KR101494381B1 - 철이 코팅된 제올라이트를 포함하는 기능성 식품 포장재의 제조방법 - Google Patents

철이 코팅된 제올라이트를 포함하는 기능성 식품 포장재의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 기능성 식품 포장재에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 합성수지를 주원료로 하는 식품 포장재에 철이 코팅된 제올라이트(iron-coated zeolite) 분말, 미세분말 형태의 천연광물질 및 숯의 분말입자를 포함시킴으로써, 포장재의 유해성분 흡착력, 항균 활성을 증진시키고, 특히, 항산화 작용을 증진시켜 식품의 저장성 을 증대시킨 식품 포장재에 관한 것이다. 본 발명은 기능성 식품 포장재는 기능성 분말의 첨가량을 최소화하여, 포장재의 성형성에 영향을 주지 않고, 포장재의 투명도를 유지하면서 식품 저장성을 극대화할 수 있다. 또한, 항산화작용에 의해서 식품, 특히, 육류의 산패를 방지할 수 있다.

Description

철이 코팅된 제올라이트를 포함하는 기능성 식품 포장재의 제조방법{Method for preparing functional food packaging including iron-coated zeolite}
본 발명은 기능성 식품 포장재에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 합성수지를 주원료로 하는 식품 포장재에 철이 코팅된 제올라이트(iron-coated zeolite) 분말, 미세분말 형태의 천연광물질 및 숯의 분말입자를 포함시킴으로써, 포장재의 유해성분 흡착력, 항균 활성을 증진시키고, 특히, 항산화 작용을 증진시켜 식품의 저장성을 증대시킨 식품 포장재에 관한 것이다.
소득의 증가와 생활수준의 향상에 따라 국민들의 식품 품질에 대한 관심이 높아지고 있으며 친환경 농산물 및 냉장육류의 소비가 급증하여 국민 건강 차원에서 유통과정에서 발생할 수 있는 농산물의 신선도 유지 및 식품의 산화방지를 방지할 수 있는 기능성 포장에 대한 필요성이 커지고 있다.
식품의 부패를 방지하는 기술을 선도유지 기능성 포장기술이라고 하는데 이는 식품의 품질 변화를 가져오는 산소의 차단, 농산물이나 식물의 성숙을 촉진하여 부패를 발생시키는 호르몬인 에틸렌의 흡착 및 분해, 식품의 변질을 가져오는 수분의 조절, 항균성과 항곰팡이성 물질의 첨가와 같은 방법에 의해 구현되고 있다.
포장재 내 내용물의 신선도 유지 기간 증대를 목적으로 하는 기존 국내외 식품포장재는 제조방식에 따라 에틸렌가스 조절 목적의 선도유지 물질을 포장재 제조 시 첨가하는 “첨가방식”과 포장재 제조 시 미세한 구멍을 내어 포장재 내 이산화탄소 및 산소의 적정량을 조절하는 “천공방식”등 크게 두 가지 방식으로 분류된다.
기능성 포장재 연구에서 사용하는 대표적인 방법에는 특정 기체를 방출 또는 흡착하여 그 농도를 조절하거나 항균 물질이나 항산화 물질, 또는 방담제 등을 첨가하는 방법이 있다. 최근에는 이러한 식품저장 의미에서의 기능성 외에도 소비자의 편리성, 품질관리, 환경보호의 개념이 도입되어 덮개가 쉽게 열리는 포장 용기(easy peeling), 환경온도의 이력을 누적 표시하는 시간-온도 적산 지시계(TTI), 산소 지시계 등의 새로운 포장 기술이 선진국을 중심으로 개발되는 등 포장재에 대한 관심이 증대되고 있다.
국내의 선도 유지제 사용 포장재 개발 기술은 숯이나 키토산 등을 이용하여 일부 상용화가 이루어지고 있으나 실제로는 항균성을 강조한 것으로 선도유지 효과에서는 기존 제품과 크게 차별성을 보이지 않아 선도유지 측면에서 기술의 상용화는 미흡한 상태이다. 특히 대부분의 제품은 국내 자체의 기술 개발이 아닌 단순히 일본 등에서 개발된 제조 기술을 들여와 소량으로 생산하는 것에 불과한 현실이다.
국외의 경우 선도유지 포장 기술이 직접 상용화되어 제품으로 판매되고 있다. 첨가방식으로 미국의 Green Bag과 일본의 아이사이카(愛菜果)가 있으며 천공방식으로는 일본의 P-Plus와 이스라엘회사인 Stepac의 Xtend가 있다. 미국의 Green Bag과 아이사이카는 현재 국내에 수입되어 시판되고 있으나 높은 가격 등으로 인해 인지도가 높지 않다. 일본의 P-Plus도 일부 수입되고 있으나 천공방식으로의 한계점과 높은 가격에 의해 판매가 많이 이루어지지 못하고 있다. Xtend는 향후 수입이 이루어질 예정이나 천공방식으로의 한계점으로 인해 범용적으로 사용되는데 한계가 있다.
이러한 문제를 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 발명자의 등록특허인 제10-0949531호에는 천연광물질, 숯을 함유하는 분말입자를 포함하는 포장재가 개시되어 있다. 이 포장재는 식품 저장성이 우수하나, 분말입자의 첨가량이 합성수지 100 중량부 당 5 내지 15 중량부로 많이 첨가되어, 포장재의 성형성에 영향을 주며, 포장재의 투명도가 떨어질 수 있다는 문제가 있었다.
또한, 식품 저장성을 더욱 향상시키기 위해서 식품의 산화(산화적 산패)를 방지하는 항산화 기능을 강화할 필요가 있다. 산패는 공기 중 산소에 의한 식품의 산화에 의해서 식품의 맛과 색상이 나빠지며 이취가 발생하는 등 식품 성상에 변화가 생기는 현상이다. 산패는 식품의 품질을 저하시키고 영양소를 파괴하며 암 유발인자를 형성하기도 하므로, 식품 저장성을 향상시키기 위해서는 식품 포장재 내의 산소를 최대한 제거하여 산패를 방지할 필요가 있다. 종래에는 식품 포장재 내의 산소를 제거하기 위해서 탈산소제 또는 산소흡수제를 별도로 제작하여 포장박스 또는 포장용기의 내부에 넣는 방법이 많이 사용되나, 이러한 방법은 공정이 복잡하고, 수분이 많은 농산물이나 육류 및 어패류에 사용시에는 탈산소제가 흘러나와 식품을 오염시킬 수 있다는 문제가 있었다.
등록특허 제10-0949531호
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 천연광물질, 숯 분말입자의 첨가량을 줄이고, 철이 코팅된 제올라이트 분말을 포함시켜, 포장재의 성형성에 영향을 주지 않고, 포장재의 투명도를 유지하면서 식품 저장성을 극대화하고 인체 안전성을 증진시킨 식품 포장재를 제공함을 목적으로 한다.
또한, 항산화기능이 강화되어 별도의 탈산소제가 필요없는 식품 포장재를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 식품 포장재의 제조방법을 제공하는 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 식품 포장재는 합성수지와, 황토, 맥반석, 고령토, 불석, 장석, 흑운모, 옥, 셀레늄 및 숯을 함유하는 분말입자와, 철이 코팅된 제올라이트 분말을 포함한다.
상기 식품 포장재에 있어서, 상기 분말입자는 합성수지 100 중량부 당 1 내지 3 중량부로 포함되며, 상기 철이 코팅된 제올라이트 분말은 0.1 내지 1.5 중량부로 포함되는 것이 바람직하다. 상기 범위에서 포장재 성형성을 저해하지 않으면서 최적의 식품 저장성을 보유할 수 있으며, 포장재의 투명도도 유지할 수 있기 때문이다.
또한, 상기 철이 코팅된 제올라이트 분말에 있어서 철은 제올라이트 100중량부 당 5 내지 20 중량부로 포함된 것이 바람직하다. 5 중량부 미만인 경우에는 산소를 흡착하여 산패를 방지하는 효과가 떨어지며, 20 중량부 이상인 경우에는 철이 고르게 제올라이트의 기공에 코팅되기 어렵기 때문이다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 식품 포장재의 제조방법은 (a) 황토, 맥반석, 고령토, 불석, 장석, 흑운모, 옥, 셀레늄을 포함하는 천연광물질, 및 숯을 혼합하여 조분쇄한 후 상기 조분쇄된 분말을 평균 입도가 3~4㎛ 크기로 자기파쇄하여 분말입자를 얻는 단계와, (b) 상기 분말입자와 합성수지를 혼합하고, 혼합 배치를 챔버 내의 온도가 170~190℃로 유지되는 압출기에 투입하여 평균직경이 2.5㎜∼3㎜이며, 분말입자의 비율이 20~30중량%인 분말입자 마스터 배치를 제조하는 단계와, (c) 철이 코팅된 제올라이트 분말을 준비하여, 합성수지와 혼합하고, 혼합 배치를 챔버 내의 온도가 170~190℃로 유지되는 압출기에 투입하여 평균직경이 2.5㎜∼3㎜이며, 철이 코팅된 제올라이트 분말의 비율이 5~15중량%인 철이 코팅된 제올라이트 마스터 배치를 제조하는 단계와, (d) 상기 분말입자 마스터 배치와 철이 코팅된 제올라이트 마스터 배치 및 합성수지를 혼합한 후 필름성형기에 투입하여 압출하는 단계를 포함한다.
상술한 식품 포장재의 제조방법에 있어서. 상기 철이 코팅된 제올라이트 분말을 준비하는 단계는, 염화철 또는 염화철 수화물을 증류수에 용해시켜 수용액을 제조하는 단계와, 건조 겔 전환법에 의해서 제조된 제올라이트 분말을 상기 수용액에 첨가하는 단계와, 상기 수용액에서 제올라이트 분말을 회수한 후 진공 건조하는 단계와, 진공 건조된 제올라이트 분말을 질소 분위기, 450~550℃에서 10~14시간 열처리하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 식품 포장재는 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 기능성 분말의 첨가량을 최소화하여, 포장재의 성형성에 영향을 주지 않고, 포장재의 투명도를 유지하면서 식품 저장성을 극대화할 수 있다.
둘째, 항산화작용에 의해서 식품의 산화에 의한 부패가 방지되어, 식품 저장성을 극대화할 수 있다. 본 발명에 따른 식품 포장재에 포함된 철이 코팅된 제올라이트는 비표면적이 매우 넓은 다공성 구조를 가지며, 코팅된 철은 산소와 쉽게 결합하므로 포장재 내의 식품이 산화에 의해서 부패하는 것을 방지한다.
셋째, 에틸렌 가스 흡착 효과를 통해 선도유지 효과가 구현된다. 에틸렌가스(C2H4)는 기체 상태의 탄소화합물로서, 과실의 숙성을 촉진시키는 노화 호르몬이다. 본 발명에 따른 식품 포장재는 내부 다공성 구조를 통해 에틸렌가스를 흡착하여 식품의 숙성을 지연시키고, 신선도를 유지시켜줄 수 있다.
넷째, 습도 조절 효과를 통해 포장재 내 식품 및 농산물의 선도가 유지된다. 과채류의 호흡에 의해 포장재 내의 수분함량이나 가스 조성은 초기상태에서 변화하게 되는데, 포장재 내의 과도한 수분함량은 특히 수분에 민감한 식품이나 농산물에 부정적인 영향을 줄 수 있다. 반면에 식품이나 농산물로부터 수분이 과도하게 손실되면 식품이나 농산물이 과도하게 건조될 수 있다. 본 발명에 따른 식품 포장재는 포장재 내부 수분함량 변화에 따라 포장재 내부 표면에서 자연적인 수분의 흡착과 방출이 일어나 습도의 자연적 조절이 가능하게 된다.
다섯째, 항균 및 항곰팡이 효과를 통해 포장재 내의 식품 및 농산물의 부패가 지연된다. 항균 성분이 포함된 천연물질의 작용으로 세균 증식이 억제되며, 항곰팡이 성분이 포함된 천연물질의 복합물질의 작용으로 곰팡이의 증식 또한 억제되어 포장재 내 식품 및 농산물의 부패가 지연된다.
여섯째, 원적외선 방사 효과를 통해 식품의 신선도를 오래도록 유지시켜 준다. 본 발명에 따른 식품 포장재의 천연광물질에서 방사되는 원적외선은 세포의 생리 화학적 활성능력을 증진시켜, 세포조직의 산화를 방지하는 것으로 알려진 아스코르빈산(비타민C)의 분해를 지연시켜 준다. 이러한 작용을 통해 식품의 산패현상을 지연시키고 신선도를 오래 유지시켜 주게 된다.
도 1은 본 발명에 따른 식품 포장재 제조방법을 나타낸 순서도이다.
도 2는 철이 코팅된 제올라이트 분말의 제조방법을 나타낸 순서도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다음에 소개되는 실시예는 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다.
본 발명에 따른 식품 포장재는 합성수지와, 황토, 맥반석, 고령토, 불석, 장석, 흑운모, 옥, 셀레늄 등의 천연광물질 및 숯을 함유하는 분말입자와, 철이 코팅된 제올라이트 분말을 포함한다.
합성수지로는 특별히 제한하는 것은 아니지만, 예를 들면, 폴리에틸렌, 폴리스티렌, 폴리프로필렌 및 폴리염화비닐 등을 이용할 수 있으며, 바람직하게는 폴리에틸렌, 더욱 바람직하게는 저밀도 폴리에틸렌을 사용할 수 있다.
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 나타내도록 하기 위한 수치이며, 최대 함량이 초과되는 경우에는 포장재 성형성에 문제를 야기할 수 있다.
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.
철이 코팅된 제올라이트 분말은 식품 포장재의 항산화기능을 강화하기 위해 첨가한다. 제올라이트는 함수 알루미늄 규산염 광물의 일종으로 (Si, Al)O4의 사면체가 입체 망상으로 결합하고 있는 다공성 구조를 가진다. 본 발명에 있어서, 제올라이트는 넓은 비표면적을 제공하는 골격구조로서의 역할을 한다. 철은 수용성이 있는 철 함유 화합물을 물에 용해시킨 후 제올라이트에 함침(Impregnation)시키는 방법으로 제올라이트의 표면에 코팅된다. 코팅된 철은 식품 포장재 내의 산소와 반응하여 산화철로 변화하면서, 식품 포장재 내의 산소를 제거하여, 식품의 산패를 방지한다.
본 발명에 있어서, 제올라이트 분말은 건조 겔 전환법을 이용하여 합성하는 것이 바람직하다. 수열합성법에 비해서 비표면적이 넓은 제올라이트 분말을 용이하게 얻을 수 있기 때문이다.
또한, 본 발명의 상기 천연광물질 및 숯을 함유한 분말입자는 합성수지 100 중량부 당 1 내지 3 중량부로 포함되며, 상기 철이 코팅된 제올라이트 분말은 0.1 내지 1.5 중량부로 포함되는 것이 바람직한데, 상기 범위에서 포장재 성형성을 저해하지 않으면서 최적의 식품 저장성을 보유할 수 있게 된다. 또한, 포장재의 투명도도 유지할 수 있다.
이하, 구체적인 실시예를 통해서 더욱 상세하게 설명한다.
[실시예 1]
본 실시예에서는 합성수지와, 천연광물질 및 숯을 함유한 분말입자와, 철이 코팅된 제올라이트 분말을 이용하여 비닐 팩 포장재를 제조하였다.
도 1에 도시된 바와 같이, 포장재의 제조단계는 크게 분말입자와 철이 코팅된 제올라이트 분말 및 폴리에틸렌을 준비하는 단계, 분말입자와 폴리에틸렌이 혼합된 마스터 배치와 철이 코팅된 제올라이트 분말과 폴리에틸렌이 혼합된 마스터 배치를 제조하는 단계, 마스터 배치 들과 폴리에틸렌을 혼합하여 비닐 팩 포장재를 제조하는 단계를 포함한다. 이하, 각각의 단계에 대해서 차례로 설명한다.
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, 불석, 장석, 흑운모, 옥, 셀레늄 및 숯을 각각 13 : 8 : 17 : 23 : 4 : 16 : 8 : 8 : 3의 중량 비율로 혼합하고, 약 100 메시 크기로 분쇄하였다.
상기 분쇄된 분말을 제트 밀(Jet-mill)을 이용한 건식분쇄법의 일종인 자기파쇄 (Self-Grinding) 방식의 고성능 미네랄 분쇄 설비를 활용하여 파쇄시켜 평균 입도가 약 3~4㎛ 정도가 되도록 분쇄하였다.
철이 코팅된 제올라이트의 합성 방법은 크게 제올라이트를 합성하는 단계와 합성된 제올라이트를 철로 코팅하는 단계를 포함한다. 먼저, 제올라이트를 합성하는 단계에 대해서 설명한다.
제올라이트 합성 방법으로는 수열합성법과 건조 겔 전환법 등이 있으나, 건조 겔 전환법을 사용하여 제조하는 것이 비표면적이 넓은 제올라이트를 용이하게 합성할 수 있다는 점에서 바람직하다.
도 2에 도시된 바와 같이, 건조 겔 전환법에 의한 제올라이트 합성 방법은 알루미나와 실리카의 원료 용액을 만드는 단계로 시작된다. 황산 알루미늄을 80℃의 증류수에 녹여 알루미나 원료 용액을 만들었다. 그리고 구조 유도 물질인 수산화 테트라에틸암모늄(tetraethylammonium hydroxide: TEAOH)과 수산화 나트륨을 녹인 상온의 용액에 실리카 원료 물질인 콜로이달 실리카(colloidal sillica)를 넣어 실리카 원료 용액을 만들었다.
다음, 알루미나 원료 용액과 실리카 원료 용액을 2시간 정도 혼합한 후 80℃로 가열하면서 교반하여 물을 제거하였다. 그리고 바싹 말린 반응물의 건조 겔을 분쇄하였다.
다음, 건조 겔을 오토클레이브의 내부 가운데에 배치한 후 그 아래에 물을 채웠다. 그리고 오토클레이브를 가열하여 고온의 수증기를 건조 겔을 공급함으로써, 건조 겔을 결정화하여 제올라이트를 얻었다. 제조된 제올라이트를 평균 입도가 약 3~4㎛ 정도가 되도록 분쇄하였다.
다음, 합성된 제올라이트를 철로 코팅하는 단계를 설명한다.
염화철수화물(FeCl22H2O) 80g을 증류수 100g에 용해시킨 후, 이 수용액에 제조된 제올라이트 500g을 첨가하였다. 그리고 상온에서 6시간 정도 교반한 후 제올라이트를 회수하여 130℃ 진공오븐에서 6시간 건조하고, 질소분위기, 500℃에서 12시간 열처리하여 철이 코팅된 제올라이트를 합성하였다. 이때, 제올라이트의 철 코팅량은 제올라이트 100중량부 당 10중량부였다. 건조 및 열처리 단계는 철이 산화되는 것을 방지하기 위해서 진공 또는 질소 분위기에서 진행되었다.
다음, 마스터 배치(Master batch)를 제조하는 단계에 대해서 설명한다.
제조된 분말입자를 합성 수지인 폴리에틸렌과 혼합한 후 압출기(Extruder)에 투입하여 펠릿 형태의 마스터 배치를 제조하였다.
분말입자와 폴리에틸렌의 균일한 혼합을 위해 파워 믹서(Power mixer)를 사용하여 혼합하였으며, 원료 분말과 폴리에틸렌 수지의 혼합 배치(Batch)를 압출기에 투입하였다. 압출기의 챔버 내 온도는 약 180℃ 정도를 유지하며 마스터 배치의 직경이 약 2.5㎜∼3㎜가 되도록 스크루의 속도를 조절하며 안정적인 마스터 배치의 제조가 가능하도록 하였다. 분말입자와 폴리에틸렌 수지의 혼합 배치 투입 시 응집(Agglomeration)을 방지하기 위하여 분산제로 폴리에틸렌 계 분산제를 일부 사용하였다. 분말입자와 폴리에틸렌 수지의 조성은 분말입자의 비율이 25중량%가 되도록 하였다.
철이 코팅된 제올라이트 마스터 배치도 상술한 분말입자의 마스터 배치 제조방법과 동일한 방법으로 제조하였다. 단, 철이 코팅된 제올라이트 분말과 폴리에틸렌 수지의 조성은 철이 코팅된 제올라이트 분말의 비율이 10중량%가 되도록 하였다.
마지막으로, 제조된 분말입자 마스터 배치와 철이 코팅된 제올라이트 마스터 배치 및 폴리에틸렌 수지를 폴리에틸렌 97중량%, 분말입자 2.5중량%, 철이 코팅된 제올라이트 0.5중량%가 되도록 혼합한 후 필름성형기에 투입하여 압출함으로써 포장재를 제작하였다. 필름 압출과 동시에 지퍼를 필름에 부착하여 지퍼백 형태의 포장재를 제작하였다.
[실시예 2]
실시예 1의 분말입자 마스터 배치와 철이 코팅된 제올라이트 마스터 배치 및 폴리에틸렌 수지를 폴리에틸렌 97.5중량%, 분말입자 1.25중량%, 철이 코팅된 제올라이트 1.25중량%가 되도록 혼합한 후 필름성형기에 투입하여 압출함으로써 포장재를 제작하였다.
[실시예 3]
실시예 1의 제올라이트를 철로 코팅하는 단계에서 염화철수화물(FeCl22H2O) 160g을 증류수 100g에 용해시킨 후, 이 수용액에 제조된 제올라이트 500g을 첨가하였다. 즉, 염화철수용액의 철 이온 농도를 실시예 1에 비해서 높게 하였다. 실시예 3에서 사용된 철이 코팅된 제올라이트의 철 코팅량은 제올라이트 100중량부 당 20중량부였다. 이를 제외하고는 실시예 1과 동일한 방식으로 포장재를 제작하였다.
[비교예 1]
분말입자나 철이 코팅된 제올라이트 분말을 첨가하지 않은 폴리에틸렌 수지를 필름성형기에 투입하여 압출함으로써 포장재를 제작하였다.
[비교예 2]
실시예 1의 철이 코팅된 제올라이트 마스터 배치 및 폴리에틸렌 수지를 폴리에틸렌 97.5중량%, 철이 코팅된 제올라이트 2.5중량%가 되도록 혼합한 후 필름성형기에 투입하여 압출함으로써 포장재를 제작하였다.
[실험예 1]
실시예 1과 2 및 비교예 1과 2에서 각각 제조된 지퍼백 형태의 포장재의 선도유지 기능을 평가하기 위하여, 각 포장재로 냉장 돈육(목살)를 포장한 후, 저장기간에 따른 부패율을 측정하였다. 실험에 사용된 돈육은 실험 시작일 당일에 구입하였다.
돈육 200g을 각각의 지퍼백을 이용하여 포장한 후, 온도 5±1℃, 습도 40±3%의 조건에서 보관하며, 돈육의 저장기간에 따른 부패율을 측정하였다.
측정결과는 아래의 표 1과 같다.

 시료상태
7일 후 14일 후 21일 후
실시예 1 시료상태 양호 시료상태 양호 손실률 25%
실시예 2 시료상태 양호 손실률 5% 손실률 35%
실시예 3 시료상태 양호 시료상태 양호 손실률 15%
비교예 1 시료상태 양호 손실률 25% 손실률 80%
녹색변색
비교예 2 시료상태 양호 손실률 15% 손실률 70%
녹색변색
실시예 1와 3에서 제조된 지퍼백은 2주 이상이 경과한 후에도 시료상태가 양호하였으며, 실시예 2에서 제조된 지퍼백은 14일차에 일부 변패로 인해 손실률이 5%가 나타났다. 비교예 1과 2의 경우에는 7일차에는 비교적 양호한 상태를 나타내나, 14일차에는 15 ~ 25%정도의 손실률을 보였다. 또한 비교예 1과 2의 21일차에는 돈육의 장기저장시 미오글로빈 파괴로 인해 돈육 표면이 녹색으로 변하고, 70 ~ 80% 정도의 손실률을 보였다. 따라서 본 발명의 천연광물질 및 숯 분말입자와 철이 코팅된 제올라이트 분말을 포함하는 실시예 1 내지 3의 포장재를 적용할 경우, 돈육(목살)의 냉장 저장성이 매우 뛰어난 것을 알 수 있다.
[실험예 2]
실시예 1, 2, 3 및 비교예 1과 2에서 각각 제조된 지퍼백 형태의 포장재의 선도유지 기능을 평가하기 위하여, 각 포장재로 상추를 포장한 후, 저장기간에 따른 부패율을 측정하였다. 실험에 사용된 상추는 실험 시작일 당일에 구입하였다.
상추를 각각의 지퍼백을 이용하여 포장한 후, 온도 18±2℃, 습도 43±3%의 조건에서 보관하며, 상추의 저장기간에 따른 부패율을 측정하였다.
측정결과는 아래의 표 2와 같다.

 시료상태
7일 후 10일 후 15일 후
실시예 1 시료상태 양호 시료상태 양호 손실률 38%
실시예 2 시료상태 양호 시료상태 양호 손실률 60%
실시예 3 시료상태 양호 시료상태 양호 손실률 20%
비교예 1 손실률 90% 심한 부패상태 심한 부패상태
비교예 2 손실률 60% 심한 부패상태 심한 부패상태
표 2에서 알 수 있듯이, 실시예 3에서 제조된 지퍼백은 2주 이상이 경과한 후에도 시료상태가 양호하였으며, 실시예 1과 2에서 제조된 지퍼백은 10일 정도까지는 시료상태가 양호하였다. 비교예 1과 2의 경우에는 1주일 정도 경과하면 60 ~ 90%정도의 손실률을 보였다. 따라서 본 발명의 천연광물질 및 숯 분말입자와 철이 코팅된 제올라이트 분말을 포함하는 실시예 1 내지 3의 포장재를 적용할 경우, 식품 저장성이 매우 뛰어난 것을 알 수 있다.이상에서 설명된 실시예는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한 것에 불과하고, 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상과 특허청구범위 내에서 이 분야의 당업자에 의하여 다양한 변경, 변형 또는 치환이 가능할 것이며, 그와 같은 실시예들은 본 발명의 범위에 속하는 것으로 이해되어야 한다.

Claims (9)

  1. (a) 황토, 맥반석, 고령토, 불석, 장석, 흑운모, 옥, 셀레늄을 포함하는 천연광물질, 및 숯을 황토 8~14중량%, 맥반석 5~9중량%, 고령토14~18중량%, 불석 20~24중량%, 장석 2~5중량%, 흑운모 12~16중량%, 옥 5~9중량%, 셀레늄 3~10중량% 및 숯 1~5중량% 비율로 혼합하고, 100 메시 크기로 조분쇄한 후 상기 조분쇄된 분말을 평균 입도가 3~4㎛ 크기로 자기파쇄하여 분말입자를 얻는 단계와,
    (b) 상기 분말입자와 합성수지를 혼합하고, 혼합 배치를 챔버 내의 온도가 170~190℃로 유지되는 압출기에 투입하여 평균직경이 2.5~3㎜이며, 분말입자의 비율이 20~30중량%인 분말입자 마스터 배치를 제조하는 단계와,
    (c) 철이 코팅된 제올라이트 분말을 준비하여 합성수지와 혼합하고, 혼합 배치를 챔버 내의 온도가 170~190℃로 유지되는 압출기에 투입하여 평균직경이 2.5~3㎜이며, 철이 코팅된 제올라이트 분말의 비율이 5~15중량%인 철이 코팅된 제올라이트 마스터 배치를 제조하는 단계와,
    (d) 상기 분말입자 마스터 배치와 철이 코팅된 제올라이트 마스터 배치 및 합성수지를 혼합한 후 필름성형기에 투입하여 압출하는 단계를 포함하며,
    상기 철이 코팅된 제올라이트 분말을 준비하는 단계는,
    염화철 또는 염화철 수화물을 증류수에 용해시켜 수용액을 제조하는 단계와,
    건조 겔 전환법에 의해서 제조된 제올라이트 분말을 상기 수용액에 첨가하고, 상온에서 6시간 교반하는 단계와,
    상기 수용액에서 제올라이트 분말을 회수한 후 130℃ 진공오븐에서 6시간 진공 건조하는 단계와,
    진공 건조된 제올라이트 분말을 질소 분위기, 450~550℃에서 10~14시간 열처리하는 단계를 포함하며,
    상기 (d)단계에서, 상기 분말입자는 합성수지 100중량부 당 1 내지 3중량부로 포함되며, 상기 철이 코팅된 제올라이트 분말은 0.1 내지 1.5중량부로 포함되며,
    상기 철이 코팅된 제올라이트 분말에 있어서 철은 제올라이트 100중량부 당 5 내지 20중량부로 포함되는 것을 특징으로 하는 식품 포장재의 제조방법.
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