식품 포장 가스 충전에 대하여

서론

 

식품 포장에 가스 충전 기술을 도입하는 이유는 여러 가지가 있지만, 그 중에서도 가장 중요한 목적은 식품의 신선도와 품질을 유지하고, 보관 기간을 연장하기 위함입니다. 이 기술은 '가스 플러싱' 또는 '수정된 대기 포장(Modified Atmosphere Packaging, MAP)'이라고도 불립니다. 이 방법은 포장 내부의 공기를 식품 보존에 더 적합한 가스로 대체하여 식품이 산화, 세균 번식, 곰팡이 생기는 것을 억제합니다.

가스 충전 포장

 

함께 읽으면 좋은 글 ↓

https://10yp.tistory.com/71

포장지 물성 - 기체 투과도(OTR)

https://10yp.tistory.com/74

포장지 물성 - 수분 투과도(WVTR)

 

가스 충전의 시작

가스 충전 기술은 20세기 초반부터 사용되기 시작했습니다. 초기에는 주로 식품이 아닌 다른 산업 분야에서 사용되었으나, 점차 식품 보존과 관련된 연구가 진행되면서 식품 포장에도 널리 적용되기 시작했습니다. 수정된 대기 포장(MAP) 기술이 본격적으로 식품 산업에 도입된 것은 1970년대부터입니다. 이 기술은 특히 신선 식품과 가공 식품의 저장 수명을 효과적으로 연장할 수 있다는 점에서 주목을 받았습니다.

가스 충전 기술의 도입자

가스 충전 기술을 처음으로 도입한 구체적인 개인이나 기업에 대한 정보는 명확하지 않습니다. 이는 기술의 발전이 여러 나라와 분야에서 동시다발적으로 이루어졌기 때문입니다. 하지만, 수정된 대기 포장 기술의 상업적 적용에 있어서는 미국과 유럽의 식품 포장 회사들이 선도적인 역할을 했습니다. 이들은 신선한 고기, 가공 육류, 치즈, 해산물, 신선 채소 등 다양한 식품의 보관 기간을 연장하는 데 큰 성공을 거두었습니다.

가스 충전 기술의 발전

초기에는 주로 질소, 이산화탄소, 산소 등 단일 가스를 사용했으나, 시간이 지남에 따라 이들 가스를 다양한 비율로 혼합하여 사용하는 기술이 개발되었습니다. 이러한 혼합 가스의 사용은 식품 종류에 따라 최적의 보존 효과를 낼 수 있도록 해, 식품의 신선도와 맛, 영양을 더 잘 유지할 수 있게 되었습니다.

가스 충전 기술은 식품의 품질을 유지하고, 식품의 보관 기간을 연장하며, 물리적 손상으로부터 식품을 보호하는 등 다양한 이점을 제공합니다. 이로 인해 오늘날에는 거의 모든 종류의 식품 포장 공정에서 이 기술이 널리 사용되고 있습니다.

 

가스 충전에서 사용되는 주요 기체

 

식품 포장에서 사용되는 가스 충전의 종류는 식품의 종류와 보존에 필요한 특성에 따라 다양합니다. 주로 사용되는 가스는 질소(N₂), 이산화탄소(CO₂), 산소(O₂) 등이며, 이들을 단독으로 사용하거나 서로 다른 비율로 혼합하여 사용합니다. 각 가스는 식품 보존에 특정한 역할을 합니다.

 

질소(N₂)

 

 

질소(N₂)는 대기 중 약 78%를 차지하는 가장 흔한 기체 중 하나입니다. 그 특성상 무색, 무취, 비반응성인 질소는 식품 보존 및 포장, 화학 반응의 촉매 작용 방지, 전자 제품 제조 과정에서의 산화 방지 등 다양한 분야에서 활용됩니다.

식품 산업에서의 질소 활용

식품 포장: 질소는 식품 포장 공정에서 가장 널리 사용되는 기체 중 하나입니다. 식품 포장 시 질소를 사용하여 포장 내의 공기를 대체함으로써, 산소와의 반응을 최소화하여 식품의 변질과 산화를 방지합니다. 이를 통해 식품의 신선도와 수명이 연장됩니다. 예를 들어, 감자칩 백 포장에 질소를 주입하여 칩이 공기 중의 산소와 반응하여 부패하는 것을 방지하고, 또한 포장이 물리적으로 손상되지 않도록 보호합니다.

음료 보존: 맥주와 같은 음료에 질소를 주입하여 산소와의 접촉을 줄임으로써 맛의 변화를 방지하고 수명을 연장합니다. 질소 기포는 이산화탄소 기포보다 작아서, 맥주에 질소를 첨가할 경우 더욱 크리미한 질감을 줍니다.

식품 가공: 육류 및 가금류 가공 과정에서 질소를 사용하여 가공기계 내의 온도를 낮추고, 고기의 산화를 방지합니다. 빠르고 효율적인 냉각 과정은 식품의 품질을 유지하는 데 중요한 역할을 합니다.

식품 저장: 액체 질소를 사용하여 식품을 빠르게 냉동시키는 것은 식품의 신선도를 장기간 유지하는 데 도움이 됩니다. 급속 냉동 과정에서 세포 내의 큰 얼음 결정이 형성되지 않아 식품의 질감과 맛이 보존됩니다.

 

질소는 가장 흔히 사용되는 가스 중 하나입니다. 주로 산소를 대체하여 산화를 방지하고, 패키지 내의 압력을 유지하여 식품이 물리적으로 손상되는 것을 방지하는 데 사용됩니다. 질소는 무색, 무취, 비반응성이기 때문에 다양한 식품에 안전하게 사용할 수 있습니다.

 

이산화탄소(CO₂)

 

이산화탄소(CO₂)는 식품 포장에서 중요한 역할을 합니다. 그 특성상 미생물의 성장을 억제하고, 특히 세균과 곰팡이의 번식을 방지하여 식품의 보관 수명을 연장하는 데 효과적입니다. 이산화탄소의 사용은 주로 신선한 고기, 가공 육류, 해산물 및 일부 유제품과 같은 식품 포장에 활용됩니다. 그러나 이산화탄소만을 고농도로 사용할 경우 식품의 품질에 영향을 줄 수 있으므로, 대부분의 경우 질소와 함께 혼합하여 사용됩니다. 이는 식품의 신선도와 품질을 최적으로 유지하기 위한 전략입니다.

이산화탄소의 식품 포장에서의 활용 예시

 

신선 고기 포장: 신선 고기는 쉽게 변질되고 미생물에 의한 오염이 일어날 수 있습니다. 이산화탄소를 포함한 가스 혼합물을 사용하여 포장하면, 미생물의 성장을 억제하고 고기의 적색을 유지하는 데 도움이 됩니다. 이는 소비자가 신선한 고기를 더 오랜 기간 동안 저장할 수 있게 해줍니다.

가공 육류 및 소시지: 가공 육류와 소시지는 이산화탄소를 사용하여 포장될 때, 제품의 신선도가 유지됩니다. 이산화탄소는 포장 내의 산소 농도를 낮추어 미생물의 성장을 억제하고, 산화를 방지합니다. 이로 인해 제품의 풍미와 질감이 보존됩니다.

해산물 포장: 해산물은 특히 빠르게 변질될 수 있는 식품입니다. 이산화탄소를 사용한 포장은 해산물을 신선하게 유지하고, 미생물에 의한 변질을 방지합니다. 이는 해산물이 시장에서 더 오랜 시간 동안 판매될 수 있게 하며, 소비자에게 신선한 제품을 제공합니다.

유제품: 일부 유제품, 특히 치즈의 경우, 이산화탄소를 사용하여 포장함으로써 곰팡이 성장을 억제하고 제품의 수명을 연장할 수 있습니다. 이산화탄소는 치즈의 표면에 곰팡이가 자라는 것을 방지하여, 제품이 더 오래 신선하게 유지되도록 합니다.

이산화탄소는 식품 포장에서 미생물의 성장을 억제하고, 식품의 신선도와 품질을 유지하는 데 중요한 역할을 합니다. 그러나 이산화탄소만을 사용할 경우 식품의 품질에 부정적인 영향을 줄 수 있으므로, 주로 질소와 같은 다른 가스와 혼합하여 사용됩니다. 이러한 가스 충전 기술의 적용은 식품의 보관 수명을 연장하고, 식품 안전을 보장하는 데 기여합니다.

 

산소(O₂)

 

 

 

산소는 생명 유지에 필수적인 기체로, 식품 포장에 사용될 때 특정 식품의 색깔과 신선도를 유지하는 데 중요한 역할을 합니다. 특히, 붉은 고기와 같이 색깔 변화에 민감한 식품에 산소를 사용함으로써, 소비자가 신선함을 시각적으로 인지할 수 있도록 합니다. 그러나 산소는 산화를 촉진시키고 미생물의 성장을 가속화할 수 있기 때문에, 사용 시에는 식품의 종류와 포장 기술에 대한 정확한 이해가 필요합니다.

산소의 식품 포장에서의 활용

 

 

붉은 고기 포장: 붉은 고기는 산소와 반응하여 밝은 붉은 색을 나타내는 미오글로빈을 포함하고 있습니다. 이는 고기가 신선하다는 시각적 신호를 소비자에게 제공합니다. 산소를 포함한 포장은 고기가 이러한 신선한 색상을 유지하도록 도와주지만, 동시에 산화 및 미생물의 성장을 촉진할 수 있기 때문에 다른 보존 기술과 함께 사용되곤 합니다.

신선한 생선 포장: 일부 신선한 생선 포장에도 산소가 사용됩니다. 산소는 생선의 색깔을 유지하는 데 도움을 줄 수 있지만, 생선의 경우 산화와 미생물의 성장이 빠르게 진행될 수 있기 때문에, 산소를 사용하는 경우는 제한적입니다. 대신, 이산화탄소나 질소와 같은 다른 가스와 혼합하여 사용하거나, 저온 저장과 같은 다른 방법과 결합하여 사용하기도 합니다.

과일 및 채소 포장: 산소는 과일과 채소의 호흡 과정을 지속시키는 데 필요합니다. 적절한 산소 농도를 유지함으로써, 과일과 채소는 수확 후에도 신선도를 유지할 수 있습니다. 그러나 과도한 산소는 과일과 채소의 산화 및 부패를 촉진할 수 있으므로, 수정된 대기 포장(MAP) 기술을 통해 산소와 이산화탄소의 비율을 조절하여 사용합니다.

사용 시 주의 사항: 산소의 사용은 식품의 신선도와 품질을 유지하는 데 도움을 줄 수 있지만, 산화와 미생물의 성장을 촉진시킬 수 있는 이중적인 특성을 가지고 있습니다. 따라서 산소를 사용하는 식품 포장 기술은 식품의 종류, 보관 환경, 소비자의 기대치 등을 고려하여 신중하게 결정되어야 합니다. 또한, 산소를 사용할 때는 질소나 이산화탄소와 같은 다른 가스와의 혼합 사용이나, 진공 포장, 저온 저장 등 추가적인 식품 보존 방법과의 결합을 고려하는 것이 중요합니다.

혼합 가스

혼합 가스 사용은 식품 포장 과정에서 매우 중요한 역할을 합니다. 다양한 식품의 특성과 보존 요구 사항에 맞춰 가스를 혼합하여 사용함으로써, 식품의 신선도, 색상, 맛, 영양을 최적으로 유지할 수 있습니다. 이러한 혼합 가스 기술은 식품 과학의 발전과 함께 지속적으로 진화하며, 특히 신선 식품과 가공 식품의 보관 기간을 효과적으로 연장하는 데 큰 기여를 하고 있습니다.

혼합 가스의 활용 예시

신선 고기 포장: 신선 고기는 색상을 유지하고 미생물의 성장을 억제하기 위해 산소와 이산화탄소를 혼합한 가스를 사용합니다. 산소는 고기의 붉은 색을 유지하는 데 필요하며, 이산화탄소는 세균과 곰팡이의 성장을 억제합니다. 이러한 혼합 가스 포장은 고기의 신선도를 유지하면서도 미생물로 인한 변질을 최소화하는 효과적인 방법입니다.

스낵류 포장: 스낵류와 같은 건조 식품은 주로 산화를 방지하고 신선도를 유지하기 위해 질소로 포장됩니다. 질소는 공기 중의 산소를 대체하여 식품의 산화 반응을 최소화하고, 또한 포장 내 압력을 유지하여 물리적 손상으로부터 식품을 보호합니다.

유제품 포장: 일부 유제품, 특히 치즈는 이산화탄소와 질소의 혼합 가스를 사용하여 포장됩니다. 이산화탄소는 곰팡이와 같은 미생물의 성장을 억제하는 반면, 질소는 포장 내의 압력을 유지하여 제품이 물리적으로 손상되는 것을 방지합니다. 이 혼합 가스 사용은 치즈의 신선도와 품질을 장기간 유지할 수 있게 해줍니다.

신선한 생선 포장: 신선한 생선은 쉽게 변질될 수 있기 때문에, 산소, 이산화탄소, 질소를 혼합한 가스를 사용하여 포장하는 경우가 있습니다. 이 혼합 가스는 생선의 색깔과 신선도를 유지하면서 미생물로 인한 변질을 억제합니다. 특히 이산화탄소는 세균과 곰팡이의 성장을 억제하는 데 효과적입니다.

과일 및 채소 포장: 과일과 채소는 호흡 과정을 지속하기 위해 산소가 필요하지만, 과도한 산소는 산화 및 부패를 촉진할 수 있습니다. 따라서 산소와 이산화탄소의 비율을 조절한 혼합 가스를 사용하여 수정된 대기 포장(MAP)을 적용함으로써, 과일과 채소의 신선도와 수명을 연장할 수 있습니다.

혼합 가스 사용은 식품 포장 기술에서 매우 중요한 부분을 차지하며, 각 식품의 특성에 맞춰 가스의 종류와 비율을 조절하는 것이 필수적입니다. 이는 식품의 품질을 최적으로 유지하고, 소비자에게 더 신선하고 안전한 식품을 제공하는 데 기여합니다.

 

결론

가스 충전 기술은 식품의 신선도와 품질을 유지하며 보관 기간을 연장하는 데 핵심적인 역할을 합니다. 질소, 이산화탄소, 산소 등의 가스를 단독으로 사용하거나 서로 다른 비율로 혼합하여 사용함으로써, 식품 종류에 따라 최적의 보존 효과를 낼 수 있습니다. 이 기술은 수정된 대기 포장(MAP) 형태로 신선 식품과 가공 식품 모두에 널리 적용되며, 식품의 색상, 맛, 영양을 장기간 유지하게 해 줍니다.

가스 충전 기술의 사용은 식품 산업에서 중요한 발전을 의미합니다. 식품의 물리적 손상을 방지하고, 산화와 미생물에 의한 변질을 최소화함으로써, 제품의 시장에서의 수명을 효과적으로 연장할 수 있습니다. 이로 인해 소비자들은 더 신선하고 안전한 식품을 접할 수 있게 되었습니다.

또한, 혼합 가스의 사용은 식품 과학의 발전과 함께 지속적으로 진화하고 있으며, 식품의 종류와 필요에 따라 가스의 종류와 비율을 조절하는 것이 중요합니다. 이는 식품 포장 기술의 미래 방향성을 가리키며, 지속 가능한 식품 보존 방법으로서의 잠재력을 보여줍니다.

결론적으로, 가스 충전 기술은 식품 산업에서 불가결한 부분이 되었습니다. 이는 식품의 품질과 안전성을 보장하며, 식품의 보관 기간을 연장하는 데 기여함으로써, 식품의 가치를 높이고 소비자의 만족도를 증진시킵니다. 앞으로도 기술의 발전과 함께 식품 포장 분야에서 더 많은 혁신이 이루어질 것으로 기대됩니다.