우리나라 농산물 중 최고의 브랜드 가치를 지닌 고려인삼은 최근 국내 외 소비자들의 관심 증가와 홍삼에 대한 인기에 힘입어 국내시장 규모가 1조원대로 성장, 소비자들이 가장 선호하는 건강 기능성 식품으로 자리잡고 있다. 그러나 수삼은 수확 후에 흙이 묻은 채로 바구니 등에 담아 소비시장에서 유통돼 수삼의 선도유지 측면에서 과학적이지 못하다는 평가를 받아왔다. 이런 상황 아래 농촌진흥청 인삼약초가공팀이 "국내 수삼 시장에서의 과학적인 유통"을 이룬다는 기치 아래, 수확 후 선도유지를 통한 소비자 신뢰도 제고 및 기호도를 충족시키고자 수삼 유통시 신선하게 오래 보관이 가능한 '수삼 전용 숨쉬는 포장재'를 개발했다. 농촌진흥청 국립원예특작과학원 인삼특작부 박철웅 부장에게 수삼 전용 숨쉬는 포장재 개발 배경과 특징에 대해 들어보았다.
포장이란 사람이 아이를 안전하게 감싸다라는 의미를 가진 '포'자와 겉을 아름답게 꾸민다는 의미의 '장'자가 합쳐져 만들어진 단어로 포장은 보호성, 편리성, 심미성 3가지의 목적과 기능을 가져야 한다. 세계 포장 시장은 약 1,030조원 규모이며, 국내 포장재 시장은 플라스틱 연포장(비닐포장), 용기, 지류, 금속 등 44조 2000억 원 규모로 매년 3% 이상 성장 중이다. 식품 포장은 이 중 55%를 차지하고 있으며, 과거 주로 일본 포장 전문 회사의 노하우를 채택하였지만 최근에는 한식에 맞는 포장법에 대한 연구와 개발이 활발해지고 있다. 또한 1인 가족, 핵가족, 맞벌이,노령화 등 한국 사회의 가구 형태 변화로 개별 포장의 필요성에 따라 식품 분야 포장 산업의 성장세가 급증하고 있다. 한편 식품 산업은 부가가치 창출이 최우선되는 4차 산업혁명의 가장 핵심적인 산업이 될 것이라는 통계가 나오고 있으므로 성장 가능성이 높다고 전망되고 있다. 현재는 새로운 푸드테크, 소재 개발, 소재 도입이 중요한 시기로 여겨지고 있다. 따라서 본 기고에서는 글로벌 시장에서 새롭게 떠오르고 있는 식품 포장재 기술의 발전 방향과 시장 성장단계 및 동향을 제시하고자 한다.
본 연구는 냉동용 포장재의 현황 및 특성을 분석하기 위해 국내외 연구논문에서 이용된 냉동 식품용 포장재를 분석하였고 유통되고 있는 냉동 식품을 조사하였다. 또한 포장된 식품이 냉동되었을 때 포장재 내부의 온도 및 내용물의 심부 온도 변화를 분석하였다. 포장재 재질로는 폴리에틸렌(PE)과 폴리아마이드/폴리에틸렌(PA/PE) 다층필름이 주로 이용되고 있음을 확인할 수 있었다. 냉동 식품의 포장에 이용된 포장 형태별 사용 빈도는 플라스틱 파우치가 39.5%로 가장 많았으며, 플라스틱 용기(37.2%), 스탠드업 파우치(19.8%), 보냉팩(3.5%)순으로 사용되었다. 포장된 후 냉동되는 제품의 포장에 의한 내용물의 냉각 속도 영향을 분석한 결과, 온도 변화에 대한 요인으로 필름의 종류보다 필름의 두께에 의한 것이 더 크게 작용하고 필름 내 공기 층은 온도 하강 속도에 영향을 주므로 공기 층을 제거한 포장이 냉각속도를 높이는데 유리하였다. 냉동 조건에서의 내충격성과 유통 중 차단성을 고려하고, 열전도도가 상대적으로 높고 진공도를 높여 공기층을 줄일 수 있는 폴리아마이드/폴리에틸렌재질의 포장재의 선택과 두께를 최소화 하는 방안이 가장 효율적이라고 판단된다. 본 연구는 냉동식품용으로 이용되는 포장재 및 식품을 포장한 후 냉동을 진행할 경우 포장에 의한 온도 변화에 대한 기초 정보를 제공한다.
마른 오징어를 실험실에서 직접 제조한 후 3종(투명, 흰색, 검정색)의 포장재에 포장하여 직사광선이 조사되는 상온조건(6월${\sim}$7월)에서 50일간 저장중 마른 오징어의 품질변화를 측정하였다. 저장 기간중 수분 함량 및 수분활성도의 변화는 극히 미미한 것으로 측정되었으며 총균수의 변화도 거의 변화가 없는 것으로 측정되어 수분 함량 및 미생물에 의한 마른 오징어의 품질변화가 거의 없는 것으로 생각되었다. 직시 색차계를 이용하여 저장중 마른 오징어의 색택 변화를 측정하였을 때 흰색, 검정색의 유색 포장재로 포장한 처리구의 경우 L값이 투명 포장재에 비하여 높게 측정되었으며 ${\Delta}E$값의 경우도 유사한 경향을 나타내었다. ${\Delta}E$ 값의 경우 저장 초기에 급속하게 증가하였으며 그 이후로는 완만하게 증가하는 경향이었다. TBA value를 측정하였을 경우 저장 초기에 급속하게 증가하였으며 그 이후로는 완만하게 감소하는 경향을 나타내어 마른 오징어의 갈색화는 저장 초기의 지질산화에 의해 진행되는 것으로 판단되었다. 또한 3종의 포장재에 대한 자외선 투과 실험 결과 흰색, 검정색의 포장재가 자외선 차단 효과가 있는 것으로 나타나 마른 오징어의 포장시 투명 포장재 보다는 유색포장재를 사용하는 것이 지질산화에 의한 갈변현상을 어느정도 억제할 수 있는 방법이라고 생각되었다.
본 연구에서는 풋고추, 대파와 깻잎에 물리적인 장해를 주지 않고 저장성을 향상시킬 수 있는 열처리 조건을 설정하고, 열처리한 채소의 MAP에 적합한 포장재를 검색하기 위한 실험을 수행하였다. 대파를 55$^{\circ}C$ 온수에서 1분 침지하고, 풋고추와 깻잎은 5$0^{\circ}C$ 온수에서 10초와 5초 각각 침지하면 저장 중 관능적 품질이 비열처리한 대조구보다 우수하게 나타났다. 열처리한 채소의 호흡속도는 비열처리 채소에 비하여 30~45%정도 상승하였다. 열처리 채소의 MAP에 적합한 포장재를 검색하기 위하여 기체 투과도가 서로 다른 포장재 LDPE, CPP, PD900, MPD2055, SM60에 열처리한 채소를 포장한 후 1$0^{\circ}C$에서 4주간 저장을 하였다. 포장 표면에 5mm의 구멍을 뚫은 대조구와 핀홀이 있는 SM60은 저장 2주 이후 부터 중량감소가 심하게 일어났다. 깻잎은 포장내부의 $CO_2$ 농도가 높게 유지되는 CPP에 포장할 때, 저장 2주부터 $CO_2$ 장해로 인하여 표면의 갈변과 연화가 심하게 일어났으며, 풋고추는 저장 3주부터 표면의 색상이 약간 붉은 색을 나타내기 시작하였다. 열처리 풋고추와 깻잎을 MDPE 포장에 저장을 하면 각각 저장 4주와 3주까지는 시장품질의 한계선으로 신선도가 유지되었다. 그러나 대파는 포장 내부의 $CO_2$ 농도가 높은 CPP에 포장할 경우 발근이 억제되며 저장 4주까지 시장품질 이상을 유지하였다.
'생산자책임재활용제도'는 제품생산자나 포장재를 이용한 제품의 생산자에게 그 제품이나 포장재의 폐기물에 대하여 일정량의 재활용의무를 부여하여 재활용하게 하고, 이를 이행하지 않을 경우 재활용에 소요되는 비용 이상의 재활용 부과금을 생산자에게 부과하는 제도이다. EPR(Extended Producer Responsibility)의 개념은 종전의 생산자들은 재활용이 쉬운 재질 구조의 제품을 생산하여 이를 판매하는 시점까지만 책임을 지고, 사용 후 발생된 폐기물은 소비자의 책임이었으나, 이제는 사용 후 발생되는 폐기물의 재활용까지 생산자의 책임으로 범위를 확대한다는 의미로 자리매김하고 있다. 우리나라의 경우 완전히 새로운 개념의 제도가 아니라 이미 생산자책임원칙에 의해 '92년부터 운영해 오고 있는 예치금제도를 보완 개선하여 '03. 1. 1일부터 시행하고 있는 상황이다. 본 고에서는 EPR 제도의 현황 및 성과에 대해 포장재 재활용을 중심으로 살펴보도록 한다.
본 연구에서는 현재 시행착오적으로 이루어지고 있는 제품구조설계 및 포장설계 방법을 보다 합리적이고 효율적으로 개선해 보고자 하였다. 현재 설계 방법에서는 제품과 포장재 설계가 동 시에 진행되며 EVT 단계에서 낙하시험을 하여 문제점 발생시 보완, 수정하는 방법에 의하고 있다. 따라서 설계수정 기간이 길어지면 금형수정에 소요되는 비용도 상당히 많을 뿐 아니라, 경험적으로 포장재 설계를 하므로 최적의 포장을 하기는 더욱 어려운 상황이다. 이러한 문제점을 해결하기 위해서 본 해석에서는 TV에 대하여 충격시험에 대체하는 시뮬레이션 방법을 정형화 하였고, 한계 충격치 산출 및 포장재 자동설계 방법을 개발하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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