• 한국유가공학회:학술대회논문집
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• 한국유가공기술과학회 2002년도 제54회 춘계심포지움 - 우유와 국민건강
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• pp.59-60
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• 2002

Edible films such as wax coatings, sugar and chocolate covers, and sausage casings, have been used in food applications for years$^{(1)}$ However, interest in edible films and biodegradable polymers has been renewed due to concerns about the environment, a need to reduce the quantity of disposable packaging, and demand by the consumer for higher quality food products. Edible films can function as secondary packaging materials to enhance food quality and reduce the amount of traditional packaging needed. For example, edible films can serve to enhance food quality by acting as moisture and gas barriers, thus, providing protection to a food product after the primary packaging is opened. Edible films are not meant to replace synthetic packaging materials; instead, they provide the potential as food packagings where traditional synthetic or biodegradable plastics cannot function. For instance, edible films can be used as convenient soluble pouches containing single-servings for products such as instant noodles and soup/seasoning combination. In the food industry, they can be used as ingredient delivery systems for delivering pre-measured ingredients during processing. Edible films also can provide the food processors with a variety of new opportunities for product development and processing. Depends on materials of edible films, they also can be sources of nutritional supplements. Especially, whey proteins have excellent amino acid balance while some edible films resources lack adequate amount of certain amino acids, for example, soy protein is low in methionine and wheat flour is low in lysine$^{(2)}$. Whey proteins have a surplus of the essential amino acid lysine, threonine, methionine and isoleucine. Thus, the idea of using whey protein-based films to individually pack cereal products, which often deficient in these amino acids, become very attractive$^{(3)}$. Whey is a by-product of cheese manufacturing and much of annual production is not utilized$^{(4)}$. Development of edible films from whey protein is one of the ways to recover whey from dairy industry waste. Whey proteins as raw materials of film production can be obtained at inexpensive cost. I hypothesize that it is possible to make whey protein-based edible films with improved moisture barrier properties without significantly altering other properties by producing whey protein/lipid emulsion films and these films will be suitable far food applications. The fellowing are the specific otjectives of this research: 1. Develop whey protein/lipid emulsion edible films and determine their microstructures, barrier (moisture and oxygen) and mechanical (tensile strength and elongation) properties. 2. Study the nature of interactions involved in the formation and stability of the films. 3. Investigate thermal properties, heat sealability, and sealing properties of the films. 4. Demonstrate suitability of their application in foods as packaging materials. Methodologies were developed to produce edible films from whey protein isolate (WPI) and concentrate (WPC), and film-forming procedure was optimized. Lipids, butter fat (BF) and candelilla wax (CW), were added into film-forming solutions to produce whey protein/lipid emulsion edible films. Significant reduction in water vapor and oxygen permeabilities of the films could be achieved upon addition of BF and CW. Mechanical properties were also influenced by the lipid type. Microstructures of the films accounted for the differences in their barrier and mechanical properties. Studies with bond-dissociating agents indicated that disulfide and hydrogen bonds, cooperatively, were the primary forces involved in the formation and stability of whey protein/lipid emulsion films. Contribution of hydrophobic interactions was secondary. Thermal properties of the films were studied using differential scanning calorimetry, and the results were used to optimize heat-sealing conditions for the films. Electron spectroscopy for chemical analysis (ESCA) was used to study the nature of the interfacial interaction of sealed films. All films were heat sealable and showed good seal strengths while the plasticizer type influenced optimum heat-sealing temperatures of the films, 130$^{\circ}$C for sorbitol-plasticized WPI films and 110$^{\circ}$C for glycerol-plasticized WPI films. ESCA spectra showed that the main interactions responsible for the heat-sealed joint of whey protein-based edible films were hydrogen bonds and covalent bonds involving C-0-H and N-C components. Finally, solubility in water, moisture contents, moisture sorption isotherms and sensory attributes (using a trained sensory panel) of the films were determined. Solubility was influenced primarily by the plasticizer in the films, and the higher the plasticizer content, the greater was the solubility of the films in water. Moisture contents of the films showed a strong relationship with moisture sorption isotherm properties of the films. Lower moisture content of the films resulted in lower equilibrium moisture contents at all aw levels. Sensory evaluation of the films revealed that no distinctive odor existed in WPI films. All films tested showed slight sweetness and adhesiveness. Films with lipids were scored as being opaque while films without lipids were scored to be clear. Whey protein/lipid emulsion edible films may be suitable for packaging of powder mix and should be suitable for packaging of non-hygroscopic foods$^{(5,6,7,8,)}$.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제52권4호
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• pp.530-537
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• 2014

수분은 제품의 물리적 변화, 미생물 성장, 화학적 반응을 일으켜 품질을 저하시키는 주요 요인이 된다. 본 연구는 기능성 포장 필름으로 응용하기 위하여 수분을 흡착력이 우수한 폴리아크릴산 나트륨 염(polyacrylic acid partial sodium salt, PAPSS)을 선상저밀도폴리에틸렌(LLDPE) 고분자 수지에 함침된 수분 흡착 기능을 가진 복합 필름을 제조하였다. 제조한 수분 흡착 복합 필름은 PAPSS 물질 입자가 LLDPE 고분자 매트릭스에 잘 분포되어 있음을 확인하였다. 또한 PAPSS 첨가량이 증가됨에 따라 필름의 투명도가 저하되었다. 고분자에 첨가되는 PAPSS 물질의 증가는 복합 필름의 인장강도와 신장률 값이 감소됨을 확인할 수 있었으나 각각 0.5, 1, 그리고 2% PAPSS 필름들 간에는 큰 유의적 차이를 보이지 않았다. 반면 4% PAPSS 함침 필름은 다른 농도로 PAPSS 물질이 함침된 필름과 비교하여 인장강도 및 신장률 값의 급격한 감소를 나타냈다. PAPSS 함량의 증가는 필름의 산소 및 수분 투과도 값이 감소됨이 관찰되어 고분자에 PAPSS 첨가는 필름의 가스 차단의 개선을 나타냈다. PAPSS 함침 필름들은 상대적으로 높은 습도 환경 조건에서 우수한 수분 흡착율을 나타내는 것을 확인하였으며, 특히 4% PAPSS 함침 필름이 다른 PAPSS 농도 함침 필름들에 비하여 높은 수분 흡착율을 보였다. $25^{\circ}C$ 조건에서 필름 샘플의 수분 흡착 등온 곡선에 가장 적합하게 묘사되는 최적의 모델 방정식은 GAB 모델로 나타냈다. PAPSS 첨가는 고분자 필름의 결정화 및 녹는 온도 변화에 영향을 보였으나, 열중량 변화에는 큰 차이가 없이 안정된 열적 특성을 나타냈다.

• 한국포장학회지
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• 제12권2호
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• pp.117-123
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• 2006

유용한 생분해성 필름의 대량생산 시스템에 관한 기초 연구로 키토산과 젤라틴을 이용하여 solution casting 방법으로 비율에 따라 혼합레진을 제조한 후 이를 열 압축기(heat press)로 혼합필름을 제조하였다. 또한, 키토산/젤라틴 혼합필름의 인장강도, 신장률, 색도, 수분 및 산소투과도와 같은 물리적인 특성에 있어 혼합비율이 미치는 효과에 대하여 조사하였다. 혼합비율로 제조된 키토산/젤라틴 혼합필름의 인장강도는 43.43 MPa에서 38.30 MPa로 점차적으로 감소하는 경향을 나타내었고, 신장률은 9.02%에서 15.09%로 인장강도 결과와는 다르게 증가되는 경향을 보였다. 필름의 외관을 결정하는 중요한 특성인 색도측정 결과, L값의 경우 키토산 함량이 증가할수록 혼합필름의 L값은 감소되었고, b값은 L값에 반비례로 증가되었다. 또한, 키토산의 함량이 증가함에 따라 제조된 혼합필름의 ${\Delta}E$ 및 YI 값들은 키토산 함량 15%를 제외하고는 보다 높은 값들로 측정되었다. 수분투과도는 $0.9673mL{\cdot}mm/m^2{\cdot}s{\cdot}Pa$에서 $0.8420mL{\cdot}mm/m^2{\cdot}s{\cdot}Pa$로 측정되었고, 산소투과도는 혼합비율에 따라 $1.5472{\times}10^{-7}mL{\cdot}mm/m^2{\cdot}s{\cdot}Pa$에서 $1.5424{\times}10^{-7}mL{\cdot}mm/m^2{\cdot}s{\cdot}Pa$로 측정되었다. Duncan의 다중비교 분석결과로 키토산의 농도가 증가함에 따라 혼합필름의 수분 및 산소투과도는 유의적인(P < 0.05) 차이를 나타내지 않았다.

• 한국유기농업학회지
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• 제23권1호
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• pp.91-101
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• 2015

'추황배' 배 과수원에 봉지종류와 수확시기를 달리하였을 때 수상의 과피흑변과 발생과 수확 후 과실품질에 어떠한 영향을 미치는 지를 규명하기 위하여 수행되었다. 본 시험은 두 가지로, 첫 번째는 네 종류의 봉지(신문지외지/황색내지, 회색외지/황색내지, 신문지외지/흑색내지, 신문지외지/적색내지) 시험이었고, 두 번째 시험은 만개 후 160일, 170일, 180일, 190일, 200일에 수확하였을 때 과피흑변과와 과실품질을 조사하였다. 신문지외지/황색내지의 봉지가 투광도와 투기도 및 수분투과도인 물리성이 향상되었고, 신문지외지/적색내지가 봉지물리성이 낮은 경향을 보였다. 신문지외지/황색내지는 수상에서의 과피흑변과 발생이 나타나지 않았고, 신문지외지/적색내지를 괘대처리 한 과실에서는 약 12.7%의 과피흑변과가 관찰되었다. 과피흑변은 주로 과실의 중앙부와 과정부에서 집중적으로 발생되었다. 신문지외지/적색내지를 이용한 유대재배는 평균과중, 경도, 산도, 그리고 착색이 향상되는 경향을 보였다. 수확시기가 늦어질수록(만개 후 190일과 200일에 수확) 과피흑변, 평균과중, 당도가 증가되었고 반대로 과실경도와 산도는 감소되었다.

• Journal of Biosystems Engineering
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• 제43권3호
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• pp.237-246
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• 2018

Purpose: This study (a) investigated the effect of microwave power intensity and sample thickness on microwave drying characteristics of radish strips, and (b) determined the best-fit drying model for describing experimental drying data, effective moisture diffusivity ($D_{eff}$), and activation energy ($E_a$) for all drying conditions. Methods: A domestic microwave oven was modified for microwave drying and equipped with a small fan installed on the left upper side for removing water vapor during the drying process. Radishes were cut into two fixed-size strip shapes (6 and 9 mm in thickness). For drying experiments, the applied microwave power intensities ranged from 180 to 630 W at intervals of 90 W. Six drying models were evaluated to delineate the experimental drying curves of both radish strip samples. The effective moisture diffusivity ($D_{eff}$) was determined from Fick's diffusion method, and the Arrhenius equation was applied to calculate the activation energy ($E_a$). Results: The drying time was profoundly decreased as the microwave power intensity was increased regardless of the thickness of the radish strips; however, the drying rate of thicker strips was faster than that of the thinner strips up to a certain moisture content of the strip samples. The majority of the applied drying models were suitable to describe the drying characteristics of the radish strips for all drying conditions. Among the drying models, based on the model indices, the best model was the Page model. The range of estimated $D_{eff}$ for both strip samples was from $2.907{\times}10^{-9}$ to $1.215{\times}10^{-8}m^2/s$. $E_a$ for the 6- and 9-mm strips was 3.537 and 3.179 W/g, respectively. Conclusions: The microwave drying characteristics varied depending on the microwave power intensity and the thickness of the strips. In order to produce high-quality dried radish strips, the microwave power intensity should be lower than 180 W.

• Applied Biological Chemistry
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• 제21권3호
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• pp.144-149
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• 1978

양조(釀造)간장을 분무건조(噴霧乾燥)에 의하여 분말화(粉末化)하고 포장(包裝)하지 않은 분말(粉末)간장과 포장제품(包裝製品)의 수분흡착특성(水分吸着特性)을 $30^{\circ}C$에서 포화(飽和) 염용액(鹽溶液)을 사용(使用)하여 각상대습도(各相對濕度)에 따라 시험(試驗)하였으며 얻어진 결과(結果)를 요약(要約)하면 다음과 같다. 18.3%의 수분(水分)을 함유(含有)한 분말(粉末)간장의 평형수분함량(平衡水分含量)은 52%였으며, 포장(包裝)된 분말(粉末)간장 제품(製品)의 평형수분함량(平衡水分含量)은 낮은 상대습도(相對濕度)에서 감소(減少)되는 반면(反面)에 높은 상대습도(相對濕度)에서 급격(急激)히 증가(增加) 하였다. 분말(粉末)간장의 흡습속도정수(吸濕速度定數) K는 $311.4{\times}10^{-5}/hr$인 반면(反面)에 필름으로 포장(包裝)한 제품(製品)의 K'는 투습도(透濕度)가 높을수록 높았다. 포장제품(包裝製品)의 안전저장기간(安全貯藏期間)을 $38^{\circ}C$. 92% R. H.의 극한조건(極限條件)에서 Brown식(式)에 의(依)해 산출(算出)한 결과(結果), 필름의 투습도(透濕度)가 낮은 Al. foil/P.E.가 164일(日)로서 가장 길었고 P.V.C. 포장(包裝)은 18일(日)로서 가장 짧았다.

• 청정기술
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• 제16권2호
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• pp.132-139
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• 2010

서로 다른 몰비의 Cu-Mn 혼합산화물을 공침법으로 제조하여 $30^{\circ}C$에서 CO 산화반응을 수행하였다. 제조된 촉매는 CO 산화반응에서 반응 활성과 연관시키기 위하여 XRD, $N_2$ 흡착 및 탈착, XPS, $H_2-TPR$ 등의 특성분석을 수행하였다. 제조된 촉매의 질소흡착 등온곡선은 4형태로 7-20 nm크기의 세공이 존재하며, Mn의 함량이 증가함에 따라 BET 표면적은 17에서 $205m^2{\cdot}g^{-1}$ 으로 증가하였다. XPS 분석으로 Cu-Mn 혼합산화물 상의 Cu는 주성분이 2+의 산화상태임을 확인하였고, Mn은 +3과 +4의 산화 상태를 나타냈다. Cu-Mn 촉매의 함량 및 비율에 따른 최적 활성을 실험 조사한 결과, $30^{\circ}C$의 반응온도에서 Cu/(Cu+Mn)의 몰비가 0.5일 때 가장 좋은 활성을 나타냈으며, 이를 기준으로 화산형 형태의 반응 곡선을 나타냈다. 수분 존재하의 CO 산화반응은 활성점에 수분과 CO의 경쟁흡착으로 촉매의 활성을 감소시켰으며 최종적으로는 활성금속 성분과 하이드록실 그룹을 형성하였기 때문이다.

• 한국환경농학회지
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• 제22권3호
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• pp.185-191
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• 2003

본 연구는 "광안콩"의 20일 묘를 공시하여 $0{\sim}90\;mM$의 염분조건에서 콩의 생리학적 피해정도를 산정하고 내염성 품종선발과 육종계획에 요구되는 기초자료로 활용하고자 수행되었다. 엽록소의 함량은 정상적인 관수를 실시한 대조구에 비해 염분 처리에서 $15{\sim}60%$ 감소하였고 농도증가에 따라 감소정도가 크게 나타났다. 염분 처리에 따른 광합성과 호흡량은 각각 $28{\sim}48%$와 $16{\sim}34%$ 감소하였고 $O_2$ 생산 비율보다 $O_2$ 소모 비율이 높게 나타났다. 수분 potential은 정상 잎(-1.5 MPa)에 비해 염분처리에서는 농도별로 -2.13에서 -2.69 MPa로 직선적으로 감소하였다. 개화기 염처리에서 대조구 $13.3\;{\mu}g$의 약 $17{\sim}22%$로 감소한 $11.8{\sim}10.4\;{\mu}g$이었으며 증산저항은 $1.08{\sim}1.70\;S/m$로 증가하는 경향이었다. 콩 잎의 수분증산 저항에 미치는 염분의 영향은 잎 내부의 기층저항이 가장 심한 차이를 보였고 무처리에서 45.9 S/m인 반면 염분처리에서는 $53.5{\sim}56.6\;S/m$로 농도증가에 따라 증가하였으며 기공저항과 잎 경계면의 저항은 큰 차이를 보이지 않았다. 대부분의 무기물 함량은 뿌리보다 앞에서 축적량이 더 많게 나타났으나 $Na^+$만이 뿌리에 더 많이 축적되었고 N, P, $K^+$, $Ca^{2+}$ 및 $Mg^{2+}$는 무처리에 비해 오히려 그 축적량이 감소하였다. 염분처리에 따른 콩 잎의 유리 proline은 무처리($10.5\;{\mu}g$) 대비 $1.8{\sim}4.2$배 ($184{\sim}434\;{\mu}g$)로 염 농도가 증가함에 따라 축적량이 증가하는 경향이었다. Nitrate reductase의 활성은 염 농도가 증가함에 따라 증가하였으나 농도가 90 mM 염분 처리에서의 증가폭은 다소 둔화되는 경향이었다. 한편 peroxidase 활성 역시 염분농도가 증가함에 다라 증가하는 것으로 나타났다.

• 한국포장학회지
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• 제5권1호
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• pp.47-55
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• 1999

탄수화물에서 유래되는 chitin은 cellulose와 유사한 $poly-{\beta}(1,4)-N-acetyl-D-glucosamine$의 섬유상의 중합체로서 물과 유기용매 녹지 않으나 acetyl amino group 을 탈아세틸화 시키면 키토 산으로 되어 묽은 산 용액에 용해되어 점성이 있는 용액이 되므로 화학, 의학 및 식품 산업분야 등에 다양한 용도로 이용되고 있다. 본 실험에서는 게 가공 폐기물로부터 부가가치가 높은 chitin 및 키토산 을 제조하였으며 침지조건을 달리하여 제조한 키토산의 특성을 조사하였다. 원료인 게껍질의 일반 성분은 수분 8.24%, 지방 3.65%, 단백질 28.73%, 회분 35.5%, chitin 23.55%로 나타났다. chitin의 제조는 5% HCl과 5% NaOH를 침지 온도와 시간을 달리하여 탈회분, 탈단백질하여 제조하였다. 탈회분은 온도에 따라 큰 변화는 없었으며, $30^{\circ}C$에서 30분 반응하였을 때 회분함량이 3.22%, 60분 후 1,07%로 감소했다. $50^{\circ}C$ 및 $70^{\circ}C$에서는 30분 처리하였을 때 1.46%, 1.19%를 나타낸 후 시간이 증가하여도 감소량이 뚜렸하지 않았다. 탈단백질은 위와 동일한 조건으로 침지하였으며 시간이 경과함에 따라 감소하였고 $70^{\circ}C$에서 90분 반응하였을 때 chitin의 질소 함량 6.92%에 근접하였다. 키토선 제조는 chitin을 50% Noah에 침지 시간을 달리하여 탈아세틸화하였다. 탈아세틸화도는 2시간 침지 후 82.84%를 나타내었으며 시간이 경과할수록 증가하였다. 한편 침지 후 여액의 NaOH를 다시 사용하였을 때 키토산의 점도 및 분자량은 시간의 경과에 따라 감소하였다. 즉 점도는 2시간 경과함에 따라 95 cps, 4시간 70 cps, 6시간 65cps, 8시간 60cps로 감소하였으며, 분자량은 110,286, 99,000, 96,666, 94,300으로 감소하였다. 횟수에 따른 점도 및 분자량은 시간의 경과에 따라 증가하였다. 반복 사용된 반응용액에서 제조된 키토산은 기계적인 물성변화는 거의 없었고, 각 solvent에서 반응시간 경과에 따라 약간 증가함이 있었고 acetic acid에 용해하여 제조한 chitosan film의 TS가 lactic acid chitosan film보다 우수함을 알 수 있었다. 수증기투과도의 경우 lactic acid에 용해하여 제조한 chitosan film이 acetic acid에 용해하여 제조한 chitosan film보다 큰 수증기 투과도를 보였다.

• 한국수산과학회지
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• 제35권4호
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• pp.417-423
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• 2002

명태 단백질을 이용하여 제조한 가식성 필름의 물성을 개선하기 위하여 필름 제조시 가소제 및 가교제 첨가, 그리고 이중필름에 의한 인장강도, 신장률 및 수분 투과도 등의 영향을 검토하였다. 가소제 첨가에 따른 가식성 필름의 인장강도는 PG, sorbitol, PEG 200 및 glycerol의 순으로 높았고, 신장률은 glycerol, sorbitol, PEG 200 및 PG의 순으로 높았으며, 수분투과도는 PG, sorbitol, glycerol 및 PEG 200의 순으로 낮았다. 또한 가소제의 농도가 증가함에 따라 필름의 인장강도는 감소하고 신장률은 증가하는 경향을 나타내었다. PG와 PEG 200은 신장률에 큰 영향을 미치지 못하여 명태단백질 필름의 가소제로 적절하지 못하였으며, 인장강도와 신장률이 서로 상반되는 glycerol과 sorbitol을 조합함으로써 필름의 물성을 조절할 수 있었다. 한편, 필름은 상대습도가 높을수록 인장강도는 감소하고 신장률과 평형수분함량은 증가하는 경향을 나타내었다. Ascorbic acid, citric acid 및 succinic acid 등의 가교제를 첨가하여 제조한 필름이 가교제 비첨가 필름에 비하여 인장강도와 수분투과도는 증가하고 신장률은 감소하는 경향을 나타내었으며, ascorbic acid는 $0.2%$, citric acid는 $0.1\%$, succinic acid 는 $0.1\%$ 첨가하는 것이 바람직하였다. 명태 단백질과 옥수수 단백질로 제조한 이중필름은 명태 단백질 단독으로 제조한 필름에 비하여 인장강도를 2배 이상 향상시켰고, 수분투과도를 약 $20\~30\%$ 감소시켰다. 한편, 산소투과도는 두 필름간에 차이는 없었으나, polyethylene film에 비하여는 10배 정도 산소차단효과가 우수하였다. 색도를 보면 명태와 옥수수 단백질을 이용하여 제조한 이중필름이 명태 단백질 단독으로 제조한 필름에 비하여 L값과 a값은 낮고 b값과 $\Delta$E값은 높았다