KR20150089904A - 박토스터 알렉신을 이용한 항균 식품포장재의 제조방법 및 이에 의한 항균 식품포장재 - Google Patents

Abstract

본 발명은 항균 식품포장재에 관한 것으로서, 벌집으로부터 추출된 박토스터 알렉신을 준비하는 제1단계와, 상기 박토스터 알렉신과 수성코팅액을 혼합하여 항균코팅제를 제조하는 제2단계와, 상기 항균코팅제를 액상 도포 가능한 장치에 투입하는 제3단계와, 식품포장재를 상기 항균코팅제가 투입된 장치 하측으로 공급하는 제4단계와, 상기 공급된 식품포장재 상측에 상기 항균코팅제를 도포하여 항균코팅막을 형성하는 제5단계 및 상기 항균코팅막을 건조시키는 제6단계를 포함하여 이루어지거나, 항균물질을 식품포장재원료에 첨가하여 식품포장재를 성형하여 제조하는 것을 특징으로 하는 박토스터 알렉신을 이용한 항균 식품포장재의 제조방법 및 이를 이용한 항균 식품포장재를 기술적 요지로 한다. 이에 의해 벌집으로부터 추출한 박토스터 알렉신을 포함하는 항균코팅제를 식품포장재에 코팅하거나, 항균물질을 식품포장재원료 자체에 첨가함으로써 식품의 포장 및 보관시 유해 세균의 번식을 억제하여 식품의 변질을 막는 이점이 있다.

Description

박토스터 알렉신을 이용한 항균 식품포장재의 제조방법 및 이에 의한 항균 식품포장재{manufacturing method of antibacterial food paper using bactoster alexin and antibacterial food paper thereby}

본 발명은 항균 식품포장재에 관한 것으로서, 벌집으로부터 추출한 박토스터 알렉신을 포함하는 항균코팅제를 식품포장재에 코팅하거나 식품포장재원료 자체에 항균물질을 첨가함으로써 식품의 포장 및 보관시 유해 세균의 번식을 억제하여 식품의 변질을 막기 위한 박토스터 알렉신을 이용한 항균 식품포장재의 제조방법 및 이를 이용한 항균 식품포장재에 관한 것이다.

일반적으로 식품은 일정 시간이 지나게 되면 유해 세균의 번식이 시작되면서, 변질이 일어나게 되며, 이를 인지하지 못하고 식품을 섭취하는 경우 종종 식중독을 일으키는 원인이 되고 있다.

특히, 최근 여가 시간의 증가와 함께 포장 및 배달 식품의 증가로 조리 후 일정 시간 후에 식품을 섭취하게 되는 경향이 있어, 유해 세균의 번식을 최대한 억제하면서 식품을 저장하고 보관할 수 있는 효율적인 방법에 대한 연구가 활발하다.

또한, 일반적인 공산품으로 제공되는 식품의 경우에도 식품의 변질을 방지하고, 신선도를 유지하여 유통기간을 연장할 필요성이 있다.

이러한 살균 및 멸균의 필요성에 의해 종래에는 고온에서 조리를 하여 살균된 상태로 제공하거나, 조리 후 진공 상태로의 보관, 자외선에 의한 멸균 등의 방법을 사용하거나, 식품 보존제를 식품에 첨가하여 세균의 번식을 억제하곤 하였다.

그러나, 종래의 살균 및 진공, 자외선을 이용하는 경우에는 유해 세균에 대한 살균효과는 뛰어나지만, 식품을 변형시키거나 영양성분의 파괴를 초래하게 되며, 식품 보존제는 화학합성 제재가 주를 이루어 인체에 유해한 단점이 있으며, 종래의 이러한 방법에 의하더라도 일정 시간이 지나면 유해 세균의 번식은 여전히 발생하게 된다.

이러한 기존의 식품 보관방법에 대한 문제점을 보완하기 위하여, 식품을 포장하는 용지에 항균 기능성을 부가하여, 살균 및 멸균된 식품을 포장하여 장시간 보관하도록 하는 기술로 "기능성 물질과 PE 피막이 구성된 종이"(대한민국특허청 공개특허공보 공개번호 10-2012-0008556호)에 대한 것이 있다.

상기 종래기술은 종이 표면에 실리카 토르마린, 게르마늄, 세라믹, 옥, 숯, 황토 등의 기능성 물질을 도포시켜 음이온과 원적외선이 방출되어 항균, 살균, 탈취 기능을 할 수 있도록 한 것이다.

그러나, 상기 종래기술은 식품의 장기 보존은 여전히 어려운 상태이며, 여전히 상기의 문제점을 내재하고 있으며, 식품의 포장용지로 사용하기엔 미흡한 문제점이 있다.

대한민국특허청 공개특허공보 공개번호 10-2012-0008556호(2012년 2월 1일 공개).

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 벌집으로부터 추출한 박토스터 알렉신을 포함하는 항균코팅제를 식품포장재에 코팅하거나, 식품포장재원료 자체에 항균물질을 첨가함으로써 식품의 포장 및 보관시 유해 세균의 번식을 억제하여 식품의 변질을 막기 위한 박토스터 알렉신을 이용한 항균 식품포장재의 제조방법 및 이를 이용한 항균 식품포장재의 제공을 그 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 벌집으로부터 추출된 박토스터 알렉신을 준비하는 제1단계와, 상기 박토스터 알렉신과 수성코팅액을 혼합하여 항균코팅제를 제조하는 제2단계와, 상기 항균코팅제를 액상 도포 가능한 장치에 투입하는 제3단계와, 식품포장재를 상기 항균코팅제가 투입된 장치 하측으로 공급하는 제4단계와, 상기 공급된 식품포장재 상측에 상기 항균코팅제를 도포하여 항균코팅막을 형성하는 제5단계 및 상기 항균코팅막을 건조시키는 제6단계를 포함하여 이루어지는 특징으로 하는 박토스터 알렉신을 이용한 항균 식품포장재의 제조방법 및 이를 이용한 항균 식품포장재를 기술적 요지로 한다.

또한, 상기 항균코팅제는, 수성코팅액 100부피비에 대해 박토스터 알렉신 3~5부피비를 혼합하여 이루어진다.

또한, 상기 수성코팅액은, 물 45~50 중량부, 폴리에틸렌 5~7중량부, 안정제 40~45중량부를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제4단계의 식품포장재 공급은, 롤투롤(Roll-to-Roll) 방식으로 식품포장재의 공급이 연속적으로 이루어지도록 하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 항균코팅막은, 0.1㎛~0.15㎛의 두께로 형성되는 것이 바람직하며, 100℃~200℃의 온도에서 열풍 건조시켜, 최종 항균코팅막이 형성된 식품포장재를 제조한다.

또한, 본 발명은 벌집으로부터 추출된 박토스터 알렉신을 준비하는 제1단계와, 상기 박토스터 알렉신과 식품포장재원료를 혼합하여 용융시켜 항균물질을 제조하는 제2단계와, 상기 항균물질을 압출하여 칩 형태로 제조하는 제3단계와, 상기 칩 형태로 제조된 항균물질을 용융 후 식품포장재로 성형 또는 가공하는 제4단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 박토스터 알렉신을 이용한 항균 식품포장재의 제조방법 및 이를 이용한 항균 식품포장재를 또 다른 기술적 요지로 한다.

또한, 상기 항균물질은, 식품포장재원료 100부피비에 대해 박토스터 알렉신 0.5~5부피비를 혼합하여 이루어진 것이 바람직하다.

본 발명은 벌집으로부터 추출한 박토스터 알렉신을 포함하는 항균코팅제를 식품포장재에 코팅하거나 식품포장재원료 자체에 항균물질을 첨가함으로써 식품의 포장 및 보관시 유해 세균의 번식을 억제하여 식품의 변질을 막는 효과가 있다.

또한, 식품의 신선도가 유지되어 유통기한을 연장시킬 수 있어 유통기한 도래에 따른 손실을 최소화하는 효과가 있다.

도 1 - 본 발명에 따른 박토스터 알렉신을 이용한 항균 식품포장재의 제조방법에 대한 블럭도.
도 2 - 본 발명의 다른 실시예에 따른 박토스터 알렉신을 이용한 항균 식품포장재의 제조방법에 대한 블럭도.
도 3 및 도 4 - 본 발명의 일실시예에 대한 항균테스트 결과를 나타낸 도.

본 발명은 식품을 포장하기 위한 식품포장재에 관한 것으로서, 벌집으로부터 추출한 박토스터 알렉신을 포함하는 항균코팅제를 식품포장재에 코팅하거나 항균물질을 식품포장재원료 자체에 첨가함으로써 식품의 포장 및 보관시 유해 세균의 번식을 억제하여 식품의 변질을 막는 식품포장재를 제공하고자 하는 것이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명하고자 한다. 도 1은 본 발명에 따른 박토스터 알렉신을 이용한 항균 식품포장재의 제조방법에 대한 블럭도를 나타낸 것이다.

도시된 바와 같이 본 발명에 따른 박토스터 알렉신을 이용한 항균 식품포장재의 제조방법은, 벌집으로부터 추출된 박토스터 알렉신을 준비하는 제1단계와, 상기 박토스터 알렉신과 수성코팅액을 혼합하여 항균코팅제를 제조하는 제2단계와, 상기 항균코팅제를 액상 도포 가능한 장치에 투입하는 제3단계와, 식품포장재를 상기 항균코팅제가 투입된 장치 하측으로 공급하는 제4단계와, 상기 공급된 식품포장재 상측에 상기 항균코팅제를 도포하여 항균코팅막을 형성하는 제5단계 및 상기 항균코팅막을 건조시키는 제6단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 박토스터 알렉신을 이용한 항균 식품포장재의 제조방법에 관한 것이다.

먼저, 벌집으로부터 박토스터 알렉신(bactoster alexin)을 추출하여 준비한다.

본 발명에 따른 박토스터 알렉신은 벌집에서 추출한 강한 항균 기능의 플라보노이드 성분을 특수 분리 추출 기법으로 추출하여 미세 캡슐화로 안정화시킨 것으로서, 천연 무독성 항균소재이다.

이러한 박토스터 알렉신은 세포벽 성분인 당단백질(peptidoglycan)의 peptide bridge의 합성을 억제하는 역할을 하게 되는데, 이는 세균의 세포벽 성분인 당단백질(peptidoglycan)층의 생합성 마지막 단계에서 세포막 바깥의 당단백질을 단백질전이효소(transpeptidase)가 연결하는데, 이 효소의 작용을 억제시켜 세균의 성장과 분화가 억제되어 사멸시키는 것이다.

상기 박토스터 알렉신은 벌집에서 추출한 것으로서, 인체에 독성이 없으며, 일반 세균은 물론 식중독균, 바이러스 등 30초 이내에 99.99% 완벽한 살균 특성을 가지고 있으며, 본 발명에서와 같이 미세 캡슐화하여 제공되는 박토스터 알렉신은 최소 1년에서 5년 정도까지 그 효과가 지속되는 것으로 알려져 있다.

상기 박토스터 알렉신의 미세 캡슐화는 무기 담체에 담지(천연 셀룰로오스 담체, 제올라이트+셀룰로오스 합성 담체, 무분진 활성탄 담체 등에 흡착)시킴으로써, 미세 다공성 캡슐 형태로 제공되어 내열온도는 250℃ 정도이다. 따라서, 고온에서도 성분 파괴없이 효과를 유지할 수 있어, 고온 열처리 공정도 가능하다.

이러한 박토스터 알렉신은 50℃ 열탕 비중 분리법을 이용하여 벌집에서 밀랍을 제거하고, 60℃ 이하 저온 초음파 추출하여 농축시켜 건조하여 얻는다. 여기에서 초음파 추출은 초음파 에너지가 증가하면 추출 용매의 응집력이 파괴되고 수천만 개 이상의 미세한 공동(cavitation)이 발생되는데, 이 공동이 폭발하면서 추출물질의 부품(swelling), 수화(hydration) 과정을 용이하게 하여, 유효성분의 물질 전달 과정을 촉진하여 추출 효율을 극대화시키는 것이다.

이렇게 얻은 박토스터 알렉신과 수성코팅액을 혼합하여 항균코팅제를 제조하게 되며, 상기 항균코팅제는 수성코팅액 100부피비에 대해 박토스터 알렉신 3~5부피비를 혼합하여 제조한다. 상기 수성코탱액 100부피비에 대해 박토스터 알렉신 3부피비보다 적게 혼합하는 경우에는 항균성이 떨어지며, 박토스터 알렉신 5부피비보다 많이 혼합하는 경우에는 재료의 양에 비해 항균성에 영향을 미치지 않으므로, 박토스터 알렉신 3~5부피비가 적당하다.

상기 수성코팅액은 물 45~50 중량부, 폴리에틸렌(PE) 5~7중량부, 안정제 40~45중량부를 포함하여 이루어지며, 상기 안정제로는 2-에틸헥실 에스테르, 스타이렌과의 아크릴산 중합체 등을 사용한다.

상기 수성코팅액과 박토스터 알렉신을 적정 비율로 혼합한 항균코팅제를 액상 도포가 가능한 장치에 투입하고, 식품포장재를 상기 장치 하측으로 공급한다.

상기 식품포장재는 식품 포장용으로 사용되는 모든 재료를 말하며, 종이 등이 일반적으로 사용된다. 필요에 의해 비닐이 코팅된 종이, 플라스틱 등도 사용할 수도 있다.

공급된 식품포장재 상측에 상기 항균코팅제를 도포하여 항균코팅막을 형성하고, 이를 100℃~200℃의 온도에서 열풍 건조시킴으로써 본 발명에 따른 항균 식품포장재의 제조가 완료되게 된다.

여기에서, 항균코팅막의 두께는 두께에 대해 항균 효율성이 우수한 0.1㎛~0.15㎛가 적절하며, 그 이상이나 그 이하의 두께는 효율성이 떨어지게 된다.

한편, 공정의 효율성을 도모한 연속적인 공정을 위해, 항균코팅제가 코팅되지 않은 식품포장재의 공급과 항균코팅제가 도포되어 항균코팅막의 형성이 완료된 식품포장재의 수거가 동시에 이루어지도록 롤투롤(Roll-to-Roll) 방식으로 식품포장재의 공급과 수거가 이루어지도록 한다.

즉, 롤러를 통해 식품포장재가 액상 도포가 가능한 장치 하측으로 공급되면, 항균코팅제가 식품포장재 상측에 도포되고, 건조과정이 완료되면 다른 롤러를 통해 항균코팅막이 형성된 식품포장재의 수거가 연속적으로 이루어지게 된다.

이와 같이 제조된 항균코팅막이 형성된 식품포장재는 각 식품의 제공방법, 보관방법, 저장방법, 식품의 형태에 따라 다양한 용도로 절단, 가공, 조립되어 최종 식품용기로 제공되게 된다.

한편, 상기 코팅제는 상기와 같이 식품포장재 표면에 도포하여 사용할 수도 있지만, 본 발명의 다른 실시예로 도 2에 도시된 바와 같이, 식품포장재 자체의 제조 공정 상에 식품포장재원료에 투입하여 완성된 식품포장재 자체가 항균성을 가질 수도 있다.

여기에서, 박토스터 알렉신과 식품포장재원료를 혼합하여 150℃~300℃의 고온에서 용융시켜 혼합한 항균물질을 사용한다.

이 경우 상기 항균물질은 식품포장재원료 100부피비에 대해 박토스터 알렉신 0.5~5부피비를 혼합하는 것이 바람직하다. 이러한 조성물 비는 최소한의 칩 형태로 항균물질을 제조할 수 있기 위함이며, 식품포장재원료와 혼합시 항균성을 발휘하기 위한 것으로서, 식품포장재의 두께에 따라서도 달리 적용할 수 있다.

즉, 랩이나 코팅 필름처럼 초박형의 제품에는 제품의 용도에 따라 박토스터 알렉신을 최대 5부피비까지 첨가해도 되지만, 두꺼운 비닐일 경우나 제품의 용도에 따라 0.5부피비 정도만 혼합해도, 항균 효과에 그다지 지장을 초래하지 않았다.

상기 항균물질을 압출하여 국수가락과 같이 길게 빼내면서 가로, 세로 크기가 3mm~10mm 정도가 되도록 칩 형태로 절단하여 제조한다.

그 후, 상기 칩 형태로 제조된 항균물질을 용융 후 150℃~300℃의 고온에서 용융시키면서 최종 식품포장재로 성형 또는 가공하게 된다.

여기에서, 성형 또는 가공되는 식품포장재는 식품 포장용으로 사용되는 모든 재료가 해당되며, 일반적으로 비닐이 될 수 있다. 필요에 의해 플라스틱 재료도 사용될 수 있다.

상술한 바와 같이, 상기 식품포장재는 시중에서 식품포장재로 널리 사용되는 OPP(oriented polypropylene), PP(polypropylene), PE(polyethylene) 등이 될 수 있다.

도 1에 따른 본 발명의 일실시예(코팅되지 않은 일반 펄프 종이에 수성코팅액 100부피비에 대해 박토스터 알렉신 3 부피비로 0.15㎛의 두께로 항균코팅막 형성)에 대한 항균테스트 결과를 나타낸 것이다.

도 3 및 도 4는 상기 실시예에 의한 항균코팅제가 코팅된 용기와 코팅되지 않은 용기에 초밥 및 김밥을 각각 넣고 24시간 동안 실온에 보관하였다.

도 3은 항균코팅제가 코팅되지 않은 용기(무코팅-초밥)와, 항균코팅제가 코팅된 용기(항균코팅-초밥) 그리고 일반 시중의 용기(대조군)에 초밥을 넣고 24시간 동안 실온에 방치한 후 생성되는 미생물을 관찰한 것이다.

도 3은 24시간 후 초밥에 영양배지(LB)를 넣고(100mg/1mL) 골고루 섞은 후 0.1mL을 아가배지에 분주하여 인큐베이터에서 24시간 배양한 것으로서, 도시된 바와 같이 코팅되지 않은 용기에서는 황색포도상구균(노란색 콜로니)이 관찰되었으나, 코팅된 용기에서는 황색포도상구균이 관찰되지 않고 효모 등 유익균과 일반 세균이 관찰되었다.

도 4는 항균코팅제가 코팅되지 않은 용기(무코팅)와, 항균코팅제가 코팅된 용기(항균코팅)에 김밥을 넣고 24시간 동안 실온에 방치한 후 생성되는 미생물을 관찰한 것이다.

도 4는 24시간 후 김밥에 영양배지(LB)를 넣고(100mg/1mL) 골고루 섞은 후 0.1mL을 아가배지에 분주하여 인큐베이터에서 24시간 배양한 것으로서, 도시된 바와 같이 매우 작은 미생물의 군집이 관찰되었으나, 코팅된 용기에서는 관찰되지 않았다. 또한, 관찰된 작은 미생물의 군집을 배양하여 염기서열을 분석한 결과 Leuconostoc mesenteroides라는 미생물임을 확인할 수 있었다. 이 미생물은 김치의 저장성을 낮추는 젖산균으로서 식품을 보관할 때 부패하게 만드는 원인이 되는 미생물이다.

따라서, 본 발명에 따른 박토스터 알렉신을 이용한 항균 식품포장재를 이용한 용기에 식품을 보관하였을 때 식품의 보관성을 증대시키는 것으로 확인되었다.

이와 같이 본 발명은, 수성코팅액에 박토스터 알렉신을 혼합하여 항균코팅제를 제조하고, 이를 식품포장재에 코팅하여 항균코팅막이 형성된 식품포장재를 제조함으로써, 항균성뿐만 아니라 항균성에 대한 지속성을 가지는 식품포장재를 제공하게 된다.

Claims (12)

1. 벌집으로부터 추출된 박토스터 알렉신을 준비하는 제1단계;
   상기 박토스터 알렉신과 수성코팅액을 혼합하여 항균코팅제를 제조하는 제2단계;
   상기 항균코팅제를 액상 도포 가능한 장치에 투입하는 제3단계;
   식품포장재를 상기 항균코팅제가 투입된 장치 하측으로 공급하는 제4단계;
   상기 공급된 식품포장재 상측에 상기 항균코팅제를 도포하여 항균코팅막을 형성하는 제5단계; 및
   상기 항균코팅막을 건조시키는 제6단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 박토스터 알렉신을 이용한 항균 식품포장재의 제조방법.
2. 제 1항에 있어서, 상기 항균코팅제는,
   수성코팅액 100부피비에 대해 박토스터 알렉신 3~5부피비를 혼합하여 이루어진 것을 특징으로 하는 박토스터 알렉신을 이용한 항균 식품포장재의 제조방법.
3. 제 2항에 있어서, 상기 수성코팅액은,
   물 45~50 중량부, 폴리에틸렌 5~7중량부, 안정제 40~45중량부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 박토스터 알렉신을 이용한 항균 식품포장재의 제조방법.
4. 제 1항에 있어서, 상기 제4단계의 식품포장재는,
   종이 또는 비닐인것을 특징으로 하는 박토스터 알렉신을 이용한 항균 식품포장재의 제조방법.
5. 제 4항에 있어서, 상기 비닐은,
   OPP(oriented polypropylene), PP(polypropylene), PE(polyethylene) 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 박토스터 알렉신을 이용한 항균 식품포장재의 제조방법.
6. 제 1항에 있어서, 상기 제4단계의 식품포장재 공급은,
   롤투롤(Roll-to-Roll) 방식으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 박토스터 알렉신을 이용한 항균 식품포장재의 제조방법.
7. 제 1항에 있어서, 상기 항균코팅막은,
   0.1㎛~0.15㎛의 두께로 형성되는 것을 특징으로 하는 박토스터 알렉신을 이용한 항균 식품포장재의 제조방법.
8. 제 1항에 있어서, 상기 제6단계의 항균코팅막은,
   100℃~200℃의 온도에서 열풍 건조되는 것을 특징으로 하는 박토스터 알렉신을 이용한 항균 식품포장재의 제조방법.
9. 벌집으로부터 추출된 박토스터 알렉신을 준비하는 제1단계;
   상기 박토스터 알렉신과 식품포장재원료를 혼합하여 용융시켜 항균물질을 제조하는 제2단계;
   상기 항균물질을 압출하여 칩 형태로 제조하는 제3단계;
   상기 칩 형태로 제조된 항균물질을 용융 후 식품포장재로 성형 또는 가공하는 제4단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 박토스터 알렉신을 이용한 항균 식품포장재의 제조방법.
10. 제 9항에 있어서, 상기 항균물질은,
    식품포장재원료 100부피비에 대해 박토스터 알렉신 0.5~5부피비를 혼합하여 이루어진 것을 특징으로 하는 박토스터 알렉신을 이용한 항균 식품포장재의 제조방법.
11. 제 9항에 있어서, 상기 식품포장재는,
    OPP(oriented polypropylene), PP(polypropylene), PE(polyethylene) 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 박토스터 알렉신을 이용한 항균 식품포장재의 제조방법.
12. 제 1항 내지 제 11항 중 어느 한 항의 제조방법에 의해 제조된 것을 특징으로 하는 박토스터 알렉신을 이용한 항균 식품포장재.

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