[식품화학실험]당도 측정

실험 이론 및 원리

1. 실험 배경

휴대용 당도계를 이용하여 액상 식품의 당도를 측정한다. 휴대용 굴절 당도계로의 당도의 측정 뿐만 아니라, 식품에 있어서 당도의 측정은 특정 식품의 품질(특히 과일류)을 결정하는데 이용되기도 한다. 광선이 매질을 통과할 때 굴절을 하는 성질을 이용해 액체의 당분 변화에 따라 굴절 변화를 나타내며, 채광공으로 광선이 들어오도록 하고 접안경으로 눈금을 읽는 방식으로 측정한다. 

휴대용 당도계에는 세 가지의 종류가 있고 0~32%, 28~62%, 58~90%의 당도를 측정할 수 있으며 당도는 온도 19℃를 기준으로 하고, 온도보정표에 따라 읽은 %값 에서 가감하도록 하여 당도를 계산한다. 당도를 측정할 때 에는 브릭스(brix) 라는 단위를 사용하는데, 어떤 액체에 있는 당의 농도를 대략적으로 정하는 단위로써 당도계로 그 용액의 비중을 측정하거나 굴절계로 그 용액의 굴절률을 측정하여 결정한다.

 

실험 기구 및 시약

1. 실험 재료

1) 휴대용 당도계1(0~32%), 휴대용 당도계2(28~62%), 스포이트, 증류수, 시료비커

2) 야콘, 매실음료, 초코칩음료, 감즙, 카푸치노, 코코아, 우유, 분유(1단계~4단계), 미지시료

3) 당도계

간단하게 말하면 당의 함량을 측정하는 기계이다. 굴절 당도계의 경우 빛이 서로 다른 물질 경계면에서 속도가 변하여 꺾이는 굴절 성질을 이용한 것으로 액체의 당분변화에 따른 굴절변화를 신호로 나타내게 된다. 이 때 사용되는 단위는 Brix이다. Brix는 어떤 액체에 있는 당의 농도를 대략적으로 정하는 단위을 말하며, 당이 있는 어떤 용액 100g에 1g의 당이 있으면 1Brix, 2g의 당이 있으면 2Brix, (n)g의 당이 있으면 (n)Brix가 된다.

 

 

실험 방법

1. 실험 과정

1) 굴절계의 앞을 빛이 있는 방향으로 맞춘 후 렌즈를 조절하여 초점을 맞춘다.

2) 교정용 나사를 돌려 눈금이 0으로 표시된 부분과 파란 경계선이 일치하도록 조정한다.

3) 휴대용 굴절 당도계에 시료를 충분히 떨어뜨린다.

4) 기포가 생기지 않도록 뚜껑을 닫아 밀착시킨다.

5) 렌즈를 이용해 눈금을 읽는다.

6) 어느정도 당도가 있는 시료는 점성이 있을 수 있으므로 증류수를 뿌려 닦아준다.

7) 다른 시료들 역시 3)~6) 단계를 반복 한다.

 

실험 결과

1. 데이터 및 계산

휴대용 굴절계의 경우 20℃를 기준으로 당도를 측정한 것이므로, 시료의 온도가 20℃가 아닌 경우에는 온도 보정표에 따라 읽은 %값에서 가감하도록 한다. 예를 들어 당도가 20%인 용액인 경우 실험 시의 온도가 15℃일 때, 0.34%의 수치를 빼 주도록 해야 하므로 정확한 당도는 19.66%라고 할 수 있다.

 

2. 결과 분석

각종 시료들의 당도를 측정하였을 때, 물론 각각 다른 값을 얻을 수 있었다. 또한 분유라 하더라도 1단계~4단계 네 가지의 분유에 따라 당도의 값이 달랐으며, 다른 시료들의 당도 측정 시, 각 조에서 측정한 값이 대체적으로 비슷하긴 하였으나 약간의 차이를 보였다.

매실음료의 경우 당도가 50%가 넘었으며, 0~32%까지 측정할 수 있는 휴대용 굴절 당도계로는 눈금이 나타나지 않아 측정이 불가하였다. 따라서 28~62%까지 측정이 가능한 휴대용 굴절 당도계를 사용하여 당도를 측정할 수 있었다.

 

토의 사항

1. 실험 고찰

각 조에서 측정한 당도의 값이 각각 다른데, 휴대용 당도계로 당도를 측정하였을 때, 파란색 부분과 흰색 부분의 경계선이 명확하게 나오지 않고 1~2%정도 퍼져 보이는 현상이 일어났다. 각 조가 같은 시료를 가지고 당도를 측정하였지만, 시료의 대부분이 불균일 혼합물이기 때문에 약간의 당도 차이가 발생하거나, 약간의 당도 차이를 무시한다 하더라도 눈금의 경계선이 명확하지 않음으로 인해 정확한 값을 읽기가 어려웠다. 또한 1단계부터 4단계까지의 분유의 당도가 제각각의 값을 나타내었는데, 이는 각 단계의 분유를 먹는 아이에게 필요한 젖당의 %값이 다르기 때문이라고도 유추할 수 있었다.

 

2. 실험의 요지

휴대용 굴절 당도계에 시료를 충분히 떨어뜨리고, 기포가 생기지 않도록 뚜껑을 덮은 후 렌즈를 이용해 당도를 측정한다. 이 때, 파란색과 흰색의 경계면이 가리키는 수치가 해당 시료의 당도를 나타내는 것이며, Brix라는 단위를 사용한다.