| 초록 |
□ 연구개발 목표 및 내용 ○ 최종 목표 ① 해조류(구멍갈파래, 괭생이모자반)에서 추출한 PLA를 활용하여 밀키트 및 신선식품용 바이오베이스 플라스틱 필름 개발 ② 개발한 필름을 ASTM D6866-20에 따라 친환경성 검증 ③ 개발한 필름에 은행추출물을 코팅하여 최종 시제품을 개발한 후 밀키트 및 신선식품 포장에 적합한 물성을 갖고 있는지 기계적강도, 산소 차단성, 항균 및 항진균성 등 검증 ○ 전체 내용 ▪ 제주도에서 괭생이모자반과 구멍갈파래를 직접 수급 ▪ 원료 성분분석을 실시한 후 괭생이모자반은 Bio-PE, 구멍갈 파래는 PLA로 가공 실시 ▪ 이후 개발 필름에 은행추출물을 코팅하여 성능평가 실시(친환경성, 기계적강도, 산소 차단성, 항균 및 항진균성, 식품용 포장재 자가품질검사, 감마선방출 방사성핵종 함량분석 등) □ 연구개발성과 < 정성적 성과 > ▪ 괭생이모자반을 이용하여 Bio-PE 친환경 칩을 개발하였음. 이후 Bio-PE 친환경칩을 Blown film extrusion으로 압출하여 필름형태로 가공하였고 은행추출물을 코팅과 친환경 잉크를 사용한 인쇄를 실시한 후 열컷팅 봉투가공기를 이용하여 파우치형태로 시제품을 개발하였음. ▪ 구멍갈파래에 대한 묽은 산 전처리, 효소당화, 발효 과정 등을 거쳐 LA를 추출하는데 성공하였음. 하지만 과제 진행 중 수급한 구멍갈파래의 양이 너무 적어 PLA 중합은 과제 이후 추가적으로 진행해야할 것으로 판단됨. 본 과업에서 제시한 묽은 산 및 효소 당화의 융합 공정은 구멍갈파래가 함유하고 있는 대부분의 당 추출이 가능하기 때문에 상업화 규모의 생산 공정 구축시 높은 수율을 기대할수 있을 것으로 판단됨. ▪ 개발 포장재는 전문시험인증기관을 통해 친환경성, 인장강도, 산소차단성, 항균 및 항진균성, 식품용포장재 자가품질 위탁시험, 감마선방출 방사성핵종 함량분석 등에 대한 성능평가를 실시하였고 초기 목표치를 대부분 확보함. ▪ 괭생이모자반과 구멍갈파래를 바이오매스의 원료로 활용하여 전분계 바이오매스 원료 수급으로 인한 문제를 해결하고 양식업 피해, 악취발생 및 해양 경관 파괴 등의 환경 문제를 극복할 수 있음. ▪ 은행추출물의 항균효과를 통해 밀키트 및 신선식품의 보관수명 향상시킴에 따라 제품의 판매경로를 확대하여 코로나-19 확산 이후 급속히 성장하고 있는 밀키트 및 신선식품 시장에 대응할 수 있음. ▪ 석유계 플라스틱의 일부를 바이오매스로 대체함에 따라 이산화탄소 배출량을 감소시켜 탄소중립(Net-zero)사회 실현을 목표로 하는 친환경 정부 정책에 부합하며 전 세계적 환경 문제 해결에 기여할 수 있음. < 정량적 성과 > □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 ▪ 기존의 석유 연료계 필름의 일부를 바이오매스로 변경함에 따라 재활용이 어려운 난분해성 플라스틱의 친환경성을 높일 수 있기 때문에 재활용률이 낮은 국가에서 많은 수요가 있을 것으로 예상됨. ▪ 괭생이모자반과 구멍갈파래의 추출물은 바이오매스로 재사용하는 것 외에 항산화성 및 항균성, 중금속 이온의 흡착 제거 등에 효과가 있어 향후 기능성 코팅 물질로 활용할 수 있을 것으로 예상됨. ▪ 은행추출물은 다양한 병원성 미생물에 대한 높은 항균 효과와 항산화 효과를 갖고 있어 밀키트 및 신선식품에 적용하였을 때 유통과정에서 부패하거나 상품성이 저하되는 것을 방지하고 보관수명을 향상시켜 판매경로를 더욱 확대할 수 있을 것으로 예상됨. (출처 : 요약문 4p) |
