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생고분자를 주원료로 하여 제조된 플라스틱의 생분해도 측정은 새로운 제품을 개발하고 제품을 평가하는데 대단히 중요하다. 플라스틱의 생분해도를 측정하기 위한 많은 방법들이 사용되고 있지만 대부분이 기존의 합성플라스틱을 위한 것이며 아직 전분을 비롯한 탄수화물이나 단백질을 주원료로 한 100% 생고분자 필름을 위한 것은 아니다. 카라기난은 바닷말 중 홍조류에서 생산되는 생고분자로 안정제, 응고제 및 증강제로 이용되고 있다. 최근 카라기난을 이용하여 ...

생고분자를 주원료로 하여 제조된 플라스틱의 생분해도 측정은 새로운 제품을 개발하고 제품을 평가하는데 대단히 중요하다. 플라스틱의 생분해도를 측정하기 위한 많은 방법들이 사용되고 있지만 대부분이 기존의 합성플라스틱을 위한 것이며 아직 전분을 비롯한 탄수화물이나 단백질을 주원료로 한 100% 생고분자 필름을 위한 것은 아니다. 카라기난은 바닷말 중 홍조류에서 생산되는 생고분자로 안정제, 응고제 및 증강제로 이용되고 있다. 최근 카라기난을 이용하여 생분해성 플라스틱을 제조하려는 시도들이 진행되고 있다. 본 연구에서는 카라기난을 주원료로 한 생고분자 필름의 생분해 정도와 방법을 개발하기 위하여 미생물과 조효소에 의한 생분해시 분해도 측정방법과 분해정도 및 토양매립조건에서의 분해정도를 측정하였다. 카라기난 필름의 생분해도 측정을 위하여 미생물은 카라기난 원료, 폐기물처리장과 폐수처리장의 활성오니로부터 분리한 미생물과 KCCM과 KCTC로부터 분양받은 공시균주를 사용하였으며, 조효소는 카라기난 분해활성이 우수한 균주로부터 제조한 것을 사용하였다. 미생물에 의한 생고분자 필름의 생분해도 측정은 pH, 점도, 총당 및 총유기탄소 (TOC)량으로 측정하였으며 효소적 분해도는 총당의 변화로 그리고 토양매립조건에서는 필름무게, 두께, 인장강도, IR spectrum 및 현미경 관찰을 통하여 측정하였다. 분리균주 중 카라기난 생분해력은 Escherchia coil, Saccharomyces cerevisiae 및 Aspergillus niger가 우수하였으며 생분해도는 단일균주를 사용한 경우보다 혼합균주를 사용한 경우가 우수하였다. 30일동안 배양한 후 카라기난 필름의 Asp. niger, E. coil, Sacch. cerevisiae 및 혼합균주의 생분해도는 TOC 감소율로 각각 94%, 86%, 80% 및 96%였다. 공시균주 중 Klebsila. aerogns, Saccharomyces sake and Penicillium phinophilm가 우수한 분해력을 보였으며 특히 Sacch. sake 와 P. phinophilum 혼합균주의 경우 TOC 감소율로 98% 분해력을 보였다. 또한 효소에 의해서도 상당부분 필름이 분해됨을 알 수 있었다. 한편 토양 매립조건에서 45일 동안 매립한 후 필름(2.5 cm ✕ 10 cm ✕ 10장) 무게, 두께 및 인장강도를 측정한 결과 초기 2.85 g, 55㎛ 및 56MPa에서 0.43 g, 9.6㎛ 및 4.5 MPa으로 빠르게 분해됨을 알 수 있었으며 IR spectrum을 조사한 결과 초기에는 주로 카라기난 성분이 분해되고 나중에 가소제로 사용한 polyethylene glycol과 glycerol이 분해됨을 알 수 있었다. 생고분자 필름의 생분해도를 측정하는 방법으로 미생물에 의한 경우 점도의 변화 측정은 간편한 정성적 방법으로 유리하였으며, 총당과 TOC 변화 측정은 정량적이면서도 비교적 간단한 생분해도 측정방법이었다. 토양매립시 무게와 두께 감소도 생분해도 측정방법으로 유리한 방법이었으며 IR spectrum을 이용한 특정 결합의 변화를 측정하는 방법도 간편한 생분해도 측정방법이 될 수 있음을 시사하였다. 또 카라기난을 이용한 생고분자 필름은 생분해력이 대단히 우수한 필름으로 평가되었다.

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