학문
수려한집게벌레191
식용유의 종류마다 공기 중에서 굳는 정도가 다른 이유가 무엇인가요?
식용유의 종류마다 공기 중에서 굳는 정도가 다른 이유가 무엇인지, 지방산 사슬 내 이중 결합의 개수(불포화도)가 산소와의 반응성 및 분자 간 불규칙한 배열에 미치는 영향으로 설명해 주세요.
3개의 답변이 있어요!
안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.
식용유의 종류에 따라 공기 중에서 굳는 정도가 다른 이유는 기름을 구성하는 지방산의 구조, 그중에서도 이중 결합의 개수에 따른 화학적 반응성과 배열 상태의 차이 때문입니다.
먼저 화학적 반응성 측면에서 살펴보면, 지방산 사슬 내에 이중 결합이 많을수록 산소와 반응하려는 성질이 강해집니다. 이중 결합 부위는 화학적으로 매우 불안정하여 공기 중의 산소와 쉽게 결합하는데, 이를 산화 반응이라고 합니다. 이 과정에서 산소 원자가 다리 역할을 하며 서로 다른 지방산 사슬들을 강하게 연결하는 가교 결합을 형성합니다. 이중 결합이 많은 건성유(들기름 등)는 이러한 결합이 촘촘하게 일어나면서 액체였던 기름이 거대한 그물망 구조의 고체 필름처럼 굳어지게 됩니다.
분자 간의 배열 상태 또한 굳는 정도에 큰 영향을 미칩니다. 이중 결합이 없는 포화 지방산은 사슬이 직선 모양으로 곧게 뻗어 있어 분자끼리 차곡차곡 쌓이기 쉬운 구조를 가집니다. 반면, 이중 결합이 있는 불포화 지방산은 그 결합 부위에서 사슬이 꺽이는 굴곡이 생깁니다. 이중 결합의 개수가 많아질수록 사슬 모양은 더욱 불규칙해지고 굴곡이 심해집니다.
이러한 분자 간의 불규칙한 배열은 기름의 흐름성과 결합 방식에 영향을 줍니다. 굴곡이 심한 불포화 지방산들은 포화 지방산처럼 빽빽하게 겹쳐져 고체로 굳기보다는 서로 엉성하게 얽히게 됩니다. 하지만 공기 중에 노출되면 앞서 언급한 산소와의 반응을 통해 이 불규칙한 사슬들이 여기저기서 엉겨 붙으며 끈적거리는 상태를 거쳐 딱딱하게 굳는 현상을 보이게 됩니다.
결론적으로 식용유 속에 이중 결합이 많을수록, 즉 불포화도가 높을수록 분자 배열은 불규칙해지지만, 산소와 만나 서로 연결되려는 성질은 훨씬 강력해집니다. 이 때문에 이중 결합이 많은 기름일수록 공기 중에서 더 빠르게 산화되고 단단한 막을 형성하며 굳게 되는 것입니다.
채택 보상으로 274베리 받았어요.
채택된 답변안녕하세요. 김찬우 전문가입니다.
식용유는 내부에 포함된 지방산의 이중결합 개수에 따라 산소와 반응하여 변질이 일어나게 됩니다.
탄소는 4개의 결합을 할 수 있는 상태인데 탄소가 서로 이중결합을 하고 있으면 반대로 단일 결합을 두개씩 할 수 있는 상태가 됩니다
이러한 이중 결합에 산소가 결합을 하게 되면 전자를 뺏겨 지방산 구조물은 불안정한 라디칼 상태로 바뀌게 됩니다. 이때 다른 지방산 라디칼과 연쇄적으로 반응을 하면서 변질이 되게 됩니다.
이러한 이중결합의 정도를 iodin vlaue 라고 하는데 이 값에 따라 건성유 / 반건성유 / 불건성유로 구분합니다.
그럼 답변 읽어주셔서 감사드립니다~! 더 궁금한게 있으시면 언제든지 문의 주십시요:)
안녕하세요.
식용유의 종류마다 공기 중에서 굳는 정도가 다른 이유는 지방산 조성에 따라 불포화도가 달라지기 때문입니다. 불포화도는 공기 중 산소와 얼마나 잘 반응하는지와, 분자들이 서로 얼마나 규칙적으로 배열되어 고체 구조를 만들 수 있는지를 결정합니다. 식용유의 주성분은 대부분 중성지방인데요, 이는 글리세롤 한 분자에 지방산 세 개가 결합한 구조입니다. 여기서 붙어 있는 지방산이 포화지방산인지, 단일불포화지방산인지, 다중불포화지방산인지에 따라 물성이 달라집니다. 포화지방산은 이중 결합이 전혀 없어서 탄소 사슬이 거의 직선형이며, 수소로 꽉 차 있지만 불포화지방산은 하나 이상의 이중 결합을 가지며, 자연계에 흔한 cis 이중 결합은 사슬을 꺾이게 만들어 분자가 휘어진 형태를 띱니다. 직선형인 포화지방산은 서로 나란히 촘촘하게 정렬되기 쉽기 때문에 반데르발스 분산력이 강하게 작용하여 결정 구조를 만들고 녹는점이 올라갑니다. 그래서 포화지방산 비율이 높은 코코넛 오일이나 팜유은 상온에서 반고체이거나 쉽게 굳습니다. 반대로 올리브유나 카놀라유와 같이 불포화지방산이 많은 기름은 사슬이 꺾여 있어 서로 촘촘히 쌓이지 못하기 때문에 분자 간 배열이 불규칙해지고 결정 형성이 어려워 상온에서도 액체 상태를 유지하는 것입니다. 감사합니다.