KR102000747B1 - 식품 신선도 유지 포장재 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 식품 신선도 유지 포장재에 관한 것으로, 원하는 기능을 목적으로 하는 위치에 추가할 수 있어 경제적으로 효율적인 식품 신선도 유지 포장재에 관한 것이다.

Description

식품 신선도 유지 포장재{Food freshness preservation packaging material}
본 발명은 식품 신선도 유지 포장재에 관한 것으로서, 보다 자세히는 포장재에 원하는 기능이 추가된 물질을 패턴 형식으로 인쇄하여 목적으로 하는 부분에 기능성 물질이 사용될 수 있도록 한 식품 신선도 유지 포장재에 관한 것이다.
소비자들의 식품 품질에 대한 관심은 꾸준히 높아지고 있다. 과일 등의 식품은 유통기간을 연장시키고 제품의 가치를 높이기 위해 지속적인 신선도 유지가 필요하다. 또한, 친환경 농산물 및 냉장육류 등의 소비가 증가함에 따라 유통과정에서 농산물 등의 신선도 유지를 위한 기능성 포장에 대한 필요성이 커지고 있다.
포장재 내 내용물의 신선도 유지 기간 증대를 목적으로 하는 기존 국내외 식품포장재는 제조방식에 따라 에틸렌 가스 조절 목적의 선도유지 물질을 포장재 제조 시 첨가하는 “첨가방식”과 포장재 제조 시 미세한 구멍을 내어 포장재 내 이산화탄소 및 적정량을 조절하는 “천공방식”등 크게 두 가지 방식으로 분류된다.
한편, 당사에서 기존에 개발한 포장재는 농산물의 보존기간 및 신선도를 오래 유지시켜주는 것을 주 기능으로 하는 기능성 포장재로 신선도유지 기능의 소재물질(특허 등록번호 제10-0949531호)이 포장재 전면에 도포되어 성능이 발휘된다.
위 기능성 포장재의 신선도유지 기능에 추가적으로 항균성이나 항산화성 등의 기능을 추가하면 농산물 뿐 아니라 다양한 식품용 선도유지 포장재로 적용이 가능하다. 이에 따라, 원하는 기능을 추가하면서도 경제성을 확보할 수 있는 포장재의 제조방법의 개발이 필요한 실정이다.
따라서, 본 발명은 경제성을 확보하면서 원하는 기능을 쉽게 추가할 수 있는 기능성 포장재의 제조방법을 제공하고자 한다.
대한민국 등록특허 제10-0949531호(2010.03.18. 등록)에는 합성수지를 주원료로 하는 식품 포장재에 특정 비표면적을 갖는 미세분말 형태의 천연광물질과 숯을 포함시킨 식품포장재가 기재되어 있다. 대한민국 등록특허 제10-1623060호(2016.05.16. 등록)에는 항균력 및 탈취력을 가진 기능성 식품 포장재의 제조방법에 관한 것으로, 합성수지를 주원료로 하고, 미세 분말의 거정석을 혼합하여 제조하는 식품포장재가 기재되어 있다.
본 발명은 다양한 식품용 선도유지 포장재로서, 목적으로 하는 부분에 원하는 기능을 추가하여 경제성을 확보할 수 있는 포장재의 제조방법을 제공하고자 한다.
본 발명은 포장재 위에 원하는 기능이 추가된 물질을 패턴 형식으로 인쇄하여 목적으로 하는 부분에 항균 또는 항진균의 기능성 물질이 사용될 수 있는 식품 신선도 유지 포장재에 관한 것이다.
본 발명은 항균 또는 항진균 물질이 함유된 고분자 하이드로겔(hydrogel)을 식품과 접촉하는 식품 포장재의 내면에 점 또는 선 패턴(pattern)으로 인쇄한 식품 신선도 유지 포장재에 관한 것이다.
본 발명에 있어서, 상기 항균 또는 항진균 물질은, 바람직하게는 산화아연, 자몽씨추출물(Grapefruit seed extract) 및 키토산 중 선택되는 어느 하나 이상인 것이 좋다.
본 발명에 있어서, 상기 고분자는, 바람직하게는 폴리비닐알코올(Poly vinyl alcohol)인 것이 좋다.
한편, 본 발명에 있어서, 상기 점 패턴은, 바람직하게는 크기가 1mm 내지 2cm이며, 10cm * 10cm의 단위면적을 기준으로 개수가 10 ~ 5000개인 것이 좋다.
또한, 본 발명에 있어서, 상기 선 패턴은, 바람직하게는 폭이 1mm 내지 2cm이며, 선과 선의 간격은 1cm 내지 5cm인 것이 좋다.
본 발명은 식품포장재에 기능성 물질을 패턴 형식으로 인쇄하여 목적으로 하는 부분에 원하는 기능성 물질을 전달하며, 전면 도포 방식에 비해 경제성 확보가 용이한 식품 신선도 유지 포장재를 제공한다.
도 1은 본 발명의 점 패턴 식품 신선도 유지 포장재로 식품을 포장한 상태를 도시한 예시도이다.
도 2는 본 발명의 선 패턴 식품 신선도 유지 포장재로 식품을 포장한 상태를 도시한 예시도이다.
본 발명에 따른 식품 신선도 유지 포장재는 포장재 위에 항균 또는 항진균 활성을 갖는 기능성 물질을 함유하는 하이드로겔(hydrogel)을 점 또는 선 패턴 형식으로 인쇄하여 사용한다.
본 발명은 고분자를 이용한 하이드로겔(hydrogel)에 따른 약물방출시스템으로, 내포되어 있는 항균 또는 항진균 기능성 물질이 장기간 서서히 물질이 방출되는 지효성 약물 방출 시스템(drug controlled release system)이다. 항균 또는 항진균 활성을 갖는 물질은 포장재의 하이드로겔의 수증기압을 구동력(driving force)으로 활용하여 방출이 조절된다. 구체적으로, 포장재 내부에서는 그 안에 존재하는 식품으로부터 수분이 발생하는데 하이드로겔이 수분을 흡수하면 고분자의 재배열이 일어나 구조에 변화가 생기고, 이에 따라 함유된 항균 또는 항진균 물질이 방출되는 것이다.
본 발명에서 하이드로겔에 함유되는 항균 또는 항진균 물질은 항균 또는 항진균 효과를 발휘하는 것이라면, 어느 것이든 사용할 수 있는데, 일 예로는 산화아연(ZnO), GSE(Grapefruit seed extract), 키토산 등의 항균 또는 항진균 물질일 수 있고, 포장재 내부의 식품이 세균, 곰팡이 등의 미생물로부터 신선도를 유지할 수 있도록 한다. 항균 또는 항진균 물질을 함유한 고분자 하이드로겔이 식품 포장재 내면에 인쇄되어 포장재 내의 식품으로부터 발생하는 수분 등에 의하여 고분자의 재배열이 일어나고, 고분자의 구조가 변화함에 따라 함유된 항균 또는 항진균 물질이 방출되어 포장재 내부의 식품의 신선도를 비교적 오래 유지할 수 있게 되는 것이다.
본 발명에서 사용되는 고분자는 하이드로겔을 형성할 수 있는 고분자라면 어느 것이든 사용할 수 있는데, 일 예로 폴리비닐알코올일 수 있다. 하이드로겔은 물을 용매로 하는 겔인데, 물에 용해되어 겔을 형성할 수 있는 것이라면, 어떠한 고분자도 사용할 수 있는 것이다.
본 발명에서 사용되는 식품 포장재는 당업계에서 통상적으로 사용하는 것이라면, 어느 것이나 사용할 수 있는데, 고분자 하이드로겔이 인쇄될 수 있는 것이어야 한다. 일 예로는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스타이렌, 폴리비닐클로라이드, 폴리비닐리덴 클로라이드, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 등의 플라스틱 재질 또는 종이 등일 수 있다.
본 발명에서는 고분자 하이드로겔을 식품 포장재의 내면 즉, 식품과 접촉하는 면에 인쇄한다. 인쇄는 식품 포장재 위에 하이드로겔을 떨어뜨려 굳히는 것을 의미하는데, 당업계에서 통상적으로 사용되는 방법으로 식품 포장재에 인쇄할 수 있으며, 일 예로 마이크로디스펜서를 이용하여 인쇄할 수 있다.
식품 포장재에 인쇄되는 패턴은 점 패턴 또는 선 패턴일 수 있는데, 포장재 전면에 항균 또는 항진균 물질을 도포하지 않음으로써, 경제성이 좋은 식품포장재를 제조할 수 있다. 본 발명에서 점 패턴은, 일 예로 크기가 1mm 내지 2cm일 수 있으며, 10cm * 10cm의 단위면적을 기준으로 개수가 10 ~ 5000개일 수 있고, 선 패턴은, 폭이 1mm 내지 2cm일 수 있으며, 선과 선의 간격은 1cm 내지 5cm일 수 있다.
한편, 필요에 의해, 건조과정을 거치기 전에, 인쇄한 점 패턴 또는 선 패턴 위에 보호 필름을 씌워서 인쇄된 점 패턴 또는 선 패턴이 즉시 건조되는 것을 방지할 수 있으며, 필요로 하는 일정 시간이 경과한 후, 보호 필름을 제거하여 건조과정을 유도하게 할 수도 있다.
이하에서는 본 발명의 식품 신선도 유지 포장재의 제조방법에 대해 하기 실시예 및 실험예를 통해 더욱 구체적으로 설명하기로 한다. 다만, 본 발명의 권리범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.
[실시예 1 : 항균 또는 항진균 활성을 가진 고분자 하이드로겔이 인쇄된 식품 포장재의 제조]
본 실시예에서는 자몽씨추출물을 함유하는 고분자 하이드로겔을 식품과 접촉하는 포장재 내부에 패턴 형식으로 부착 또는 인쇄하여 식품 신선도 유지 포장재를 제조하였다.
자몽씨추출물은 시중에서 통상적으로 구매할 수 있는 제품(글리세롤에 분산된 상태)을 사용하였다. 글리세롤에 분산된 자몽씨추출물과 Tween20을 1:1의 중량비로 혼합한 뒤 물을 전체 부피에 대하여 90(v/v)% 첨가하여 50 ℃에서 혼합하였다. 그 후 750W sonication probe (2Cm) amplification을 60%로 설정하여 25℃ 이하에서 1sec 처리 후 1sec 휴지기 fluctuation process를 10분간 처리하여 에멀전을 제조하였다.
폴리비닐알코올(polyvinyl alcohol) 5(w/w)% 용액을 95 ℃에서 1시간동안 200 rpm으로 stirring 후 상기에서 제조한 에멀전과 혼합하여 고분자 하이드로겔을 제조한 뒤, 마이크로디스펜서를 이용하여 폴리에틸렌 소재의 비닐 포장재에 점 패턴(실시예 1-1) 또는 선 패턴(실시예 1-2)으로 인쇄하였다. 이후, 항온항습기에 25℃, 40 RH 조건에서 18시간 건조과정을 거쳐서 겔 필름화를 유도함으로써 포장재 위에 고분자 하이드로겔을 최종 인쇄하였다. 이때, 본 발명에 따른 점 패턴이 인쇄된 식품 신선도 유지 포장재(실시예 1-1)의 점 패턴은 크기가 5mm인 것을 10cm * 10cm의 단위면적을 기준으로 개수가 100개 형성시켰다. 본 발명에 따른 점 패턴의 식품 신선도 유지 포장재로 식품을 포장한 상태를 도 1에 도시하였다. 도 1에 도시된 식품 신선도 유지 포장재(1)에 보관된 배(A)로부터 수분 등이 발생하면 점 패턴(10)의 하이드로겔이 수분 등을 흡수하고, 이에 따라 하이드로겔에 함유된 항균 또는 항진균 활성 물질이 방출되어 배(A)의 신선도를 더욱 오래 유지할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 선 패턴이 인쇄된 식품 신선도 유지 포장재(실시예 1-2)의 선 패턴은 폭이 1mm이고, 선과 선의 간격은 1cm가 되게 인쇄하였다. 본 발명에 따른 선 패턴의 식품 신선도 유지 포장재로 식품을 포장한 상태를 도 2에 도시하였다. 도 2에 도시된 식품 신선도 유지 포장재(1)에 보관된 배(A)로부터 수분 등이 발생하면 선 패턴(20)의 하이드로겔이 수분 등을 흡수하고, 이에 따라 하이드로겔에 함유된 항균 또는 항진균 활성 물질이 방출되어 배(A)의 신선도를 더욱 오래 유지할 수 있다.
[실험예 1 : 본 발명의 식품 신선도 유지 포장재의 효과 확인]
본 실험예에서는 상기 실시예 1-1에서 제조한 식품 신선도 유지 포장재의 효과를 확인하기 위해 상기에서 제조한 식품 신선도 유지 포장재(본 발명 고분자 하이드로겔이 인쇄된 실시예 1-1의 폴리에틸렌 비닐)와 상기 실시예 1-1과 동일하되 본 발명의 고분자 하이드로겔이 인쇄되지 않은 폴리에틸렌 비닐(비교예 1)을 이용하여 식품의 신선도 유지기간을 비교하였다.
수분 함량이 높은 샌드위치를 각각 실시예 1-1과 비교예 1의 포장재로 포장하여 상온에서 보관하였다. 보관 후 저장 기간 3일까지, 실시예 1-1 포장재의 품질 변화 속도와 미생물 생육 속도가 비교예 1 포장재에 비해 낮은 것을 확인하였다.
즉, 항진균 물질(자몽씨추출물)을 함유한 실시예 1-1의 포장재로 포장된 샌드위치는 샌드위치에서 증발한 수분을 하이드로겔이 흡수하여 고분자의 재배열이 일어나 구조에 변화가 생기고, 이에 따라 함유된 항진균 물질이 방출되어 신선도를 유지할 수 있었던 것이다.
이상에서 설명된 본 발명의 식품 신선도 유지 포장재의 실시예 및 실험예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그러므로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
1 : 포장재
10 : 점 패턴
20 : 선 패턴

Claims (5)

  1. 글리세롤에 분산된 자몽씨추출물(Grapefruit seed extract)과 트윈 20(Tween 20)을 혼합한 후 물을 더욱 첨가하여 혼합한 뒤 초음파처리하여 에멀젼(emulsion)을 제조한 후,
    폴리비닐알코올(Poly vinyl alcohol) 용액을 상기 에멀젼과 혼합하여 고분자 하이드로겔(Hydrogel)을 제조한 후,
    상기 고분자 하이드로겔을 식품과 접촉하는 식품 포장재의 내면에 점 또는 선 패턴(pattern)으로 인쇄하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 식품 신선도 유지 포장재의 제조방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 점 패턴은,
    크기가 1mm 내지 2cm이며, 10cm * 10cm의 단위면적을 기준으로 개수가 10 ~ 5000개인 것을 특징으로 하는 식품 신선도 유지 포장재의 제조방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 선 패턴은,
    폭이 1mm 내지 2cm이며, 선과 선의 간격은 1cm 내지 5cm인 것을 특징으로 하는 식품 신선도 유지 포장재의 제조방법.
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