코코넛으로 만든 바이오 셀룰로오스 필름을 식품 포장으로 활용

셀룰로오스 필름은 인장 강도, 파열 길이, 흡수성, 내유성 및 기타 식품 안전 지표를 포함한 물리적 및 기계적 성능 기준을 충족한다.

Hoang Xuan Nien 부교수가 주관으로 ‘코코넛 워터로부터 만든 바이오 셀룰로오스 필름 제조 기술 연구 및 식품 포장 응용'에 관한 세미나가 진행되었다.

 

안전한 식품 포장 필름

 

Thu Dau Mot 대학교의 Hoang Xuan Nien 부교수와 동료들은 ‘코코넛 워터로부터 바이오 셀룰로오스 필름 제조 기술 연구 및 식품 포장 응용' 프로젝트를 성공적으로 수행하였다.

 

연구팀은 하루 300kg의 생산 능력을 갖춘 바이오 셀룰로오스 필름 생산 장비 모델을 개발하였다. 이는 동나이 임업대학교와 호치민시 기술교육대학교 연구진의 협력으로 3년 간의 시행 끝에 얻은 성과이다.

 

Hoang Xuan Nien 부교수에 따르면 현재 Ben Tre 지방과 인근 지역의 코코넛 가공 실태는 코코넛 워터가 코코넛 과육 가공의 부가산물로 나오며, 이를 통해 식품, 음료, 화장품 등을 위한 원료로 생산되고 있지만, 코코넛 워터로부터 생산되는 상품의 가치는 여전히 낮아 코코넛 나무에서 발생하는 총 상품 가치의 약 1.56%를 차지한다.

 

평균적으로 한 코코넛 가공업체는 하루 약 30m³의 코코넛 물을 배출하며, 이를 처리하지 않을 경우 환경에 악영향을 미친다. 또한 대부분의 코코넛 가공 기업은 중소규모이기 때문에 코코넛 물에 대한 평가와 데이터가 부족하다.

 

이런 현실을 바탕으로 식품 및 의약품 포장재 제조를 위해 미생물 셀룰로오스를 기반으로 필름을 만드는 연구가 여러 차례 진행되었다. 그러나 생물학적 포장 필름의 응용은 가격과 대량 생산 시 수분 침투가 낮아 여러 제한이 있었다.

 

최근 연구에서는 미생물 셀룰로오스를 종이 분말과 혼합하여 바이오 셀룰로오스 필름을 제조하는 기술의 가능성과 전망을 보여주었다.

 

연구자들은 코코넛 물에서 셀룰로오스를 생산하는 과정과 장비를 구축하는 목표를 가지고 이 과제를 제안하였다. 연구팀은 셀룰로오스 필름의 물리적 특성을 최적화하여 인장 강도, 내구성, 흡수성, 내유성 및 식품 안전 기준을 충족하는 성과를 이루었다. 여기에는 카드뮴, 납, 포름알데히드, 펜타클로로페놀 등과 같은 안전 기준이 포함된다.

 

이 연구는 기술적 어려움을 해결하였고 남은 문제는 원료 선택, 처리 과정 최적화 및 장비 시스템 구축 등이 있다.

 

다양한 유용성 가진 식품 포장 필름

 

Hoang Xuan Nien 부교수에 따르면 코코넛 워터에서 발효된 바이오 셀룰로오스 필름이 최적의 품질 기준인 내구성(8.20 mN.m²/g), 파단 길이(4,104.25 m) 및 흡수성(17.93 g/m²)을 달성하기 위해서는 생산 공정의 기술적 매개변수가 다음과 같은 값을 보장해야 한다: 필름 형성 용액의 농도 4.567%; 압력 295.61 N; 건조 온도 90도 C. 이는 여러 차례의 실험 후 연구팀이 찾아낸 최적의 조합이다.

 

실험 결과에 따르면 필름 형성 농도 4.283%, 가압력 291.08N, 건조 온도 88.34℃에서 바이오 셀룰로오스 필름의 내구성은 최적값인 8.291mN.m2/g에 도달하는 것으로 나타났다. 바이오 셀룰로오스 필름의 파단 길이는 필름 형성 농도 4.68%, 압력 312.69 N, 건조 온도 83.2도 C에서 최적 값인 4,397.78 m에 도달하는 것으로 나타났다. 바이오 셀룰로오스 필름의 흡수성은 17.013 g/m²로 최적화되었다.

 

바이오 셀룰로오스 필름 제품은 새로운 방법으로 생산되어 경제적 효과가 높다. 생산 라인의 생산성이 높으며 원료는 다른 바이오 셀룰로오스 제품의 생산 과정에서 발생하는 부산물을 활용할 수 있다.

 

제품 크기가 크고 다양한 규격으로 제공되므로 여러 목적에 사용할 수 있다. 제품은 건조하여 보관 및 운송이 용이하여 지역 경제 사회 발전에 기여할수 있으며, 환경 보호 및 코코넛 가공 산업의 지속 가능한 발전에 이바지할수 있다.

 

바이오 셀룰로오스 필름 제품의 기초 표준 수립과 생산 공정이 결합되어 고객을 유치하는 데 도움이 되었다. 2025년부터 이 제품은 메콩코코넛 가공회사, Vĩnh Tiến 회사에서 적용될 예정이다.

 

연구팀은 이 연구 결과가 코코넛 워터에서 식품 가공 및 생분해성 포장 재료 생산을 위한 생물학적 기술 응용 분야 발전에 기여할 것으로 기대하고 있다.

 

출처: https://giaoducthoidai.vn/mang-cellulose-sinh-hoc-tu-nuoc-qua-dua-kho-post701166.html