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1. 탐구의 동기와 목적
(1). 탐구 동기
조금 남아서 냉장고에 둔 우유가 어쩌다 보니 유통기한이 지나 버렸다. 하루 이틀정 도 지났을 뿐이고 냉장고에 있던 거니까 괜찮을 것 같았지만 식중독이 기승을 부리는 여름철인데 탈이 날 수도 있어서 그냥 먹기는 위험했다. 아까웠지만 할 수 없이 남은 우유를 버려야 했다. 그래서 금방 구별이 안 되는 신선한 우유와 상한 우유를 구별하 는 방법을 알고 싶어졌다.
(2). 탐구 목적(알고 싶은 점)
가장 간편하고 빠르게 상한 우유를 구별하는 법은 무엇일까?
2. 선행조사
(1). 우유란?
젖소의 젖샘에서 분비되는 특유한 향미와 단맛을 지닌 흰색의 불투명한 액체이다.
(2). 인간이 우유를 이용한 역사와 문화적 배경은?
유프라테스 계곡에서 발견된 BC 3500년경의 유목민들의 우유이용을 새긴 벽화에서 나타나듯 매우 오래 전부터 우유를 이용해 왔으며, 3대 문명의 발상지와 같은 문명이 발달한 국가에서는 예외 없이 우유를 주식으로 하였고, 우리 나라에서도 약 800년 전 고려 시대부터 우유를 이용했다는 기록과 더불어 조선조 초기부터 왕실과 귀족들의 신 병을 고치는데 쓰였고 일부에서는 보약(보신제)으로 사용된 것으로 기록되어 있어 우 유의 역사가 매우 길다는 것을 알 수 있다.
(3). 우리 나라 우유 및 유제품의 종류는?
우리 나라에서 현재 생산되는 유제품은 축산물가공처리법 시행규칙에 의하여 약 34개 품목으로 분류되고 있으며 시유는 백색시유와 가공시유로 구분되며 액상유제품 중에 크림, 발효유, 연유 기타 탈지우유, 버터밀크, 유장 등이 있다. 또한 유제품으로는 치즈 (자연치즈, 가공치즈), 분유(조제분유, 전지분유, 탈지분유), 아이스크림 등으로 구분되 며 기타 분말유제품으로 카제인, 유당, …(생략)
유장분말 및 크림분말 등이 있다.
(4). 신선한 우유를 고르는 방법은?
냉장유통(0～10℃)과 보관상태 및 유통기간을 확인하고 일반우유의 점성이 높을수록 신선하지 않은 것이며 이미 이취 등이 나게되면 섭취하지 않는 것이 좋다.
(5). 우유의 일반적 성분조성은?
우유는 일반적으로 수분 87～88%, 지방 3.4～3.7%, 단백질3.2～3.3%, 유당 4.8～4.9%, 회분0.6～0.7% 등이며 그 외 미량성분으로 나뉘어지며 지용성의 비타민 A나 수용성의 비타민B그룹, 미네랄성분으로 Ca, K, P 등이 많고 비단백질소, 스테롤 및 인지질이 고 루 함유되어 있으므로 완전식품이라고 한다.
(6). 우유가 가지는 미량성분들의 생리적 가능성은?
우유의 칼슘(Ca)은 다른 식품에 비해 다량 함유되어 있고 흡수율도 약 90% 정도로 양질의 칼슘 공급원이 되고 있으며, 우유 내 칼륨(K)은 체액의 삼투압을 조절하여 과 량의 염분을 섭취할 경우 동맥경화 등의 성인병 예방에 꼭 필요한 영양소이며, 우유 내 마그네슘(Mg)의 경우 심근경색 및 협심증의 예방에 효과적이다. 또한 우유 내 베 타 카로틴(β-carotine), 나이아신(Niacin), 비타민 B그룹 등도 인체에 없어서는 안될 중요한 기능을 가지고 있다.
(7). 우유 중의 주된 생리활성 물질은?
원유의 초유 중에는 인체에 꼭 필요한 락토훼린(Lactoferrin), 이뮤노글로블린 (Immunoglobulin) 등이 함유되어 있어 생리적이나 면역적으로 기능성을 강화시켜 주 며, 우유 내 비타민 E는 항산화 작용을 강화하여 인체 내 산화작용을 예방하고 유 당의 가수분해 중에 생성되는 올리고당은 장내에서 소화흡수, 비타민 합성, 유해 균의 증식억제, 충치예방, 간 질환예방 등에 매우 효과적이며 기타 우유 내 타우린 (Taurine), 혈청단백질(Serenium)등도 다양한 기능을 가지고 있다.
(8). 우유 단백질의 주요성분과 영양?생리적 가치는?
우유 고형분 중에는 25%이상의 단백질이 함유되어 있으며 약 78%의 카제인과 20% 정도의 유청단백질로 구성되어 있다. 우유 단백질 중의 카제인은 각종 기능성 펩타이 드를 생성하여 생체조절기능으로 칼슘흡수 촉진, 면역부활 기능, 진정진통 기능을 가지 며, 유청단백질 중에는 단백질의 생물가를 높이는 락타알부민과 면역기능을 증강시키 는 Ig G, A, M, K, E등의 면역글로불린이 함유되어 있어 질병 예방 및 생체 방어 기 능을 갖게 해 준다.
(9). 우유 섭취로 뇌졸중 및 심장발작 증세 등을 예방할 수 있는가?
최근의 연구결과에 의하면 중년 남성이 규칙적으로 우유를 마실 경우, 우유를 마시지 않는 사람보다 뇌졸중 발병률이 절반 이하로 감소한다고 보고되고 있으며, 우유 단백 질 중에 안지오텐신(angiotensin)전환효소저해 펩타이드 등이 작용하여 갑작스런 혈압 상승과 혈중 콜레스테롤로 인한 심장박동과 고혈압 등의 순환계 질병이 크게 억제되는 것으로 보고되고 있다.
(10). 상한 우유는 어떻게 변하는가?
우유는 신선한 동안에는 산성과 알카리성의 두 가지 성질을 가지고 있지만, 오래되어 상한 것은 암모니아 등이 발생하여 알카리성만이 남게 된다. 알카리성으로 변질된 우유는 더러움을 제거해 주는 효력이 있고 포함되어 있는 지방분에 의해 광택을 낼 수 있다.
자료 : 두산 세계 대 백과, 각 연도 우유지, 기타 웹사이트
3. 탐구의 준비
(1). 탐구 기간(2002년 8월 20일 ~ 2002년 8월 22일)
8월 20일 : 탐구 주제 설정 및 선행조사
8월 21일 : 탐구 계획 수립, 실험 준비
8월 22일 : 실험 및 결과 정리. 보고서 작성
(2). 준비물
유통기한이 조금 지난 우유와 신선한 우유 각 200ml, 가스 레인지, 프라이팬, 깔때기, 스포이트, 물 200ml, 비커, 카메라
4. 탐구 방법 및 결과
(1). 신선한 우유와 오래된 우유를 육안이나 냄새, 촉감으로 구별해 본다.
* 방법 : 컵에 담긴 두 가지 우유의 색깔이나 덩어리의 유무, 냄새로 구별해 보고 만져 보아 촉감을 알아본다.
* 결과 : 색깔과 덩어리의 차이가 없어 육안으로는 구별할 수 없었다. 오래된 우유에서 조금 더 비릿한 냄새가 나기는 했지만 확실하게 구별이 되지는 않았다. 만져 보았을 때도 두 가지 우유 모두 미끌미끌하다는 느낌을 받았을 뿐 구별은 되지 않았다.
(2). 스포이트를 사용해 우유 한 방울을 떨어뜨려 그 모양을 관찰한다.
* 방법 : 평평한 그릇에 각 우유를 한 방울씩 떨어뜨려 모양을 관찰해 본다.
* 결과 : 아무런 차이점을 찾아 볼 수 없었다.
(3). 떨어뜨린 우유 방울을 휴지로 흡수해 본다.
* 방법 : 평평한 그릇에 우유를 1ml씩 떨어뜨려 놓고 휴지로 흡수하여 남는 물질이 있 는지 살펴본다.
*결과 : 양쪽 모두 깨끗이 흡수되었다.
(4). 전자 레인지로 데워 본다.
* 방법 : 그릇에 우유를 1ml씩 떨어뜨린 후 전자 레인지에 넣고 20분간 데워 본다.
* 결과 : 전자 레인지 문을 열자 역한 비린내가 났고 두 우유 모두 넓게 퍼져버려 구별 할 수 없게 되었다.
(5). 가열해 본다.
* 방법 : 프라이팬에 우유를 1ml씩 떨어뜨려 가열하고 그 반응을 알아본다.
* 결과 : 강한 불로 가열하였더니 얼마 지나지 않아 거품이 발생하며 끓기 시작했다. 신선한 쪽이 조금 빨랐지만 불과 1초 가량의 차이라 구별할 만한 방법은 되지 못했다. 결국에는 전자 레인지에 데웠던 것과 비슷한 모양이 되었다.
(6). 물에 대한 용해도를 알아본다.
* 방법 : 물을 100ml 씩 담은 두 컵에 각 우유를 1ml씩 떨어뜨리며 어떤 반응이 일어 나는지 살펴본다.
* 결과 : 물에 우유를 넣고 나서 섞어 버렸을 때는 차이를 발견할 수 없었으나 한 가지 알아낸 사실은, 우유를 넣을 때 신선한 우유는 대부분 아래로 가라앉는 데 반 하여 상한 우유는 대부분 가라앉지 않고 위에 퍼져 있었다. 계속해서 실험해 봤지만 같은 결과가 나왔다.
5. 결론 및 느낀 점
(1). 결론 : 신선한 우유와 상한 우유를 쉽게 구별하는 방법은 물에 우유를 떨어뜨려 보는 것이다. 다른 여러 가지 방법으로도 그것만큼 빠르고 간편하면서도 확실하게 알아낼 수 없었다.
(2). 느낀 점 : 사실, 이번 실험은 우연히 방법을 발견했다. 그런데, 이 방법을 발견한 후에 어떤 웹사이트에 가보니 쉽게 상한 우유를 구별하는 방법으로 이 방법이 나 와 있었다. 황당했지만 신기했다. 헛고생했다는(?) 생각도 들긴 했지만 남이 알려준 게 아니라 내가 발견했다는 게 뿌듯했다. 만일 다음에 기회가 된다 면 우유뿐만이 아닌 다른 상한 음식도 금방 구별할 수 있는 방법을 알아낼 수 있다면 좋겠다. 이번 실험을 통해 여러 가지를 많이 배웠다. 다음 과학 실험 때는 훨씬 잘 할 수 있을 것 같다.
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