초록 ▼

최근 플라스틱 포장재 사용에 따른 환경오염 문제와 온실가스 저감을 위한 국제 협약 등으로 biodegradable 포장 소재 연구의 필요성이 대두되고 있다. 특히, 가공식품의 유통과 저장에 적합하면서도 환경에 무해한 생분해성 식품포장재의 개발이 필요하다. 그러나 생분해성 포장재는 플라스틱 필름에 비하여 film base material의 가격이 비싸서 실용적이지 못한 단점이 있어서 가격이 저렴한 필름 소재의 발굴이 요구된다. 본 연구에서 사용된 축산 가공 부산물 및 폐기물은 단백질 함량이 높아 좋은 생분해성 포장재 소재로 활용이 가

최근 플라스틱 포장재 사용에 따른 환경오염 문제와 온실가스 저감을 위한 국제 협약 등으로 biodegradable 포장 소재 연구의 필요성이 대두되고 있다. 특히, 가공식품의 유통과 저장에 적합하면서도 환경에 무해한 생분해성 식품포장재의 개발이 필요하다. 그러나 생분해성 포장재는 플라스틱 필름에 비하여 film base material의 가격이 비싸서 실용적이지 못한 단점이 있어서 가격이 저렴한 필름 소재의 발굴이 요구된다. 본 연구에서 사용된 축산 가공 부산물 및 폐기물은 단백질 함량이 높아 좋은 생분해성 포장재 소재로 활용이 가능하고 저가의 사료로만 이용되고 대부분 버려지고 있기에 가격 경쟁력이 있다. 따라서 이들을 이용해 생분해성 필름을 제조하고, 식품 포장재로의 적용을 통해 가공식품의 상품적 가치를 제고하며, 새로운 biodegradable 포장재 소재 개발 연구를 하고자 하는 것이 본 연구의 목표이다.
축산 가공 부산물인 닭털과 닭발은 각각 keratin과 gelatin을 다량 함유하고 있어 저렴한 단백질원으로 사용 가능하며, 매년 천만 마리 이상 도축되는 돼지에서 발생되는 도축 혈액의 혈분 단백질은 albumin, globulin, fibrinogen등의 양질의 단백질로 구성되어 있어 단백질 필름으로 제조하기에 적합하다. 따라서 본 연구에서는 닭털, 돼지 혈분, 닭발 등을 이용하여 단백질 추출 공정을 최적화하고 추출된 단백질에 다양한 가소제 및 가교제를 첨가하여 제조된 필름의 물성, 열 특성, morphology를 분석하여 최적 조건을 설정하였다. 또한 nano-clay, gelatin 등의 복합물질 원료 특성 분석 및 적용을 통해 복합필름을 제조하여 필름의 인장강도 및 water barrier property 개선하였다.
최적 조건으로 제조된 단백질 필름을 기초로 하여 기능성 필름 제조를 위해 marjoram, coriander, clove bud oil과 같은 다양한 천연 항균, 항산화제를 첨가한 뒤 물성 측정 및 disc diffusion test, ABTS, DPPH 라디칼 소거능 등을 통해 항균, 항산화성 검증하였고, 그 결과를 바탕으로 하여 가공식품의 저장실험에 적용하였다. 기능성 필름을 적용할 가공식품을 선정하여 포장에 적용 후, 저장 중 식품의 품질변화, 미생물, 지방산화 측정 등을 통해 품질 변화를 분석함으로써 가공식품 포장재에 가장 적합한 단백질 필름 제조 및 실용화 기술을 개발하였다. 닭털 필름의 경우 clove bud oil을 첨가하여 훈제연어에 적용한 결과, 저장 중 미생물학적 안전성 및 산화 지연 효과를 나타내었고, grapefruit seed extract (GSE)를 첨가한 돼지 혈분 필름의 경우, 미생물, 산화에 의해 품질이 변하기 쉬운 돼지목살을 이용해 저장실험을 진행하여 저장 중산화정도를 줄일 수 있었고, 유해 미생물의 생장 또한 지연시킬 수 있어서 식품 포장에 사용될 수 있음을 보여주었다. 그리고 clove bud oil을 첨가한 닭발 필름의 경우, 병원성 미생물의 오염 사례가 존재하고 지방산화에 의한 품질 저하가 발생하는 슬라이스 치즈에 적용하여 미생물 저해효과 및 지방 산화 억제 효과 있어서 유통기한 연장 효과가 있음을 제시하였다. 추가적으로, 본 연구의 일환으로서 축산 사료로 사용되는 perilla seed meal, sesame seed meal으로부터 단백질을 추출하여 생분해성 필름을 만들어 식품 적용 포장재로의 가능성을 또한 확인하였다.
결과적으로 기존의 플라스틱 포장재의 대체재로 환경 친화적인 생분해성 식품 포장재를 개발함으로써 즉석가공식품의 저장, 유통 중 품질 증대를 도모하고, 소비자들에게 줄 수 있는 화학적 위해인자와 건강에 대한 염려를 감소시킬 수 있다. 또한 항균, 항산화성 물질의 첨가를 통한 식품의 지방 산패 등 품질 변화의 최소화 및 미생물학적 위해인자 제거를 통해 국민 건강 증진을 도모할 수 있다고 판단된다. 특히, 가격이 저렴한 저활용 축산 가공 부산물 및 폐기물로 부터 생분해성 단백질 필름의 제조와 기능성 포장 기술을 확립함으로써 식품산업에서 실용화 연구의 기초 연구로서 그 의미가 있다고 판단된다.
본 연구 결과의 성과물로는, SCI급 학술지 6건 (Food Hydrocolloids (IF: 4.09), LWT-Food Science and Technology (IF: 2.416), International Journal of Food Science and Technology (IF: 1.384) 등), 국내외 학술발표 8건, 석사 2명 배출, 학술상 수상 2건 (한국식품과학회 학술대상 등) 등으로, 본 연구를 통해 좋은 연구 성과를 얻었다고 판단된다.
(출처:요약문 3p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 목차 ... 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
• 끝페이지 ... 10