▲ 새우 부패에 따른 개발 필름의 색변화(보라색→녹색)(上)와 셀룰로오스 나노입자에 붙어 있는 양배추 추출물의 색변화 원리(下)

산림청 국립산림과학원(원장 배재수)이 플라스틱을 사용하지 않고 나무와 양배추 추출물로 식품의 신선도를 평가할 수 있는 센서를 개발, 식품 포장 분야 발전에 기여할 것으로 기대된다.

국립산림과학원은 미국 루이지애나 주립대학교의 퀼린 우(Qinglin Wu) 교수팀과 공동연구를 통해 나무에서 추출한 나노입자를 이용해 ‘친환경·스마트 식품 부패 감지 센서’를 개발했다고 3일 밝혔다.

음식물은 부패하면서 다양한 가스를 발생시킨다. 연구팀은 이러한 가스를 감지하는 물질을 양배추에서 발견하였으며, 이 물질을 나무에서 추출한 셀룰로오스 나노입자와 혼합하여 식품 포장재로 사용될 수 있는 투명 센서를 제조했다.

개발된 센서가 적용된 식품 포장 용기는 내부에 음식물이 부패하여 가스가 발생하면, 투명 센서(필름)에 가스가 흡수되고 양배추 추출물의 분자구조 변형에 의해 필름의 색이 바뀌어 식품의 신선도를 감지할 수 있다.

필름 색의 변화는 감지된 휘발성 부패가스 성질에 따라 다양한 색으로 변화하며, 육안으로 확인될 만큼 뚜렷한 차이를 관찰할 수 있다.

이번 공동연구 성과는 플라스틱을 사용하지 않고 나무와 양배추 추출물로 식품의 신선도를 평가할 수 있는 친환경 스마트 포장재 개발에 중요한 기술 개발 방향을 제공할 것으로 기대된다.

국립산림과학원의 권재경 박사는 “이번 투명 스마트 센서의 원리 구명은 학술적 의미가 크며, 산·염기 가스를 감지할 수 있어 식품 포장 분야뿐 아니라 작업자의 안전을 위한 보호구에도 적용될 수 있다”라고 전했다.

한편, 해당 연구는 그 우수성을 인정받아 재료과학 분야의 국제학술저널인 ‘셀룰로오스(cellulose)’에 게재되었다.