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논문 기본 정보

자료유형
학위논문
저자정보

이서은 (단국대학교 )

지도교수
오준균
발행연도
2023
저작권
단국대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.

이용수74

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이 논문의 연구 히스토리 (2)

초록· 키워드

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일반적으로 사용되는 비생분해성 고분자 식품 포장재료로 인한 심각한 환경 문제에 따라 생분해성 고분자를 사용한 식품 포장재료의 개발이 증가하고 있다. 또한, 식품 부패의 주요원인인 미생물 및 미생물막 형성을 억제하기 위해 식품 포장재료의 항균성을 도입하기 위한 기능화가 주목받고 있다. 본 연구에서는 친환경적 자연 유래 물질인 4 차 암모늄 키토산 (2-hydroxypropyl trimethylammonium chloride chitosan, HACC)을 생분해성 고분자인 폴리락틱산/폴리부틸렌 아디페이트 테레프탈레이트 (polylactic acid/polybutylene adipate terephthalate, PLA/PBAT)에 간단한 혼합을 통해 제조하여 항균성이 우수한 식품 포장용 필름을 개발하였다. 이와 같이 합성된 HACC 의 합성 여부는 푸리에 변환 적외선 분광법 (Fourier transform infrared, FTIR) 및 핵자기 공명 (nuclear magnetic resonance, NMR)을 사용하여 분석했다. PLA/PBAT 에 HACC 를 혼합한 필름 (PLA/PBAT/HACC)의 형태학적 분석을 위해 주사전자현미경 (scanning electron microscope, SEM)을 사용하여 제조된 필름의 단면 촬영을 하였다. 더해서 시차주사 열량계 (differential scanning calorimetry, DSC) 및 열중량 분석 (thermogravimetric, TGA)을 사용하여 PLA/PBAT/HACC 필름의 열적 안정성을 확인했으며, 만능재료시험기 (universal testing machine, UTM)를 사용하여 기계적 특성을 확인했다. 또한, 주입평판법 (pour plate method)을 활용하여 그람 음성균 (Gram―negative)인 대장균 (Escherichia coli O157:H7) 및 그람 양성균 (Gram―positive)인 표피포도상구균 (Staphylococcus epidermidis)에 대한 항균 활성 시험을 진행했다. 결과적으로 성공적인 HACC 의 합성이 확인되었으며, 열적 및 기계적 안정성은 PLA/PBAT 에 비해 HACC 를 혼합한 PLA/PBAT/HACC 필름에서 약간 감소하는 것을 확인했으나, 유의미하게 큰 차이는 확인되지 않았다. 더해서, 키토산 대비 합성된 HACC 에서 항균 활성이 향상됨을 확인했으며, 다양한 함량 (0 wt.%, 1 wt.%, 3 wt.%, 5 wt.%)의 HACC 를 혼합한 PLA/PBAT/HACC 필름들에 대해서도 99%―99.9% 이상의 항균성을 확인했다. 또한, PLA/PBAT/HACC 필름의 항균 활성은 약 4 달 이상 지속됨을 확인하였다. 이와 같이 준비된 항균 필름은 미생물에 의한 식품 부패방지가 가능한 친환경적인 식품 포장재료는 물론 다양한 포장재료로의 응용이 가능할 것으로 보인다.

목차

Ⅰ. 서론 11
1. 연구배경 11
1.1 생분해성 포장재료의 개발 배경 및 필요성 11
1.2 PLA의 특징 및 식품 포장재료로의 개발 11
1.3 항균 특성을 가진 식품 포장재료의 개발 13
2. 항균 물질 16
2.1 항균의 정의 및 구분 16
2.2 키토산 17
2.2.1 키토산의 특성 17
2.2.2 키토산의 항균 메커니즘 17
2.2.3 키토산 유도체 19
2.2.4 4차화된 키토산 유도체 20
Ⅱ. 실험 22
1. HACC 합성 및 PLA/PBAT/HACC 필름 제조 22
1.1 재료 22
1.2 HACC의 합성 22
1.3 PLA/PBAT/HACC 필름의 제조 23
2. HACC 특성 분석 25
2.1 HACC의 구조 분석 25
2.2 HACC의 열적 특성 분석 25
3. PLA/PBAT/HACC 필름 특성 분석 26
3.1 PLA/PBAT/HACC 필름의 형태학적 분석 26
3.2 PLA/PBAT/HACC 필름의 열적 특성 분석 26
3.3 PLA/PBAT/HACC 필름의 기계적 특성 분석 27
3.4 HACC 및 PLA/PBAT/HACC 필름의 항균 특성 분석 28
3.4.1 박테리아 배양 및 현탁액 제조 28
3.4.2 HACC의 항균 특성 분석 29
3.4.3 PLA/PBAT/HACC 필름의 항균 특성 분석 30
3.4.4 PLA/PBAT/HACC 필름의 항균 지속성 분석 30
Ⅲ. 결과 및 고찰 32
1. HACC 특성 분석 32
1.1 FTIR을 이용한 HACC의 구조 분석 32
1.2 1H NMR을 이용한 HACC의 구조 분석 34
1.3 TGA를 이용한 HACC의 열적 특성 분석 36
2. PLA/PBAT/HACC 필름 특성 분석 38
2.1 SEM을 이용한 PLA/PBAT/HACC 필름의 형태학적 분석 38
2.2 DSC를 이용한 PLA/PBAT/HACC 필름의 열적 특성 분석 38
2.3 TGA를 이용한 PLA/PBAT/HACC 필름의 열적 특성 분석 42
2.4 UTM을 이용한 PLA/PBAT/HACC필름의 기계적 특성 분석 42
2.5 HACC 및 PLA/PBAT/HACC 필름의 항균 특성 분석 47
2.5.1 HACC의 항균 특성 분석 47
2.5.2 PLA/PBAT/HACC 필름의 항균 특성 분석 51
2.5.3 PLA/PBAT/HACC 필름의 항균 지속성 분석 56
Ⅳ. 결론 58
참고문헌 60
Abstract 65

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