KR100456608B1 - 과채류 및 엽경채류의 신선도 유지를 위한 내포장재 제조법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 과채류 및 엽경채류의 신선도 유지를 위한 내포장재 제조에 관한 것으로,

-수송 ·저장중 과실의 추숙촉진, 미숙과실이나 엽채류의 노화 ·녹화 퇴색, 엽병·과립의 탈립, Asparagus 조직의 섬유질화, 생리장해, 영양성분의 손실, 조직의 연화등 유통기간중 품질 저하 초래 등 -

이와같은 현상은 에틸렌이나 아세트알데히드 등과 같은 유해가스 발생이 그 주요원인이 되는데 에틸렌 발생은 수확 초기에 대량발생되고 후기로 가면서 감소된다. 본 발명은 이러한 원인을 해소 ·해결함은 물론, 자연소재로 된 환경친화적인, 유해가스 흡착기능성 내포장재로서 가스발생 억제 및 신선도 유지, 고품질 유지등으로 원예산물의 생산, 유통에 매우 안정적인 포장재의 제조에 관한 기술이다.

목탄제조용 수종선발, 목탄의 분쇄 크기, 목탄의 혼합농도가 중요하고, 펄프는 이미 사용했던 골판지 또는 폐지를 이용하고, 전착제는 자연소재를 선발하여 목탄과 펄프를 조제. 혼합하여 내구성이 강한 라인너를 제조한다. 또한 이것을 골심지로 제조하여 골판지를 제작하고, 화훼류용 박엽지를 제조, 최종적으로 원예산물에서 발생되는 유해가스(에틸렌, 아세트알데히드, 에탄놀 등)를 최대한 흡착할 수 있는 기능성(숯가루, 장석질반상안산암을 적용) 내포장지를 제조하는 기술이며, 이렇게 개발 제조된 내포장지를 이용, 여러형태의 내포장재로 개발 제작이 가능하다.

Description

과채류 및 엽경채류의 신선도 유지를 위한 내포장재 제조법{omitted}

1) 종래 기술의 출처 및 발명에 가장 가까운 공지 사례

-대한민국특허청 공개특허공보 출원번호10-1999-0006695, 공개번호 특1999-0045954숯가루가 함침된 지류

-대한민국특허청 공개특허공보 출원번호10-1999-0019872, 공개번호 특1999-0073141숯을 이용한 포장재의 적용방법

-대한민국특허청 공개특허공보 출원번호 20-1999-0013131,무독성 숯 코팅지

-대한민국특허청 특허공보 출원번호78-199, 공고번호82-1404청과물의 선도유지법

-대한민국특허청 공개특허공보 출원번호 특 1998-037108, 공개번호 특1998-087686선도유지 기능을 갖는 카톤 박스 제조용 골판지의 제조방법

-대한민국특허청 개특허공보 출원번호10-1998-0005505, 공개번호 특1999-0070578환경친화형 보선골판지 상자 제조 방법

-대한민국특허청 등록특허공보 출원번호10-1996-0707513, 공개번호 특1997-0703698청과물 또는 절화의 변색방지용 흡수성 시트

-일본국특허청 공개특허공보 청내정리번호 6904-4B, 특허출원공개 소(昭)57-63048청과물의 선도보지제 및 제조법

-일본국특허청 공개특허공보 특허출원공개 평(平)2-241540가스 흡착성 시트

2) 종래 기술의 문제점 및 이를 해결하고자 하는 본 발명의 목적

● 숯 이용 관련 특허

공지사례숯가루가 함침된 지류: 숯가루를 사이즈로 함침한 지류로 초배지, 벽지 및 포장지로 사용

- 숯가루를 펄프와 섞어 단순 초지 : 보류가 미흡하고 묻어남

- 숯가루를 폴리초산비닐 접착제와 혼합하여 지류에 도포 : 효과 미흡

공지사례숯을 이용한 포장재의 적용방법: 숯 분말을 포장재에 접착시킨 시트에 통기성 내장재를 붙여 사용

- 숯의 흡착 성능을 극대화하지 못하였고, 제조법이 매우 복잡함.

공지사례무독성 숯 코팅지: poly vinyl butyral과 숯의 혼합물을 초배지용 바탕지에 도포한 것으로 용도는 건축물 초배지

공지사례가스 흡착성 시트: 최대 입경 100㎛의 활성화처리 하지않고 회분양이 20-35%인 목탄 분말을 350㎖ CSF로 고해한 펄프(침엽수펄프 3, 활엽수펄프 7)에 섞은 후, 양이온성 정착제(화이렛쿠스 M, 명성화학공업)와 음이온성 정착제(화이렛쿠스 RC-104)를 사용하여 시트 제조

●기타 소재

공지사례청과물 선도의 유지법: 브롬을 흡착시킨 탄소질 분자체를 사용

공지사례선도유지 기능을 갖는 카톤박스 제작용 골판지의 제조방법:

파라핀왁스, 전분, 미경화메라민수지 혼합물을 스테아린산 수용액에 첨가하여 유화시킨 액을 제오라이트 분말에 첨가하여 라이너에 코팅

공지사례환경친화형 보선골판지 상자 제조 방법: 수용성 고분자인 PVA에 분산제로 양성 전분 및 CMC를 첨가하고, 필름 형성 능력 강화를 위해 cosslinking agent를 사용하였으며 원적외선을 발생시킬 있는 무기소재를 섞어서 골판지 원지의 표면이나 이면에 도포하여 상자 제조

공지사레청과물 또는 절화의 변색 방지용 흡수성 시트: 청과물 또는 절화의 변색 방지 및 선도 유지를 위한 5-히드록시-2-히드록시메틸-r-피론을 함유하는 흡수성 시트

공지사례청과물의 선도보지제 및 그 제조법: 활성탄, 결정성 알루미노실리케이트, 산성백토, 활성백토 등으로 만든 분말상 또는 입자상의 재료에 파라디움 화합물을 고정시킨 청과물의 선도보지제

3) 종래 기술의 문제점

모든 과채류는 수송 저장하는 동안 에틸렌을 발생시켜 후숙의 촉진, 엽록소분해 촉진에 의한 미숙 과실(오이, 애호박 등)이나 엽채류의 노화 및 퇴색, 양배추, 포도 등의 엽병 및 과립의 탈피, 조직의 섬유질화, 생리장해 및 영양 성분의 손실, 조직의 연화를 통한 품질 저하 등을 야기 시킨다.

따라서 과채류의 신선도를 유지하고 품질을 최상의 상태로 유지하기 위해서는 이들을 노화 숙성시키는 에틸렌가스를 제거해주어야 한다. 이러한 목적을 달성하기 위하여 사용되는 기술로는 골판지에 파라핀 왁스를 코팅하여 사용하는 방법, 제오라이트, 다공질 광물 또는 KMnO₄화합물 등의 에틸렌 제거제를 이용하는 방법, STS. 2,5-norbonadine, 2,5-NED, AVG 또는 AOA와 같은 에틸렌 흡착제를 이용하는 방법, 그리고 폴리비닐, 폴리 프로필렌, 폴리 에틸렌 등의 필름 또는 플래스틱을 사용하는 방법등이 있다. 상기 방법들은 환경 오염, 포장 비용의 지나친 증가, 재활용성등의 문제점들을 지니고 있다.

따라서 무독성이며, 가격이 저렴하고, 가스 흡착 성능이 우수하며, 비교적 재활용이 용이한 숯의 분말을 이용하는 기술들이 개발되었다. 그 유형을 살펴보면 초지시 펄프와 섞어 가스 흡착성 시트를 제조하는 방법과 종이 표면에 도포 접착시키는 방법으로 나누어질 수 있다. 그러나 이들 기술은 제조 기술이 미흡하거나 복잡하고, 흡착 성능이 미흡하여 실용화에 문제점을 지니고 있다. 그 중 일본에서 개발한 가스흡착성 시트 제조기술이 가장 실용화에 가까우나 원료 비용이 높고, 에틸렌 가스흡착 성능을 극대화하지 못하였다. 비록 특허에서 제시한 에틸렌 가스 제거율이 1시간 후 약 87% 달하나, 용량이 작은 용기 내에서 측정하였기 때문에 실제 효과에 대한 신뢰도가 떨어진다.

1) 환경친화적인 내포장재 개발

2) 유해가스의 흡착 기능성 내포장재의 개발 - 에틸렌, 아세트알데히드 등

3) 개발된 내포장재를 이용한 과채류, 엽경채류, 과수류 및 화훼류의 신선도 유지개발

4) 고온기에 생산된 엽채류를 예냉 처리 후 에틸렌 가스 발생 억제 및 고품질 유지

[발명의 목적]

에틸렌 가스는 수확 초기에 대량 발생되고, 시간이 흐를수록 발생량이 현저히 감소된다. 특히 온도가 높을수록 발생량이 많아지며, 2일 이후 에틸렌 가스 발생율이 크게 감소되기 때문에 과채류 및 엽경채류의 선도 유지를 위해서는 수확후 2-3일 이내에 발생되는 에틸렌 가스를 최대한 제거해야 한다.

.

본 발명은 과채류, 엽경채류, 과수류 및 화훼류의 신선도 유지에 해로운 에틸렌 또는 아세트알데히드 가스를 흡착 제거함으로써 신선도 및 상품 가치의 유지에 크게 기여할 수 있는 내포장재를 제조하는 기술이다.

본 발명에 사용된 주원료는 침엽수 및 활엽수 화학펄프 또는 OCC(old corrugated container)이며, 숯을 파쇄하여 200 mesh 이하의 입자로 만들어 첨가한 후 잘 교반하고, 이들 입자의 정착을 위하여 양이온성 전분(cationic starch) 또는 양이온성 PAM (cationic poly acryl amide)를 사용하여 골판지 제조용 원지인 라이너 및 골심지를 제조한다. 이때 사용된 숯은 요구되는 흡착 성능에 따라 입자의 크기를 200∼500 mesh로 조절하며, 필요에 따라 가공 처리를 하며, 사용량은 절건 펄프량의 50%∼200%로 하였다. 평량은 120 g/㎡~250 g/㎡으로 하였다. 이와 같이 제조된 원지들을 이용하여 싱글 훼이서(single facer)로 내포장용 골판지를 제조한다.

본 발명의 구체적인 내용을 실시 예에 설명하면 다음과 같으며, 본 발명은 실시 예에 한정되는 것은 아니다.

실시 예 1.

활엽수 표백 화학펄프와 침엽수 표백 화학펄프를 400ml CSF로 고해하여 6:4의 비율로 혼합하여 평량 200 g/㎡로 초지한 시이트와, 상기 펄프에 입자 크기를 200 mesh로 조절한 숯가루를 1:1의 비율로 혼합하여 양이온성 전분으로 정착시켜 만든 시이트 및 시판 골판지를 흡착용 시이트로 사용하여 토마토의 신선도 유지 효과를 평가하기 위하여 에틸렌 가스와 이산화탄소 가스의 흡착능 및 색깔의 변화를 측정한 결과 그림 1∼3과 같다. 그림 1에서 보는 바와 같이 온도가 높을수록 에틸렌 가스 발생량이 많으며, 숯가루를 첨가하여 만든 시이트를 사용함으로써 온도에관계없이 에틸렌 가스의 흡착이 증가되어 가장 적은 양의 가스가 검출되었다.

그림 2는 이산화탄소 흡착량을 측정한 것으로 역시 고온에서 호흡이 많이 일어남을 확인할 수 있었으며, 저온에서의 기능성 시이트에 의한 이산화탄소 흡착량에 큰 차이가 나타나지 않았으나, 고온에서는 기능성 시이트에 의한 이산화탄소 흡착량이 가장 높게 나타났다. 이상과 같이 특히 저온에서는 과채류에 의한 호흡을 억제하는 효과도 얻을 수 있었다.

그림 3은 색차계를 이용하여 토마토의 숙성 진행 정도를 비교한 것으로 역시 고온에서 숙성이 많이 진행되었으며, 본 발명의 제품인 기능성 시이트를 사용함으로써 그린을 나타내는 -a 값을 나타내어 숙성을 억제하는 효과가 매우 우수함이 확인되어 특히 수확 후 소비자에게 공급되기까지 2∼3일간의 수송 및 저장 기간이 요구되는 경우 신선도를 유지하는데 매우 큰 효과를 얻을 수 있다. 그림 4와 같이 실제로 실험 실시 후 촬영한 사진에서 볼 수 있듯이 흡착 기능성 시이트를 사용함으로써 토마토의 숙성을 상당히 지연시킬 수 있음이 육안으로도 확인할 수 있었다.

실시 예 2.

엽경채류에 대한 흡착 기능성 시이트의 성능을 평가하기 위하여 실시 예 1의 조건으로 제조한 시이트로 처리한 결과 그림 5∼12와 같은 결과를 얻었다. 그림 5는 에틸렌 가스 흡착 성능을 나타낸 것으로 저온 및 고온에서 모두 기능성 흡착 시이트에 의하여 에틸렌 가스가 흡착되어 골판지에 비하여 저장 기간이 길어짐에 따라 적은 양의 에틸렌 가스가 검출되었다.

그림 6에서 보는 바와 같이 엽경채류는 과채류에 비하여 현저히 높으며 특히 저장온도의 영향을 크게 받았다. 즉 13℃에서 저장했을 때는 이산화탄소 발생량이 10-13 mg/kg.hr이었으나, 실온에서는 약 25∼45 mg/kr.hr를 나타내었다. 기능성 흡착 시이트의 이산화탄소 흡착 성능은 저온의 경우 골판지 및 펄프 시이트와 거의 차이를 나타내지 않았으며, 30℃에서는 약간의 차이를 나타내기는 했지만 전체 값에 비하여 그다지 크지 않아 호흡의 억제에도 큰 문제가 없음이 확인되었다.

그림 7은 저장 전후의 상추의 클로로필 함량을 측정한 결과이다. 저온에서는기능성 흡착 시이트를 사용함으로써 클로로필 함량이 거의 감소되지 않았으며, 30℃에서 저장할 경우에도 가장 높은 클로로필 함량을 나타내었다. 그림 8은 저온과 고온에서 3일간 각각 저장 후 촬영한 사진이다.

그림 9는 3일 저장 후 상추의 부패율을 측정한 것으로 13℃에서는 부패가 일어나지 않았으나, 30℃에서는 골판지와 펄프 시이트 사용시 63%의 부패율을 나타낸 반면, 기능성 흡착 시이트 사용 시에는 20% 미만의 부패율을 나타내어 본 발명의 흡착 기능성 시이트 사용을 통하여 상추의 부패율이 크게 감소되었다.

실시 예 3.

흡착 기능성 시이트의 성능 및 재사용 가능성을 평가하기 위하여 그림 10∼12에서 보는 바와 같이 여러 조건을 적용하여 본 발명의 에틸렌 가스 흡착 성능을 평가하였다. 그림 10은 에틸렌 가스를 10ml 주입하고 24시간 후부터 1일 간격으로 측정한 것으로 흡착 기능성 시이트를 사용함으로써 특히 1일 후의 흡착능이 매우 우수하게 나타났으며, 약 3일까지도 펄프 시이트보다 높은 흡착능을 보여주었다. 그림 11은 매일 10㎖씩 에틸렌 가스를 주입하면서 흡착능을 측정한 결과를 나타낸 것으로 이 경우에는 6일까지도 펄프 시이트보다 우수한 에틸렌 가스 흡착능을나타내었다. 그림 10과 그림 11의 결과에 의하면 한 번만 에틸렌 가스를 주입하였을 경우 3일 이후에는 흡착능이 매우 떨어지는 것으로 나타났지만 이것은 잔류 에틸렌 가스의 농도가 매우 희박하기 때문이며, 충분한 양의 에틸렌 가스가 존재할 때는 지속적으로 흡착 제거하는 것이 가능한 것으로 확인되었다. 그림 12는 이미 사용했던 흡착 기능성 시이트를 70℃에서 건조를 시킨 후 그림 11과 같은 조건으로 측정한 결과 에틸렌 가스의 흡착 성능이 거의 원상태로 회복되어, 본 발명은 재사용이 가능하기 때문에 흡착 기능성 시이트를 내포장재로 사용할 경우 그 수명이 매우 길고, 환경보호에 크게 기여할 수 있을 것으로 평가된다.

(1) 기능성 내포장재 개발은 수확초기의 유해가스(에틸렌, 아세트알데히드, 에탄올등)를 흡착하여 원예산물의 유통 기간중 신선도를 유지하여 고품질을 유지할 수 있음.

(2) 순수한 자연 소재만 이용하여 제조하기 때문에 물리, 화학적으로 안정성이 매우높고 사용 후 폐기 처분 시 환경 오염에도 문제 없음.

(3) 각 산물에 적합한 내포장재를 개발함으로서 유통과정에서 손실율을 최소화할수 있어 경제적 이익은 물론 쓰레기 발생량의 감소로 폐기하는데 소모되는 인력 낭비를 현저히 감소할 수 있음.

(4) 현재 과수류에서 주로 이용되는 내포장지는 poly 계통을 이용하는데, 최근 문제로 지적되고 있는 환경 호르몬에 노출되기 쉽기 때문에 내포장재를 자연 소재로 전환할 경우 소비자의 인식도가 높아져 기능성 내포장재에 대한 경제적 산업적 측면에서 획기적인 효과가 기대됨.

(5) 화훼류의 경우 소비자에게 공급될 때까지 싱싱한 상태를 유지해야 하며 절화 수명을 연장하여 주어야 한다. 본 발명을 내포장재로 활용함으로써 절화 수명을 2∼5일간 연장할 수 있을 뿐만 아니라 싱싱한 상태로 유지할 수 있어서 수출뿐만 아니라 국내에서의 물류 과정에서 상품 가치의 저하를 방지할 수 있다.

Claims (2)

1. 활엽수 표백 화학펄프와 침엽수 표백 화학펄프 및 OCC(old corrugated container)를 주원료로 고해하여 혼합하고, 숯을 파쇄하여 200 mesh 이하의 입자로 만들어 첨가하고, 장석질반상안산암(원적외선 방사율 96% 이상 상외)을 300∼400 mech로 분쇄하여 첨가하고 잘 혼합한다. 이들 입자의 안정적인 정착을 위하여 본 발명은 양이온성 PAM(cationic poly acryl amide)과 벤토나이트를 함께 사용하여(마이크로 파티클 보류 시스템) 흡착 기능성 시이트의 원지인 라이너 및 골심지를 제조하는 방법.
2. 흡착 성능에 따라 숯의 입자의 크기를 200∼500 mesh로 조절하여 혼합, 가공처리를 하며, 장석질반상안산암(원적외선 방사율 96% 이상 상외)의 입자의 크기를 300∼1,000 mesh로 조절하여 혼합, 가공 처리한다. 숯과 장석질반상안산암의 사용량은 7:3의 비율로 하여 절건 펄프량외 50%∼200%로 하고, 평량은 120g/㎡∼250g/㎡으로하여 제조한다. 이와같이 제조된 원지들을 이용하여 싱글 훼이서(single facer)로 내포장용 골판지를 제조하는 방법.