KR102556342B1 - 발효식품을 위한 과발효억제 및 항균 기술 - Google Patents

발효식품을 위한 과발효억제 및 항균 기술 Download PDF

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주식회사 네이피
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Abstract

본 발명은 항균 기능성 화학성분으로 처리된 소듐카복시메틸셀룰로스 수용액에 제올라이트, 메틸트라이메톡시실란 및 디메틸디에톡시실란을 첨가한 후 교반하여 제조한 2차 혼합 수용액을 건조하여 제조하는 것을 특징으로 하는 발효식품 발효억제용 복합물의 제조방법 및 상기 방법으로 제조된 발효식품 발효억제용 복합물과 상기 발효식품 발효억제용 복합물을 이용한 발효식품 포장용 필름의 제조방법에 관한 것이다.

Description

발효식품을 위한 과발효억제 및 항균 기술{Antimicrobial technology and prevention of overfermentation for fermented food}
본 발명은 발효 가능성이 있는 식품에 발효 원인 미생물의 대사활성 억제 및 항균 기술과 이에 대한 기술적 원리를 제공한다. 보다 상세하게는 본 발명의 복합물은 발효 시 조성되는 발효 환경에 아염소산염을 반응시켜 생성되는 부산물인 살균성 이산화염소 기체에 의해 발효원인 미생물의 대사활성을 억제시키는 기술과 항균기능이 있는 특정 화합물을 포함하는 것을 특징으로 한다.
발효가능성이 있는 농수산물 가공식품은 유통조건(온도, 습도 등)에 따라 발효가 억제되기도 하고 진행되기도 한다. 수출을 위한 선적시 유통기간이 장기화될수록 냉장 유통조건은 열악해지면서 외부 보관온도가 상승되어 발효가 빠르게 진행될 수 있어 제품 포장재 내부에 발효가스인 탄산가스에 의해 식품 포장재가 부풀어오르거나 폭발할 수 있다. 또한, 과발효 이후 잡균들에 의해 부패과정으로 전환될 수 있다. 특히, 발효식품 중에서 김치, 장아찌, 생막걸리, 고추장, 된장, 치즈 등은 냉장유통을 한다고 해도 장기간 선적 유통시 온도변화에 따라 이같은 현상에 의해 판매 제품 전체가 반품될 우려가 있다.
이러한 문제를 해결하기 위하여 포장재 내부의 탄산가스를 흡수하는 강염기 재료, 혹은 포장재 내부 산소를 제거하기 위해서 철분제를 제품 내부에 부착하기도 하지만, 가스흡수제가 용량 초과일 경우에 식품 포장재의 부풀어오름 또는 폭발 등을 피하기 어렵다. 또한, 철분제는 포장 전에 이미 공기 중의 산소를 먼저 흡수해버려서 실제 기능에 제한이 있기도 한다.
발효 억제를 위해서 발효 시 미세다공성 흡착제에 아염소산염을 도포하여 발효환경에 의해 아염소산염은 살균성 이산화염소로 전환되어 발효 원인 미생물의 대사활성을 억제할 수 있다. 이산화염소 기체는 다양한 바이러스, 세균, 곰팡이 등의 각종 (비)병원균 미생물에 대해 강력한 살균효과를 나타내며, 소독부산물을 생성하지 않아 인체에 무해하다는 장점이 있다. 이에, 이산화염소 기체는 저농도에서 인체에 무해하여 활용도가 높지만, 고농도의 이산화염소 기체는 폭발성과 위해도가 있어서 안정적인 발생장치가 필요하다. 이와 같이, 이산화염소 기체 발생장치는 현장에서 제조되고, 화학적으로 불안정하여 장기간 동안 안정적 보관이 어렵다. 한편, 종래의 이산화염소 기체 발생 장치들은 사용 시 유기산/무기산과 아염소산염과 화학 반응시켜 이산화염소 기체를 발생시키도록 하고 있다. 그러나 이러한 장치 및 제품 등은 사용 초반시 이산화염소 기체가 과다하게 발생되어 냄새에 의한 거부감과 안전성에 대한 문제가 발생하였고, 사용 후반에는 이산화염소 기체 발생량이 급격하게 줄어들어 살균 효과를 거의 얻지 못하는 단점이 발생하였다.
한국등록특허 제1726857호에는 황산염과 아염소산염을 혼합하여 수소이온농도 조절을 이용한 농축수산물 살균소독제 제조방법이 기재되어 있고, 한국등록특허 제2008823호에는 아염소산염을 무기산, 유기산과 함께 혼합하여 이산화염소를 발생시킬 수 있는 서방형 이산화염소 발생팩 제조방법이 기재되어 있고, 한국등록특허 제1137518호에는 식품의 신선도 유지를 위한 과채류 포장용 발포수지 조성물에 관한 내용이 기재되어 있으나, 본 발명의 발효식품의 과발효억제 및 항균 효과를 부여하기 위한 복합물 및 이를 이용한 포장용 필름의 제조방법과는 상이하다.
본 발명은 상기와 같은 요구에 의해 고안된 것으로서, 본 발명의 목적은 발효가능성이 있는 식품 등에서 발효 원인 미생물들의 대사활성을 억제시키는 항균 기능성이 있는 복합물 및 이를 이용한 포장용 필름의 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 용량이 제한되어 있는 기존의 가스 또는 산소흡수제 등을 대체할 수 있고, 밀봉된 제품을 개봉하기 전까지 생물학적 균들의 대사활성도에 따라 이산화염소 기체 양이 조절되고, 항균기능성 화합물로 포장내부의 항상성을 지속적으로 유지할 수 있는 기술을 제공하는 데 있다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 (1) 소듐카복시메틸셀룰로스 수용액에 아염소산염을 첨가한 후 교반하여 1차 혼합 수용액을 제조하는 단계; (2) 상기 (1)단계의 제조한 1차 혼합 수용액에 제올라이트, 메틸트라이메톡시실란(methyltrimethoxysilane) 및 디메틸디에톡시실란(dimethyldiethoxysilane)을 첨가한 후 교반하여 2차 혼합 수용액을 제조하는 단계; 및 (3) 상기 (2)단계의 제조한 2차 혼합 수용액을 건조하는 단계를 포함하여 제조하는 것을 특징으로 하는 발효식품 발효억제용 복합물의 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 방법으로 제조된 발효식품 발효억제용 복합물을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 발효식품 발효억제용 복합물을 플라스틱 수지에 첨가하여 제조한 마스터배치(master batch)를 성형하여 제조하는 것을 특징으로 하는 발효식품 포장용 필름의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 복합물 및 이를 이용한 포장용 필름은 발효 가능성이 있는 식품의 생물학적 미생물들의 대사량에 따라서 포장용기 내부의 아염소산염이 화학적으로 반응하여 밀봉기간 동안 이산화염소 기체가 과다한 폭로없이 방출되므로 이산화염소 기체의 생물학적 미생물의 대사활성 억제효과 및 소취효과를 얻을 수 있다.
또한, 소독부산물 발생이 없는 이산화염소 기체는 외부 공기에 노출된 이후에는 외부 공기 중으로 사라지므로, 포장된 식품 본연의 품질에는 영향을 주지 않는다. 그리고, 본 발명의 복합물은 아염소산염과 반응성이 높은 인체 유해한 유기산 또는 무기산을 따로 사용하지 않으므로 아염소산염의 화학적 안정화가 유지될 수 있다.
또한, 본 발명의 복합물을 사용하지 않고 보관 시 외부 공기 중의 수분과 탄산가스와 반응하지 않는다면, 장기간 보관이 가능하다는 장점을 가지고 있다.
또한, 항균 기능성을 가진 특정 화합물의 사용으로 식품 포장재 내부의 항균 항상성을 더욱 지속시킬 수 있다.
따라서, 본 발명의 방법으로 제조한 복합물 및 이를 이용하여 제조한 포장재는 수분을 함유하면서 발효가능성이 높은 고추장, 김치, 생막걸리, 된장, 치즈 등에서 발생할 수 있는 미생물 대사산물과 아염소산염이 반응하여 이산화염소 기체를 방출하여 식품 포장재 내부의 생물학적 미생물 대사활성 억제효과 및 소취 효과를 장기간 유지할 수 있다.
도 1은 각각의 복합물 처리에 따른 대장균 증식 억제 효과를 비교한 것이다.
제조예: 제조예 1의 복합물
본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은
(1) 소듐카복시메틸셀룰로스 수용액에 아염소산염을 첨가한 후 교반하여 1차 혼합 수용액을 제조하는 단계;
(2) 상기 (1)단계의 제조한 1차 혼합 수용액에 제올라이트, 메틸트라이메톡시실란(methyltrimethoxysilane) 및 디메틸디에톡시실란(dimethyldiethoxysilane)을 첨가한 후 교반하여 2차 혼합 수용액을 제조하는 단계; 및
(3) 상기 (2)단계의 제조한 2차 혼합 수용액을 건조하는 단계를 포함하여 제조하는 것을 특징으로 하는 발효식품 발효억제용 복합물의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 발효식품 발효억제용 복합물의 제조방법에서, 상기 (1)단계의 1차 혼합 수용액은 바람직하게는 pH 7~9 수용액 0.8~1.2 L에 소듐카복시메틸셀룰로스 18~22 g를 녹인 소듐카복시메틸셀룰로스 수용액에 아염소산염 18~22 g을 첨가한 후 교반하여 제조할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 pH 8 수용액 1 L에 소듐카복시메틸셀룰로스 20 g를 녹인 소듐카복시메틸셀룰로스 수용액에 아염소산염 20 g을 첨가한 후 교반하여 제조할 수 있다.
상기 소듐카복시메틸셀룰로스는 고분자 점증제로서, 상기 재료를 대신하여 젤라틴, 한천, 덱스트란, 하이드록시프로필메틸셀룰로스, 메틸셀룰로스, 구아검, 비이온성왁스, 폴리아크릴산염, 폴리비닐알콜, 멜라민수지, 지방산에스테르, 폴리옥시에틸렌옥사이드, 알긴산, 키토산 및 헤파린으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 재료를 사용할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
상기와 같이 소듐카복시메틸셀룰로스 수용액에 아염소산염을 코팅처리하여 이후 가공공정에서 아염소산염의 손실을 줄이고, 특정 조건에서만 이산화염소 기체를 지속적으로 방출시키는 생물학적 미생물 대사활성 억제의 기능성을 부여할 수 있다.
상기 아염소산염은 바람직하게는 아염소산나트륨(NaClO2)일 수 있는데, 상기 아염소산나트륨은 이산화염소(ClO2) 가스를 발생시키는 특징을 갖고 있으므로, 아염소산나트륨 수용액 제조 시 화학적으로 안정한 염기성 아염소산나트륨 수용액을 제조하기 위해, 수소이온농도가 낮은 범위(pH 8 이상)에서 제조하는 것이 바람직하다. 따라서, 수산화나트륨 또는 수산화칼륨을 이용하여 pH가 7~9 이상인 수용액에 소듐카복시메틸셀룰로스를 녹인 소듐카복시메틸셀룰로스 수용액에 아염소산나트륨(NaClO2)을 용해시키는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 발효식품 발효억제용 복합물의 제조방법에서, 상기 (2)단계의 2차 혼합 수용액은 바람직하게는 1차 혼합 수용액에 제올라이트 0.4~0.6 kg, 메틸트라이메톡시실란(methyltrimethoxysilane) 5~15 g 및 디메틸디에톡시실란(dimethyldiethoxysilane) 5~15 g을 첨가한 후 교반하여 제조할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 1차 혼합 수용액에 제올라이트 0.5 kg, 메틸트라이메톡시실란(methyltrimethoxysilane) 10 g 및 디메틸디에톡시실란(dimethyldiethoxysilane) 10 g을 첨가한 후 교반하여 제조할 수 있다.
상기 (2)단계와 같이 1차 혼합 수용액에 상기 재료들을 첨가하여 특정 조건에서만 이산화염소 기체를 지속적으로 방출시켜 생물학적 미생물 대사활성 억제의 기능성을 부여할 수 있었고, 항균기능이 있는 메틸트라이메톡시실란 및 디메틸디에톡시실란의 사용으로 항균 기능성을 더욱 향상시킬 수 있었다.
상기 제올라이트는 규산알루미늄 수화물 광물로, 수 nm 지름의 구멍이 존재하는 미세 다공성 흡착제이다. 미세한 내부 구멍 속에는 물 분자를 가득 채울 수 있고, 내포된 물 분자를 증발시켜 수증기로 변환시킬 수 있다. 또한, 화학반응을 촉진하는 다양한 유기물질을 붙일 수 있어 촉매로 사용되기도 한다. 상기 재료를 대신하여 실리카겔, 게르마늄, 탈크, 산화알루미늄 및 소성 가공된 패각 분말로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 재료를 사용할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
상기 (2)단계의 첨가 시 발효식품의 과발효 억제 및 소취 효과를 더욱 높이기 위해, 이질풀 추출물, 찔레 추출물 및 방풍 추출물로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 추출물을 추가로 첨가할 수 있다.
상기 첨가 시 이질풀 추출물을 첨가하는 경우, 바람직하게는 1차 혼합 수용액에 제올라이트 0.4~0.6 kg, 메틸트라이메톡시실란 5~15 g, 디메틸디에톡시실란 5~15 g 및 이질풀 추출물 25~35 g을 첨가할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 1차 혼합 수용액에 제올라이트 0.5 kg, 메틸트라이메톡시실란 10 g, 디메틸디에톡시실란 10 g 및 이질풀 추출물 30 g을 첨가할 수 있다.
또한, 상기 첨가 시 이질풀 추출물, 찔레 추출물 및 방풍 추출물을 모두 첨가할 경우, 이질풀 추출물, 찔레 추출물, 방풍 추출물 단독으로 첨가하는 것이 비해 항균 효과가 현저함을 예비실험을 통해 확인하였다. 상기 첨가는 바람직하게는 1차 혼합 수용액에 제올라이트 0.4~0.6 kg, 메틸트라이메톡시실란 5~15 g, 디메틸디에톡시실란 5~15 g, 이질풀 추출물 5~15 g, 찔레 추출물 5~15 g 및 방풍 추출물 5~15 g을 첨가할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 더욱 바람직하게는 1차 혼합 수용액에 제올라이트 0.5 kg, 메틸트라이메톡시실란 10 g, 디메틸디에톡시실란 10 g, 이질풀 추출물 10 g, 찔레 추출물 10 g 및 방풍 추출물 10 g을 첨가할 수 있다.
상기 이질풀 추출물, 찔레 추출물 및 방풍 추출물의 제조방법은 바람직하게는 이질풀, 찔레, 방풍에 60~80%(v/v) 주정을 4~6배(v/w)씩 각각 첨가하여 60~80℃에서 4~6시간 추출한 후 여과하고 감압 농축시킨 후 동결건조하여 제조할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 이질풀, 찔레, 방풍에 70%(v/v) 주정을 5배(v/w)씩 각각 첨가하여 70℃에서 5시간 추출한 후 여과하고 감압 농축시킨 후 동결건조하여 제조할 수 있다.
또한, 본 발명의 발효식품 발효억제용 복합물의 제조방법에서, 상기 (3)단계의 건조는 바람직하게는 2차 혼합 수용액을 120~140℃에서 20~30시간 동안 건조할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 2차 혼합 수용액을 130℃에서 24시간 동안 건조하여, 저장 시 화학적 안정화가 유지될 수 있는 복합물로 제조할 수 있었다.
본 발명의 발효식품 발효억제용 복합물의 제조방법은, 보다 구체적으로는
(1) pH 7~9 수용액 0.8~1.2 L에 소듐카복시메틸셀룰로스 18~22 g를 녹인 소듐카복시메틸셀룰로스 수용액에 아염소산염 18~22 g을 첨가한 후 교반하여 1차 혼합 수용액을 제조하는 단계;
(2) 상기 (1)단계의 제조한 1차 혼합 수용액에 제올라이트 0.4~0.6 kg, 메틸트라이메톡시실란(methyltrimethoxysilane) 5~15 g 및 디메틸디에톡시실란(dimethyldiethoxysilane) 5~15 g을 첨가한 후 교반하여 2차 혼합 수용액을 제조하는 단계; 및
(3) 상기 (2)단계의 제조한 2차 혼합 수용액을 120~140℃에서 20~30시간 동안 건조하는 단계를 포함할 수 있으며,
더욱 구체적으로는
(1) pH 8 수용액 1 L에 소듐카복시메틸셀룰로스 20 g를 녹인 소듐카복시메틸셀룰로스 수용액에 아염소산나트륨(NaClO2) 20 g을 첨가한 후 교반하여 1차 혼합 수용액을 제조하는 단계;
(2) 상기 (1)단계의 제조한 1차 혼합 수용액에 제올라이트 0.5 kg, 메틸트라이메톡시실란(methyltrimethoxysilane) 10 g 및 디메틸디에톡시실란(dimethyldiethoxysilane) 10 g을 첨가한 후 교반하여 2차 혼합 수용액을 제조하는 단계; 및
(3) 상기 (2)단계의 제조한 2차 혼합 수용액을 130℃에서 24시간 동안 건조하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명은 또한, 상기 방법으로 제조된 발효식품 발효억제용 복합물을 제공한다.
본 발명은 또한, 발효식품 발효억제용 복합물을 플라스틱 수지에 첨가하여 제조한 마스터배치(master batch)를 성형하여 제조하는 것을 특징으로 하는 발효식품 포장용 필름의 제조방법을 제공한다. 복합물에 상기와 같이 플라스틱 수지를 혼합하여 생물학적 대사활성 억제 기능성을 부여한 플라스틱 필름을 제조할 수 있다.
본 발명의 발효식품 포장용 필름의 제조방법에서, 상기 첨가는 바람직하게는 플라스틱 수지에 발효식품 발효억제용 복합물을 0.5~1.5%(w/w) 첨가할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 플라스틱 수지에 발효식품 발효억제용 복합물을 1%(w/w) 첨가할 수 있다.
또한, 본 발명의 발효식품 포장용 필름의 제조방법에서, 상기 플라스틱 재질은 LDPE(Low-density polyethylene), LLDPE(linear low density polyethylene), PET(polyethylene terephthalate), CPP(casting polypropylene), OPP(oriented polypropylene), HDPE(High density polyethylene), PP(Polypropylene) 또는 PE(polyethylene)일 수 있으며, 이들의 다층으로 구성될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
상기 플라스틱 필름을 2층 이상의 다층으로 부착할 경우 식품 포장용 필름 내부의 아염소산염이 외부로 빠져나가지 못하여 더 오랫동안 선도효과를 가질 수 있다.
이러한 생물학적 대사활성 억제 기능성 발효식품 포장용 필름은 수분을 함유하면서 발효가능성이 있는 식품을 포장 시 식품의 풍미나 맛에는 영향을 주지 않으면서 선도효과를 극대화시킬 수 있었다.
본 발명은 또한, 상기 방법으로 제조된 발효식품 포장용 필름을 제공한다.
본 발명의 발효식품 포장용 필름으로 포장할 수 있는 발효식품의 종류는 저장기간 중 발효가 진행되는 발효식품을 포장하는 것이 본 발명의 필름이 지니는 기능성 효과를 발휘할 수 있다. 상기 발효식품의 종류는 고추장, 김치, 치즈, 생막걸리, 된장, 장아찌, 즉석밥, 가공떡, 생막걸리, 청국장, 쌈장 또는 간장일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 상기 발효식품은 수분을 함유하고 있고, 유통과정에서 발효될 경우 발효가스를 발생시킨다. 본 발명의 발효식품 포장용 필름의 구성성분과 발효식품에서 발생하는 발효가스와 수분이 반응하여 식품의 발효를 억제하면서 소취 효과를 발휘하게 된다. 따라서, 본 발명의 발효식품 포장용 필름은 수분을 함유하면서 발효가능성이 있는 발효식품에 사용하는 것이 바람직하다.
이하, 본 발명의 제조예 및 실시예를 들어 상세히 설명한다. 단, 하기 제조예 및 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 제조예 및 실시예에 한정되는 것은 아니다.
제조예 1. 발효식품 포장용 LDPE 필름
(1) pH 8 수용액 1 L에 20 g의 소듐카복시메틸셀룰로스를 완전히 녹여 소듐카복시메틸셀룰로스 수용액을 제조하였다. 상기 제조한 소듐카복시메틸셀룰로스 수용액에 아염소산나트륨(NaClO2) 20 g을 교반하여 완전히 용해시켜 1차 혼합 수용액을 제조하였다.
(2) 상기 (1)단계의 제조한 1차 혼합 수용액에 미세분말 형태의 제올라이트 0.5 kg, 메틸트라이메톡시실란(methyltrimethoxysilane) 10 g 및 디메틸디에톡시실란(dimethyldiethoxysilane) 10 g을 첨가하여 충분히 혼합하여 2차 혼합 수용액을 제조하였다.
(3) 상기 (2)단계의 제조한 2차 혼합 수용액을 130℃에서 24시간 이상 완전 건조시켜 복합물을 제조하였다.
(4) 저밀도 폴리에틸렌(Low-density polyethylene, LDPE) 수지에 상기 (3)단계의 제조한 복합물을 1%(w/w) 첨가하여 마스터배치(master batch)를 제조하였다.
(5) 상기 (4)단계의 제조한 마스터배치를 고온 압출방식으로 성형하여 두께 40 ㎛인 LDPE 필름을 제조하였다.
제조예 2. 발효식품 포장용 LDPE 필름
제조예 1의 방법으로 발효식품 포장용 LDPE 필름을 제조하되, 상기 (2)단계의 2차 혼합 수용액 제조 시, 1차 혼합 수용액에 미세분말 형태의 제올라이트 0.5 kg, 메틸트라이메톡시실란(methyltrimethoxysilane) 10 g, 디메틸디에톡시실란(dimethyldiethoxysilane) 10 g 및 이질풀(Geranium thunbergii) 꽃 추출물 30 g을 첨가하여 충분히 혼합하여 제조한 2차 혼합 수용액을 이용하여 발효식품 포장용 LDPE 필름을 제조하였다.
제조예 3. 발효식품 포장용 LDPE 필름
제조예 1의 방법으로 발효식품 포장용 LDPE 필름을 제조하되, 상기 (2)단계의 2차 혼합 수용액 제조 시, 1차 혼합 수용액에 미세분말 형태의 제올라이트 0.5 kg, 메틸트라이메톡시실란(methyltrimethoxysilane) 10 g, 디메틸디에톡시실란(dimethyldiethoxysilane) 10 g, 이질풀(Geranium thunbergii) 꽃 추출물 10 g, 찔레(Rosa multiflora) 뿌리 추출물 10 g 및 방풍(Ledebouriella seseloides) 뿌리 추출물 10 g을 첨가하여 충분히 혼합하여 제조한 2차 혼합 수용액을 이용하여 발효식품 포장용 LDPE 필름을 제조하였다.
비교예 1. 발효식품 포장용 LDPE 필름
(1) pH 8 수용액 1 L에 20 g의 소듐카복시메틸셀룰로스를 완전히 녹여 소듐카복시메틸셀룰로스 수용액을 제조하였다.
(2) 상기 (1)단계의 제조한 소듐카복시메틸셀룰로스 수용액에 제올라이트 0.5 kg을 첨가하여 충분히 혼합하여 혼합 수용액을 제조하였다.
(3) 상기 (2)단계의 제조한 2차 혼합 수용액을 130℃에서 24시간 이상 완전 건조시켜 복합물을 제조하였다.
(4) 상기 (3)단계의 제조한 복합물을 이용하여 제조예 1의 (4) 내지 (5)단계와 동일한 방법으로 LDPE 필름을 제조하였다.
비교예 2. 발효식품 포장용 LDPE 필름
(1) pH 8 수용액 1 L에 20 g의 소듐카복시메틸셀룰로스를 완전히 녹여 소듐카복시메틸셀룰로스 수용액을 제조하였다.
(2) pH 8 수용액 1 L에 50 g의 아염소산나트륨(NaClO2)을 완전히 녹여 아염소산나트륨 수용액을 제조하였다.
(3) 상기 (1)단계의 제조한 소듐카복시메틸셀룰로스 수용액 및 상기 (2)단계의 제조한 아염소산나트륨 수용액을 첨가하여 충분히 혼합하여 혼합 수용액을 제조하였다.
(4) 상기 (3)단계의 제조한 혼합 수용액을 130℃에서 24시간 이상 완전 건조시켜 복합물을 제조하였다.
(5) 상기 (4)단계의 제조한 복합물을 이용하여 제조예 1의 (4) 내지 (5)단계와 동일한 방법으로 LDPE 필름을 제조하였다.
비교예 3. 발효식품 포장용 LDPE 필름
(1) pH 8 수용액 1 L에 50 g의 아염소산나트륨(NaClO2)을 완전히 녹여 아염소산나트륨 수용액을 제조하였다.
(2) 상기 (1)단계의 제조한 아염소산나트륨 수용액에 미세분말 형태의 제올라이트 0.5 kg을 첨가하여 충분히 혼합하여 혼합 수용액을 제조하였다.
(3) 상기 (2)단계의 제조한 혼합 수용액을 130℃에서 24시간 이상 완전 건조시켜 복합물을 제조하였다.
(4) 상기 (3)단계의 제조한 복합물을 이용하여 제조예 1의 (4) 내지 (5)단계와 동일한 방법으로 LDPE 필름을 제조하였다.
비교예 4. 발효식품 포장용 LDPE 필름
(1) pH 8 수용액 1 L에 20 g의 소듐카복시메틸셀룰로스를 완전히 녹여 소듐카복시메틸셀룰로스 수용액을 제조하였다. 상기 제조한 소듐카복시메틸셀룰로스 수용액에 아염소산나트륨(NaClO2) 20 g을 교반하여 완전히 용해시켜 1차 혼합 수용액을 제조하였다.
(2) 상기 (1)단계의 제조한 1차 혼합 수용액에 미세분말 형태의 제올라이트 1 kg을 첨가하여 충분히 혼합하여 2차 혼합 수용액을 제조하였다.
(3) 상기 (2)단계의 제조한 2차 혼합 수용액을 130℃에서 24시간 이상 완전 건조시켜 복합물을 제조하였다.
(4) 상기 (3)단계의 제조한 복합물을 이용하여 제조예 1의 (4) 내지 (5)단계와 동일한 방법으로 LDPE 필름을 제조하였다.
실시예 1. 대장균 증식 평가
제조예 1(3단계)과 비교예 1(3단계), 비교예 2(4단계) 및 비교예 3(3단계)에서 제조된 복합물을 가지고 에틸렌옥사이드 가스 멸균 후 비접촉 방식으로 대장균 증식을 24시간 동안 관찰한 후 균의 증식이 억제되는지 확인하였다. 대장균(E. coli, KCTC1039)의 농도는 2×107 CFU/plate로 처리되었다. 그 결과, 무처리된 음성 대조군에서는 대장균의 증식이 정상적으로 일어난 반면, 제조예 1의 복합물 처리 시 대장균 증식이 완전히 억제되었고, 비교예 2 및 3의 복합물 처리 시 대장균 증식 억제정도가 제조예 1에 비해서는 매우 약했다. 또한, 아염소산나트륨을 사용하지 않은 비교예 1은 대장균 억제 기능성을 나타내지 않았다(도 1).
실시예 2. 디스크 확산 항균 실험
제조예들과 비교예들의 각각의 (3) 또는 (4)단계의 복합물에 대해 항균활성 탐색은 통상적으로 사용하는 디스크 확산법으로 검증하였다. 전통발효식품의 가스발생 원인은 대부분 지고사카로마이세스 룩시(Zygosaccharomyces rouxii)에 의해 발생하므로, 본 발명의 복합물의 생물자원센터에서 분양받은 지고사카로마이세스 룩시(KCTC7880)에 대한 생육저해 활성을 측정하였다. 상기 균주는 2~3개의 집락(0.8×108 CFU/mL)을 얻어 접종하였다. 희석한 시료를 증류수에 용해시켜 멸균한 페이퍼 디스크(직경 8 mm)에 10 ㎕씩 점적하였다. 증류수가 완전히 건조된 다음 평판 배지에 치상하여 35℃로 유지하여 24시간 후 페이퍼 디스크 주변의 투명도(clear zone)를 측정하여 항균활성을 조사하였다.
복합물의 항균 효과
복합물 종류 Inhibition zone(mm)
제조예 1 6.1±0.4c
제조예 2 6.6±0.2b
제조예 3 7.1±0.1a
비교예 1 1.0±0.0f
비교예 2 2.1±0.2e
비교예 3 1.0±0.0f
비교예 4 4.4±0.2d
전통발효식품의 가스발생 원인균에 대한 항균 활성을 비교한 결과, 제조예들에서 높은 항균 활성이 있음을 확인하였다(p<0.05). 또한, 비교예들 중에서는 비교예 1 및 3이 가장 낮은 활성을 나타내었고, 비교예 4가 상대적으로 높은 항균 활성을 나타내었다. 따라서, 제조예들의 복합물은 발효식품 가스발생 원인균에 대한 생육저해 활성이 있어, 발효 가스 발생을 억제할 수 있을 것으로 기대된다.
실시예 3. 발효식품의 부풀어 오름 및 발효취 비교
상업적 고추장은 가열 살균이나 방부제 처리하여 유통하고 있지만 전통고추장은 자연발효식품으로 미생물들이 생존하고 살아있는 식품으로 유통과정에서 가스가 발생하고 있어 유통 시 문제가 된다. 상기 제조예들과 비교예들의 복합물 각각 3 g씩 선도유지제 통기성 필름으로 제조된 봉지에 봉합하여 넣고, 상기 봉합한 각각의 봉지를 전통고추장으로 담은 깻잎 고추장 장아찌 130 g 제품 내부 포장 용기의 안쪽 상단에 부착하여 포장하였다. 포장하고 37℃에 20일간 보관한 후 관능검사 요원 30명을 대상으로 고추장 장아찌의 부풀어 오름 및 발효취를 비교하게 하였다. 부풀어 오름 정도에 따라 높은 점수(%)를 주게 하였고, 발효취는 발효취가 심하게 날수록 낮은 점수를 주게 하였고, 7점 척도법으로 평가하였다.
고추장 장아찌의 부풀어 오름 및 발효취 비교
복합물 종류 부풀어 오름 정도(%) 발효취 점수
제조예 1 0 5.8
제조예 2 0 6.3
제조예 3 0 6.8
비교예 1 80 1.8
비교예 2 70 2.4
비교예 3 70 2.2
비교예 4 40 4.0
그 결과, 제조예들의 복합물을 탑재한 고추장 장아찌에서는 부풀어 오름이 발생하지 않으면서 발효취도 효과적으로 억제하여 제품의 신선함을 오래 유지하는 것으로 판단하였다. 비교예 1의 복합물은 부풀어 오름이 가장 심했고, 발효취도 많이 나서 소비자들에게 진열장 제품에서 외면을 받을 수 있을 것으로 판단되었다. 비교예들 중에서는 비교예 4가 가장 발효억제 효과가 우수하였으나, 항균기능이 있는 화합물을 추가로 포함하지 않아, 제조예들에 비해서는 효과가 떨어졌다.

Claims (7)

  1. (1) 소듐카복시메틸셀룰로스 수용액에 아염소산염을 첨가한 후 교반하여 1차 혼합 수용액을 제조하는 단계;
    (2) 상기 (1)단계의 제조한 1차 혼합 수용액에 제올라이트, 메틸트라이메톡시실란(methyltrimethoxysilane) 및 디메틸디에톡시실란(dimethyldiethoxysilane)을 첨가한 후 교반하여 2차 혼합 수용액을 제조하는 단계; 및
    (3) 상기 (2)단계의 제조한 2차 혼합 수용액을 건조하는 단계를 포함하여 제조하는 것을 특징으로 하는 발효식품 발효억제용 복합물의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 (2)단계의 2차 혼합 수용액은 1차 혼합 수용액에 제올라이트 0.4~0.6 kg, 메틸트라이메톡시실란(methyltrimethoxysilane) 5~15 g 및 디메틸디에톡시실란(dimethyldiethoxysilane) 5~15 g을 첨가한 후 교반하여 제조하는 것을 특징으로 하는 발효식품 발효억제용 복합물의 제조방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 (2)단계의 첨가 시 이질풀 추출물을 추가로 첨가하는 것을 특징으로 하는 발효식품 발효억제용 복합물의 제조방법.
  4. 제2항에 있어서,
    (1) pH 7~9 수용액 0.8~1.2 L에 소듐카복시메틸셀룰로스 18~22 g를 녹인 소듐카복시메틸셀룰로스 수용액에 아염소산염 18~22 g을 첨가한 후 교반하여 1차 혼합 수용액을 제조하는 단계;
    (2) 상기 (1)단계의 제조한 1차 혼합 수용액에 제올라이트 0.4~0.6 kg, 메틸트라이메톡시실란(methyltrimethoxysilane) 5~15 g 및 디메틸디에톡시실란(dimethyldiethoxysilane) 5~15 g을 첨가한 후 교반하여 2차 혼합 수용액을 제조하는 단계; 및
    (3) 상기 (2)단계의 제조한 2차 혼합 수용액을 120~140℃에서 20~30시간 동안 건조하는 단계를 포함하여 제조하는 것을 특징으로 하는 발효식품 발효억제용 복합물의 제조방법.
  5. 제3항에 있어서,
    (1) pH 7~9 수용액 0.8~1.2 L에 소듐카복시메틸셀룰로스 18~22 g를 녹인 소듐카복시메틸셀룰로스 수용액에 아염소산염 18~22 g을 첨가한 후 교반하여 1차 혼합 수용액을 제조하는 단계;
    (2) 상기 (1)단계의 제조한 1차 혼합 수용액에 제올라이트 0.4~0.6 kg, 메틸트라이메톡시실란(methyltrimethoxysilane) 5~15 g, 디메틸디에톡시실란(dimethyldiethoxysilane) 5~15 g 및 이질풀 추출물 25~35 g을 첨가한 후 교반하여 2차 혼합 수용액을 제조하는 단계; 및
    (3) 상기 (2)단계의 제조한 2차 혼합 수용액을 120~140℃에서 20~30시간 동안 건조하는 단계를 포함하여 제조하는 것을 특징으로 하는 발효식품 발효억제용 복합물의 제조방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항의 방법으로 제조된 발효식품 발효억제용 복합물.
  7. 제6항의 발효식품 발효억제용 복합물을 플라스틱 수지에 첨가하여 제조한 마스터배치(master batch)를 성형하여 제조하는 것을 특징으로 하는 발효식품 포장용 필름의 제조방법.
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