방출조절용 항균성 포장재의 개발 및 미생물 생육억제와 물질전달 모델링

Potassium Sorbate의 향균능력측정결과 효모(Saccharomyces cerevisiae)의 성장에 대하여 uncompetitive 기작으로 작용하였다. 열처리 실험의 결과 Potassium Sorbate는 가열온도에 대하여 Arrhenius, 또한 가열시간에 대하여 1차반응식관계로 향균능력을 잃었으며 따라서 보존제로 Potassium Sorbate를 식품에 첨가후 포장, 가열살균하는 일반 식품가공공정상에서 가열살균공정이 첨가 보존제의 잔류향균능력을 잃게 하는 것으로 나타났다. 플라스틱 film과 치즈안에서 Potassium Sorbate의 확산계수 및 확산에 의한 물질전달 현상을 수학적모델과 컴퓨터 simulation 그리고 실험에 의해 구하였다. 저밀도폴리에틸렌(LDPE)이 범용플라스틱중에서 가장 작은 확산계수를 가져 빠른 물질전달이 요구되는 film층 또는 약물저장층으로 적합한것으로 나타났다. 그외 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)과 폴리프로필렌(PP), 폴리에스터(PET)는 느린 물질전달이 요구되는층 또는 복합다층 film에서 물질전달에 단방향성을 주는 고차단층으로 적합한것으로 나타났다. Potassium Sorbate분말과 LDPE resin분말을 섞은후 단일스크루 익스트루더로 항균성 포장 film을 제조한 결과 LDPE film의 tensile strength과 elongation, elastic modulus는 Potassium Sorbate를 3% 이상 포함할때까지 변화하지 않았다. 그러나 film의 투명도는 급격히 낮아졌다. 향균성LDPE film은 효모가 접종된 한천배지상에서 항균물질인 Potassium Sorbate를 배지위로 서서히 방출시켜 효모의 성장속도(growth rate)를 저하시키고 초기성장지체기(lag period)를 연장시킨다. 따라서 식품포장재로 적용시에 미생물의 오염을 막고 식품저장기간을 연장할것이라 여겨진다.