1. 식품포장이란?
식품포장은 제품(식품)의 상품가치를 높이고, 유통기간 중 식품의 물리적, 화학적, 생화학적 변패를 방지하면서 안전하고 원래의 맛과 향을 잃지 않게 제품을 보호하고 취급을 편리하게 할 뿐만 아니라 식품의 정보를 전달하며 판매를 촉진하는데 있다. 이를 위해 식품의 특성과 포장재의 특성 및 식품 위생 등을 서로 연결하여 최상의 식품재료, 가공조건, 포장재질, 유통방법 등을 찾아내는 전반적인 과정.
2. 포장식품의 품질열화 Mechanism 및 방지방법
2-1. 식품의 구성성분
모든 식품의 주요 구성성분은 수분, 당질, 지질, 단백질, 섬유, 회분으로 구성되어 있으며, 미량성분으로 비타민류, 칼슘, 인, 철 등 무기성분이 있다. 포장식품의 품질열화에 영향을 미치는 것은 수분, 지질, 단백질 등이 가장 문제가 될 수 있다.
2-2. 포장식품의 품질열화 인자
포장식품의 품질열화 영향을 미치는 인자에는 수분, 온도, 산소, 광선, pH 등이 있으며 수분, 온도, 광선이 가장 중요한 역할을 하고 있다.
1) 수분
식품의 수분함량보다는 그 식품의 수분활성도(Aw: Water Activity)가 얼마나 되느냐가 더욱 중요한 요인이 되며 이것은 미생물의 번식에 필요한 최소 수분활성도가 정해져 있기 때문이다.
미생물의 발육에 필요한 수분활성(Aw)
미생물의 종류
발육 최저의 수분활성(Aw)
미생물의 종류
발육 최저의 수분활성(Aw)
보통 세균
보통 효모
보통 곰팡이
0.90
0.88
0.80
호염 세균
내건성 곰팡이
내삼투압성 효모
0.75
0.65
0.61
2) 온도
포장식품의 품질열화 요인에서 온도는 미생물의 번식과 밀접한 관계가 있으며, 식품의 변질에 관여하는 대부분의 미생물이 중온균이기 때문이다.
3) 광 선
자외선에 의한 산패가 중요하기 때문에 300～450nm(자외선)의 파장의 빛을 차단할 수 있는 포장방법을 강구해야 한다. 한편 자외선(200～300nm)을 조사할 경우 살균력이 있어서 포장재의 표면살균에 이용되고 있다.
4) 산 소
포장재 내에 산소가 존재할 경우 곰팡이 및 해충류 번식, 산패의 촉진, 과일 등의 갈변 촉진 및 비타민의 손실이 일어날 수 있어서 가능하면 포장재 내부에 산소를 제거하면 좋다. 그러나 식중독균과 같은 혐기성세균의 경우 산소가 없으면 생육이 왕성하기 때문에 이점도 확인해야 한다.
5) 수소이온농도(pH)
일반적으로 식품의 변패, 부패에 관계가 깊은 세균은 pH 4.0～9.5의 범위에서 증식이 가능하며 최적 pH는 6.8～7.0으로서 산도가 높은 식품을 제외하고는 미생물의 생육에 따른 변질을 신경써야 한다.
2-3. 포장식품의 품질열화 방지법
포장식품의 품질열화를 방지하기 위해서는 열화요인을 제거하면 목적을 달성할 수 있다. 수분의 경우 수분활성도를 낮추는 방법 즉, 건조, 냉동, 염장, 당장 등으로 식품속의 유리수 함량을 낮추면 된다. 온도의 경우 저온(냉동, 냉장)으로 유지하면 미생물의 생육 및 화학반응속도를 늦출 수 있다. 산소의 경우 차단성이 높은 포장재를 사용하여 진공포장, 가스치환포장 또는 산소흡수제 등을 함께 포장하면 해결할 수 있다. 미생물의 경우 살균처리와 저온저장을 할 경우 품질열화를 지연시킬 수 있다.
2-4. 포장식품의 유통중 미생물에 의한 변폐
미생물의 생육조건에는 영양성분, 온도, 수분(Aw) 등에 영향을 받으며 이 중에서 어느 조건 하나가 맞지 않으면 미생물의 생육은 지연된다.
예) 유통 중 박테리아로 인한 식품의 변질
포장식품이 유통중에 미생물로 인한 변폐형태는 식품의 외상을 손상시키든지 식품에 독성을 일으키는 것인데 주로 식품외상의 변화를 일으켜서 식품으로서의 가치를 잃게 하는 세균은 Lactic acid bacteria(젖산균), Acetic acid bacteria(초산균), Proteolytic bacteria 등이다. 식품에 독성을 일으키는 세균으로는 Clostridium botulinum, Clostridium perfringens, Baccillus cereus, Listeria monocytogens, Salmonella 등이 있다.
2-5. 포장식품의 구성성분별 품질열화 형태 및 방지법
1) 지질의 산패와 방지법
식품구성 성분 중 지질이 공기중의 산소에 의하여 산화되어 이미, 이취를 발생하게 되는 현상을 산패라고 한다. 지질의 산화속도는 포장재내의 산소분압에 비례하며, 열(고온), 빛(자외선), 금속이온 등에 의해서도 산패가 촉진된다. 이를 방지하기 위해서는 산소의 제거가 가장 우선적으로 필요하고, 금속용기가 아닌 포장용기를 사용하여 냉암소에 보관할 경우 지질의 산패속도를 지연시킬 수 있다.
2) 포장식품의 갈변
식품의 갈변현상에는 효소적 갈변과 비효소적 갈변이 있다. 효소에 의한 갈변은 사과, 배, 복숭아, 바나나, 밤, 감자, 가지 양송이 등 많은 종류의 과실과 채소류를 박피하거나 파쇄할 때 일어나는 갈변현상으로 Polyphenol oxidase에 의한 갈변, Tyrosinase에 의한 갈변 등이 대표적이며 polyphenol을 함유하는 신선한 식물체가 손상을 받으면 이를 산화하는 효소가 대개는 공존하며 양자가 반응하여 갈색색소인 melanin으로 전환되기 때문에 일어난다. 억제방법으로는 효소, 기질, 산소가 공존할 때 갈변이 일어나므로 3가지 물질 중 어느 하나를 배제하면 갈변을 억제할 수 있다. 효소의 불활성화와 효소의 최적조건의 변동에 의한 억제방법이 원칙적으로 이용된다. 한편 포장에서는 산소 차단성이 우수한 포장재를 이용한 진공포장 또는 가스치환포장 및 산소흡수제 봉입포장을 실시할 경우 갈변을 억제할 수 있다.
비효소적 갈변의 경우 환원당에 있는 카르복실 그룹과 단백질에 있는 아미노기가 서로 반응하여 갈색반응을 일으키는 것을 말한다. 이로 인해서 제품의 가치가 떨어진다. 비효소 갈색화 반응은 환원당이 많을수록, 산도(pH)가 높을수록, 온도가 높을수록 수분함량이 높을수록 더 반응이 빨라진다. 비효소 갈색화 반응을 방지하기 위한 포장방법으로는 수분 차단성이 우수한 포장재료를 사용하는 방법과 환경제어 포장방법(MAP)을 사용하는 방법밖에는 없다.
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