재를 의미한다. 따라서 회분은 무기질과 동일하다고 생각 될 수 있다. 하지만 대다수의 식품에서 회화 시에 식염 속에 들어있는 무기물인 염소는 소실된다. 또, 염소가 소실된 후 남게 된 Na? 이온이 이산화탄소와 결합하여 탄산염을 이루게 되는데, 탄산염은 유기질로 볼 수 있으므로 회분이 무기질과 완벽히 같다고 말할 수 없다. 하지만 무기질을 완벽하게 정량할 방법이 없기 때문에, 식품의 회분이 무기질과 거의 같다는 관념을 가지고 실험에 임했다.