천연색소를 사용한 식품 신선도 표시 포장

식품의 품질특성은 주로 질감, 맛, 색, 외관 및 영양가 등에 반영되며 이러한 특성은 운송 및 저장 중에 변할 수 있습니다.식품안전을 보장하면 식품으로 인한 질병을 예방하고 미생물로 인한 부패와 손실을 줄여 식품의 사용을 극대화한다.포장은 수출, 저장 및 최종 소비를 위한 식품의 품질을 보존하고 보장하는 중요한 과정입니다.전통적인 식품 포장은 일반적으로 보호, 통신, 편의 및 억제 [1]의 4가지 기본 기능을 가지고 있지만, 가스, 수분, 빛, 온도 및 미생물과 같은 식품의 부패를 가속화할 수 있는 외부 영향으로부터 식품을 보호하는 데 제한되어 있다.지난 몇 년간 식품 포장 기술은 시장의 세계화, 환경 규제 요건의 증가, 소비자 선호도와 식품 안전성에 대한 새로운 우려 [2]에 따른 어려움을 극복하기 위해 발전을 거듭했다.일상적인 물리적, 화학적 테스트와 미생물학적 분석으로는 일반 소비자에게 적시에 직관적인 피드백을 제공할 수 없습니다.따라서 포장 식품의 저장, 운송, 유통 과정에서 정보를 제공하고 안전성을 강화하며 품질을 향상시킬 수 있는 스마트 포장이 개발되고 있다.

식품의 품질은 두 가지 측면에서 모니터링할 필요가 있는데, 하나는 식품으로 인한 질병으로부터 소비자를 보호하는 것이고, 다른 하나는 식품산업의 생산성을 향상시키고 식품의 부패로 인한 손실을 줄이는 것이다 [3].스마트 포장은 내 · 외부 환경 조건의 변화와 포장식품에 미치는 영향을 모니터링해 생산자, 소매업체, 소비자 [4]등 공급망 내 이해관계자 간에 더 나은 의사소통을 하기 위한 커뮤니케이션 도구로 사용된다.식품의 원산지, 진위 여부, 성분, 소비기한, 소비량 등의 정보를 소비자에게 지능적인 방법으로 제공할 수 있고, 식품 공급망의 제품 상태를 추적할 수 있다.무선주파수인식 (RFID), 전자기사감시 (EAS) 등 도난방지, 위조방지 등의 기능을 갖췄다.이는 소비자들의 실제 수요를 충족시킬 뿐만 아니라, 시장에서 식품의 효과적인 유통을 보장한다.

스마트 패키징은 지표, 데이터 캐리어, 센서 [5]의 세 가지로 분류할 수 있다.이 중 pH지표는 식재료 대사산물과 반응할 때 특정 색 변화를 가스 센서 형태로 표시하기 때문에 그 효율성과 단순성으로 인해 저장 식품의 신선도를 모니터링하고 표시하는데 사용되고 있다.이러한 스마트 포장 시스템은 보통 식품의 품질을 모니터링하기 위해 라벨 형태로 식품 포장재에 부착, 내장하거나 인쇄한다 [6].이렇게 하면 소비자들은 포장지를 뜯지 않고도 시각적인 색갈차이에 근거하여 신선식품과 저급식품을 구별할수 있다.일반적인 화학 지표는 브로모티몰 블루 [7], 브로모크레솔 그린, 브로모크레솔 퍼플 [8], 메틸레드 [9], 크레솔레드, 클로로페놀 [10]과 같은 합성 염료로, 잠재적으로 인체에 유해하므로 식품 포장에 사용하기에 부적합한 것으로 간주된다.최근년간 과학자들은 또 합성염료를 대체할수 있는 천연색소를 찾고있다.안토시아닌, 커큐민, 알리자린, 매더, 베타인 [11]등의 천연색소에 대한 연구와 응용이 증가하고 있다.

이 글에서는 식품 신선도 표시 포장에서의 다양한 종류의 천연색소에 대한 연구 진전을 살펴보고, 다양한 식품 종류에서의 응용을 나열하며, 현재의 연구를 분석하고 전망한다.

천연색 기반 신선도 지표 1

1. 1 안 토시아 닌

선호하는천연 색소식품 자체나 주변 환경의 변화에 대응할 수 있어야 함 (온도, pH,

포장 내 미생물 증식, 휘발성 물질 등) 및 사용자에게 보기 쉽고 정확한 정보를 제공합니다.최근에는 식물에서 추출한 안토시아닌이 풍부한 추출물이 널리 사용되고 있다 [12].넓은 pH범위에서 pH 변화에 따라 색을 바꿀 수 있기 때문이다.안토시아닌은 식품 품질, 유통기한의 모니터링에 매우 중요하며 궁극적으로 식품 포장의 색지표로서 중요하다.

안정성을 고려할 때 안토시아닌 추출에 가장 많이 이용되는 식물은 적양배추와 자색고구마로서 전체 연구의 35% 이상을 차지하는데, 이는 mono와 diacetylated 형태로 안토시아닌과 모오닌이 많이 함유되어 있기 때문이다.비아실화 안토시아닌에 비해 열 및 빛의 안정성이 우수하고 더 넓은 ph 의존 크로마토그래피를 나타낸다 [13].Jiang 등 14)은 자색고구마에서 추출한 카르복시메틸셀룰로오스와 전분의 혼합물을 안토시아닌과 혼합하여 생선 신선도 변화를 관찰하기 위한 포장용 필름을 제조하였다.장 등 (15)은 생분해성 막과 로젤 안토시아닌을 원료로 한 지능형 지표 필름을 개발했다.그 결과 지표 필름을 이용해 돼지고기의 신선도를 지능적으로 모니터링할 수 있음을 알 수 있었다.전통적인 안토시아닌의 원료 외에도 다양한 원료의 안토시아닌을 식품 신선도 표시 포장에 응용한 결과를 표 1에 나타내었다.

표 1에서 볼 수 있듯이 안토시아닌은 식품의 신선도를 나타내는 필름의 지표로서 다양한 응용이 가능하며, 이를 얻기 위한 원료도 풍부할 뿐만 아니라 기질 선택의 폭도 넓다.pH 감도와 더불어 안토시아닌을 함유한 지표필름의 활성과 식품포장 응용성능을 시험하였으며, 안토시아닌이 풍부한 지표필름은 항산화 및 항균성도 우수하다 [19,24-26].그러나, 자이 등 [33]은 agar, gelatin, 당근 안토시아닌을 이용한 스마트 필름을 제조하고 안토시아닌 기반 지시 필름의 다양한 온도 (4, 25, 37 °C)에서 색 안정성을 실험하였다.시간이 지남에 따라 지시막의 색이 변함을 관찰하였으며, 시간이 지남에 따라 적색이 퇴색하고 보관온도가 증가함에 따라 변색이 더욱 뚜렷해지는 것을 확인하였다.이는 고온에서 안토시아닌이 변색되는 것은 주로 안토시아닌의 산화와 상대적으로 낮은 열안정성에 기인함을 나타낸다.따라서 신선도 지표 포장 적용시 다양한 온도에서 안토시아닌의 안정성을 유지하고 빛, 열 및 산소와 같은 환경 조건에서 색소의 변질을 방지하는 것이 가장 먼저 해결되어야 할 문제이다.

1. 2는 커

커큐민 (CR)은 허브 강황 (herb turmeric)과 강황 리좀 (turmeric rhizome)에서 추출되는 폴리페놀성 화합물이며 항암, 항염증, 항산화, 항균 활성을 가지고 있다 [36].커큐민 함유 필름은 매우 민감한 ph 반응 검출 물질이며, [37]이들의 색 변화는 육안으로도 볼 수 있다.강화된 기계적 강도, 자외선 차단, 항산화 특성 및 항균 활성 등의 추가적인 기능성 특성을 제공하기 때문에 포장용 복합필름 제조에 관심을 끌고 있다.pH 조건에 따른 커큐민의 색 변화는 주요 구조의 변화에 따른 결과이다.의 분자 conformation커용액의 pH,극성, 온도에 따라 달라진다.중립과 알칼리성에서 pH,α와 β-unsaturated β-diketone 함유 구조 법을 수소로 기부자들의 부품, 지구와 커의 저하로 이어지기 때문이다.커큐민 구조는 용매의 성질에 따라 케텐-에놀 tautomer로 존재한다.산성 또는 중성 pH 에서는 디케톤으로 존재하며 노란색을 띤다.알칼리성 pH 에서는 페놀기의 양성자를 잃고 빠르게 분해되며, 주로 에놀의 형태로 분해되며, 색은 적색으로 변한다 [38, 39].

마 등 (40)은 타라검과 폴리비닐알코올 (PVA)의 혼합매트릭스를 기반으로 지시막을 제조하는데 성공하였으며, 여기에 커큐민이 첨가되었다.이 필름은 상대적 가습기가 다른 NH3 환경과 새우의 신선도를 감지하기 위해 적용된 실험에서 뚜렷한 색 변화를 보여이 필름이 식품 산업에서 센서로 사용될 수 있음을 보여주었다.Liu et알다.[41]은 k-carrageenan (Car)과 curcumin을 기반으로 한 지표 필름을 준비하여 새우와 돼지고기의 신선도를 모니터링하는데 적용하였다.열 안정성 향상 외에도 CR의 적절한 양 (3% 이하)은 필름 &을 상당히 향상시킬 수 있습니다#39;s 저항 산화, 습기 및 인장 강도.또한 필름은 CR의 방출을 잘 제어하고 명확한 방출 메커니즘을 가지고 있어 pH 변화를 지속 가능하게 감지하는 데 도움이 됩니다.필름은 알칼리성 조건에서 강한 적색 이동 (즉, 황적색)을 보여 좋은 변색 특성을 보입니다.

이는 커큐민이 식품 신선도 표시 포장에서 지표로 사용될 수 있을 뿐만 아니라, 적절한 양의 커큐민 첨가는 지표막의 관련 특성도 향상시킬 수 있음을 알 수 있다.그러나 커큐민 변색 범위가 제한됨에 따라 최근 일부 연구에서는 식품 신선도 표시 포장에 사용할 수 있도록 커큐민 및 기타 색소를 사용하여 혼합 지표를 만들고 있다.

천씨 등 [42]은 a 가 포함된 pH-민감 한필름을 준비했다천연 혼합 염료어류 신선도를 비파괴 실시간 검출하기 위한 포장지표 라벨로서 커큐민 (CR)과 안토시아닌 (ATH)의.CR과 ATH의 비율이 2:8 (v/v)인 PVA/glycerin 필름은 포장된 생선의 신선도, 중간 신선도, 부패도를 나타내는 3가지 다른 색상을 표시할 수 있다.또한 안정성 실험결과 혼합염료지시약이 안토시아닌 단량체 염료의 안정성을 향상시킴을 확인하였다.정희 등 (44)은 단일 커큐민 색소의 표시 범위가 작은 한계를 보완하기 위해 적색양배추 안토시아닌과 커큐민의 혼합색소를 바탕으로 지능형 지시라벨을 마련했다.싱싱한 돼지고기, 아싱싱한 돼지고기, 썩은 돼지고기의 색상차이가 현저하며 돼지고기의 신선도를 구별하는 능력이 좋다.

단일 지시약과 비교할 때 혼합 지시약은 색상 변화 범위 [43]를 더 쉽게 구분할 수 있을 뿐만 아니라 식품의 신선도를 더 쉽게 구분할 수 있으며 일부 단일 천연 색소의 불안정성도 개선할 수 있다.따라서 혼합지표의 적용도 앞으로의 과제라고 할 수 있다 개발 추세이다.

1. 3 Alizarin

알리자린은 바이오 고분자 기반 필름 [45]의 물리적, 화학적, 기능적 특성이 개선되어 pH 변화를 모니터링하는 새로운 지능형 옵션이다.알리자린 (1,2-dihydroxy-anthraquinone, C14H8O4)은 미친 식물의 뿌리에서 추출되는 천연 색소로, 산업적으로 고대부터 적색 직물 염료, 생물학 연구의 착색 시약으로 사용되었다 [46].알리자린은 산염기 지시약으로도 상당한 관심을 끌고 있다.pH 가 산성에서 알칼리성으로 변화함에 따라 알리자린의 분자 구조에 있는 양성자가 옮겨지고, 두 개의 하이드록시기 가 인접한 카르보닐 산소 원자와 결합하여 분자 내 수소 결합을 형성하여 색깔이 노란색에서 보라색으로 변한다 [45].미생물이 부패하면 pH의 증가를 일으키는 휘발성 알칼리 화합물이 방출될 수 있기 때문에, 알리자린의 pH에 반응하는 변색은 식품의 신선도를 나타내는 천연 색소로 사용될 수 있다 [47].

Aghaei 등 [48]은 생선 부패 여부를 실시간 지표로 하는 알리자린을 첨가한 셀룰로오스 아세테이트 나노섬유 필름을 개발하였다.무지개송어 살코기는 냉장고 온도 (4 °C)에서 보관하였다.총 휘발성 염기성 질소 (TVB-N)의 증가와 제품의 pH 증가로 본 포장용 센서의 색상은 6 및 12 d에서 시각적으로 관찰할 수 있으며, 염료로 알리자린을 첨가하였을 때 예상되는 시각적 색상변화가 발생하였다.

또한, Ezati 등 (45, 49-50)은 알리자린으로 만든 천연색소를 이용한 많은 연구를 수행해 왔다.키토산 (chitosan)을 기초물질로 이용하여 ph-반응 기능성 필름을 제조하였다.포장된 생선의 pH 가 변함에 따라 합성 코팅의 색이 카키색에서 밝은 갈색으로 변하는데 이는 생선이 상하기 시작했음을 의미한다.후속 연구에서 Ezati et알다.[49]은 4 °C에서 무지개송어의 신선도를 감지하기 위해 starch-cellulosepaper matrix에 alizarin을 첨가하여 제조한 pH-sensitive 표시기film을 사용하였다.첨가된 알리자린은 다른 성분과의 호환성이 좋았고, 4 ℃에서 2개월간 저장한 후 색 안정성이 높아 냉장 살코기의 부패 시작을 더 잘 확인할 수 있었다.에자티 등 [50]도 쇠고기에 알리자린 염색 지시약 필름을 적용했다.또한 알리자린 기반의 셀룰로오스-키토산 pH 감광성 표시필름은 색상 변화를 감지하여 보관 중 갈은 쇠고기의 신선도를 추적할 수 있습니다.이상의 연구를 통해 알리자린을 좋은 지표로 사용할 수 있으며 지시포장에 첨가할 수 있음을 알 수 있었다.그 결과 지표 필름은 좋은 자외선 차단 특성을 보이며, 파단시 신장, 표면 소수성, 열 안정성 및 항산화 활성이 모두 향상됩니다.

1. 4 Shikonin

또 다른 천연 색소는 나프토퀴논 색소이다, 알리자린이라고도 알려져 있으며, 보통 아르니카 식물의 말린 뿌리에서 추출됩니다.아르네비아 유크로마 (Arnebia euchroma)는 신장이 원산지인 식물로 중국 전통의학에서 널리 사용된다.아르니카 뿌리 추출물의 주요 화학 성분은 enantiomeric naphthoquinone, alizarin또는 alizarin입니다.천연 나프토퀴논은 지방성의 적색 색소이다.상처 치유를 돕는 것 외에도 항균, 항염증, 항암 효과가 있다 [51, 52].나프토퀴논 안료는 민감한 산염기 지시약이며 안토시아닌에 비해 비교적 안정하며, 새로운 형태의 천연 착색 염료로 사용될 수 있다 [53].나프토퀴논 화합물의 주요 구조는 나프타졸린 그룹과 키랄 6 탄소 측면 사슬의 두 부분으로 구성됩니다.시코닌의 나프티리딘 부분은 화학적으로 활발하며 빛, 열, 산, 알칼리 등에 민감하다 [54].따라서 지시막염료로서 나프티리딘 화합물에 대한 연구는 거의 없었다.

Huang 등 (55)은 사용하여 생선 신선도를 모니터링하는 새로운 지표막의 개발 및 시험에 대해 연구하였다천연 색소(arnebia euchroma root, AEREs) 아르네비아 진크로마 뿌리와 아가를 원료로 추출했습니다.AEREs를 첨가한 후, 수용도, 붓기 비율, 그리고 연색막의 끊김시 신율이 모두 어느 정도 감소되었다.준비된 지시막은 냉장 (4 ℃) 및 상온 (25 ℃) 조건에서 우창 도미의 신선도를 관찰하기 위해 사용하였다.그 결과 어류 부패 과정에서 AEREs 함량이 낮은 지표막이 더 뚜렷한 색 변화를 보였다.나쁜 기계적 특성은 기판의 선택과 관련이 있을 수 있습니다.동 등 (56)은 지시필름의 기계적 강도를 향상시키기 위하여 생분해성 셀룰로오스와 나프토퀴논 염료를 이용하여 새로운 색도 감지 필름을 제조하는 연구를 하였다.필름은 높은 인장 강도 (227 MPa)와 소수성 특성 (물 접촉각 112.2°)을 갖는다.이 영화는 로즈레드 (rose red)에서 보라색 (purple), 파란색 (blue-violet)으로 크게 변화한다.색의 변화는 표준실험실 방법으로 측정한 새우와 돼지고기의 TVB-N 및 (total viable count, TVC) 함량과 상관관계가 있으며, 새우와 돼지고기의 신선도를 육안 모니터링에 활용할 수 있을 것이다.또한, 에자티 등 [57]은 셀룰로오스 종이에 천연 시코닌을 흡착하여 지시제를 준비하였는데, 어류 및 돼지고기용 스마트 식품 포장에 사용될 수 있어 포장 식품의 품질을 실시간으로 모니터링 할 수 있다.

시코닌을 첨가하면 지시막의 항산화 활성, 열 안정성 및 내수성이 향상될 뿐만 아니라 지시막이 색상 변화에 더욱 민감해집니다.다른 천연 색소에 비해 시코닌을 함유한 지표 필름은 안정적이고 민감한 색 변화와 함께 장기 보관 후에도 여전히 높은 안정성을 보여줍니다.

다양한 식품포장에서의 천연색소 활용 연구 2

2.1 신선한 고기

신선한 육류는 주로 물, 단백질, 지방 등 매우 복잡한 화합물로 이루어져 있으며 생리적 변화에 매우 민감하다.상하기 쉬운 신선한 고기의 특성상 미생물의 활동이 쉽게 증가할 수 있고, 따라서 고기의 품질은 매우 빨리 악화된다 [58].따라서 육류업계에는 포장된 육류의 품질을 파악하고 유통기한 및 변질 정도를 예측할 수 있는 강력하고 간단한 도구가 필요합니다.

부패가 진행됨에 따라 바이오제닉아민, 암모니아, 황화수소, 인돌, 유기산 [59]과 같은 일부 화합물은 미생물의 대사를 통해 생성되며, 강한 냄새와 변색을 유발한다.이러한 물질은 또한 신선도 표시 필름의 변색을 유발할 수 있습니다.생육에 대한 신선도 지표는 주로 육류 종류, 부패동식물 및 저장과정과 관련된 대사산물과 확립된 품질표시 관계를 바탕으로 한다.부패하는 동안 적어도 하나의 지표 화합물이 생성되거나 존재하기 때문에 대부분의 천연 색소는 신선한 육류 제품의 신선도 지표로 사용될 수 있습니다.표 2는 최근 몇 년간 신선육 제품의 신선도 지표 연구 현황을 정리한 것이다.

표 2에서 볼 수 있듯이 천연색소를 기반으로 한 신선도 표시 필름은 돼지고기, 닭고기 및 소고기에 부분적으로 적용되었다.천연 색소또한 주로 다양한 식물에서 추출한 안토시아닌을 주성분으로 한다.그 중 돼지고기의 신선도 모니터링에 대한 연구가 더 많이 이루어졌다.부동한 종류의 생육의 경우 천연색소를 위주로 한 신선도 지표 필름은 저장중 모두 시료의 pH 값에 따라 색이 변할 수 있으며 이는 식품 자체의 변질과 밀접한 관계가 있으며 좋은 표시 효과가 있다.그러나 상온에서 생육시 미생물의 활발한 성장과 번식으로 인해 지표막이 빠르게 변화한다.냉동 및 냉동보존처리를 거친 육가공품의 경우 천연색소가 저온에서 얼마나 민감한지, 지시막의 색상변화가 뚜렷한지, 육가공품의 신선도를 효과적이고 정확하게 판별할 수 있는지 등에 대한 추가적인 연구가 필요하다.

2.2 생수산물

수산물은 단백질, 고도불포화지방산 등의 영양소가 풍부하며,비타민그리고 미량원소 [67].하지만 효소반응과 미생물 오염으로 인해 수산물은 미생물이 부패하기 매우 쉽다 [68].China&의 지속적인 성장과 함께#39;s 어업생산은 다양한 수산물의 특성, 계절적 온도에 영향을 받는 생산, 부패하기 쉬운 원료 및 제품 [69]과 더불어 공급사슬에서 수산물의 신선도를 평가하는 것이 필수적이다.

해산물은 효소와 미생물의 작용으로 단백질이나 아미노산 등의 물질이 분해되기 쉬우며, 일련의 생화학적 반응이 동반되어 부패가 일어난다 [70].이들은 주로 효소분해, 미생물의 부패, 지질산화라는 세 가지 메커니즘을 통해 분해된다.육류와 마찬가지로 해산물도 미생물 분해를 거치면 휘발성 염기성 질소, 트리메틸아민, 황화물, 에스테르, 알데히드, 케톤 등의 미생물 대사산물이 생성되는데, 이것이 생선과 해산물의 역한 냄새의 특징이다 [71].rancidity의 주요 산물은 암모니아와 아민이다 [72].이러한 화합물은 포장의 헤드 스페이스에 축적되어 알칼리성 [73]으로 인해 지시막의 pH 변화를 일으킨다.그 결과, 자연 표시기는 신선한 해산물의 품질에 대한 정보를 전달하는 더 알칼리성 색깔로 이동합니다.

해산물의 종류가 매우 다양하기 때문에 천연색소를 원료로 한 신선도 표시 필름의 적용은 현재 새우와 생선을 중심으로 이루어지고 있다.그러나 실제로 적용하려면보다 정확하고 종합적인 평가, 해산물의 안전성 확보, 폐기물 감량 등을 위해 다양한 해산물의 신선도와 지표막의 변색과의 관계에 대한 추가적인 연구가 필요하다.

2. 3 우유

또한 우유는 일상생활에서 꼭 필요한 식품이다.우유에는 물외에도 탄수화물, 단백질, 지방 등이 일부 함유되여있으며 기타 성분도 들어있다비타민과 미네랄다.신선도 지표는 유통과 소비 과정에서 제품의 유통기한과 품질을 결정하는 데 필수적이다.대부분의 우유 및 유제품은 냉동 온도에서 유통, 취급 및 보관됩니다.그러므로 우유를 저온에 보관함과 동시에 우유의 신선도를 표시할수 있는 민감지표도 구비해야 한다.이것은 천연 안료를 기반으로 하는 지표 포장에 가장 도전적인 작업입니다.지난 10년간 < 표 4 >와 같이 천연색소를 원료로 한 우유 신선도 표시 포장에 대한 연구가 많이 진행되어 왔다.

최근 천연색소를 원료로 한 신선도 지표 필름은 주로 식물에서 추출한 안토시아닌을 염료로 사용하여 우유에 더욱 널리 사용되고 있다.대부분의 연구에 따르면 우유를 48시간 동안 상온에서 보관할 경우, 부패하는 과정에서 산도가 증가하고, pH 값은 6.5-6.8에서 5 이하로 감소한다.지시막의 색도 변하여 결국 자줏빛 빨간색이 되는데 이는 우유가 상했음을 의미한다.이러한 특성을 이용하여 식품용 신선도 표시필름은 우유의 신선도를 감지하는데 일정한 응용가치가 있다.

2. 4 과일

현재 천연색소를 위주로 한 식품 신선도 지표 포장은 대부분 육류, 수산물, 우유에 사용된다.다른 종류의 식품에서는 덜 사용되며, 과일 신선도 표시 라벨에 대한 연구는 거의 없었다.이런 종류의 지시막의 색 변화는 주로 과일을 따고 난 후의 호흡에 의한 것이다 [78].신선한 과일의 품질이 저하됨에 따라 호흡시 산성가스 CO2가 다량 생성되어 pH 변화에 따라 지시막의 색이 변하게 된다.Wang Guilian et알다.[79]은 다음을 위한 지능형 지시 라벨을 설계했습니다과일pH 지시약으로 당근 색소 용액을 사용하여 신선도를 높이고, 딸기에 적용하였다.그 결과 지시라벨은 단계별로 딸기의 다양한 색 변화를 나타낼 수 있으므로 라벨의 색 변화로 딸기의 성숙도와 신선도를 판단할 수 있음을 알 수 있었다.

풍강 등 [80]은에서 추출한 안토시아닌을 사용했다블루 베리 껍질메틸 레드와 브로모티몰 블루를 대체하기 위해 메틸 셀룰로오스와 혼합하여 블루베리 포장에 적용 할 지시약 필름을 준비한다.지시라벨의 색차를 비교함으로써 껍질농도, 여과액의 초기 pH, 여과지의 담금시간 등 3가지 요인이 지시라벨의 색발색에 미치는 영향을 조사하였고 최적의 추출공정을 선정하였다.블루베리의 최종 신선도 표시 라벨은 적용 중에 잘 수행되었습니다.대부분의 과일의 내부 환경은 짧은 시간 동안 크게 변화하지 않으며 천연색소는 환경 (습도, 온도, CO2)의 영향을 받기 쉬우므로 합성염료는 색의 변화가 뚜렷하고 반응이 빠르며 안정성이 강한 특징이 있기 때문에 과일의 신선도 지표 필름에 더욱 적합하다.

결론 및 전망 3

 천연색소는 환경박사 변화에 따라 지능적으로 색이 변하는 특성 때문에 스마트 포장 기술에서 많은 관심을 끌고 있으며, 신선도 지표 포장 필름은 실시간으로 식품의 상태를 시각적으로 파악할 수 있어 현장에서 포장된 식품의 안전성과 품질을 평가하는데 매우 도움이 된다.…의 효과천연 색소pH 지시약으로서 식품포장에서의 높은 응용가능성을 보여준다.그러나 연구 및 응용면에서 중국과 외국과의 격차가 아직 크다.기술적인 문제 측면에서 주변 온도, 습도, 포장의 조임, 건조제 사용 등은 모두 천연염료가 제공하는 정보의 정확성에 영향을 미친다.또한 표시기 솔루션 및 기판 자체와 관련하여 해결해야 할 안전 문제도 종종 있습니다.따라서 다양한 천연색소 및 신소재 (나노소재, 천연소재 또는 식품등급 소재 등)의 기술적 장점을 활용할 수 있다.지표의 정확도를 높이는 동시에 식품 자체의 안전성을 확보하고 천연염료가 환경에 미치는 영향을 개선하는 것도 중요하다.

관련 기술적 요소 외에도 소비자 '불완전하게 표기된 포장에 대한 인식은 식품시장에서의 진출을 가로막는 주요 문제 중 하나이다.소비자들은 혁신적인 포장이 식품의 품질에 영향을 미칠까 봐 걱정하고 있다.예를 들어 식품 포장 회사가 적극적이고 지능적인 재료 항목을 안전하고 적절하게 사용하는 방법에 대해 명확히하기 위해 관련 산업 표준을 개발해야합니다;라벨이 부착된 포장에 사용되는 식품 접촉 재료가 안전하고 그 성분이 식품으로 전이되지 않도록;그리고 그것을 보장하기 위해식품 제조업체라벨이 부착된 포장의 사용에 있어 표준화되고 합리적입니다.마지막으로 포장이 제공하는 정보의 신뢰성을 보장해야만 소비자를 오도하는 것을 방지하고 더 나은 소비자 경험을 제공할 수 있다.

기술의 지속적인 발전으로 다양한 과학 분야가 융합되고 있으며, 신선도 표시 포장 기술은 끊임없이 개발 및 개선되고 있습니다.아직 적용성과 안전성 측면에서 극복해야 할 장애물이 많지만 다양한 기술의 적용과 다양한 연구의 지속적인 혁신과 개발을 통해 식품용 스마트 신선도 표시 포장은 점차 대중의 눈높이로 들어올 것이다.

참조:

[1]   2008년 7월 23일에 확인함. YAM K L, TAKHISTOV P T, MILTZ J. Intelligent packaging:concepts 그리고applications[J].한국식품과학회지, 2005, 70(1):R1-R10.

[2]   BHAT R, GOMEZ-LOPEZ V M. Practical 음식safety:contemporary issues 그리고future directions[M] (영어).1thed다.뉴욕:John Wiley and Sons, 2014:375-394.

[3]   2016년 7월 1일에 확인함. FIROUZ M S,MOHI-ALDEN K,OMID M. A critical review 에intelligent and 활성포장in 이food industry:research and development[J].Food Research International, 2021, 141(5-6):110113.

[4]    YAM K L. Emerg food package technologies[M.2012년:137-152.

[5]   GHAANI M, COZZOLINO CA, CASTEL리G, 외.식품 분야의 지능형 포장 기술 개요.식품과학기술동향, 2016, 51(5):1-11.

[6]   DAINELLID,GONTARD N, SPYROPOULOS D, 외.능동적이고 지능적인 식품 포장:법적 측면과 안전 우려 [J].식품과학기술동향, 2008, 19(11):S103-S112.

[7] 싱 Y. 연구 에 신선도 색도는 특징 가스의 카드를 CO2[D]로 나타낸다.천진:천진시조선족상회, 2015.

[8]   김 D,  리 S, 리 K, et 알다. 개발 한 pH  표시기 로 구성 되어 의 높은 moisture-absorbing 재료 닭가슴살 신선도 실시간 모니터링용 [J.식품과학과 생명공학, 2017, 26(1):37-42.

[9].   KUSWANDI B, NURFAWAIDI A. On-package 이중 센서 레이블 기초 에 pH  지표 을 실시간 모니터링 쇠고기 신선도 [J]의.식품관리, 2017, 82(12):91-100.

[10] 후 주석 Y F, 왕이 D, TANGYX. pH의 준비 sensitive  지표 종이 그리고 돼지고기 품질 검출 [J.한국포장공학회지, 2019, 40(1):49-56.

[11]  로이 S,  RHIM J W. 안토시아닌 food  colorant and  의 ph-response 색 변화 지시자 필름에 적용 [J. 식품영양학의 비판적 고찰 (Critical Reviews in Food Science and Nutrition), 2020, 61(3):1-29.

[12] WALLACE T C, GIUSTI M. M. anthocyanin-자연의 담대하고 아름다우며 건강을 증진시키는 색깔 [J.Foods, 2019, 8 (11):550.

[13] 베세릴 R, 네린 C, 실바 F.Bring some colour 을your package:안토시아닌 추출물에 기반한 신선도 지표 [J].식품과학&의 동향기술, 2021, 111(5):495-505.

[14] JIANG G Y,HOU X Y,ZENG X D 등.fish 신선도 모니터링을 위한 carboxymethyl-cellulose/starch와 자색고구마 (Ipomoea batatas (l.) lam) anthocyanins 로부터 지시필름의 제조 및 특성 (J.국제저널의Biological macromolecule, 2020, 143(1):359-372.

[15] 장제이, 조우 X B, 자이 X D 등.돼지고기 신선도 모니터링을 위한 생분해성 고분자와 로젤 안토시아닌을 이용한 지능형 pH 필름 제조 (Preparati에의Intelligent pH 영화기초에biodegradable polymer and roselle anthocyanins 을모니터링of pork)식품화학, 2019, 272(1):306-312.

[16] MORADI M,타지키스탄H, ALMASIH 외.생선 신선도 모니터링을 위한 박테리아 셀룰로오스 나노 섬유와 검은 당근 안토시아닌을 기반으로 한 새로운 pH-sensing 지시약 [J].탄수화물 중합체, 2019, 222(10):115030.

[17] TIRTASHI F F, MORADI M, TAJIK H, 외.지능형 식품 포장을 위해 당근 안토시아닌과 통합한 셀룰로오스/키토산 ph-반응 지시약 [J.International Journal of Biological macromolecule, 2019년, 136(9):920-926.

[18]. GOODARZI M M, MORADI M, TAJIK H, etal.우유 유통기한 평가를 위한 전분과 당근 안토시아닌을 이용한 사용이 간편한 색소 pH 라벨 개발 [J.International Journal of Biological macromolecule, 2020, 153(6):240-247.

[19] TAHERKHANI E, MORADI M, TAJIK H, 외.육류의 시각적 유통기한 추정을 위한 온포장 halochromic 신선도/부패 나노셀룰로오스 라벨의 제조 (Preparati에of on package halochromic 신선도/부패 나노셀룰로오스 라벨의 제조)International Journal of Biological macromolecule, 2020, 164(12):2632-2640.

[20] 용 H M, 왕 X C, 장 X 외.안토시아닌이 풍부한 자색 및 흑색 가지 추출물이 chitosan film의 물리적, 항산화 및 pH-sensitive 특성에 미치는 영향 (J.식품하이드로콜로이드, 2019, 94(9):93-104.

[21] 류J R, 왕H L, GUO M, 외.Lycium ruthenicum Murr에서 추출합니다.식품 신선도 모니터링을 위한 넓은 pH-sensing 범위의 k-carrageenan colorimetric film을 통합 [J.식품하이드로콜로이드, 2019, 94(9):1-10.

[22] WU C H, 태양J S, ZHENG PY, 외.해산물 부패 모니터링을 위한 흑미강 안토시아닌을 포함하는 키토산/산화 키틴 나노결정을 이용한 지능형 필름의 제조 (Preparation of chitosan/oxidized chitin nanocrystals based 을black rice bran anthocyanins for seafood 부패 모니터링)탄수화물 중합체, 2019, 222(10):115006.

[23] KUSWANDI B, NI P,PRATOKO D K, 외.고정화 된 적양배추 안토시아닌을 기반으로 한 식용 pH 센서 지능형 식품 포장을위한 박테리아 셀룰로오스 막으로 [J].포장기술과 과학, 2020, 33(8):321-332.

[24] 장K L, HUANG T S, YAN H, 외.새우 변질의 시각적 지표로서 전분/폴리 비닐 알코올 및 식품 안토시아닌을 기반으로 한 새로운 pH-sensitive 필름 [J].International Journal of Biological macromolecule, 2020, 145(2):768-776.

[25] KANG S L, WANG H L, XIAL외.새우의 신선도 모니터링을 위해 장미 안토시아닌이 통합된 폴리비닐알코올/오크라 점액질 다당류를 이용한 연색필름 [J.탄수화물 중합체, 2020, 229(2):115402.

[26] 진나라Y, 류Y P,YONG H M, 외.카사바 전분과 안토시아닌 (Lycium ruthenicum Murr[J])을 원료로 한 활성 및 지능 포장 필름의 제조 및 특성 (Preparation and characteristics of active and intelligent packaging film based on cassava starch and anthocyanins based 에서Lycium ruthenicum Murr)International Journal of Biological macromolecule, 2019, 134(8):80-90.

[27] 메르즈 B, 카펠로 C ,LEANDRO G C, 외.키토산, 폴리비닐알코올 및 안토시아닌을 원료로 한 새로운 색각 지시약 필름 에서 jambolan  (Syzygium  cumini)  과일  for   monitoring   새우 신선도다 [J다] International  Journal  of  Biological macromolecule, 2020, 153(6):625-632.

[28] 기 W R, 조 L L, 선 G H, 외.클리너 공정을 통해 포도 피부 파우더를 결합한 pH-sensitive 가 높은 k-carrageenan 기반 지능형 필름을 개발 [J.한국청정생산학회지 2020년, 244(1):118862.

[29]. MA QY, LIANG T Q,CAO L L, 외.지능형 폴리 (비닐알코올)-chitosan nanoparticles-mulberry는 pH 변화를 모니터링 할 수 있는 필름을 추출한다 [J.International Journal of Biological macromolecule, 2018년, 108(3):576-584.

[30] YUN D W, CAI H H, LIU Y P,외.카사바 전분과 중국산 베이베리 (Myrica rubra Sieb.et Zucc.) 안토시아닌 [J.RSC Advances, 2019, 9(53):30905-30916.

[31] ALIZADEH-SANI M, TAVASSOLI M, MCCLEMENTS D J,외.다기능 할로크롬 포장 재료:사프란 꽃잎 안토시아닌 적재-키토산 나노 섬유/메틸 셀룰로스 매트릭스 [J].식품 하이드로콜로이드, 2021, 111(2):106237.

[32] ALIZADEH-SANI M, TAVASSOLI M, MOHAMMADIAN에 있습니다  M, et  알다.  PH-responsive   색상  표시기  영화  based    on  육류의 신선도 실시간 모니터링을 위한 methylcellulose/chitosan nanofiber와 barberry anthocyanins.International Journal of Biological macromolecule, 2021, 166(1):741-750.

[33] 자이 X D,리 즈 H, 장 제이 외.천연 생체 재료 기반 식용 및 pH-sensitive 필름과 지능형 식품 포장을 위한 전기화학적 글쓰기를 결합한 [J.한국농식품화학학회지, 2018, 66(48):12836-12846.

[34] ANDRETTA R, LUCHESE C L, TESSARO I C 외.열압축에 의한 카사바 전분과 블루베리 잔류물을 이용한 pH-indicator 필름의 개발 및 특성 (J.식품하이드로콜로이드, 2019, 93(8):317-324.

[35] QIN Y, LIU Y P, YUAN L M, 외.키토산 및 검정콩 씨코트 추출물을 이용한 항산화 및 pH-sensitive 필름의 제조 및 특성 (J.식품하이드로콜로이드, 2019, 96(11):102-111.

[36] LIU Y J, CAI Y X,JIANG X J 외.커큐민 키토산 블렌드 필름의 분자상호작용, 특성화 및 항균활성 (J.식품하이드로콜로이드, 2016, 52(1):564-572.

[37]  ARAIZA-CALAHORRAA, AKHTAR M, SARKAR A.「 Recent advances in emulsion-based delivery approaches for curcumin:from encapsu-lation to bioaccessibility 」 (영어).식품과학&의 동향기술, 2018, 71(1):155-169.

[38] 누레딘 S A, EL-SHISHTAWY R M, AL-FOOTY K O. Curcumin 유사체 및 이들의 혼합분자로서 다기능성 약물 [J.European Journal of Medicinal Chemistry, 2019, 182(11):111631.

[39] TYPEK R, DAWIDOWICZ A L, WIANOWSKA D, et al. curcumin의 추출 중 수용액 및 알코올 첨가 형성 [J.식품화학, 2019, 276(3):101-109.

[40] MA Q Y, 두 L, 왕 L J. 타라 껌/여서 알코올 colorimetric NH3  indicator  영화 통합 커 지능형 패키징 [J]을 위해.센서 및 액츄에이터 B, 2017, 244(1):759-766.

[41] LIU J R, WANG H L, WAN P F, 외.신선도 모니터링을 위해 커큐민과 통합된 k-carrageenan을 기반으로 한 영화들.식품 하이드로콜로이드, 2018, 83(10):134-142.

[42] CHEN H Z, ZHANG M, BHANDARI B, 외.생선 신선도를 모니터링하기 위해 커큐민과 안토시아닌을 함유한 새로운 pH-sensitive 필름.식품 하이드로콜로이드, 2020, 100(3):105438.

[43] WALLACH, D. 식품의 미생물 부패를 검출하는 방법 및 장치.우리 EP97946515.0다 [P다]1999-10-27다.

[44] 정 H, 장 H 트, 왕 L X 등.안토시아닌/커큐민 (J)을 이용한 지능형 라벨의 개발 및 응용.한국포장공학 2020, 41(19):17-21.

[45] EZATIP, RHIM H W. PH-responsive chitosan based film incorporated with alizarin for intelligent packaging applications[J] (영어).식품 하이드로콜로이드, 2020, 102(5):105629.

[46] SUN C F, LI Y, HAN J H, 외.구조 변조를 통한 알리자린 기반 천연 염료의 광전기적 특성 향상 (Enhanced photoelectrical properties of alizarin based natural 염료via structure modulation[J])태양에너지, 2019, 185(6):315-323.

[47] CHEN H Z, ZHANG M, BHANDARI B, 외.기름기 없는 돼지고기 신선도 모니터링을 위한 새로운 색소 식품 패키지 라벨의 개발.LWT, 2019, 99(1):43-49.

[48] AGHAEI Z, EMADZADEH B, GHORANI B 등이 있다.무지개송어 부패의 정성평가를 위한 할로크롬 센서로 알리자린을 함유한 셀룰로오스 아세테이트 나노섬유 [J.식품생물공정기술, 2018, 11(5):1087-1095.

[49] EZATI  P,  TAJIK  H,  MORADI M,  et  al.  지능형 pH-sensitive 따라 표시기 on  starch-cellulose  and  alizarin  dye  to  rainbow troutfillet[J]의 신선함을 담은 트랙.International Journal of Biological macromolecule, 2019, 132(7):157-165.

[50] EZATI P, TAJIK H, MORADI M. Fabrication and characteristics of alizarin colorimetric indicator based on cellulose-chitosan to monitor of fresh of 다진 쇠고기 (J.센서 및 액츄에이터 B:화학, 2019, 285(4):519-528.

[51] PAPAGEORGIOU V P, ASSIMOPOULOU A N, BALLIS A C. Alkannins와 shikonins:상처 치료제의 새로운 클래스 [J].Current Medicinal Chemistry, 2008, 15:3248-3267.

[52] ASSIMOPOULOU AN, BOSKOUB D, PAPAGEORGIOU V. P. alkannin, shikonin 및 alkanna tinctoria root extractsin oil 기질의 항산화 활성 (J.식품화학, 2004, 87(3):433-438.

[53] CHO M H, PAIK Y S, HAHN T R.의 Physical stability of shikonin derivatives from the roots of lithospermumerythrorhizon cultivation in korea[J].한국농식품화학학회지, 1999, 47(10):4117-4120.

[54] 한약재 herb-lithospermum erythrorhizon[J]에서 항산화 물질 HAN J, WENG X C, BI K S.식품화학, 2008, 106(1):2-10.

[55]. HUANG S Y, XIONG Y B, ZOU Y, 외.어류 신선도 모니터링을 위한 Arnebia euchroma 뿌리 추출물과 통합된 agar 기반의 새로운 색소 지표 (J.식품하이드로콜로이드, 2019, 90(5):198-205.

[56] 동 H L, 링 Z, 장 X 외.새우와 돼지고기의 신선도를 시각적으로 모니터링하기 위한 기계적 강도와 소수성 특성이 높은 스마트 색각 센싱 필름 [J.센서 및 액츄에이터 B:화학, 2020, 309(4):127752.

[57] EZATI P Y, BANG Y J, RHIM J W. fish and pork의 신선도 모니터링을 위한 shikonin-based pH-sensitive color indicator for monitoring of fish and pork[J].식품화학, 2021, 337(2):127995.

[58] HAO J,  LI  Q,  DAI Y,  et  al.  식육제품 포장에서의 미생물 제어기술 요약 [J.육류산업, 2016(12):44-49.

[59] COMI G. 고기와 생선의 부패 [J.식품의 미생물학적 품질, 한국보건사회연구원, 2017:179-210.

[60] CHOI I, LEE J Y, LACROIX M 외.자색 고구마 [J]의 아가리/감자 전분과 안토시아닌 추출물로 구성된 지능형 pH 지시약 필름.식품화학, 2017, 218:122-128.

[61] YONG H M, LIU J, QIN Y, 외.자색 및 흑미 추출물을 chitosan matrix에 포함시켜 개발한 항산화 및 pH-sensitive film.International Journal of Biological macromolecule, 2019년, 137(9):307-316.

[62] 보 T V, 당 T H, 첸 B H. 지능형 pH 표시 필름의 합성 적양배추에서 추출한 키토산/폴리 (비닐알코올)/안토시아닌으로부터 [J.Polymers (바젤), 2019, 11(7):1088.

[63] SUN  G  H,  CHI W R, 장 C J, et al.친환경 개발 Developing a green 기반으로 pH-sensitivity와 항산화 활성을 가진 필름  к-carrageenan과 hydroxypropyl methylcellulose 통합 Prunus maackii 주스 [J]이다.식품하이드로콜로이드, 2019, 94(9):345-353.

[64] KUREK M, HLUPI Ć L, Š Č ETAR M, et al.폐과일 pomace를 착색제의 원료로 포함하는 ph-response color-changing bio-based film 2 종의 비교 (J.한국식품과학회지 2019, 84(9):2490-2498.

[65] CHAYAVANICH K,  THIRAPHIBUNDET P,  IMYIM A.  생체 film  센서 포함하는 붉은 무 추출 for  고기 부패 관찰 [J.Spectrochimica Acta Part A:분자 및 생체 분자 분광학, 2020, 226(2):117601.

[66] 펭 Q X, WANG  L  q. 블루베리 안토시아닌 지능지표막의 제조 및 응용 (J.한국식품과학회지 2022, 22(2):281-290.

[67] 중국 수산물 가공산업의 현황과 발전방향 (HU Z.장시 수중 과학 기술, 2003(1):13-15.

[68] 장 X 스, 쑨 G, 샤오 X Q 등.식품품질용 smart label 로서의 미생물 TTIs 활용:반응기전, 응용 및 연구동향 (J.식품과학기술동향, 2016, 51:12-23.

[69] LIU  F.  연구 on  the  진주 조개, 새우 [D] 등의 해산물 가공 부산물을 종합적으로 이용.광저우:SunYat-sen University, 2005.

[70] 란 W Q, 풍 H J, 류 D Y 등.미생물 원료인 생물방부제가 수산물의 부패세균에 미치는 기작 연구 진행 [J.한국포장공학 2020,41(5):31-38.

[71] BOZIARIS나는 S, PARLAPANI F. Specific spoilage organisms (ssos) in fish[J].식품의 미생물학적 품질, 2017, 3:61-68.

[72]지 앙 Q  Q. 연구 on  히 스타 민 그리고 저장온도가 다른 동안 고등어의 히스타민 생성 박테리아 [D.항저우:절강공상대학교, 2012.

[73] OLAFSDOTTIR G, MARTINSDOTTIR E, OEHLENSCHLAGER J, et  연구논문:어류의 신선도를 평가하는 방법 (al. Methods to evaluation fish fresh in research and industry[J.식품과학&의 동향기술, 1997, 8(8):258-265.

[74] QIN  Y,  LIU  Y  P,  ZHANG  X,  et  al.  개발 of  active  andintelligent packaging  에 의해 통합 betalains from  붉은 피타야 (Hylocereus polyrhizus)는 껍질을 벗겨 전분/폴리비닐알코올 필름 [J]으로 만든다.식품 하이드로콜로이드, 2020, 100(3):105410.

[75] 지능형 식품 포장에 적용하기 위한 시간온도 지표로서 Brassica oleraceae (적양배추)의 안토시아닌을 이용한 PEREIRA VA, ARRUDA I D, STEFANI R. Active chitosan/PVA 필름.식품하이드로콜로이드, 2015, 43(1):180-188.

[76] MA Q Y, WANG L J. Preparation of a visual pH-sensing filmbased on tara gum incorporating cellulose and extracts from grape skins[J] (영어).센서 및 액츄에이터 B:케미컬, 2016, 235(1):401-407.

[77] LIU B, HAN X, ZHAO H Y, 외.식품포장용 항균활성을 위한 동시적 색소 표시용 지능형 전분/PVA 필름의 제조 및 특성.탄수화물 중합체, 2017, 157:842-849.

[78] 키 X D, 웨이 J M, 자오 M W 외.당 및 전분 대사의 숙성 및 연화와 유전자 발현과의 관계 ' Jingbai pear'과일 [J]이다.중국농학회지 2015년, 48(13):2591-2599.

[79] 왕 G L, 웨이 X L, 양 H Y 등.[식품영양학] 딸기 신선도를 나타내는 일종의 라벨에 대한 조사에 대한 자료입니다.과학기술혁신헤럴드,2014, 11(33):185-186.

[80] 펑 G. 블루베리 지능포장 신선도 지표 연구 [D.(흑룡강신문 = 하얼빈) 하얼빈:동북임업대학, 2019.