KR20210103322A - 해조류를 이용한 생분해성 식품 포장재 및 이의 제조방법 - Google Patents

해조류를 이용한 생분해성 식품 포장재 및 이의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 생분해가 가능하면서도 무한한 자원인 해조류를 이용한, 친환경적이면서 동시에 제조 원가 절감 효과가 있는 생분해성 식품 포장재 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 본 발명의 생분해성 식품 포장재는 생분해성이 우수한 해조류를 이용함으로써, 포장재 자체가 식용 가능하여 별도의 쓰레기가 발생하지 않아 친환경적이다. 또한, 무한한 자원임과 동시에 원료 수급이 안정적으로 확보가 가능한 해조류를 이용하는 본 발명의 생분해성 식품 포장재는, 옥수수, 고구마, 감자 전분 등의 원료를 이용하는 기존의 친환경 비닐에 비하여도 공정 비용 및 제조 원가 절감 효과가 뛰어나다. 본 발명의 생분해성 식품 포장재는 라면 스프, 커피 믹스, 과자류, 캔디류 등의 레토르트 식품의 포장재로 사용될 수 있다.

Description

해조류를 이용한 생분해성 식품 포장재 및 이의 제조방법 {Biodegradable food packaging materials using algae and method for producing the same}
본 발명은 생분해가 가능하면서도 무한한 자원인 해조류를 이용한, 친환경적이면서 동시에 제조 원가 절감 효과가 있는 생분해성 식품 포장재 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 포장용 플라스틱은 열을 가하면 지속적으로 변형이 가능한 열가소성 수지(Thermoplastic)를 의미한다. 그 예시로써, 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)과 저밀도 폴리프로필렌(LDPE)이 있으며, 이 두 가지를 지칭하여 폴리올레핀(Polyolefine)이라고 한다. 폴리올레핀(Polyolefine)은 생산비용이 저렴하고 대규모로 생산할 수 있는 합성 고분자 중에서 가장 가벼우며, 성형성이 우수하여 실생활에서 사용하기에 유용하다.
그러나, 이러한 열가소성 수지 플라스틱은 재활용이 매우 어렵거나 불가능하다는 문제점이 있다. 보통 플라스틱은 다른 재료와 결합되어 다층 구조를 형성하기 때문에, 환경 변화에 강한 대신, 재활용이 거의 불가능하여 대부분 사용 후 폐기물로 처리된다.
뿐만 아니라, 이미 널리 알려진 바와 같이 플라스틱은 분해 속도가 매우 느리다. 완전히 분해가 되려면 수백 년이 걸린다. 현재 전 세계에서 생산되는 플라스틱의 생산량은 매년 3억 3000만 톤이 넘고 지금까지 생산된 플라스틱의 총 생산량은 83억 톤에 이른다.
또한, 바다로 버려진 플라스틱 제품은 환류에 의한 미립자 형태로 변형되는데 현재 직경이 5mm 미만인 미세 플라스틱 1억~2억 개 이상이 바다에 떠다니고 있다. 이는 물고기 체내에 축적되어 생태계로 유입되어 먹이 사슬 전체에 영향을 미치게 된다. 따라서 환경과 건강을 위해 기존 포장용 플라스틱의 대체재에 대한 연구가 필요하다.
본 발명은 생분해가 가능하면서도 무한한 자원인 해조류를 이용한, 친환경적이면서 동시에 제조 원가 절감 효과가 있는 생분해성 식품 포장재 및 이의 제조방법을 제공한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 생분해성 식품 포장재 제조방법은, 해조류 추출물 분말 및 물을 포함하는 혼합물을 준비하는 단계; 상기 혼합물을 기재 상에 코팅하여 필름 형태로 제조한 후 건조하는 단계; 및 상기 필름을 밀봉하여 봉지재 형태로 제조하는 단계; 를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 생분해성 식품 포장재를 제공한다.
본 발명의 생분해성 식품 포장재는 생분해성이 우수한 해조류를 이용함으로써, 포장재 자체가 식용 가능하여 별도의 쓰레기가 발생하지 않아 친환경적이다.
또한, 무한한 자원임과 동시에 원료 수급이 안정적으로 확보가 가능한 해조류를 이용하는 본 발명의 생분해성 식품 포장재는, 옥수수, 고구마, 감자 전분 등의 원료를 이용하는 기존의 친환경 비닐에 비하여도 공정 비용 및 제조 원가 절감 효과가 뛰어나다.
본 발명의 생분해성 식품 포장재는 라면 스프, 커피 믹스, 과자류, 캔디류 등의 레토르트 식품의 포장재로 사용될 수 있다.
이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명한다. 그러나, 하기 내용에 의해서만 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 각 구성 요소가 다양하게 변형되거나 선택적으로 혼용될 수 있다. 따라서, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
<생분해성 식품 포장재>
본 발명의 생분해성 식품 포장재는 해조류 추출물 분말을 포함하는 필름일 수 있다. 상기 필름은 상기 해조류 추출물 분말을 총 중량에 대하여 50 내지 80 중량% 로 함유할 수 있다. 상기 필름은 다수개의 필름이 층상 구조를 형성한 것일 수 있다.
상기 생분해성 식품 포장재는 생분해성이 우수한 해조류를 이용함으로써, 포장재 자체가 식용 가능하여 별도의 쓰레기가 발생하지 않아 친환경적인 효과를 발휘할 수 있다. 또한, 무한한 자원임과 동시에 원료 수급이 안정적으로 확보가 가능한 해조류를 이용함으로써, 옥수수, 고구마, 감자 전분 등의 원료를 이용하는 기존의 친환경 비닐 대비 공정 비용 및 제조 원가 절감 효과가 뛰어날 수 있다. 본 발명의 생분해성 식품 포장재는 라면 스프, 커피 믹스, 과자류, 캔디류 등의 레토르트 식품의 포장재로 사용될 수 있다.
<생분해성 식품 포장재 제조방법>
본 발명의 생분해성 식품 포장재는, 해조류 추출물 분말 및 물을 포함하는 혼합물을 준비하는 단계; 상기 혼합물을 기재 상에 코팅하여 필름 형태로 제조한 후 건조하는 단계; 및 상기 필름을 밀봉하여 봉지재 형태로 제조하는 단계; 를 포함할 수 있다.
상기 해조류 추출물 분말은 한천, 젤라틴, 알긴산염, 카라기난 또는 이들의 혼합물의 분말을 포함할 수 있으며, 이에 한정되지는 않는다. 일례로, 상기 해조류 추출물 분말은 한천 분말 및 젤라틴 분말의 혼합물일 수 있다. 일례로서, 상기 해조류 추출물 분말은 한천 분말 및 젤라틴 분말을 3 : 1 내지 1 : 1의 중량비로 혼합한 것일 수 있다.
상기 해조류 추출물 분말 및 물은 1 : 15 내지 1 : 18, 예를 들어, 1 : 15.5 내지 1 : 16.5 의 중량비로 혼합될 수 있다. 상기 물의 함량이 상기 중량비 범위를 벗어날 경우, 포장재의 내구성이 열세할 수 있다.
상기 필름 형태로 제조하기 전에, 상기 혼합물을 제1 열처리하여 젤리화하는 단계; 상기 젤리화된 혼합물을 냉각하여 고체화하는 단계; 및 상기 고체화된 혼합물에 물을 첨가한 후 제2 열처리하여 액상으로 제조하는 단계; 를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 열처리는 상기 해조류 추출물 분말을 상기 물에 완전히 녹인 다음, 상기 혼합물이 젤리화 될 때까지 가열하는 것일 수 있다. 상기 제1 열처리는 70 내지 100 ℃ 에서 수행될 수 있다. 상기 제1 열처리 중에 상기 혼합물에 식용 색소를 첨가할 수 있다. 상기 식용색소는 포장재의 내구성을 더욱 증대시킬 수 있다.
상기 식용 색소는 예를 들어, 유색미 추출액, 치자 열매 추출액, 파프리카 과즙, 뽕잎분말, 쑥분말 또는 자색고구마분말 등의 천연 식용 색소; 타르계 색소 및; β-카로틴, 수용성 안나토, 황산구리, 산화 제2철, 캐러멜, 구리 및 철 클로로필린나트륨, 산화티타늄 등의 비(非)타르계 색소 등의 인공 식용 색소 중에서 선택되는 적어도 하나 이상일 수 있으며, 이에 한정되지는 않는다. 일례로, 상기 식용색소는 치자 열매 추출액일 수 있다. 상기 식용 색소는 상기 해조류 추출물 분말 100 중량 대비 1 : 0.3 내지 0.8 의 중량비로 첨가될 수 있다.
상기 냉각은 상기 젤리화된 혼합물이 굳을 때까지 상온(23~25℃) 에서 2 내지 3 시간 동안 유지하는 것일 수 있다.
상기 고체화된 혼합물 1 중량 대비 물 2 내지 5 중량을 첨가한 후, 70 내지 100 ℃ 에서 제2 열처리를 수행할 수 있다. 상기 제2 열처리는 상기 고체화된 혼합물이 투명한 액상이 될 때까지 수행될 수 있다.
상기 액상이 된 혼합물을 기재 상에 코팅하여 필름을 형성할 수 있다. 상기 코팅은 상기 액상 혼합물을 일례로, 붓 등의 도구를 사용하여 기재 상에 넓게 펴 바르는 것일 수 있다. 상기 필름은 예를 들어, 55 내지 75 mic의 두께로 형성될 수 있다. 상기 기재는 상기 혼합물과 상용성이 없는 것이라면 어느 것이든 가능할 수 있다. 일례로, 상기 기재는 봉지재용 필름을 형성할 수 있도록 지지할 수 있는 물질이면 어느 것이나 가능하며, 예를 들어 테프론(teflon) 판일 수 있다. 상기 코팅 후에는 10 내지 15 시간 정도 상온(23~25 ℃) 에서 건조시킬 수 있다. 건조 후 테프론 판으로부터 형성된 필름을 떼어내어 봉지재로 사용한다.
상기 코팅은 2회 이상, 예를 들어, 2 내지 5 회, 다른 예로, 3 내지 4회 더 수행할 수 있다. 이로써, 상기 필름은 다수개의 필름이 적층된 층상구조를 형성할 수 있다. 일례로, 상기 필름은 2 내지 4층, 다른 예로, 3 내지 4층의 층상 구조일 수 있다. 이러한 층상 구조는 포장재로 사용될 때 우수한 내구성을 발휘할 수 있다. 상기 필름이 단층으로 형성될 경우, 내구성이 열세하여 찢어질 수 있다. 상기 필름이 4층을 초과하여 형성될 경우, 너무 단단하여 포장재로의 사용시 불편을 초래할 수 있다. 상기 코팅을 반복 수행한 후에는 상기 건조 단계를 추가로 더 수행할 수 있다.
상기 봉지재 형태는 식품을 감싸 포장할 수 있는 형태라면 어느 형태나 다 가능하다. 예를 들어 상기 필름으로 식품을 투입할 한 측면을 제외하고는 다른 측면을 봉합한 형태이거나, 상기 식품을 랩핑(wrapping)하고, 필름의 가장자리 부분을 봉합하는 것일 수 있다. 상기 봉지재 내면과 상기 식품의 표면이 직접적으로 접촉할 수도 있고, 추가적으로 다른 생분해성 물질로 구성된 포장재로 포장될 수도 있다. 상기 봉합은 열 실링기를 이용하여 2 내지 4 초 동안 열 실링을 수행할 수 있다. 상기 열 실링이 4 초를 초과하여 수행될 경우 필름이 손상될 수 있다.
상기 식품은 예를 들어, 라면 스프, 커피 믹스, 소스류, 냉동 식품, 햄버거 등의 레토르트 식품; 과자류; 캔디류; 껌류; 등 식품의 표면을 직접적으로 포장할 수 있는 것이라면 크게 제한되지는 않는다. 일례로, 상기 식품은 라면 스프 또는 커피 믹스일 수 있다. 상기 포장재가 라면 스프 또는 커피 믹스 봉지일 경우, 끓는 물에 함께 넣어 조리가 가능하여 조리 공정의 단순화와 함께 별도의 쓰레기가 발생하지 않아 친환경적 포장재로서의 장점을 동시에 발휘할 수 있다.
또한, 상기 봉지재는 외부 환경에 견딜 수 있기에 충분한 강도, 수분 저항성 및 온도 저항성 등을 구비하여야 한다. 이러한 성질들은 당해 기술 분야의 통상의 기술자들이 봉지재의 사용 용도에 맞추어 적절하게 수정할 수 있다.
상기 봉지재는 바람직하게는 내포장재, 즉 라면 봉지보다는 라면 봉지 안에 포함되는 라면 스프의 봉지재로 사용되는 것이 더 바람직하다. 이는 친환경적으로 구성하기 위하여, 봉지재의 성분 등을 조절하면, 외부환경에 노출시 운송, 판매 및 보관 중에 변질이나 파손이 일어날 수 있기 때문이다.
이하, 하기 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명하지만, 본 발명의 범위가 실시예에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1: 라면스프 포장재(단층) 제조
한천 분말(우리가 스토리) 20g , 젤라틴 분말(우리가 스토리) 10g을 물 500ml 에 넣고 섞어 분말들이 완전히 녹은 혼합액을 제조하였다. 이후, 혼합액이 젤리화 될 때까지 끓인다. 이때 상기 혼합액이 타지 않도록 주걱으로 저어주었다. 그런 다음, 혼합액이 굳을 때까지 상온(25℃)에서 3시간 동안 식혔다. 그 다음에 고체가 된 혼합액에 물 100ml을 첨가한 후 투명한 액체가 될 때까지 끓였다. 투명한 액체인 혼합액을 테프론 판에 두께가 약 65mic 가 되도록 얇게 펴 발라준 후 12 시간 동안 건조시킨 후 필름을 떼어 내어 필름을 제조하였다. 이후 상기 필름 상에 라면스프를 넣고 필름의 가장자리 부분을 열 실링하였다.
동일한 방법을 사용하여 라면스프 대신, 커피믹스, 껌, 사탕 등을 넣고 포장재를 제조하였다.
실시예 2: 라면스프 포장재(다수 층) 제조
실시예 1과 동일하게 제조하되, 혼합액을 테프론 판에 얇게 펴 바르는 공정을 3~4회 더 반복하여 건조시켰다. 이로써, 필름이 4층의 층상구조를 형성하도록 하였다.
실시예 3: 라면스프 포장재(식용색소 포함) 제조
실시예 1과 동일하게 제조하되, 혼합액이 젤리화 될 때까지 끓이는 과정 중 식용색소 20g을 더 첨가하였다.

Claims (11)

  1. 해조류 추출물 분말 및 물을 포함하는 혼합물을 준비하는 단계;
    상기 혼합물을 기재 상에 코팅하여 필름 형태로 제조한 후 건조하는 단계; 및
    상기 필름을 밀봉하여 봉지재 형태로 제조하는 단계; 를 포함하는 생분해성 식품 포장재 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 해조류 추출물 분말은 한천, 젤라틴, 알긴산염, 카라기난 또는 이들의 혼합물의 분말을 포함하는 것인, 생분해성 식품 포장재 제조방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 해조류 추출물 분말 및 물은 1 : 15 내지 1 : 18 중량비로 혼합되는 것인, 생분해성 식품 포장재 제조방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 필름 형태로 제조하기 전에,
    상기 혼합물을 제1 열처리하여 젤리화하는 단계;
    상기 젤리화된 혼합물을 냉각하여 고체화하는 단계; 및
    상기 고체화된 혼합물에 물을 첨가한 후 제2 열처리하여 액상으로 제조하는 단계; 를 포함하는 생분해성 식품 포장재 제조방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 젤리화하는 단계에서 식용색소를 첨가하는 것인, 생분해성 식품 포장재 제조방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 필름 형태로 제조하는 단계는,
    상기 코팅을 2 내지 5 회 더 수행한 후 건조시키는 단계를 더 포함하는 생분해성 식품 포장재 제조방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 봉지재는 상기 필름으로 식품의 표면을 랩핑(wrapping)한 다음, 필름의 가장자리 부분을 2 내지 4 초 동안 열 실링하여 봉합한 것인, 생분해성 식품 포장재 제조방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 의하여 제조되는 생분해성 식품 포장재.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 필름은 다수개의 필름이 적층된 층상구조인 것인, 생분해성 식품 포장재.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 식품은 라면스프, 커피믹스, 소스류, 냉동 식품 및 햄버거로부터 선택된 레토르트 식품; 과자류; 캔디류; 또는 껌류; 로부터 선택되는 어느 하나인 것인, 생분해성 식품 포장재.
  11. 해조류 추출물 분말 및 물을 포함하는 생분해성 식품 포장재.
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KR20230064335A (ko) 2021-11-03 2023-05-10 공주대학교 산학협력단 젤라틴, 난각 분말 및 호두 분말을 포함하는 생분해성 용기의 제조방법 및 이에 따라 제조된 생분해성 용기

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