유기산이 초산정량에 미치는 영향에 대한 연구
발표자
서울세관 심사국 분석실
화공주사보 곽 재 석
목 차
Ⅰ. 서 론
Ⅱ. 본 론
1. 실험 방법 2. 실험 결과 3. 고 찰
Ⅲ. 결 론
Ⅰ. 서 론
관세율표 제0703호 또는 제2001호에 분류되는 마늘은 관세율 차가 큰 사회적 관심품목으로 분석에 대한 정확성이 요구되는 품목 으로
HSK 품 명 관 세 수입요령
0703.20-1000
-9000
탈피한 마늘
(신선 또는 냉장한 것) 기타 마늘
(신선 또는 냉장한 것)
농 축 산물 시 장 접 근 물 량 이내 50%,초과시 368%
또는 1,840원/kg 양자중 고액
-식품위생법 -농축산물시장 접근물량 추천기관 2001.90-9060 식초 또는 초산으로 조제
또는 저장처리한 마늘 30% 식품위생법
『식초 또는 초산으로 조제 또는 저장처리한 채소의 분류기준 [관세법제85조의규정에의한품목분류기준고시 제2001-26호(2001. 6.
14)]』에 따라 초산함량 실험 등을 실시하여 품목분류 번호1)를 결정하고 있으나, 초산함량 실험에 대한 통일된 분석방법이 없어 실험방법에 따라 초산함량을 달리할 우려가 있음
현재, 초산을 정량하는 방법으로는 「산․염기 자동적정법」과
「HPLC기기를 이용한 유기산 분석법」이 활용되고 있으며, 참고로 2000년도 상반기에 개최한 전국세관 분석기술세미나에서 “HPLC에 의한 유기산 분석”이라는 연구결과가 발표된 바 있었음
그러나, 「산․염기 자동적정법」과 「HPLC 기기를 이용한 유기산 분석법」에 의해 실시한 실험에서 초산함량 차가 발생하는 원인이 무엇인지, 또한 「산․염기 자동적정법」에서 초산함량에 영향을 주는 유기산은 어떤 물질이 있는지에 대한 의문이 있어 이를 규명하여 분석의 질 향상과 투명성을 제고하고자 본 과제를 선정하여 연구하게 되었음
1) 육질내부의 초산함량이 0.5%이상이며, 소금농도가 12% 미만인 경우 제2001호에 분류
Ⅱ. 본 론
1. 실험 방법
가. 시료 채취 및 전처리 1) 표준시료
ㅇ 정성 확인용 표준시료
- 구연산(Citric acid), 주석산(Tartaric acid), 사과산(Malic aicd), 젖산(Lactic aicd), 포름산(Formic acid), 초산(Acetic acid)을 각각 0.1%로 조제
- 성분을 비교하기 위해 생마늘 및 수입물품 시료를 준비 - Blank peak를 찾기 위해 Water를 표준시료로 사용 ㅇ 정량확인용 표준시료
- 표준시료1 : Citric acid 0.005%, Lactic acid 0.028%, Acetic acid 0.03%
- 표준시료2 : Citric acid 0.024%, Lactic acid 0.0857%, Acetic acid 0.111%
- 표준시료3 : Citric acid 0.1%, Lactic acid 0.3622%, Acetic acid 0.511%
- 임의 조제시료 : Citric acid 1.000%, Lactic aicd 1.010%
Acetic acid 1.022%
2) 시료
ㅇ 시료 채취
본 실험에 사용한 시료는 2002년 7월부터 10월까지 중국 으로부터 HSK 2001.90-9060호(기본 30%)로 서울세관에 수입신고 및 분석의뢰된 물품 중 10개를 선택하여 시료로 사용하였음
ㅇ 시료 전처리
- 시료는 조미액을 거른 표피를 제거한 마늘을 사용하였으며, 믹서기(한일 믹서 HMF-560)에 각각 약 20g씩 달아 5분간 분쇄하였음
- 자동 적정기용은 100㎖ 비이커에 시료는 약 0.5g을 정확히 달아 물 40㎖를 담았으며, HPLC용은 시료 약 5g을 정확히 측정하여 100㎖ Volumetric flask에 담아 물 40㎖를 담았음 - 전처리된 각각의 시료 모두 2분간 Sonication 하였음
- HPLC용은 100㎖를 채운 후 0.45㎛ 필터에 여과하여 시료를 준비하였음
- 시료1과 시료3은 조미액을 약 5g씩 정확히 측정하여 위와 같은 방법으로 시료 전처리를 시행하였음
나. 기기조건
1) 산․염기 자동적정기
ㅇ 기기명 : Metrohm 716 DMS Titrino ㅇ 적정액 : 0.1N NaOH
ㅇ Acetic acid 정량용 산․염기 정적법으로 계산식을 입력
2) HPLC(고속액체크로마토그래피) ㅇ 기기명 : Waters 600E
ㅇ 기기조건
컬럼(온도) Supelcogel C-610H (실온) 검출기(파장) UV (210㎚)
용매 1% 인산 용액
유속 1 ㎖/mim
검출시간 12min
Inject Volume 20㎕
다. 실험방법
1) 각종 유기산, 생마늘, 초산절임 마늘(시료)의 머무름 시간 비교 ㅇ 생마늘 및 초산절임 마늘의 유기산 정성
ㅇ 사용된 유기산 : 구연산(Citric acid), 주석산(Tartaric acid), 사과산(Malic aicd), 젖산(Lactic aicd), 포름산(Formic acid), 초산(Acetic acid) ㅇ 시료 : 생마늘, 초산절임 마늘
ㅇ Blank : 물
2) 총유기산 정량 (산․염기 자동적정기)
ㅇ 임의 조제시료, 생마늘, 초산절임 마늘시료 10종을 실험 ㅇ Acetic acid 정량용 산․염기 정적법으로 계산식을 입력하였기 때문에 실험값은 초산함량으로 계산됨
3) 주요 유기산 정량 (HPLC기기)
ㅇ 전처리된 임의 조제시료, 생마늘, 초산절임 마늘시료 10종, 조미액(초산절임 마늘시료 1과 3에서 채취)의 검량선을 이용 하여 측정하였음
ㅇ 주요 유기산으로 구연산, 젖산, 초산 함량을 측정하였음
2. 실험결과
가. 유기산, 생마늘, 초산절임 마늘(시료)의 머무름 시간 비교
나. Citric acid, Lactic aicd, Acetic acid의 검량선표 [별첨1]
다. 임의 조제시료의 자동적정기와 HPLC 정량비교 [별첨2]
ㅇ 조제성분 : Citric acid 1.000%, Lactic aicd 1.010% Acetic acid 1.022%
ㅇ 유기산 함량 : 3.032%
실 험 치 이론치
[A]
산․염기 자동적정기
(%)
HPLC
산․염기 적정값으로
환산시(※) Citric
acid (%)
Lactic aicd (%)
Acetic acid (%)
유기산 함량
(%)
[B]
산․염기 적정값으로
환산시(※)
[B]-[A]
2.76 1.000 0.992 1.059 3.051 2.66% -0.10 2.63%
※ 환산방법
- Citric acid(분자량 192.1)는 3가로서 0.1N-NaOH 1㎖에 상당 하는 양 ⇒ 0.0064g
- Lactic aicd(분자량 90.1)는 1가로서 0.1N-NaOH 1㎖에 상당 하는 양 ⇒ 0.0090g
- Acetic acid(분자량 60)는 1가로서 0.1N-NaOH 1㎖에 상당 하는 양 ⇒ 0.0060g
- 위의 자료를 기초로 하여 Acetic acid 적정량으로 환산하여 계산(예 : Citric acid 1g은 1 : 0.0064 = χ : 0.0060의 공식에 따라 0.9375g의 Acetic acid에 해당되며, Lactic acid 1g은 1 : 0.0090 = χ : 0.0060의 공식에 따라 0.667g의 Acetic acid에 해당됨)
라. 생마늘과 초산절임 마늘의 유기산 비교 [별첨3]
구분 Citric
acid(%) Malic
aicd(%) Lactic
aicd(%) Acetic
acid(%) 유 기 산
함량(%) 자동적정기
생마늘 0.447 0.389 0.081 - 0.917 0.46
초산 절임
마늘(시료7) 0.166 - 0.394 0.664 1.224 1.05
마. 시료 10품목의 산․염기 자동적정법 및 HPLC기기를 이용한 정량법의 정량비교 [별첨4]
구 분
산․염기 자동적정법
(%)
HPLC 비 고
[자동적정결과값 / Acetic acid]
Citric acid (%)
Lactic aicd
(%)
Acetic acid
(%)
유기산 함량
(%)
결과값을 산․염기 적정값으로
환산시(%)
시료1 1.23 0.062 0.385 1.018 1.465 1.34 1.21 시료2 1.11 0.085 0.738 0.671 1.494 1.24 1.65
시료3 1.43 - 0.797 1.000 1.797 1.53 1.43
시료4 1.70 - 0.654 1.316 1.970 1.75 1.29
시료5 1.49 - 0.565 1.223 1.788 1.60 1.22
시료6 1.26 - 0.588 0.969 1.557 1.36 1.30
시료7 1.05 0.166 0.394 0.664 1.224 1.08 1.58 시료8 1.09 0.280 0.278 0.632 1.190 1.08 1.72 시료9 1.34 0.075 0.408 1.044 1.527 1.39 1.28 시료10 0.88 0.341 - 0.540 0.881 0.86 1.63
바. 마늘 육질 내부와 조미액의 유기산 비교결과 [별첨5]
구 분
산․염기 자동적정기
(%)
HPLC Citric acid
(%)
Lactic aicd (%)
Acetic acid (%)
유 기 산 함량(%)
시료1 내부 1.23 0.062 0.385 1.018 1.465
조미액 1.34 0.054 0.378 1.012 1.444
시료3 내부 1.43 - 0.797 1.000 1.797
조미액 1.47 - 0.774 0.962 1.736
3. 고 찰
1) 머무름값(Rt) 비교
- 생마늘에서는 구연산, 사과산, 젖산 peak가 관찰되며 - 초산절임 마늘은 구연산, 젖산, 초산 peak가 관찰됨 2) 생마늘과 초산절임 마늘의 유기산 비교
- 식품관련 학회지에 의하면 생마늘에는 Lactic acid(약 0.086%), Malic acid(약 0.168%), Citric acid(약 0.331%) 등의 유기산이 있는 것으로 알려져 있으며, 총 유기산 함량은 약 0.896%를 함유하고 있는 것으로 보고된 바 있음
- 분석결과에 의하면, 초산절임 마늘은 구연산, 사과산 함량이 생마늘에 비해 현저히 감소되었으며, 젖산과 초산의 함량은 증가하였음
- 젖산은 식초절임 후 마늘의 독한 맛을 제거하기 위해 숙성하는 과정에서 추가 생성되는 것으로 사료됨
- 유기산 함량은 생마늘을 산․염기 자동적정기로 측정한 결과 0.46%, HPLC 측정값은 0.917%로서 실험방법에 따라 값의 차이가 있었음.
3) 임의 조제시료의 산․염기 자동적정기, HPLC의 정량비교 - 표준시료의 유기산 함량은 3.032%이며, 초산으로 환산하면 2.63%임
- 표준시료의 HPLC에 의한 유기산 측정값은 3.051%로서 초산 으로 환산하면 2.66%이며, 산․염기 자동적정법에 의한 초산 함량은 2.76%임
- 따라서, 표준시료를 산․염기 적정법과 HPLC로 측정한 결과 초산함량은 각각 +0.13, +0.03의 차가 있었음
4) 시료 10종의 자동적정기와 HPLC의 결과값의 정량비교
- 젖산 및 구연산의 함량에 따라 산․염기 자동적정법의 초산 함량은 HPLC의 초산함량에 비해 1.21～1.72배 높게 나타났으며, 일정한 상관관계는 없었음
⇒ 초산절임마늘에서는 구연산함량이 적게 나타났는데, 이는 저장 또는 숙성과정 중에 젖산이 발생되는 것과 관련이 있는 것으로 사료됨
- 그러나, 시료에 따라서는 구연산 또는 젖산 함량이 미미한 경우도 있음
5) 마늘 육질 내부와 조미액의 유기산 비교결과
- 유기산 함량은 육질 내부 보다 조미액에서 많이 나오는 것으로 알려져 있음
- 본 시료의 경우, HPLC에서는 존재하는 유기산의 종류 및 그 함량이 비슷하게 나왔으며, 산․염기 자동적정기법에서도 육질 내부와 조미액의 유기산 함량은 비슷하게 측정되었음 - 조미액의 초산이 육질 내부에 얼마나 잘 침지 되었는가에 따라 육질 내부의 유기산의 함량이 달라지는 것을 알 수 있었음
Ⅲ. 결 론
실험결과에 의하면 생마늘에서는 유기산 중에서 구연산, 사과산의 함량이 높게 나타났으며, 젖산도 소량 나타났으나 초산은 존재하지 않았음
초산절임 마늘에는 생마늘에 비해 구연산 함량이 감소한 것으로 나타났는데, 이는 저장 또는 숙성과정에서 구연산의 함량이 줄어 들고 상대적으로 젖산의 함량이 증가하는 것을 알 수 있었음
「산․염기 자동적정법」에 의해 초산절임 마늘의 초산을 정량 하는 방법은 마늘에 함유되어 있는 유기산과 조미액에서 저장 또는 숙성의 정도에 따라 생성되는 젖산의 함량 등이 초산함량을 정량 하는데 영향을 미친다는 것을 알 수 있었음
따라서, 초산절임 마늘의 초산함량을 분석하는 방법으로는 HPLC에 의한 초산함량을 정량하는 방법이 분석시간은 다소 많이 소요되는 단점은 있으나,「산․염기 자동적정법」은 부적합하고 HPLC에 의한 정량법이 실험의 정확성과 신빙성이 있었음
※참고문헌
1. 한국식품과학회지 Vol.32, No.1, 마늘의 냉동저장중 품질변화 2. 표준식품분석학 채수규 100page 3. 식품첨가물학 송재철, 박현정 공저 176～178 및 186page 4. 농산가공학 김동연외 293～296page 5. 식품가공학 손태화외 173～174 및 206～207page
