오일의 열 산화 중 산가 증가에 기여하는 트리아실글리세롤에서 추출된 카르복실산

Scientific Reports 12권, 기사 번호: 12460(2022) 이 기사 인용

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측정항목 세부정보

산가(AV)는 정의에 따라 트리아시클글리세롤의 가수분해를 통해 형성된 유리 지방산을 측정하는 오일 분해의 널리 사용되는 지표입니다. 그러나 이전 연구에서 이루어진 관찰을 바탕으로 우리는 트리아실글리세롤의 산화가 AV로 계산되는 글리세롤 골격을 가진 카르복실산의 형성으로 이어진다는 가설을 세웠습니다. 본 연구에서는 이러한 카르복실산을 확인하고 위의 가설을 증명하는 것을 목표로 했습니다. 물을 추가하지 않고 카놀라유를 180°C에서 6시간 동안 가열하면 AV가 0.054에서 0.241로 증가했습니다. 그러나 이러한 AV 증가에 대한 유리지방산의 기여는 미미했습니다. 가열 전과 후의 유리지방산 유래 AV는 각각 0.020과 0.023이었다. 그런 다음 질량 분석을 통해 가열된 오일에서 두 개의 8-카르복시-옥타노일(azelaoyl)-트리아실글리세롤(즉, 디올레오일-아젤라일-글리세롤 및 올레오일-리놀레오일-아젤라오일-글리세롤)을 식별했습니다. 아젤라오일-트리아실글리세롤 유래 AV는 오일 가열 전후 각각 0.008과 0.109로, 이는 아젤라오일-트리아실글리세롤이 AV에 기여함을 입증합니다. 아젤라오일-트리아실글리세롤에 의한 AV의 이러한 증가는 감자 튀김에 사용되는 기름(즉, 상대적으로 수분 함량이 높은 기름)에서도 관찰되었습니다. 이러한 결과는 AV가 트리아실글리세롤의 열 산화 지표이기도 함을 시사합니다.

식물성 기름(예: 카놀라유, 대두유, 팜유, 올리브유)은 식품 분야에 널리 사용됩니다. 그러나 식품 제조, 조리, 보관 과정에서 기름이 변질되면 식품의 맛과 향이 좋지 않게 될 수 있습니다1,2,3. 따라서 오일 품질 저하 평가는 식품의 품질을 보장하는 데 매우 중요합니다4.

광범위한 식품 가공(예: 튀김)과 부적절한 보관 조건(예: 고온 및 습도)에서 오일의 주성분인 트리아실글리세롤은 점차적으로 글리세롤과 유리 지방산으로 가수분해됩니다5. 따라서 오일의 유리지방산 함량을 측정하는 산가(AV)는 오일 품질 저하의 지표로 널리 자주 사용되어 왔습니다. 오일의 AV는 아래 반응식과 같이 카르복실산(RCOOH)을 수산화칼륨(KOH)으로 적정하여 결정됩니다.

ISO 660에서 AV는 샘플 1g에 포함된 유리 지방산을 중화하는 데 필요한 수산화칼륨의 양(밀리그램)으로 정의됩니다6. 일본, 오스트리아 등 일부 국가에서는 AV가 2.5 이상인 튀김용 기름을 폐기해야 한다고 명시하고 있습니다7.

위의 원리에 기초하여 AV의 증가는 오일의 "트리아실글리세롤 가수분해 진행"으로 다시 표현할 수 있습니다(그림 1). 따라서 정의에 따르면 오일의 AV를 높이려면 물이 필요합니다. 그러나 몇몇 연구에서는 물을 첨가하지 않은 조건에서 오일을 가열함으로써 AV가 증가하는 것을 관찰했습니다8,9,10,11,12,13. 예를 들어, Ogata et al. 단순히 콩기름을 180°C8로 가열함으로써 콩기름의 AV가 증가하는 것을 관찰했습니다. 그러나 이러한 AV 증가를 유발하는 화합물은 연구에서 언급되지 않았습니다. 한편 Fujisaki et al. 180°C에서 오일을 가열함으로써 고올레산 홍화유의 AV가 증가하는 것을 관찰하고 이것이 유리지방산의 형성에 기인한다고 주장했습니다9. 그러나 이후 섹션에서 논의하는 것처럼 물을 첨가하지 않고 단순히 오일을 가열하는 것만으로는 트리아실글리세롤을 크게 가수분해할 만큼 충분한 물을 제공하지 못할 수 있습니다. 또한, 같은 연구에서는 대기 산소 농도를 낮춤으로써 난방에 의한 AV의 증가를 억제하는 것으로 나타났습니다. 따라서 AV 증가에 대한 또 다른 가능한 설명은 오일의 트리아실글리세롤이 산화되어 AV로 계산되는 카르복실산이 형성된다는 것입니다. 그러나 우리가 아는 한, 트리아실글리세롤의 산화가 AV의 증가를 유도한다는 연구 결과는 없습니다. 또한, AV에 기여하는 유리 지방산 이외의 화합물은 확인되지 않았습니다.