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아이템 소개: ◎ 판매제품 및 보유기술 1.인쇄형 시간-온도 이력지시계(Printable Time-Temperature Indicator)인쇄형 TTI는 산화-환원 염료의 산화형과 환원형의 색깔이 다른 점을 원리로 하는 시간-온도 이력지시계로서 산소에 의하여 반응하는산화-환원 염료는 환원 상태로 유지된 염료가 주변 환경의 산소에 의해 산화되어 원래 가지고 있던 색이 아닌 다른 색으로 변화되는 메커니즘을 이용한다.인쇄형 TTI의 반응속도는 그림 1에서와 같이 Cover film의 종류 및 두께를 이용하여 조절되어 진다. 또한 TTI의 단가를 낮추기 위한 대량 생산 방법으로산화-환원 염료를 지지체에 전이하는 방법으로 인쇄 방식이 적용되었다. 현재까지 개발된 산화-환원 염료를 기반으로 한 지시계들은 가역적이며 포장에 사용되기 전에 색이 변화하는 치명적인 단점을 가지고 있다.이러한 문제를 해결하고자 최근 자외선 활성화(UV-activated) 기술이 연구되고 있으며 그 작동 메커니즘은 그림 3와 같다.반도체(semiconductor, SC)는 밴드 갭(band gap) 에너지(Ebg)보다 높은 에너지를 가진 빛을 흡수함으로써 활성화되어 정공(h+)과 전자(e-)를 생성한다(1 단계).생성된 정공은 주위의 전자공여체(sacrificial electron donor, SED)를 비가역적으로 산화시킴으로써 전자를 공급 받는다(2 단계).한편, 광 생성된 전자는 산화환원 지시약(dye, D)으로 전달되며(3 단계), 이렇게 환원된 산화-환원 염료(일반적으로 무색)는 산소가 존재시 산화된원래 형태로 돌아가면서 색을 다시 띠게 된다(4 단계). 반도체로는 TiO2, SnO2등을 사용할 수 있고, 전자공여체와 산화환원 지시약으로는주로 글리세롤(glycerol)과 메틸렌 블루(methylene blue)가 이용되고 있다. 그림 1.인쇄형 TTI 구성 요소 및 색 변화 원리 2.효소형 시간-온도 이력지시계(Enzymaitc-basdeTime-Temperature Indicator)ARCzyme TTI는 산화-환원효소 기반의 시간-온도 이력지시계이다. 대표적인 효소형 TTI인 CheckPoint은 지방의 가수분해에 의한 pH 저하에 따라지시약(pH indicator)의 색이 변하는 원리를 이용하고 있다. 그러나 가수분해가 진행될수록 pH의 저하에 의하여 효소반응이 저해되는 단점을 가지고 있다.또한 지방의 sn-1, 2, 3 위치의 지방산마다 반응속도가 다르기 때문에 효소반응속도를 해석하는데 어려움이 있다. 그림 1에서와 같이 ARCzyme TTI는 ARCzyme(Laccase)와 기질(ABTS)의 산화-환원반응을 적용한 새로운 형태의 효소형 TTI로써 pH 저하에 의한효소반응이 저해를 받지 않으며, 효소-기질 반응 및 TTI 보관 중 효소의 안정화를 위하여 PEGlation 기법을 적용하였다. 또한 기질 자체가 색을 발현할 수 있는 ARCzyme을 사용하였기 때문에 색을 나타내는 별도의 지시약이 필요하지 않다. 식품의 유통저장 중, 발생되는 품질 변화를 TTI를 이용하여정확하게 예측하기 위하여 식품의 활성화 에너지(Activation Energy; Ea-Food)와 TTI의 활성화 에너지(Activation Energy; Ea-TTI)가 일치하여야 한다.ARCzyme TTI는 기질 및 효소의 변화를 통하여 다양한 활성화 에너지를 창출할 수 있으며, 이를 이용하여 소고기, 돼지고기 및 닭고기 등의 저장 중품질변화 예측에 활용되었다. ARCzyme TTI는 효소와 기질이 압력에 의하여 손쉽게 파열되는 격막에 의하여 각각 분리된 공간에 존재하고 있으며 사용 전,격막을 파열시켜 효소-기질반응이 유도되면 무색에서 녹색으로 점진적 색 변화를 나타낸다. 그림 1. ARCzyme TTI 시작품 및 색 변화; 자세히보기

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