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문제 정의
- 따라서 본 연구에서는 가식성인 gelatin 필름에 다양한 농도의 GSE를 첨가하여 제조된 필름을 가공식품에 적용하고자, 먼저 필름의 물리적 특성과 항균성을 조사하여 그 결과를 보고하는 바이다.
제안 방법
- 필름의 투습계수(water vapor permeability, WVP)는 ASTM E 96-95 방법(16)에 따라 polymethylacrylate cup(20 mL)을 사용하여 측정하였다. 25℃, 50%의 상대 습도로 조절된 항온항습기에 보관하며 필름 층을 통한 cup 부의 수분 이동에 따른 매 시간마다 cup의 무게 감소를 측정하여 무게 감소율을 계산하였다. 수분투과율(water vapor transmission rate, WVTR)과 투습계수(WVP)는 다음 식에 의해 계산하였다.
- Gelatin(10%, w/v)을 증류수에 넣고 glycerol(2.7%)과 혼합한 후 90℃ 에서 30 분간 중탕 처리하였다. 가열 후 GSE(0, 0.
- 가열 후 GSE(0, 0.02, 0.05, 0.08, 0.1%, w/v)를 첨가하여 용해시키고 cheese cloth를 이용하여 거른 후 teflon 필름으로 코팅한 수평의 유리판(24 cm x 30 cm)에 두께(140 ± 10 μm)가 균일하게 필름 용액을 80 mL를 부어 실온에서 24시간 건조한 후 필름을 제조하였다.
- 02 g)을 넣어 3분 동안 균질화 시켰다. 그런 다음 peptone water로 희석하여 각각 MacConkey Sorbitol Agar plates(Difco Co.)와 Oxford Medium Base(Difco Co.)에 분주하여 배양한 후 형성된 colony를 계수하여 log colony forming unit (CFU)/g으로 나타내었으며, 실험은 세 번 반복하여 측정하였다.
- 필름의 인장강도는 필름을 잡아 늘일 때 필름이 절단될 때까지 작용한 힘을 필름의 초기 단면적으로 나누어 계산하였고, 필름의 신장률은 필름이 절단될 때까지 움직인 grip 간의 거리를 초기 grip 간의 거리에 대한 백분율로 나타내었다. 인장강도 및 신장률은 5번 반복 측정 하였다.
- 자몽종자 추출물(GSE)을 0.02, 0.05, 0.08, 0.1%의 농도로 첨가하여 제조한 gelatin 필름의 물성과 항균효과에 대해 조사하였다. 필름의 인장강도는 0.
- , Canton, MA, USA)을 사용하여 측정하였다. 절단한 필름 조각은 25℃, 50% 상대습도로 조절한 항온항습기에서 2일간 저장하여 수분함량을 조절한 뒤 초기 grip 간의 거리는 5 cm, cross head의 속도는 50 cm/min 조건에서 측정하였다. 필름의 인장강도는 필름을 잡아 늘일 때 필름이 절단될 때까지 작용한 힘을 필름의 초기 단면적으로 나누어 계산하였고, 필름의 신장률은 필름이 절단될 때까지 움직인 grip 간의 거리를 초기 grip 간의 거리에 대한 백분율로 나타내었다.
- 절단한 필름 조각은 25℃, 50% 상대습도로 조절한 항온항습기에서 2일간 저장하여 수분함량을 조절한 뒤 초기 grip 간의 거리는 5 cm, cross head의 속도는 50 cm/min 조건에서 측정하였다. 필름의 인장강도는 필름을 잡아 늘일 때 필름이 절단될 때까지 작용한 힘을 필름의 초기 단면적으로 나누어 계산하였고, 필름의 신장률은 필름이 절단될 때까지 움직인 grip 간의 거리를 초기 grip 간의 거리에 대한 백분율로 나타내었다. 인장강도 및 신장률은 5번 반복 측정 하였다.
대상 데이터
- Louis, MO, USA), 자몽종자 추출물(GSE)은 ABC Techno Inc.(Tokyo, Japan)에서 구입하여 사용하였다.
- 1%, w/v)를 첨가하여 용해시키고 cheese cloth를 이용하여 거른 후 teflon 필름으로 코팅한 수평의 유리판(24 cm x 30 cm)에 두께(140 ± 10 μm)가 균일하게 필름 용액을 80 mL를 부어 실온에서 24시간 건조한 후 필름을 제조하였다. 제조된 필름의 투습도와 인장강도를 측정하기 위해 2 cm x 2 cm, 2.54 cm x 10 cm의 크기로 각각 절단하여 사용하였다
데이터처리
- 모든 실험 결과의 통계처리는 SAS program(18)을 사용하여 실시하였고 p<0.05 수준에서 분산분석과 Duncan’s multiple range test를 사용하여 유의성과 평균간 차이 검정을 실시하였다.
이론/모형
- 필름의 인장강도(tensile strength, TS)와 신장률(elongation at break, E)은 ASTM Standard Method D882-91 방법(15)에 따라 Instron Universal Testing Machine(Instron Co., Canton, MA, USA)을 사용하여 측정하였다. 절단한 필름 조각은 25℃, 50% 상대습도로 조절한 항온항습기에서 2일간 저장하여 수분함량을 조절한 뒤 초기 grip 간의 거리는 5 cm, cross head의 속도는 50 cm/min 조건에서 측정하였다.
- 필름의 투습계수(water vapor permeability, WVP)는 ASTM E 96-95 방법(16)에 따라 polymethylacrylate cup(20 mL)을 사용하여 측정하였다. 25℃, 50%의 상대 습도로 조절된 항온항습기에 보관하며 필름 층을 통한 cup 부의 수분 이동에 따른 매 시간마다 cup의 무게 감소를 측정하여 무게 감소율을 계산하였다.
- 필름의 항균성 실험은 Ku 등(17)의 방법에 따라 진행하였다. Gelatin 필름을 0.
성능/효과
- 18 ng m/m2sPa이었다. GSE 첨가한 gelatin 필름의 항균활성의 경우, 0.1% GSE를 첨가 했을 때 E. coli의 경우 2.67 log CFU/g, L. monocytogenes 경우 3.15 log CFU/g 감소시키는 결과를 얻었다. 따라서 본 연구 결과, GSE를 첨가한 gelatin 필름이 가공식품의 포장재로써 식품에서 일부 위해미생물을 억제할 가능성이 있다고 판단된다.
- GSE를 첨가한 gelatin 필름의 E. coli O157:H7와 L. monocytogenes에 대한 항균활성에 대한 결과(Table 2), GSE의 첨가에 따라 미생물수가 감소하는 것을 확인 할 수 있었는데 E. coli와 L. monocytogenes 수에 있어서 대조구와 비교해 볼 때 GSE 0.1%를 첨가한 경우 각각 2.67, 3.15 log CFU/g 감소하는 결과를 얻었다. 기존 연구에 따르면 GSE의 E.
- 그러나 GSE의 첨가량이 늘어날수록 인장강도는 크게 변화를 나타내지 않았다. GSE를 첨가한 gelatin 필름의 신장률과 관련해서, 0.02% GSE를 첨가한 필름의 신장률이 117.02%인데 비하여 대조구는 126.68%로 GSE를 첨가한 필름의 신장률이 감소된 것을 확인할 수 있었는데(Table 1), 일반적으로 필름의 인장강도와 신장률 사이에는 반비례 관계가 있어 필름의 인장강도가 증가하게 되면 반대로 신장률이 감소하게 된다(21).
- 가식성 필름이 갖추어야 할 요인 중 하나로 낮은 수증기 투과도를 들 수 있는데 투습계수는 식품의 유통기한 증대를 위한 식품포장재 선택 시 중요한 요소이다. GSE의 첨가가 gelatin 필름의 투습계수를 감소시켰는데, 대조구의 2.48 ng m/m2sPa에 비해 0.02% GSE 첨가 필름은 2.31 ng m/m2sPa로 약 0.17 ng m/m2sPa 감소한 것을 확인하였고, 0.1% GSE를 첨가하였을 때 2.18 ng m/m2sPa로 GSE의 첨가량이 증가 할수록 투습계수는 감소하였다(Table 1). Jongjareonrak 등(22)은 gelatin 필름에 α-tocopherol을 첨가한 결과 투습계수가 감소된 결과를 얻었는데, 이는 α-tocopherol이 hydrophobic하여 필름의 투습계수를 감소시키는 것이라고 보고하였는데, GSE에도 tocopherol 등이 함유되어 있어(10) 이러한 소수성 인자들에 의해 투습계수가 향상된 것이라고 판단된다.
- GSE를 함유한 gelatin 필름의 인장강도는 Table 1과 같다. 대조구의 인장강도는 8.06 MPa이었고, 0.02% GSE를 함유한 gelatin 필름은 10.49 MPa로 대조구에 비해 2.43 MPa 더 증가하였다. Sivarooban 등(19)에 의하면 soy protein isolate 필름에 phenolic compound를 첨가하였을 때 인장강도가 8.
- 15 log CFU/g 감소시키는 결과를 얻었다. 따라서 본 연구 결과, GSE를 첨가한 gelatin 필름이 가공식품의 포장재로써 식품에서 일부 위해미생물을 억제할 가능성이 있다고 판단된다.
- 7 MPa로 증가 하였다고 보고한 바 있다. 본 연구에서는 GSE의 polyphenol과 gelatin 분자 간의 소수결합 등 cross-linking의 결과로 GSE 함유 gelatin 필름의 인장강도가 증가한 것이라고 판단된다(20). 그러나 GSE의 첨가량이 늘어날수록 인장강도는 크게 변화를 나타내지 않았다.
- 60 MPa 증가하였으나, GSE 첨가량의 증가에 따라 유의적으로 증가하지는 않았다. 투습계수는 GSE의 첨가량이 증가할수록 감소되는 것을 확인할 수 있었는데, 대조구의 2.48 ng m/m2sPa 에 비하여 0.1% GSE의 첨가 시 2.18 ng m/m2sPa이었다. GSE 첨가한 gelatin 필름의 항균활성의 경우, 0.
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