고기 포장지에 자외선 비추자 빛이 났다…상했다는 신호였다

일본 규슈대 연구진, 냉장 양고기 실험서 6일째부터 형광 반응 확인

일본 규슈대학 연구진이 포장지를 뜯지 않고 자외선 램프로 육류의 신선도를 실시간 감지할 수 있는 카세인 기반 스마트 포장 필름을 개발했다. (AI 생성 이미지)

포장지를 뜯지 않아도, 자외선 램프 하나만 있으면 고기가 상했는지 알 수 있는 필름이 나왔다.

일본 규슈대학 연구진이 냉장 양고기의 신선도를 실시간으로 감지하는 카세인 기반의 이중 신호 스마트 포장 필름을 개발했다. 연구 결과는 2026년 11월 1일 국제학술지 Chemical Engineering Journal에 게재됐다.

이 필름은 고기가 부패할 때 발생하는 암모니아 등 휘발성 염기성 화합물을 감지한다. 육안으로 확인되는 색 변화와 자외선 조사 시 형광 발현, 두 가지 방식으로 신선도 변화를 알려준다.

논문의 제1저자인 규슈대 JSPS 연구원은 "색 변화와 형광을 결합해 부패 징후를 더 쉽게 알아볼 수 있게 하고 싶었다"며 "색은 단순한 시각적 지표를 제공하고, 자외선 아래 형광은 색 차이를 구별하기 어려운 상황에서 더 뚜렷한 신호를 준다"고 밝혔다.

연구진은 우유 단백질인 카세인을 필름의 기재로 삼고, 여기에 피리딘 변성 안토시아닌과 다공성 금속-유기 골격체인 ZIF-67을 결합해 필름을 제조했다. 고기는 초기에 약산성을 띠지만, 세균이 증식하면서 단백질을 분해하고 알칼리성 화합물을 방출해 pH가 올라간다. 육안으로 부패가 확인되기 전에 이미 pH 변화가 시작된다.

냉장 보관 실험에서 최적화된 필름은 일반 조명 아래서는 색 변화로, 365nm 자외선 조사 시에는 형광 발현으로 신선도를 나타냈다. 형광 반응은 보관 6일째부터 나타났다. 색 감지 방식은 일상적인 관찰에 편리하고, 고대비 형광 방식은 어둡거나 조명이 약한 환경에서 휴대용 자외선 램프로 빠르게 확인할 수 있다.

연구진은 ZIF-67 함량을 달리한 세 가지 필름 배합을 시험해 신선도 추적 성능과 냉장 양고기 보존 효과를 비교했다. 필름은 신선도 감지 외에도 항산화·항균 작용으로 부패를 지연시키는 효과도 확인됐다.

연구진은 필름 자체에 생분해 기능을 탑재해 스마트 식품 포장재의 지속가능성을 높였다고 밝혔다. 연구를 규슈대 교수는 "식품 포장이 수동적 보호에서 지능형 감지로 진화하고 있다"며 "이 필름이 스마트폰 기반, 인공지능 보조 신선도 모니터링을 지원할 수 있을 것"이라고 말했다.