Mechanical and Barrier Properties of Soybean Curd Residue Protein Films

비지 단백질로 제조한 가식성필름의 기계적 및 물질투과특성

Edible films were prepared from proteins extracted from soybean curd residue by alkaline extraction and isoelectric precipitation. Effects of film forming solution pH and plasticizers on mechanical and barrier properties of edible films were studied. films were formed within pH $7{\sim}11$ with tensile strength (TS) of $2.9{\sim}3.3$ MPa. Films produced under pH 10 had the highest TS and Elongation (E) (3.3 MPa and 60.1%) but no significant difference was observed among water vapor permeabilities (WVP) of film. Glycerol, sorbitol and its mixture (1:1, w/w) were added as plasticizers. The concentration and mixing ratio of plasticizers also affected the TS, E and WVP of films. TS of films decreased from 15.0 MPa to 2.9 MPa as plasticizer concentration increased from 0.4 to 0.8 g plasticizer/g protein. At a plasticizer concentration, the highest TS was observed when sorbitol was used whereas the highest E was measured when mixture of glycerol and sorbitol was used as plasticizer WVP of films increased as the plasticizer concentration increased. Films plasticized with glycerol showed the highest WVP among the films with the same plasticizer concentrations. Edible films prepared from soybean curd residue protein showed very low oxygen permeabilities ($29.5{\sim}61.1aL{\cdot}m/m^2{\cdot}s{\cdot}Pa$) and oil resistance at all plasticizer concentration level tested.

두부생산시 부산물로 다량 생산되는 두부비지를 효과적으로 이용하기 위해 이로부터 가식성 필름을 제조하였으며, 가소제로서 glycerol과 sorbitol을 사용하였을때 필름형성용액의 pH와 가소제의 농도가 가식성필름의 기계적특성(인장강도와 신장률), 수분투과도, 산소투과도 및 유지투과도에 미치는 영향에 대하여 조사하였다. 건조하지 않은 두부비지에 10배의 물을 가하여 pH 11에서 1시간동안 교반하면서 단백질을 추출한 후, 등전점(pH 4.3) 처리하고 동결건조하여 농축단백질 시료를 만들고, 이로부터 solution casting 법으로 가식성필름을 제조하였다. 필름용액의 pH를 10으로 조절하여 제조한 가식성필름의 인장강도와 신장률이 우수한 것으로 나타났으며, 제조된 가식성필름의 인장강도는 가소제의 농도가 증가함에 따라 15.0 MPa에서 2.9 MPa로 감소하였으며 특히 sorbitol을 첨가하였을 때 가장 높은 인장강도와 신장률을 보였으며. 수분투과도는 첨가된 가소제의 양과 종류에 따라 $0.48{\sim}0.83nm{\cdot}m/m^2{\cdot}s{\cdot}Pa$의 범위를 보였으며 많은 양의 가소제가 사용될수록 수분투과도가 높았다. 또한 가소제로서 sorbitol을 사용하였을 때가 glycerol을 사용하였을 때보다 수분투과에 대한 차단효과가 전 가소제 농도 범위 ($0.4{\sim}0.8g$ plasticizer/g protein)에 걸쳐 우수하였다. 또한 이들 필름들은 낮은 산소투과도($29.5{\sim}61.1aL{\cdot}m/m^2{\cdot}s{\cdot}Pa$)와 유지투과도를 보여 산소와 유지의 투과에 대한 차단성이 높은 것으로 나타났다.