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문제 정의
- 본 실험은 수확후 숙성이 진행되는 LR 단계와 숙성이 완료된 DR 성숙단계에서 체리 과실의 경도와 가용성 고형물 함량과의 상관성을 구명하고자 하였고, 또한 당도에 영향을 미치는 유리당과 유기산 함량, 색도와의 상관관계를 보다 세밀하게 구명하였다. 두 성숙 단계 모두 당도와 경도는 정의 상관관계를 나타내었다.
- 본 연구에서는 ‘Bing' 체리의 색도와 소비자들이 가장 중요하다고 인지하는 당도 및 여러 이화학적 품질 요인들 간의 상관성을 분석하고, 품질 지표로 활용할 수 있는 품질 요인을 찾고자 하였다.
- ‘Bing' 체리의 품질 요인간 상관성을 구명하기 위해 숙기에 따른 착색 정도 정도로 light red (LR)와 dark red (DR) 단계로 시료를 분류하였다. 분류된 체리를 사용하여 당도에 미치는 이화학적 품질 요인들 간의 상관성을 조사하여 소비자들이 중요하다고 생각하는 품질 지표를 찾아보고자 하였다. 체리의 주요 유리당 함량 분포는 착색이 많이 진행된 DR 단계의 체리에서 높았으며, 유기산은 숙기에 따라 차이는 없었으나 고경도구가 저경도구에 비해 높게 나타났다.
제안 방법
- ‘Bing' 체리의 품질 요인간 상관성을 구명하기 위해 숙기에 따른 착색 정도 정도로 light red (LR)와 dark red (DR) 단계로 시료를 분류하였다.
- 1), 분류된 체리를 다시 경도에 따라 세분하여 경도가 높은 그룹과 낮은 그룹으로 분류하였다. 경도에 따른 분류는 plunger 물성측정계(SMS, TA-XT2, England)를 이용하여 5 mm의 probe로 측정하여 상위 30%를 경도가 높은 그룹(hard로 표기), 하위 30%를 경도가 낮은 그룹(soft로 표기)으로 결정하였고, 분류된 그룹별로 24개의 과일을 무작위로 택하여 가용성 고형물, 유리당 및 유기산 분석에 이용하였다. 시험 재료로 이용된 체리의 초기 상태와 색도는 Table 1과 Fig.
- 경도와 당도의 상관성을 보다 정밀히 알기 위해 무작위로 선별된 200개의 ‘Bing' 체리 시료의 가용성고형물 함량과 경도를 측정하여 상관계수를 구하였다.
- 과피색은 색차계(model CR-300, Minolta Corp., Japan)를 이용하여 lightness(명도), Hunter ‘a’(red-green)와 ‘b’(yellow-blue) 값을 측정하였고, 측정된 Hunter ‘a’와 ‘b’값을 환산하여 Hue angle(°) 값을 구하였다.
- 유기산은 410 autosampler, 335 photodiode array detector, 210 gradient pump로 구성된 HPLC (Varian, CA, USA)와 YMC-ODS-AQ 컬럼(4.6×150 mm)을 이용하였으며, 이동상은 17 mM ammonium phosphate 용액(pH 2.80)을 0.4 mL/min으로 하여 분석하였다.
- 유리당 분석은 HPLC (model 9300, Younglin Co., Korea)와 Sugar-pak (6.5×30 mm, Alltech Inc. U.S.A)을 이용하였고, 이동상은 HPLC용 증류수를 이용하였으며, 이동상 속도는 0.5 mL/min으로 조절하여 refractive index detector (Triathlon M730D, Younglin, Korea)로 체리 과실의 주요 수용성 당인 fructose, glucose 및 sorbitol을 분석하였다.
- 수확후 상하거나 흠집이 없는 균일한 크기로 선별하여 사용하였다. 체리의 착색 정도에 따른 숙기 구분은 붉은색을 띠는 적숙(Light red; LR로 표기), 진한 붉은～자주색(Dark red; DR로 표기)을 띠는 과숙 단계로 분류하였고(Fig. 1), 분류된 체리를 다시 경도에 따라 세분하여 경도가 높은 그룹과 낮은 그룹으로 분류하였다. 경도에 따른 분류는 plunger 물성측정계(SMS, TA-XT2, England)를 이용하여 5 mm의 probe로 측정하여 상위 30%를 경도가 높은 그룹(hard로 표기), 하위 30%를 경도가 낮은 그룹(soft로 표기)으로 결정하였고, 분류된 그룹별로 24개의 과일을 무작위로 택하여 가용성 고형물, 유리당 및 유기산 분석에 이용하였다.
- 총당, 총산, 유리당, 유기산과 경도간의 상관 및 회귀분석을 분석하였다. 실험결과의 통계처리는 SAS 프로그램을 사용하여 분산분석(ANOVA)을 하였으며 각 처리구간 유의성 및 관능검사 결과는 Duncan's multiple range test를 이용하여 p<0.
- 추출한 체리 과즙 일정량을 C-18 Sep-pak cartridge (Waters, U.S.A)와 0.45 μm syringe filter (PVDF, Whatman, Japan)로 여과, 정제하여 유리당, 유기산 분석을 위한 시료로 사용하였다.
대상 데이터
- 본 실험에 쓰인 공시재료는 2008년 5월 중순에 수확된 미국산 ‘Bing'체리를 이용하였다.
- 환산시 Hue angle(°)=Arctan(‘b’/‘a’) 식을 사용하였다. 측정시마다 흰색 calibration tile(L* 97.75, a* -0.43, b* 0.29)을 이용하여 보정하였다. 체리에서 Hue angle 값이 높을수록 미숙상태인 연한 붉은색을 띠며, 낮을수록 진한 붉은색을 띠는 것을 의미한다.
데이터처리
- 실험결과의 통계처리는 SAS 프로그램을 사용하여 분산분석(ANOVA)을 하였으며 각 처리구간 유의성 및 관능검사 결과는 Duncan's multiple range test를 이용하여 p<0.05 또는 p<0.01 수준에서 유의성을 검증하였다.
성능/효과
- 당도에 미치는 여러 이화학적 품질인자의 영향을 체리의 숙기에 따라 상관성을 분석한 결과는 Table 4와 같다. DR 단계의 체리에서는 경도 요인이 당도와 정의 상관성이 있었으나 총유리당과 총유기산은 당도와 상관성이 없는 것으로 나타났다. 반면 LR 단계의 체리는 경도, 색도, 총유리당, 총유기산 모두 당도와 유의적으로 정의 상관성이 있는 것으로 나타났다.
- LR 단계의 경우 숙기가 적숙과로 진행되는 단계로 이때의 Hunter ‘L', Hunter ‘a'값, 및 Hunter ‘b'값은 모두 DR 단계의 값에 비해 높게 나타났다. Huntet L 값은 명도를 나타나며, LR 단계에서 고경도구와 저경도 구에서 각각 31.47, 31.41로써 과숙 단계인 DR의 30.48, 30.52보다 높은 값을 나타내었다. 적색도를 나타내는 Hunter ‘a'값의 경우도 LR의 시험구가 16 이상의 높은 값을 보였으나 DR 시험구는 10 내외의 수치를 나타내었다.
- LR 단계의 ‘Bing' 체리의 경우 경도, 색도, 산도가 당도와 유의적인 정의 상관관계를 보였고, DR 단계의 체리에서는 경도가 정의 상관관계를 보였다.
- 가용성고형물 함량은 DR 단계에서 LR 단계에 비해 약 3 °Brix 높았으며, LR 단계 및 DR 단계 모두 고경도 군이 저경도 군에 비해 3～4 °Brix 높았다.
- 가용성고형물 함량은 DR 단계에서 LR 단계에 비해 약 3 °Brix 높았으며, LR 단계 및 DR 단계 모두 고경도 군이 저경도 군에 비해 3～4 °Brix 높았다. 경도에 따른 당도를 분석한 결과 DR 단계에서 LR 단계의 체리보다 높은 값을 보였으나 경도가 낮은 경우 각 단계에서 당도가 감소하는 것으로 나타났다(Fig. 2B). 적정산도는 성숙한 DR 단계에서 미성숙한 LR 단계에 비해 약간 낮았지만 유의적인 상관성이 없었고, 경도에 따른 차이도 나타나지 않았다(Fig.
- 경도와 당도의 상관성을 보다 정밀히 알기 위해 성숙단계에 관계없이 무작위로 선별된 ‘Bing' 체리 과실 200개의 시료를 사용하여 상관분석을 실시한 결과 r=0.46의 정의 상관계수를 얻을 수 있었다(Fig. 3).
- DR 단계의 체리에서는 경도 요인이 당도와 정의 상관성이 있었으나 총유리당과 총유기산은 당도와 상관성이 없는 것으로 나타났다. 반면 LR 단계의 체리는 경도, 색도, 총유리당, 총유기산 모두 당도와 유의적으로 정의 상관성이 있는 것으로 나타났다. 특히 유리당 성분인 glucose, fructose와 sorbitol은 r값이 0.
- 숙기와 경도에 따른 체리의 유리당 함량 분포는 착색이 많이 진행된 DR-hard 처리구에서 DR-soft구, DR-hard구, 그리고 DR-soft구에 비해 높게 나타났다(Table 2). 특히 glucose와 fructose가 높은 비율로 존재하였고, DR-hard구에서 총유리당 함량이 유의적으로 높게 나타났다.
- 유기산의 경우 총 유기산 함량은 0.82～1.13%로써 숙기에 따른 함량의 차이는 없었지만, 고경도구가 저경도구에 비해 유기산 함량이 유의적으로 높게 나타났다(Table 3). 체리의 유기산 중 malic acid가 가장 많은 비율로 769.
- 2B). 적정산도는 성숙한 DR 단계에서 미성숙한 LR 단계에 비해 약간 낮았지만 유의적인 상관성이 없었고, 경도에 따른 차이도 나타나지 않았다(Fig. 2C). 이는 과실이 숙성되는 동안 당함량은 증가하나 반면 유기산 성분은 상대적으로 일정하게 유지되었다는 보고(13)와 일치한다.
- 황색도의 지표인 ‘b'값도 LR 단계의 시험구에서 DR구에서보다 유의적으로 높게 나타났다. 체리에서 Hue angle 값이 낮아질수록 진한 빨간색으로 변화하는 것을 의미하는데, 이 수치 역시 LR 단계의 체리가 DR 단계에 비해 유의적으로 높은 값을 보였다(Table 1, Fig. 1)
- 특히 glucose와 fructose가 높은 비율로 존재하였고, DR-hard구에서 총유리당 함량이 유의적으로 높게 나타났다. 체리의 상품성을 유지하는 데 중요한 인자로 경도가 크게 좌우되며 관능검사 결과 경도가 4 N 이하로 감소되는 경우 패널들의 수응도가 유의적으로 많이 감소하는 것으로 나타났으며, 단맛 또한 경도 감소와 유사하게 감소하였다(데이터 미제시).
- 13%로써 숙기에 따른 함량의 차이는 없었지만, 고경도구가 저경도구에 비해 유기산 함량이 유의적으로 높게 나타났다(Table 3). 체리의 유기산 중 malic acid가 가장 많은 비율로 769.6～1097.6mg%로 분포하였으며, shikimic acid 2.8～4.1mg%, citric acid 1.3～4.9mg%, fumaric acid 7.7～11.2mg%, 그리고 succinic acid는 15.6～60.4mg%로 분포하였다.
- 분류된 체리를 사용하여 당도에 미치는 이화학적 품질 요인들 간의 상관성을 조사하여 소비자들이 중요하다고 생각하는 품질 지표를 찾아보고자 하였다. 체리의 주요 유리당 함량 분포는 착색이 많이 진행된 DR 단계의 체리에서 높았으며, 유기산은 숙기에 따라 차이는 없었으나 고경도구가 저경도구에 비해 높게 나타났다. LR 단계의 ‘Bing' 체리의 경우 경도, 색도, 산도가 당도와 유의적인 정의 상관관계를 보였고, DR 단계의 체리에서는 경도가 정의 상관관계를 보였다.
- 체리의 주요 유리당은 glucose와 fructose이며 sucrose와 sorbitol 함량은 낮고, 주요 유기산은 malic acid라는 보고(4)와 비교시 ‘Bing' 품종의 유리당 및 유기산 구성도 동일한 양상을 보였다.
- 숙기와 경도에 따른 체리의 유리당 함량 분포는 착색이 많이 진행된 DR-hard 처리구에서 DR-soft구, DR-hard구, 그리고 DR-soft구에 비해 높게 나타났다(Table 2). 특히 glucose와 fructose가 높은 비율로 존재하였고, DR-hard구에서 총유리당 함량이 유의적으로 높게 나타났다. 체리의 상품성을 유지하는 데 중요한 인자로 경도가 크게 좌우되며 관능검사 결과 경도가 4 N 이하로 감소되는 경우 패널들의 수응도가 유의적으로 많이 감소하는 것으로 나타났으며, 단맛 또한 경도 감소와 유사하게 감소하였다(데이터 미제시).
- 반면 LR 단계의 체리는 경도, 색도, 총유리당, 총유기산 모두 당도와 유의적으로 정의 상관성이 있는 것으로 나타났다. 특히 유리당 성분인 glucose, fructose와 sorbitol은 r값이 0.8 이상인 높은 상관성을 보였으며, 총유기산 중에서는 malic acid와 shikimic acid가 당도와 정의 상관성을 나타내었다. 색도와 당도의 상관성이 Hunter ‘a'와 ‘b'값 모두 정의 상관이 있는 것으로 보아 후숙이 진행되는 미성숙 단계에서의 당도는 과실의 색깔과 밀접하게 관련되어 있는 것을 알 수 있다.
- 품종에 따라 다르지만 체리의 가용성 고형물 함량은 11～25 °Brix에 분포하며, 적정산도는 0.4～1.5% 수준이라는 보고(8,14)와 비교시 ‘Bing' 품종은 가용성 고형물 함량은 18～30 °Brix 수준으로 높았으며, 적정산도는 0.1～0.15% 수준이었다.
후속연구
- 따라서, ‘Bing' 체리의 당도, 경도, 색도는 관능적 적합성에서 좋은 지표로 사용될 수 있고, 특히 경도는 품질특성을 판단하는 지표로 활용될 수 있을 것으로 판단되었다.
- ‘Bing' 체리의 수확후 이화학적 품질 특성 중 파괴적인 품질 요인을 형태적 또는 비파괴적 품질 요인과 연관지어 파악할 수 있다면, 보다 편리한 품질 지표를 제시할 수 있으며 소비자의 기호도를 반영하는 객관적 지표로 사용될 수 있을 것으로 생각된다. 본 실험의 결과를 토대로 체리의 경도가 관능적 수응도에 부합되는 품질 결정인자로 사용될 수 있을 것으로 생각된다.
- 체리의 착색은 안토시아닌 축적으로 인한 것으로 밝혀져 있으며, 색도 측정을 통해서 성숙의 진행 정도와 안토시아닌 함량을 판단할 수 있다(12). 체리 품질의 최적값을 결정하는 요인 및 요인들 상호간의 상관성을 밝힌다면 보다 쉬운 품질 요인을 측정함으로써 상관되는 요인을 예측할 수 있어 품질 관리의 편리성을 높일 수 있을 것이다.
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