초록 ▼

본 연구에서는 황다랑어 껍질에서 추출한 젤라틴을 이용하여 바이오필름을 제조하고 그 기능적 특성을 해석하였다. 아울러 현재 상업적으로 가장 많이 이용되고 있는 돼지 유래 젤라틴과 그 특성을 비교 해석하여 돼지 젤라틴을 대신할 수 있는 새로운 젤라틴 자원의 가능성을 타진하였다. 제조된 바이오필름은 인장강도, 신장율, 색도, 투습도, 산소투과율, 내수성, 팽윤도, 불투명도, 열안정성 및 생체접착력 등을 측정하여 기능적 특성을 구체적으로 해석하였다.
참치 껍질 젤라틴 바이오필름과 돼지 젤라틴 바이오필름의 인장강도와 신장률은 참치 바이

본 연구에서는 황다랑어 껍질에서 추출한 젤라틴을 이용하여 바이오필름을 제조하고 그 기능적 특성을 해석하였다. 아울러 현재 상업적으로 가장 많이 이용되고 있는 돼지 유래 젤라틴과 그 특성을 비교 해석하여 돼지 젤라틴을 대신할 수 있는 새로운 젤라틴 자원의 가능성을 타진하였다. 제조된 바이오필름은 인장강도, 신장율, 색도, 투습도, 산소투과율, 내수성, 팽윤도, 불투명도, 열안정성 및 생체접착력 등을 측정하여 기능적 특성을 구체적으로 해석하였다.
참치 껍질 젤라틴 바이오필름과 돼지 젤라틴 바이오필름의 인장강도와 신장률은 참치 바이오필름의 경우 각각 48.57 MPa와 15.2% 의 값을 각각 나타내었고, 돼지 젤라틴 필름이 45.02 MPa와 9.62%의 값을 나타내었다. 참치젤라틴 필름이 상업적 젤라틴 원료로 많이 사용되고 있는 돼지 젤라틴 필름에 필적하는 우수한 물리적 강도를 나타내었다. 바이오필름의 색도는 Hunter L, a, b값 중 특히 b값의 영향으로 총색차를 나타내는 ΔE값이 돼지젤라틴 필름보다 참치 젤라틴 필름이 약 3배, 황색지표를 나타내는 YI값이 약 15배정도 높은 값을 나타내었다. 이는 참치 젤라틴 필름이 황색을 띠고 있어 색도에 황색이 많은 영향을 나타낸 것으로 보인다. 황색-갈색은 자외선 차단성이 크므로 황색도가 큰 참치 젤라틴 필름은 자외선 차단용의 다양한 용도로 상업적 이용성이 크다고 볼 수 있다.
바이오필름의 투습도와 산소투과율은 참치 젤라틴 필름이 각각 110 g/m2· day 와 5.3 cm3/m2·day 였으며 돼지 젤라틴 필름이 175 g/m2· day 와 7.4 cm3/m2·day 였다. 참치 젤라틴 필름은 돼지 젤라틴 필름보다 투습도가 낮았다. 따라서 습도에 대한 안정성이 기존에 많이 사용되고 있는 돼지 젤라틴 보다 뛰어나므로 방습 바이오 필름으로 다양하게 이용 가능하다고 생각된다. 또한 산소투과율을 보면 참치 젤라틴 필름이 돼지 젤라틴 필름보다 낮아 산소차단 효과가 있는 것을 확인 할 수 있으며, 이는 산소로 인한 산화 및 품질 저하 방지를 필요로 하는 식품 용 바이오필름으로 적용이 가능할 것으로 판단된다.
유리전이온도는 고분자 물질의 특성을 나타내는 중요한 성질의 하나로서 유리전이온도가 높다는 것은 융해 온도가 높다는 것을 의미한다. 참치 젤라틴 바이오필름의 경우 56.30℃에서 유리전이 온도를 나타내었으며, 돼지 젤라틴의 경우 54.24℃에서 유리전이온도를 나타내었다. 이는 참치 젤라틴이 돼지 젤라틴보다 내열성이 높다는 것을 의미한다. 열안정성의 경우 참치 젤라틴 필름은 mian chain의 분해가 260℃ 부근에서 일어나고 있으며 돼지 젤라틴 필름의 분해는 270℃부근에서 일어남을 보여주고 있다. 이러한 결과는 돼지 젤라틴 필름이 참치 젤라틴필름보다 열안정성이 다소 뛰어난 것으로 판단된다.
쥐 껍질을 이용한 생체접착력의 강도는 참치 젤라틴 바이오필름이 돼지 젤라틴 필름 보다 우수하였다. 그리고, 대조군 참치 젤라틴 바이오 필름과 비교하여 60℃, 중성에서 2시간 동안 0.5 M glutaraldehyde를 반응시킨 참치 젤라틴 바이오필름이 약 5 배의 생체접착력의 강도가 증가하였다. 접착력의 향상에 알데히드기가 어느 정도 관여하는 가를 밝히기 위하여 glutaraldehyde 처리 바이오필름에 환원제인 sodium borohydride를 사용하여 젤라틴 필름 중의 알데히드 그룹을 환원시킨 후 접착력을 비교 측정하였다. 환원제를 사용하지 않은 참치 젤라틴 바이오필름의 경우 접착력이 증가하였으나, 환원제를 처리하여 알데히드기를 환원시킨 참치 젤라틴 필름의 접착력은 높아지지 않고 매우 낮은 것으로 나타났다. 또한 그 외 참치 젤라틴 바이오필름의 내수성, 팽윤도, 불투명도, 열적 특성 등 물리적 성질을 해석한 결과 돼지 젤라틴 바이오필름 보다 우수하다는 것을 확인 할 수 있었다.
따라서, 젤라틴은 돼지 껍질 유래의 것이 상업적으로 가장 많이 사용되고 있으나, 돼지 젤라틴은 광우병, 구제역으로 원료 사용에 제한을 받고 있고, 아울러 특정종교국가권 (이슬람, 힌두)에서 사용이 금지되고 있으므로 이의 대체 소재 개발이 높아지고 있다. 본 연구에서의 어류 유래 젤라틴 소재의 개발은 앞에서 언급된 여러 가지 불리한 점을 해소하고, 기능성이 돼지 젤라틴 보다 우수하므로 산업적 이용 가능한 토대를 마련하였다.

목차 Contents

• 일반연구자지원사업 최종(결과)보고서 ... 1
• 목 차 ... 2
• Ⅰ. 연구결과 요약문 ... 3
• Ⅱ. 연구내용 및 결과 ... 4
• 1. 연구과제의 개요 ... 4
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 4
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 4
• 4. 목표 달성도 및 관련 분야에의 기여도 ... 6
• 5. 연구결과의 활용계획 ... 6
• 6. 연구과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 6
• Ⅲ. 연구성과 ... 7