Recrystallization characteristics of salt after removing bittern and impurities from solar salt (SD) were investigated. To remove the bittern, the SD was treated at 30, 40 and $50^{\circ}C$ under 95% humidity. 86% of the bittern was removed when the SD was kept at $30^{\circ}C$...
Recrystallization characteristics of salt after removing bittern and impurities from solar salt (SD) were investigated. To remove the bittern, the SD was treated at 30, 40 and $50^{\circ}C$ under 95% humidity. 86% of the bittern was removed when the SD was kept at $30^{\circ}C$ for three weeks. Total amount of impurity in SD was 6.94% (w/w) with organic impurity (5.58%) and inorganic impurity (1.36%). Most organic impurities (89%) were soluble. When the SD was roasted at $350^{\circ}C$ for 40 minutes, 90.14% of the soluble organic impurities were removed; however, the removable organic impurity was reduced, when the SD roasted for 50 minutes at $350^{\circ}C$. L* value decreased while a* and b* values increased when the SD was roasted until 40 minutes at $350^{\circ}C$. In contrast, L* value increased while a*, b* values decreased with SD roasted over 50 minutes at $350^{\circ}C$. The size of recrystallized pure salt was positively correlated to temperature and depth of salt solution, while the crystallization time was negatively correlated to temperature and salinity. Yield of recrystallized salt was negatively correlated to temperature. Overall acceptability tended to increase at low crystallization temperature and high salinity.
Recrystallization characteristics of salt after removing bittern and impurities from solar salt (SD) were investigated. To remove the bittern, the SD was treated at 30, 40 and $50^{\circ}C$ under 95% humidity. 86% of the bittern was removed when the SD was kept at $30^{\circ}C$ for three weeks. Total amount of impurity in SD was 6.94% (w/w) with organic impurity (5.58%) and inorganic impurity (1.36%). Most organic impurities (89%) were soluble. When the SD was roasted at $350^{\circ}C$ for 40 minutes, 90.14% of the soluble organic impurities were removed; however, the removable organic impurity was reduced, when the SD roasted for 50 minutes at $350^{\circ}C$. L* value decreased while a* and b* values increased when the SD was roasted until 40 minutes at $350^{\circ}C$. In contrast, L* value increased while a*, b* values decreased with SD roasted over 50 minutes at $350^{\circ}C$. The size of recrystallized pure salt was positively correlated to temperature and depth of salt solution, while the crystallization time was negatively correlated to temperature and salinity. Yield of recrystallized salt was negatively correlated to temperature. Overall acceptability tended to increase at low crystallization temperature and high salinity.
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문제 정의
또한, 소금결정은 온도 등 환경조건에 따라 모양과 크기가 달라지며 (2,20), 용해성과 색상 및 기호성에 차이를 보여 품질에 지대한 영향을 주나 이에 관한 연구는 매우 미흡한 실정이다. 본 연구는 천일염에 함유된 간수와 불순물을 제거시키는 방법을 조사함과 동시에 염도별, 온도별 및 양별에 따른 재결정화 특성을 조사하였다.
가설 설정
1)Sensory scores were evaluated from dislike extremely (1 point) to like extremely (9 points).
천일염내의 불순물은 유기태와 무기태로 나누고 유기태는 불용성과 가용성으로 구분하였다. 무기태 불순물 함량은 비수용성의 것으로 한정하였다. 따라서 불순물의 총량은 유기태 불순물과 무기태 불순물의 양을 합한 것으로 하였다.
제안 방법
51)로 여과하여 얻은 잔유물을 105℃에서 건조시켜 구한 항량을 불용성 유기태 불순물로 하였다. 가용성 유기태 불순물 함량은 유기태 불순물 총량에서 불용성 유기태 불순물의 함량을 제한 값으로 하였다.
간수와 불순물을 제거한 천일염 용액을 지름 9.5 cm, 높이 1.5 cm의 petri dish에 염 농도별(20, 30%), 양별(깊이로 2.5, 5.0, 7.5 mm) 및 온도별(10, 30, 50℃)로 구분하여 결정화 시켰다. 결정수율은 소금물 용액으로부터 생성된 결정을 분리하여 105℃에서 2시간 동안 건조시킨 후 중량을 측정하였다.
유기태 불순물의 총량은 105℃에서 5시간 동안 탈수시킨 천일염 10 g을 미리 항량을 구한 도가니에 넣어 600℃에서 4시간 동안 회화한 후 무게를 측정하고 회화전후의 감량을 구하였다. 또, 탈수시킨 천일염 10 g을 증류수 50 mL에 녹인 후 여과지(Whatman No. 51)로 여과하여 얻은 잔유물을 105℃에서 건조시켜 구한 항량을 불용성 유기태 불순물로 하였다. 가용성 유기태 불순물 함량은 유기태 불순물 총량에서 불용성 유기태 불순물의 함량을 제한 값으로 하였다.
색상은 색차계(Chromameter CR-200 Minolta, Japan)를 이용하여 밝기(L*값), 적색도(a*값), 황색도(b*값)를 측정하였다.
소금의 결정을 시료 대에 올려놓고 실체현미경(SZX-ILLK200, Japan Tokyo Olympus Optical Co. LTD)을 이용하여 10배율로 관찰하였다.
소금의 무기질 분석은 105℃에서 5시간 동안 탈수, 건조시킨 소금 1 g을 2차 증류수에 1% 농도로 녹인 용액을 여과지(Advantec No 6, quantitative ashless, Toyo Roshi Kaishi Ltd., Japan)로 여과하여 원액으로 하고 이를 100～1000배로 희석하여 ICP-AES(Iris Intrepid ⅡXSP, Thermo Elemental, USA)로 분석하였다.
식품공학을 전공하는 대학원생 및 학부생 25명으로 구성된 관능요원에 의하여 종합적인 기호도를 9점 hedonic scale법(22)으로 아주 싫다(1점), 싫다(2점), 보통 싫다(3점), 약간 싫다(4점), 좋지도 싫지도 않다(5점), 약간 좋다(6점), 보통 좋다(7점), 좋다(8점) 및 아주 좋다(9점)로 평가하였다.
유기태 불순물의 총량은 105℃에서 5시간 동안 탈수시킨 천일염 10 g을 미리 항량을 구한 도가니에 넣어 600℃에서 4시간 동안 회화한 후 무게를 측정하고 회화전후의 감량을 구하였다. 또, 탈수시킨 천일염 10 g을 증류수 50 mL에 녹인 후 여과지(Whatman No.
일염에 함유된 간수성분을 효율적으로 제거하기 위한 방안으로 습도를 95%, 온도를 각각 20, 30, 40, 50℃로 조절하여 기간별에 따른 중량변화를 조사하였다(Table 1).
천일염(30 kg)을 자루채로 습도 95%, 온도 20～50℃의 chamber내 망상의 플라스틱 받침대위에 3주간 두어 흘러나오는 간수를 용출시켰으며, 불순물은 간수를 제거한 천일염을 350℃의 무쇠솥에 넣어 저어주면서 40분간 볶은 다음 증류수에 30% 농도로 녹여 침전되는 불순물을 나일론 여과포로 2～3회 여과하여 간수와 불순물이 제거된 소금물 용액을 제조하였다(21).
천일염내의 불순물은 유기태와 무기태로 나누고 유기태는 불용성과 가용성으로 구분하였다. 무기태 불순물 함량은 비수용성의 것으로 한정하였다.
천일염에 함유된 간수와 불순물의 제거와 재결정화 특성을 조사하였다. 간수제거를 위하여 습도 95%로 온도별(30, 40, 50℃)로 처리한 결과 30℃에서 3주간 둠으로써 간수성분의 86%가 제거되었다.
대상 데이터
또, Kim 등(5)은 건조한 소금은 표면이 불규칙하고 일정한 구조를 이루지 못하나 550℃에서 회화시킨 소금은 표면이 매끈하고 모서리의 각이 둔화된 형태를 지닌다고 하였다. 그러나 본 실험에서 나타난 결정은 정육면체를 지닌 소금은 거의 없었으며 6면체구조를 나타내었다.
실험용 소금은 국내 태안산 천일염으로 평화산업(서산시, 한국)에서 제조된 것을 사용하였다.
데이터처리
유의성 검증은 SPSS(Statistical Package for Social Sciences, SPSS Inc., Chicago, IL, USA) software package를 이용하여 Duncan’s multiple range test를 행하였다.
성능/효과
1)Values are mean±standard deviations of triplicate determinations, different superscripts within a row (a～d) indicate significant difference at p<0.05.
1)Values are mean±standard deviations of triplicate determinations, different superscripts within a row (a～e) indicate significant difference at p<0.05.
그 결과, 20℃에서는 중량손실률이 매우 낮았으나 30℃에서는 3주간 처리로 초기중량의 27%가, 4주간 처리로는 50%가 감소되었다. 40℃에서는 2주째 27%, 3주째는 38%가 감소되었고, 50℃에서는 1주째 27%, 2주째는 약 50%가 감소되었으며, 온도가 높아질수록 편차가 커지는 경향을 나타내었다. 이러한 중량 감소는 소금 내 흡습성 간수성분이 녹아 나오기 때문으로 천일염내 간수성분의 함량이 약 35%임(18)을 고려할 때 기간이 길어질 경우 간수와 함께 소금도 함께 용출되어 나오는 것으로 추측된다.
소금의 색상은 볶음 40분까지는 L*값은 감소한 반면 a*, b*값은 증가하였으나 50분간 볶음에서는 이와 반대의 경향을 나타내었다. 간수와 불순물을 제거시킨 천일염을 온도별, 염도별, 소금물의 깊이별로 재결정화시킨 결과 결정의 크기는 온도가 높을수록 커지고 낮아지면 작아지는 경향이었으며 소금물의 깊이가 깊어짐에 따라 컸다. 결정화시간은 온도가 높을수록 염도가 높을수록 단축되었으며 소금결정의 수율은 온도가 높을수록 낮았다.
이러한 중량감소가 간수성분의 제거로 인한 것인지를 알아보기 위하여 무기질 함량을 조사한 결과, 간수의 주성분을 이루는 Mg의 양이 3주째에 30%가 감소되어 중량감소와 관련이 있음을 나타내었다. 간수의 주성분은 MgCl2로 Mg의 양이 3주째에 30%가 감소됨을 나타내었으며, Ca는 57%, K는 25%가 감소하였다. 그러나 Na는 7%, Mn은 16%가 증가하였으며, Cd, Hg, Pb는 55～73%가 감소하였다.
결정의 크기는 온도가 높을수록 커지고 낮아지면 작아지는 경향이었으며 소금물의 깊이가 깊어짐에 따라 결정의 크기가 컸다. 또한, 온도가 높을수록 결정의 크기가 커지며 결정화시간은 단축되었으나 결정의 수율은 낮았다.
간수와 불순물을 제거시킨 천일염을 온도별, 염도별, 소금물의 깊이별로 재결정화시킨 결과 결정의 크기는 온도가 높을수록 커지고 낮아지면 작아지는 경향이었으며 소금물의 깊이가 깊어짐에 따라 컸다. 결정화시간은 온도가 높을수록 염도가 높을수록 단축되었으며 소금결정의 수율은 온도가 높을수록 낮았다. 종합적기호도는 결정화 온도가 낮고 소금농도가 높은 경우에 높아지는 경향을 보였다.
관능검사를 제외한 모든 실험은 3회 반복으로 실험하여 평균치와 표준편차로 나타내었으며, 관능검사 결과는 관능요원 25명의 평균치와 표준편차로 나타내었다. 유의성 검증은 SPSS(Statistical Package for Social Sciences, SPSS Inc.
그 결과, 20℃에서는 중량손실률이 매우 낮았으나 30℃에서는 3주간 처리로 초기중량의 27%가, 4주간 처리로는 50%가 감소되었다. 40℃에서는 2주째 27%, 3주째는 38%가 감소되었고, 50℃에서는 1주째 27%, 2주째는 약 50%가 감소되었으며, 온도가 높아질수록 편차가 커지는 경향을 나타내었다.
또, 소금을 600℃에서 회화시킬 경우 유기물뿐만 아니라 소금에 함유된 염화물이 파괴되면서 염소로 날아간다. 따라서 본 실험에서 얻어진 결과는 방법 면에서 정확성이 다소 결여된다 하겠으나 본 연구에서 제시한 방법에 준하여 측정한 결과, 천일염에 함유된 불순물의 총량은 Fig. 1에서 나타난 바와 같이 6.94%로 유기태가 5.58%, 무기태가 1.36%이었다. 유기태 불순물은 총유기태불순물 양의 89%인 4.
또, 소금을 실체현미경으로 관찰한 결과 간수와 불순물을 제거시킨 후 재결정화한 소금은 일반천일염에 비하여 투명하고 광택이 있는 육면체의 아름다운 결정구조를 이루었으며, 볶은 소금은 불순물의 산화로 인한 황색색상을 지니며 망가진 결정구조가 많았다(Fig. 3).
결정의 크기는 온도가 높을수록 커지고 낮아지면 작아지는 경향이었으며 소금물의 깊이가 깊어짐에 따라 결정의 크기가 컸다. 또한, 온도가 높을수록 결정의 크기가 커지며 결정화시간은 단축되었으나 결정의 수율은 낮았다.
본 연구에서는 천일염에 존재하는 colloid상 또는 가용성의 유기태 불순물을 가열처리를 통하여 상호응집, 침전시킴으로써 쉽게 제거할 수 있을 것으로 판단하여 표면온도 350℃의 무쇠솥에 소금을 부어 10, 20, 30, 40 및 50분간 볶음처리한 후 25%농도로 증류수에 용해시켜 생성되는 침전물의 양을 조사한 결과, 볶음처리를 행하지 않은 천일염으로부터 생성된 침전물 양은 0.08%에 불과하였다. 그러나 볶음처리한 경우는 볶음 40분까지 시간이 길어짐에 따라 비례적으로 침전물의 양이 증가하였으며 볶음 50분에는 다시 감소하였다(Fig.
20%이었다. 이러한 중량감소가 간수성분의 제거로 인한 것인지를 알아보기 위하여 무기질 함량을 조사한 결과, 간수의 주성분을 이루는 Mg의 양이 3주째에 30%가 감소되어 중량감소와 관련이 있음을 나타내었다. 간수의 주성분은 MgCl2로 Mg의 양이 3주째에 30%가 감소됨을 나타내었으며, Ca는 57%, K는 25%가 감소하였다.
이상의 결과, 간수의 제거방법으로 습도 95%, 온도 30℃에서 3주간의 처리로 천일염 내에 존재하는 간수성분의 86%를 제거시킬 수 있으며 이 처리로 중금속의 함량도 줄일 수 있는 것으로 사료된다.
이상의 결과, 경제적 측면과 재현성을 고려할 때 온도는 30℃가 적당한 것으로 사료되며 이 조건에서 3주간 처리가 바람직한 것으로 생각된다.
종합적 기호도는 높은 온도보다는 낮은 온도에서, 소금농도가 낮은 경우보다는 높은 경우에 높았으며 소금물의 깊이가 깊은 경우보다 낮은 경우에서 재결정화한 소금의 기호도가 높은 경향이었다.
결정화시간은 온도가 높을수록 염도가 높을수록 단축되었으며 소금결정의 수율은 온도가 높을수록 낮았다. 종합적기호도는 결정화 온도가 낮고 소금농도가 높은 경우에 높아지는 경향을 보였다.
2). 침전물 생성량이 가장 많은 볶음 40분째 생성되는 침전물의 양은 유기태 불순물 총량의 90.14%인 5.05%이었다(Fig. 2).
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
일본에서는 소금의 과잉섭취로 어떤 질병에 고통 받는 사람이 많은가?
소금은 체내에서 신경이나 근육흥분성 유지와 신진대사를 촉진시킬 뿐 아니라 삼투압을 일정하게 유지시키며 산과알칼리의 균형을 이루게 하는 식생활에서 없어서는 안 될 중요한 물질이다(1). 구미에서는 약 5 g, 동아시아에서는 13g 정도 섭취하며 일본에서는 과잉섭취로 고혈압이나 위암, 심장질환, 뇌졸중으로 고통 받는 사람이 많다고 하였다(2). 현재 우리나라에서 유통되고 있는 소금은 해수를 증발시켜 석출시킨 천일염과 해수를 이온교환막과 전기투석 장치로 16～18%의 염수를 만든 후 이를 농축시켜 만든 정제염이 있으며, 그 외 천일염을 녹여서 여과한 후 재결정시킨 꽃소금과 천일염을 대나무 속에 다져 넣고 입구를 흙으로 봉하여 1,000～1,300℃로 가열하여 제조한 죽염 등이 있다(3).
소금에 관한 연구에는 어떤 것들이 있는가?
소금에 관한 연구로는 해조소금의 성분특성에 관한 연구(5), 수평분무식 해양심층수 소금의 성분특성(6) 등 새로운 소금의 성분특성에 관한 연구와 키토산소금이 정상 백서의 혈압에 미치는 영향(7), 소금과 고혈압(8), 죽염의 생리활성(9) 등 인체에 미치는 영향에 관한 연구가 있으며, 오이(10), 계란찜(11), 고추장(12), 민들레김치(13) 등의 식품에 미치는 영향에 관한 연구, 소금내 중금속 함량 연구(14-17) 등 다수가 발표되어 있다. 시중에서 판매되고 있는 국내산 소금은 주로 서해안의 천일염을 물로 세척한 후 원심분리법으로 오염물질과 간수를 제거하고 있다(18).
간수란?
시중에서 판매되고 있는 국내산 소금은 주로 서해안의 천일염을 물로 세척한 후 원심분리법으로 오염물질과 간수를 제거하고 있다(18). 간수는 바닷물이나 짠물을 농축시켜서 소금을 채취하고 난 나머지 용액으로 주성분은 염화마그네슘이며, 독특한 자극성의 쓴맛을 띤다(19). 그러나 이러한 간수제거방법은 세척에 의하므로 간수 외 소금의 손실율이 높을 뿐만 아니라 표면부분이 많이 녹아 소금내에 함유한 간수의 제거율이 낮은 특성이 있다.
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