KR100949531B1

KR100949531B1 - 기능성 식품 포장재 및 이의 제조방법

Info

Publication number: KR100949531B1
Application number: KR1020090131055A
Authority: KR
Inventors: 류승현; 오상진; 양명모
Original assignee: (주)미얼스
Priority date: 2009-12-24
Filing date: 2009-12-24
Publication date: 2010-03-25
Also published as: WO2011078567A3; WO2011078567A2

Abstract

본 발명은 기능성 식품 포장재에 관한 것으로, 보다 상세하게는 합성수지를 주원료로 하는 식품 포장재에 특정 비표면적을 갖는 미세분말 형태의 천연광물질 과 숯을 포함시킨 식품 포장재에 관한 것이다.

본 발명에 따른 식품 포장재는 원적외선 및 음이온을 방출하며, 중금속 등의 유해성분 흡착력, 항균 활성 및 항산화 활성이 증진되어 식품 저장성이 월등히 증대되고 인체 안전성이 뛰어난 효과가 있다.

식품 포장재, 합성수지, 항균 활성, 저장성, 천연광물질

Description

기능성 식품 포장재 및 이의 제조방법{Functional food packing and method for preparing the same}

본 발명은 기능성 식품 포장재에 관한 것으로, 보다 상세하게는 합성수지를 주원료로 하는 식품 포장재에 특정 비표면적을 갖는 미세분말 형태의 천연광물질 및 숯의 분말입자를 포함시킴으로써, 포장재의 유해성분 흡착력 및 항균 활성을 증진시켜 식품의 저장성 및 인체 안전성을 증대시킨 식품 포장재에 관한 것이다.

일반적인 식품 포장재는 합성수지 재질로 이루어지며, 각종 과일, 야채, 생육 및 가공식품 등의 포장에 널리 사용되고 있다. 과일 등의 식품은 유통기간을 연장시키고 제품의 가치를 높이기 위해 지속적인 신선도 유지가 필요한데, 기존의 식품 포장재 대부분은 저장된 식품에서 발생하는 에틸렌가스 등을 효율적으로 포집하지 못하여 식품 부패를 적절하게 방지하지 못하는 문제점이 있었다. 에틸렌가스는 저온저장 및 유통중인 과실류나 채소류의 호흡의 결과로서 자연적으로 발생되는 가스이나, 이 에틸렌가스에 의하여 식물체의 조직이 산화 및 노화되며 과실을 익히는 호르몬으로서 결국 부패의 원인이 된다. 노화되는 조직이나 성숙하는 과실들은 비교적 많은 양의 에틸렌가스를 발생시키며, 신선한 과실들에게도 치명적인 영향을 미쳐 신선도를 떨어뜨리는 결과를 가져오게 된다.

또한, 과일 및 야채 등의 파손되기 쉬운 식품은 충격을 완화하고 저장 안정성을 높이기 위해, 완충재료를 추가하여 완충 포장재를 이용하는데, 통상적으로는 폴리에틸렌 또는 폴리스티렌 등의 물질로 제조된 것을 이용한다.

특히, 기존의 저밀도 폴리에틸렌 과일 완충포장재는 100% 화학소재인 저밀도 폴리에틸렌과 마스터 배치라 불리는 화학 첨가제 등을 혼합, 제조하여 이용하는데, 수확한 과실의 보관 및 유통 시 외부 충격에 대한 완충효과 및 파손방지 효과가 뛰어나기는 하지만, 대부분의 저밀도 폴리에틸렌의 원재료는 100% 화학 소재로 생산되기 때문에 완충재로서의 충격방지 역할을 제외한 보관 과실의 유효상품성을 위한 자체적인 효능은 전무한 실정이며, 수확된 과실이 호흡을 하며 발생하는 에틸렌가스와의 상승작용이 발생하여 과실이 쉽게 물러지거나 부패하게 하여 유효상품성을 떨어지게 하는 역효과가 발생할 수 있는 요인을 가지고 있다.

또한, 기존의 폴리에틸렌 완충 포장재는 저밀도 폴리에틸렌 원재료가 95%-98%이상의 비중을 차지하고 있고 제조 공정상에 고온으로 원재료를 가열하는 특성으로 인해 석유화학제품군에서 쉽게 발견되는 악취가 발생하여 제조인원의 인체 건강에도 좋지 않은 영향을 주는 것이 사실이다. 더욱이, 최근에는 저밀도 폴리에틸렌 완충포장재에서 형광물질, 중금속 등의 유해물질이 발견되어 과실을 구입한 소 비자들의 손에 묻거나 과실에도 묻은 것이 확인되어 큰 문제가 제기되고 있다.

한편, 식품 포장재 제조시 합성수지에 천연물 등의 항균물질을 첨가시켜 저장성을 증대시키고자 하는 시도가 이루어지고 있으나, 합성수지 완충 포장재는 첨가되는 재료의 종류나 입자 상태에 따라 성형성이 달라져 적절한 탄력성 및 완충성을 나타내지 못하게 되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로, 합성수지를 주원료로 하는 식품 포장재에 100 ㎡/g 이상의 비표면적을 갖는 미세분말 형태의 황토, 맥반석, 고령토, 불석, 장석, 흑운모, 옥, 셀레늄 등의 천연광물질과 숯을 함유하는 분말입자를 포함시켜, 포장재의 성형성에 영향을 주지 않으면서 식품 저장성을 극대화하고 인체 안전성을 증진시킨 식품 포장재를 제공함을 목적으로 한다.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 식품 포장제의 제조방법을 제공하는 것이다.

하나의 양태로서, 본 발명은 합성수지; 및 황토, 맥반석, 고령토, 불석, 장석, 흑운모, 옥, 셀레늄 및 숯을 함유하는 분말입자를 포함하며, 상기 분말입자는 1,000 내지 1,500 메시 크기이며, 100 ㎡/g 이상의 비표면적을 갖는 것을 특징으로 하는 식품 포장재에 관한 것이다.

본 발명의 상기 식품 포장재는 합성수지를 주요 성분으로 포함하며, 황토, 맥반석, 고령토, 불석, 장석, 흑운모, 옥 및 셀레늄 등의 천연광물질과 숯을 분말입자 형태로 포함하여 구성되며, 이때 상기 분말입자는 1,000 내지 1,500 메시(mesh) 크기이며, 100 ㎡/g 이상의 비표면적을 갖는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 구성을 보다 상세하게 설명한다.

본 발명에서 이용가능한 합성수지로는 당업계에 공지된 식품 포장용 합성수지 성분이면 특별히 제한되지 않으나, 예를 들면, 폴리에틸렌, 폴리스티렌, 폴리프로필렌 및 폴리염화비닐 등을 이용할 수 있으며, 바람직하게는 폴리에틸렌, 더욱 바람직하게는 저밀도 폴리에틸렌이며, 가장 바람직하게는 밀도분포가 0.900 ~ 0.925 g/cc 정도인 저밀도 폴리에틸렌을 사용할 수 있다.

본 발명의 식품 포장재는 분말입자 형태의 천연광물질과 숯을 포함하여 구성되는데, 이때, 천연광물질로는 황토, 맥반석, 고령토, 불석, 장석, 흑운모, 옥 및 셀레늄 등을 포함하며, 이외에도 포장재의 성형성을 저해하지 않는 범위에서 공지의 천연광물질을 추가로 포함할 수 있다.

또한, 본 발명에서 식품 포장재에 포함되는 분말입자의 각 성분은 천연광물질 및 숯 분말입자 총 중량을 기준으로 황토 8~14중량%, 맥반석 5~9중량%, 고령토 14~18중량%, 불석 20~24중량%, 장석 2~5중량%, 흑운모 12~16중량%, 옥 5~9중량%, 셀레늄 3~10중량% 및 숯 1~5중량%로 포함되는 것이 바람직하다.

본 발명에서 황토, 맥반석 및 옥은 원적외선 생육광선의 방사를 목적으로 첨가한 것이며, 불석 및 숯은 항균 활성 및 다공성 성분을 부여하기 위한 목적으로 첨가한 것이다. 또한, 고령토 및 장석은 포장재 제조시 탄력성과 완충성을 기존 제품과 동일한 수준으로 유지시키기 위한 목적으로 혼합하였으며, 흑운모 및 셀레늄은 항산화 활성을 부여하기 위한 목적으로 첨가한 것이다. 상기 각 성분들의 최소 함량은 합성수지와 혼합되어 포장재 상태로 성형된 상태에서 각각의 기능을 나타내 도록 하기 위한 수치이며, 최대 함량이 초과되는 경우에는 포장재 성형성에 문제를 야기할 수 있다.

본 발명의 천연광물질 및 숯 분말입자는 공기의 고속와류 및 고주파 압력변동에 의한 진동으로 자기파쇄시켜 이용하는 것이 바람직하며, 예를 들면, 약 7 kg/cm², 선속도 120m/s의 공기 고속와류 및 10 ~ 1,000kHz의 고주파 압력변동에 따른 진동을 적용한 자기파쇄 방식으로 분말의 비표면적을 증대시켜 이용할 수 있다. 본 발명에서 이용되는 황토, 맥반석, 고령토, 불석, 장석, 흑운모, 옥 및 셀레늄 등의 천연광물질은 자기파쇄 방식을 통해 미세분말화하면 비표면적을 용이하게 증대시킬 수 있는데, 이러한 자기파쇄 방식을 통한 비표면적 증대방법은 공기의 흐름이나 고주파 진동으로 인한 분말입자들끼리의 충격으로 파쇄되므로 통상의 분쇄날을 이용한 분말화 방법에 비해, 분쇄과정에서 분쇄날로부터 혼입될 수 있는 금속 등의 불순물이 함유될 가능성이 거의 없어 인체 안전성이 뛰어난 특징이 있다.

본 발명의 상기 천연광물질 및 숯 분말입자는 1,000 내지 1,500 메시 크기를 갖는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 1,000 내지 1,200 메시 크기이다. 또한, 상기 분말입자는 100 ㎡/g 이상의 비표면적을 갖는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 100 ~ 500 ㎡/g 정도의 비표면적을 가질 수 있다. 본 발명의 천연광물질 및 숯 분말입자는 상기와 같은 1,000 내지 1,500 메시의 입자 크기 및 100 ㎡/g 이상 의 비표면적을 가질 때, 진공성형시 합성수지 포장재의 성형성을 저해하지 않으면서 최적의 식품 보존성 증진효과를 나타낸다. 또한, 비표면적 증대를 통해 제품 적용성을 높임으로써 경제적인 효용성을 갖게 된다.

이러한 미세분말 형태의 천연광물질 및 숯은 원적외선과 음이온을 다량 방사하며, 에틸렌이나 중금속 등의 유해성분 흡착기능, 제습기능, 항균 활성 및 항산화 활성을 나타내어 식품 저장성(보존성) 및 인체 안전성을 증대시키는 역할을 한다. 특히, 과실류 등의 식품이 산화 및 노화될 때 방출되는 에틸렌가스를 효과적으로 포집함으로써, 식품의 신선도를 장기간 유지시킬 수 있게 된다.

또한, 본 발명의 상기 천연광물질 및 숯을 함유한 분말입자는 합성수지 100 중량부 당 5 내지 15 중량부로 포함되는 것이 바람직한데, 상기 범위에서 포장재 성형성을 저해하지 않으면서 최적의 식품 저장성을 보유할 수 있게 된다.

본 발명의 상기 식품 포장재는 식품의 보관 안정성을 높이는데 사용되는 완충 포장재일 수 있으며, 특히, 과일용 완충 포장재인 것이 바람직하며, 가장 바람직하게는 저밀도 폴리에틸렌을 주성분으로 하는 과일용 완충 포장재이다.

본 발명의 식품 포장재가 완충 포장재인 경우, 탄력성 증진을 위해, 다공성 형태로 성형될 수 있으며, 예를 들면, 10~13 ㎛의 공극 크기를 갖는 다공성 형태일 수 있으며, 이를 위해, 저밀도 폴리에틸렌 발포수지를 이용하는 것이 바람직하다.

또 다른 양태로서, 본 발명은 상기 식품 포장재의 제조방법에 관한 것이다.

본 발명의 상기 식품 포장재의 제조방법은 (a) 황토, 맥반석, 고령토, 불석, 장석, 흑운모, 옥, 셀레늄을 포함하는 천연광물질, 및 숯을 100~150 메시로 분쇄하는 단계; (b) 상기 100~150 메시 크기의 분말을 공기 고속와류 및 고주파 압력변동에 따른 진동을 이용하여 1,000~1,500 메시 크기 및 100 ㎡/g 이상의 비표면적을 갖도록 자기파쇄하는 단계; (c) 합성수지 분말 100 중량부에 대하여 상기 자기파쇄된 천연광물질 및 숯 분말을 5~15중량부를 혼합한 후, 40~60℃의 물을 분사시키면서 10~15분간 100~150rpm 속도로 교반하여 원료를 겔화하는 단계; (d) 상기 겔화된 원료를 200~250℃로 가열된 1차 진공성형관에 투입시켜 고형화시키는 단계; (e) 상기 고형화된 원료를 파라핀 용액을 분사하는 2차 진공성형관에 투입시켜 원료에 파라핀을 충진하는 단계; 및 (f) 상기 파라핀 충진된 원료를 성형시키는 단계를 포함함을 특징으로 한다.

이때, 상기 단계(a)의 각 성분은 황토 8~14중량%, 맥반석 5~9중량%, 고령토 14~18중량%, 불석 20~24중량%, 장석 2~5중량%, 흑운모 12~16중량%, 옥 5~9중량%, 셀레늄 3~10중량% 및 숯 1~5중량%로 포함되는 것이 바람직하다.

또한, 단계 (b)에서 자기파쇄 방식은 약 7 kg/cm², 선속도 120m/s의 공기 고속와류 및 10 ~ 1,000kHz의 고주파 압력변동에 따른 진동을 이용하는 것이 바람직하다.

또한, 단계 (d)의 1차 진공성형관 투입시 겔화된 원료는 수분이 증발되고 다공성 형태의 고체 구조로 변화되게 된다.

또한, 단계 (e)에서 상기 파라핀은 단계 (d)에서 투입된 겔화된 원료 100 중량부에 대하여 10 ~ 20 중량부를 분사시켜 이용할 수 있으며, 이를 통해 포장재는 특유의 탄력성과 완충성을 확보하게 된다.

본 발명에 따른 식품 포장재는 원적외선 및 음이온을 방출하며, 중금속 등의 유해성분이나 에틸렌가스 흡착력, 항균 활성 및 항산화 활성이 증진되어 식품 저장성이 월등히 증대되고 인체 안전성이 향상되는 효과가 있다.

따라서, 본 발명에 따른 식품 포장재를 실제 수확된 과실 등의 식품에 적용하여 보관 및 유통할 경우, 과일의 유통 및 보존기간이 증대되고, 기존 저밀도 폴리에틸렌 과일 완충재에 존재하는 각종 중금속 및 유해성분 등을 완화시켜, 수확 과실의 장기 보관 및 운송, 수출 등의 유통상 유효상품성의 증대, 유통 관련 비용 절감, 제조 공정 및 제품 유통상에서의 제품 유해성 감소 등의 다양한 효과를 발생시켜, 수확 후 농산물 신선도 유지기술이 선진국의 55%에 수준에 지나지 않는 국내 농산물 보관 및 유통관련 시장에 매우 긍정적인 영향을 미칠 것이다.

또한, 본 발명의 식품 포장재가 적극적으로 활용된다면 그동안 수확한 과실의 보관과 유통을 위해 사용되어 왔던 화학제품의 남용과 관련 냉장창고 건축 등에 소요되었던 비용 구조가 개선되고, 본 발명 제품의 다양한 응용 및 재활용 등이 가능하여 최근 모든 경제 동력의 화두가 되고 있는 녹색성장과 저탄소 및 에너지 절 감에도 직간접적 역할을 할 수 있을 것이다.

특히, 국내의 농산물 생산자, 유통업자, 소비자들에 좀 더 저렴한 가격으로, 좀 더 오랫동안, 좀 더 신선한 과일 및 각종 농산물을 제공, 소비할 수 있는 계기를 마련함은 물론, 수입 농산물과의 국내산 농산물의 경쟁력 제고 및 수출 농산물의 경쟁력 제고에도 일익을 담당할 것이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 하기 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되지는 않는다. 여기에 기재되지 않은 내용은 이 기술 분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략하기로 한다.

실시예 1. 식품 포장재의 제조

본 실시예에서는 천연광물질 및 숯 분말을 이용하여 식품(과일) 완충포장재를 제조하였다(도 1 참고).

먼저, 식품 포장재에 첨가되는 천연광물질 원료인 황토, 맥반석, 고령토, 불석, 장석, 흑운모, 옥, 셀레늄과 숯을 준비하고, 분말상의 저밀도 폴리에틸렌 수지를 준비하였다.

상기 천연광물질 및 숯은 총 중량 100을 기준으로 황토, 맥반석, 고령토, 불 석, 장석, 흑운모, 옥, 셀레늄 및 숯을 각각 13 : 8 : 17 : 23 : 4 : 16 : 8 : 8 : 3의 중량 비율로 혼합하고(총 중량이 2.5kg 되도록 사용), 약 100 메시 크기로 분쇄하였다.

상기 분쇄된 분말을 고속공기의 고속와류 (High Turbulence) 와 고주파 (High Frequency) 압력변동에 따른 진동을 이용한 자기파쇄 (Self-Grinding) 방식의 고성능 미네랄 분쇄 설비를 활용하여 파쇄시켜 약 1,000 메시 크기 및 100 ㎡/g 이상의 비표면적을 갖도록 미세 분말화하였다.

준비된 1,000 메시 크기의 천연광물질 및 숯 분말입자(파우더)와 기존 저밀도 폴리에틸렌 원재료를 천연광물질 및 숯 분말입자 1 : 저밀도 폴리에틸렌 원료 10의 중량비로 개량한 후(천연광물질 및 숯 분말입자 2.5kg 및 저밀도 폴리에틸렌 원료 25kg 사용), 정해진 혼합기에 넣고 약 10분간 혼합시켰다. 이때, 혼합기 내부에 설치된 분사기가 약 50℃ 정제수를 50㎖/min 속도로 분사되도록 하여, 천연광물질 및 숯 분말입자와 저밀도 폴리에틸렌이 끈적한 젤 상태가 될 수 있도록 약 100rpm의 속도로 혼합 및 교반시켰다.

이렇게 획득된 1차 원재료를 이미 200℃로 가열된 1차 진공성형관 설비의 투입구에 투입하였다. 투입된 1차 원재료는 고온의 1차 진공성형관을 거치면서 젤 형태에서 수분이 증발되고 약 1분 30초간의 진공성형을 통해 다공성 형태의 고체 구조로 변화된다. 그 후 발생되는 자연 압력으로 인해 고체 구조로 변화된 1차 원재료를 파라핀 용액이 분사되는 2차 진공성형관에 투입하였다. 이때, 파라핀 용액은 1차 원재료의 약 15%(중량비) 수준으로 분사시켰으며 2차 진공성형관을 약 1분간 통과하도록 하였다. 이를 통해 고체 구조된 성형된 1차 원재료는 특유의 탄력성과 완충성을 확보하게 된다.

마지막으로 최종 원재료는 그물망 형태의 스테인레스 사출성형관을 통과하면서 과일 완충재 형상을 갖추게 되며, 이를 약 3m 정도의 긴 대롱형태로 끌어낸 후 가로 15cm×세로 15cm 크기로 재단하는 자동커터기에 투입시켜 최종 완성제품을 생산하였다. 이때, 3m 정도의 긴 대롱 형태의 중간을 커터기로 절개하고 이를 원하는 길이로 재단하여 과일망 패드 제품을 획득하였다.

이렇게 생산된 최종 완제품은 기존 저밀도 폴리에틸렌 완충재 제품에 비해 외형상 천연 미네랄 성분의 색조를 띠게 되며, 기존 제품에서 발생하는 석유화학제품의 악취 대신에 흙 냄새 같은 구수한 냄새가 나며, 기존 제품의 장점인 탄력성과 완충성이 그대로 보존되었다.

비교예 1. 천연광물질 및 숯 분말입자를 포함하지 않은 포장재 제조

실시예 1에서 포장재 제조 시 천연광물질 및 숯 분말입자를 전혀 첨가하지 않은 상태에서 저밀도 폴리에틸렌 원료 25kg 만을 이용하여 완충 포장재를 제조하였다.

실험예 1. 분말의 입자 크기에 따른 포장재 성형성 및 식품 보존효과 측정

본 발명의 식품 완충포장재 제조시 천연광물질 및 숯 분말입자의 크기에 따라 포장재 성형성 및 식품의 저장성이 달라지는지 평가하기 위해, 약 100, 300, 500, 800, 1,000 및 1,200 메시 크기의 분말입자를 각각 적용하여 완충 포장재를 제조하면서 포장재의 성형성 및 식품의 보존효과를 측정하여 표 1에 나타내었다. 분말입자 크기를 다르게 한 것을 제외하고는 실시예1과 동일한 방법으로 포장재를 제조하였다(100메시 입자는 자기파쇄 단계를 생략하였음). 제품 크기는 가로 15cm×세로 15cm로 하였다.

상기 표 1에서 보듯이, 약 100 ~ 500 메시 크기의 분말입자를 포장재 성형 설비에 적용하였을 때에는 성형 자체가 되지 않을 정도로 적합하지 않은 입자로 판명되었으며, 기존 성형상태를 유지하기 위해서는 최소 500 메시 크기 이상의 분말입자를 적용해야 한다는 것을 확인하였다.

그러나, 500 메시 크기의 분말입자는 성형이 가능하지만 기존 제품의 탄력성이 현저히 저하되는 것으로 나타났으며, 기존의 탄력성 및 완충성을 충분히 유지하면서 분말입자가 적용될 수 있는 최소 입자는 약 800 메시 이상인 것으로 나타났다. 그러나, 문제는 본 발명의 주요 특징인 과실의 유효상품성을 극대화하는 부분인데, 약 800 메시 크기의 분말입자를 적용했을 경우에는 비표면적이 목표치인 100 m²/g 과 약 30%이상의 과실 보존성 개선에 미치지 못하는 약 15% 좌우의 개선에 그쳤고, 결론적으로 비표면적 100 m²/g 이상이면서, 약 30%이상의 과실 보존성 개선을 통한 유효상품성 증대효과를 확보하면서 천연광물질 및 숯 분말입자 제조비용에 큰 영향을 주지 않는 1,000 메시급이 가장 적정한 입자임을 확인할 수 있었다. (각 적용구 마다 약 10,000개의 샘플제작을 하였다.)

실험예 2. 포장재의 유해성분 흡착성 평가

실시예 1 및 비교예 1에서 제조된 완충 포장재의 유해성분 흡착성을 비교 평가하기 위해, 각 포장재의 유해성분 검출 정도를 검사하였다(도 2a, b).

도 2a 및 도 2b에서 보듯이, 본 발명의 천연광물질 및 숯 분말입자를 포함하는 실시예 1의 완충 포장재에서는 납 성분이 전혀 검출되지 않은 것으로 나타났다.

실험예 3. 식품 저장성 측정

3-1. 식품 저장기간에 따른 중량 감소율 변화 측정

실시예 1 및 비교예 1에서 제조된 과일 완충 포장재의 식품 저장성을 평가하기 위해, 각 포장재로 사과를 포장한 후(실시예 1: 적용과실, 비교예 1: 미적용 과실), 사과의 저장기간에 따른 중량 감소율 변화를 측정하였다(도 3).

구체적으로, 500개의 사과를 가로15cm×세로15cm의 과일 완충재(본 발명 적용 완충재 vs 미적용 완충재)로 포장하고, 각각 25개씩 일반 과일용 플라스틱 상자에 보관(각각 20개의 상자)하여 상온 20℃, 습도 60%의 일반 창고에서 12주간의 시험 후 결과를 측정하였다.

도 3에서 보듯이, 비교예 1의 과일 완충 포장재는 저장기간이 증대됨에 따라 사과의 중량 감소율도 계속적으로 증대되어 식품 저장성이 낮은 것으로 나타났으나, 본 발명의 천연광물질 및 숯 분말입자를 포함하는 실시예 1의 과일 완충 포장재로 사과를 포장하는 경우, 12주 이상의 장기간 저장시에도 중량 감소변화가 거의 없어, 식품 저장성이 매우 뛰어난 것으로 나타났다.

3-2. 식품 저장기간에 따른 부패도 측정

3-2-1. 부패율 측정

실시예 1 및 비교예 1에서 제조된 과일 완충 포장재의 식품 저장성을 평가하기 위해, 각 포장재로 사과를 포장한 후(실시예 1: 적용과실, 비교예 1: 미적용 과실), 사과의 저장기간에 따른 부패율을 측정하였다(도 4).

도 4에서 보듯이, 비교예 1의 과일 완충 포장재를 적용한 경우는 저장기간이 증대됨에 따라 사과의 부패율도 계속적으로 증대되어 식품 저장성이 낮은 것으로 나타났으나, 본 발명의 천연광물질 및 숯 분말입자를 포함하는 실시예 1의 과일 완충 포장재를 적용한 경우는 경우, 12주 이상의 장기간 저장 시에도 부패율 변화가 거의 없어, 식품 저장성이 매우 뛰어난 것으로 나타났다.

3-2-2. 부패 정도 비교

본 발명의 사과, 귤, 양파 및 오이를 전혀 포장을 하지 않은 경우와 비교예 1의 방법으로 제작된 식품 포장재로 포장한 경우, 실내에서 온도 25℃, 습도 60% 조건으로 약 60일 정도 보관한 후, 식품의 부패 정도를 살펴보았다(도 5). 또한, 본 발명의 천연광물질 및 숯 분말입자의 함유량을 폴리에틸렌 성분 총 중량에 대해 3% 및 5%로 포함시킨 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 완충 포장재를 제조한 후, 상기와 동일한 방법으로 실험한 후, 부패 정도를 살펴보았다(도 6).

그 결과, 도 5, 6에서 보듯이 식품을 포장하지 않고 보관하거나 천연광물질 및 숯 분말을 포함하지 않은 통상의 저밀도 폴리에틸렌 완충 포장재에 보관하는 경우는 본 발명의 천연광물질 및 숯 분말입자를 함유한 포장재에 보관할 때와 신선도 유지면에서 현격한 차이가 발생하는 것을 확인하였다. 또한, 도 6에서 보듯이 본 발명에서 상기 천연광물질 및 숯 분말의 첨가비율은 적어도 5% 이상이 되어야 신선도 유지능을 가질 수 있음을 확인하였다.

또한, 본 발명의 실시예 1 및 비교예1의 방법으로 제작된 식품 포장재로 사과, 배, 귤, 복숭아 등의 과실은 물론 파, 양파, 상추 등의 일반 채소 등에 약 12주 정도의 적용기간으로 비교 테스트를 해본 결과, 중량 변화율, 경도, 산도, 당도, 부패율, 단면 비교 등에서 천연광물질 및 숯 분말을 포함하지 않은 통상의 저밀도 폴리에틸렌 완충재 보관 시와 본 발명으로 생산된 완제품으로 보관 시의 신선도 유지면에서 현격한 차이가 발생하였고, 약 30% 정도의 신선도 유지 개선 효과를 통한 보존 및 유통기간 증대 효과가 실제로 파악되었다.

이는 저밀도 폴리에틸렌 완충재의 장점뿐만이 아니라, 과실의 장기 보존 및 유통을 위해 밀폐 공간 및 저장환경 내의 O₂와 CO₂ 조절, 에틸렌 농도 조절, 여러 종류의 품질변화 억제제를 사용하는 기존 방식인 MAP (Modified Atmosphere Packing) 방식, MA저장 (Modified Atmosphere Storage), CA저장 (Controlled Atmosphere Storage) 등의 효과를 충분히 대체할 수 있는 수준이라 할 수 있다.

도 1은 본 발명의 식품 포장재 제조방법을 플로우 차트로 나타낸 것이다.

도 2a, b는 본 발명의 천연광물질 및 숯 분말입자를 함유하는 포장재와 함유하지 않는 포장재의 유해성분 흡착성을 검사한 결과이다.

도 3은 본 발명의 천연광물질 및 숯 분말입자를 함유하는 포장재와 함유하지 않는 포장재를 각각 사과에 적용한 경우, 저장기간에 따른 중량 감소율 변화를 측정한 그래프이다.

도 4는 본 발명의 천연광물질 및 숯 분말입자를 함유하는 포장재와 함유하지 않는 포장재를 각각 사과에 적용한 경우, 저장기간에 따른 부패율 변화를 측정한 그래프이다.

도 5는 사과, 귤, 양파 및 오이를 전혀 포장하지 않은 경우와 천연광물질 및 숯 분말입자를 함유하지 않는 포장재로 포장한 경우, 저장기간에 따른 식품의 부패 정도를 확인한 사진 결과이다.

도 6은 본 발명의 천연광물질 및 숯 분말입자를 폴리에틸렌 성분 총 중량에 대해 3% 및 5%로 포함시켜 포장재를 제조한 후, 사과, 귤, 양파 및 오이에 적용한 경우, 저장기간에 따른 식품의 부패 정도를 확인한 사진 결과이다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 식품(과일) 완충 포장재의 적용 형태를 도시한 것이다.(10 - 포장재, 20 - 식품(과일))

Claims

합성수지; 및

황토, 맥반석, 고령토, 불석, 장석, 흑운모, 옥, 셀레늄 및 숯을 함유하는 분말입자를 포함하는 식품 포장재로서,

상기 분말입자는 1,000 내지 1,500 메시 크기이며, 100 ㎡/g 이상의 비표면적을 가지고,

상기 분말입자는 황토 8~14중량%, 맥반석 5~9중량%, 고령토 14~18중량%, 불석 20~24중량%, 장석 2~5중량%, 흑운모 12~16중량%, 옥 5~9중량%, 셀레늄 3~10중량% 및 숯 1~5중량%를 함유하며,

상기 분말입자는 합성수지 100 중량부 당 5 내지 15 중량부로 포함되는 것을 특징으로 하는 식품 포장재.
제1항에 있어서, 상기 합성수지는 저밀도 폴리에틸렌인 것을 특징으로 하는 식품 포장재.
제1항에 있어서, 상기 분말입자는 공기 고속와류 및 고주파 압력변동에 따른 진동으로 자기파쇄시킨 것임을 특징으로 하는 식품 포장재.
제1항에 있어서, 상기 식품 포장재는 다공성 형태인 것을 특징으로 하는 식품 포장재.
제1항에 있어서, 상기 식품 포장재는 완충 포장재인 식품 포장재.
(a) 황토, 맥반석, 고령토, 불석, 장석, 흑운모, 옥, 셀레늄을 포함하는 천연광물질, 및 숯을 100~150 메시로 분쇄하는 단계;

(b) 상기 100~150 메시 크기의 분말을 공기 고속와류 및 고주파 압력변동에 따른 진동을 이용하여 1,000~1,500 메시 크기 및 100 ㎡/g 이상의 비표면적을 갖도록 자기파쇄하는 단계;

(c) 합성수지 분말 100 중량부에 대하여 상기 자기파쇄된 천연광물질 및 숯 분말을 5~15중량부를 혼합한 후, 40~60℃의 물을 분사시키면서 10~15분간 100~150rpm 속도로 교반하여 원료를 겔화하는 단계;

(d) 상기 겔화된 원료를 200~250℃로 가열된 1차 진공성형관에 투입시켜 고형화시키는 단계;

(e) 상기 고형화된 원료를 파라핀 용액을 분사하는 2차 진공성형관에 투입시켜 원료에 파라핀을 충진하는 단계; 및

(f) 상기 파라핀 충진된 원료를 성형시키는 단계

를 포함하는 식품 포장재 제조방법.
제6항에 있어서, 상기 단계(a)의 각 성분은 황토 8~14중량%, 맥반석 5~9중량%, 고령토 14~18중량%, 불석 20~24중량%, 장석 2~5중량%, 흑운모 12~16중량%, 옥 5~9중량%, 셀레늄 3~10중량% 및 숯 1~5중량%로 포함되는 것을 특징으로 하는 식품 포장재 제조방법.
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