Ethylene Gas Indicator for Monitoring Climacteric Fruit Ripening

Recently, intelligent packaging of foods has been increasingly developed in response to the growing interest of consumers in checking food quality. Indicators, an important element in intelligent packaging, change color to detect specific substances or indicate food quality changes. Gas indicators can be built into food packaging to detect volatile substances that are released when food quality changes. Ethylene gas is produced as climacteric fruits ripen. Climacteric fruit ripening results from a rapid increase in ethylene production and respiration. In the case of packaged fruits, the ethylene gas concentration in the headspace is closely related to the ripeness of each fruit variety. If an ethylene gas indicator that can be used in fruit packaging is available, the consumer will be able to eat the fruit at the optimal time. In this paper, the characteristics and pros and cons of the ethylene gas indicators developed so far were analyzed by reviewing various types of indicators such as metal reduction-based indicator, fluorescence-based indicator, pH indicator-based indicator, and liposome-based indicator.

과일 숙성 에틸렌가스 지시계 기술개발 현황

최근 식품의 품질을 확인하는 소비자의 관심이 높아짐에 따라 지능형 식품포장 기술이 점차 발전하고 있다. 지능형 포장의 중요한 요소인 indicator는 특정 물질을 감지하거나 식품 품질 변화를 나타내기 위한 색변화를 나타낸다. Gas indicator는 식품 품질이 변할 때 방출되는 휘발성 물질을 감지하기 위해 식품 포장에 내장될 수 있다. 에틸렌 가스는 후숙과일의 호흡을 증가 시키며 후숙과일이 숙성이 진행됨에 따라서 에틸렌가스가 다시 생성된다. 포장된 과일의 경우 headspace의 에틸렌가스 농도는 과일의 숙성도와 밀접한 관련이 있다. 이와 관련하여 에틸렌 가스 흡수제를 제조하여 에틸렌가스를 제거하는 방법도 적용된다. 하지만 이는 소비자가 적숙기의 과일을 섭취하는데 도움이 되지 않는다. 과일 포장에 사용할 수 있는 에틸렌가스 지시계가 있다면 소비자는 최적의 시간에 과일을 섭취할 수 있을 것이다. 본 논문에서는 금속 물질 환원반응 활용 지시계, fluorescence 활용 지시계, pH 지시약 활용 지시계, 리포솜 활용 지시계 등의 다양한 에틸렌가스 지시계를 비교하여 지금까지 개발된 에틸렌가스 지시계의 특성과 장단점을 분석하였다. 각 지표를 분석한 결과, 금속 물질 환원반응 기반 지표인 몰리브덴(Mo)에 팔라듐(Pd)을 촉매화하여 물리적 장벽의 수단인 SiO₂와 30PDDA(polydiallyl dimethyl ammonium chloride)의 다중층에 적용한 지시계가 안정성, 에틸렌가스에 대한 민감도, 시각적 변화를 통한 정보 제공력에서 가장 적합한 지시계로 가능성이 높을 것으로 사료된다.