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문제 정의
- 따라서 본 연구에서는 전체적인 국민 생활수준의 향상에 따라 건강에 대한 관심이 매우 높아지면서 고품질의 신선식품에 대한 수요가 급격히 늘고 있는 추세에 맞춰 신선도를 연장하고 또한 소비증가추세에 있는 버섯류 중에서 생리활성이 매우 높아 선도 유지에 문제가 되고 있는 팽이버섯을 선정하여 팽이버섯에 대한 가스충전포장기술을 개발하고 농민소득 증대와 향후 소비구조 변화에 대처하고자 하였다.
제안 방법
-
관능적 품질 평가
가스조성에 따른 가스충전포장과 진공포장 및 일반포장 방법이 팽이버섯의 저장성에 미치는 영향을 평가하고자 냄새, 색, 조직감 및 곰팡이의 발현 등에 대한 관능품위특성을 조사하였으며, 그 결과는 Table 3 및 Fig. 7과 같다.
- 각 포장형태는 pouch형태(15×10 cm, 168 mL)로 제작한 포장필름을 내용적의 2/3정도가 되도록 버섯을 100 g 내외로 포장하여 1℃저장실에서 저장하였다.
- 팽이버섯의 passive MAP는 열접착포장(KC-0310L, 금강 포장기계, 한국), 진공포장은 진공포장기(FoodMate-pro, FM-02, 에펠산업, 한국), 가스충전포장은 가스충전기(Vacuum packing machine, Poket60, Technovac, Italy)로 실시하였으며, 가스충전포장은 gas mixer를 이용하여 CO2와 O2가스를 50:20, 일정한 비율로 조절하였으며 N2 가스를 balance 가스로 사용하였다. 각 포장형태는 pouch형태(15×10 cm, 168 mL)로 제작한 포장필름을 내용적의 2/3정도가 되도록 버섯을 100 g 내외로 포장하여 1℃저장실에서 저장하였다.
- 팽이버섯의 선도유지를 위한 적정 포장방법을 구명하기 위하여 팽이버섯의 호흡특성과 필름두께에 따른 기체조성을 사전 조사한 다음 현행 포장방법인 일반필름포장(PM)과 진공포장(VM), 그리고 CO2 25%와 50%, O2 10%와 20%를 각각 혼합하여 충전한 가스포장(AM)을 1℃에서 12일 동안 저장하면서 선도유지특성을 비교하였다. 팽이버섯의 호흡 속도는 0℃에서 26.
- 호흡속도가 높은 팽이버섯의 가스충전포장을 위하여 20μm의 LDPE필름에 여러 가지 가스조성별로 팽이버섯을 저장 하였을 때 포장지 내부의 CO2 및 O2농도의 변화를 조사한 결과는 Fig. 4～5와 같다.
대상 데이터
- 따라서 팽이버섯의 가스충전포장을 위한 적정 필름으로는 20 μm의 LDPE필름을 선정하였으며, 사용된 필름의 물리적 특성은 Table 1과 같다.
- 본 실험 에 사용한 재료는 2007년 6월 경기도 성남시 운중동 버섯재배농가에서 수확직후의 팽이버섯(버섯대 13～14 cm)을 구입하여 사용하였으며, 포장필름은 두께 20μm, 40 μm, 60 μm 저밀도 폴리에틸렌 필름 (LDPE 필름, 한양화학)을 사용하였다.
성능/효과
- Fig. 2 의 CO2가스의 변화를 살펴보면 두께 20 μm필름에서는 저장 12일까지 점진적인 증가 경향을 보였으며 이보다 두꺼운 40 μm와 60 μm의 필름두께에서는 각각 저장 4일과 7일에 12.4%와 16.9%로 최정점에 도달하였다가 이후부터 서서히 감소하는 추세였다.
- Fig. 4의 포장지 내부의 CO2변화는 일반 passive MAP의경우 저장 6일 까지 8.3%로 급속히 증가한 후 저장 12일의 9.8%로 완만한 증가추세를 보인 반면 active MAP의 일종인 가스충전포장에서는 포장지 내․외부의 공기압 차에 의하여 저장기간의 경과에 따라 감소하는 경향이 보다 높게 나타났다. 가스조성별로는 CO2농도가 높은 50%가 25%보다 감소경향이 빨랐으며, 동일 CO2가스 농도에서도 20%의 O2농도에서 10%의 농도보다 감소경향이 약간 높게 나타났다.
- 8%로 완만한 증가추세를 보인 반면 active MAP의 일종인 가스충전포장에서는 포장지 내․외부의 공기압 차에 의하여 저장기간의 경과에 따라 감소하는 경향이 보다 높게 나타났다. 가스조성별로는 CO2농도가 높은 50%가 25%보다 감소경향이 빨랐으며, 동일 CO2가스 농도에서도 20%의 O2농도에서 10%의 농도보다 감소경향이 약간 높게 나타났다. 저장종료 시점의 CO2가스 농도는 7.
- 팽이버섯의 포장방법에 따른 중량감소율은 저장 12일 동안 약 2%내의 범위로 차이가 크지 않았으나, 진공포장이 가장 낮았고 passive MAP와 가스충전포장은 가스조성에 따라 유사한 수준으로 나타났다. 가스충전포장의 가스조성별 중량감소율은 CO2와 O2가 50:10인 처리구가 가장 낮은 반면 25%의 CO2 처리구에서는 50%보다 전반적으로 높은 중량 감소율을 나타내었다.
- 중량감소율과 표면색은 O2가 없는 VM에서 가장 억제되었으나 산소 함유 포장방법 중에서는 50:10(%CO2:%O2)의 AM이 가장 우수한 억제력을 나타내었다. 그러나 VM은 저장 2일경심한 이취발생으로, PM은 저장 5일 경 높은 자루의 신장율로 상품성을 소실한 반면 AM의 여러 가스조성 중 50:10의 비율이 저장 12일 동안 이취, 변색 및 곰팡이 발생 등이 발생하지 않으면서 상품성을 유지하는 효과가 가장 높게 나타났다.
- 따라서 팽이버섯을 20 μm의 LDPE 필름에 상기 각각의 포장방법을 적용하여 저장한 결과 AM에서는 고농도의 CO2에 의한 호흡율 억제효과가 있었으며 진공포장을 제외한 모든 포장방법에서 저장 종료시점 (12일)까지도 혐기적 호흡의 발생우려는 없었다.
- 또한 Hunter L, a, b값을 포함하는 종합색차에서는 저장기간 동안 진공포장이 색변화가 가장 억제된 반면 가스포장 중에서는 50:10의 조성이 진공포장 다음으로 색의 변화가 억제되는 것으로 나타났다. 따라서 팽이버섯의 유통 중 표면색 변화 억제방법은 중량감소율의 경우와 유사하게 포장지 내부의 O2농도 조절로 어느 정도 실현할 수 있으며 이를 위한 방법으로는 진공포장과 50:10의 가스충전포장이 우수한 결과를 보여주 었다.
- 또한 Fig. 3의 O2가스농도의 변화에서도 두께 40 μm와 60 μm의 필름에서는 저장 4일에 최저점에 도달하여 생명활동에 요구되는 최저 산소 농도 수준에 가까워졌으나 20 μm의 LDPE필름을 사용한 경우에는 저장 12일 까지도 생육 최저 산소농도를 훨씬 상회하는 수준으로 안정된 상태임을 알 수 있었다.
- Hunter a-value와 b-value를 활용하는 chroma value의경우 저장 12일 째 진공포장이 가장 변화폭이 낮았으며, 그 다음으로는 50:10과 50:20의 가스포장, passive MAP 및 25:10과 25:20의 가스충전포장의 순이었다. 또한 Hunter L, a, b값을 포함하는 종합색차에서는 저장기간 동안 진공포장이 색변화가 가장 억제된 반면 가스포장 중에서는 50:10의 조성이 진공포장 다음으로 색의 변화가 억제되는 것으로 나타났다. 따라서 팽이버섯의 유통 중 표면색 변화 억제방법은 중량감소율의 경우와 유사하게 포장지 내부의 O2농도 조절로 어느 정도 실현할 수 있으며 이를 위한 방법으로는 진공포장과 50:10의 가스충전포장이 우수한 결과를 보여주 었다.
- 진공포장에서 중량감소율이 가장 낮았던 원인은 포장지 내부의 산소결여에 기인하는 것으로 판단되며, passive MAP와 가스충전포장에서의 중량감소율 차이가 없었던 원인은 저장 6일 후 포장지 내부의 가스환경이 상호간 유사한 조건으로 형성된 결과에 기인하는 것으로 판단되었다. 또한 가스충전포장에서의 동일 CO2가스 농도에서는 O2농도가 높은 조건이 낮은 농도의 것보다 중량감소가 높게 나타났으며 이는 저농도 O2가 팽이버섯의 중량감소율에 미치는 영향이 적지 않음을 보여준다. 따라서 팽이버섯의 저장 및유통 중 중량감소율을 억제하기 위한 포장지 내부의 O2농도를 감소시킬 필요가 있으며, 그 방법으로는 진공포장과 초기 가스농도 50:10의 가스충전포장이 바람직한 것으로 판단된다.
- 이상에서와 같이 동일 포장두께 및 재질에서 포장재 내부의 가스농도의 저하속도차이는 팽이버섯의 호흡특성과 높은 깊은 관계가 있는 것으로 판단되며, 특히 고농도 CO2가스를 주입한 가스충전포장에서 초기 주입한 고농도의 CO2가스가 팽이버섯의 호흡속도를 저해하는 결과에 기인하는 것으로 판단되었다.
- 5는 동일한 방법으로 조사한 O2 농도의 변화이다. 저장기간에 따른 포장지 내부의 O2농도의 변화는 passive MAP에서 가장 빠른 감소경향으로 저장 종료시점인 12일경 약 4.7%의 잔존산소농도를 보인 반면 가스충전포장의 경우에는 O2농도가 높을수록 감소속도가 증가하였으나 동일 O2농도에서는 CO2 농도의 차이와는 무관하게 나타났다. 12일의 저장종료시점에서 포장방법별 O2농도는 passive MAP가 4.
- 따라서 팽이버섯을 20 μm의 LDPE 필름에 상기 각각의 포장방법을 적용하여 저장한 결과 AM에서는 고농도의 CO2에 의한 호흡율 억제효과가 있었으며 진공포장을 제외한 모든 포장방법에서 저장 종료시점 (12일)까지도 혐기적 호흡의 발생우려는 없었다. 중량감소율과 표면색은 O2가 없는 VM에서 가장 억제되었으나 산소 함유 포장방법 중에서는 50:10(%CO2:%O2)의 AM이 가장 우수한 억제력을 나타내었다. 그러나 VM은 저장 2일경심한 이취발생으로, PM은 저장 5일 경 높은 자루의 신장율로 상품성을 소실한 반면 AM의 여러 가스조성 중 50:10의 비율이 저장 12일 동안 이취, 변색 및 곰팡이 발생 등이 발생하지 않으면서 상품성을 유지하는 효과가 가장 높게 나타났다.
- 진공포장에서 중량감소율이 가장 낮았던 원인은 포장지 내부의 산소결여에 기인하는 것으로 판단되며, passive MAP와 가스충전포장에서의 중량감소율 차이가 없었던 원인은 저장 6일 후 포장지 내부의 가스환경이 상호간 유사한 조건으로 형성된 결과에 기인하는 것으로 판단되었다. 또한 가스충전포장에서의 동일 CO2가스 농도에서는 O2농도가 높은 조건이 낮은 농도의 것보다 중량감소가 높게 나타났으며 이는 저농도 O2가 팽이버섯의 중량감소율에 미치는 영향이 적지 않음을 보여준다.
- CO2 농도가 25%인 포장구에서는 저장 12일 경에 약간의 갈변과 더불어 신선 버섯과 다른 이취가 발생 하였고 조직감의 연화 및 점질물 등과 함께 곰팡이가 발생 하였다. 특히 25:20의 포장 버섯에서는 저장 7일경에 자루의 신장율이 높게 나타나 상품성을 소실하는 특성을 나타내었다. 그러나 농도가 50%인 처리구에서는 저장 12일 동안 이취나 변색이 일어나지 않았으나, 50:20의 조성에서는 곰팡이가 발생한 반면 50:10의 포장에서는 저장 12일 동안 상품성을 유지하는 효과가 발견되었다.
- 일반적으로 유통온도인 20℃에서 버섯의 호흡속도가 200-500 mL CO2/kg/hr과 비교하면 팽이버섯의 호흡속도는 전반적으로 낮은 경향을 나타내었다(12,13). 팽이버섯의 유통온도에 따른 호흡속도는 20℃와 10℃가 0℃의 약 5.0배, 3.0배로 온도가 상승 할수록 호흡속도는 증가하는 것으로 조사되었다. 이것을 고려하여 볼 때 생산지에서부터 cold chain system만 접목할 수 있다면 일반 버섯류보다 저장성을 더욱 증진시킬수 있을 것으로 판단된다.
- 6은 팽이버섯의 현행 포장방법인 일반필름포장과진공포장, 그리고 CO2와 O2가스의 혼합비율에 따른 가스충전포장시의 중량 감소율의 변화를 조사한 결과이다. 팽이버섯의 포장방법에 따른 중량감소율은 저장 12일 동안 약 2%내의 범위로 차이가 크지 않았으나, 진공포장이 가장 낮았고 passive MAP와 가스충전포장은 가스조성에 따라 유사한 수준으로 나타났다. 가스충전포장의 가스조성별 중량감소율은 CO2와 O2가 50:10인 처리구가 가장 낮은 반면 25%의 CO2 처리구에서는 50%보다 전반적으로 높은 중량 감소율을 나타내었다.
- 팽이버섯의 호흡 속도는 0℃에서 26.4 mL․CO2/kg/hr, 10℃ 80.0 mL․ CO2/kg/hr, 20℃에서 130.9 mL․CO2/kg/hr, 30℃에서 173.5 mL․CO2/kg/hr로 조사되었으며, 기체투과율이 좋은 LDPE 필름을 사용할 경우 40 및 60 μm 보다 20 μm의 두께가 저장 12일까지도 생육최저산소농도를 훨씬 상회하는 안정된 상태를 나타내었다.
후속연구
- 0배로 온도가 상승 할수록 호흡속도는 증가하는 것으로 조사되었다. 이것을 고려하여 볼 때 생산지에서부터 cold chain system만 접목할 수 있다면 일반 버섯류보다 저장성을 더욱 증진시킬수 있을 것으로 판단된다.
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