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문제 정의
- 본 시험은 고품질 과실의 저장성 및 유통의 어려움을 해결하고자 먼저 각 품종들 간의 수확시기를 달리하여 저장성을 조사하였고 각각의 미숙과, 적숙과의 호흡패턴 및 저장 특성 등을 조사하여 품질 특성을 구명하여 알맞은 수확 시기 설정과 적정 저장 조건 (온도, CA 저장 및 포장 재적용)에서 얻어진 결과를 토대로 적정포장 및 CA 저장 방법을 확립하고자 연구를 시행하였다.
- 홍로 (Hongro)'와, 감홍 (Gamhong)' 고품질 사과 품종의 저장 특성을 조사하기 위하여 미숙과와 적숙과에 대한 알맞은 수확시기 설정과 적정 저장온도, 저장방법 등에 따라 과실의 품질 변화에 미치는 영향에 대하여 수행하였다. 신 육성, 홍로 및 감홍, 은 상온 저장 상태에서 climacteric 호흡 경향을 보여 주었다.
제안 방법
- 각각 선별된 과실은 무포장 및 PE 필름 (두께 50 “m) 포장으로 밀봉 후 상온 (20±1℃) 과 저온 저장 (1±1℃) 및 가스 조성이 다른 CA 조건인 CA1: 3% CO2 + 3% 02; CA2: 1% CO2 + 3% 02; CA3: 3% CO2 + 1% 02에 각각 입고하여 저장하면서 일주일 간격으로 시료를 취하여 저장 중 품질의 변화를 관찰하였다.
- 과실의 저장 중 품질 변화는 호흡과 에틸렌 측정, 부패율 및 중량 감소율, 색, 산도, 당도, 및 과육의 경도 등을 측정하여 비교 검토하였다. 저장 중 사과의 이산화탄소 (CO2) 및 에틸렌 (C2H4) 가스 발생량은 1 L 의 밀폐된 용기에 과실을 넣고 1시간 동안 용기 내에 축적된 CO2 와 C2H4 가스를 각각 1 mL 을 포집하여 가스크로마토그래프(6890, Hewlett- Packard, America) 분석법에 의해 측정하였다.
- 저장 중 사과의 이산화탄소 (CO2) 및 에틸렌 (C2H4) 가스 발생량은 1 L 의 밀폐된 용기에 과실을 넣고 1시간 동안 용기 내에 축적된 CO2 와 C2H4 가스를 각각 1 mL 을 포집하여 가스크로마토그래프(6890, Hewlett- Packard, America) 분석법에 의해 측정하였다. CO2 함량분석은 thermal conductivity detector를 가진 active carbon 60-80 mesh 컬럼을 이용하였고 이때 주입 온도는 110C, 컬럼 온도는 70C, 검출 온도는 150C 로 하였고, C2H4 발생량은 active alumina (60-80 mesh) 컬럼을 이용한 flame ionization detector 로 측정하였는데, 이때 주입 온도는 11 0C, 컬럼 온도는 70C, 검출 온도는 250C 로 측정하였다. 중량 감소율은 저장 초기의 중량에 대한 감소량을 백분율로 환산하여 표시하였다.
- 또한 부패율은 사과 전체에 대하 여부 패한 사과수를 백분율로 환산하여 표시하였다. 저장 중사과 표면색의 변화는 색차계 (CR-200, Minolta, Japan) 를이용하여 Hunter 'a' 값을 측정하였다. 산도 및 당도 측정을 위해서 각 처리구의 시료를 박피하고, 착즙기로 착즙하여 얻었다.
- 3 이 될 때까지 적정하여 소비된 NaOH 양을 구연산으로 환산하였다. 그리고 당도는 굴절당도계 (RT-101, ATAGO Co, Japan) 로 측정하여 °Brix 농도로 나타내었다. 사과 과육의 경도는 Texture analyser (TA-XT2, Stable Micro System, Haslemere, England) 를 이용하여 측정하였다.
- 그리고 당도는 굴절당도계 (RT-101, ATAGO Co, Japan) 로 측정하여 °Brix 농도로 나타내었다. 사과 과육의 경도는 Texture analyser (TA-XT2, Stable Micro System, Haslemere, England) 를 이용하여 측정하였다. 이때 측정 조건은 5 mm 인 probe를 이용하여 깊이 10 mm까지 5.
- 발생이 증가된다(9). 따라서 신육성 사과 '홍로' 품종을 수확 시기에 따른 미숙과와 적숙과로 구분하여 저장중 특성 결과를 조사하였다 사과의 저장 중 호흡율 변화를조사한 결과는 Fig. 1과 같다. 각 저장온도에서 '홍로'의미숙과 및 적숙과의 경우 유사한 초기 호흡율을 가지고 있었으며 측정한 결과 수치는 저온에서 4.
대상 데이터
- 신육성 사과 '홍로', '감홍' 품종은 2002년에 경남 거창의원예연구소 신품종 사과 재배 육성 과수원에서 과피의 색이고르고 크기 (270-300 g) 가 일정하고 상처가 없는 과실을직접 수확한 후 연구소로 운반하여 선별하여 본 실험에사용하였다.
이론/모형
- 비교 검토하였다. 저장 중 사과의 이산화탄소 (CO2) 및 에틸렌 (C2H4) 가스 발생량은 1 L 의 밀폐된 용기에 과실을 넣고 1시간 동안 용기 내에 축적된 CO2 와 C2H4 가스를 각각 1 mL 을 포집하여 가스크로마토그래프(6890, Hewlett- Packard, America) 분석법에 의해 측정하였다. CO2 함량분석은 thermal conductivity detector를 가진 active carbon 60-80 mesh 컬럼을 이용하였고 이때 주입 온도는 110C, 컬럼 온도는 70C, 검출 온도는 150C 로 하였고, C2H4 발생량은 active alumina (60-80 mesh) 컬럼을 이용한 flame ionization detector 로 측정하였는데, 이때 주입 온도는 11 0C, 컬럼 온도는 70C, 검출 온도는 250C 로 측정하였다.
성능/효과
- 1과 같다. 각 저장온도에서 '홍로'의미숙과 및 적숙과의 경우 유사한 초기 호흡율을 가지고 있었으며 측정한 결과 수치는 저온에서 4.1 mL/kg ・hr의값 그리고 상온에서는 12.2 mL/kg - hr를 보여 주었다. 저온에서 '감홍'은 2.
- 3 mL/k g -hr 나타내었다. 미숙과와 적숙과 모두 커다란 패턴 변화없이 저장 12일 동안 일정하게 유지되었으나 미숙과의 경우 저온에서 저장 4일 적숙과의 경우는 저온 저장 7일 경과시 호흡이 증가하는 경향을 보였다가 떨어지는 전형적인 climacteric 형 과실 패턴을 보여주었다. 신육성 사과 품종 '감홍'의 호흡율을 보면 홍로와는 달리 변화 양상이 과실의호흡 특징을 크게 나타내지 못했다.
- 신육성 사과 품종 '감홍'의 호흡율을 보면 홍로와는 달리 변화 양상이 과실의호흡 특징을 크게 나타내지 못했다. 사과 신품종 감홍의호흡 패턴도 상온에서 저장 2주에서 8주까지 완만한 감소를 보여 홍로와 같이 전형적인 climacteric 형 과실패턴을보였으나 홍로 보다 감소 폭이 적었다. '홍로' 사과의 에틸렌 발생율은 저온에서 0.
- 사과 신품종 감홍의호흡 패턴도 상온에서 저장 2주에서 8주까지 완만한 감소를 보여 홍로와 같이 전형적인 climacteric 형 과실패턴을보였으나 홍로 보다 감소 폭이 적었다. '홍로' 사과의 에틸렌 발생율은 저온에서 0.2 L/kg - h로 11일 정도 저장 기간 동안 미숙과 및 적숙과 모두 크게 변화가 없었으나, 상온의 경우 저장 전 발생율은 1 L/kg - hr이며 저장 6일째 되는 기간부터 1.7 L/kg - hr로 증가되는 경향을 보였다 (Fig 2). 과실의 식물 호르몬인 에틸렌 생성은 숙성 및 노화에 지대한 영향을 미치어 품질의 빠른 저하를 유도한다.
- Gussman(11) 의 연구에서는 여러 사과 품종의 수확 후 저장의 에틸렌 발생율을 조사하였으며, NJ55 사과 과실은 수확 시에는 에틸렌 발생이 없었으나 저장 중 두드러진 에틸렌 발생을 보았다. 즉 저장 중 에틸렌 발생량의 경우에는 적숙과를 상온 저장 시에 약간 증가하는 경향을 보였고 다른 처리구에는 별다른 변화를 보이지 않은 것으로 미루어 미숙과의 경우에는 저장 중 에틸렌 발생량이 거의 없고 저온저장 중에는 상온저장보다 과실의 에틸렌 발생량을 감소시킨다는 것을 알 수 있었다 그러나 감홍' 품종의 경우 '홍로 보다 에틸렌 발생량이 현저하게 낮아 보다 더 장기간 저장이 용이함을 알 수 있었다.
- 상온에서는 저장 2주째 급상승 한 후 바로 떨어지는 경향을 보였고 저온에서는 1주까지 감소되었다가 4주째 상승하여 일정한 상태를 유지하였고 PE 밀봉구의 경우 4주 이후부터 점차 조금씩 상승하는 경향을 보였다. 에틸렌 발생도 상온 무포장구에서는 2주까지 급상승하여 그 이후 감소되는 경향을 보였고 저온에서 큰 변화가 없었으나 간이 CA 효과를 얻기 위해 50 ㎛ PE 필름밀봉 저장 중 개봉 후 CO2 함량 조사 결과 4주 이후부터 점차 조금씩 상승하는 경향을 보였다. 그리고 Fig.
- 5와같다. 저장 30일 후 대조구 (conliol)는 약 3.7% 와 PE 포장구는 0.3%의 중량이 감소되었다. 또 저장 50일 후 대조구에서미숙과의 경우 4.
- 이 결과는 LDPE 포장구가 대조구 보다 중량 감소가적었다고 하는 Park(8) 의 보고와 비슷한 경향을 보여준다. 즉 PE 필름 밀봉한 구가 상온 및 저온 모두에서 변화량이적었고 CA 저장은 약간 변화가 보였으나 무포장 처리구의경우에는 변화 폭이 크게 나타났다. 또한 미숙과 보다는적숙과의 경우가 더욱 변화가 크게 나타남을 보여주고 있다.
- 또한 미숙과 보다는적숙과의 경우가 더욱 변화가 크게 나타남을 보여주고 있다. 더욱이 Fig. 5 의 결과에서 보는 바와 같이 무 포장 구가 포장 및 CA 저장구보다 감소 폭이 크게 나타났으며 오히려 미숙과보다 적숙과가 중량감소 폭이 크게 나타남을 알 수 있었다. 홍로의 중량 감소율은 저장 8주째 비교해보면 상온무포장구가 저온구들 보다 높았고 저온구 중에도 무 포장 구가 PE 및 CA 저장구에 비하여 높았다.
- 5 의 결과에서 보는 바와 같이 무 포장 구가 포장 및 CA 저장구보다 감소 폭이 크게 나타났으며 오히려 미숙과보다 적숙과가 중량감소 폭이 크게 나타남을 알 수 있었다. 홍로의 중량 감소율은 저장 8주째 비교해보면 상온무포장구가 저온구들 보다 높았고 저온구 중에도 무 포장 구가 PE 및 CA 저장구에 비하여 높았다. 감홍 품종의 중량감소율은 경도와 마찬가지로 저장 8주 경과시 상온 무포장구에서 가장 높았고 저온 PE 밀봉구가 약 0.
- 홍로의 중량 감소율은 저장 8주째 비교해보면 상온무포장구가 저온구들 보다 높았고 저온구 중에도 무 포장 구가 PE 및 CA 저장구에 비하여 높았다. 감홍 품종의 중량감소율은 경도와 마찬가지로 저장 8주 경과시 상온 무포장구에서 가장 높았고 저온 PE 밀봉구가 약 0.17% 감소되었는데 비하여 CA 구들은 0.04~0.06%로 높게 유지되었다.
- 8N 인 것이 상온 무포장구에서는 4주 이후부터 급격하게감소를 보였다. 홍로 및 감홍 사과의 저장 기간 중 모두저온 CA 저장이 저온 PE 밀봉 저장 보다 경도가 더 높게되는 유지되는 결과를 보았으며 또한 저온 저장구 중에서는 3% CO2 와 1% O2 가스 조성을 가진 CA3 구가 감소 폭이적었다.
- 6의경도 실험에서 얻어진 결과의 숙성 진행 경향이 일치함을보았다. 또한 감홍 사과의 총산 변화도 저장 시 0.37%였던것이 상온 무포장의 급격한 산도 값의 감소를 제외하고는저온 및 CA 저장구 모두 0.32%로 서서히 감소하였다. 이결과는 CA 조건에서 90일 저장 후 '뉴우톤' 사과의 산도가 0.
- 64였던 것이 상온 무포장구를 제외하고는 저장해 감에 따라서서히 감소하였다. 8주의 저장 기간동안 저온저장의 a 값은 38.02 및 PE 밀봉 포장구는 a 값이 36.09와 CA 저장구에서 3% CO2 + 3% O2 가스조성을 가진 CA1는 38.94의 a 값, 1% CO2 + 3% O2 CA2는 36.92, 및 3% CO2 + 1% O2 CA3 저장에서 39.14 의 a 값을 각각 나타났으며 색도변화에서 중요한 차이를 가지지 않았다. 그러나 Hong (14) 의 '홍로' 사과에 대한 다른 가스조성의 CA 저장 비교에서는 일반 저온저장이 CA 저장의 사과보다 훨씬 높은 a 값을나타내는 중요한 차이를 보였다.
- 저장기간 중 '홍로' 및 '감홍' 사과의 부패율은 Table 3과 같다 홍로의 부패율은 보면 대조구인 상온 무포장구는 4주째 8.4% 로 나타냈으며, 저온 무포장구는 12주째 부패율이 8.4%로 증가한 반면 저온저장 PE 밀봉구는 4.8%로 낮은부패율을 보였으며 CA 저장구의 경우에는 12주까지 부패율이 발생하지 않았다. Hong (14)의 저온저장 및 CA 저장중 '홍로' 사과의 3개월 저장기간 후 부패율에서 저온저장이 19.
- Park (8)의 저장 중 '후지'사과 외관조사에서의 부패율을 조사한 보고에서 저장 40일 후 상온저장의 대조구는 상품성이 없을 정도로 부패율이 높았으나 LDPE 포장구에는 부패과가 발생하지 않았다고 보고하였다. 따라서 본 실험에서 '홍로' 사과의 저장 중 저온 무포장과 비교해서 PE 밀봉 포장구에서 부패율이 낮은 것을 확인할 수 있었으며, CA 저장은 다른 저장조건보다 부패율 발생기간 연장에 있어서 뛰어나다고 볼 수 있었다.
- 저장기간 중 '홍로'와 '감홍' 사과의 신선도는 Table 4와 같다 홍로의 선도 점수를 볼 때 상온 무포장구는 4주째부터선도저하가 뚜렷하게 나타나서 상품적 가치를 잃었으나저온 무포장구는 12주 후부터 선도가 저하되었으며 저온 PE 밀봉구 및 CA 저장구의 경우는 12주 이상 선도유지가가능한 것으로 나타났다. 감홍의 선도 점수를 볼 때 상온무포장구는 4주에 선도가 급격히 떨어져 쭈글쭈글 해지는현상을 보이고 반면 저온 PE 밀봉구는 8주까지 저장 가능하고 CA 저장구는 가스 농도별 처리 구분 없이 8주 이상저장 가능하였다.
- 것으로 나타났다. 감홍의 선도 점수를 볼 때 상온무포장구는 4주에 선도가 급격히 떨어져 쭈글쭈글 해지는현상을 보이고 반면 저온 PE 밀봉구는 8주까지 저장 가능하고 CA 저장구는 가스 농도별 처리 구분 없이 8주 이상저장 가능하였다. 신육성 품종 '홍로 과실의 상온 저장력은 30~40일 정도로 약하였다.
- 이는 다른 품종보다 과피가 미끌미끌해져서 수분 손실율은 적으나 상온에서 신선도가 떨어지고 이러한 상온 저장성이 떨어지는 '홍로' 품종을 적정 저장 온도 0℃에서 무포장으로 보관할 경우에는 왁스층이발달되지 않은 상품적인 과일로 8주간 저장할 수 있었고 이보다는 0C 저장 온도의 MA 저장방법 중 한가지인 50 ㎛ 두께를 가진 PE 밀봉시 에 12주까지 과피의 왁스층이 생기지 않아 소비자에게 상품으로써 판매될 수 있었다. 최근 선진국에서 많이 실용화 되어지고 있는 CA 저장의 조건을 확립하기 위하여 여러 가스 농도별 저장 실험한 결과저장 온도 0C 의 3% CO2 + 1% O2 조건에서 가장 저장성이 좋아 다른 처리구보다 저장 기간을 20주 이상으로 선도유지가 가능한 것으로 나타났고 이는 후지 품종보다 가스 내성이 높은 것으로 나타났다. 한편 신육성 품종중 하나인 '감홍'의 저장 특성은 '홍로'와는 달리 과피의 왁스층은 발달이 심하지 않고 상온 저장시 과피의 상품성인 자연 중량감소에 의한 과피가 쭈글쭈글한 현상이 심하여 상품성이 떨어지는 단점이 있었다 역시 '감홍'품종을 적정 저장 온도 0C 에서 무포장으로 보관할 경우에도 MA 저장이나 CA 저장에 비하여 과피의 쭈글 현상이 심해져 신선 도면에서나 상품적인 면에서 저장성이 떨어짐을 알 수 있었다.
- 최근 선진국에서 많이 실용화 되어지고 있는 CA 저장의 조건을 확립하기 위하여 여러 가스 농도별 저장 실험한 결과저장 온도 0C 의 3% CO2 + 1% O2 조건에서 가장 저장성이 좋아 다른 처리구보다 저장 기간을 20주 이상으로 선도유지가 가능한 것으로 나타났고 이는 후지 품종보다 가스 내성이 높은 것으로 나타났다. 한편 신육성 품종중 하나인 '감홍'의 저장 특성은 '홍로'와는 달리 과피의 왁스층은 발달이 심하지 않고 상온 저장시 과피의 상품성인 자연 중량감소에 의한 과피가 쭈글쭈글한 현상이 심하여 상품성이 떨어지는 단점이 있었다 역시 '감홍'품종을 적정 저장 온도 0C 에서 무포장으로 보관할 경우에도 MA 저장이나 CA 저장에 비하여 과피의 쭈글 현상이 심해져 신선 도면에서나 상품적인 면에서 저장성이 떨어짐을 알 수 있었다. 이보다는 0C 저장 온도을 가진 MA 저장방법 중 한가지인 50 μm PE 밀봉 시에 홍로와 마찬가지로 12주까지는 상품성이 유지되 었으나 과피의 쭈글거 리는 현상보다 50 ㎛ PE 밀봉 내부의 가스 축적으로 고탄산 가스 장해인 과육의 갈변이 발생하여 더 이상 저장이 불가능하였다.
- 한편 신육성 품종중 하나인 '감홍'의 저장 특성은 '홍로'와는 달리 과피의 왁스층은 발달이 심하지 않고 상온 저장시 과피의 상품성인 자연 중량감소에 의한 과피가 쭈글쭈글한 현상이 심하여 상품성이 떨어지는 단점이 있었다 역시 '감홍'품종을 적정 저장 온도 0C 에서 무포장으로 보관할 경우에도 MA 저장이나 CA 저장에 비하여 과피의 쭈글 현상이 심해져 신선 도면에서나 상품적인 면에서 저장성이 떨어짐을 알 수 있었다. 이보다는 0C 저장 온도을 가진 MA 저장방법 중 한가지인 50 μm PE 밀봉 시에 홍로와 마찬가지로 12주까지는 상품성이 유지되 었으나 과피의 쭈글거 리는 현상보다 50 ㎛ PE 밀봉 내부의 가스 축적으로 고탄산 가스 장해인 과육의 갈변이 발생하여 더 이상 저장이 불가능하였다., 감홍, 역시 CA 저장의 조건을 확립하기 위하여 가스 농도별 저장 실험 한 결과 0C 저장 온도 내에 3% CO2 와 1% O2 조건에서 가장 저장성이 좋아 가스 장해로 인한 내부 갈변도 발생하지 않아 저장 기간을 16주 이상으로 연장하여 수확 후 이듬해까지 저장이 가능함을 알 수 있었다.
- 이보다는 0C 저장 온도을 가진 MA 저장방법 중 한가지인 50 μm PE 밀봉 시에 홍로와 마찬가지로 12주까지는 상품성이 유지되 었으나 과피의 쭈글거 리는 현상보다 50 ㎛ PE 밀봉 내부의 가스 축적으로 고탄산 가스 장해인 과육의 갈변이 발생하여 더 이상 저장이 불가능하였다., 감홍, 역시 CA 저장의 조건을 확립하기 위하여 가스 농도별 저장 실험 한 결과 0C 저장 온도 내에 3% CO2 와 1% O2 조건에서 가장 저장성이 좋아 가스 장해로 인한 내부 갈변도 발생하지 않아 저장 기간을 16주 이상으로 연장하여 수확 후 이듬해까지 저장이 가능함을 알 수 있었다.
- CA 저장이 실험한 저장 방법 중 선도유지에 가장 우수하다는 결과를 얻었다. 3% CO2 와 1% O2 의 CA 저장에 보관한 사과가 가장 적은 품질변화를 나타냈다., 홍로 및 감홍, 의 신선도는 상온 저장에서 3주, PE 필름 저장은 12주, 그리고 CA 저장은 16주까지 각각 유지되었다.
- 3% CO2 와 1% O2 의 CA 저장에 보관한 사과가 가장 적은 품질변화를 나타냈다., 홍로 및 감홍, 의 신선도는 상온 저장에서 3주, PE 필름 저장은 12주, 그리고 CA 저장은 16주까지 각각 유지되었다.
후속연구
- 현재, 홍로 및 감홍 신품종의 재배면적이최근 증가 추세에 있고 추석 출하용으로서 농가의 소득증대에 기여하고 있다(3). 사과 과실은 수확 전 요인 및수확 후 저장 유통과정에서 생리적 또는 물리적 요인에따른 품질 변화를 일으키므로 저장성 및 상품성을 증진시킬수 있는 저장 및 유통기술의 개발이 더욱 더 요구된다. 일반적으로 사과과실은 수확기에만 집중적으로 출하되어 낮은가격으로 판매되고, 비 수확기에는 소비자에게 고가로 공급되며, 보관방법이 낙후되어 변패되기가 쉬우므로 신선도를 연장시킬 수 있는 기술 개발이 필요하다.
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