새로운 김치포장 개발로 인해 김치산업에 활력소 불어넣어

한국식품연구원(院長 姜洙基) 특화연구본부 홍석인 박사팀은 침체된 우리나라 김치산업에 새 힘을 실어주고 국내·외 시장유통에 혁신적 변화를 줄 수 있는 새로운 김치포장기술을 개발하여 국내 식품산업 및 과학기술발전에 크게 기여할 수 있게 되었다고 밝혔다. 과학기술부 선도기술개발사업(G7) 신 기능생물소재기술개발사업과제 “상품김치의 품질균일화 및 품질유지기술개발”로 개발된 본 기술은 김치가 숙성하는 과정에서 발생되는 탄산가스 및 각종 휘발성 성분으로 인하여 포장이 부풀거나 팽창되는 것을 방지할 수 있는 포장기술로서 김치의 고유한 품질에는 아무런 영향을 미치지 않으면서도 상품의 포장형태를 그대로 유지할 수 있고, 김치의 상품성을 높일 수 있으며, 유통 중 파손을 효과적으로 방지할 수 있는 새로운 포장기술이다. 특히 기체투과성이 높은 고분자 필름과 미세기공을 뚫은 통상의 차단성 플라스틱 필름에 용기를 합지한 이중 포장재로서 안전하고 청결하게 유통할 수 있도록 개발한 것이 특징이다. 이러한 이중 포장재를 활용하는 포장기술은 종전과 달리 고차단성 포장재에 진공 또는 상압으로 밀봉 포장한 김치제품에서 저장 유통 중 흔히 발생되는 포장의 팽창 및 파손에 매우 간편하고 경제적이며 효과적으로 방지할 수 있도록 개발되었다. 김치는 우리나라의 대표적인 고유 발효식품이자 중요한 부식 중의 하나로서 전통적으로 가정에서 제조하여 소비되어 왔지만 경제, 사회, 문화적 측면에서의 변화에 따라 김치의 기업적 생산이 폭발적으로 증가하고 있다. 특히 일반 소비자를 겨냥한 소포장 제품의 시장비중이 급격히 늘고 있으며, 이들 제품의 포장방법은 스탠딩 파우치(standing pouch), 일반 파우치(down-display pouch) 등의 플라스틱 필름봉투 포장과 트레이형 용기 포장, 병 포장 등으로 구분된다. 포장재질별로는 고차단성의 플라스틱 적층필름 봉투에 김치를 담아 상압 또는 진공 밀봉하거나, 플라스틱 트레이, 유리병과 같은 성형용기에 충진하여 상압 또는 진공 포장하는 형태로서 저온 유통방식으로 판매되고 있다. 소포장 김치제품의 유통 판매과정에서 흔히 겪는 애로점은 유연 포장재를 사용하는 경우 포장재의 팽창과 이에 따른 제품 파손을 예로 들 수 있다. 이는 김치의 숙성초기에 다량 증식하는 것으로 알려진 이종발효(hetero-fermentative) 젖산균이 탄산가스를 생산하는 것에 기인한다. 현재까지 이 문제를 완벽하게 해결할 수 있는 포장재질은 시장에 소개되지 않고 있으나, 여러 가지 포장기법을 적용하여 김치제품의 상품성을 제고하고자 하는 노력이 진행되어 왔다. 그 가운데 대표적인 것이 가스흡수제를 함입한 포장으로서 이미 상당수의 소포장 김치제품에 활용되고 있다. 그러나 이러한 흡수제를 사용하면 포장내부의 적절한 탄산농도 조절이 불가능하며 잉여가스뿐만 아니라 김치 즙액의 탄산가스까지도 흡수하여 김치 고유의 탄산미를 저하시킬 수 있다. 또한 현재까지 많이 사용되고 있는 가스흡수제 삽입포장은 내용물의 관능적 품질을 저하시키고 포장비용도 비싸며 식품포장 내부에 화학물질을 투입하게 되므로 소비자의 거부감 및 안전성에 대한 우려가 발생되었다. 이에 연구원은 대체기술의 필요성을 인지하여 새로운 김치포장 팽창방지 기술을 개발하게 되었다. 개발된 김치제품의 유통중 팽창방지 포장기술은 기체투과성이 높은 고분자 필름을 내부 포장재로 사용하고, 일반적으로 김치제품에 사용되는 기밀성 필름봉투에 미세 기공을 뚫은 것을 외부 포장재로 병용하여 김치의 발효숙성 과정에서 발생하는 가스성분을 적절한 속도로 포장 외부로 배출하는 원리를 적용하고 있다. 구체적으로 내부 포장재질로서 10℃에서 3,000-3,500 mL/m2·day·atm의 CO2 투과도를 갖는 두께 35 μm의 PE 필름과 표면에 500-1,000 μm 크기의 미세 기공이 뚫린 Ny/PE 적층 필름을 이중으로 접합하여 3면 제대 봉투를 만들었다. 이에 300 g의 김치를 담아 가열밀봉 접착함으로서 개발 포장구를 완성하고, 동일한 양의 김치를 미세 기공이 없는 같은 재질의 일반 포장재에 담아 밀봉하여 비교구를 완성한 다음, 저온 또는 상온에 저장하면서 각기 다른 포장구의 김치를 발효시켰다. 저장실험 결과, 발효시간의 경과에 따라 내용물인 김치의 pH는 저하되고 산도는 증가하여 정상적인 숙성이 진행되는 과정에서 비교구의 포장내부 용적은 급격히 증가하였으며 일부 포장구에서는 파열이 일어나 내용물의 액즙이 유출되었으나, 개발 포장구의 포장내부 용적은 거의 초기상태를 그대로 유지하거나 또는 다소 증가하는 수준으로서 포장의 팽창/파손을 효과적으로 방지할 수 있음이 확인되었다(사진 참조). 결과적으로 이러한 김치제품의 유통중 팽창방지 포장기술을 이용할 경우 종래에 플라스틱 용기나 파우치에 진공 또는 상압으로 밀봉 포장한 김치제품에서 흔히 발견되는 포장의 팽창 및 파손을 간단하고 효과적으로 방지할 수 있다. 이중 포장재를 활용하는 김치제품의 팽창방지 포장기술이 시판되고 있는 김치제품에 폭넓게 적용될 경우, 김치 제조업체로서는 경제적이면서 매우 효과적인 팽창방지 포장기술을 이용하여 제품 생산 및 유통중의 품질관리가 가능하고 종래 제품과의 차별화로 김치의 상품성 제고에 따른 판매촉진과 수출증대 효과를 기대할 수 있다. 또한 본 기술의 적용은 기존의 제품 생산공정에 추가적 비용이 거의 없을 뿐만 아니라 신기술 도입에 따른 고품위의 상품적 가치를 유지시켜 김치 제품의 외관품질 향상, 수출 경쟁력 강화, 김치제품 자체의 이미지 제고에 기여할 수 있다. 개발된 기술은 현재 특허 및 실용신안 등록을 완료하였으며, 김치제품의 팽창방지 포장기술을 필요로 하는 업체에 대해 기술이전을 추진할 예정이다.
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