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특성

유지는 그 재료에 따라 동물성 유지와 식물성 유지로 나눈다. 또한 유지는 이중결합에서 아이오딘을 흡수하는 능력(아이오딘값)에 의해서 결정되는 불포화도로 분류하기도 하는데, 일반적으로 아이오딘값이 130 이상인 것을 건성유, 아이오딘값이 100~130은 반건성유, 아이오딘값이 100 이하인 것을 불건성유라고 한다. 이 불포화도는 지방의 최종 용도를 크게 결정한다(표1).

액체지방(동식물유)은 불포화도가 가장 높고, 고체지방(동식물지)은 포화도가 높다. 식품으로 사용되는 지방산의 불포화도와 포화지방이나 콜레스테롤과 죽상동맥경화증 사이에는 어떤 관련성이 있는 것으로 여겨져, 1960년대에 이르러서 큰 관심의 대상이 되었다.

식생활에서는 각 분자 내에 2개 이상의 이중결합을 가진 다가 불포화지방산에 관심이 집중되었다. 유지의 비중은 0.913~0.975이며, 대부분 지방의 비중은 0.915~0.945이다. 부정탄소원자를 가진 산류를 함유하는 일부 지방유, 특히 피마자유와 대풍자유는 편광면을 회전한다. 지방은 물에는 전혀 녹지 않고, 피마자유를 제외하고는 찬 알코올에도 녹지 않으나 뜨거운 알코올에는 아주 조금 녹으며, 에테르·이황화탄소·클로로포름·사염화탄소·벤젠 등에 녹는다.

지방유의 어는점은 2℃ 또는 3℃에서 －30℃까지이다. 저온(예를 들면 면실유에서는 12℃)에서 트리스테아린 또는 스테아린이라고 하는 고체부분은 대부분의 지방유로부터 분리된다. 트리스테아린은 여과 또는 침전된다. 저온에서도 맑은 윗부분을 윈터 오일이라고 한다. 지방은 공기나 산소와의 접촉을 피해 200~250℃ 가열해도 큰 변화가 일어나지 않으며, 그 이상으로 가열하면 불포화도가 비교적 높은 지방유는 서서히 중합해 점착성이 매우 증가한다. 이것은 도료공업에서 상업적으로 이루어지는 경우 보딩이라고 한다. 300℃를 넘으면 지방유는 아크롤레인(글리세린의 분해에 의한 산물)을 만들고 분해하는 일이 있는데, 이 아크롤레인은 지방이 연소할 때에 나는 자극성이 강한 냄새이다. 고온에서 탄화수소가 형성되는 경우도 있다.

유지는 공기 속에 노출되면 서서히 변화한다. 건성유는 건조한 산소를 흡수하여 쉽게 중합해서 얇은 층의 보호용 피막을 만든다. 반건성유는 산소를 흡수하는 속도가 비교적 느려 페인트유로서의 가치는 작으나 오랜 시간이 흐르면 언젠가는 산소를 충분히 흡수해 점조화 현상을 일으켜 피막과 같은 것을 만든다.

완만한 산화는 산패라고 하는 불쾌한 냄새와 맛의 원인이 된다. 이와 관련된 화학작용은 지금까지 널리 연구되어왔다. 수많은 산화방지제는 산패가 생기는 것을 지연시키고 있다. 지방은 쉽게 가수분해되므로 이 특성은 비누 제조나 공업용 지방산 조제에 널리 사용된다. 지방은 약 220℃의 온도의 고압하에서 물로 가수분해되며, 또한 저압하에서는 촉매로 작용을 하는 가성알칼리류, 알칼리토류, 염기성 금속산화물과 함께 물로 처리하여 가수분해가 가능하다. 이때 지방산과 글리세린이 형성된다.→ 주요유지의 지방산 구성

제유법

개요

지방을 함유조직으로부터 추출하는 방법은 ① 융출법(融出法), ② 압착기에 의한 압착법, ③ 휘발성 용매에 의한 추출법 등 3가지가 있는데, 기구상의 단순성에 있어서는 그 정도가 다르다.

융출법

쇠기름·돼지기름·골지·고래유 등 동물성 지방 생산에 대규모로 사용되고 있다. 먼저 지방질의 조직을 자르거나 깎아 작은 조각으로 만든 후, 뚜껑이 없는 큰 가마솥에 삶거나 찐다. 지방은 세포로부터 서서히 방출되어 물 표면에 떠오르므로, 이것을 모은다.

압착법

기름성분을 포함하고 있는 씨나 견과류 등으로부터 채유하는 경우에 사용하는 방법으로, 일반적으로는 다음의 순서대로 한다.

① 체질·키질·자기분리법(磁氣分離法) 등으로 토사나 철편 등의 이물질을 제거한다. ② 필요하다면 껍질을 제거한다. ③ 홈이 패어 있는 롤러 사이에 끼워넣거나 특수한 형태의 분쇄기를 사용해 으깨어 씨와 과육을 거칠게 부순다. ④ 기름을 포함하고 있는 원료의 종류나 소요되는 유류의 품질에 따라 예열하기도 하고 안하기도 하는데, 수력압착기 또는 스크루프레스(엑스페라)에 걸어 압착한다.

용매 추출법

전형적인 용매 추출법은 다음과 같은 공정을 통해 실시한다. 정선(精選)공정은 앞에 말한 압착법과 마찬가지이다. ① 파쇄·풍로질·체질 등의 조작으로 껍질을 제거한다.

② 씨·과육 등의 부스러기를 분쇄기 등으로 거칠게 갈아 부순다. ③ 표면이 매끄러운 압편(壓扁) 롤러 사이에 넣어, 작은 조각들을 얇은 조각으로 만든다. ④ 용매를 사용하여 기름을 추출한다. ⑤ 미셀라(miscella)라는 기름과 용매의 혼합물로부터 조박(糟粕)을 분리한다. 기름과 조박으로부터 용제를 제거한다.

가공

지방에 적용되는 가공의 정도는 지방의 원재료·품질·최종용도에 따라 달라진다. 지방은 정치침전 또는 여과에 의해 맑게 하는 한 차례의 공정만을 거쳐 식용으로 제공되는 것이 많다.

지방의 색깔과 풍미는 비글리세리드 성분 때문이며, 유리 지방산, 납, 색소 등은 식용 지방에, 또 어느 정도 공업용 지방에도 바람직스럽지 않는 성질을 제공한다. 이와 같은 성질 가운데 대부분은 지방류를 40~85℃에서 가성소다(수산화나트륨) 또는 소다회(탄산나트륨)로 처리함으로써 제거할 수 있다. 통상 정제유는 중성이며, 가열에 의해서 분리되는 물질이 없고, 색깔이 연하고 점착성도 적으며 산패되기 쉽다. 식용이나 일부 업무용으로는 고체지방이 사용하기 편리하다.

대부분의 쇼트닝이나 마가린에는 그 주성분으로 수첨유(경화유)가 포함되어 있다. 마가린이나 쇼트닝용의 제품은 W. 노만이 저온융해의 불포화지방산이나 글리세리드를 고온융해의 포화지방산이나 글리세리드로 변환시켜 만들었다. 이 과정은 P. 사바티에와 J. B. 샌더런스가 발견한 용매하에서 이중결합에 수소를 첨가하는 경우의 일반적인 반응 때문에 성립되고 있다(→ 수소화반응).

제유법의 발달

유지를 인류가 처음으로 이용한 것은 조명을 위한 등화용으로 여겨진다. 그 근거는 후기석기시대의 크로마뇽인이 살았던 동굴에서 지방을 태운 것으로 보이는 활석으로 된 램프가 발굴되었기 때문이다.

또 동물성 유지보다도 채취하기가 어려운 식물성 유지의 이용이 좀더 훗날의 일이었다는 사실은 상식적으로도 추측이 가능하다. 고대 이집트의 유적의 기록에는 거석운반도 속에 윤활유를 보급해주고 있는 인간의 모습이 그려져 있으며, 〈구약성서〉에서도 올리브유에 관한 기록들을 곳곳에서 찾아볼 수 있다.

그러나 제유법에 관한 기록은 1세기경의 회화에서 처음으로 나타나는데, 그것은 압착법이었다. 압착법은 로마 시대의 나선식 압착기의 사용을 시작으로, 여러 가지 단계를 거쳐 개량되면서 19세기까지 계속되었다. 동물성 유지를 채취하는 방법은 자취법 및 초취법으로부터 시작된 것으로 전해지고 있다.

용도

대부분의 양질의 지방은 마가린, 쇼트닝, 요리용 지방, 샐러드유 등의 식용으로 쓰인다.

마가린은 나폴레옹 3세 시대에 프랑스의 화학자 M. 무리에(1817~1880)가 버터의 대용품으로 개발한 것으로 그후 구미의 여러 나라들로 보급되어 나갔다. 구미에서는 마가린에 대한 제품 규격이 분명하게 규정되어 있는데, 이는 낙농업 보호를 위한 법률규제이다. 게다가 근년에 들어와 미국 등 국가에서는 식물성의 저지방·저칼로리의 다이어트 식품으로 버터 대신 수요가 증가하고 있다. 마가린의 규격은 전세계적으로 유분 75~80％ 이상, 수분 16~22％ 이상, 비타민 A 1만 IU/lb(IU는 국제단위로 0.344g, lb는 파운드) 정도의 수치가 정해져 있으며, 그밖에 식염·첨가물·녹는점·가스량 등도 규정하고 있다. 한국에서도 이들 선진국이 정한 수치를 참고 삼아 제품들을 규제하고 있으나 구미와 기준이 같지는 않다. 쇼트닝을 처음 만든 곳은 미국인데 그곳의 연간생산량은 전세계생산량의 67％를 차지하고 있다. 한국에서는 8·15해방 후 미국의 원조물자로 들어온 것들을 사용한 데서 비롯되어 6·25전쟁 후 각종 산업활동이 활기를 띠게 되면서 쇼트닝·마가린 등도 생산되기 시작했고, 해가 다르게 그 수요가 증가함과 동시에 제품의 품질도 향상되어왔다. 이제는 국제적 수준급의 제품들이 양산되고 있으며, 그 사용량 또한 식생활의 변천에 따라 계속 급증하고 있는 실정이다.

주요한 동물성 식용유지로서 들 수 있는 것에 라드(돼지기름)가 있다. 라드는 돼지로부터 채취한 유지로, 도살 직후에 채취할수록 양질의 것이 얻어진다. 이 라드는 체내의 부위에 따라서, 또 사료의 종류에 따라서도 품질이 달라지며 또한 피부 쪽에 가까운 것일수록 부드럽다. 라드의 생산량이 가장 많은 나라는 역시 미국인데, 근년에는 라드가 부족한 현상으로 인해서 개발된 쇼트닝에 밀려 그 생산량이 감소하는 추세이며, 라드에는 그 규격이 정해져 있다. 한편 공업용 유지가 가장 많이 쓰이는 것은 비누이며, 그밖에 지방산, 경화유, 도료, 고급 알코올, 인쇄용 잉크 등에 많이 사용된다.

납류

유지류가 3가알코올인 글리세린의 지방산 에스테르인데 비해, 납류는 1가알코올 및 소수의 2가알코올의 지방산 에스테르이다. 납류는 글리세리드가 쉽게 가수분해되는 것과는 대조적으로 가수분해하기가 매우 어렵다.

납류의 대부분은 그 녹는점이 높고(약 35~100℃), 닦으면 윤이 나는 단단한 피막을 형성하므로 각종 광택제로 사용되고 있다. 납류의 그밖의 물리적 성질은 지방과 비슷하다. 같은 용매로 녹일 수가 있고, 종이 위에 그리스처럼 번지는 자국을 남긴다. 상업적 규모로 생산되고 있는 식물성 납류는 아주 적다.

밀랍은 동물납의 경우에는 그 분포가 가장 넓으며 중요한 것으로, 식물성의 납류보다는 부드러우며 광택제로서는 거의 용도가 없으나 방수제·활제·윤활제 등으로 사용되고 있다.

양모납은 양모에 부착되어 있는 양의 분비물을 정제한 유지를 말하는데, 생(生)양모를 세정할 때의 부산물로 얻어진다. 양모납을 순화시킨 것은 라놀린이라고 하는데, 인간의 피부에 쉽게 흡수가 잘 되므로 연고 또는 화장품의 주성분으로 많이 사용되며, 그밖에 가죽 무두질용 등으로도 사용된다. 경랍은 향유고래로부터 얻어지며, 상온에서는 액체로 주로 윤활유로 사용된다.