[식품화학실험]조지방의 정량(Soxhlet 추출법) 2부

실험 방법

1. 수기의 항량 구하기

1) 미리 dry oven(105℃)에 수기를 넣어 두어 시간이 흐른 뒤 꺼내어 데시케이터에서 30분간 방랭 시킨 뒤 꺼내어 저울에 무게를 측정한다.

2) 이 값이 정확한 항량값 인지는 모르나 항량값이라고 가정하여 실험한다. (수기의 항량값) W = 133.403g

 

2. Soxhlet 추출법

1) 중국산 산 더덕(시료)을 0.5g 측정하여 거름종이에 잘 싸준다.

2) 원통여지에 시료를 싼 종이를 넣은 다음 탈지면으로 위의 구멍을 막아준다.

3) 원통여지에 시료의 이름과 조를 유성 펜이 아닌 수성 펜이나 연필로 표시해 준다.

4) 항량 값을 구한 수기에 ethyl ether를 150㎖를 넣고 호일로 나라가지 않도록 입구를 막아준다.(본 실험은 지방의 항량값을 구하는 실험이기 때문에 생길 수 있는 오차의 범위를 줄이기 위 해 수기에 손에서 기름이 묻을 수 있으므로 도가니 집게나 장갑을 이용하여 실험한다.)

5) 추출관에 시료를 담은 원통여지를 넣고 위에는 냉각관을 아래는 ethyl ether가 들은 수기를 연결한다.

6) 항온수조의 온도를 ether가 냉각기로부터 1분간에 약 80방울 정도 떨어지게 온도를 조절하여 주고 냉각관에 물이 흐를 수 있도록 기계를 작동시킨다. (사이펀 현상이 있어나는데 걸리는 시간을 15～20분으로 조절해도 된다.)

※ 항온수조의 온도는 약 44℃로 유지 시켰다.(항온수조의 물은 수기에 담긴 ethyl ether가 잠길 수 있을 정도의 물을 넣는다.)

7) 증기상의 ether는 냉각관에서 응축되어 원통여지위의 탈지면에 떨어진다. 이리하여 추출관내의 ether량이 적당량 되면 사이폰의 원리에 의하여 지방질이 녹은 ether가 수기에 흘러내리고 다시 ether는 증발되어 연속적으로 추출된다. 지방질이 완전히 추출되는 데는 약 8∼16시간이 소요된다. 시간상의 문제로 지방질을 추출하는 최소시간인 8시간이 지난 뒤 Soxhlet 추출기를 해체 한다.(지방질 추출 시 ethyl ether가 수기의 반 이상이 되도록 보충해준다.)

※ 실험일 10시 22분 Soxhlet 추출기 설치 → 11시 50분 ethyl ether 보충 → 18시 22분에 실험기기 해체함.

8) 냉각관에서 원통여지를 핀셋으로 꺼내고 들어있는 ethyl ether를 수기에 모은다.

9) 농축기(evaporator)를 이용하여 수기에 있는 ethyl ether를 날려 보내 지방만이 남도록 한다.

※ 18시 35분 농축기를 돌려서 ethyl ether를 모두 날리는데 약 10분이 걸림.

10) dry oven의 온도를 105℃로 맞추고 최소 1시간이 지난 후 데시케이터에 정확히 30분을 방냉시킨 뒤 무게를 측정한다. 수기의 무게가 0.5mg 이하가 올라가게 되면 올라가기 전 값이 항량 값이 된다.

※ 실험일 18시 45분에 dry oven에 넣어둠.

11) 5일후 15시 13분에 dry oven에서 꺼내어 30분 방냉시켜 무게측정 ⇒ 1차 측정

12) 그리고 15시 44분 dry oven에 넣고 16시 44분에 꺼내어 30분 방냉시켜 무게측정 ⇒ 2차 측정

13) 1차 측정한 값이 2차 측정값과 0.5mg의 차이가 나므로 1차값을 항량값이라 한다.

14) S, W, W1 값을 식에 대입하여 지방(%)을 구한다.

주의 사항

1. 실험을 시작하기 전에 모든 실험기기와 재료가 준비되어 있는지 확인 한다.

2. 본 실험은 지방을 정량하는 실험이므로 원통여지에 이름을 쓸 경우 매직이나 유성 펜을 이용 하면 안 된다.

3. 실험 시 수기를 손으로 만지지 않도록 하고 장갑과 도가니집게를 이용하여 실험하도록 한다.(→실험값 측정 시 수기를 직접 손으로 잡으면 손에 묻어있는 피지에 의해 무게에 측정 오차가 날수 있다.)

4. Soxhlet추출법에 의한 조지방 정량 시 반드시 창문을 열고 실험해야한다. 에틸에테르의 냄새는 물에 해로우므로 실험 시 가까이에서 너무 오랫동안 있지 않도록 한다. (∵ ether 휘발로 인한 냄새: 유독)

5. 에틸에테르는 인화성이 강하므로 추출 후 지질과 수리의 항량을 구할 때 반듯이 완전히 제거한 후 건조기에서 건조한다.

6. 순수한 지방의 색은 무색이나 더덕의 경우 추출된 지방의 색은 노란색을 띄게 된다.

7. 냉각수: 아래에서 위로 물이 흐르도록 한다. 냉각관에 냉각수가 항상 채워지게 한다. 그리고, 냉각관에 냉각수가 흐르는 관은 접혀서 흐르는 물에 압력이 가해지지 않도록 한다.

8. 추출 관을 잡을 때에는 사이폰 관을 잡지 말고 뒤쪽을 잡아 조심스럽게 다룬다.

9. Ether가 모두 휘발되어 수기 안에 ether가 없으면 ether 방울이 떨어지지 않게 되므로 수시로 ether를 보충하여준다.

10. Soxhlet 장치에서 수기를 항온수조 안에 잠기게 할 때 수기 속 ether의 높이와 수조 속의 물의 높이를 맞춰주어야 한다.

11. dry oven의 온도의 범위가 105 ～ 110℃를 넘지 않도록 한다. (→105± 1℃를 유지하는 것이 좋다.)

12. 데시케이터의 건조제의 상태를 확인한다. (→ 진한파란색을 띄었을 때 실험하는 것이 좋다.)

13. dry oven에서 데시케이터로 옮길 때 될 수 있는 한 단시간에 처리한다. (→ 공기 중에 있는 습도에 의해 오차가 생길 수 있다.)

14. 무게를 측정할 때 전자저울의 수평과 눈금이 0을 나타내는지 확인한다.

15. 수기의 무게 측정 시 무게 값이 처음에 정지한 값을 기재한다. (→ 공기 중의 수분에 의한 값이 변동이 올수 있다. 이 경우는 무게를 측정할 때 흔히 볼 수 있는 현상이다. 수기가 건조상태이기 때문에 수분에 의한 변화 때문에 방습 또는 흡습하게 되는 것이다.)

16. 데시케이터 방랭 시키고 꺼낼 때는 바셀린이 묻지 않도록 주의 한다.

17. 가열 시간은 각자의 수업 때문에 일정하게 지킬 수는 없어도 방랭 시간은 꼭 일정하게 하여 오차를 조금이라도 줄일 수 있도록 한다. ex)부력오차

※ 지질 정량법은 무게 분석법이다. 그러므로 시료로부터 지질을 추출하기 전에 Soxhlet 추출장치 중 수기의 항량을 정확하게 측정하는 것과 식품으로부터 지질을 추출하고 유기용매를 제거(수게에 남은 ethyl ether를 완전히 제거했는지 여부는 냄새로 확인이 가능함)한 후에 지질이 들어있는 수기의 항량을 정확하게 측정하는 것이 대단히 중요하다.

실험 결과

1. 결과 분석

S (시료)	0.5g
W (수기의 항량)	133.4030g
W1 (수기 + 지방의 항량)	1차	133.4510g (항량)
	2차	133.4515g

* 지방(%) = (W1-W)/S × 100 = (133.4510-133.403)/0.5 × 100 = 9.6 (%)

토의 사항

1. 실험 고찰

본 실험결과 중국산 산 더덕은 약 9.6%의 지방을 함유하고 있었다. 이것은 정확한 지방의 양이 아닌 조지방의 양으로 지방 외에도 ethyl ether에 녹는 물질이 모두 녹아 지방과 같이 정량된 값이다. 지방 정량법은 무게 분석법이므로 무게를 정확하게 측정하는 것을 매우 중요하게 다뤄야 지방의 함유량을 정확하게 말할 수 있지만 이번 실험은 수분정량을 구했을 때와는 달리 수기(칭량병)의 항량과 Soxhlet 장치에서 지방을 추축하는 최소시간(8시간)을 이용한 것이므로 값의 정확도가 확실히 떨어지게 되었다. 

다른 조들과는 달리 수기를 언제 dry oven에 넣은 것 인지 몰라 첫 번째로 수기의 항량값을 구할 때는 수기에 김이 서려 다른 수기로 다시 실험하였는데 다행히도 수기에 또다시 김이 서리지는 않았지만 그 값을 항량으로 한다는 것이 마음에 걸렸다. 만약 우리조가 사용한 수기가 덜 건조된 것이라면 지방함량(%)은 더 적어지게 될 것이다.

또한 너무 오랜 시간 건조하였고 dry oven의 온도도 105℃였기 때문에 지방의 변화가 우려된다. 오랜 시간 건조하게 되면 지방이 산화하게 되면 무게가 증가하는 경우가 생긴다고 한다. 온도도 105℃로 지방이 충분히 변화될 수 있는 온도이기 때문에 이번 실험은 지방정량을 구하는 방법 중 Soxhlet추출법이 있다는 것과 이용방법을 알게 되었다는 것이 중요하게 되었다.

참고 문헌

1. 식품분석법 학문사

2. 식품분석 유한 문화사, 2002

3. 식품분석 신광출판사, 1989

4. 최신식품분석 신광출판사, 1996

5. 식품분석실험 광문각, 2003

6. 식품분석학 성균관대학교 출판부, 1998

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