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문제 정의
- 본 연구에서는 선행 연구 결과를 토대로 상온 저장중 가스흡착제의 투입이 청매실의 호흡특성과 품질변화에 어떻게 영향을 미치는지를 조사하여 보다 효과적인 상온 유통 방법을 제시하고자 하였다.
제안 방법
- 가스흡착제 첨가에 따른 저장시험은 두께가 30|im인 저밀도 폴리에틸렌(LDPE, 한양화학) 필름봉투(20×30cm)에 청매실 500 ± 2g 씩을 각각 넣고 여기에 CO2 흡착제로서 Ca(OH)2 10 g 팩, C2H4 흡착제로서 KMnO4 30 g 팩, CO2와 C2H4의 혼합 흡착제로서 Ca(OH)2 10g + KMnO4 30 g 팩을 첨가한 3가지 포장구를 가열접착 밀봉하여 25℃에서 10일간 저장하면서 각각의 품질을 평가하였다. 본 실험에 사용된 LDPE 필름의 물리적 특성(실측 두께, 수분투과도, 기체투과율 등)은 선행 연구(4)에 보고된 바와 같다.
- 즉, 뚜껑에 실리콘 격막이 장착된 유리용기(1.9 L) 내에전체 체적의 1/2정도 분량인 450 ± 2 g의 청매실을 넣고 밀봉한 후 25℃에서 8시간 동안 보관하면서 경시적으로 용기내의 기체조성을 GC(Shimadzu GC-14A, Japan)로 분석하여청매실의 호흡량과 호흡률을 계산하였다. 이때 밀폐용기 내부의 산소와 이산화탄소 농도 측정을 위한 GC 분석조건은detector: TCD, detector temp.
- : 60℃, carrier gas: He(60 mL/min)로 하였다. Gas-tight syringe(Hamilton #1001.USA)를 이용하여 밀폐용기에서 채취한 기체를 200μL씩 GC injector에 주입한 다음 이로부터 얻은 크로마토그램으로 기체 조성을 분석하였다. 이러한 청매실의 호흡량 결과를 바탕으로 각 측정 시간간격에 대한 기체농도 변화를 선형 회귀분석하여 O2 소비와 CO2 생성에 대한 평균 호흡률을 계산하였다.
- USA)를 이용하여 밀폐용기에서 채취한 기체를 200μL씩 GC injector에 주입한 다음 이로부터 얻은 크로마토그램으로 기체 조성을 분석하였다. 이러한 청매실의 호흡량 결과를 바탕으로 각 측정 시간간격에 대한 기체농도 변화를 선형 회귀분석하여 O2 소비와 CO2 생성에 대한 평균 호흡률을 계산하였다. 또한 호흡패턴을 알아보기 위해 측정된 02 소비율에 대한 CO2 생성율의 비를 구하여 호흡계수(RQ)로 나타내었다.
- 포장 내부의 산소와 이산화탄소 농도 측정을 위해 상기 호흡 특성에서와 동일한 GC 시스템을 사용하였다. 또한 에틸렌 농도 측정을 위해서는 FID 검지기가 장착된 GC(Hewlett Packard, HP-5890, USA)를 사용하였으며, 이때 분석조건은 column: Sus-column(l/8 inch, 5 ft) packed with Carboseive G(60/80 mesh), detector temp.
- : 220℃, carrier gas: He(50 mL/min) 로하였다. Gas-tight syringe(Hamilton #1001, USA)를 이용하여각 포장시료에서 채취한 기체를 200 μL 씩 GC injector에 주입한 다음 이로부터 얻은 크로마토그램으로 개별 기체농도를 분석하였다.
- 과실의 생리장해 발생상태를 나타내는 장해율은 육안으로 외관상태의 장해(변질), 과실내부 표면의 갈변 및 연화상태를 조사하여 전체 과실수에 대한 장해발생 과실수의 백분율(%)로 나타내었다(11). 화학적 품질지표로서 pH는 매실 과육을 세절한 후 마쇄, 여과하여 얻은 여과액을 pH meter(Orion 520A, Japan)로측정하였고, 적정 산도는 pH 측정용 시료를 이용하여 여과액 10mL의 pH 값이 8.2로 되는데 소요되는 0.1 N NaOH 용액의 소비량을 구한 후 citric acid로 환산하여 총산 함량 (%, w/v)으로 나타내었다. 가용성 고형분은 매실 과즙 여과액을 굴절 당도계 (Atago pr-100, Japan)를 이용하여 즉정하였다.
대상 데이터
- 전남 해남군 산이면에 위치한 보해 매원에서 개화 후 71 일에 채취한 '남고, 품종의 녹숙(mature-green) 상태의 청매실을 사용하였다. 청매실의 1개당 평균무게는 14.
- 색도는 매실의 과피표면을 색차계 (Minolta CR-200, Japan)를 이용하여 측정하였으며, L(lightness), a(redness/greenness), b(yellowness/blue-ness) 값으로 나타내었다. 기기 보정에 사용한 표준 색판은 L: 92.68, a: -0.81, b: 0.86의 값을 가진 백색판을 사용하였다. 클로로필 함량은 매실 과육 10 g을 순수 에탄올 40 mL 와 함께 homogenizer로 15, 000 rpm에서 5분간 균질화시킨 후 3,000 rpm에서 15분간 원심분리하여 얻은 상징액을 시료로 665nm에서 흡광도를 측정하였다(13).
데이터처리
- 9330, Model 5 kg, 日本 木屋製作所)로 직경 12 mm의 円錐形 針頭를 사용하였다(12). 측정방법은 시료구별로 각각 50개체를 측정하여 평균값과 표준편차를 구하였다. 색도는 매실의 과피표면을 색차계 (Minolta CR-200, Japan)를 이용하여 측정하였으며, L(lightness), a(redness/greenness), b(yellowness/blue-ness) 값으로 나타내었다.
이론/모형
- 청매실의 호흡특성은 밀폐시스템 방법(11)에 따라 측정하였다. 즉, 뚜껑에 실리콘 격막이 장착된 유리용기(1.
- 가용성 고형분은 매실 과즙 여과액을 굴절 당도계 (Atago pr-100, Japan)를 이용하여 즉정하였다. 과육 경도는 universal A형의 과실 경도계(Cat. No. 9330, Model 5 kg, 日本 木屋製作所)로 직경 12 mm의 円錐形 針頭를 사용하였다(12). 측정방법은 시료구별로 각각 50개체를 측정하여 평균값과 표준편차를 구하였다.
성능/효과
- 6%로 급격히 증가하였다. 또한 에틸렌 흡착제 첨가구와 무첨가구는 저장 2일째에 C0 농도가 7.4- 8.6%로 급격히 증가한 후 에틸렌 흡착제 첨가구는 저장 10 일까지 7.0-7.9%로 일정한 평형상태를 유지한 반면, 무첨가구는 저장 8일 이후 계속적으로 증가하여 저장 10일에는 16.4%로 증가하였다.
- 이에 반해 탄산가스 흡착제를 넣은 처리구는 포장 내에 과도한 저산소 조건이 형성되어 아세트알데히드와 에틸 알코올이 축적되었고 생리장해에 의한내부 갈변이 발생되었다(5,6). 이상과 같이 포장내부에 탄산가스 흡착제를 넣은 경우 에틸렌 흡착제를 넣은 것에 비해 이상대사나 생리장해의 발생이 일어나기 쉽고 저장상에 오히려 역효과를 발생하였는데, 이는 적절한 고농도의 탄산가스가 생리활성의 억제에 효과적으로 작용하고 있음을 시사하는 것이다.
- 9 mL/kg·h로 증가하였다. 탄산가스흡착제 첨가구와 혼합 첨가구는 저장 2일에 각각 36.9, 17.1 mL/kg·h로 급격히 감소한 후 저장 8일까지 생성속도가 유사한 경향으로 완만하다가 저장 10일에 급격히 증가하는 경향을 보였다. 이것은 두 첨가구 모두 밀봉포장 저장시 탄산가스 흡착제의 작용으로 거의 무탄산가스 상태에 있다가 갑자기 일반 대기로 옮겨져 호흡률을 측정하는 동안 밀폐 용기 내에 누적된 탄산가스에 의해 역으로 영향을 받아 탄산가스 생성이 억제된 것으로 이해되며, 저장 10일에 C02 생성율의 급격한 증가는 이러한 탄산가스 흡착제의 기능 소진으로 그 효과가 없어졌기 때문이라고 판단된다.
- 이것은 두 첨가구 모두 밀봉포장 저장시 탄산가스 흡착제의 작용으로 거의 무탄산가스 상태에 있다가 갑자기 일반 대기로 옮겨져 호흡률을 측정하는 동안 밀폐 용기 내에 누적된 탄산가스에 의해 역으로 영향을 받아 탄산가스 생성이 억제된 것으로 이해되며, 저장 10일에 C02 생성율의 급격한 증가는 이러한 탄산가스 흡착제의 기능 소진으로 그 효과가 없어졌기 때문이라고 판단된다. 또한 에틸렌흡착제 첨가구는 저장 2일에 CO2 생성속도가 49.4mL/kg·h 로 감소한 후 저장 10일까지 일정한 평형을 유지하여 가장 안정적인 호흡특성을 보였다.
- 한편 O2 소비율은 비교구 모두 저장초기 에 88.5 mL/kg·h 의 소비율을 보이다가 저장 2일에 37.4-52.1 mL/kg·h으로 급격히 감소하는 경향을 보였으며, 무처리구는 CO2 생성율과마찬가지로 저장 4일까지 다소 감소하다가 저장 6일부터 10 일까지 다시 증가하는 현상을 보였다. 또한 탄산가스 흡착제첨가구는 무첨가구와 유사한 경향을 보였으며 혼합 첨가구도 이와 유사한 경향을 나타냈는데, 저장 2일에서 6일까지 O2 소비속도가 37.
- 6 mL/kg·h로 일정한 평형을 유지하였다. 이상의 결과로 볼 때 에틸렌 흡착제첨가구는 저장 10일까지 호흡량과 호흡패턴이 일정하여 호흡으로 인한 생리적 장해를 제거할 수 있어 청매실의 선도유지에 효과가 클 것으로 판단된다.
- 저장 10일에 RQ값이 급격히 증가한 것은 아마도 왜곡된호흡패턴을 유발했던 탄산가스 흡착제의 효과가 상실되면서포장내에 혐기적 호흡이 시작되었기 때문으로 판단된다. 에틸렌 흡착제 첨가구는 저장 10일 동안 RQ값이 0.83-1.31 로가장 안정적인 값을 보여 CO2 생성속도와 O2 소비속도가 일정하게 유지되는 정상적 호흡대사가 진행되었음을 알 수 있다.
- 즉, 중량 감소율은 처리구 모두 밀봉포장 상태를 유지하였기 때문에 저장초기에 비해 10일 경과 후 0.94-0.99%의 매우 작은 감소율만을 보여 저장중 중량은 거의 변화하지 않았다.
- 한편 장해율에 대한 결과를 살펴보면 에틸렌 흡착제 처리구에서 저장 8일까지 생리장해 발생이 나타나지 않아 처리구 중 가장 양호하였으며, 탄산가스와 에틸렌 흡착제 혼합처리구는 저장 10일에 11%의 장해율을 보여 가스흡착제를 넣지 않은 무첨가구의 21%와 탄산가스 흡착제 처리구의 17% 보다 생리장해 발생정도가 더 낮았다. 결과적으로 에틸렌 흡착제 첨가는 밀봉포장 청매실의 장해율 억제측면에 있어서도 큰 효과가 있음을 알 수 있었다.
- 생리장해 발생정도가 더 낮았다. 결과적으로 에틸렌 흡착제 첨가는 밀봉포장 청매실의 장해율 억제측면에 있어서도 큰 효과가 있음을 알 수 있었다.
- 같다. 적정 산도와 가용성 고형분은 처리구 모두 저장중 감소하는 경향을 보인 반면 pH는 증가하였다. 적정 산도는 에틸렌 흡착제 첨가구가 저장 10일 경과 후 4.
- 적정 산도와 가용성 고형분은 처리구 모두 저장중 감소하는 경향을 보인 반면 pH는 증가하였다. 적정 산도는 에틸렌 흡착제 첨가구가 저장 10일 경과 후 4.44%로서 저장초기와 비교하여 변화 정도가 적어 비교구중 가장 양호하였으며 탄산가스 흡착제 첨가구는 가스흡착제를 넣지 않은 무첨가구의 3.90%보다 더욱 감소하였다. 이러한 산도 감소는호흡기질로서의 유기산 소모와도 밀접한 관련이 있을 것으로 판단된다.
- 이러한 산도 감소는호흡기질로서의 유기산 소모와도 밀접한 관련이 있을 것으로 판단된다. 저장중 pH 변화를 살펴본 결과 에틸렌 흡착제첨가구가 저장 10일 경과 후 2.79로 가장 낮았으며 탄산가스 흡착제 첨가구는 2.88로 미미하나마 다른 두 첨가구보다높게 나타났다. 가용성 고형분도 에틸렌 흡착제 첨가구가 저장 10일 후 5.
- 88로 미미하나마 다른 두 첨가구보다높게 나타났다. 가용성 고형분도 에틸렌 흡착제 첨가구가 저장 10일 후 5.92로 가스흡착제를 넣지 않은 무첨가구와 혼합 첨가구의 5.71, 5.74에 비해 높았고, 탄산가스 흡착제 첨가구는 저장중 가용성 고형분이 가장 낮게 유지되었다. 결과적으로 청매실의 저장중 적정 산도, pH, 가용성 고형분의 유지에 있어서도 탄산가스 흡착제 첨가구가 가장 불리한 것으로 나타나 청매실의 선도유지에 유익한 효과를 얻을 수 없었다.
- 74에 비해 높았고, 탄산가스 흡착제 첨가구는 저장중 가용성 고형분이 가장 낮게 유지되었다. 결과적으로 청매실의 저장중 적정 산도, pH, 가용성 고형분의 유지에 있어서도 탄산가스 흡착제 첨가구가 가장 불리한 것으로 나타나 청매실의 선도유지에 유익한 효과를 얻을 수 없었다. 이와 같은 결과에 대한 원인을 고찰해 보면 포장재 내부에 고농도 탄산가스(8-10%)와 저농도 산소(2-5%) 조건이 형성될 때 에틸렌 생성이 억제되어 궁극적으로 저장중 선도유지 효과를 기대할 수 있는데 반하여, 탄산가스 흡착제를 첨가하게 되면 포장재 내부의 탄산가스가 제거됨으로서 에틸렌 생성 억제효과가 소멸되고 호흡의 왜곡으로 일종의 생리적 장해현상이 발생하여 오히려 매실의 선도를 저하시키는 결과를 초래하기 때문으로 이해된다.
- 78로 녹색 색소가 상당히 소실되었음을 알 수 있다. 또한 탄산가스 흡착제 첨가구와 혼합 첨가구는 저장 8 일까지 초기값과 유사한 과피 색도를 유지하였으나 저장 10 일에는 초기에 비해 상당히 황화된 반면, 에틸렌 흡착제 첨가구는 저장 10일까지 L, a, b값 모두 초기값과 유사하여 청매실의 녹색이 그대로 유지됨을 알 수 있었다. 이는 LDPE 필름에 '고성' 및, 앵숙, 청매실과 함께 가스흡착제를 넣고 23℃에 저장했을 때 에틸렌 흡착제를 넣은 경우 저장 8일까지 녹색이 잘 유지되었다는 이전 연구결과(5,6)와도 일치된다.
- 이는 LDPE 필름에 '고성' 및, 앵숙, 청매실과 함께 가스흡착제를 넣고 23℃에 저장했을 때 에틸렌 흡착제를 넣은 경우 저장 8일까지 녹색이 잘 유지되었다는 이전 연구결과(5,6)와도 일치된다. 이상과 같이 상온 저장중, 남고, 청매실의 과피 색도변화를 측정한 결과 에틸렌 흡착제 첨가구가 다른 포장구에 비해 24일이상 청매실의 색도 유지에 유리함을 알 수 있었다.
- 7에 나타낸 바와 같이 전체적으로 큰 변화를 발견할 수 없었다. 그러나 그 가운데에서도 무첨가구는 저장초기 0.362에서 10일 후 0.295의 흡광도 값을 보여 비교구 중 가장 낮은 것으로 나타났고, 탄산가스 흡착제 첨가구는 저장 10일에 0.315, 혼합 첨가구는 0.330의 흡광도값을 나타냈으며 에틸렌 흡착제 첨가구가 저장 10일 후 0.341 로 비교구 중 클로로필 함량변화가 가장 적게 나타났다.
- 이상의 실험결과를 종합해 볼 때 청매실의 선도유지를 위해서는 밀봉포장 내부에서 대량으로 발생하는 에틸렌을 제거하고 산소농도를 약 2-3%, 이산화탄소 농도를 7-8% 정도로 유지할 때 청매실의 상온 저장기간을 2-3일 이상 연장할 수 있다고 판단된다.
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