초록 ▼

○ 연구개발 목표 및 내용
[연구개발 목표]
- 가스 제어 및 김치냄새 탈취 기능성 포장 기술을 개발함으로써, 김치의 유통 과정 중 발생할 수 있는 애로사항을 해소하고 김치포장 분야의 기술 경쟁력을 강화하고자 함

[연구개발 내용]
1) 이산화탄소 제어 기능성 김치포장 기술 개발
- 김치포장 적용을 위한 이산화탄소 제어 소재 개발
- 김치포장 내 적정 이산화탄소 농도 유지를 위한 기능성 필름 제조 및 특성 분석
- 이산화탄소 제어 필름의 물성 개선 및 김치포장 적용 연구
2) 산소 제

○ 연구개발 목표 및 내용
[연구개발 목표]
- 가스 제어 및 김치냄새 탈취 기능성 포장 기술을 개발함으로써, 김치의 유통 과정 중 발생할 수 있는 애로사항을 해소하고 김치포장 분야의 기술 경쟁력을 강화하고자 함

[연구개발 내용]
1) 이산화탄소 제어 기능성 김치포장 기술 개발
- 김치포장 적용을 위한 이산화탄소 제어 소재 개발
- 김치포장 내 적정 이산화탄소 농도 유지를 위한 기능성 필름 제조 및 특성 분석
- 이산화탄소 제어 필름의 물성 개선 및 김치포장 적용 연구
2) 산소 제거 기능성 김치포장 기술 개발
- 김치 품질열화 방지를 위한 비금속류 산소 제거 소재 발굴
- 산소 제거 물질이 함유된 기능성 포장 소재 개발
- 개발한 기능성 포장 소재의 성능 개선 및 김치포장 적용
3) 김치 냄새 탈취 기능성 포장 기술 개발
- 김치에서 생성되는 주요 냄새 성분 및 이를 탈취 할 수 있는 폴리페놀 화합물 선정
- 선정 화합물의 탈취 활성 측정 및 상관관계 구명을 통한 천연물 유래 탈취 기능성 추출물 선정
- 천연물 유래 탈취 소재를 접목한 김치 맞춤형 탈취 기능성 포장 기술 개발

○ 연구결과
1) 이산화탄소 제어 기능성 김치포장 기술 개발
- 이산화탄소 흡착 물질 선정 및 특성 분석
- 이산화탄소 흡착력과 가공성이 우수한 calcium hydroxide 소재를 이용하여 마스터배치 개발
- 다공성 물질과 calcium hydroxide를 함입한 이산화탄소 제어 기능성 필름 제조
- 김치포장 내 적정 이산화탄소 농도(56%) 설정 및 기능성 필름 적용으로 김치포장 내 이산화탄소 농도 56% 이하로 유지 가능
- 계면활성제(stearic acid)를 첨가하여 기능성 필름의 공극, 수분투과도, 분산성, 인장강도 향상
- 물성이 개선된 기능성 필름의 김치적용 결과, 김치 포장 내 이산화탄소 농도 56% 이하로 유지
2) 산소 제거 기능성 김치포장 기술 개발
- 금속 촉매의 유무에 관계없이 높은 산소 제거 기능을 나타내는 설파이드계 물질인 sodium metabisulfite 확보
- 상업적 목표 산소 제거 수준(포장 내부 산소 농도 0.1% 이하) 확보
- 산소 제거 속도 향상을 위한 함침 공정 도입 및 사쉐 개발을 통해 산소 제거 속도 425% 향상
- 친환경 폴리머 기반 기능성 마스터배치 7조성 및 기능성 필름 4조성 개발
- 제조 공정 최적화를 통한 산소 제거 성능(138% 향상) 및 기계적 강도(167% 향상) 개선
- 다기능성(산소 제거, 항산화, 갈변방지, 항균, 항곰팡이) 포장 소재 확보 및 김치포장 적용
3) 김치 냄새 탈취 기능성 포장 기술 개발
- 김치의 부재료에서 유래하는 냄새성분 6종 선정
- Sulfur-capturing 작용을 하는 탈취 기능성 화합물(flavan-3-ol 화합물) 18종 선정
- 선정된 18종의 flavan-3-ol 화합물이 황 함유 냄새 성분을 50% 이상 탈취함을 검증
- 탈취 기능성 화합물을 함유하는 추출물 3종(녹차, 홍차 및 포도씨 추출물) 선정
- 선정된 추출물이 황 함유 휘발성 김치 냄새 성분의 50% 이상 탈취함을 검증
- Polycaprolactone을 기반으로 추출물을 함유한 탈취 기능성 필름 개발
- 탈취 기능성 필름이 김치 냄새 중 황 함유 휘발성 성분 6종을 50% 이상 탈취함을 검증

○ 연구성과 활용실적 및 계획
[실적]
- 논문 12건, 특허 등록 5건, 출원 3건, 기술이전 1건, 기술료 27.5백만원, 언론홍보 1건,정부포상 1건, ACS Book chapter 1건

[성과활용 계획]
- 개발된 이산화탄소 제어 기능성 필름은 김치 또는 이산화탄소 발생 식품의 국내외 유통 및 저장을 위한 포장재로 활용 계획임
- 개발된 산소 제거 조성물, 산소 제거 기능성 마스터배치와 필름은 김치 및 산화에 취약한 식품의 포장재로 활용 계획임
- 황 함유 휘발성 냄새 성분을 제거 할 수 있는 추출물 및 이를 함유한 개발 필름은 김치포장 및 쓰레기 종량제 봉투 등과 같은 다양한 분야로 활용 계획임

(출처 : 초록 153p)

Abstract ▼

□ Purpose & Contents
1) Development of carbon dioxide controlling kimchi packaging technology
- Development of carbon dioxide controlling materials for kimchi packaging
- Preparation and characterization of the functional films to maintain proper carbon dioxide concentration in kimchi packa

□ Purpose & Contents
1) Development of carbon dioxide controlling kimchi packaging technology
- Development of carbon dioxide controlling materials for kimchi packaging
- Preparation and characterization of the functional films to maintain proper carbon dioxide concentration in kimchi packages
- Improving the properties of carbon dioxide controlling films and its application to kimchi packaging
2) Development of functional oxygen-scavenging kimchi packaging technology
- Searching for nonmetallic oxygen-scavenging materials
- Development of oxygen-scavenging packaging materials to prevent deterioration of kimchi quality
- Improving the performance of the developed functional packaging materials, and their application to kimchi packaging
3) Development of packaging technology to deodorize kimchi off-flavors
- Identification of major off-flavor components produced by kimchi fermentation and candidate groups of polyphenols that can deodorize their odors
- Selection of functional extracts from natural products through correlation analysis between deodorizing activity and chemical structure of the selected polyphenols
- Development of the functional deodorizing packaging materials derived from natural products for kimchi

□ Results
1) Development of carbon dioxide controlling kimchi packaging technology
- Characterization of carbon dioxide adsorbents
- Masterbatch development using a calcium hydroxide-based material with excellent CO₂ adsorption and processability
- Preparation of functional carbon dioxide controlling films containing porous material and calcium hydroxide
- Confirmation that CO₂ concentration was maintained below 56% in the kimchi packages by setting the desired CO₂ concentration(56%) in the kimchi packaging, and applying the functional film.
- Addition of stearic acid to improve voids, water permeability, dispersibility, and tensile strength of functional films
- Confirmation that applying a functional film with improved physical properties to Kimchi packaging kept carbon dioxide concentrations below 56%.
2) Development of oxygen-scavenging kimchi packaging technology
- Investigation of sodium metabisulfite, a sulfur-based material that exhibits high oxygen scavenging capability with or withouta metal catalyst
- Ensuring commercial target oxygen removal level (≤0.1% of atmospheric oxygen concentration inside the package)
- Demonstrating 425% increase in oxygen removal rate by applying impregnation and development of oxygen scavenging sachet
- Preparation of eco-friendly polymer-based functional masterbatches and fims
- Improving oxygen scavenging capabilities (138%) and mechanical strength (167%) by optimizing the manufacturing process
- Developing multi-functional (oxygen scavenging, antioxidant, anti-browning, antibacterial, antifungal) packaging materials andapplying to kimchi packaging
3) Development of packaging technology to deodorize kimchi odors
- Identified 6 major odorants in kimchi ingredients
- Selected 18 classes of functional deodorizing compounds(flavan-3-ol compounds) with sulfur capturing capability
- The 18 selected flavan-3-ol compounds deodorize more than 50% of sulfur-containing odorants of kimchi
- Selected three natural product source materials (green tea, black tea and grape seed extract) containing functional deodorantcompounds
- Verified that the selected extracts deodorized more than 50% of the sulfur-containing volatile odorants in kimchi
- Developed functional deodorizing films based on polycaprolactone and containing deodorant extract compounds
- Newly developed film eliminated 50% to 100% of kimchi odorants

□ Expected Contribution
- The newly developed carbon dioxide controlling films would be used as packaging materials for distribution and storage of kimchi or carbon dioxide-producing foods at home and abroad.
- The developed oxygen scavenging composition, oxygen scavenging masterbatches, and film would be used as packagingmaterials for kimchi and other foods vulnerable to oxidation.
- The developed materials that can deodorize sulfur-containing volatile odorants could be used in various applications, including kimchi packaging and waste collection bags.

(출처 : SUMMARY 11p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 5
• 국 문 요 약 문 ... 7
• SUMMARY ... 11
• CONTENTS ... 13
• 목차 ... 14
• 제 1 장 연구개발과제의 개요 ... 15
• 제 1 절 연구 개발의 목적 ... 15
• 제 2 절 연구 개발의 배경 및 필요성 ... 15
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황 ... 29
• 제 3 장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 33
• 제 1 절 이산화탄소 제어 기능성 김치포장 기술 개발 ... 33
• 제 2 절 산소 제거 기능성 김치포장 기술 개발 ... 62
• 제 3 절 탈취 기능성 김치포장 기술 개발 ... 106
• 제 4 장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 139
• 제 1 절 목표 달성도 ... 139
• 제 2 절 연구결과의 활용정도 및 파급효과 ... 141
• 제 5 장 연구개발 성과 및 성과활용 계획 ... 143
• 제 1 절 연구개발 성과 ... 143
• 제 2 절 성과활용 계획 ... 146
• 제 6 장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 147
• 제 7 장 연구시설·장비 현황 ... 148
• 제 8 장 참고문헌 ... 149
• 최종보고서 초록 ... 153
• 끝페이지 ... 156