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문제 정의
- 현재 시판되고 있는 이 필름은 레이저의 세기나 펄스수 등을 통해 산소투과도가 5,000cc · m−2 · day · atm에서 100,000cc · m−2 · day · atm까지 조절할 수 있다. 이에 본 연구에서는 새싹채소 유통 현장에 적용할 수 있는 레이저 가공 비천공 Breathable 필름의 적정 조건을 구명하고자 수행되었다.
제안 방법
- 새싹 채소별 각각의 필름 종류에 따른 MA 저장에 미치는 영향을 상호 비교 분석하기 위하여 저장 중 생체중 감소율을 측정하였으며, 이산화탄소, 산소 및 에틸렌 농도 변화를 측정하였다. 가스 농도 변화는 포장재 외부에 측정용 바늘이 수차례 통과하는 위치를 재가공하여 가스 누출을 막았으며, 레이저 가공부위를 피하여 가스 투과도에 영향이 없도록 하였다. 이산화탄소 및 산소 농도는 infrared sensor(Checkmate, PMB, Denmark)로 측정하였으며 % 농도로 환산하여 이를 통해 호흡율을 계산하였다.
- 본 실험에 사용된 새싹채소는 다채, 콜라비, 유채, 배추, 적무, 그리고 브로콜리의 6종이 사용되었으며 경기도 평택시 (주)미래원에서 생산된 새싹채소를 바로 취합하여 개별포장과 혼합포장을 실시하여 MA 저장성을 상호 비교하였다.
- 새싹 채소별 각각의 필름 종류에 따른 MA 저장에 미치는 영향을 상호 비교 분석하기 위하여 저장 중 생체중 감소율을 측정하였으며, 이산화탄소, 산소 및 에틸렌 농도 변화를 측정하였다. 가스 농도 변화는 포장재 외부에 측정용 바늘이 수차례 통과하는 위치를 재가공하여 가스 누출을 막았으며, 레이저 가공부위를 피하여 가스 투과도에 영향이 없도록 하였다.
- 새싹채소의 개별 MA 저장성을 비교한 후 이 6가지 새싹채소를 혼합하여 개별 비교 실험에서 사용한 20,000cc, 60,000cc, 그리고 100,000cc 이외에 현재 유통단계에서 사용중인 유공필름과 40,000cc 및 80,000cc 비천공 필름을 적용하여 MA 저장하였다.
- 이산화탄소 및 산소 농도는 infrared sensor(Checkmate, PMB, Denmark)로 측정하였으며 % 농도로 환산하여 이를 통해 호흡율을 계산하였다. 에틸렌 농도 변화 조사 역시 산소 및 이산화 탄소 농도 측정부위와 동일하게 적용하였으며, 내부 에틸렌 농도는 gas chromatography(Shimadzu GC 2010, Japan)를 사용하여 측정하였고(Park 등, 2000), 각각의 측정은 최초 실험개시일과 저장 1일차, 4일차, 그리고 7일차의 총 4회 측정하였다. 저장 종료일에 패널테스트를 통한 외관과 이취를 조사하였다.
- 용기는 크기 137 × 95 × 30mm를 사용하여 순간 가열식 용기접착기(SC200-IP, Kumkang, Korea)로 포장하였으며, 저장기간 및 온도는 Kang 등(2009)의 연구에 기초하여 10℃에 7일간 저장하였다.
- 가스 농도 변화는 포장재 외부에 측정용 바늘이 수차례 통과하는 위치를 재가공하여 가스 누출을 막았으며, 레이저 가공부위를 피하여 가스 투과도에 영향이 없도록 하였다. 이산화탄소 및 산소 농도는 infrared sensor(Checkmate, PMB, Denmark)로 측정하였으며 % 농도로 환산하여 이를 통해 호흡율을 계산하였다. 에틸렌 농도 변화 조사 역시 산소 및 이산화 탄소 농도 측정부위와 동일하게 적용하였으며, 내부 에틸렌 농도는 gas chromatography(Shimadzu GC 2010, Japan)를 사용하여 측정하였고(Park 등, 2000), 각각의 측정은 최초 실험개시일과 저장 1일차, 4일차, 그리고 7일차의 총 4회 측정하였다.
- 에틸렌 농도 변화 조사 역시 산소 및 이산화 탄소 농도 측정부위와 동일하게 적용하였으며, 내부 에틸렌 농도는 gas chromatography(Shimadzu GC 2010, Japan)를 사용하여 측정하였고(Park 등, 2000), 각각의 측정은 최초 실험개시일과 저장 1일차, 4일차, 그리고 7일차의 총 4회 측정하였다. 저장 종료일에 패널테스트를 통한 외관과 이취를 조사하였다.
- 포장은 개별포장과 동일한 PP 용기를 적용하였으며, 필름의 경우에 유공필름(개공률 0.598%)과 산소투과도가 각각 20,000cc, 40,000cc, 60,000cc, 80,000cc, 그리고 100,000cc · m−2 · day · atm인 비천공 필름을 사용하였으며 필름의 재질은 동일한 PP필름이였다.
대상 데이터
- 개별포장의 경우에 산소투과도가 각각 20,000cc, 60,000cc, 그리고 100,000cc · m−2 · day · atm인 비천공 breathable 필름을 사용하였으며 필름의 재질은 PP 였다.
- 저장성 비교와 외관상 품질과 이취 측정은 개별 새싹채소의 저장성 실험과 동일하게 실시하였다. 관능평가는 5명의 숙련된 패널이 조사 하였는데, 1부터 5까지 등급으로 평가하였다. 외관상 품질의 등급은 저장전 가장 좋은 상태를 5점, 상품성이 유지한 상태를 3점, 그리고 완전 폐기 상태를 1점으로 하였다.
데이터처리
- 이취의 평가 등급은 이취를 느끼지 못하는 수준을 1점, 이취가 매우 강한 수준을 5점으로 하였다. 모든 실험은 6반복으로 진행하였으며 통계처리는 Microsoft Excel 2007 program을 이용하여 표준편차로 나타내었다.
성능/효과
- 새싹채소 개별 포장에 있어서 호흡율을 상호 비교한 결과 콜라비의 호흡율이 가장 높게 나타났으며 브로콜리가 가장 낮은 결과를 나타내었으나, 브로콜리를 제외한 다섯 가지 품종은 모두 유사한 호흡율을 나타내었다. 개별포장에 있어 여섯 새싹채소 모두 저장기간 7일 동안 생체중의 감소는 0.5% 미만으로 저장기간 동안 생체중의 변화에 의한 품질하락은 보이지 않았으며, 사용된 세가지 비천공 breathable 필름에서도 차이를 보이지 않았다. 다만 새싹채소별 생체중 감소의 경향은 호흡율과 유사하게 브로콜리를 제외한 다섯 새싹채소에서 유사하게 나타났다(Fig.
- 4). 그러나 콜라비와 배추 새싹채소의 에틸렌 농도는 20,000cc 필름에서 저장 7일차에 급격한 농도변화를 보였는데 두가지 새싹채소 모두에서 저장 1일차를 기준으로 저장 4일차에서는 1일차보다 감소하고 저장 7일차에서는 다시 급격하게 증가하는 결과를 보였다. 이러한 패턴은 변화는 크지 않으나 60,000cc 필름을 적용한 유채에서도 나타났다.
- Kader(2002)의 보고에 따르면 무싹은 에틸렌에 대한 감수성이 낮다고 하였으며, Bae 등(2004)은 1ppm수준의 에틸렌이 처리된 새싹의 경우 배축이 굵어지는 효과가 있었다고 보고하였다. 따라서 본 실험에서 나타난 저장 7일 후의 급격한 에틸렌 농도 변화를 보인 콜라비와 배추 등은 20,000cc 필름의 적용에 주의가 필요하다고 판단된다.
- 따라서, 외관과 이취의 결과에서 혼합 새싹채소는 40,000~60,000cc 필름으로 저장하는 것이 적절하며, 혼합 새싹채소 각기 다른 저장성으로 인해 혼합 새싹채소 유통시 적절한 새싹채소를 선발하여 포장하는 것이 요구된다.
- 새싹채소 개별 포장에 있어서 호흡율을 상호 비교한 결과 콜라비의 호흡율이 가장 높게 나타났으며 브로콜리가 가장 낮은 결과를 나타내었으나, 브로콜리를 제외한 다섯 가지 품종은 모두 유사한 호흡율을 나타내었다. 개별포장에 있어 여섯 새싹채소 모두 저장기간 7일 동안 생체중의 감소는 0.
- 새싹채소 혼합 포장에 있어서 7일간의 저장기간 동안 생체중 감소는 유공필름 처리구를 제외한 모든 비천공 필름은 0.2~0.35% 내외로 수분 손실과 흐흡으로 인한 생체중 감소가 매우 적었으나, 유공필름 처리구는 급격한 감소를 보이며 저장 종료일에 약 2.5%의 감소율을 보였다. 일반적으로 엽채류는 2~3% 수분이 손실될 경우 상품성이 상실된다고 한다(Kays와 Paull, 2004).
- 에틸렌 농도는 저장기간중 처리구간의 변화는 각각 다르게 나타났으나, 1.1ppm 내의 낮은 농도를 유지되었다. 필름 종류별로는 투과도와 농도간의 일정한 경향이 나타나지 않았는데, 특히 산소투과도가 낮아 높은 에틸렌 농도가 예상되었던 20,000cc와 40,000cc에서 중간 정도의 농도를 보였는데, 이는 두 필름처리가 저장중 높은 이산화탄소와 저산소를 대기 조성을 보였기 때문이라 판단된다.
- 관능평가는 5명의 숙련된 패널이 조사 하였는데, 1부터 5까지 등급으로 평가하였다. 외관상 품질의 등급은 저장전 가장 좋은 상태를 5점, 상품성이 유지한 상태를 3점, 그리고 완전 폐기 상태를 1점으로 하였다. 이취의 평가 등급은 이취를 느끼지 못하는 수준을 1점, 이취가 매우 강한 수준을 5점으로 하였다.
- 위의 결과를 통하여 새싹채소의 경우 비천공 필름을 사용할 경우 생체중 감소로 인한 품질의 변화는 우려하지 않아도 되며, 20,000cc 비천공 필름이 인위적인 MA 조건을 충족시켜 외관적 품질이 우수하고 이취가 적은 필름으로 적용이 가능하다고 판단된다.
- 일반적으로 엽채류는 2~3% 수분이 손실될 경우 상품성이 상실된다고 한다(Kays와 Paull, 2004). 유공필름 처리구를 제외한 나머지 모든 처리구에서 저장 직후 이산화탄소 농도가 급격히 증가하고, 산소 농도가 급격히 감소하며, 산소투과도가 가장 낮은 20,000cc 필름 처리구에서 가장 높은 이산화탄소 농도와, 가장 낮은 산소농도를 나타냈다. 60,000cc, 80,000cc, 그리고 100,000cc 필름 처리구는 8% 내외의 이산화탄소 농도가 저장 종료일까지 유지되었다.
- 에틸렌은 식물의 성숙 및 노화 촉진에 관여 하는 식물 호르몬으로 엽록소 및 경도 감소 등을 유발하거나 가속화 시켜 저장 중 품질을 떨어뜨리거나 제거해야 할 대상이다(Kader, 1980; Watada, 1986). 이를 통해 에틸렌 농도변화가 심했던 콜라비와 배추는 가스투과도가 200,000cc보다 더 높은 필름을 사용하고, 필름의 기체 투과도가 좋아 적정 MA 조건이 만들어지고 유지되는 필름을 사용하는 것이 좋을 것으로 판단되었다(Fig. 4). Kader(2002)의 보고에 따르면 무싹은 에틸렌에 대한 감수성이 낮다고 하였으며, Bae 등(2004)은 1ppm수준의 에틸렌이 처리된 새싹의 경우 배축이 굵어지는 효과가 있었다고 보고하였다.
- 이산화탄소와 산소의 농도 변화(Fig. 2)는 생체중 감소 변화와 유사하게 다채, 콜라비, 유채, 그리고 배추에서 같은 경향을 보였으며 특히 20,000cc 비천공 필름에서 저장 4일 후와 7일 후 사이에 급격한 변화를 보였다. 적무는 이산화탄소의 변화량이 다른 새싹채소보다는 적으나 동일한 변화 경향을 보였다.
- 5). 이와 같이 호흡률과 에틸렌 발생율은 작물별 2배 이상의 차이가 발생하여 MA저장 중 필름내 대기조성에 영향을 미칠 것으로 예상되었으나, Fig. 2, 3, 그리고 4에서 보듯 포장내 이산화탄소, 산소, 그리고 에틸렌 농도는 호흡률과 에틸렌 발생량과 일정한 경향을 보이지 않았다. 이는 호흡률과 에틸렌 발생율은 상온에 측정하였으나, MA 저장은 10℃에 실시하였기 때문에 작물별로 서로 다른 Q10 value의 영향과 작물마다 다른 대기조성별 민감도, 그리고 대기 조성간에 상호작용의 영향이라 판단된다.
- 저장종료일의 패널테스트를 통한 외관의 변화를 조사한 결과, 20,000cc 필름처리구가 가장 높은 외관 품질을 나타냈고, 나머지 비천공 처리구는 유공필름 처리구보다 높은 외관 품질을 보였다. 이취는 외관 품질이 우수하였던 20,000cc 처리구에서 가장 많은 이취를 발생하였으며, 60,000cc 필름 처리구에서 가장 적은 이취가 발생하였다. 20,000cc 처리구의 경우 저장 4일 이후부터 포장내 18%이상의 이산화탄소와 2% 이하의 산소농도를 보여 무기 호흡이(Kays와 Paull, 2004) 발생하였던 것으로 판단된다.
- 저장 7일 후 외관상의 품질 변화를 관능검사를 통해 특정하였는데, 20,000cc 비천공 필름에서 모든 새싹채소 동일하게 가장 우수하게 나타났으며, 가스투과도가 증가할수록 외관상 품질은 떨어지는 것으로 나타났다. 이것은 동일한 시기에 실시한 이취 패널테스트에서도 동일하게 나타났는데 20,000cc 비천공 필름이 상대적으로 60,000cc 와 100,000cc 비천공 필름보다 이취가 적은 것으로 나타났다.
- 저장종료일의 패널테스트를 통한 외관의 변화를 조사한 결과, 20,000cc 필름처리구가 가장 높은 외관 품질을 나타냈고, 나머지 비천공 처리구는 유공필름 처리구보다 높은 외관 품질을 보였다. 이취는 외관 품질이 우수하였던 20,000cc 처리구에서 가장 많은 이취를 발생하였으며, 60,000cc 필름 처리구에서 가장 적은 이취가 발생하였다.
- 적무는 이산화탄소의 변화량이 다른 새싹채소보다는 적으나 동일한 변화 경향을 보였다. 필름 포장한 브로콜리 새싹의 이산화탄소 변화 경향은 다른 새싹채소와 차이가 있으며 특히 20,000cc 필름에서 저장 7일째에도 발생량이 높게 유지되는 것을 보여주었다. 이는 브로콜리 새싹의 생리적 특성에 기인하는 것으로 추측되나 이에 대한 확인 실험이 요구되었다.
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