강준원 동국대 교수팀, 지속가능한 고기능성 포장재 제시

[이데일리 김윤정 기자] 동국대 식품생명공학과 강준원 교수 연구팀이 식품 부산물로부터 유래한 친환경 나노소재를 활용해 항균·항산화 기능을 동시에 갖춘 생분해성 포장 필름을 개발했다. 이번 연구는 지속 가능한 고기능성 식품 포장재의 새로운 가능성을 제시해 기대를 모은다.

(왼쪽부터) 강준원 동국대 교수, 나규미 동국대 석사과정생. (사진 제공=동국대)

기존의 생분해성 필름은 환경친화적 측면에서 장점이 있지만, 기계적 물성이 낮고 보존 기능이 제한적이었다. 이에 연구팀은 해조류 유래 아가(agar)를 기반으로 한 필름에 산화아연(이하 ZnO)과 탄소양자점(Carbon Quantum Dots, 이하 CQDs)을 복합화한 ZnO/CQD 나노복합체를 적용해 약점을 보완하고, 포장재 자체에 항균·항산화 기능을 확보했다.

ZnO/CQD 복합체는 식품 제조 부산물에서 유래한 천연 성분을 활용해 친환경적으로 합성되며, CQD는 복합 소재의 전반적인 기능을 강화하는 핵심적인 역할을 한다. 특히, CQD는 높은 친수성을 바탕으로 필름 내에 균일한 분산을 유도해 ZnO 입자의 응집을 억제하고, 광촉매 반응 표면적을 극대화하는 데 기여한다. 또한, CQD 자체의 전자전달 특성과 라디칼 소거 능력으로 ZnO의 광촉매 및 항산화 활성을 효과적으로 증대시킨다.

연구 결과, ZnO/CQD 필름은 병원성 세균에 대해 탁월한 항균 효과를 보였고, 산화 손상을 유발하는 유해 활성물질 제거 능력 측면에서도 우수한 항산화 활성을 나타냈다. 이번 연구는 식품 유래 자원을 활용한 고부가가치 소재 전환과 기능성 친환경 포장재 기술의 융합을 통해, 환경과 기능성을 동시에 고려한 지속 가능한 식품 포장 기술의 방향을 제시했다고 평가받는다.

강준원 교수는 “식품 산업 부산물의 자원화와 동시에 생분해성 포장재의 한계를 나노기술로 극복한 사례로, 향후 다양한 식품 유통 시스템에서 친환경 스마트 포장재로 응용될 수 있을 것”이라고 밝혔다.

한편, 이번 연구 결과는 “Sustainable agar-based film with zinc oxide/carbon quantum dot (ZnO/CQD) nanocomposite for photocatalytic antimicrobial and antioxidant packaging of chicken breast”라는 제목으로, 식품공학 및 바이오소재 분야의 국제저명학술지 Food Hydrocolloids (IF 11.0, 상위 2%)에 온라인 게재됐다.