부패한 육류 상태를 육안으로 즉시 판별할 수 있도록 색이 변하고 형광을 발하는 기능성 포장 필름이 개발됐다.
최근 일본 규슈대 연구진은 고기 신선도 저하에 반응해 표면 색상이 바뀌고 자외선 조사 시 형광빛을 방출하는 스마트 포장재를 개발했다고 밝혔다. 해당 연구 성과는 지난 1일 국제 학술지 '케미컬 엔지니어링 저널'에 게재됐다.
육류는 변질 과정에서 내부 화학적 변화가 먼저 일어나 외관만으로는 부패 여부를 가늠하기 어렵다. 연구팀은 이 문제를 해결하기 위해 육안 색상 변화와 자외선 형광 발광이라는 이중 감지 메커니즘을 적용했다.
해당 필름은 우유 단백질 성분인 카세인을 기반으로 검은콩 껍질 추출 천연 색소인 안토시아닌을 결합해 제작했다.
기사의 이해를 돕기 위한 자료 사진 / gettyimagesBank
안토시아닌은 주변 산도 변화에 민감하게 반응하는 특성을 지닌 식물성 색소로, 화학 처리를 거쳐 형광 반응 기능까지 확보했다. 육류가 변질할 때 방출되는 암모니아 등 염기성 기체가 필름에 닿으면 화학 반응을 일으켜 변색과 발광이 동시에 작동하는 원리다.
실제 냉장 양고기를 적용한 실험 결과, 포장 후 약 6일이 경과한 시점부터 자외선 조사 환경에서 뚜렷한 형광 반응이 나타났다. 일반 조명 아래에서도 부패 진행도에 따라 필름 색상이 점진적으로 변해 변질 상태를 명확히 드러냈다.
규슈대
기능성과 친환경성도 함께 입증됐다. 개발된 필름은 기존 단일 카세인 소재 대비 내수성이 높고 항산화 및 항균 능력이 우수해 육류 보존 기간을 연장하는 기능을 겸비했다. 토양 매립 및 해수 침지 실험에서도 구조가 분해되며 중량이 대폭 감소하는 생분해 성능을 나타냈다.
연구를 주도한 다나카 후미히코 교수는 "스마트폰 카메라와 인공지능(AI)을 연계해 필름 색상 변화를 정밀 분석하고 신선도를 정확하게 판별하는 기술로 확장할 계획"이라고 전했다.