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문제 정의
- 본 연구에서는 식물성 선도유지제(GFSE)를 추출 및 조제하여 그것을 골판지 상자의 이면 라이너나 속포장용 포장 원지에 처리함으로써 유통 및 저장 과정을 거치는 절화류의 변패를 방지하고 그것의 보관 기간 연장을 통하여 상품가치를 보전하고자.하였다.
- 즉, 화훼류의 변패 및 부후에 관여하는 미생물 및 균에 대하여 우수한 항균력을 발휘하게 함으로써 화훼류의 상품적 가치를 보전하고, 또한 이를 통해 포장지의 고부가가치 창출에 기여할 수 있는 기능성 포장지 개발 관련 연구를 활성화시키는데 기여하고자 하였다.
제안 방법
- GFSE 소수성 분획과 친수성 분획으로 분리하였고, 각 분획을 모아 Enterobacter pyrizius에 대한 성장 억제 효과를 UV spectroscopy를 통해 조사하였으며, 특히 항균 활성이 큰 분획을 GC-Mass (Hewlett-Packard 5890B)로 분석하였다
- GFSE가 처리된 포장 원지가 갖는 절화 장미에 대한 선도유지력을 평가하기 위하여 70시간까지 일정 시간 간격으로 생체중 감소율 변화를 측정하였다. 절화의 생체중 변화 곡선은 Fig.
- 건조시켰다. 건조된 자몽 종자를 50이하의 온도가 유지되는 저온실에서 특정한 milling system으로 80-320 mesh 크기로 분쇄하여 건조된 분말종자 80%와 추출용매 glycerin 20%의 중량비율로 혼합한 후 수일간 연속 추출하였다. 추출된 원액을 층분리시켜 자몽종자추출물을 수집하여 자외선이 조사되는 무균실에서 특정 온도, 압력, 시간 등의 조건하에서 품질관리 방법에 의한 검사를 실시하여 일정한 규격의 제품이 되도록 하였으며, 기능성 포장원지의 첨가제는 상기 원액 40%, lactic acid 5%, citric acid 5%, CaCOM식품첨가물용) 50%의 조성비율로 조제한 분말제품을 실험용으로 사용하였다
- 건조된 자몽 종자를 50이하의 온도가 유지되는 저온실에서 특정한 milling system으로 80-320 mesh 크기로 분쇄하여 건조된 분말종자 80%와 추출용매 glycerin 20%의 중량비율로 혼합한 후 수일간 연속 추출하였다. 추출된 원액을 층분리시켜 자몽종자추출물을 수집하여 자외선이 조사되는 무균실에서 특정 온도, 압력, 시간 등의 조건하에서 품질관리 방법에 의한 검사를 실시하여 일정한 규격의 제품이 되도록 하였으며, 기능성 포장원지의 첨가제는 상기 원액 40%, lactic acid 5%, citric acid 5%, CaCOM식품첨가물용) 50%의 조성비율로 조제한 분말제품을 실험용으로 사용하였다
- 항균 및 선도 유지용으로 사용된 GFSE 분말은 펄프 지료의 중량에 대하여 0, 2, 6, 10, 14 및 18%를 첨가하였다. 평량 200 g/nF이 되도록 지료 현탁액을 취한 후 CaC6의 분말형태로 제조된 GFSE와 Ca-PAM을 정해진 비율에 따라 넣고 약 30초 동안 표준 교반기에서 균일하게 혼합시 킨 후 사각수초지 기에서 TAPPI T 220에 의 거하여 초지하였다.
- 03%의 양이온성 polyacrylamide(Ca-PAM)을 사용하였다. 항균 및 선도 유지용으로 사용된 GFSE 분말은 펄프 지료의 중량에 대하여 0, 2, 6, 10, 14 및 18%를 첨가하였다. 평량 200 g/nF이 되도록 지료 현탁액을 취한 후 CaC6의 분말형태로 제조된 GFSE와 Ca-PAM을 정해진 비율에 따라 넣고 약 30초 동안 표준 교반기에서 균일하게 혼합시 킨 후 사각수초지 기에서 TAPPI T 220에 의 거하여 초지하였다.
대상 데이터
- 외국산 자몽(grapefruit)을 구입하여 그 과육부를 제거하고 분리한 종자들을 수거하여 물로 세척한 다음, 적외선 장치들이 장치되어 있는 60-70℃의 건조실에서 30-60분 동안 건조시켰다. 건조된 자몽 종자를 50이하의 온도가 유지되는 저온실에서 특정한 milling system으로 80-320 mesh 크기로 분쇄하여 건조된 분말종자 80%와 추출용매 glycerin 20%의 중량비율로 혼합한 후 수일간 연속 추출하였다.
- 초지기 내에서의 지층 형성 동안에 GFSE를 보류시키기 위해 펄프 지료의 중량에 대하여 0.03%의 양이온성 polyacrylamide(Ca-PAM)을 사용하였다. 항균 및 선도 유지용으로 사용된 GFSE 분말은 펄프 지료의 중량에 대하여 0, 2, 6, 10, 14 및 18%를 첨가하였다.
- 포장 원지 제조에 사용된 펄프는 국내 D사에서 제조된 활엽수 미표백크라프트 펄프였고, 활엽수 펄프는 Valley beater 이용하여 여수도 350 ml CSF까지 고해하였다. 초지기 내에서의 지층 형성 동안에 GFSE를 보류시키기 위해 펄프 지료의 중량에 대하여 0.
이론/모형
- Pseudomonas aeruginosa, 곰팡이 Fusarium sp. 및 효모 Candida albicans를 이용하여 disk plate method를 사용하여 검사하였다.
성능/효과
- Ci8-reverse phase column chromatography을 이용한 GFSE의 각 분획결과 GFi, GF2, GF* GF4, GF5의 5 분획으로 구별되어졌다. 각 분획을 회수하고 농축하여 E.
- GFSE 처리 유무에 관계없이 사이즈 제가 첨가되었을지라도 수분 감소는 계속 발생하였지만, 수분 감소의 속도가 상당히 감소된 것을 확인할 수 있었다. Fig. 1과 비교해 보았을 때 단순히 발수 처리한 포장 원지는 GFSE만 처리한 포장 원지에 비해 절화의 수분 보유 능력을 약 45-50% 정도 향상시킨 것으로 나타났다.
- (B)는 Gram 음성균, (C)와 (D)는 Gram 양성균에 대한 항균 효과를 보여주는 사진이다. Fig. 3에서 나타낸 숫자들은 GFSE의 첨가량을 나타내고 있는데, GFSE가 6% 이상 첨가된 포장 원지(2→6) 주변으로 항균 활성을 나타내는 환이 형성되어 있는 것을 관찰할 수 있고, 항균 활성은 GFSE의 첨가량이 증가할수록 더욱 커지는 것을 쉽게 볼 수 있었다.
- 2는 GFSE 처리된 포장 원지에 Alkyl Ketene Dimer(AKEO로 사이징 처리를 했을 때 나타난 절화의 생체중 감소율 변화를 보여준다. GFSE 처리 유무에 관계없이 사이즈 제가 첨가되었을지라도 수분 감소는 계속 발생하였지만, 수분 감소의 속도가 상당히 감소된 것을 확인할 수 있었다. Fig.
- 이와 같은 실정을 고려하여 본 연구에서는 화훼류의 수확 후 식물병리미생물의 오염 및 성장을 억제할 수 있는 강력한 천연항균제이며 보존제인 자몽종자추출물(GFSE)을 포장 원지에 처리함으로써 저장 및 유통 중인 절화류의 병해 방지용 기능을 부가할 수 있었다. GFSE의 항균 성분은 Cis-reverse phase column chromatography7} 장착된 HPLC에 의해 분리 확인되었고, GFSE가 처리된 포장 용지는 절화류의 변패 혹은 부패에 관련된 균, 곰팡이 및 효모에 대하여 강력한 항균력을 발휘하였다. 또한 GFSE7} 처리된 포장 원지에 AK①로 사이징처리를 하였을 때 포장된 절화류의 수분 손실을 억제함으로써 절화류의 선도를 더욱 길게 유지할 수 있었다.
- pyrinus 의 성장에 어떠한 영향을 미치는가를 조사하였는데 GF4에 함유된 항균 성분이 세포 성장 억제 효과가 탁월하다는 것을 알 수 있었다. GFSE의 항균 성분을 좀더 구체적으로 알기 위하여 GF4 분획을 GC-Mass로 분석하였으며 그 결과 적어도 6가지 이상의 물질이 흔합되어 있음을 알 수 있었다. Gas chromatography로 분석한 결과, 이들 각 peak 에 대한 mass/charge 의 비와 스펙트럼 양상으로 볼 때, 9.
- GF4, GF5의 5 분획으로 구별되어졌다. 각 분획을 회수하고 농축하여 E. pyrinus 의 성장에 어떠한 영향을 미치는가를 조사하였는데 GF4에 함유된 항균 성분이 세포 성장 억제 효과가 탁월하다는 것을 알 수 있었다. GFSE의 항균 성분을 좀더 구체적으로 알기 위하여 GF4 분획을 GC-Mass로 분석하였으며 그 결과 적어도 6가지 이상의 물질이 흔합되어 있음을 알 수 있었다.
- 즉, GFSE 처리량과 생체중 감소율과는 유의성 있는 상관관계를 찾기가 어려웠는데, 이것은 포장 원지의 원료인 펄프 섬유가 친수성 -OH기를 많이 가지고 있어 절화가 지니고 있는 수분의 흡수를 촉진시키기 때문이다. 따라서 GFSE 첨가 외에 별도의 발수처리를 하지 않으면 절화의 수분 감소를 억제하기가 힘들 것으로 사료되었다.
- GFSE의 항균 성분은 Cis-reverse phase column chromatography7} 장착된 HPLC에 의해 분리 확인되었고, GFSE가 처리된 포장 용지는 절화류의 변패 혹은 부패에 관련된 균, 곰팡이 및 효모에 대하여 강력한 항균력을 발휘하였다. 또한 GFSE7} 처리된 포장 원지에 AK①로 사이징처리를 하였을 때 포장된 절화류의 수분 손실을 억제함으로써 절화류의 선도를 더욱 길게 유지할 수 있었다.
- 따라서 생산된 화훼류를 소비자에게 적기에 선도가 유지된 채 공급하기 위해서는 선도유지 및 병해 방지용 기능성 첨가제의 처리가 선행되어야 한다. 이와 같은 실정을 고려하여 본 연구에서는 화훼류의 수확 후 식물병리미생물의 오염 및 성장을 억제할 수 있는 강력한 천연항균제이며 보존제인 자몽종자추출물(GFSE)을 포장 원지에 처리함으로써 저장 및 유통 중인 절화류의 병해 방지용 기능을 부가할 수 있었다. GFSE의 항균 성분은 Cis-reverse phase column chromatography7} 장착된 HPLC에 의해 분리 확인되었고, GFSE가 처리된 포장 용지는 절화류의 변패 혹은 부패에 관련된 균, 곰팡이 및 효모에 대하여 강력한 항균력을 발휘하였다.
- 일정 시간 간격으로 생체중 감소율 변화를 측정하였다. 절화의 생체중 변화 곡선은 Fig. 1에 나타난 바와 같고, GFSE 첨가량 2%와 6%를 제외하고눈 무처리를 포함한 모든 처리 조건에서 50% 이상의 생체중 감소율을 보였다. 즉, GFSE 처리량과 생체중 감소율과는 유의성 있는 상관관계를 찾기가 어려웠는데, 이것은 포장 원지의 원료인 펄프 섬유가 친수성 -OH기를 많이 가지고 있어 절화가 지니고 있는 수분의 흡수를 촉진시키기 때문이다.
후속연구
- 이러한 물질들은 물질의 성질이나 양으로 보아 GF4의 항균 성분으로 인정하기는 어려웠다. 그 외의 peak는 mass/charge 비와 스펙트럼의 양상으로는 그 물질이 무엇인지 짐작하기 어려웠으며 더욱 정밀한 분석이 요구되었다.
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