KR101877703B1 - 멍게 껍질 단백질 및 폴리락트산이 적층된 친환경 식품 포장재 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 폴리락트산이 적층된 멍개 껍질 단백질을 이용한 생분해성 필름의 제조 방법 및 상기 방법으로 제조된 생분해성 필름에 관한 것으로, 본 발명의 방법으로 제조된 필름은 물성이 우수할 뿐만 아니라 수분 저항성 및 열 저항성이 우수하기 때문에 친환경적인 식품 포장재로 유용하게 사용될 수 있다.

Description

멍게 껍질 단백질 및 폴리락트산이 적층된 친환경 식품 포장재 제조 방법{Manufacturing method of eco-friendly food packaging films using sea squirt shell protein and polylactic acid}
본 발명은 멍게 껍질을 이용한 생분해성 필름의 제조기술로써, 보다 상세하게는 멍게 껍질로부터 추출한 단백질 필름에 폴리락트산(polylactic acid)를 적층함으로써 수분저항성을 향상시킨 친환경 필름 포장재 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
식품포장재는 물리적 충격, 미생물의 오염, 화학적 성분 변화 등으로부터 식품을 보호하여 품질을 유지해야 하지만, 이 모든 기능을 수행할 수 있는 새로운 포장 소재를 발굴하는 것은 많은 시간과 비용이 소비된다. 따라서, 최근 둘 이상의 고분자 소재를 적층하여 적합한 기능을 갖는 포장재 개발이 주목받고 있다.
적층 필름을 구성하는 소재로는 산소와 수분을 효과적으로 차단할 수 있는 플라스틱과 알루미늄 등이 주로 사용된다. 그러나 적층 필름은 서로 다른 물질이 접합되어 있어서 재활용이 어렵고, 매립 또는 소각될 경우 심각한 환경오염을 초래하기 때문에, 자연계에서 쉽게 분해될 수 있는 소재로 구성된 친환경 적층 포장재의 개발이 요구되는 실정이다.
멍게(Halocynthia roretzi)는 척색동물문 해초강에 속하는 해양생물이며, 전 세계 해역에서 암석과 해초에 부착하여 서식한다. 특히 한국, 일본과 같은 동아시아 지역에서는 멍게 양식업이 발달하여 수산식품으로서 활발하게 소비된다. 그러나 멍게가 섭취된 후 버려지는 멍게의 껍질은 43% 셀룰로오스와 40% 단백질로 구성되어 있음에도 불구하고 활용되는 바 없이 대부분 버려지고 있다. 최근에는 이를 이용하기 위한 연구로써, 대한민국 공개특허 제10-2012-0138089호에 멍게 껍질 추출물을 유효 성분으로 하여 탈모방지 및 발모촉진을 위한 두피개선용 조성물 제조에 대한 내용이 공개되었고, 제10-2013-0122188호에 멍게 껍질 추출물을 포함하는 피부 주름 개선용 화장품 조성물 제조에 대한 내용이 공개되었으나, 산업적 활용도는 여전히 미미하다. 또한 대한민국 공개특허 제10-2014-0127456호에는 멍게 껍질을 포함하는 셀룰로오스 필름 제조에 대한 내용이 공개되었으나, 식품 포장재로서 멍게 껍질에 있는 단백질을 활용한 연구는 보고된 바가 없다.
폴리락트산(polylactic acid, PLA)는 옥수수 또는 사탕수수를 미생물 발효시킨 후 화학적으로 중합하여 제조한 고분자 물질이다. 이는 생분해되고 저렴하며 대량생산이 가능하여 산업적으로 응용이 용이하다는 특징이 있다. 특히 PLA 필름은 물성과 수분 저항성이 뛰어난 것으로 알려져 있기 때문에 멍게 껍질 단백질 필름이 가진 포장재로서의 한계를 보완해 줄 수 있는 최적의 소재라고 판단된다.
이에, 본 발명자들은 수산 가공 부산물인 멍게 껍질로부터 단백질을 추출하여 필름을 제조한다는 점에서 가격경쟁력을 확보하였을 뿐만 아니라, PLA를 이용하여 적층함으로써 물성뿐만 아니라 수분 저항성 및 열 저항성이 향상된 친환경 식품포장 필름을 제조하여 본 발명을 완성하였다.
본 발명의 목적은 폴리락트산이 적층된 먹장어 껍질 단백질을 이용한 생분해성 필름을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 1) 멍게 껍질로부터 단백질을 추출하는 단계; 2) 상기 단계 1)의 단백질에 가소제를 첨가하여 멍게 껍질 단백질 필름을 제조하는 단계; 및 3) 폴리락트산(polylactic acid, PLA)을 포함하는 PLA 필름 용액을 상기 단계 2)의 필름에 적층하는 단계를 포함하는 생분해성 필름의 제조 방법을 제공한다.
또한, 상기 방법으로 제조된 생분해성 필름을 제공한다.
아울러, 상기 생분해성 필름을 포함하는 식품 포장재를 제공한다.
본 발명은 폴리락트산이 적층된 먹장어 껍질 단백질을 이용한 생분해성 필름에 관한 것으로, 본 발명의 방법으로 제조된 필름은 인장강도 및 신장률뿐만 아니라 수분 저항성 및 열 저항성이 우수하므로 식품 포장재로써 유용하게 사용될 수 있다. 또한 수산 가공 부산물인 저가의 멍게 껍질로부터 단백질을 추출하여 필름을 제조함으로써 저활용 부산물을 고부가가치 소재화 할 수 있다.
도 1은 멍게 껍질로부터 단백질을 추출하는 방법을 나타내는 도면이다.
도 2는 멍게 껍질 단백질 및 PLA의 적층 필름을 제조하는 방법을 나타내는 도면이다.
도 3은 추출된 멍게 껍질 단백질의 SDS-PAGE 실험 결과를 나타낸 도면이다:
A=분자량 표준 단백질; 및
B=멍게 껍질 단백질.
도 4는 멍게 껍질 단백질 필름, PLA 필름, 및 멍게 껍질 단백질 및 PLA 적층 필름의 열 저항성 분석 결과를 나타낸 도면이다:
PLA: PLA 필름;
SSP: 멍게 껍질 단백질 필름; 및
SSP/PLA: 멍게 껍질 단백질 및 PLA 적층 필름.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명은 하기 단계를 포함하는 생분해성 필름의 제조 방법을 제공한다:
1) 멍게 껍질로부터 단백질을 추출하는 단계;
2) 상기 단계 1)의 단백질에 가소제를 첨가하여 멍게 껍질 단백질 필름을 제조하는 단계; 및
3) 폴리락트산(polylactic acid, PLA)을 포함하는 PLA 필름 용액을 상기 단계 2)의 필름에 적층하는 단계.
상기 단계 1)의 멍게 껍질은 멍게 섭취시 발생하는 부산물을 사용하는 것이 바람직하나 이에 한정되지 않는다.
상기 단계 1)에서 멍게 껍질로부터 단백질을 추출하기 위해서는, 알칼리 추출 방법, 산 추출 방법, 염화나트륨 추출 방법 또는 수용성 추출 방법 등으로 추출될 수 있으며, 구체적으로는 알칼리 용매를 이용한 추출 방법으로 추출될 수 있으며 더욱 구체적으로 상기 알칼리 용매는 수산화나트륨일 수 있으나, 이에 한정하지 않는다. 산 추출 방법 또는 수용성 추출 방법의 경우 추출 수율이 2% 이내로 낮았고, 염화나트륨 추출 방법으로 추출된 단백질을 이용하여 필름을 제조하였을 경우 필름이 제대로 형성되지 않았으며, 알칼리 용매를 이용하여 추출하였을 경우 추출 수율이 높고 필름 형성능이 우수했다.
상기 단계 1)의 단백질은 멍게 껍질 단백질 필름 전체 중량의 3 내지 9 중량%로 첨가되는 것일 수 있으며, 구체적으로는 5 내지 7 중량%로 첨가될 수 있다. 상기 범위를 벗어나는 3 중량% 미만인 경우 물성이 매우 약한 필름이 형성되거나 필름이 형성되지 않는다는 문제점이 있고, 9 중량% 초과인 경우 두께가 두껍고 단백질의 균질화가 어려워 적합하지 않다는 문제점이 있다.
상기 단계 2)의 가소제는 글리세롤, 솔비톨, 과당, 자당 또는 이들의 혼합물일 수 있으며, 구체적으로는 글리세롤 및 과당 혼합물일 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 상기 가소제로 글리세롤 또는 솔비톨을 사용할 경우 필름의 인장강도 및 신장률이 좋지 않았고, 과당 또는 자당을 사용할 경우 필름으로 형성되지 않았다. 또한 글리세롤 및 솔비톨을 혼합한 경우 인장강도가 약하였다. 상기 가소제 혼합물은 글리세롤 및 과당이 1:1, 1:2 또는 2:1의 중량 비율로 혼합될 수 있으며, 보다 바람직하게는 0.75 내지 1.25:1의 중량 비율로 혼합될 수 있다. 가소제의 분자량은 필름의 물성에 영향을 미치기 때문에, 분자량이 작은 글리세롤의 비율이 높아지면 인장강도가 약해지고 비교적 분자량이 큰 과당의 비율이 높아지면 신장률이 낮아지는 한계가 발생할 수 있다. 또한 상기 가소제는 단백질 중량에 대하여 30 내지 50 중량%로 첨가될 수 있으며, 구체적으로는 35 내지 45 중량%로 첨가될 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
상기 단계 3)의 폴리락트산은 3 내지 7 중량%일 수 있고, 구체적으로는 4 내지 6 중량%일 수 있다. 상기 범위를 벗어나 3 중량% 미만인 경우 필름의 물성이 비교적 약하다는 문제점이 있고, 7 중량% 초과인 경우 두께가 두껍고 PLA 레진의 완전한 용해가 어려워 필름에 적합하지 않다는 문제점이 있다.
상기 PLA 필름 용액의 용매는 클로로포름, 에탄올, 메탄올, 염화메틸렌 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 클로로포름 및 에탄올 혼합용매를 사용할 수 있으나, 이에 한정하지 않는다. 상기 PLA 필름 용액의 용매는 클로로포름 및 에탄올이 10:0, 9:1, 8:2 또는 7:3의 비율로 첨가될 수 있고, 바람직하게는 클로로포름 및 에탄올이 9:1인 혼합물을 사용할 수 있다. 이는 유기용매인 클로로포름에서 PLA 레진이 효과적으로 용해될 수 있으며, 에탄올과 같은 친수성 유기용매를 소량 첨가할 경우 필름 구조 내에서 물 분자가 가소제 역할을 하여 신장력이 크게 증가할 수 있기 때문이다.
상기 멍게 껍질 유래 단백질 필름에 PLA를 적층시키는 기술로는 분주법, 담금법, 분사법 등이 적용될 수 있으며, 바람직하게는 분주법을 사용할 수 있으나, 이에 한정하지 않는다. 또한 상기 분주법을 적용할 때에는 멍게 껍질 유래 단백질 필름 용액을 먼저 분주한 후 PLA 필름 용액을 분주하는 것이 바람직하나, 이에 한정하지 않는다. 또한, 담금법 또는 분사법을 적용한 경우 PLA가 단백질 필름 전반에 고르게 적층되지 않았으며, PLA 필름 용액을 먼저 분주하고 멍게 껍질 단백질 필름 용액을 분주할 경우 멍게 껍질 단백질 필름 용액이 건조되면서 층간 분리현상이 발생하였다.
또한, 본 발명은 상기 방법으로 제조된 생분해성 필름을 제공한다.
아울러, 본 발명은 상기 생분해성 필름 포함하는 식품 포장재를 제공한다.
본 발명의 구체적인 실시예에서, 본 발명자들은 건조 분말 형태의 멍게 껍질에 1M 수산화나트륨을 첨가하여 추출한 뒤 원심분리하여 그 상등액에 80% 황산암모늄을 첨가하여 침전물을 투석, 동결건조하여 멍게 껍질 단백질을 얻었다(도 1 참조). 멍게 껍질 단백질 필름 제조 과정 중 첨가하는 가소제의 최적 조건을 확인한 결과, 30 중량%로 첨가한 필름은 신장률이 낮고 50 중량%로 첨가한 필름은 인장강도가 약했다. 40 중량%로 첨가한 필름에서는 글리세롤 및 과당의 혼합물이 글리세롤 및 솔비톨의 혼합물보다 더 우수한 인장강도 결과를 나타내었기 때문에 글리세롤 및 과당의 혼합물을 전체 단백질에 대한 40 중량%로 첨가하여 필름을 제조하는 것을 최적 조건으로 설정하였다(표 1 참조).
또한, 본 발명자들은 PLA로 적층함으로써 필름의 물성의 변화를 확인한 결과, 멍게 껍질 단백질 필름의 물성이 PLA를 적층함으로써 크게 향상되었음을 확인하였다. 멍게 껍질 단백질 필름의 인장강도와 신장률은 낮은 편이었지만, PLA 적층 후 인장강도는 2.2배, 신장률은 16배 증가하였다(표 2 참조). PLA 단독 필름의 물성도 우수했지만, PLA 필름만을 식품포장재로 적용하기에는 필름 용액에 포함된 유기용매가 소비자에게 거부감을 줄 수 있고, 더 나아가서 필름에 기능성 물질을 첨가할 경우 PLA 필름의 내부구조에서 기능성 물질이 응집되어 물성이 악화될 수 있기 때문에, 친환경 소재인 멍게 껍질을 이용한 적층 필름으로 개발하는 것이 바람직하다고 판단된다.
또한, 본 발명자들은 멍게 껍질 단백질 및 PLA 적층 필름의 수분 저항성을 측정한 결과, 수분에 취약했던 멍게 껍질 단백질 필름이 PLA와 적층됨으로써 수분 저항성이 크게 향상될 수 있었다(표 3 참조).
또한, 본 발명자들은 멍게 껍질 단백질 및 PLA 적층 필름의 열 저항성을 측정한 결과, 멍게 껍질 단백질 필름에 PLA를 적층함으로써 유리전이온도(Tg)와 녹는온도(Tm)가 향상된 것을 확인함으로써 필름의 내열성이 향상되었음을 확인하였다(표 4 참조).
따라서, 본 발명의 필름 제조 방법은 멍게 섭취시 발생하는 부산물인 멍게 껍질을 활용함으로써 수산 폐기물의 양을 줄일 수 있고 필름 제조시의 단가를 낮출 수 있다는 점에서 활용도가 우수하고, 상기 방법으로 제조된 필름은 수분 저항성 및 열 저항성이 우수하여 친환경적인 식품 포장재로 유용하게 사용될 수 있다.
이하, 본 발명을 실시예 및 실험예에 의하여 상세히 설명한다.
단, 하기 실시예 및 실험예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예 또는 실험예에 의해 한정되는 것은 아니다.
멍게( Halocynthia roretzi ) 껍질 단백질의 추출
멍게 껍질로부터 단백질을 추출하기 위해, 멍게 섭취시 버려지는 껍질을 수거하여 세척하였고 건조하여 블렌더(blender)로 분쇄하였다. 건조된 분말 형태의 멍게 껍질 50 g 및 증류수를 1:40(w/v)의 비율로 혼합시킨 후, 1M 수산화나트륨을 첨가하여 혼합액을 pH 11로 맞추었다. 이를 70℃에서 3시간 교반한 후, 10,000 x g에서 30분간 원심분리하였다. 그 상등액에 80% 황산암모늄을 첨가하여 4℃에서 1시간 교반하였다. 원심분리로 얻어진 침전물을 투석(dialysis, 3.5 kDa cut-off)하여 염을 제거한 후, 동결건조하여 멍게 껍질 단백질을 얻었다(도 1). 수득한 멍게 껍질 단백질의 수율은 10%로, 산 추출법, 수용성 추출법, 염화나트륨 추출법 중 알칼리 추출법이 가장 높은 수율을 나타냈다.
멍게 껍질 단백질 및 폴리락트산 ( polylactic acid, PLA ) 적층 필름 제조
<2-1> 멍게 껍질 단백질 필름 제조
상기 <실시예 1>에서 얻은 멍게 껍질 단백질 1.2 g(6%, w/v)을 증류수 20 mL가 포함된 비커에 넣고 30분간 교반하였다. 그리고 균질기를 이용하여 각각 5분간 균질화한 후 탈기하고, 항온수조에서 80℃에서 10분간 중탕하였다. 그 후 가소제로서 글리세롤 및 과당 혼합물 0.48 g(1:1, w/w)을 첨가한 후 30분간 교반하여 필름 용액을 제조하였다. 제조된 필름 용액을 0.09 mm의 두께가 되도록 모듈에 일정한 양을 분주하여 상온에서 15시간 건조시켜 필름을 제조하였다.
<2-2> 멍게 껍질 단백질 및 PLA 적층 필름 제조
PLA 레진(resin)은 수분 제거를 위하여 48시간 동안 40℃에서 건조하여 사용하였다. PLA 레진 1 g (5%, w/v)을 클로로포름 및 에탄올 혼합 용매(9:1, v/v) 20 mL에 넣고 3시간 교반하였다. 이를 상기 실시예 <2-1>에서 제조한 멍게 껍질 단백질 필름 위에 분주한 후 후드에서 3시간 건조하여 필름을 제조하였다(도 2). 완성된 필름은 25℃, 상대습도 50%의 항온항습기에 보관하였다.
< 실험예 1> 멍게 껍질로부터 추출한 단백질의 순도 확인
상기 <실시예 1>에서 추출된 멍게 껍질 단백질의 순도 검정을 위하여, SDS-PAGE(sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel) 전기영동법를 수행하였다.
구체적으로, 멍게 껍질 단백질 0.08 g(8%, w/v)을 증류수에 녹인 후, 95℃에서 5분간 가열하고 6,000 x g에서 5분간 원심분리 하였다. 여기에 2x Laemmli sample buffer를 동량 혼합하여 샘플을 제조하였다. 멍게 껍질 단백질 샘플은 5% stacking gel, 12.5% separating gel을 통하여 분리되었으며, 전기영동은 20 mA에서 수행하였다. 쿠마시브릴리언트 블루(coomassie brilliant blue R-250)을 이용하여 염색 후 탈색하였다.
그 결과, 도 3에 나타낸 바와 같이 멍게 껍질 단백질의 분자량은 약 75 kDa과 30 kDa 부근에서 검출되었다. 이에 상기 추출된 멍게 껍질 단백질이 적정 순도를 가진 단백질임을 확인하였다.
< 실험예 2> 필름의 물성 확인
필름 물성을 측정하기 위해 인장강도시험기(M250-2.5 CT. The Testometric company Ltd., Lancashire, UK)를 이용하여 ASTM D882-90 표준 시험법에 따라 필름의 물성을 측정하였다. 이때 초기 그립간 거리는 50 mm, 크로스헤드 이동 속도는 50 cm/min으로 조절하였으며, 인장강도 및 신장률은 하기 [수학식 1] 및 [수학식 2]를 통하여 구하였다.
[수학식 1]
Figure 112018008474039-pat00001
이때,
A=필름의 평균 단면적; 및
F=필름이 절단될 때까지 작용한 가장 큰 힘.
[수학식 2]
Figure 112018008474039-pat00002
ΔL=필름이 절단될 때까지 움직인 그립간의 거리; 및
L=초기 그립간의 거리.
<2-1> 가소제에 따른 멍게 껍질 단백질 필름의 물성 확인
상기 실시예 <2-1>의 멍게 껍질 단백질 필름 제조 과정 중 첨가하는 가소제의 최적 조건을 설정하기 위하여, 하기와 같은 실험을 수행하였다.
구체적으로, 필름 형성능이 우수했던 글리세롤 및 과당 혼합물, 및 글리세롤 및 솔비톨 혼합물을 첨가하는 가소제 대상으로 하였다. 또한, 가소제 최적 함량을 확인하기 위해 전체 단백질 중량의 30, 40 또는 50 중량%로 첨가하여 모두 동일한 방법으로 필름을 제조한 후, 물성을 측정하였다.
그 결과, 표 1에 나타낸 바와 같이 30 중량%로 첨가한 필름은 신장률이 낮고 50 중량%로 첨가한 필름은 인장강도가 약했다. 40 중량%로 첨가한 필름에서는 글리세롤 및 과당의 혼합물이 글리세롤 및 솔비톨의 혼합물보다 더 우수한 인장강도 결과를 나타내었기 때문에 글리세롤 및 과당의 혼합물을 전체 단백질에 대한 40 중량%로 첨가하여 필름을 제조하는 것을 최적 조건으로 설정하였다.
가소제 인장강도(MPa) 신장률(%)
종류 함량
글리세롤+과당 30% 3.96± 0.36 8.27 ± 0.67
40% 2.07 ± 0.08 19.56 ± 0.89
50% 1.10 ± 0.02 46.57 ± 1.73
글리세롤+솔비톨 30% 3.54 ± 0.32 7.74 ± 0.46
40% 1.74 ± 0.36 19.81 ± 1.88
50% 1.07 ± 0.03 34.38 ± 2.71
<2-2> 멍게 껍질 단백질 및 PLA 적층 필름의 물성 확인
PLA로 적층함으로써 필름의 물성의 변화를 확인하고자 상기 실시예 <2-2>에서 제조된 멍게 껍질 단백질 및 PLA의 적층 필름 물성을 측정하였으며, PLA 필름 및 멍게 껍질 단백질 필름(실시예 <2-1>)과 함께 비교하였다.
그 결과, 표 2에 나타낸 바와 같이 멍게 껍질 단백질 필름의 물성이 PLA를 적층함으로써 크게 향상되었음을 확인하였다. 멍게 껍질 단백질 필름의 인장강도와 신장률은 낮은 편이었지만, PLA 적층 후 인장강도는 2.2배, 신장률은 16배 증가하였다.
필름 인장강도(MPa) 신장률(%)
멍게 껍질 단백질 필름(실시예 <2-1>) 4.07 ± 0.08 8.68 ± 0.64
PLA 필름 17.24 ± 0.28 118.01 ± 20.80
멍게 껍질 단백질 및 PLA 적층 필름(실시예 <2-2>) 9.09 ± 0.48 138.84 ± 20.70
< 실험예 3> 멍게 껍질 단백질 및 PLA 적층 필름의 수분 저항성 확인
상기 실시예 <2-2>에서 제조된 멍게 껍질 단백질 및 PLA 적층 필름의 수분 저항성을 측정하기 위하여 하기와 같은 실험을 수행하였다.
구체적으로, 투습도의 측정을 위해 온도 25℃, 상대습도 50%의 항온항습실에서 ASTM E96-90 표준 시험법에 따라 컵시험법(cup method)으로 측정하였다. 수분투과율 및 투습도는 하기 [수학식 3] 및 [수학식 4]를 통하여 산출하였다.
[수학식 3]
Figure 112018008474039-pat00003
Slope=시간에 따른 컵의 무게; 및
Film area=수분 이동이 일어나고 있는 필름의 넓이.
[수학식 4]
Figure 112018008474039-pat00004
L=필름의 평균 두께; 및
△p=필름을 사이에 둔 컵 내부와 외부의 수증기 부분압의 차이.
수분 용해도 측정을 위하여, 필름(2×2 cm)을 105℃에서 24시간 건조시킨 후 필름의 무게를 측정하였다(초기 건조무게). 건조된 필름을 20 mL의 3차 증류수에 넣고 25℃에서 24시간 혼합(shaking)하였다. 수분에 의해 용해되고 남은 필름을 105℃에서 24시간 건조시킨 후 필름의 무게를 측정하였다(최종 건조무게). 수분용해도는 하기 [수학식 5]를 통하여 산출하였다.
[수학식 5]
Figure 112018008474039-pat00005
그 결과, 표 3에 나타낸 바와 같이 수분에 취약했던 멍게 껍질 단백질 필름이 PLA와 적층됨으로써 수분 저항성이 크게 향상될 수 있었다. 멍게 껍질 단백질 필름은 수증기 투과율이 높았으며 수분에 의한 용해도 또한 높았다. 그러나 멍게 껍질 단백질 및 PLA 적층 필름은 PLA 필름과 유사한 수분 저항성을 가지고 있는 것으로 확인되었으며, 식품 포장재로서 유용하게 사용될 수 있다고 판단하였다.
필름 투습도
(x10-9 g m/m2 s Pa) 		수분용해도(%)
멍게 껍질 단백질 필름(실시예 <2-1>) 5.62 ± 0.23 42.17 ± 0.63
PLA 필름 0.12 ± 0.02 0.00 ± 0.00
멍게 껍질 단백질 및 PLA 적층 필름(실시예 <2-2>) 0.91 ± 0.16 23.93 ± 0.93
< 실험예 4> 멍게 껍질 단백질과 PLA 적층 필름의 열 저항성 확인
상기 실시예 <2-2>에서 제조된 멍게 껍질 단백질 및 PLA 적층 필름의 열 저항성을 측정하기 위하여, 하기와 같은 실험을 수행하였다.
구체적으로, 시차주사 열량측정법[differential scanning calorimetry, DSC](Mettler Toledo, Greifensee, Switzerland)를 이용하여 측정하였다. 각각의 시료를 알루미늄 팬 위에 놓고 0에서 300℃까지 가열하였다. 이를 -25℃까지 냉각시킨 후 450℃까지 재가열하여 흡열 피크(endothermic peak)를 측정하였다. 이때 승온 속도는 10℃/min이었다.
그 결과, 도 4 및 표 4에 나타낸 바와 같이 멍게 껍질 단백질 필름에 PLA를 적층함으로써 유리전이온도(Tg)와 녹는온도(Tm)가 향상된 것을 확인함으로써 필름의 내열성이 향상되었다고 판단되었다.
필름 Tg (℃) Tm(℃)
멍게 껍질 단백질 필름(실시예 <2-1>) nd 140.05
PLA 필름 30.47 170.58
멍게 껍질 단백질 및 PLA 적층 필름(실시예 <2-2>) 56.97 163.52

Claims (11)

1) 멍게 껍질로부터 단백질을 추출하는 단계;
2) 상기 단계 1)의 단백질에 가소제를 첨가하여 멍게 껍질 단백질 필름을 제조하는 단계; 및
3) 폴리락트산(polylactic acid, PLA)을 포함하는 PLA 필름 용액을 상기 단계 2)의 필름에 적층하는 단계;
를 포함하는 생분해성 필름의 제조 방법으로,
상기 멍게 껍질 단백질은 필름 전체 중량의 5 내지 7 중량%로 첨가되고,
상기 가소제는 글리세롤 및 과당이 0.75 내지 1.25:1의 중량 비율로 혼합된 혼합물이며,
상기 가소제는 멍게 껍질 단백질 중량에 대하여 35 내지 45 중량%로 첨가되며,
상기 PLA 필름 용액 내에 포함된 PLA는 3 내지 7 중량%인 것인 생분해성 필름의 제조 방법.
제 1항에 있어서, 상기 단계 1)의 단백질은 알카리성 용매로 추출하는 것인 생분해성 필름의 제조 방법.
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삭제
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제 1항에 있어서, 상기 단계 3)의 PLA 필름 용액의 용매는 클로로포름, 에탄올, 메탄올, 염화메틸렌 또는 이의 혼합물인 생분해성 필름의 제조 방법.
제 1항에 있어서, 상기 단계 3)에서 적층은 분주법, 담금법 또는 분사법으로 적층하는 것인 생분해성 필름의 제조 방법.
제 1항의 방법으로 제조된 생분해성 필름.
제 10항의 필름을 포함하는 식품 포장재.
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