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계피알데히드 적재 Mg-갈릭산-MOF가 통합된 에틸셀룰로오스/제인 기반 다기능 복합필름의 제작 및 특성 평가와 돼지고기 보존 적용

2026-03-09 07:00
석유계 플라스틱의 환경적 영향이 점점 심각해짐에 따라, 천연 다당류-단백질 복합필름은 식품 포장용 친환경 소재로써 큰 잠재력을 보여주고 있습니다. 그러나 제인(Zein) 기반 매트릭스와 생리활성 금속-유기 골격체(MOF)를 결합하여 다기능성 활성 포장재를 개발하는 연구는 아직 충분히 이루어지지 않았습니다. 본 연구에서는 계피알데히드(CA)를 마그네슘-갈릭산-MOF(Mg-GA-MOF)에 캡슐화하고 이를 에틸셀룰로오스(EC)/제인 매트릭스에 접목하여 돼지고기 보존용 신규 복합필름을 개발하였습니다. 최적화된 CA@Mg-GA-MOF/EC/Zein-4% 필름(두께 0.14 mm)은 인장강도 55.75 MPa, 파단 신율 5.46% 등 뛰어난 기계적 특성을 보였으며, 수증기 투과율 또한 5.87 × 10-7 g·m-1·s-1·Pa-1로 낮게 나타났습니다. 본 필름은 Escherichia coli에 대해 최대 99.73%, Staphylococcus aureus에 대해 89.26%에 이르는 높은 항균 활성을 보였고, DPPH 및 ABTS 라디칼 소거능 또한 각각 59.70%, 49.71%로 우수한 항산화 특성을 나타냈습니다. 또한, 계피알데히드와 갈릭산의 지속적 방출 특성과 뛰어난 생체적합성도 확인되었습니다. 구성 성분 간의 비공유 결합 상호작용이 필름의 기능성 향상에 기여한 것으로 분석되었습니다. 돼지고기 보존 실험에서는 본 복합필름이 미생물 증식, 단백질 분해 및 지방 산화를 효과적으로 지연시켰으며, 총균수 허용기준(6 log CFU/g, GB 4789.2-2016) 결과 대조군 대비 돼지고기 저장기간을 7일 연장하는 효과를 보였습니다. 본 연구는 EC/Zein 필름 내에서 CA와 GA를 동시 전달하는 용도로 Mg-GA-MOF를 최초로 활용하였으며, 이는 고성능 활성 식품 포장재 개발을 위한 새로운 전략을 제시합니다.