탄소나노튜브를 이용한 가열 산화 유지의 특성평가

Abstract

최근 식습관이 서구화되고 간편화되면서 현대인들은 많은 종류의 패스트푸드에 노출되어있으며, 유지의 섭취량도 증가하는 추세이다. 산패된 오일은 국민 건강에 영향을 미치는 중요한 요인이며, 따라서 유탕유의 적절한 상태를 모니터링 하는 것이 필요하다. 현재 유탕유의 상태를 측정하는 화학적 방법들은 오랜 시간이 걸리고, 다량의 시약이 필요하며, 전문인력을 요하는 단점이 있다. 그러므로, 실시간으로 현장에서 유탕유의 산패도를 측정할 수 있는 장치를 개발하는 것은 유탕유의 품질을 유지하는 데 도움이 될 것으로 예상된다. 실험에 사용된 오일은 180℃에서 중탕 형식으로 가열, 24시간 간격으로 채취한 뒤 산가를 재고 산가의 간격이 적절하도록 샘플을 선택하였다. 산패도 측정에 사용된 센서는 CNT(carbon nanotube)를 전극에 도포해 직접 제작한 것으로 반복측정이 가능하도록 표면에 코팅 시 높은 회복도를 보이는 PEI(polyethylenimine)을 코팅하여 사용하였다. 센서값과 산가의 연관성을 확인하는 실험은 100℃에서 5분간 실시하였으며 측정 후 공기 중에서 2분간 방치하여 측정 값 간의 구분이 가능하도록 하였다. 실험결과 산가와 CNT 센서간의 90% 이상의 연계성을 보였으며, 오일의 산가가 증가할 수록 CNT센서의 저항값도 상승하였다. 따라서 실시간으로 현장에서 측정할 수 있는 화학적 측정방법을 대체할 유지 산패도 측정기기로써 응용 가능할 것으로 기대된다. 국내에서는 유탕유의 품질 기준을 산가 2.5(mg KOH/g), 과산화물가 50(meq/kg)이하로 정하고 있지만, 대부분의 유럽국가에서는 polar-compounds 함량(%)을 기준으로 정하여 사용하고 있으며, 유지의 교체시점을 25%내외로 규정하고 있다. 본 연구에서 산가 2.5(mg KOH/g)인 유탕유의 polar-compounds 함량(%)은 3개의 시료에서 40-80%으로 유럽국가 기준을 훨씬 상회한 분석치를 고려할 때, 국내 유탕유 기준 설정에 대한 검토가 필요한 것으로 판단된다.;As people are exposed to many kinds of fast food, rancid oil is a factor affecting public health. Monitoring rancidity of frying oil needs to be done adequately. Chemical methods currently used take long time and require expertise. Development of a device measuring rancidity in real-time and on site would be helpful to manage rancidity of frying oil. Experiments were conducted for 5 min at 100℃ with recovery time 2 min in room temperature per the sample heated at 180℃. The results indicate over 90% co-relationship between acid values and CNT sensors. As the acid value of oils increased, the resistance of CNT sensors increased. Development of a device using CNT sensor is expected to determine rancidity of frying oil in real-time and on site. The domestic legal standard of frying oil’s quality is based on acid value, but in EU such as Spain, Portugal, France, Germany, Belgium, Switzerland, Italy, Netherlands and others based on polar-compound contents(%) and replacement time of used frying oil was regulated around 25% of polar compounds. We confirmed high co-relationship among CNT sensors, polar-compounds and acid value. Therefore, using CNT sensors for measuring frying oil may apply to measure polar-compounds as well as acid value. For further application of CNT sensor to frying oil, it may require establishment of database for various oils due to different composition of various frying oils.