초록 ▼

□ 연구개요
• 천연색소-고분자 전해질 복합체(copigment-polyelectrolyte; PECs) 제조 및 안정성과 감응성이 향상된 천연색소 복합체를 이용하여 식품용 비접촉식 CO₂ 인디케이터를 개발하고자 하였음
• 공액색소화 반응과 캡슐화 반응을 통해 형성된 천연색소-고분자 전해질 복합체는 무처리 천연색소 대비 색 안정성이 향상되며, 아민계 물질과의 반응을 유도할 경우 CO₂에 대한 감응성이 향상됨. 따라서 이를 CO₂ 인디케이터의 변색물질로 사용할 시, 안정성 및 민감도가 향상된 우수한 인디케이터 구현이 가능할

□ 연구개요
• 천연색소-고분자 전해질 복합체(copigment-polyelectrolyte; PECs) 제조 및 안정성과 감응성이 향상된 천연색소 복합체를 이용하여 식품용 비접촉식 CO₂ 인디케이터를 개발하고자 하였음
• 공액색소화 반응과 캡슐화 반응을 통해 형성된 천연색소-고분자 전해질 복합체는 무처리 천연색소 대비 색 안정성이 향상되며, 아민계 물질과의 반응을 유도할 경우 CO₂에 대한 감응성이 향상됨. 따라서 이를 CO₂ 인디케이터의 변색물질로 사용할 시, 안정성 및 민감도가 향상된 우수한 인디케이터 구현이 가능할 것임

□ 연구 목표대비 연구결과
◈ 1차년도 연구목표: 천연색소의 안정성과 감응성 향상을 위한 공액색소물질과 캡슐화 고분자 물질 탐색 및 적용을 위한 기초 연구
• CO₂ 감응 변색성 천연색소 10 종의 pH 변화에 따른 색 변화 양상 데이터베이스 구축 및 최적의 CO₂ 감응 변색성 천연색소로서 흑구기자 추출 색소 선정
• 알루미늄 이온을 이용한 흑구기자 색소(안토시아닌)의 공액색소화 및 공액색소화가 안토시아닌의 색상 특성에 미치는 영향 분석
◈ 2차년도 연구목표: 천연색소-금속 이온 복합체 형성에 의한 천연색소 안정성 향상 검증 및 이산화탄소 지시계 색소로서의 최적 비율 선정 연구
• 안토시아닌-알루미늄 이온 복합체 색소 용액의 pH 변화에 따른 색 변화 양상 분석
• 안토시아닌-알루미늄 이온 복합체 색소 용액의 실온 및 냉장 온도에서의 안정성 평가를 통한 실온 및 냉장 보관 식품 포장에의 적용 가능성 확인
◈ 3차년도 연구목표: 식품용 비접촉식 CO₂ 인디케이터 개발 및 식품 포장 적용 연구
• 히드록시프로필메틸셀룰로오스(hydroxypropyl methylcellulose, HPMC)를 기반 고분자 물질로 이용한 CO₂ 인디케이터 개발 방법 확립
• 개발된 CO₂ 인디케이터의 CO₂ 농도에 따른 색 변화 양상 분석
• 개발된 CO₂ 인디케이터의 실제 식품(신선 닭가슴살)에의 적용을 통한 실제 식품포장에의 활용 가능성 확인
• 식품 포장 시스템 내 CO₂ 인디케이터의 식품 품질 예측 모델식 개발 및 예측 모델식의 신뢰성 검증 완료

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성)
• 공액색소화 및 캡슐화 반응을 통해 형성된 천연색소-금속(알루미늄) 이온 복합체는 천연색소가 지닌 낮은 색 안정성과 CO₂ 감응성의 극복 가능성을 보여주었음. 해당기술은 천연색소 기반의 인디케이터 제조에 처음 사용되는 신규기술이므로, 관련 학계에 상당한 파급력을 기대할 수 있을 것으로 기대됨
• 천연색소와 관련된 새로운 식품 소재 시장을 개척하여 고부가가치 식품 포장기술 제공을 통해 식품 산업 분야에 새로운 지표를 제시하며 산업 규모 확장에 따른 성장 가능성을 제시함
• 본 연구과제에서는 개발된 CO₂ 인디케이터의 성능을 신선(생) 닭가슴살에 적용하여 검증하였음. 그러나, 개발된 CO₂ 인디케이터의 적용 범위를 확대하기 위해서는 신선 닭가슴살과 같은 육류 외에도 저장 중 이산화탄소를 생성하는 신선 어패류, 프레시컷(절단) 과채류, 발효식품류(김치, 막걸리 등) 등에 대한 추가적인 적용 실험의 진행이 필요함
• 본 연구과제에서 개발된 CO₂ 인디케이터의 기술성숙도(Technology Readiness Level, TRL; 1-9단계 존재)는 TRL 5(유사 운용환경에서 구성품 또는 조립품 수준의 성능 입증) 수준임. 해당 인디케이터 제조 기술의 기술이전을 위하여 우선적으로 특허(산업재산권) 등록을 실시할 예정이며, 추가적인 연구를 통해 기술성숙도를 TRL 7(운용환경에서 체계 시제품의 성능 시연) 수준 이상까지 높일 계획임. 이를 통해 원활한 기술이전을 촉진할 것임

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 가. 최종 연구 목표 ... 4
• 나. 연차별 연구목표 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 4
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 4
• 가. 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 4
• 나. 세부 정량적 연구개발성과 ... 12
• 다. 목표 달성 수준 ... 12
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 12
• 가. 연구결과의 중요성 ... 12
• 나. 기술적 파급효과 ... 12
• 다. 사회·경제적 파급효과 ... 13
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 13
• 6. 자체점검표 ... 14
• 7. 참고문헌 ... 15
• 붙임1. 세부 정량적 연구개발성과 ... 16
• 붙임2. 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 18
• 끝페이지 ... 24