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문제 정의
- 본 연구에서는 다소 수확시기가 늦게 책정되는 현장상황을 고려하여 10월 말에 수확한 ‘후지’ 사과의 수출기간 연장을 위한 수확후 관리기술을 체계화하고자 1-MCP 처리기술과 CA저장의 효과를 분석하였다.
제안 방법
- 1-MCP 처리는 시판 1-MCP 발생제제(Smart FreshTM, 유효성분량 3.3%, Rohm and Hass, Seoul, Korea) 70mg을 사용하여 1m3의 밀폐형 텐트구조물 내부에 1μL･L-1 농도를 유지하면서 20℃에서 16시간 처리하였고 처리 중 밀폐공간 내 1-MCP의 고른 확산을 위해 밀폐순환형 공기펌프를 가동하였다.
- , Seoul, Korea)를 사용하여 90℃ injector, 80℃ column, 및 90℃ detector의 조건에서 분석하였다. C2H4 농도는 flame ionization detector(FID)와 Porapak Q column이 장착된 gas chromatograph(Model GC-17A, Shimadzu Corp., Tokyo, Japan)를 사용하여 130℃ injector, 130℃ column 및 140℃ detector의 조건에서 분석하였다.
- CO2 농도는 thermal conductivity detector(TCD)와 Porapak Q column이 장착된 gas chromatograph(Model 600D, Young Lin Co., Seoul, Korea)를 사용하여 90℃ injector, 80℃ column, 및 90℃ detector의 조건에서 분석하였다. C2H4 농도는 flame ionization detector(FID)와 Porapak Q column이 장착된 gas chromatograph(Model GC-17A, Shimadzu Corp.
- 9L의 용기에 사과를 넣고 밀폐한 후 4시간 동안 치상하였다. 가스시료 분석은 1.0mL 주사기를 이용하여 용기 내 축적된 CO2 및 C2H4 농도를 측정하였다.
- 과일의 품질은 수확 시, 저장 8개월 직후 및 모의 수출과정 경과(2주 저온 운송+7일 상온유통 기간) 후 등 3회 조사하였다. 과육경도는 직경 5mm plunger가 장착된 물성분석기(model EZ-Test/CE, Shimadzu Corp., Tokyo, Japan)을 이용하여 2mm･s-1의 속도로 20mm 깊이까지의 침투강도를 측정한 후 10mm 깊이에서의 강도를 뉴톤(N)으로 표시하였다. 굴절당도와 적정산도는 과육을 믹서로 갈아 과즙을 취해 측정하였다.
- 과일의 품질은 수확 시, 저장 8개월 직후 및 모의 수출과정 경과(2주 저온 운송+7일 상온유통 기간) 후 등 3회 조사하였다. 과육경도는 직경 5mm plunger가 장착된 물성분석기(model EZ-Test/CE, Shimadzu Corp.
- 관능요인으로서 조직감 평가는 1년 이상 사과 관능조사에 참여했던 전문가 그룹 6명을 활용하여 수행하였으며, 과육의 조직감을 1-5점으로 구분하여 점수화하였다. 점수 별로는, 1점 = 과육조직이 심하게 연화되고 허벅허벅해져서 조직감이 매우 나쁨, 3점 = 과육이 다소 연화되었지만 조직감은 양호한 수준, 5점 = 사각사각한 조직감이 매우 우수한 수준 등으로 구분하였다.
- 내부갈변 장해는 모의 수출 후 소비단계에서 조사하였으며 조사한 전체 과일 수에 대한 장해과의 비율과 발생한 과일의 피해 정도로 구분하여 평가하였다. 장해 발생 조사는 과일을 적도면을 따라 절단하여 절단면에 갈변 부위가 나타나는 여부로 판단하였으며 갈변피해 정도는 절단면적 중 갈변증상이 나타난 면적의 비율로 계산하였다.
- 굴절당도와 적정산도는 과육을 믹서로 갈아 과즙을 취해 측정하였다. 당도는 디지털 당도계(model PAL-1, Atago Co., Ltd., Tokyo, Japan)로 측정하였고, 적정산도는 과즙 40mL를 0.1N NaOH로 pH 8.1까지 적정하여 사용된 0.1N NaOH의 양을 malic acid %로 환산하였다.
- 본 연구에서는 다소 수확시기가 늦게 책정되는 현장상황을 고려하여 10월 말에 수확한 ‘후지’ 사과의 수출기간 연장을 위한 수확후 관리기술을 체계화하고자 1-MCP 처리기술과 CA저장의 효과를 분석하였다. 또한 지역 간 성숙도의 차이를 고려하여 같은 날 두 지역에서 생산된 사과를 대상으로 동일한 관리기술 적용효과를 비교검토하였다. 수출현지에서의 품질을 기준으로 수출가능 한계기간을 설정하기 위한 전제조건으로서는, 계획한 수출시기까지의 저장기간 경과 후 2주의 추가적인 저온운송기간과 수출 현지에서의 1주일 상온유통기간을 추가하여 수출과정을 모의하였다.
- 의 농도를 측정하여 평가하였다. 생리대사 측정은 수확 시, 저장 8개월 후, 그리고 모의 수출운송 2주 후 등 3회 조사하였으며 측정 시 과일의 온도를 20℃로 유지하기 위해 저장 및 모의 운송 후에는 24시간 동안 온도 평형을 거쳤다. 온도 평형을 거친 과일은 가스 샘플용 septum을 부착한 1.
- 또한 지역 간 성숙도의 차이를 고려하여 같은 날 두 지역에서 생산된 사과를 대상으로 동일한 관리기술 적용효과를 비교검토하였다. 수출현지에서의 품질을 기준으로 수출가능 한계기간을 설정하기 위한 전제조건으로서는, 계획한 수출시기까지의 저장기간 경과 후 2주의 추가적인 저온운송기간과 수출 현지에서의 1주일 상온유통기간을 추가하여 수출과정을 모의하였다.
- ‘후지’ 사과는 충북 청원지역과 경북 안동지역 과수원에서 2008년도 10월 29일에 장기저장용으로 적합한 성숙도에서 수확하였다. 수확 과일의 성숙 정도를 판단하는 기준으로서 전분지수는 국내 수확후 관리기술 매뉴얼(Park et al., 2005a)에 명시된 요오드 반응 정도(미숙 5점-숙성 0점)를 기준으로 판단하였으며 밀 증상(watercore)은 과일 중간을 횡으로 절단한 후 수침증상 발현도에 따라 지수 0점 = 없음, 5점 = 50% 이상, 매우 심함의 기준에 따라 수치화하였다.
- 실험은 2 × 2 요인분석을 전제로 설계하였고 각 처리는 과일 1개를 1반복으로 하여 6반복으로 수행하였다.
- 실험처리로는 수확후 처리기술로서 수확 직후 무처리 또는 1μL･L-1 1-MCP 처리를 수행하였고 각각의 처리에 저장기술로서 저온저장(air) 및 O2 1.5kPa + CO2 < 1.0kPa의 CA 환경을 8개월간 적용하였다.
- 내부갈변 장해는 모의 수출 후 소비단계에서 조사하였으며 조사한 전체 과일 수에 대한 장해과의 비율과 발생한 과일의 피해 정도로 구분하여 평가하였다. 장해 발생 조사는 과일을 적도면을 따라 절단하여 절단면에 갈변 부위가 나타나는 여부로 판단하였으며 갈변피해 정도는 절단면적 중 갈변증상이 나타난 면적의 비율로 계산하였다.
- 무처리 과일 역시 동일한 조건에서 밀폐형 텐트에 16시간 치상함으로써 1-MCP 처리 시 나타날 수 있는 밀폐환경의 영향이 같이 반영되도록 조치하였다. 저온저장과 CA 저장은 파일럿 저온저장고에서 수행하였다. CA 환경은 1.
- 0kPa의 CA 환경을 8개월간 적용하였다. 저장 후 2주간의 저온 컨테이너 수출운송은 0℃ 저온저장으로, 현지 7일간의 상온유통과정은 20℃로 설정한 캐비닛 모양의 항온기를 활용하여 모의하였다.
- 청원지역과 안동지역 ‘후지’ 사과의 수확 후 1-MCP 처리와 CA저장은 저장 후 및 모의 수출운송 후 호흡속도 및 에틸렌 발생을 저하시켰다(Tables 2 and 3).
- 호흡속도와 에틸렌 발생률은 시간 당 발생하는 CO2 및 C2H4의 농도를 측정하여 평가하였다. 생리대사 측정은 수확 시, 저장 8개월 후, 그리고 모의 수출운송 2주 후 등 3회 조사하였으며 측정 시 과일의 온도를 20℃로 유지하기 위해 저장 및 모의 운송 후에는 24시간 동안 온도 평형을 거쳤다.
데이터처리
- 실험은 2 × 2 요인분석을 전제로 설계하였고 각 처리는 과일 1개를 1반복으로 하여 6반복으로 수행하였다. 1-MCP 처리 및 CA저장의 효과분석은 이원분산분석법을 이용하였으며(SAS, 1990) 처리 평균간 유의성 검정은 Duncan의 다중검정법에 준하였다.
성능/효과
- 이산화탄소 장해에 민감한 ‘후지’ 사과의 저장-모의수출 과정 후 내부갈변증상은 CA저장 사과에서 발견될 것이라는 예측과 달리 1-MCP를 처리하지 않고 8개월 간 저온저장한 사과의 과심 주변부에서 관찰되었으며 특히 상온유통 과일에서 발생률이 높은 경향을 보였다(Table 8). 1-MCP 처리는 저온저장 사과의 내부갈변 증상을 경감시키는 것으로 나타났다. 이처럼 저온저장사과에서 나타나는 내부갈변 증상은 노화성 붕괴장해(senescence breakdown)로 추정되므로(Park et al.
- 청원지역과 안동지역 ‘후지’ 사과의 수확 후 1-MCP 처리와 CA저장은 저장 후 및 모의 수출운송 후 호흡속도 및 에틸렌 발생을 저하시켰다(Tables 2 and 3). 1-MCP를 처리하지 않고 저온저장한 사과의 호흡속도는 수확 시와 비슷한 수준이 유지되었던데 비해 1-MCP 처리와 CA저장 사과에서는 수확 시보다 감소하는 경향을 보여 청원 사과에서는 대조구에 비해 1/3 수준 이하, 안동 사과에서는 1/2-1/3 수준이었다. 에틸렌 발생률의 경우, 무처리 저온저장 사과에서는 8개월 저장 후 또는 추가적인 2주 모의운송 후 수확 시에 비해 급상승한데 비해 1-MCP 처리 사과나 CA저장 사과에서는 수확 시에 비해 근소한 상승에 그쳤다.
- 8개월 저장 후 및 모의수출 과정 후 ‘후지’ 사과의 경도변화에 미치는 처리의 효과는 적정산도에서와 같은 경향으로 무처리+저온저장 사과는 11.0N 이하를 보인데 반해, 1-MCP 처리 및 CA저장 사과에서 13.0N 이상이었다(Table 6).
- 0kPa 수준이 유지되도록 조성하였다. 8개월 저장기간 중 저장고 온도는 0℃로 설정하였고 상대습도는 90% 수준을 유지하였다.
- , 2005a). 본 연구에 사용된 청원 사과와 안동 사과의 전분지수는 각각 0.3, 1.3 수준으로 두 지역 사과 모두 장기저장을 위한 수확시기보다 늦은 시점에서 수확되었고 청원 사과가 보다 성숙이 진전된 상태로 판단되었다. 밀증상(watercore)은 오히려 안동지역 사과에서 일부 관찰되었다.
- 또한 장기저장 과정에서 숙성이 진행되면 세포벽 분해에 따른 중성당의 용출로 인해 단맛과는 무관하게 굴절당도가 증가할 수 있다고 하였다(Park and Yoon, 2006). 본 연구에서 관찰된 저온저장 사과의 당도는 변화가 없거나 조금 감소하였는데, 이는 호흡에 의한 소모가 증가 요인보다 컸기 때문으로 판단된다. 이에 비해 1-MCP 처리와 CA저장 사과에서는 수확 시 잔존한 전분의 당화로 인해 저장 후 당도가 증가한 반면(Park and Youn, 1999a), 호흡이 극도로 억제됨으로써 당함량 소모가 최소화되어 전체적으로는 당도의 증가로 표출된 것으로 보인다.
- , 2009). 본 연구에서도 통계적 유의성은 없으나 단순히 수치만을 비교하면 1-MCP 처리에 비해 CA저장 사과의 경도가 다소 높은 경향이 관찰되었다. 특히 두 가지 수확후 관리기술을 병용한, 1-MCP 처리 후 CA저장 기술을 적용한 사과의 경도와 조직감은 1-MCP 또는 CA저장 단일 처리 사과에 비해 뚜렷하게 높은 경향을 보임으로서 장기저장용으로는 수확시기가 다소 늦은 사과임에도 불구하고 조직감이 우수한 것으로 평가되었다.
- 사과의 적정산도 변화는 당도 변화와 유사한 양상을 보여 1-MCP를 처리하지 않고 저온저장한 사과에서만 수출과정 후 소비자 관능 적합수준인 0.20%(NFRI, 1985)보다 낮은 수준으로 감소하였다(Table 5). 한편, 국내 소비자 관능에 적합한 수준으로써 적정산도 0.
- 0Bx 이하로 다소 낮은 특성을 보였다(Table 1). 산함량은 안동사과가 0.36%로 청원사과 0.26%에 비해 뚜렷하게 높았고 경도는 안동사과가 다소 높았다. 사과의 저장기간을 고려한 성숙도 지표인 전분지수는 요오드 반응도에 따라 지수 5.
- 생리대사의 저하는 굴절당도, 적정산도, 경도 등 이화학 특성과 조직감 유지를 가능케 하는 것으로 조사되었다.
- 이산화탄소 장해에 민감한 ‘후지’ 사과의 저장-모의수출 과정 후 내부갈변증상은 CA저장 사과에서 발견될 것이라는 예측과 달리 1-MCP를 처리하지 않고 8개월 간 저온저장한 사과의 과심 주변부에서 관찰되었으며 특히 상온유통 과일에서 발생률이 높은 경향을 보였다(Table 8).
- 생리대사에 미치는 CA저장의 효과는 수확 후 1-MCP 처리 여부에 따라 그 정도가 큰 차이가 있었다. 즉, 8개월 저장 후와 모의운송 2주 + 현지유통 1일 후 측정한 호흡속도 및 에틸렌 발생률은 1-MCP를 처리하지 않은 사과의 경우 저온저장에 비해 CA저장 사과에서 현저하게 낮았으나 1-MCP 처리 사과에서는 CA저장의 효과가 거의 나타나지 않았다.
- 청원지역과 안동지역에서 장기저장용으로는 다소 늦은 시기(10월 29일)에 수확한 사과의 수확후 1-MCP 처리와 CA저장의 효과를 종합해보면, 전분지수가 1.0 이하로 떨어지는 10월 하순에 수확한 ‘후지’ 사과는 1-MCP 처리만으로 8개월 저장 후 수출 품질을 유지하기에는 다소 미흡한 것으로 판단되었다.
- 1-MCP 처리와 CA저장 사과의 경우, 1-MCP 처리 + 저온저장 및 무처리 + CA저장 사과에서는 모의수출 과정 후 적정산도가 비교적 큰 폭으로 감소한데 비해1-MCP + CA저장 사과에서는 그 변화가 매우 적었다. 특히 1-MCP 처리 후 저온저장한 사과의 경우에는 모의수출 종료 후 0.20% 수준까지 감소하면서 1-MCP 처리에만 의존 시 8개월 저장 후에는 품질한계점을 드러냄으로써 적정산도 유지에 미치는 처리 별 효과 강도는 1-MCP 처리에 비해 CA저장이 높은 것으로 평가되었다. 이러한 수확후 관리기술에 의한 적정산도의 변화 양상은, 1-MCP 처리 및 CA 저장이 호흡량과 에틸렌 발생을 저하시켜 과일의 유기산이 호흡기질로 소모되는 것을 감소시켜 준다는 보고(Park and Yoon, 2006; Rupasinghe et al.
- 본 연구에서도 통계적 유의성은 없으나 단순히 수치만을 비교하면 1-MCP 처리에 비해 CA저장 사과의 경도가 다소 높은 경향이 관찰되었다. 특히 두 가지 수확후 관리기술을 병용한, 1-MCP 처리 후 CA저장 기술을 적용한 사과의 경도와 조직감은 1-MCP 또는 CA저장 단일 처리 사과에 비해 뚜렷하게 높은 경향을 보임으로서 장기저장용으로는 수확시기가 다소 늦은 사과임에도 불구하고 조직감이 우수한 것으로 평가되었다. 본 연구결과 외에도, ‘홍로’ 사과의 저장 및 유통 후 경도와 조직감 유지에 두 기술의 상가효과가 다소 관찰되었던 보고나(Park et al.
- 20%(NFRI, 1985)보다 낮은 수준으로 감소하였다(Table 5). 한편, 국내 소비자 관능에 적합한 수준으로써 적정산도 0.24%(Park et al., 2006)를 적용할 때, 수출현지 유통 후까지 적정 수준을 유지한 처리로는 청원사과의 경우, 1-MCP + CA 저장 사과뿐이었으며 안동사과는 1-MCP 처리와 무관하게 CA저장 사과가 우수한 것으로 조사되었다. 1-MCP 처리와 CA저장 사과의 경우, 1-MCP 처리 + 저온저장 및 무처리 + CA저장 사과에서는 모의수출 과정 후 적정산도가 비교적 큰 폭으로 감소한데 비해1-MCP + CA저장 사과에서는 그 변화가 매우 적었다.
- 한편, 안동지역 사과의 경우, 장기저장 및 모의수출과정 후 측정한 사과의 당도는 처리 간 유의성이 나타나지는 않았으나 무처리 후 저온저장한 사과는 수확 시 당도 11.9°Bx에 비해 다소 감소한데 비해 무처리 + CA저장 또는 1-MCP 처리 사과 등 나머지 처리 사과에서는 12.0°Bx 이상의 수준으로 수확 시에 비해 상승하는 경향이었다.
후속연구
- 따라서 국내 사과의 수출시장 확대를 위해서는 조, 중생종 사과의 수출 모델을 개발하고 ‘후지’ 사과의 고품질을 유지하면서 수출기간을 연장하는 수확 후 품질관리기술 적용체계가 필요하다.
- 본 연구결과 외에도, ‘홍로’ 사과의 저장 및 유통 후 경도와 조직감 유지에 두 기술의 상가효과가 다소 관찰되었던 보고나(Park et al., 2009), CA저장을 하면 1-MCP 처리 사과의 물리특성과 관능특성이 보다 오래 유지된다는 연구결과(Bai et al., 2005; Rupasinghe et al., 2000; Watkins et al., 2000)를 종합하여 고려한다면, 두 기술을 조합하여 ‘후지’ 사과에 적용함으로써 보다 우수한 품질을 유지하면서 수출기간을 연장할 수 있을 것으로 기대된다.
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