3-4 방충 포장 기법
(1) 식품과 해충의 관계
식품 해충은 그 행동 양식으로부터 다음의 3가지의 그룹으로 분류하는 것이 가능하다.
1) 정주(定住)해충: 식품 그 자체에 생활하여 증식하는 해충류로, 저장곡물이나 그 가공품을 가해하는 바구미, 거저리, 화랑곡 나방 등의 저곡(貯穀)해충
2) 내방해충: 식품 중에서 생활하지 않고, 섭식하기 위해서 찾아오는 해충류로, 바퀴벌레류, 파리류, 개미류 등의 해충
3) 미입(迷入)해충: 식품과는 관계없이 야외, 옥내에 생식하는 불특정 다수의 해충류로 우발적으로 식품에 혼입되는 해충
정주해충은 식품을 섭식하여 주로 그 양적 손상을 초래하고, 내방해충이나 미입해충은 주로 식품에 혼입되는 이물로서 식품관련 기업의 제품회수나 이미지 저하 등의 경제적 손해를 주는 원인으로 되고 있다.
식품 해충 중에서도 저장곡물이나 건조식품에 피해를 주는 저곡해충이라고 불리는 그룹(정주해충)은 길이 5mm 이하의 소형 나방류나 거저리류가 중심이다. 이들 해충의 특징은 ①식품 그 자체를 생활 장소로 하여 증식한다. ②수분함유율 15% 이하의 음식물을 가해 가능하다. ③곡물이나 식품과 함께 세계 중으로 이동하여 분포한다. ④매우 높은 증식력을 가지고 있다. 본문에서는 저곡해충을 대상으로 기술하였고, 바퀴벌레류, 파리류, 개미류에 대해서는 다루지 않는다.
(2) 식품으로의 해충 혼입과 포장기술
식품에 대하여 이물 혼입의 약 30%는 해충류이고, 저장원료, 가공시설, 유통과장, 점포, 주택가옥의 어떤 장면에서도 혼입할 가능성이 있다. 특히 제품으로 유통하는 과정이후에 해충 혼입을 막는 가장 유효한 수단은 포장에 의한 침입 방지라고 생각될 수 있다. 이때 제품으로의 해충의 침입 방지에 있어서 중요한 점은 1)포장의 밀봉성, 2)포장재료의 해충류의 천공(穿孔) 능력에 대한 기계적 강도, 3)화학적 방충효과(살충, 기피작용)의 부가이다.
1) 포장의 밀봉성
포장식품에 존재하는 틈 사이나 통기구는 해충의 침입 경로로 된다고 하는 것이 알려져 있다. 일반적으로는 틈이나 구멍으로부터 유출된 식품의 냄새에 유충이나 성충이 유인된다. 특히 작은 부화 유충이나 소형 다음이 벌레(신장 약 1mm)나 넓적부리 벌레류(신장 2~3mm)의 성충은 수mm의 틈 사이나 구멍으로부터 침입이 가능하다. 예를 들어 화랑곡 나방의 부화 유충은 폴리프로필렌 필름(두께 20㎛)에 뚫려진 직경 0.293mm의 구멍에 침입 가능하다. 실제의 제품을 이용한 실험에서는 초콜릿 제품에 이용된 근입(近込, 접어서 끼워 넣는)식 오버랩 포장의 heat seal의 부적합에 의해 생긴 틈 사이의 양과 화랑곡 나방의 부화 유충의 침입수 간에는 정확한 상관관계가 보였다. 또한, 종이컵 용기의 잼 제품이나 컵라면 제품의 shrink 포장에 있어서 필요한 공기 구멍(직경 0.5mm)는, 화랑곡 나방의 종령유충(終齡, 알에서 부화한 1령이나 그 후 탈피한 2령 유충을 가리키는 말. 또 다음 탈피로 번데기가 되는 유충)이 갉아먹어 구멍을 넓혀 필름과 용기의 사이에 침입하는 경로가 된다. 이들의 침입 경로를 차단하기 위해서는 틈 사이가 없는 밀봉성이 우수한 필름 포장으로의 전환이나 shrink 포장으로는 공기 구멍의 배치의 개선이 제안되고 있다.
2) 포장재료로의 해충류의 천공 능력에 대한 기계적 강도
해충류는 섭식을 위해서 강한 식물을 잘라 갈고, 생식 장소를 위해서 굴을 파고, 산란을 위해서 구멍을 내는 등, 절단력이나 천공력이 우수한 입을 갖고 있다. 이 입을 이용하여 식품 포장을 갉아서 구멍을 낸다.
포장 자재로의 해충의 천공 능력을 조사한 예로 표3.20에 나타내었다. 이 시험에서는 각 필름으로 만든 소포장(5*7cm)에 밀가루 전립분 5g을 넣어 3방 heat seal한 것을 샬레(schale)에 5열 4층으로 20개를 정렬하여 50개체 또는 100개체의 해충을 방사하고, 1~2개월 폭로(暴露)하였다. 시험에 제공된 해충은 화랑곡 나방 유충, 가루좀벌레 성충, 바구미 성충, 거저리 성충이 4종류로 포장 자재로의 천공 능력이 강한 것으로 알려져 있는 저곡 해충이다.
표3.20 포장용 필름에 대한 저곡해충 4종의 천공능력
포장용 필름 | 두께 (㎛) | 화랑곡 나방 유충 | 가루좀벌레 성충 | 바구미 성충 | 거저리 성충 |
HDPE | 50 80 | O O | X X | X X | X X |
PVA | 30 | O | X | X | X |
PVC | 30 50 | O X | O X | X X | X X |
PVDC | 40 | O | O | O | X |
PC | 30 50 | O X | X X | X X | O X |
BOPP | 30 40 | O X | X X | X X | X X |
PET | 25 40 | O X | X X | X X | X X |
Ny | 25 | O | X | X | X |
O: 1개 이상의 천공 있음, X: 천공 전혀 없음
모든 해충에게도 천공되지 않는 포장 필름은 PVC 50㎛, PC 50㎛, BOPP 40㎛, PET 40㎛이었다. 표에서는 나타나지 않았는데, BOPP와 PET를 베이스로 한 라미네이트 필름은 해충의 천공에 대해서 강했다. 이 시험 중에서는 화랑곡 나방의 유충이 가장 천공 능력이 강했는데, 일반적으로 가루좀벌레의 천공성이 높은 편이라고 알려져 있다. 천공 능력의 강도에서는 식품의 유무나 종류, 해충의 기아상태, 해충의 밀도 조건, 온도나 습도 등의 환경, 포장의 주름이나 손상의 유무와는 관계가 없고, 포장의 기계적 강도가 직접 반영되는 경우도 있다. 톱가슴머리대장이나 곡물 딱정벌레 등의 갑충류나 나무껍질좀벌레 등의 차립(茶立)충류는 포장을 천공하는 것은 희박하다. 천공 능력을 중점으로 식품 해충을 크게 나눈 것을 표3.21에 나타내었다.
표3.21 포장에 대한 천공 능력으로 본 식품해충
천공능력 | 지표 | 대상 해충류 |
매우 강함 | 목재에 천공 가능 | 인삼벌레(유충, 성충), 가루좀벌레(유충, 성충), 거저리(유충, 성충), 암검은수시렁이(유충), 한점쌀명나방(유충) 등 |
강함 | 40㎛ PVDC애 천공 가능 | 화랑곡 나방(유충), 줄알락명나방(유충), 바구미(성충), 바퀴벌리(성충) 등 |
보통 | 25㎛ PVDC애 천공 가능 | 거저리(성충) 등 |
약함 | 25㎛ LDPE에 천공 가능 | 거저리(성충), 톱가슴머리대장(성충) 등 |
매우 약함 | 25㎛ LDPE에 천공 불가능 | 톱가슴머리대장(유충), 진드기류 등 |