KR101168640B1 - 항균기능이 있는 탈산소제와 그 제조 방법 - Google Patents

항균기능이 있는 탈산소제와 그 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 철 분말 탈산소제의 탈산소 기능이 저해되지 않으면서 우수한 항균 기능을 가지는 항균기능이 있는 탈산소제와 이 탈산소제의 용이한 제조 방법에 관한 것으로, 상기 본 발명의 항균기능이 있는 탈산소제는 철 분말, 담체 및 철 분말의 산화를 촉진하는 촉진제로 구성되는 탈산소제에 있어서, 상기 탈산소제는 알릴 이소티오시아네이트(Allyl Isothiocyanate; AIT)와 주정을 5:5 내지 8:2의 비율로 혼합한 혼합액을 담체에 함침한 후 일정량의 물을 더 함침하고 숙성시켜 흐름성이 부여된 AIT 담체를 포함하는 것임을 특징으로 한다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 항균기능이 있는 탈산소제는 철 분말의 탈산소제에 알릴 이소티오시아네이트(AIT)를 일정비율로 함유하는 AIT 담체가 혼합되어 얻어지므로 식품 포장 용기 내에 있어서 산소를 제거하는 탈산소 능력이 저해되지 않아 빠른 시간 내에 산소를 완전하게 제거할 수 있을 뿐 아니라, AIT의 항균작용이 발휘되므로 식품 포장지 내의 혐기성 세균까지 살균 내지 억제함으로써 신선도는 물론 유통기간도 획기적으로 늘릴 수 있는 새로운 항균 기능이 있는 탈산소제 및 이의 용이한 제조방법을 제공한다.
탈산소제, 항균기능, 식품보존, 담체, 철 분말.

Description

항균기능이 있는 탈산소제와 그 제조 방법{DEOXIDIZING AGENT WITH ANTIBIOSIS AND METHOD FOR PREPARATION THEREOF}
본 발명은 항균기능이 있는 탈산소제와 그 제조 방법에 관한 것으로, 보다 자세하게는 철 분말 탈산소제의 탈산소 기능이 저해되지 않으면서 우수한 항균 기능을 가지는 항균기능이 있는 탈산소제와 이 탈산소제의 용이한 제조 방법에 관한 것이다.
식생활 패턴의 변화 및 식품 공업의 발달 등에 따라, 통상적으로 가공식품은 광범위하게 유통되고 있는데 이를 위해서는 식품을 장기간 변질 없이 보존하는 것이 중요한 과제로 대두되었으며, 이러한 필요성을 충족하기 위해 식품을 폴리에틸렌 필름지나 플라스틱과 같은 재질의 밀폐용기 등에 포장하여 유통ㆍ보관하는 것이 일반적이며, 이때 포장된 식품의 산화를 방지하고 미생물의 생존이나 증식을 억제하기 위해서는 포장된 용기 내부에 산소가 엄격하게 배제되어야 하는 것이 필수적이다.
또한, 포장지 내의 식품의 변질 및 부패를 방지하기 위해서는 이러한 변패를 야기하는 세균성 미생물 등의 완전한 차단이 요구되고 있으며, 이를 위해 종래로부 터 일반적인 방법으로 방부제와 같은 항미생물제를 사용하고 있다.
종래의 탈산소제의 역할은 밀폐된 포장지 내에 식품과 함께 포장되어 포장지 내부 공간의 산소를 일정 시간 안에 제거하여 포장지 내를 무산소 상태를 유지시킴으로서 호기성 세균의 생육을 억제하여 식품의 유통기간을 연장시킬 수 있는 동시에 식품의 신선도를 향상시키는 작용을 하는 것이다.
이러한, 탈산소제의 대표적인 것으로는 철 분말의 산화 반응을 이용하는 것으로, 금속 염화물들이 촉진제로서 첨가된 철계 조성물로 된 탈산소제가 밀폐된 포장 용기 내부에 식품과 함께 밀봉되어 용기 내부에서 수분의 존재하에 철과 산소 간에 반응을 일으켜, 산소를 제거하는 적용을 하는 것으로, 식품 등의 제품의 품질 및 신선도를 보존하기 위해 가장 보편적으로 사용되고 있는 것이다.
이러한 철을 이용한 탈산소제는, 예를 들어 대한민국 특허출원 제1988-0005890호는 "고지속성 탈산소제"라는 명칭으로, "철분, 물, 할로겐화금속화물, 수난용성 충진제로 된 통상의 것에 있어서, 반응촉진제로서 과망간산 칼륨 또는 중크롬산 칼륨을 첨가한 것을 특징으로 하는 고지속성 탈산소제."를 개시하고 있으며, 대한민국 특허출원 제1999-0060072호는 "식품보존용 탈산소제"라는 명칭으로, "철분(Fe), 전해질로서 알카리금속염화물, 녹발생방지 및 순환반응기능을 갖는 탄산염을 화학반응당량으로 배합하고, 이 반응물들의 총량에 대하여 반응계 내에 수분을 균일하게 공여할 수 있게 하는 첨가제 5-20wt%를 혼합하여 됨을 특징으로 하는 탈산소제"를 개시하고 있으며, 그리고 대한민국 특허출원 제2004-0063598호는 "탈산소제 조성물, 탈산소제 포장체 및 산소 흡수 방법"이라는 명칭으로, "100 중량부의 철 분말 및, 저 수분전달(low moisture transport) 특성을 가진 알칼리 금속염 또는 알칼리 토금속염을 포함하는 0.1 중량부 이상의 촉진제(promoter)를 포함하는 탈산소제 조성물"을 개시하고 있다.
또한, 상기한 발명들의 철을 이용한 탈산소제에 있어서의 단점을 보완하기 위한 식품보존제로서 제안된 것으로, 예를 들어 대한민국 특허출원 제1998-0010797호는 "식품 보존제와 그 제조방법"이라는 명칭으로, "통기성 포장제에 충진된 후 식품 포장용기의 내부에 식품과 같이 밀봉되는 식품 보존용 탈산소제에 있어서, 상기 탈산소제; 및 다공질 제오라이트 60중량(%)에 에틸알콜과 염수(HCl)를 혼합한 40중량(%)의 수용액을 흡착시킨 입상체를 제조 후, 그 입상체 80중량(%)과 폴리비닐 알콜(P.V.A. P-17)20 중량(%)를 혼합하여 그 입상체의 표면에 폴리비닐 알콜이 소정의 두께로 흡착 되게 한 주정 입상체를 포함하고, 상기 통기성 포장제에 탈산소제와 주정 입상체를 5 : 5의 비율로 충진 후 식품 포장용기 내에 넣어 밀봉하여, 상기 탈산소제의 화학 반응(산화작용)으로 상기 주정 입상체로부터는 식품의 보존성을 높여주는 알콜 성분이 증기로 비산되게 한 식품 보존제"를 개시하였으며, 대한민국 특허출원 제1998-0703096호는 "식품의 신선도 보존방법 및 신선도 보존재"라는 명칭으로, "식품에 이소티오시안산 에스테르의 증기를 접속시킴에 있어서, 이 이소티오시안산 에스테르의 증기중에, 방향성분의 향기를 혼입하여, 이 이소티오시안산 에스테르의 취기를 실질상 느낄 수 없게 하는 것을 특징으로 하는 식품의 신선도 보존방법"을 개시하고 있다.
그러나, 상기 철 분말을 사용한 탈산소제에 관한 발명들은 단지 철의 산화반 응을 이용하여 포장지 내에 산소를 제거하므로 호기성 세균의 발현을 방지할 수는 있으나, 혐기성 세균의 발현을 방지할 수는 없어 다른 항균제를 함께 사용하여야 하는 불편함이 있으며, 상기 철 분말의 탈산소 작용을 이용하지 않는 식품보존제는 탈산소 작용을 가지지 않아 식품을 신선하게 보전하는데 한계가 있었으며, 단지 이소티오시안산 에스테르를 함유하는 살균성 가스를 이용하는 것에 지나지 않는 것이다.
따라서, 본 발명의 목적은 식품 포장 용기 내에 있어서 산소를 완전하게 제거할 수 있을 뿐 아니라, 항균 기능을 함께 부여하므로 혐기성 세균까지 살균 내지 억제함으로써 신선도는 물론 유통기간도 획기적으로 늘릴 수 있는 새로운 개념의 항균기능이 있는 탈산소제를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 탈산소 작용 및 항균 기능이 우수한 항균기능이 있는 탈산소제의 용이한 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 항균기능이 있는 탈산소제는;
철 분말, 담체 및 철 분말의 산화를 촉진하는 촉진제로 구성되는 탈산소제에 있어서,
삭제
상기 탈산소제는 알릴 이소티오시아네이트(Allyl Isothiocyanate; AIT)와 주정을 5:5 내지 8:2의 중량비의 비율로 혼합한 혼합액을 담체에 함침한 후 일정량의 물을 더 함침하고 숙성시켜 흐름성이 부여된 AIT 담체를 포함하는 것임을 특징으로 한다.
삭제
본 발명의 다른 목적을 달성하기 위한 항균기능이 있는 탈산소제의 제조 방법은;
알릴 이소티오시아네이트(AIT)와 주정을 5:5 내지 8:2의 중량비의 비율로 혼합하여 혼합액을 형성하는 단계;
혼합액을 담체와 2:8 내지는 1:9의 중량비의 비율로 균질하게 혼합하여 혼합액을 담체에 완전하게 함침하는 단계;
상기 단계에서 얻어진 AIT 혼합액이 함침된 담체에 일정한 양의 물을 부가하여 물을 함침한 AIT 혼합액이 함침된 담체를 얻는 단계; 및
상기 AIT 혼합액이 함침된 담체와 철 분말 탈산소제를 중량 대비 1:1~2의 비율로 혼합하는 단계로 이루어짐을 특징으로한다.
삭제
삭제
삭제
본 발명의 다른 구성에 따르면, 상기 AIT 혼합액이 함침된 담체는 담체 65 내지 75 중량%, 정수 15 내지 25 중량%, AIT 6 내지 8 중량%, 및 주정 1.5 내지 2.2 중량%로 구성되도록 혼합함을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 구성에 따르면, 상기 주정은 95% 에탄올을 사용함을 특징으로 한다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 항균기능이 있는 탈산소제는 철 분말의 탈산소제에 알릴 이소티오시아네이트(AIT)를 일정비율로 함유하는 AIT 담체가 혼합되어 얻어지므로 식품 포장 용기 내에 있어서 산소를 제거하는 탈산 능력이 저해되지 않아 빠른 시간 내에 산소를 완전하게 제거할 수 있을 뿐 아니라, AIT의 항균작용이 발휘되므로 식품 포장지 내의 혐기성 세균까지 살균 내지 억제함으로써 신선도는 물론 유통기간도 획기적으로 늘릴 수 있는 새로운 항균 기능이 있는 탈산소제 및 이의 용이한 제조방법을 제공한다.
이하, 본 발명을 바람직한 실시형태에 의해 보다 자세하게 설명한다.
분 발명에 따른 항균기능이 있는 탈산소제는 상기한 바와 같이 고추냉이나 겨자의 주성분으로 자극성 휘발성 물질인 알릴 이소티오시아네이트(AIT)를 수분을 함유할 수 있는 담체에 일정비율로 함침시킨 AIT 담체를 일정 비율로 포함한다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 AIT 담체는 탈산소제 중량 대비 20 내지 100 중량 %의 비율로 혼합되는데, 만일 20 중량% 이하로 부가되면 항균효과가 현저하게 감소하여 바람직하지 않다. 또한, 100 중량%에서 충분히 항균 효과를 발휘하므로 그 이상으로 부가되어도 항균 효과의 증진을 기대할 수 없으며 제조 비용만 증가하여 바람직하지 한다.
일반적으로 사용되어 지는 철 분말을 이용한 탈산소제는, 상기한 바와 같이 철 분말을 규조토와 같은 함수 담체 및 철 분말의 산화를 촉진하는 여러 촉진제와 균질하게 배합하여 얻어지며, 이때 함수율은 18 내지 24%로 한다.
그런데, 본 발명의 항균기능이 있는 탈산소제는 상기 종래의 탈산소제에 아래에 자세하게 기술하는 바와 같이 AIT를 이용한 AIT 담체를 별도로 제조하고 숙성시켜 흐름성을 부여하여, 일정한 비율로 섞은 후 철 분말과 함께 기존의 설비를 이용하여 제품을 생산하는 방식이다.
상기와 같이 본 발명에 따라 사용되는 알릴 이소티오시아네이트(Allyl isothiocyanate), 즉 AIT는 고추냉이나 겨자의 주성분으로 자극성 휘발성 물질로서 항균성이 강한 물질이다. 이러한 AIT의 항균력은 각종 세균에 억제력이 있다는 것이 많은 논문이나 적용사례에 의해 밝혀 진 바 있으나, 자극취와 휘발성이 강해 취급이 용이하지 않다.
특히, 상기한 AIT를 철 분말 탈산소제 등의 종래의 공지된 탈산소제와 사용하는 경우에는 탈산소제의 초기 탈산소 능력을 현격하게 감소시켜 탈산소 효과가 극히 적어 호기성 미생물의 번식을 억제하는 효과가 미약하여 실용성이 거의 없을 뿐 아니라, 또한 AIT를 단순하게 철 분말 탈산소제에 부가하는 방식은 유기성 휘발물질의 첨가로 인한 원재료의 흐름성에 문제가 발생하며 이를 해결하기 위해서는 새로운 생산설비의 설치 없이는 생산에 어려운 점이 있어 실용화할 수 없었다.
따라서, 본 발명에서는 아래의 바람직한 실시형태에서와 같이 제조된 AIT 담체를 제공하므로, 상기한 기존의 탈산소제의 능력에는 영향을 거의 끼치지 않고 초 기 탈산소 능력을 유지하게 할 수 있을 뿐 아니라 추가적인 생산 설비 없이 손쉽게 생산할 수 있는 항균 기능이 있는 탈산소제를 제공할 수 있다.
본 발명에 따른 AIT 담체의 제조 공정은 다음과 같다:
먼저, AIT 60 중량%와 주정 40 중량% 비율로 희석하여 혼합물을 형성한다. 여기서 주정은 AIT를 담체 내로 신속하게 함침할 수 있도록 하는 작용을 하고, 약간은 휘발한다. 상기 주정은, 특히 여기에 한정되는 것은 아니지만, 바람직하기로는 95% 에탄올을 사용한다.
다음으로, 상기 혼합액을 담체와 2:8 내지는 1:9 정도의 중량비의 비율로 균질하게 혼합하여 혼합액이 담체에 완전하게 함침되도록 한다. 본 발명에 따라 사용될 수 있는 담체의 종류로는 규조토, 활성탄, 실리카, 알루미나, 제올라이트, 벤토나이트, 해포석, 활성백토, 탈크 등에서 선택될 수 있으며, 이외에 철분의 산화를 도와주는 수분을 충분히 함유할 수 있으면 것이라면 이외의 다른 것도 가능하다. 특히, 수분 함유 및 유동성 등의 측면에서 규조토가 바람직하다.
상기 단계에서 얻어진 AIT 혼합액이 함침된 담체에 일정한 양의 물을 부가하여 물이 완전히 함침되도록 하므로 일정한 함수율을 갖는 본 발명에 따른 항균 및 탈산소제를 얻는다. 여기서, 바람직하기로는 AIT 혼합액이 함침된 담체 82 중량%에 물 18 중량%의 비율로 섞어 물이 완전히 함침되도록 하여 함수율 18%의 AIT 담체를 제조한다.
상기와 같이 본 발명의 방법에 따라 제조된 AIT 담체의 각 구성분의 조성비율은 가장 바람직하기로는 담체 62 내지 78 중량%, 정수 12 내지 28 중량%, AIT 6 내지 8 중량%, 및 주정 1.5 내지 2.2 중량%로 구성된다.
이하, 본 발명을 실시예 및 실험예에 의해 보다 자세하게 설명하지만, 본 발명의 범주가 여기에 한정되는 것이 아님은 물론이다.
실시예 1
알릴 이소티오시아네이트(AIT) 600g을 95% 에탄올 400g에 혼합 희석하여 혼합물 약 1kg을 얻었다.
상기 수득된 혼합물을 규조토 5.5kg과 균질하게 혼합하여 AIT 혼합액이 규조토에 완전하게 함침되도록 하였다. 이렇게 얻어진 AIT 혼합액이 함침된 규조토에 1430ml의 물을 부가하여 물이 완전히 함침되도록 하여 함수율 약 18%의 AIT 담체를 제조하였다.
상기 AIT 담체와 철 분말 탈산소제를 동일한 중량비율로 혼합하여 본 발명에 따른 항균기능이 있는 탈산소제를 제조하였다.
실시예 2
AIT 담체와 철 분말 탈산소제를 1:2의 비율로 혼합하는 외에는 실시예 1과 동일하게 하여 항균기능이 있는 탈산소제를 제조하였다.
실험예 1
본 발명에 따른 항균기능이 있는 탈산소제의 산소 및 이산화탄소 억제력 시험
식품의 신선도 유지 여부는 경시적으로 포장지 내의 산소와 이산화탄소 량의 증가를 측정하므로 알 수 있다. 특히, 일반적으로 식품이 부패하면 미생물의 호흡 이 증가하여 이산화탄소가 증가함을 나타낸다. 따라서, 본 실험예에서는 어묵 포장지 내 산소와 이산화탄소 량의 증가를 시간 흐름에 따라 측정하여 그 결과를 다음 표 1에 나타냈다.
자세한 실험 방법으로는, 탈산소제를 사용하지 않은 대조군, 시중에서 상업적으로 이용할 수 있는 시판의 철 분말 탈산소제 및 상기 실시예 1 및 2에 의해 얻어진 본 발명에 따른 항균 기능이 있는 탈산소제를 이용한 시판 어묵을 포장한 후 상온에 보관하면서 기간 경과에 따른 포장지 내의 산소 및 이산화탄소 발생을 측정하였다. 상기 시판 어묵은 종래의 탈산소제를 투입한 어묵(유통기한 내의 것) 약 250g을 구입하여 탈산소제를 모두 제거한 후 사용하였다. 시판 탈산소제, 실시예에 따라 얻어진 항균 탈산소제 각각 500cc용을 어묵과 함께 포장지에 투입한 후, 포장지 내를 탈기시킨 후 공기 300cc 투입한 후 완전하게 밀봉하였다. 상온에서 보관하면서 1일, 5일, 7일, 10일, 15일 경과 후 어묵 포장지 내 잔존 산소와 이산화탄소의 양을 측정하였다.
도 1은 본 실험예에 따라 실험된 각 군의 어묵의 15일 경과 후의 상태 사진이다.
구분
O2(%) CO2(%)
1일 5일 7일 10일 15일 1일 5일 7일 10일 15일
대조군 19.7 0 0 0 0 0 25 27 35 52
시판탈산소제(L사) 0 0 0.3 0.6 0.8 0 0.1 2.7 4.9 7.8
시판탈산소제(T사) 0 0 0.2 0.4 0.6 0 0 1.4 2.9 4.9
실시예 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0.1 0.3
실시예 2 0 0 0 0 0 0 0 0 0.08 0.5
상기 결과에서 알 수 있는 바와 같이, 대조군의 경우 저장 5일 경과 전후 이산화 탄소 발생이 급격하게 증가하여 미생물에 의한 부패가 시작되었음을 알 수 있으며, 시판 탈산소제의 경우 초기인 약 5일 전후에는 이산화탄소발생이 적으나 10일 전후에 현저하게 증가하였음을 확인할 수 있다. 이에 비해, 본원발명에 따른 실시예 1 및 2의 경우는 15일 경과시에도 이산화 탄소의 발생이 극히 미미하여 이때까지도 미생물의 번식은 시작되지 않았음을 알 수 있어 항균 능력이 월등하게 우수함이 확인되었다. 부가하여, 본 실험예의 실험조건을 상온에서 실시했기 때문에 냉장 유통시에는 그 신선도를 15일 이상으로 더 연장할 수 있음을 간접적으로 알 수 있을 것이다.
또한, 본 발명에 따른 실시예의 항균 탈산소제는 1일 경과시 산소 포장지 내의 산소를 모두 제거하여 시판 탈산소제 중에서 탈산소 능력이 우수한 제품(T사 제품)과 동일한 탈산소 능력을 나타냈을 뿐 아니라 그 탈산소 능력의 지속성에서는 기존 시판 제품보다 우수함을 알 수 있다.
실험예 2
본 발명에 따른 항균기능이 있는 탈산소제의 미생물 제어능력의 시험
본 실험예에서는 본 발명에 따른 항균 기능이 있는 탈산소제를 이용한 어묵의 미생물 제어 실험을 실시하였다.
자세한 실험방법으로는 종래의 탈산소제를 투입한 유통기한 내의 어묵 약 250g을 구입하여 탈산소제를 모두 제거한 후 탈산소제를 전혀 투입하지 않은 대조군 및 AIT 투입량이 0.1 및 0.2ml가 되도록 실시예 1에 따라 얻어진 항균 탈산소제를 어묵과 함께 포장지에 투입한 후, 포장지 내를 탈기시킨 후 공기 300cc 투입한 후 완전하게 밀봉하였다. 포장된 어묵을 상온에서 보관하면서 1일, 5일, 10일, 15일, 20일 경과 후 어묵 포장지 내의 세균수를 측정하여 그 결과를 다음 표 2에 나타냈다.
구분
AIT 투입량
세균수, 단위=CFU/g(n=3), 25℃
0일 5일 10일 15일 20일
대조군 - 0 4.5X104 5.3X105 3.5X109 7.8X109
실시예 1 0.2ml 0 2.3X101 2.8X103 3.2X105 4.6X107
실시예 2 0.1ml 0 2.1X102 3.4X104 4.6X106 5.5X108
상기 결과에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 항균 기능이 있는 탈산소제는 용량의존적으로 미생물의 발생을 억제하는 효과가 있음을 알 수 있다.
도 1은 실험예 1에 따라 실험된 각 군의 어묵의 15일 경과 후의 상태 사진이다.

Claims (6)

  1. 삭제
  2. 철 분말, 담체 및 철 분말의 산화를 촉진하는 촉진제로 구성되는 탈산소제에 있어서,
    상기 탈산소제는 알릴 이소티오시아네이트(Allyl Isothiocyanate; AIT)와 주정을 5:5 내지 8:2의 중량비의 비율로 혼합한 혼합액을 담체에 함침한 후 일정량의 물을 더 함침하고 숙성시켜 흐름성이 부여된 AIT 담체를 포함하는 것임을 특징으로 하는 항균기능이 있는 탈산소제.
  3. 삭제
  4. 알릴 이소티오시아네이트(AIT)와 주정을 5:5 내지 8:2의 중량비의 비율로 혼합하여 혼합액을 형성하는 단계;
    혼합액을 담체와 2:8 내지는 1:9의 중량비의 비율로 균질하게 혼합하여 혼합액을 담체에 완전하게 함침하는 단계;
    상기 단계에서 얻어진 AIT 혼합액이 함침된 담체에 일정한 양의 물을 부가하여 물을 함침한 AIT 혼합액이 함침된 담체를 얻는 단계; 및
    상기 AIT 혼합액이 함침된 담체와 철 분말 탈산소제를 중량 대비 1:1~2의 비율로 혼합하는 단계로 이루어짐을 특징으로 하는 항균기능이 있는 탈산소제의 제조 방법.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 AIT 혼합액이 함침된 담체는 담체 65 내지 75 중량%, 정수 15 내지 25 중량%, AIT 6 내지 8 중량%, 및 주정 1.5 내지 2.2 중량%로 구성되도록 혼합함을 특징으로 하는 항균기능이 있는 탈산소제의 제조 방법.
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 주정은 95% 에탄올을 사용함을 특징으로 하는 항균기능이 있는 탈산소제의 제조 방법.
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