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문제 정의
- 본 실험은 수출시 필요한 운송 및 현지유통기간 확보를 위하여 성숙 및 노화 호르몬인 에틸렌의 무독성 길항제인 1-MCP 처리와 미세천공 가공으로 산소투과도를 높이도록 조제된 방담 30㎛ OPP필름 처리를 복합하여 선도유지기간을 연장하고자 수행하였다.
- 수확후 큰느타리버섯의 3주 이상 저온 저장 및 유통 중 품질 유지를 확보하기 위하여 포장 내부의 적정 산소와 이산화탄소 농도를 유지하는 MAP 기술적용 체계를 확립하고자 하였다. 이를 위하여 1μL/L 1-methylcyclopropene (1-MCP, 20시간, 0℃)을 처리하고 방담성 30㎛ oriented polypropylene(OPP, 1238.
제안 방법
- 가스조절 챔버(40×70×40cm)를 사용하였으며 선별한 큰 느타리버섯 5kg을 수확용 플라스틱 박스(52×36.5×30.6cm)에 적재한 후 1μL/L의 1-MCP 처리를 0 ℃에서 20시간동안 처리하였다.
- 이를 위하여 1μL/L 1-methylcyclopropene (1-MCP, 20시간, 0℃)을 처리하고 방담성 30㎛ oriented polypropylene(OPP, 1238.0cc/m2 · day · atm O2)필름과 미세천공(MP3, 3179.9cc/m2·day·atm O2)필름으로 포장한 후 0℃에 저장 3주, 4주 저장 후 3일 상온유통을 실시하고 큰느타리버섯의 색도, 경도, 이취 등 품질변화를 관찰하였다.
- 큰느타리버섯 저장 및 유통 중 시료에 대한 관능적 품질평가는 버섯 품질조사에 참여하고 있는 3명의 연구원을 활용하여 시료 포장을 개봉한 뒤 곧바로 이취를 평가하였고 이어 갈변도 및 전체적 품질을 평가하였다. 이취 점수 기준은 5단계 점수를 부여하여(0점 = 이취가 전혀 없음, 1점 = 이취를 약간 발생, 2점 = 이취를 느낄 수 있으나 상품화 가능, 3점 =이취 발생이 심함, 4점 = 매우 심한 이취 발생) 평가하였고, 갈변도 점수 기준은 5단계 점수를 부여하여(5점 = 전혀 변색되지 않음, 4점 = 약간 변색됨, 3점 = 일부 변색되었으나 상품화 가능, 2점 = 갈변 발생이 심함, 1점 = 갈변 발생이 매우 심함) 평가하였다. 전체적 품질은 이취와 외형을 종합적으로 판단하여 Meilgaard 등(11)의 방법에 의해 9단계 점수를 부여하여(9점 = 매우 신선, 실험초기 상태, 7점 = 신선, 선도 약간 저하, 5점 = 보통, 판매가능, 3점 = 나쁨, 식용 불가능, 1점 = 매우 나쁨, 부패 및 변질) 평가하였고, 점수 5는 상품성의 한계로 간주되었다.
- 저장 및 유통 기간 중 포장 내 기체조성(O2 및 CO2)은 포장 필름 표면에 septum을 부착한 뒤 헤드스페이스 가스 분석기(CheckMate 9900, PBI Dansensor Co, Ringsted, Denmark)를 이용하여 측정하였다. 중량감소율은 저장초기 중량에 대한 감소량을 백분율로 환산하였으며, 큰느타리버섯 줄기의 표면 색도는 표준백판 (L* 97.
- 29)으로 보정된 색차계(CR-300, Minolta, Japan)를 이용하여 CIE L*(lightness) 값을 측정하였다. 줄기조직의 경도는 갓 아래 약 2㎝부위를 2㎜ 탐침을 이용하여 Texture Analyzer(TA XT2, UK)로 투과속도 3㎜/sec로 변형 깊이 10㎜ 깊이까지 뚫고 들어갈 때의 투과력을 측정한 후 단위는 Newton(N)으로 표현하였다.
- )은 포장 필름 표면에 septum을 부착한 뒤 헤드스페이스 가스 분석기(CheckMate 9900, PBI Dansensor Co, Ringsted, Denmark)를 이용하여 측정하였다. 중량감소율은 저장초기 중량에 대한 감소량을 백분율로 환산하였으며, 큰느타리버섯 줄기의 표면 색도는 표준백판 (L* 97.75, a* -0.43, b*0.29)으로 보정된 색차계(CR-300, Minolta, Japan)를 이용하여 CIE L*(lightness) 값을 측정하였다. 줄기조직의 경도는 갓 아래 약 2㎝부위를 2㎜ 탐침을 이용하여 Texture Analyzer(TA XT2, UK)로 투과속도 3㎜/sec로 변형 깊이 10㎜ 깊이까지 뚫고 들어갈 때의 투과력을 측정한 후 단위는 Newton(N)으로 표현하였다.
- 큰느타리버섯 저장 및 유통 중 시료에 대한 관능적 품질평가는 버섯 품질조사에 참여하고 있는 3명의 연구원을 활용하여 시료 포장을 개봉한 뒤 곧바로 이취를 평가하였고 이어 갈변도 및 전체적 품질을 평가하였다. 이취 점수 기준은 5단계 점수를 부여하여(0점 = 이취가 전혀 없음, 1점 = 이취를 약간 발생, 2점 = 이취를 느낄 수 있으나 상품화 가능, 3점 =이취 발생이 심함, 4점 = 매우 심한 이취 발생) 평가하였고, 갈변도 점수 기준은 5단계 점수를 부여하여(5점 = 전혀 변색되지 않음, 4점 = 약간 변색됨, 3점 = 일부 변색되었으나 상품화 가능, 2점 = 갈변 발생이 심함, 1점 = 갈변 발생이 매우 심함) 평가하였다.
- 봉지 당 배지가 부착된 형태의 큰느타리버섯 300±10g을 넣은 후 관행 봉지는 입구 110㎜ 안쪽을, 미세 천공필름 봉지는 입구 95㎜ 안쪽을 비닐접착기로 밀봉하였다. 포장 후 저장은 0℃에서 4주 수행하였고 저온저장 3, 4주 후 3일간 추가 유통과정은 20℃ 상온환경에서 수행하였다.
대상 데이터
- 6cm)에 적재한 후 1μL/L의 1-MCP 처리를 0 ℃에서 20시간동안 처리하였다. 1-MCP는 분말 상태(SmartFreshTM, AgroFresh Inc., USA)로 구입하였고 사용량 70mg/m3 기준으로 1-MCP를 정량하여 100mL들이 삼각플라스크(반응용기)에 넣고 25mL의 증류수를 부은 다음 마개를 닫고 몇 번 흔들어 주어 녹인 후 마개를 뽑고 처리하고자 하는 챔버에 넣고 밀폐하였다. 처리시 분말 1-MCP는 물에 접촉함과 동시에 1-MCP 가스를 발생시키므로 흔들어 녹이는 과정과 처리용기에 넣는 시간을 최대한 신속하게 하도록 주의하였다.
- 본 실험에 사용한 큰느타리버섯은 경기도 수원지역 재배 농가에서 2011년 10월 13일에 수확하였다. 수확한 버섯은 통풍이 양호한 플라스틱 박스에 담아 수확 즉시 실험실로 옮겨 실험에 사용하였다.
- 본 실험에 사용한 큰느타리버섯은 경기도 수원지역 재배 농가에서 2011년 10월 13일에 수확하였다. 수확한 버섯은 통풍이 양호한 플라스틱 박스에 담아 수확 즉시 실험실로 옮겨 실험에 사용하였다.
- 실험에 사용한 포장재는 실제 농가에서 사용하는 30㎛ 두께 OPP필름 봉지(가로: 25.6㎝, 세로: 31.5㎝)를 대조구로 하였고, 30㎛ 두께 OPP필름에 미세 천공을 위하여 femtosecond 펄스 레이저 방식을 적용하여 산소투과율을 조정한 MP3필름 봉지(가로: 23㎝, 세로: 33㎝)를 대 륭포장산업(Gwangju, Korea)에서 제공받아 사용하였으며 포장재 종류별 산소투과율 특성은 Table 1에 나타내었다. 방담성 30㎛ 두께 OPP필름은 산소투과율이 1238.
데이터처리
- 모든 처리는 포장단위를 반복으로 하여 3반복 수행하였고 포장재내 가스조성은 평균값을 구한 후 표준오차(standard error, SE)로 나타내었으며, 품질 및 관능 평가 결과는 SAS 통계 프로그램(version 9.2, SAS Institute, Cary, NC, USA)을 이용하여 2원분산분석법과 5% 수준에서 Duncan 의 다중비교법을 실시하여 요인의 효과와 평균간 차이를 검정하였다.
이론/모형
- 이취 점수 기준은 5단계 점수를 부여하여(0점 = 이취가 전혀 없음, 1점 = 이취를 약간 발생, 2점 = 이취를 느낄 수 있으나 상품화 가능, 3점 =이취 발생이 심함, 4점 = 매우 심한 이취 발생) 평가하였고, 갈변도 점수 기준은 5단계 점수를 부여하여(5점 = 전혀 변색되지 않음, 4점 = 약간 변색됨, 3점 = 일부 변색되었으나 상품화 가능, 2점 = 갈변 발생이 심함, 1점 = 갈변 발생이 매우 심함) 평가하였다. 전체적 품질은 이취와 외형을 종합적으로 판단하여 Meilgaard 등(11)의 방법에 의해 9단계 점수를 부여하여(9점 = 매우 신선, 실험초기 상태, 7점 = 신선, 선도 약간 저하, 5점 = 보통, 판매가능, 3점 = 나쁨, 식용 불가능, 1점 = 매우 나쁨, 부패 및 변질) 평가하였고, 점수 5는 상품성의 한계로 간주되었다.
성능/효과
- 9cc/m2·day·atm O2)필름으로 포장한 후 0℃에 저장 3주, 4주 저장 후 3일 상온유통을 실시하고 큰느타리버섯의 색도, 경도, 이취 등 품질변화를 관찰하였다. 1-MCP 처리 후 미세천공필름 포장에 의해서 저장 기간 동안 포장재 내 산소 농도 3.6~10.9%, 이산화탄소 농도 9.0~13.8% 수준이 유지되었으며 4주 저장 + 3일 상온유통 후 무처리 OPP필름보다 갓무름과 갈변, 이취 발생이 적어 상품성을 유지하였다.
- 1% 이하로 육안으로 보이는 시들음은 볼 수 없었다(Table 2). 4주 저장 + 3일 상온 유통 후 1-MCP 처리가 무처리에 비하여 포장필름 종류에 관계없이 중량감소가 억제되는 경향이었으나 유의차는 없었다. 생체중 감소는 유통, 저장 중 내적, 외적 품질 변화에 영향을 주어 상품성 저하를 가져오는 중요한 요소이다.
- 3주 운송 기간을 전제조건으로 할 경우 단독 1-MCP 처리나 미세천공(MP3)필름 포장을 활용하여 큰느타리버섯의 품질과 상품성을 접합한 수준으로 유지할 수 있어 적용 가능한 기술로 생각된다. 4주 저장 + 3일 상온유통 하였을 때 1-MCP 처리 후 미세천공(MP3)필름이 가장 높은 전체적 품질점수를 나타내 었으며 상대적으로 낮은 이취발생, 갈변과 갓무름이 적어 높은 점수를 얻는데 영향을 준 것으로 보인다.
- 1 과 같이 산소 농도는 호흡으로 소비되어 감소하고 이산화탄소 농도는 반비례적으로 증가하여 정체하는 전형적인 상태를 나타내었다. 그러나, 1-MCP와 포장재 처리에 따라 감소와 증가되는 정도에 차이가 있어 산소농도는 저장 초기 21%에서 저장 1일 후 OPP필름 포장의경우, 무처리 0.04% 였던 데 비하여 1-MCP 처리는 2.3%로 다소 높은 수준을 보였고, MP3필름 포장의 경우도 무처리 2.4% 였던 데 비하여 1-MCP 처리에 의해 10.9%를 보였다. 그러나, 저장 21일 후 1-MCP 처리 후 MP3필름을 제외하고는 모두 산소농도가 급격히 감소하여 0%에 가까웠다.
- 큰느타리버섯의 수확후 품질 변화 중 상품성에 큰 영향을 미치는 갈변현상은 줄기표면의 명도 L*값을 측정하였을 때 저장 3주, 3주 저장 + 3일 상온유통 후 처리에 의한 유의차 없었으나 저장 4주 후 MP3필름 포장에서 명도 값이 높았으며, 4주 저장 + 3일 상온유통 후 무처리 OPP필름 포장에 비하여 1-MCP 처리 후 MP필름 포장에서 명도 값이 높은 경향을 보였다(Table 3). 눈으로 판단한 갈변도 지수는 무처리 OPP필름 버섯의 갈변도가 3주 저장 + 3일 상온유통, 4주 저장, 4주 저장 + 3일 상온유통 후 유의적으로 낮게 평가되었다. 큰느타리버섯의 줄기조직 갈변도에는 4주 저장 이후 1-MCP, 포장 필름의 영향을 모두 영향을 주는 것으로 나타났다.
- 그러나, 저장 21일 후 1-MCP 처리 후 MP3필름을 제외하고는 모두 산소농도가 급격히 감소하여 0%에 가까웠다. 또한 이산화탄소 농도는 저장초기 0.03%에서 점차 증가하여 저장 1일 후 모든 처리에서 9%이상으로 증가하였고 저장 21일 후 무처리 OPP필름은 23.9%로 증가하였으며, 각 필름처리 내 1-MCP 처리에 의하여 이산화탄소 농도 증가는 억제되었으며, OPP필름보다 MP3필름의 경우 포장재 내 이산화탄소 농도가 더 낮게 유지되었다. 1-MCP 처리와 물리적 장벽이 되는 포장필름의 기체투과율이 밀봉한 포장재 내부의 기체조성 변화에 큰 영향을 준다고 볼 수 있다.
- 큰느타리버섯의 이취 및 전체적인 품질은 Table 4에 나타내었다. 무처리 후 OPP필름 포장은 저장 3주에 이취가 발생하였고 3주 저장 + 3일 상온유통 후, 4주 저장, 4주 저장 +3일 상온유통 후 심한 이취 발생과 갓무름 발생으로 전체적인 품질에 영향을 주어 상품성을 상실하였다. 전체적인 품질을 관능평가한 결과 저장 4주까지 1-MCP 처리가 포장재 종류와 관계없이 높은 점수를 나타내었으며 3주 저장 + 3일 상온유통까지는 무처리 후 OPP필름 포장을 제외하고는 처리간 유의차 없이 상품성을 유지하고 있었다(Fig.
- 미세천공 필름의 미세구멍은 약 14.6×10.8µm 크기로 확인하였으며(Fig. 2), 산소투과율이 1238.0cc/m2·day·atm인 방담성 OPP필름(30㎛) 표면에 눈에 보이지 않는 작은 미세천공의 크기, 간격 및 개수를 조절하여 산소투과율을 3179.9cc/m2 · day · atm로 산소투과율이 2.5 배 정도 높은 것을 알 수 있었다.
- 방담성 30㎛ 두께 OPP필름은 산소투과율이 1238.0cc/m2 · day · atm로 확인되었으며, 미세 천공한 MP3필름은 3179.9cc/m2 · day · atm로 산소투과율이 2.5 배 정도 높은 특성을 가졌다.
- 본 실험의 경우 1-MCP 처리로 인한 호흡 억제와 산소투과율 3179.9cc/m2 · day · atm 수준의 미세천공(MP3) 필름에 의해 지나친 O2 감소와 CO2축적을 막을 수 있어 이취발생을 억제하면서 저장 및 유통 중 발생하는 갈변과 갓무름과 같은 노화 현상의 억제에도 효과적인 것으로 판단된다.
- 무처리 후 OPP필름 포장은 저장 3주에 이취가 발생하였고 3주 저장 + 3일 상온유통 후, 4주 저장, 4주 저장 +3일 상온유통 후 심한 이취 발생과 갓무름 발생으로 전체적인 품질에 영향을 주어 상품성을 상실하였다. 전체적인 품질을 관능평가한 결과 저장 4주까지 1-MCP 처리가 포장재 종류와 관계없이 높은 점수를 나타내었으며 3주 저장 + 3일 상온유통까지는 무처리 후 OPP필름 포장을 제외하고는 처리간 유의차 없이 상품성을 유지하고 있었다(Fig. 3). 3주 운송 기간을 전제조건으로 할 경우 단독 1-MCP 처리나 미세천공(MP3)필름 포장을 활용하여 큰느타리버섯의 품질과 상품성을 접합한 수준으로 유지할 수 있어 적용 가능한 기술로 생각된다.
- 큰느타리버섯의 수확후 품질 변화 중 상품성에 큰 영향을 미치는 갈변현상은 줄기표면의 명도 L*값을 측정하였을 때 저장 3주, 3주 저장 + 3일 상온유통 후 처리에 의한 유의차 없었으나 저장 4주 후 MP3필름 포장에서 명도 값이 높았으며, 4주 저장 + 3일 상온유통 후 무처리 OPP필름 포장에 비하여 1-MCP 처리 후 MP필름 포장에서 명도 값이 높은 경향을 보였다(Table 3). 눈으로 판단한 갈변도 지수는 무처리 OPP필름 버섯의 갈변도가 3주 저장 + 3일 상온유통, 4주 저장, 4주 저장 + 3일 상온유통 후 유의적으로 낮게 평가되었다.
- 눈으로 판단한 갈변도 지수는 무처리 OPP필름 버섯의 갈변도가 3주 저장 + 3일 상온유통, 4주 저장, 4주 저장 + 3일 상온유통 후 유의적으로 낮게 평가되었다. 큰느타리버섯의 줄기조직 갈변도에는 4주 저장 이후 1-MCP, 포장 필름의 영향을 모두 영향을 주는 것으로 나타났다. 버섯 표면의 색도 변화는 polyphenol oxidase(PPO) 효소가 관여하는 효소적 갈변과 성분 상호간의 화학적 변화에 의해 발생하는 비효소적 갈변으로 나누어지는데, 주로 갈변효소에 의해 발생한다고 하였다(Martinez와 Whitaker, 1995).
- 원예산물 저장 중 중량감소는 증산과 호흡에 의한 것으로 특히 증산의 영향을 많이 받으며 포장재 기밀 정도의 밀폐가 클수록 낮아지는 것으로 알려져 있다(Bhowmik과 Jung, 1992) 본 실험의 경우 밀폐 포장의 영향으로 수분 증발이 감소하여 영향을 많이 받지 않은 것으로 보인다. 큰느타리버섯의 줄기조직 경도는 저장 3주 후 1-MCP 처리에 의해 경도가 유의적으로 높았으며 포장 필름 종류도 영향을 주는 것으로 나타났으나 3주 저장 +3일 상온 유통, 4주 저장, 4주 + 3일 상온 유통 시 처리에 의한 차이는 없었다(Table 2). 수분감소에 따른 위조가 외형 변화와 조직연화 등의 품질변화를 유발하는 주요 요인으로 알려져 있는데(Kader, 2002) 실험 초기 줄기의 경도가 4.
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