본 연구에서는 폐기되는 성게 껍질을 이용한 생분해성 필름소재를 개발하고자 gelatin을 첨가한 복합필름 및 항산화, 항균성을 부여하기 위해 아까시 꽃 추출물(RFE)을 첨가한 필름을 제조하였다. 그 결과 gelatin 비율이 증가함에 따라 성게 껍질 필름의 인장강도가 증가하였고 신장률이 감소하였으며, 성게 껍질과 gelatin을 8:2 비율로 첨가하였을 때 최적의 물성을 보였다. 또한, 필름에 RFE를 첨가함에 따라 인장강도는 감소하였으나 신장률과 필름 투습도는 증가하였다. RFE 함유 성게 껍질 필름의 ABTS, DPPH 라디칼 소거능 측정과 디스크 확산법을 이용하여 항산화 및 항균 능력을 측정하였는데, RFE 농도가 증가함에 따라 항산화, 항균 능력이 향상하였다. 따라서 본 연구 결과, RFE를 첨가한 생분해 성게 껍질 필름은 적절한 물성과 함께 항산화, 항균 능력이 있기에 가공식품의 저장성을 증대시킬 수 있는 기능성 포장 소재로의 활용이 가능하다고 판단된다.
본 연구에서는 폐기되는 성게 껍질을 이용한 생분해성 필름소재를 개발하고자 gelatin을 첨가한 복합필름 및 항산화, 항균성을 부여하기 위해 아까시 꽃 추출물(RFE)을 첨가한 필름을 제조하였다. 그 결과 gelatin 비율이 증가함에 따라 성게 껍질 필름의 인장강도가 증가하였고 신장률이 감소하였으며, 성게 껍질과 gelatin을 8:2 비율로 첨가하였을 때 최적의 물성을 보였다. 또한, 필름에 RFE를 첨가함에 따라 인장강도는 감소하였으나 신장률과 필름 투습도는 증가하였다. RFE 함유 성게 껍질 필름의 ABTS, DPPH 라디칼 소거능 측정과 디스크 확산법을 이용하여 항산화 및 항균 능력을 측정하였는데, RFE 농도가 증가함에 따라 항산화, 항균 능력이 향상하였다. 따라서 본 연구 결과, RFE를 첨가한 생분해 성게 껍질 필름은 적절한 물성과 함께 항산화, 항균 능력이 있기에 가공식품의 저장성을 증대시킬 수 있는 기능성 포장 소재로의 활용이 가능하다고 판단된다.
Sea urchin skeleton (SUS) generated from production of sea urchin eggs was used as a biodegradable film base material, and its composite film with gelatin was prepared. In addition, Robinia pseudoacacia flower extract (RFE) was incorporated into the film-forming solution to provide antioxidant and a...
Sea urchin skeleton (SUS) generated from production of sea urchin eggs was used as a biodegradable film base material, and its composite film with gelatin was prepared. In addition, Robinia pseudoacacia flower extract (RFE) was incorporated into the film-forming solution to provide antioxidant and anti-microbial activities. The tensile strength (TS) of the SUS/gelatin composite films increased with increasing gelatin content, whereas elongation at break (E) decreased. Among the composite films, SUS/gelatin film at a ratio of 8:2 (w/w) exhibited the most desirable TS and E values. Furthermore, SUS composite film containing RFE showed a reduced TS and increased E compared to the control film. Based on 2,2'-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulphonic acid) and 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl radical scavenging assays and disc diffusion results against growth of Listeria monocytogenes, antioxidant and anti-microbial activities of films increased with increasing RFE concentration. Consequently, SUS composite film containing RFE showed proper physical properties as well as antioxidant and anti-microbial activities. These results indicate that SUS can be used as a film base material while the SUS composite film containing RFE can be utilized as active packaging.
Sea urchin skeleton (SUS) generated from production of sea urchin eggs was used as a biodegradable film base material, and its composite film with gelatin was prepared. In addition, Robinia pseudoacacia flower extract (RFE) was incorporated into the film-forming solution to provide antioxidant and anti-microbial activities. The tensile strength (TS) of the SUS/gelatin composite films increased with increasing gelatin content, whereas elongation at break (E) decreased. Among the composite films, SUS/gelatin film at a ratio of 8:2 (w/w) exhibited the most desirable TS and E values. Furthermore, SUS composite film containing RFE showed a reduced TS and increased E compared to the control film. Based on 2,2'-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulphonic acid) and 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl radical scavenging assays and disc diffusion results against growth of Listeria monocytogenes, antioxidant and anti-microbial activities of films increased with increasing RFE concentration. Consequently, SUS composite film containing RFE showed proper physical properties as well as antioxidant and anti-microbial activities. These results indicate that SUS can be used as a film base material while the SUS composite film containing RFE can be utilized as active packaging.
이러한 천연물 중에서 특히 아까시 꽃 추출물(Robinia pseudoacacia flower extract, RFE)에는 acacetin 등 flavone glycosides가 함유 되어 있어서(11) 항균, 항산화 능력과 더불어 특유의 달콤한 향을 가지고 있어 성게 껍질 자체의 어취를 줄일 수 있는 flavor enhancer로서 그 응용 가능성이 있다고 판단된다. 따라서 본 연구에서는 폐기되는 말똥성게 껍질을 생분해성 필름 소재로 사용하고자 gelatin을 첨가해 물성을 개선하고, 또한 RFE를 첨가하여 항산화, 항균 능력을 가지는 생분해성 식품 포장재 또는 coating 소재로서의 개발 가능성을 확인하고자 수행되었다.
가설 설정
식품의 유통, 저장 중 발생하는 지방 산화 및 미생물의 성장이나 오염을 감소시키기 위해 항산화, 항균 물질이 포함된 기능성 포장재의 개발이 이루어지고 있는데(8), 천연물질을 더 선호하는 소비자들의 인식 변화에 따라 자몽 종자 추출물 등 천연 기능성 추출물을 첨가한 포장재 개발에 관한 연구 등이 활발히 이루어지고 있다(9,10). 이러한 천연물 중에서 특히 아까시 꽃 추출물(Robinia pseudoacacia flower extract, RFE)에는 acacetin 등 flavone glycosides가 함유 되어 있어서(11) 항균, 항산화 능력과 더불어 특유의 달콤한 향을 가지고 있어 성게 껍질 자체의 어취를 줄일 수 있는 flavor enhancer로서 그 응용 가능성이 있다고 판단된다. 따라서 본 연구에서는 폐기되는 말똥성게 껍질을 생분해성 필름 소재로 사용하고자 gelatin을 첨가해 물성을 개선하고, 또한 RFE를 첨가하여 항산화, 항균 능력을 가지는 생분해성 식품 포장재 또는 coating 소재로서의 개발 가능성을 확인하고자 수행되었다.
대상 데이터
본 연구에서 사용된 말똥성게 껍질은 강원도 동해시 소재 수산 업체에서 제공받아, 60℃에서 6시간 건조한 후 grinder로 분쇄하여 분말로 사용하였다. Fructose, sorbitol, sucrose, gelatin은 Sigma-Aldrich Co.(St. Louis, MO, USA) 에서 구입하였고, 아까시 꽃은 대전에 있는 대형마트에서 구입하여 사용하였다.
본 연구에서 사용된 말똥성게 껍질은 강원도 동해시 소재 수산 업체에서 제공받아, 60℃에서 6시간 건조한 후 grinder로 분쇄하여 분말로 사용하였다. Fructose, sorbitol, sucrose, gelatin은 Sigma-Aldrich Co.
데이터처리
SAS(Statistical Analysis System program version 9.4, SAS Institute Inc., Cary, NC, USA) 프로그램을 사용 하여 각각의 실험 결과를 P<0.05 수준에서 분산분석, Duncan's multiple range test 하였고, 그 결과를 평균±표준편차로 표현하였다. 모든 실험은 최소 3 반복 이상 수행하였다.
성능/효과
또한, Lee 등(12) 의 연구에서도 고추씨 박 단백질 필름에 첨가되는 gelatin 함량이 증가함에 따라 TS가 증가하고 E가 감소하였다. 이러한 결과를 바탕으로 SUS 복합필름의 인장강도 및 신장률을 고려했을 때 SUS : gelatin 비율이 8:2(w/w)일 때가 최적 조건이었으며, 이때 물성은 TS가 28.20 MPa이었고 E는 36.06%였다.
후속연구
한편, SUS 복합필름은 37℃ 이상의 온도에서는 녹을 수 있는 특성이 있어서 식품 coating 소재나 냉장 온도에서 유통되는 가공식품의 저장성 증대를 위한 기능성 포장 소재로의 활용이 가능하다고 판단된다. 따라서 이러한 연구 결과들은 폐기되는 성게 껍질로 제조한 복합필름에 RFE를 첨가함으로써 항산화와 항균 능력이 있고 생분해가 가능한 저렴한 기능성 식품 포장 또는 코팅 소재로의 개발이 가능하다는 것을 시사하며, 향후 SUS 복합필름의 열 안정성 증대를 위한 추가적인 연구가 더 필요하다고 판단된다.
참고문헌 (17)
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Statistics Korea. 2014. Statistic database for aquaculture production 2014. http://kostat.go.kr/portal/korea/kor_nw/2/7/5/index.board (accessed Jan 2016).
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