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문제 정의
- 이에 본 연구는 치콘의 저장 중 품질 유지를 위해 치콘의 절단면 적변 방지를 위한 열처리 기술 개발과 열처리의 적변 방지 원리를 알아보고자 수행하게 되었다.
제안 방법
- 침지처리 후 치콘 절단면의 수분을 거즈로 제거한 후 열수처리로 상승한 절단부위의 온도를 낮추기 위해 대조구를 포함한 모든 치콘을 5°C 강제 송풍(4m·s-1) 조건에서 적외선 온도계(E-39650-20, Cole Parmer Co., USA)로 측정하여 절단면의 온도가 10℃ 이하로 떨어진 half cooling time까지 예냉하였다(Jung et al., 2010).
- 페놀함량은 Folin & Ciocalteu’s phenol reagent를 사용하여 gallic acid를 표준물질로 하여 UV-spectrophotometer(S-3100, SCINCO, Korea)로 765nm에서 측정하였다(Kang and Saltiveit, 2003).
- 치콘 절단면의 적변정도를 10℃ 저장 중에 색차계(CR-400, Minolta, Japan)를 이용하여 조사하였는데, 각 측정일의 a*와 hue angle 값을 초기값에 대한 차이로 표시한 Δa*값과 Δh값으로 나타내었다.
- )을 뿌리째로 실험실로 옮긴 후 열처리 직전에 뿌리를 절단하였다. 치콘 절단부의 적변 방지를 위한 열수 처리는, 뿌리부분 절단 후 치콘의 절단면이 잠기도록 하여 1cm 깊이의 항온 수조에 침지처리하였다. 열수침지처리는 대조구인 20℃에서 1분간 처리하였고, 38℃에서는 4분과 8분, 42℃에서는 2분과 4분 그리고 45℃에서는 1분과 2분 동안 실시하였다.
- 치콘 절단부의 적변 방지를 위한 열수 처리는, 뿌리부분 절단 후 치콘의 절단면이 잠기도록 하여 1cm 깊이의 항온 수조에 침지처리하였다. 열수침지처리는 대조구인 20℃에서 1분간 처리하였고, 38℃에서는 4분과 8분, 42℃에서는 2분과 4분 그리고 45℃에서는 1분과 2분 동안 실시하였다. 침지처리 후 치콘 절단면의 수분을 거즈로 제거한 후 열수처리로 상승한 절단부위의 온도를 낮추기 위해 대조구를 포함한 모든 치콘을 5°C 강제 송풍(4m·s-1) 조건에서 적외선 온도계(E-39650-20, Cole Parmer Co.
- 값과 Δh값으로 나타내었다. 또한 절단면의 적변 정도를 육안으로 조사하여 적변지수로 나타내었는데, 사전에 훈련된 패널 6명이 적변정도에 따라 5점 척도법으로 평가하였다. 평가기준은 절단직후 적변이 없는 상태를 1점, 다소 진행되었으나 판매가능상태를 3점, 적변이 심하게 진행된 상태를 5점으로 평가하였다(Peiser et al.
- 열처리 저장 후 6일째 치콘 절단면 조직의 페놀함량과 PAL과 PPO의 활성을 비교하였다. 페놀함량은 Folin & Ciocalteu’s phenol reagent를 사용하여 gallic acid를 표준물질로 하여 UV-spectrophotometer(S-3100, SCINCO, Korea)로 765nm에서 측정하였다(Kang and Saltiveit, 2003).
- 열수처리로 인한 페놀물질 함량 변화를 알아보기 위해, 10℃ 저장 6일째에 치콘 절단면의 페놀 함량을 비교하였는데, 적변 억제 효과를 나타났던 42℃의 2분과 4분 처리 그리고 45℃의 1분 처리에서 낮게 나타내었다(Fig. 3). 이는 관능평가 및 색차계 측정결과와 비교하여 보았을 때 페놀함량이 낮은 것은 열수처리에 의하여 치콘 절단면 조직의 적변 발생이 억제되는 것을 의미하였다.
- 절단이나 상처난 식물조직의 적변은 PAL 활성으로 인한 페놀물질함량증가 그리고 PPO 활성 증가로 인한 페놀물질이 산화로 발생하기 때문에(Ke and Saltveit, 1989), 열수처리로 인한 PAL과 PPO 활성 변화를 조사하였다. 먼저 페놀물질 생성에 관여하는 PAL의 활성은, 앞선 페놀함량 측정의 결과값과 유사하게 42℃ 처리구들과 45℃ 1분 처리에서 낮았는데, 이 중 가장 낮았던 45℃ 2분 처리구의 PAL 활성은 대조구의 20% 수준이었다(Fig.
- , 2008), 결구상추에서는 PAL 활성 저하(Kang and Saltveit, 2003)를 가져온다고 하였다. 다음으로 polyphenol oxidase(PPO)의 활성 변화를 알아보았다. 일반적으로 결구상추 등에서 조직손상 등 상처가 발생하면 PAL에 의해 phenylpropanoid 대사가 유도되어 phenol 화합물이 축적되게 되고, PPO는 이를 산화시켜 적변을 유도하는데, 이 때문에 PPO의 활성은 신선 과일과 채소류의 적변 정도를 판단하는 주요 지표 중의 하나로 이용되어 왔다(Kavrayan and Aydemir, 2001; Loaiza-Velarde et al.
대상 데이터
- 강원도 농업기술원에서 실험재배한 치콘(Cichorium intybus L.)을 뿌리째로 실험실로 옮긴 후 열처리 직전에 뿌리를 절단하였다. 치콘 절단부의 적변 방지를 위한 열수 처리는, 뿌리부분 절단 후 치콘의 절단면이 잠기도록 하여 1cm 깊이의 항온 수조에 침지처리하였다.
데이터처리
- 5M catechol과 반응시킨 후 UV-spectrophotometer로 410nm에서 흡광도를 측정하여 나타내었다. 실험결과의 통계처리는 Microsoft Excel 2010 program을 이용하여 실시하였다.
성능/효과
- In and Kim(2008)도 예냉에 의한 적변 방지 연구에서 페놀물질 함량과 관능평가와 유사한 경향을 보였다고 하였다. 이러한 결과를 고려하면 치콘 절단면에 대한 열수처리는 heat shock protein synthesis와 같은 새로운 대사 작용을 유도하여 적변에 관여하는 새로운 물질 합성을 저해한 결과라 사료된다. 이러한 결과는 Kang and Saltveit(2003)가 열처리한 결구상추의 적변억제 연구에서 보고한 바 있다.
- 본 실험에서도 42°C와 45°C 처리구들에서 낮은 PPO 활성을 나타내었는데, 그 중에서 45°C 1분과 2분 처리가 가장 낮은 PPO 활성을 나타내었다(Fig. 5).
- 절단이나 상처난 식물조직의 적변은 PAL 활성으로 인한 페놀물질함량증가 그리고 PPO 활성 증가로 인한 페놀물질이 산화로 발생하기 때문에(Ke and Saltveit, 1989), 열수처리로 인한 PAL과 PPO 활성 변화를 조사하였다. 먼저 페놀물질 생성에 관여하는 PAL의 활성은, 앞선 페놀함량 측정의 결과값과 유사하게 42℃ 처리구들과 45℃ 1분 처리에서 낮았는데, 이 중 가장 낮았던 45℃ 2분 처리구의 PAL 활성은 대조구의 20% 수준이었다(Fig. 4). 기존 보고에서 절단면의 색변화 억제하는 열처리는 엔디브에서는 PAL의 합성을 억제하고(Salman et al.
- 이는 치콘의 절단면의 색변화도 신선편이 결구상추(Ke and Saltveit, 1989)의 갈변 현상처럼 공기중에 노출된 절단면의 페놀물질이 polyphenol oxidase에 의하여 산화된 결과라 생각된다. 이상의 적변 관련 두 효소의 활성 변화를 보면, 열수 처리로 치콘 절단면의 적변이 지연된 이유는 Saltveit(2000)의 적변 관련 경로에서 볼 때 첫째, 페놀물질 합성에 관여하는 PAL의 활성이 적정수준의 열처리에 의해 저하되어 치콘 절단면의 페놀물질 합성 자체가 억제된 것이며, 둘째, 절단면에 노출된 페놀물질을 산화시키는 PPO의 활성도 열처리에 의해 저하된 것으로 판단되었다.
- 이상의 적변 관련 조사 항목간의 상관관계를 보면, 관능평가한 치콘절단면의 적변지수는 △a*과 △h값과 고도의 상관관계를 보여 색차계의 측정값이 적변정도를 대표할 수 있음을 알 수 있었는데(Table 1), 결구상추에서도 육안검사와 색차계의 결과가 고도의 상관관계가 있다고 하였다(Berset and Caniaux, 1983; Peiser et al., 1998). 치콘 절단면의 페놀물질 함량은 관능 평가한 적변지수와 △a*값과 높은 상관관계를 보여, 치콘 절단면 적변이 절단으로 노출된 부분의 페놀물질 산화에 의한 결과임을 확인할 수 있었다(Table 1).
- , 1998). 치콘 절단면의 페놀물질 함량은 관능 평가한 적변지수와 △a*값과 높은 상관관계를 보여, 치콘 절단면 적변이 절단으로 노출된 부분의 페놀물질 산화에 의한 결과임을 확인할 수 있었다(Table 1). 그리고 적변의 원인이 되는 페놀물질 함량은 페놀물질 합성에 관여하는 PAL 활성과 고도의 상관관계를 나타내었다.
- 치콘 절단면의 페놀물질 함량은 관능 평가한 적변지수와 △a*값과 높은 상관관계를 보여, 치콘 절단면 적변이 절단으로 노출된 부분의 페놀물질 산화에 의한 결과임을 확인할 수 있었다(Table 1). 그리고 적변의 원인이 되는 페놀물질 함량은 페놀물질 합성에 관여하는 PAL 활성과 고도의 상관관계를 나타내었다. 또한 PAL 활성은 페놀물질 함량 이외에도 적변지수와 색차계 측정값과도 높은 상관관계를 보였다.
- 그리고 적변의 원인이 되는 페놀물질 함량은 페놀물질 합성에 관여하는 PAL 활성과 고도의 상관관계를 나타내었다. 또한 PAL 활성은 페놀물질 함량 이외에도 적변지수와 색차계 측정값과도 높은 상관관계를 보였다. 그러나 PAL과 함께 적변을 유도하는 PPO 활성은 다른 항목과 상관관계가 인정되지 않았으나(Table 1), PPO 활성 값중 적변방지 효과를 나타내지 못했던 45℃ 2분 처리를 제외할 경우 적변지수와는 r = 0.
- 850**의 상관관계를 나타내었다(데이터 미표시). 이로 보아 치콘 절단면 적변에 관여 효소들 중에서 PPO 활성은 고온처리에 더 민감한 것으로 판단된다. 재배 중 온도의 스트레스에 대한 PAL와 PPO 활성을 비교한 실험에서도 25℃(대조구)에서 보다 고온스트레스 조건이었던 35℃에서 재배한 토마토 유묘의 PAL 활성은 증가한데 반해 PPO 활성은 4.
- 실험의 결과들을 종합하면, 치콘 절단면의 적변 방지를 위해서는 열수처리방법에서는 여러 가지 적변 관련 조사에서 유의성 있는 효과를 나타낸 42℃ 2분-4분 처리가 가장 적절한 것으로 판단된다.
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