초록 ▼

식물성 유지의 용매 추출법은 채취원료를 헥산 등의 휘발성 용제를 사용하여 추출해내는 방법으로 주로 식물성유지의 채취, 특히 원료 중 20%의 유지를 함유하는 대두유·면실유 등에 널리 쓰이고 있다. 현행 국내 식품첨가물공전에는 식품에서 유지성분추출목적으로만 헥산이 허용되고있으며 그 잔류량이 정해져 있어 최종 유지류 제품에서의 헥산 잔류량 측정을 위한 신뢰성 있는 방법의 확립이 요구되고 있다.
본 연구에서는 휘발성 성분 분석에 널리 사용되는 Static 및 Dynamic Headspace 방법의 적용 타당성을 비교하여 유지류 등

식물성 유지의 용매 추출법은 채취원료를 헥산 등의 휘발성 용제를 사용하여 추출해내는 방법으로 주로 식물성유지의 채취, 특히 원료 중 20%의 유지를 함유하는 대두유·면실유 등에 널리 쓰이고 있다. 현행 국내 식품첨가물공전에는 식품에서 유지성분추출목적으로만 헥산이 허용되고있으며 그 잔류량이 정해져 있어 최종 유지류 제품에서의 헥산 잔류량 측정을 위한 신뢰성 있는 방법의 확립이 요구되고 있다.
본 연구에서는 휘발성 성분 분석에 널리 사용되는 Static 및 Dynamic Headspace 방법의 적용 타당성을 비교하여 유지류 등 분석에 적합한 보편적 분석방법을 찾고자 하였다. 먼저 Static headspace sampler를 이용하여 잔류 헥산 분석을 위한 컬럼의 선택 및 표준시료 조제 등 분석의 영향 요소 등을 최적화 하였다. GC 분석 시 일반적인 캐필러리 컬럼에서는 용출시간이 너무 빨라 부적절하였으나 PLOT (Porous Layer Open Tubular) 컬럼에서는 충분한 retention factor를 확보할 수 있었다. 20㎖ 바이알 사용시 적절한 headspace의 부피는 15㎖였으며 100℃에서 30분간 평형 시킨 후 주입하는 방법이 적절하였다. 정량분석의 핵심인 표준물 조제를 위한 희석 매질(용매)로 해바라기유, DMF, DMSO 및 에탄올 등을 비교한 결과 편리성, 재현성, 컬럼 분리도 등에서 에탄올이 가장 적절하였으며 내부표준물질로는 펜탄과 헵탄 두가지를 사용하여 시료 자체성분의 겹침 가능성을 배제하였다. Static headspace GC/FID 분석법 중 Headspace sampler를 이용한 방법과 Manual injection의 두가지 방법을 검증한 결과, 각각의 정량한계는 0.5 및 1.0ppm이었으며 재현성은 각각 10%이하 및 22% 이하로 수작업으로 분석시 정량한계 및 재현성이 다소 떨어지는 것으로 관찰되었다. 또한 비유지 고상시료 분석에 적용시킨 결과는 30%정도의 재현성을 나타내어 신뢰성 있는 분석법 확립을 위해서는 추가 연구가 필요함을 확인하였다. Dynamic Headspace 방법은 최종 추출 용매에 의한 영향 등으로 인하여 정량작업에 부적합한 재현성을 확인하였다. 확립된 Static Headspace 분석방법을 시판중인 대두유, 옥수수유, 해바라기유, 올리브유 등 유지류에 적용한 결과 몇가지 품목에서 잔류 헥산이 검출되었으나 그 양은 현행 식품첨가물공전의 기준치 이하로 미미한 수준이었으며 건강보조식품의 경우 또한 그 검출 수준은 매우 미미하였다.

Abstract ▼

One of the way to extract edible oil from plant is solvent extraction using volatile solvents like hexane which is mainly applicable to soybean and cotton seed containing more than 20% of oil. In Korea Food Additive Code, hexane is allowed only for the extraction of oil from plant and tolerance for

One of the way to extract edible oil from plant is solvent extraction using volatile solvents like hexane which is mainly applicable to soybean and cotton seed containing more than 20% of oil. In Korea Food Additive Code, hexane is allowed only for the extraction of oil from plant and tolerance for hexane has been set. Therefore the confidential analysis method for residual hexane analysis is needed.
Static and Dynamic headsapce methods were considered as a method for residual hexane analysis in this study. GC column selection, standard stock solution preparation and other factors affecting the analysis results were optimized for Static headspace method first. Enough retention time was allowed to be separated from other solvent peaks on PLOT (Porous Layer Open Tubular) column though it has not been satisfied with just normal capillary column like DB-5. The optimized headspace volumn for 20㎖ vial was 15㎖ and the oven heating condition for sample stabilization was set as 30min on 100℃ as best. The medium for stock standard preparation was the key factor affecting a lot to the quantitative result, so oil, DMF, ethanol and many other solvents were tried. Finally ethanol was proved as the best medium for stock and working standard sample preparation. Pentane and heptane were adapted as internal (or surrogate) standard to reduce the risk of peak overlapping with sample matrix peaks. The limit of quantitation (LOQ) was 0.5 and 1.0ppm respectively for the Static headspace method by HS sampler and manual injection. Also the relative standard deviation % for them were under 10% and 22% respectively for the Static headspace method by HS sampler and manual injection. For the analysis of solid sample like health food, the method was not applicable due to bad reproducibility. The dynamic headspace method could not give enough reproducibility for residual hexane analysis. Monitoring analysis was performed for edible oil like soybean oil, corn oil, sunflower oil, olive oil and others. The detected level of hexane in the monitering samples was under the tolerance of hexane in Korea Food Additive Code.

목차 Contents

• 표지...1
• 제출문...2
• 한글요약문...3
• 영문요약문...4
• 제목차례...5
• 표목차...7
• 그림목차...8
• 제1장 서론...11
• 제1절 연구의 목적 및 필요성...12
• 제2절 연구 내용 및 범위...15
• 1. 연구내용...16
• 2. 연구방법...16
• 제2장 국내.외 기술개발현황...18
• 제1절 국내 연구동향...19
• 제2절 국외 연구동향...19
• 1. 추출용매 사용현황 및 기준...20
• 2. 헥산 분석방법 및 관련문헌 조사...21
• 제3장 연구개발수행 내용 및 결과...23
• 제1절 연구개발수행내용...24
• 1. 적절한 GC분석용 Column 선택...24
• 2. 표준물 조제를 위한 희석용매 선정...24
• 3. 분석방법적용...24
• 4. 모니터링을 통한 실제 시료의 적용성 검토...24
• 제2절 실험재료 및 실험조건...25
• 1. 시약...25
• 2. 장치(Apparatus) 및 기기...25
• 가. 장치...25
• 나. 기기조건...25
• 다. 기구...26
• 제3절 분석법 확립...30
• 1. GC분석용 컬럼 선정...30
• 가. 일반 캐필러리 컬럼...30
• 나. PLOT(Porous Layer Open Tubular) 컬럼...30
• 2. 표준용액 제조...31
• 가. 실험용 바탕시료 선정...31
• 나. 표준용액 제조용 해바라기유...32
• 다. 표준용액 제조용 에탄을 및 기타용매...33
• 3. Headspace Sampler를 이용한 분석...35
• 가. 검량선 작성...35
• 나. Headspace sampler 조건 최적화...35
• 4. Manual Static Headspace방법에 의한 분석...45
• 가. 검량선작성...45
• 나. Manual분석 조건 최적화...45
• 5. Dynamic headspace method에 의한 분석...50
• 가. 시약...50
• 나. 장치(Apparatus) 및 기기...50
• 다. 실험절차...50
• 라. 표준용액제조...50
• 6. 일본 헥산 시험법과 본 연구의 헥산시험법 비교...52
• 7. 본 연구에서 확립된 식품 중 헥산 시험법...54
• 가. Headspace sampler GC method...54
• 나. Manual Static Headspace분석법...55
• 제4절 모니터링...57
• 1. 유지류 가공 공정 중 잔류 헥산량의 변화...57
• 2. 유지류(고상유지시료 포함) 모니터링...59
• 가. 시료 샘플링...59
• 나. 분석결과...62
• 3. 건강보조식품...64
• 가. 시료 샘플링 및 분석...64
• 나. 분석결과...65
• 제5절 결론 및 고찰...66
• 제4장 연구개발목표 달성도 및 대외기여도...68
• 가. 기대효과...69
• 제5장 연구개발결과의 활용성과 및 계획...70
• 가. 계량적 성과...71
• 나. 성과내용기술...71
• 다. 활용방안...71
• 제6장 기타 중요변경사항...72
• 가. 참여연구원 변경...72
• 제7장 참고문헌...74
• 총괄 연구과제 요약...77
• 부록...79