[논문]항균성물질이 함유된 Silica LDPE필름의 항균효과 및 식품 저장성

김현수; 성림식; 이인선

문제 정의

JP의 항균효과가 미약한 것이 확인되었으므로 본 연구에서 분리한 항균성 물질과의 공동첨가에 의한 항균효과의 상승효과를 검토하였다. 단독 사용시 항균활성이 없는 농도에서 JP(3 mg/mL)와 MO-16균이 생산하는 AMC(0.
본 과제 공동연구자인 청운산업이 투명필름의 제조시에 사용하고 있는 일본산 필름 첨가제(JP)의 농도에 따른 항균 효과를 검토하였다. Table 1에서 보는 바와 같이 30 mg/mL의 농도까지는 세균에 대한 항균효과가 다소 확인되었으나, 현재업처)가 사용하고 있는 농도(3 mg/mD에서는 항균효과를 나타내지 않았다.
본 연구에서 이용한 항균성 물질 첨가량의 감소에 따른 비용의 절감 및 진균에 대한 항균효과의 보완을 위하여 업체에서 항균효과 및 선도유지 효과가 우수하다고 수입하여 판매하고 있는 일본산 항균성 필름 첨가제(제품명 미공개, JP로 명명)의 공동 첨가를 검토하였다. 우선 필름 제조시 적합한 첨가 농도를 알아보기 위하여 JP를 0.
따라서 식품 및 농작물의 보존에 유효한 내열성이 우수한 천연 항균성 물질(17)을 추출하여 수용성 silica에 흡착시킨 후 필름 제조시에 요구되는 내열성, 항균효과를 조사하였다(18). 본 연구에서는 항균성 물질의 흡착 및 film 제조시 열에 대한 안정성 부여를 위하여 전보에 사용한 수용성 silica에 항균성 물질 및 benzoic acid(BA)를 흡착 시켜 제조한 silica LDPE 필름의 항균효과 및 식품 보존성을 검토하였으며, 또한 수입 대체효과를 위하여 일본산 항균성 필름 첨가제(JP)를 공동 첨가하여 LDPE 필름을 제작한 후 JP를 첨가하지 않고 제조한 필름과 항균효과 및 식품의 보존성을 비교 검토하였다.
제조필름의 항균 효과를 검토하기 위해 미생물 생육의 억제 효과를 조사하였다. 조분쇄한 돼지고기를 일반필름 및 2종류 제조필름에 밀착되게 포장하여 상온 및 4笆에 방치한 후배 양일 수별로 sampling하여 평판 배지에 배양한 후 생육 균수를 count한 결과, Table 5에서 보인바와 같이 실온에서 보존 6일까지는 제조필름이 일반 필름보다 미생물의 생육 억제 효과가 우수하였으며, 일정 시간 이상은 다소 비슷한 결과를 보였다.

제안 방법

JP와 AMC가 함유된 투명필름의 제조를 위해 두 물질을 필름 제조 온도인 150℃에서 열처리한 후 잔존활성을 검토하였다. JP(10 mg/mL)를 시간대별로 열처리한 후 항균 spec- trum을 조사한 결과(결과 미게재), 5분 처리시에도 항균효과가 유지되었다.
5 g씩 sampling하고 각 sample을 멸균수로 희석하여 100 μ1씩 LB plate에 도말한 후, 37℃에서 24시간 배양하여 생성된 colony수를 비교하였다. 고체배양을 이용한 특정세균에 대한 항균효과는 제조 필름 및 일반 필름을 잘게 잘라서 각각 0.2 g, 0.4 g씩 LB 배지에 첨가하여 고화시킨 다음 E. coli를 10’배 희석하여 100 再 씩 도말하여 37℃, 24시간 배양한 후 생성된 colony수를 비교하였다.
안정성 보호에 사용하였다. 공시균 MO-16, MO-17균으로부터 분리한 항균성 물질 834 mg(M0-16; 439 mg, MO-17; 395 mg)을 methanol에 용해하여 silica에 홉착시키고, BA (benzoic acid) 200 g을 첨가하여 조제한 다음 필름 제조업체인 (주)청운산업에 의뢰하여 JP를 첨가 및 무첨가하여 두 종류의 항균필름을 제작하였다. 제작 필름은 po!ypropylene(PE) 을 사용하였으며 규격은 두께 0.
다양한 식품의 미생물에 의한 변패를 억제하고 저장성을 높일 수 있는 포장필름을 개발하기 위하여, 미생물이 생산하는 천연 항균성 물질을 흡착시킨 silica에 항균제로서 benzoic acid 및 일본산 항균성 필름 첨가제인 JP를 공동 첨가하여 항균성 LDPE 필름을 제조하였다. 천연 항균제로는 methanol 자화 방선균 MO-16과 MO-17이 생산한 항균제를 사용하였으며, 이 물질은 121℃에서 5분간 열처리시에도 항균력이 유지되는 내열성이 확인되었다.
검토하였다. 단독 사용시 항균활성이 없는 농도에서 JP(3 mg/mL)와 MO-16균이 생산하는 AMC(0.01 mg/mL)를혼합하여 항균효과를 검토하였다. 그 결과 Table 3에서 보인 바와 같이 혼합 사용한 경우 약간의 투명한 항균활성이 존재하여 업체가 요구하는 투명필름의 제조시에 항균성 물질의 첨가가 효과적이라고 판단되었으며 첨가량의 감소에 따른 비용의 절감이 가능하다고 사료되었다.
해결해야 한다. 따라서 식품 및 농작물의 보존에 유효한 내열성이 우수한 천연 항균성 물질(17)을 추출하여 수용성 silica에 흡착시킨 후 필름 제조시에 요구되는 내열성, 항균효과를 조사하였다(18). 본 연구에서는 항균성 물질의 흡착 및 film 제조시 열에 대한 안정성 부여를 위하여 전보에 사용한 수용성 silica에 항균성 물질 및 benzoic acid(BA)를 흡착 시켜 제조한 silica LDPE 필름의 항균효과 및 식품 보존성을 검토하였으며, 또한 수입 대체효과를 위하여 일본산 항균성 필름 첨가제(JP)를 공동 첨가하여 LDPE 필름을 제작한 후 JP를 첨가하지 않고 제조한 필름과 항균효과 및 식품의 보존성을 비교 검토하였다.
JP(10 mg/mL)를 시간대별로 열처리한 후 항균 spec- trum을 조사한 결과(결과 미게재), 5분 처리시에도 항균효과가 유지되었다. 따라서 필름 제조시의 농도 및 필름내의 항균성 물질의 밀도를 고려하여 AMC(0.05 mg/mL) 및 JP (3 mg/mL)를 혼합하여 20 를 paper disc에 첨가하여 열처리 또는 혼합상태(액상)로 열처리하여 잔존활성을 조사하였다. Table 4, Figure 2에서 보인 바와 같이 항균 spectrum을 조사한 결과 시험 균 중 대다수(7균주)의 세균에 대한 항균효과가 확인되었으나 진균에는 항균효과를 거의 보이지 않았다.
본 연구에서 이용한 공시균 MO-16, 17균으로부터 분리한 항균성 물질(이후 AMC라 명명)과 일본산 항균성 필름 첨가제(JP)의 공동 첨가에 의한 항균활성의 상승효과는 두 물질이 항균 활성은 나타내지 않는 농도인 3 mg/mL JP와 0.01 mg/mL AMC를 혼합하여 20 阳를 paper disc에 첨가하여 확인하였다 두 물질의 혼합사용시 열안정성은 3 mg/mL JP와 0.05 mg/mL AMC를 혼합하여 paper disc에 20씩 흡착 시켜 또는 vial 에 담아 액상으로 150℃에서 일정한 시간동안 열처리 후 잔존활성을 항균 spectrum으로 비교하였다.
공동 첨가를 검토하였다. 우선 필름 제조시 적합한 첨가 농도를 알아보기 위하여 JP를 0.3, 3, 30, 300 mg/mL의 농도로 희석하여 항균 활성을 조사하였으며 1, 10, 100 mg/mL 의 농도로 희석하여 항균 spectrum을 검토하였다.
제조 필름의 미생물 생육억제효과는 조분쇄한 돼지고기를 일반 필름 및 2종류의 조제 필름에 밀착되게 포장하여 상온 및 4℃에 방치하면서 1, 3, 6, 8일째에 0.5 g씩 sampling하고 각 sample을 멸균수로 희석하여 100 μ1씩 LB plate에 도말한 후, 37℃에서 24시간 배양하여 생성된 colony수를 비교하였다. 고체배양을 이용한 특정세균에 대한 항균효과는 제조 필름 및 일반 필름을 잘게 잘라서 각각 0.
제조 필름의 식품류 보존성 시험으로 일반 필름 및 2종류 제조 필름에 다양한 식품류(밀감, 양송이, 방울토마토, 고추) 를 넣고 상온에서 4주간 방치하면서 경시적으로 식품의 변화 및 보존성을 육안으로 비교하였다.
제조 필름의 식품류 보존성 시험을 위하여 일반필름 및 2 종류 제조필름에 다양한 식품류(밀감, 방울토마토, 고추, 양송이)를 넣고 일반적으로 판매되는 식품과 동일한 형태로 포장을 하여 상온에서 4주간 방치하였다. 경시적으로 식품의 변화 및 보존성을 관찰하면서 4주 후의 보관상태를 Table 8, Figure 3에 나타내었다.
즉, MO-16, MO-17균으로부터 분리한 항균성 물질 834 mg과 BA(benzoic acid) 200 g을 methanol 에 용해하여 silica에 흡착시킨 후 JP를 첨가 및 미첨가하여, 실험재료 및 방법에서 제시한 필름제조법에 따라 roll상의 무색 투명한 2 종류의 항균필름을 제조하였다.

대상 데이터

공시균 MO-16, MO-17균으로부터 분리한 항균성 물질 834 mg(M0-16; 439 mg, MO-17; 395 mg)을 methanol에 용해하여 silica에 홉착시키고, BA (benzoic acid) 200 g을 첨가하여 조제한 다음 필름 제조업체인 (주)청운산업에 의뢰하여 JP를 첨가 및 무첨가하여 두 종류의 항균필름을 제작하였다. 제작 필름은 po!ypropylene(PE) 을 사용하였으며 규격은 두께 0.03 m/m, 폭 25 cm이며 가열 용해한 100 kg의 PE 수지에 항균성 물질이 흡착된 silica를 혼합하면서 150笆에서 제작하였다.
앞의 항균 spectrum 결과에서 사용 첨가제(JP, AMC)는 항세균 효과를 보이나 진균에 대한 항균효과가 미흡한 점에서 전보(17)에서 검토한 항진균제로 사용하는 benzoic acid를 사용하였다. 즉, MO-16, MO-17균으로부터 분리한 항균성 물질 834 mg과 BA(benzoic acid) 200 g을 methanol 에 용해하여 silica에 흡착시킨 후 JP를 첨가 및 미첨가하여, 실험재료 및 방법에서 제시한 필름제조법에 따라 roll상의 무색 투명한 2 종류의 항균필름을 제조하였다.

성능/효과

JP(10 mg/mL)를 시간대별로 열처리한 후 항균 spec- trum을 조사한 결과(결과 미게재), 5분 처리시에도 항균효과가 유지되었다. 따라서 필름 제조시의 농도 및 필름내의 항균성 물질의 밀도를 고려하여 AMC(0.
01 mg/mL)를혼합하여 항균효과를 검토하였다. 그 결과 Table 3에서 보인 바와 같이 혼합 사용한 경우 약간의 투명한 항균활성이 존재하여 업체가 요구하는 투명필름의 제조시에 항균성 물질의 첨가가 효과적이라고 판단되었으며 첨가량의 감소에 따른 비용의 절감이 가능하다고 사료되었다.
Table 1에서 보는 바와 같이 30 mg/mL의 농도까지는 세균에 대한 항균효과가 다소 확인되었으나, 현재업처)가 사용하고 있는 농도(3 mg/mD에서는 항균효과를 나타내지 않았다. 다양한 항균효과를 검토하기 위하여 본 첨가제의 항균 spectrum-g- 조사한 결과 (Table 2, Figure 1) 100 mg/mL의 농도에서 8 균주에 대해 항균효과를 나타내었으나 10 mg/mL의 농도에서는 미약하였다.
4℃에 보존한 경우도 일반적으로 세균의 증식속도가 늦은 점을 고려할 때, 제조필름을 사용한 경우가 다소 우수한 억제 효과를 보인다고 판단되었다. 또한 사용 흡착제와 흡착된 항균성 물질의 방출에 의한 항균효과를 검토하기 위해 고체 배양법을 시도한 결과, Table 6에서 보는 바와 같이 필름의 첨가량에 따라 생성 colony수가 전체적으로 감소되었으나, 일반 필름을 첨가한 plate에 비하여 항균필름을 첨가한 plate에서 항균효과가 다소 우수하였다. 이는 실제 E.
c湖.에 대한 항균효과를 검토한 결과 첨가량에 따라 항균효과가 우수한 것이 입증되었다. 제조필름으로 포장한 4종류의 식품에 대한 저장성을 검토한 결과 시판필름에 비해 저장성이 우수한 것이 확인되었으며 특히 양송이 및 토마토에 대한 저장 효과가 우수하였다.
Table 4, Figure 2에서 보인 바와 같이 항균 spectrum을 조사한 결과 시험 균 중 대다수(7균주)의 세균에 대한 항균효과가 확인되었으나 진균에는 항균효과를 거의 보이지 않았다. 이들 결과에서 업체가 사용하는 JP와 항균성 물질의 혼합에 의한 항균력의 상승효과가 입증되었으며 열에 대해 안정한 결과에서 필름의 제조에 공동 첨가가 적합하다고 사료되었다.
에 대한 항균효과를 검토한 결과 첨가량에 따라 항균효과가 우수한 것이 입증되었다. 제조필름으로 포장한 4종류의 식품에 대한 저장성을 검토한 결과 시판필름에 비해 저장성이 우수한 것이 확인되었으며 특히 양송이 및 토마토에 대한 저장 효과가 우수하였다.
천연 항균제로는 methanol 자화 방선균 MO-16과 MO-17이 생산한 항균제를 사용하였으며, 이 물질은 121℃에서 5분간 열처리시에도 항균력이 유지되는 내열성이 확인되었다. 제조한 silica LDPE 필름의 미생물 생육 억제효과를 검토한 결과 조분쇄한 돈육의 경우 포장하여 실온 및 4C에서 보존시 시판필름에 비해 미생물 생육 억 제 효과가 우수하였다. 고체 배지에 제 조필름을 첨가하여 E.
조사하였다. 조분쇄한 돼지고기를 일반필름 및 2종류 제조필름에 밀착되게 포장하여 상온 및 4笆에 방치한 후배 양일 수별로 sampling하여 평판 배지에 배양한 후 생육 균수를 count한 결과, Table 5에서 보인바와 같이 실온에서 보존 6일까지는 제조필름이 일반 필름보다 미생물의 생육 억제 효과가 우수하였으며, 일정 시간 이상은 다소 비슷한 결과를 보였다. 4℃에 보존한 경우도 일반적으로 세균의 증식속도가 늦은 점을 고려할 때, 제조필름을 사용한 경우가 다소 우수한 억제 효과를 보인다고 판단되었다.
LDPE 필름을 제조하였다. 천연 항균제로는 methanol 자화 방선균 MO-16과 MO-17이 생산한 항균제를 사용하였으며, 이 물질은 121℃에서 5분간 열처리시에도 항균력이 유지되는 내열성이 확인되었다. 제조한 silica LDPE 필름의 미생물 생육 억제효과를 검토한 결과 조분쇄한 돈육의 경우 포장하여 실온 및 4C에서 보존시 시판필름에 비해 미생물 생육 억 제 효과가 우수하였다.
미포장의 경우는 예상대로 건조되거나 부패하였으며 일반필름에 비해 제조필름의 경우 보존상태가 우수하고 부패율도 낮았다(Figure 3 B). 특히 양송이와 토마토의 저장성에서 제조필름의 보존효과가 우수하였으며 식품류의 종류에 따라 다소 다른 효과를 보였다. 이들 식품의 보존성으로부터 식품의 종류에 따라 제조필름의 밀도, 통 기량, 필름의 제조원료가 영향을 미친다고 판단되었다(13, 14).
이들 식품의 보존성으로부터 식품의 종류에 따라 제조필름의 밀도, 통 기량, 필름의 제조원료가 영향을 미친다고 판단되었다(13, 14). 항균제가 함유된 필름의 경우 식품의 수분함량에 따라 필름과의 밀착에 의한 항균성 물질의 용출 및 항균효과가 우수할 것으로 판단되며, 밀착이 되지 않는 식품의 경우 항균제인 와사비 추출물의 방출(8)에 의한 항균효과를 가진 필름과 같은 기능의 항균제가 유효하다고 판단되었다. 이들 결과로부터 본 제조필름은 다양한 종류의 식품에 대한 단기간의 저장성은 아주 양호하다고 사료되며, 장기간 보존을 위해서는 보다 강한 항균효과를 위해 항균제의 첨가량과 통기량 조절기능 및 수분 방출기능이 다양한 필름의 제조가 필요하다고 판단되 었다.

후속연구

항균제가 함유된 필름의 경우 식품의 수분함량에 따라 필름과의 밀착에 의한 항균성 물질의 용출 및 항균효과가 우수할 것으로 판단되며, 밀착이 되지 않는 식품의 경우 항균제인 와사비 추출물의 방출(8)에 의한 항균효과를 가진 필름과 같은 기능의 항균제가 유효하다고 판단되었다. 이들 결과로부터 본 제조필름은 다양한 종류의 식품에 대한 단기간의 저장성은 아주 양호하다고 사료되며, 장기간 보존을 위해서는 보다 강한 항균효과를 위해 항균제의 첨가량과 통기량 조절기능 및 수분 방출기능이 다양한 필름의 제조가 필요하다고 판단되 었다.

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