나노코팅기술로 과일, 농산물 등 장기보존 길 열었다
나노코팅기술로 과일, 농산물 등 장기보존 길 열었다
  • 김수아 기자
  • 승인 2017.08.10 17:33
  • 댓글 0
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KAIST, 식물 기반의 폴리페놀과 스프레이분사 기법 융합한 항균 나노코팅기술 개발
14일경과된 코팅되지 않은 귤과 코팅된 귤 비교(사진:KIAST))

나노코팅기술은 나노미터(10-9m) 수준의 얇은 필름을 표면에 형성하는 것으로 코팅되는 표면의 성질을 제어하는 기술이다. 코팅되는 필름에 따라 표면에 투과성, 친수성, 항균성 등 다양한 성질들을 부여할 수 있으며, 이를 이용하여 선박의 부식 및 오염방지, 유리 표면의 흐림 방지, 의학기기의 오염 방지를 실현하는 등 다양한 분야에서 나노코팅기술이 적용되고 있다.

이러한 코팅물질 중 하나인 폴리페놀(polyphenol)은 다량의 수산기(-OH)를 가지는 식물의 광합성 대사산물 중 하나로서 뛰어난 항산화 작용을 수행하는 식물유래 천연물질이다. 또한 폴리페놀은 식품 첨가물에 사용되는 등 인체에 무해하며 잠재적 항암효과와 높은 항균성을 가지는 것 등 항산화 기능이 잘 알려져 있어 식품이나 의료 등에 응용되고 있다.

코팅되지 않은 딸기와 코팅된 딸기 비교(58시간 경과)

이러한 폴리페놀은 생체내 필수 이온인 철이온과 화학적으로 강하게 결합하여 자색 복합체를 형성하게 되는데 이 복합체는 높은 접착력을 가지고 있어 다양한 표면에서의 나노코팅을 가능하게 했다. KAIST(총장 신성철) 화학과 최인성 교수 연구팀이 친환경 나노코팅 기법을 이용해 과일의 부패 기간을 늦출 수 있는 기술을 개발한 것이다.

이 기술은 식물 기반의 폴리페놀 물질을 이용해 코팅 시료의 종류에 관계없이 사용할 수 있는 범용 스프레이 나노코팅기술로 연구결과는 국제학술지 ‘사이언티픽 리포트(Scientific Reports)’ 8월 1일자 온라인 판에 게재됐다.(아래 귤코팅 귤코팅 작업 영상) 

폴리페놀 물질은 다량의 수산기(-OH)를 갖는 식물의 광합성 대사산물 중 하나로 뛰어난 항산화 작용을 수행하는 식물 기반의 천연물질이다. 잠재적 항암효과와 높은 항균성을 가져 식품 첨가물 등에 사용되고 있으며, 폴리페놀은 철 이온과 화학적으로 강하게 결합해 복합체를 형성한다는 특성도 갖는다. 연구팀은 폴리페놀-철이온 복합체의 형성반응과 분사 기술을 접목해 나노코팅기술을 개발했다.

이 스프레이 코팅 기술은 코팅물질을 코팅용액에 담가 코팅하는 침지법에 비해 코팅 시간이 짧고(5초 이내) 원하는 영역에만 선택적 코팅이 가능하다. 또한 침지법에서 발생하는 시료의 변형과 코팅용액의 상호 오염을 막을 수 있다.

KIAST 화학과 최인성 교수(사진:KIAST)

연구팀은 개발된 기술을 과일 표면에 적용해 가식성(edible) 항균 코팅으로의 응용이 가능함을 입증했다. 코팅된 귤과 딸기를 각각 28일, 58시간 이후에 상태를 측정했고 코팅되지 않은 과일에 비해 상당수가 모양과 품질을 유지했으며, 반면 코딩되지 않은 귤과 딸기는 박테리아 및 곰팡이 균의 번식으로 부패 및 변형이 발생했다.

연구팀은 과일 뿐 아니라 금속표면, 플라스틱, 유리, 섬유시료에도 손쉽게 코팅할 수 있음을 확인했다. 특히 안경알, 신발 밑창 등 생활용품 표면에도 코팅이 가능해 각각 흐림방지, 무좀균 생장을 억제하는 항균 기능도 가능함을 증명했으며, 개발된 나노코팅기술은 국내 특허로 등록됐고 현재 과일 신선도 유지 코팅법의 상용화를 진행 중이다.

최 교수는 “나노코팅기술은 큰 잠재력과 응용성을 가진 첨단기술이다”며 “개발된 나노코팅기술은 다양한 목적으로 쉽게 적용가능하고 기존 코팅 기술 및 나노물질과 결합돼 더 큰 시너지를 일으킬 것이다”고 말했다.

 

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