산도 측정은 소비자 제품이 외관, 질감, 맛, 영양 성분과 같은 특성에 대한 요구사항을 충족하도록 하는 데 중요한 역할을 합니다.
또한 이는 식품과 음료가 저장 수명을 포함해 일관되고 명확하게 정의된 특성을 가진 상태로 소비자에게 제공되도록 보장합니다.
산도 시험은 제품이 규제 요건을 충족하고 소비자에게 안전 또는 건강상의 문제를 일으키지 않도록 하는 데에도 필수적입니다. 요컨대, 산도는 많은 식품과 음료에서 중요한 특성입니다.
산도가 식품 가공에 어떤 영향을 미치는지, 그리고 정확한 산도 시험이 식품 및 음료 산업에서 제품 품질을 보장하는 데 어떻게 도움이 되는지 알아보려면, “산도 분석 소개: pH와 산을 모니터링하는 선택된 기법” 가이드를 다운로드하세요.
산은 음식과 음료에 자연적으로 존재할 수 있으며, 발효와 같은 과정에서 생성되거나 보존을 위한 일반적인 수단으로 가공 중에 첨가될 수 있습니다. pH 값이 4.6 미만이면 보툴리누스의 원인균인 Clostridium botulinum과 같은 미생물의 성장을 제한합니다. 따라서 산도 측정은 식품 가공 가치 사슬 전반에서 중요합니다.
산도 측정은 원료와 부패하기 쉬운 식품의 신선도와 조성을 나타내는 주요 기준입니다. 예를 들어, 신속한 pH 평가는 생굴이 식중독을 예방할 만큼 충분히 깨끗하게 세척되었는지 판단하거나, 유제품 떼에서 유방염의 존재를 시사할 수 있습니다.
적정법은 우유, 오일, 과일 주스처럼 혼합물로 판매되거나 변조의 대상이 될 수 있는 일부 부패하기 쉬운 품목에 대해 더 자세한 단서를 제공합니다. 예를 들어, 젖산 수치가 높은 우유는 세균에 오염되었을 수 있으며, 혼합 과일 주스에서 주석산 또는 사과산은 특정 종류의 과일이 존재함을 나타냅니다. 신선 주스와 같은 제품에서는 이 검사가 알레르기 반응이나 다른 질병을 예방하는 것뿐만 아니라, 지역 표시 요건을 충족하는 데에도 중요한 부분이 될 수 있습니다.
앞서 언급했듯이, 식품 또는 음료의 산 함량을 측정한 결과는 저장 가능 기간을 나타낼 수 있으며, 이는 엄격한 온도 제어 요건과 함께 적용되는 경우가 많습니다. 미국 연방규정집(CFR) 제21편 제114부는 산도로 보존된 대부분의 식품과 음료가 승인된 방법으로 평가되어야 한다고 규정합니다. pH 또는 적정법을 이용한 전위차 측정은 pH가 4.0에서 4.6 사이인 제품에 적합하며, 결과는 최종 평형 pH와 관련됩니다. 반면 pH가 4.0 미만인 식품에는 어떤 방법이든 사용할 수 있습니다.
F&B 분석에는 산도와 관련된 두 가지 상호 연관된 개념이 있습니다: pH와 적정산도. 각각은 식품 품질에 고유한 영향을 미칩니다.
적정산도 측정은 식품의 총 산 농도(총산도라고도 함)를 다룹니다. pH는 시료에 존재하는 H+ 이온의 관점에서 산도를 측정합니다(활성 산도라고도 함).
pH는 식품 또는 음료의 산성 또는 알칼리성 정도를 나타냅니다. pH 미터는 기준 전극(칼로멜 전극 또는 Ag/AgCl 전극 등)과 pH 전극(유리 전극) 사이의 전위차를 통해 이 산의 세기를 측정합니다.
이 차이는 용액 내 H+ 이온 농도와 관련되며, 용액의 산도에 해당합니다.
식품과 음료는 시료의 산성 또는 알칼리성과 관련된 넓은 범위의 pH 값을 보입니다. 다음 표에서 보이듯이 고기, 유제품, 알코올, 레몬 주스, 탄산수, 식초와 같은 일부 식품은 pH 스펙트럼의 산성 쪽에 속하는 반면, 일반적인 채소와 과일은 알칼리성 쪽에 속합니다.
| 항목 | pH 범위 |
| 케첩 | 2.00 – 2.60 |
| 식초 | 2.40 – 3.40 |
| 과일 젤리 | 3.00 – 3.50 |
| 딸기 | 3.00 – 3.90 |
| 사과 | 3.30 – 4.00 |
| 사과 주스 | 3.35 – 4.00 |
| 과일 잼 | 3.50 – 4.50 |
| 오이 피클 | 4.20 – 4.60 |
| 토마토 퓌레 | 4.30 – 4.47 |
| 토마토 | 4.30 – 4.90 |
| 오이 | 5.12 – 5.78 |
| 두부 | 7.20 |
적정 가능한 산도, 또는 총 산도는 적정기와 센서 또는 지시약을 함께 사용하여 알려진 양의 시료를 적정함으로써 측정할 수 있습니다. 적정의 종류에 따라 적정 종말점은 센서로 결정하거나 색상 지시약을 사용해 결정할 수 있습니다. 이 기법은 시료의 총 산 함량을 측정하는 데 더 정확한 산도 시험 방법을 제공합니다. 산-염기 적정, 산화환원 적정, 비색 적정 방법은 적정을 통해 산 함량을 측정하는 데 사용됩니다.
산-염기 적정은 pH 센서를 사용하여 과일, 주스, 식초 기반 조미료, 와인 등에 존재하는 사과산, 주석산, 구연산, 초산 및 기타 유기산과 반응하는 데 필요한 적정제를 정량합니다. 이는 시료에 존재하는 산을 중화하는 강염기로 시료를 적정하여 결정할 수 있습니다.
일반적으로 산화환원 적정은 음료의 아스코르빈산 측정과 와인의 아황산염 함량 측정에 사용됩니다. 아스코르빈산은 2,6-디클로로페놀인도페놀(DPI)로 적정되며, 이 과정에서 산화환원 반응이 일어나 두 전자를 교환합니다. 전자 교환은 센서에 의해 감지되며, 모든 아스코르빈산이 적정제에 의해 소모되면 센서의 전위 변화가 관찰되어 적정의 당량점을 나타냅니다.
식품 또는 음료의 산도 측정에서는 페놀프탈레인과 같은 색 지시약의 변화를 통해 산-염기 적정을 모니터링할 수도 있습니다. 이러한 적정은 강염기를 사용하여 수행됩니다. 식품 시료의 산이 중화되는 즉시, Phototrode 센서 가 정확한 색 변화를 관찰하며, 이는 전위 변화에 해당합니다. 이러한 전위 변화는 적정의 당량점을 제공합니다. Phototrode 센서는 침전 또는 탁도 측정에도 사용할 수 있습니다.
F&B와 같은 산업에서 품질 관리 요건을 충족하고 소비자 안전을 보장하려면 시료 준비의 정확성과 반복성을 확보하는 것이 매우 중요합니다.
시료 준비의 반복성, 정확성, 속도를 향상시키기 위해 METTLER TOLEDO는 처리량을 높이는 동시에 결과 도출 시간과 시료당 처리 비용을 줄이는 데 도움이 되도록 설계된 다양한 분석 기기를 제공합니다.
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식품 산업의 등급 분류에는 품질 및 안전 기준을 충족하기 위해 산도와 수분 함량을 모두 측정하는 작업이 종종 포함됩니다.
당사의 기기는 통합 제어 한계, 자동 데이터 전송, 사용 편의성을 위한 사용자 안내와 같은 기능을 통해 빠르고 정확한 수분 측정을 지원하며, 혁신적인 QuickPredict 기능은 더 빠른 수분 분석과 의사 결정을 위해 정보에 기반한 결과 예측을 가능하게 합니다.
정확한 시료 준비는 신뢰할 수 있는 측정값을 얻기 위한 중요한 전제 조건입니다. 중량법 시료 준비에서는 고체와 용매를 모두 정확히 달아 넣어 훨씬 더 정확한 용액을 제공합니다.
이는 시료 간 변동성을 제거하는 데 도움이 되며, 규격 외 결과를 줄여줍니다. 분석 결과에 대한 신뢰도가 높아지고 안전 및 품질 관리 요구사항을 보다 안정적으로 충족할 수 있습니다.
우리는 특정 식품 및 음료 제품에 중점을 둔 산도 측정 관련 여러 응용 노트를 제공합니다.
아래 표에 표시된 이 유용한 문서들은 식품 생산 가치 사슬 전반에서 정확한 산도 분석을 얻는 데 도움이 되도록 특정 시료 유형에 대해 설명합니다.
산도 측정은 pH와 적정법을 사용해 수행할 수 있습니다. pH 미터는 용액 내 H+ 이온의 농도를 기준으로 시료의 산성도를 측정합니다. 적정 분석은 총 적정산도를 제공합니다. 적정은 산-염기 적정, 산화환원 적정 또는 비색 적정을 사용해 수행할 수 있습니다.
식품의 산도 측정은 품질 관리를 위해 배치 간 일관성, 맛, 외관을 판단하는 데 유용한 지표입니다. 산도 분석은 요구르트 생산이나 양조와 같이 시간이 지나면서 산도가 변하는 식품을 모니터링하거나 특정 식품의 신선도를 시험하는 데도 사용할 수 있습니다.
적정산도 측정은 식품에 포함된 총 산 농도(총산도라고도 함)를 다루기 때문에 중요할 수 있습니다. pH는 시료에 존재하는 H+ 이온을 기준으로 산도를 측정합니다(활성 산도라고도 함).
용액의 산도 측정은 pH라고 합니다. pH는 액체 내 수소 이온 농도(H+)의 양을 나타냅니다. 액체 내 수소 이온(H+) 농도가 높으면 산성입니다. 농도가 낮으면 염기성(알칼리성)입니다. 즉, 수소 이온 농도를 측정하면 산성, 중성, 알칼리성은 물론 각각의 정도까지 판단할 수 있습니다.
산 해리 상수(Ka)는 용액에서 산의 세기를 측정합니다.
수학적으로,
Ka=[A−][H+][HA],
여기서 Ka는 평형 농도(mol/L)의 비로 표현됩니다.
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