리글리세린지방산에스터 비이온계면활성제는 식품 등에 오래전부터 사용해 왔으며 PEG계 비이온계면활성제의 안전성 문제에 대한 대안으로 제시되고 있다. 폴리글리세린지방산에스터 계면활성제는 친수기인 폴리글리세린과 친유기인 지방산을 결합시켜 합성된다. 친수기인 폴리글리세린은 글리세린, 글리시돌, 에피클로로히드린 등을 이용하여 중합되는 데 폴리글리세린 중합반응의 주요 이슈는 분기·환상형태가 아닌 직쇄형태의 폴리글리세린의 함량을 높이고 중합도의 분포를 좁히는 것이다. 친수기인 폴리글리세린에 지방산계 친유기를 결합시키는 방법에는 에스터화 반응 등의 화학적 합성법과 지방분해효소를 이용한 효소 합성법이 있다. 폴리글리세린지방산에스터 합성의 주요 이슈는 에스터화정도를 조절하면서 반응수율을 높이고 부반응을 억제하는 것이다.
알칼리 처리와 글리세린으로 에스테르화 반응을 시킨 탈산공정에 의하여 정제한 각 미강유의 이화학적 항수 및 지방질 조성을 비교하였다. 비중 및 굴절율은 글리세린처리미강유가 알칼리정제미강유보다 높았고, 색도는 글리세린처리미강유가 알칼리정제미강유보다 훨씬 진한 황색도를 나타내었으며, 발연점은 알칼리정제미강유가 글리세린처리미강유보다 60${\sim}80^{\circ}C$높았다. 유리지방산의 함량은 알칼리정제미강유(0.05%)보다 글리세린처리미강유(0.88${\sim}$1.36%)가 높았으며, 왁스는 알칼리정제미강유에서는 검출되지 않았으나 글리세린처리미강유에서는 soft wax가 0.600${\sim}$0.871%, hard wax가 0.035%${\sim}$0.486% 함유되어 있었다. 알칼리 정제미강유와 글리세린처리미강유의 중성지방질, 당지방질 및 인 지방질의 함량은 큰 차이가 없었다. 중성지방질중의 TG 함량은 알칼리정제미강유(96.3%)가 글리세린처리미강유(93.0${\sim}$94.1%)보다 많았으며 MG함량은 알칼리정제미강유(0.11%)가 글리세린처리미강유(0.39${\sim}$0.69%)보다 낮았다. 알칼리 정제미강유와 글리세린처리미강유의 주요지방산은 올레산, 리놀레산, 팔미트산 이었으며 처리방법에 따라 큰 차이가 없었다.
본 연구는 보존화의 가공기술을 개발하기 위해서 화훼장식용으로 많이 사용하는 카네이션(Dianthus caryophyllus) 'Desio' 꽃잎으로 에탄올 용액과 글리세린에 의한 최적 처리조건을 구명하고자 수행되었다. 이를 위해 에탄올 침지시간과 글리세린 처리 농도 및 침지시간이 보존화 품질에 미치는 효과를 평가하였다. 에탄올을 이용한 탈수 및 탈색처리 효과는 꽃잎의 탈색이 완전히 이루어져 명도가 가장 높고, 채도가 낮은 24~48시간에서 적절하였다. 글리세린의 적정처리 농도는 30%에서 36시간 처리구의 먼셀값이 H값 4.0R, V값 6.49, 채도를 나타내는 C값은 19.8로 신선한 꽃잎과 가장 유사하게 나타났다. 건조 후 무게 변화에 있어서는 침지 시간이 길어지고 글리세린 농도가 높아짐에 따라 감소율은 줄어드는 경향을 나타내었다. 12시간 침지 후 무게 변화는 글리세린 무처리구에서 시간에 따라 86~90%까지 감소한 반면, 40%로 농도가 높을수록 51~69% 감소하였고, 48시간 침지 후의 변화에서는 글리세린 무처리구에서 건조시간에 관계없이 90% 감소에 비하여 글리세린 40%에서는 46~54%로 감소율이 1/2 줄어든 것으로 나타났다. 건조 소요시간은 글리세린 10~20% 농도에서는 글리세린 침지 6시간을 제외하고 모두 24시간이 소요되었고, 30~40%, 12시간 침지부터는 48시간이 소요되어 농도가 높고 침지시간이 길수록 건조시간이 길어짐을 알 수 있었다.
삶은 스파게티를 10%, 20%와 40% 글리세린 수용액에 10분간 담가둔결과 차후의 건조 과정에서 가소화(可塑化)시키는데 충분한 글리세린을 흡수했다. 글리세린의 가소화작용으로 높은 건조온도와 건습구온도의 큰차에서도 스파게티가 균열되고 표면에 주름지는 것이 방지되었다. 그러한 보호가 가능한 건조온도와 건습구온도차는 글리세린의 농도가 높을수록 높아졌다. 건조속도의 감소에도 불구하고 스파게티의 수분활성도를 0.65로(저장안정성에 필요한 수준) 내리는데 필요한 건조시간은 글리세린양이 증가함에 따라 짧아졌다. 글리세린의 첨가로 늪은 건조온도에서 스파게티의 갈변화 정도가 심해졌고 갈변화를 유도하는 기간이 짧아졌으나 갈 변화는 모든 경우에 스파게티의 수분활성 가 건조완성에 필요한 0.65에 도달한 훨씬 후에 시작되었다. 글리세린의 첨가로 건조시간을 단축하고 더 높은 온도에서 건조할 수 있기 때문에 약간의 글리세린을 (0.15 kg glycerine/ kg dry spaghetti) 첨가함으로써 스파게티의 건조시간을 약 80%에서 93%까지 단축시킬 수 있다.
알칼리 처리와 글리세린으로 에스테르화 반응을 시킨 탈산공정에 의하여 정제한 각 미강유의 열안정성을 비교하였다. 가열중 산 값의 변화는 알칼리정제 미강유에서는 가열시간에 따라서 증가하였으나, 글리세린처리 미강유의 일부는 완만한 증가추세를, 또 일부는 가열시간이 경과함에 따라서 산 값이 감소하였다. 과산화물 값의 변화는 가열중 증가와 감소의 반복추세를 나타냈으며 알칼리 정제 미강유와 글리세린처리 미강유의 과산화물 값이 13.3 mgq/kg하였다. TBA값의 변화는 가열 10시간까지 급격하게 증가하고 그후 완만한 감소추세를 나타낸다. 가열중 글리세린처리 미강유는 착색현상이 심하였다. 알칼리정제 미강유와 글리세린 미강유의 90시간 가열 후 TG의 감소율은 $150^{\circ}C$에서는 처리방법에 따라 큰 차이가 없었으나, $150^{\circ}C$에서는 글리세린처리미강유가 알칼리정제 미강유보다 TC의 감소율이 약 2${\sim}$7% 높았다. AOM 시험에서 알칼리 정제미강유는 글리세린처리미강유보다 약 2배의 산화 안정성이 있었다.
에너지 회수를 위한 변형 흡수 열 펌프 연구를 메탄올-글리세린을 이용하여 수행하였다. 이 물질의 상 평형 열역학 데이터를 이용하여 변형 흡수 열 펌프의 이론적 성능계수 값을 각 기관의 조업 조건에 따라 계산하였다. 70~8$0^{\circ}C$의 공업 폐열 온도를 가지고 4$0^{\circ}C$ 온도상승 시킬 때 성능계수 50% 이상을 얻을 수 있었다.
액체크로마토그래피/질량분석법(LC/MS) 및 핵자기공명분광분석법 $^1H(NMR)$을 이용하여 화장품에 들어있는 글리세린을 동시 비교분석하였다. 화장품 시료를 물에 용해시키고 수산화나트륨을 첨가하여 시료용액을 강알칼리 상태로 유지시킨 후, 시료용액 중의 글리세린을 benzoyl chloride로 유도체화 반응 시키고 유도체화된 글리세린을 pentane으로 추출하여 LC/MS로 정량분석 하였다. $^1H$ NMR 분석은 시료를 전처리 없이 $D_2O$ 용매에 직접 용해시키고, 글리세린을 ERETIC(Electronic REference To access In vivo Concentrations) 방법을 이용하여 $^1H$ NMR로 직접 정량분석 하였다. LC/MS 및 NMR 분석결과 LC/MS의 검량선은 $0.1-10{\mu}g/mL$ 농도범위에서 $r^2=0.9991$ 이었고 $^1H$ NMR의 검량선은 $25-500{\mu}g/mL$ 농도범위에서 $r^2=1$의 상관계수를 갖는 좋은 직선성을 얻었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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