식품 포장에 조류 다당류의 응용
현재 플라스틱 오염은 점차 기후변화에 이어 세계에서 두 번째로 시급한 환경 문제로 대두되고 있으며, 전 세계의 지속 가능한 발전에 큰 도전을 제기하고 있습니다. 중국은 세계 최대의 플라스틱 생산국이자 소비국이다. 석유 제품으로 만든 합성 플라스틱은 식품 포장 산업에서 널리 사용됩니다. 기존의 플라스틱 포장은 재활용이 불가능하고-생분해성이 없는 경우가 많으며 재사용성이 좋지 않아 매립지와 바다에 플라스틱 폐기물이 빠르게 축적되어 심각한 환경 및 건강 문제를 야기합니다. 또한 플라스틱에 함유된 미세플라스틱과 독성 첨가제도 먹이사슬을 통해 축적될 수 있습니다.
생체고분자로 만든 생분해성 포장재는 -생분해성이 아닌 석유- 기반 포장재를 대체하여 환경 오염을 줄일 수 있습니다. 생체고분자 중에서 다당류는 풍부하고, 가격이 저렴하고,-독성이 없고, 재생 가능하며, 환경친화적입니다. 카라기난, 알지네이트, 한천, 울반과 같은 조류 다당류는 항바이러스, 항균, 항{6}}염증, 항산화, 항종양 및 면역{7}}조절 특성과 같은 생물학적 활성을 가지며 의학, 식품, 화장품 및 기타 분야에서 널리 사용됩니다. 동시에 조류 다당류는 우수한 필름 형성 특성,{9}}특정 기계적 강도, 우수한 가스 차단 성능을 갖추고 있어 식품 품질과 미생물 안전을 보장하는 친환경 플라스틱 포장 개발에 적합합니다.
일반적으로 조류 다당류는 다당류 복합체 형태로 식품 포장재에 적용되는 경우가 많습니다. 다당류- 기반 폴리머를 개질하는 방법에는 다당류의 화학적 개질, 천연 또는 화학적 첨가제(예: 가소제, 계면활성제, 갈변 방지제 등) 추가, 다양한 유형의 폴리머와의 혼합, 다층 필름 설계 및 나노입자 추가가 포함됩니다. 이러한 방법을 사용하면 새로운 유형의 식품 포장 개발에 사용되는 다당류 복합 재료를 생산할 수 있습니다.
01
식용 필름 및 코팅
Thakuret al. [2] 쌀전분/ι-카라기난/스테아르산/글리세롤/Tween 20을 사용하여 높은 인장강도(116.5 N/m²), 적당한 용해도(63.22%), 낮은 투습도(3.55×10⁻11 g·Pa⁻1·s⁻1·m⁻1)를 갖는 식용 코팅을 만들어 식용 방부 코팅을 형성했습니다. 과일의 표면.
Perettoet al. [3] 알긴산 나트륨/파슬리 페놀/신남산 메틸을 사용하여 정전 스프레이 또는 브러싱 방법을 사용하여 신선한 딸기에 적용할 수 있는 식용 코팅제를 제조했습니다. 기존의 비전기식 분무 방법과 비교하여-이 접근 방식은 과일의 견고함과 기타 기계적 특성을 향상시키는 동시에 더 높은 천연 항균 활성을 제공하고 딸기의 신선도를 더 잘 보존합니다.
02
활성 포장
활성 포장은 외부 조건에 대한 불활성 장벽을 제공할 뿐만 아니라 식품 보존 및 품질 모니터링에서도 중요한 역할을 합니다. 활성 포장에 포함된 활성 화합물은 식품이나 환경에서 수분, 이산화탄소, 산소 또는 에틸렌을 제거하거나 항균, 항산화 및 향미-향상 효과를 제공할 수 있습니다.
그림 1 조류 다당류 기반 활성 포장용 식용 필름 및 코팅 [1]
κ- 및 ι-카라기난, 글리세롤 및 Lapacho 추출물로 제조된 식용 필름은 항산화 활성이 뛰어나 과일과 채소의 유통기한을 연장하는 데 도움이 됩니다[4]. 사케에 함유된 한천과 락토바실러스의 니신으로 만든 항균 필름은 치즈 포장에 사용되는 기존 알루미늄 호일을 대체할 수 있습니다[5]. 다당류 복합필름에 항균 금속 나노입자를 첨가하면 항균 효과를 크게 향상시킬 수 있습니다. 풀루란/카라기난 CuS 나노입자/D-리모넨으로 개발된 활성 식품 포장 필름은 식품 매개 병원체에 대해 우수한 항균 활성을 나타냅니다[6]. 자외선은 식품의 노화와 부패를 촉진하는 주요 요인입니다. Yanget al. [7]은 생체-에서 영감을 받은 도파민-멜라닌 고체 나노입자를 알긴산나트륨/폴리비닐알코올 필름에 통합하여 UV-차단 및 단열 특성을 갖춘 활성 필름을 개발했습니다.
03
지능형 포장
지능형 포장은 소비자에게 포장 식품의 품질과 안전에 대한 빠르고 비파괴적인 실시간-정보를 제공할 수 있습니다.
그중에서도 비색 pH 센서 필름은 보관 중 식품 신선도를 시각적으로 평가할 수 있는 안전하고 비파괴적인 방법을 제공합니다.- ι-카라기난과 천연 혼합 염료로 개발된 비색 pH 센서 필름은 pH 1.0-12.0 범위에서 선명한 색상 변화(빨간색-보라색-파란색{5}}녹색-노란색)를 나타내며 식품 부패를 감지하는 데 사용할 수 있습니다[8]. 라즈베리 포마스 추출물을 펙틴/알긴산나트륨/잔탄검 복합 필름에 첨가하여 제조한 비색 필름은 pH 5~10 범위에서 분홍색-빨간색-갈색-청색-짙은 녹색에서 눈에 띄는 색상 변화를 보여 단백질이 풍부한 식품의 신선도를 감지하는 데 유용합니다[9].
그림 2 스마트 포장 및 신선도 지표의 도식