골판지 포장재에 알루미늄 코팅이 파프리카의 저장 중 품질특성에 미치는 영향 The effect of aluminum coating to corrugated packaging on quality characteristics of paprika during storage원문보기
파프리카는 우리나라의 대표적인 수출작물로 알려져 있지만 장거리 유통 중 일어나는 품질열화로 인해 상품적 가치가 감소되는 문제가 있다. 따라서 본 연구는 농산물 유통 시 주로 사용되는 골판지상자의 내부에 알루미늄을 코팅하여 기능성을 부여한 포장용기를 개발하였으며, 이를 이용하여 파프리카를 포장하여 저장 중 선도유지 및 품질특성에 미치는 영향을 알아보았다. 골판지상자 내부에 알루미늄을 코팅함으로써 방습성을 향상시키고 기체투과도를 저하시킴으로써 포장된 파프리카의 펙틴분해효소 활성이 저하됨에 따라 파프리카의 중량변화율과 조직연화 현상이 저해되었고, 산화효소 활성이 감소함으로써 총 페놀 함량 및 항산화 활성이 향상되는 것으로 나타났다. 결과적으로 알루미늄 코팅한 골판지상자는 파프리카의 상품성 및 저장성을 향상시키는 포장용기로 이용될 수 있을 것으로 생각되며, 알루미늄박의 내수성, 내한성, 보향성, 내오염성 등의 특성을 활용한 추가연구를 통해 국내 농산물의 장거리 유통 및 수출 활성화에 이바지할 수 있을 것이라 생각된다.
파프리카는 우리나라의 대표적인 수출작물로 알려져 있지만 장거리 유통 중 일어나는 품질열화로 인해 상품적 가치가 감소되는 문제가 있다. 따라서 본 연구는 농산물 유통 시 주로 사용되는 골판지상자의 내부에 알루미늄을 코팅하여 기능성을 부여한 포장용기를 개발하였으며, 이를 이용하여 파프리카를 포장하여 저장 중 선도유지 및 품질특성에 미치는 영향을 알아보았다. 골판지상자 내부에 알루미늄을 코팅함으로써 방습성을 향상시키고 기체투과도를 저하시킴으로써 포장된 파프리카의 펙틴분해효소 활성이 저하됨에 따라 파프리카의 중량변화율과 조직연화 현상이 저해되었고, 산화효소 활성이 감소함으로써 총 페놀 함량 및 항산화 활성이 향상되는 것으로 나타났다. 결과적으로 알루미늄 코팅한 골판지상자는 파프리카의 상품성 및 저장성을 향상시키는 포장용기로 이용될 수 있을 것으로 생각되며, 알루미늄박의 내수성, 내한성, 보향성, 내오염성 등의 특성을 활용한 추가연구를 통해 국내 농산물의 장거리 유통 및 수출 활성화에 이바지할 수 있을 것이라 생각된다.
The objective of this study was to investigate the effect of corrugated packaging coated with aluminum (Al) on quality characteristics of red paprika during storage at $25^{\circ}C$. Characteristics such as weight loss, hardness, total phenolic content, antioxidant activities, polygalactu...
The objective of this study was to investigate the effect of corrugated packaging coated with aluminum (Al) on quality characteristics of red paprika during storage at $25^{\circ}C$. Characteristics such as weight loss, hardness, total phenolic content, antioxidant activities, polygalacturonic acid (PG) activity, and oxidative enzyme activities (polyphenol oxidase and peroxidase activities) of paprikas, packed in corrugated packaging with or without Al-coating were compared as a function of storage time. Al coating inside of corrugated box was found to inhibit PG activity, resulting in prevention of weight loss and maintenance of hardness of paprika during storage, compared to the control sample. This may be due to Al coating treatment that enhance moisture-proof property and hinder gas transmission of corrugated packaging. Furthermore, paprika in Al-coated-corrugated packaging was lower in oxidative enzyme activities than the control, which caused higher total phenolic content and antioxidant activities during storage. As a results, the Al coated-corrugated packaging can be used as a functional packaging material to extend the shelf-life and improve the storage quality of paprika by preventing their respiration and transpiration.
The objective of this study was to investigate the effect of corrugated packaging coated with aluminum (Al) on quality characteristics of red paprika during storage at $25^{\circ}C$. Characteristics such as weight loss, hardness, total phenolic content, antioxidant activities, polygalacturonic acid (PG) activity, and oxidative enzyme activities (polyphenol oxidase and peroxidase activities) of paprikas, packed in corrugated packaging with or without Al-coating were compared as a function of storage time. Al coating inside of corrugated box was found to inhibit PG activity, resulting in prevention of weight loss and maintenance of hardness of paprika during storage, compared to the control sample. This may be due to Al coating treatment that enhance moisture-proof property and hinder gas transmission of corrugated packaging. Furthermore, paprika in Al-coated-corrugated packaging was lower in oxidative enzyme activities than the control, which caused higher total phenolic content and antioxidant activities during storage. As a results, the Al coated-corrugated packaging can be used as a functional packaging material to extend the shelf-life and improve the storage quality of paprika by preventing their respiration and transpiration.
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문제 정의
파프리카는 우리나라의 대표적인 수출작물로 알려져 있지만 장거리 유통 중 일어나는 품질열화로 인해 상품적 가치가 감소되는 문제가 있다. 따라서 본 연구는 농산물유통 시 주로 사용되는 골판지상자의 내부에 알루미늄을 코팅하여 기능성을 부여한 포장용기를 개발하였으며, 이를 이용하여 파프리카를 포장하여 저장 중 선도유지 및 품질특성에 미치는 영향을 알아보았다. 골판지상자 내부에 알루미늄을 코팅함으로써 방습성을 향상시키고 기체투과도를 저하시킴으로써 포장된 파프리카의 펙틴분해효소 활성이 저하됨에 따라 파프리카의 중량변화율과 조직연화 현상이 저해되었고, 산화효소 활성이 감소함으로써 총 페놀 함량 및 항산화 활성이 향상되는 것으로 나타났다.
따라서 본 연구에서는 알루미늄을 골판지 상자 내부에 코팅하여 기능성 골판지 포장상자를 개발하였고, 이를 이용하여 포장한 파프리카의 저장 중 이화학적 및 영양적 품질에 변화를 비교 조사함으로써 알루미늄 코팅 골판지상자의 적합성과 효율성을 검토하였다.
제안 방법
2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl(DPPH) 라디컬 소거 활성은 Blois(23)의 방법을 변형하여 실험을 진행하였다. 100mL의 에탄올에 8 mg의 DPPH를 용해시켜 DPPH 원액을 제조하였다.
FRAP(ferric ion reducing antioxidant power) 측정은 Benzie와 Strain(25)의 방법을 변형하여 실험을 진행하였다. 즉 300 mM sodium acetate buffer(pH 3.
골판지박스는 A골로 제작하였고 라이너 인쇄종이 SC220, 골심지 K, 골심지 Ck, 골심지 K, 라이너 인쇄종이 백라이너 순으로 구성되어 있으며, 외측과 내측의 크기는 각각 270×202×150 mm, 265×204×145mm으로 5 mm의 두께로 제조되었다. 골판지박스 내측에 알루미늄 증착필름을 접착한 후에 유광 라미네이팅 처리한 것을 알루미늄(Al) 코팅 골판지 포장재라고 하였고, 코팅하지 않은 것을 대조구로 하였다.
적색계 파프리카는 외상이 없고 외피색이 유사하며 균일한 무게(200±10 g)의 시료를 선별하여 사용하였다. 일반 골판지상자와 Al 코팅 골판지상자 안에 수확 직후의 파프리카를 8개씩 포장하였고, 이를 25±0.5℃ 온도의 배양기에 옮겨 5일 간격으로 저장 중 품질변화를 측정하였다. 최종저장기간은 전반적인 품질변화를 기준으로 과실의 상품적 가치가 남아있다고 판단되는 시점인 20일로 설정하였으며, 각 5회 반복실험을 실시하였다.
파프리카의 산화효소 활성을 알아보기 위하여, 과채류의 주요 산화효소인 polyphenol oxidase(PPO)와 peroxidase(POD) 활성을 측정하였고, 효소추출은 Eshghi 등(27)의 방법을 변형하여 실험에 사용하였으며, 효소활성은 Terefe등(28)의 방법을 참고하여 측정하였다. PPO와 POD의 추출은 4% (w/v) poly(vinylpolypyrrolidone), 1% (w/v) TritonX-100, 1 M NaCl이 용해된 0.
파프리카의 총 페놀 함량을 분석하기 위하여 각 포장용기 조건에서 저장기간에 따라 얻어진 파프리카를 액체질소를 이용하여 급속동결하였고 이를 동결건조하여 분말화하였다. 건조시료를 80% 에탄올로 희석하고 균질기(D-500 Wiggen Hauser, Berlin, Germany)로 10,000 rpm에서 30초간 균질하였다.
파프리카의 항산화 활성을 분석하기 위하여 각 포장용기 조건에서 저장기간에 따라 얻어진 파프리카를 액체질소를 이용하여 급속동결하였고 이를 동결건조하여 분말화하였다. 건조시료를 80% 에탄올로 희석하고 균질기로 10,000rpm에서 30초간 균질하였다.
대상 데이터
포장용기는 진주 디자인팩에서 제작한 것을 제공받아 이용하였다. 골판지박스는 A골로 제작하였고 라이너 인쇄종이 SC220, 골심지 K, 골심지 Ck, 골심지 K, 라이너 인쇄종이 백라이너 순으로 구성되어 있으며, 외측과 내측의 크기는 각각 270×202×150 mm, 265×204×145mm으로 5 mm의 두께로 제조되었다. 골판지박스 내측에 알루미늄 증착필름을 접착한 후에 유광 라미네이팅 처리한 것을 알루미늄(Al) 코팅 골판지 포장재라고 하였고, 코팅하지 않은 것을 대조구로 하였다.
본 실험에 사용한 적색계 파프리카(Capsicum annum L.)는 진주에서 2017년 6월에 수확한 것을 구매하여 사용하였으며, 수확 직후 시료의 pH와 °Brix는 각각 4.99±0.02,5.88±0.51이었다. 포장용기는 진주 디자인팩에서 제작한 것을 제공받아 이용하였다.
적색계 파프리카는 외상이 없고 외피색이 유사하며 균일한 무게(200±10 g)의 시료를 선별하여 사용하였다. 일반 골판지상자와 Al 코팅 골판지상자 안에 수확 직후의 파프리카를 8개씩 포장하였고, 이를 25±0.
데이터처리
실험 결과는 반복 실험하여 얻어진 평균±표준편차로 나타내었고, 통계처리는 Window용 SAS 9.4 version(SAS Institute Inc., Cary, NC, USA)을 이용하여 p<0.05 수준에서 분산분석(analysis of variance)을 실시하였으며, Duncan의 다중범위 검정법(Duncan's multiple range test)으로 유의성을 검증하였다.
이론/모형
파프리카의 펙틴분해효소 활성을 알아보기 위하여, 시료의 polygalacturonase(PG) 활성을 Srivastava과 Dwivedi(26)의 방법으로 측정하였다. PG는 1 g의 분쇄한 시료에 cysteine-HCl(0.
성능/효과
또한 Wilkinson 등(41)은 계속되는 과실의 성숙은 과실내의 페놀화합물이 다른 물질과 결합하여 페놀과는 형태가 다른 물질로 과실 내에 축적되었기 때문이라고 보고하였다. 결과적으로 골판지상자 내부의 Al 코팅은 파프리카의 총 페놀 함량 및 항산화 활성이 감소되는 것을 저해함으로써 저장 유통 동안의 영양적 가치를 유지시키는 것에 이바지할 수 있을 것이라 생각된다.
또한 Marsh와 Bugusu(45)은 알루미늄은 외부로부터 공기, 빛, 수분을 차단할 수 있는 우수한 포장재로 식품산업에 많이 활용되고 있다고 보고하였다. 결과적으로, 골판지상자 내부에 Al 코팅은 파프리카의 산화효소인PPO와 POD 활성을 저해시켜 저장 중 더 높은 총 페놀 함량 및 항산화 활성을 유지하는데 도움을 주는 것으로 생각된다(Fig. 3)
또한, Moon(21)은 알루미늄박은 내기성 및 방습성이 매우 우수하여 외부 환경과의 접촉을 차단시킨다고 보고하였다. 결과적으로, 골판지상자 내측의 알루미늄 코팅은 내부공기의 확산과 외부공기의 유입을 차단시킴으로써 저장 중 파프리카의 호흡에 의한 조직의 분해와 수분 증발을 효과적으로 방지할 수 있다고 생각된다. 또한 파프리카의 경우 상품성이 유지되는 중량감소 허용범위는 4% 수준으로(33), 일반 골판지상자에 포장된 파프리카는 중량감소율 측면에서 저장 5일 만에 상품적 가치가 없었으며, Al 코팅 골판지상자에 포장한 파프리카의 경우 저장 20일 동안 적합한 상품성을 유지하는 것으로 나타났다.
따라서 본 연구는 농산물유통 시 주로 사용되는 골판지상자의 내부에 알루미늄을 코팅하여 기능성을 부여한 포장용기를 개발하였으며, 이를 이용하여 파프리카를 포장하여 저장 중 선도유지 및 품질특성에 미치는 영향을 알아보았다. 골판지상자 내부에 알루미늄을 코팅함으로써 방습성을 향상시키고 기체투과도를 저하시킴으로써 포장된 파프리카의 펙틴분해효소 활성이 저하됨에 따라 파프리카의 중량변화율과 조직연화 현상이 저해되었고, 산화효소 활성이 감소함으로써 총 페놀 함량 및 항산화 활성이 향상되는 것으로 나타났다. 결과적으로 알루미늄 코팅한 골판지상자는 파프리카의 상품성 및 저장성을 향상시키는 포장용기로 이용될 수 있을 것으로 생각되며, 알루미늄박의 내수성, 내한성, 보향성, 내오염성 등의 특성을 활용한 추가연구를 통해 국내 농산물의 장거리 유통 및 수출 활성화에 이바지할 수 있을 것이라 생각된다.
따라서 일반 골판지상자와 Al 코팅 골판지상자에 포장 후 저장기간 동안 파프리카의 PG 활성을 측정하였으며, 그 결과는 Table 1과 같다. 대조구와 처리구 모두 저장기간에 따라 PG 활성이 증가하는 것으로 나타났으며, 저장기간 동안에 일반 골판지상자에 포장한 파프리카는 Al 코팅 골판지상자에 포장한 파프리카보다 더 높은 PG 활성을 가지는 것으로 나타났다. 이와 유사한 연구결과로, Nakhasi 등(43)은 토마토를 기체투과성이 낮은 polymeric film으로 포장했을 때 낮은 산소 농도로 인하여 PG activity가 저해되며, 따라서 중량감소와 경도의 저하를 지연시킬 수 있다고 보고하였다.
일반 골판지상자와 Al 코팅 골판지상자에 포장한 파프리카 모두 저장 15일까지 산화효소 활성이 증가하였고, 저장 20일에 활성이 감소하는 경향을 보였다. 또한 Al 코팅 골판지상자에 포장한 파프리카가 일반 골판지상자에 포장한 파프리카보다 저장기간 동안 더 낮은 활성을 가지는 것으로 나타났다. Hu 등(37)은 외부로부터의 수분 투과와 산소 유입을 방지할 수 있는 포장재를 이용하여 PPO 활성을 저해함에 따라 페놀릭 화합물을의 산화를 방지함으로써 수확 후 저장 동안의 키위의 품질을 비교적 높게 유지할 수 있다고 보고하였다.
이와 같이 저장 중 일어나는 과채류의 경도 저하의 주원인은 수확 후 계속되는 호흡작용에 의한 세포벽 분해효소인 polygalacturonase의 작용과 β-galactosidase의 분해에 따른 세포벽 구성성분들의 변화 및 세포벽 파괴에 의한 것으로 알려져 있다(34). 또한 모든 저장기간 동안 Al 코팅 골판지상자에 포장된 파프리카는 일반 골판지상자에 포장된 파프리카 보다 높은 경도를 가지는 것으로 나타났으며, 저장 5일에서 15일 동안 경도의 유의적 감소가 없었다. Choi 등(9)은 기체투과도가 낮은 포장재로 파프리카를 포장 후 저장하였을 때 그것의 호흡작용에 의해 내부 산소 농도가 낮아지고 이산화탄소 농도가 높아졌으며, 이에 따라 낮아진 호흡률에 의해 중량손실은 적었으며, 경도는 높게 유지된다고 보고하였다.
결과적으로, 골판지상자 내측의 알루미늄 코팅은 내부공기의 확산과 외부공기의 유입을 차단시킴으로써 저장 중 파프리카의 호흡에 의한 조직의 분해와 수분 증발을 효과적으로 방지할 수 있다고 생각된다. 또한 파프리카의 경우 상품성이 유지되는 중량감소 허용범위는 4% 수준으로(33), 일반 골판지상자에 포장된 파프리카는 중량감소율 측면에서 저장 5일 만에 상품적 가치가 없었으며, Al 코팅 골판지상자에 포장한 파프리카의 경우 저장 20일 동안 적합한 상품성을 유지하는 것으로 나타났다.
3과 같다. 모든 저장기간 동안에 총 페놀 함량 및 항산화 활성 측정 결과에서 Al 코팅 골판지상자에 포장된 파프리카는 일반 골판지상자에 포장된 파프리카보다 높은 함량 및 활성을 가지는 것으로 나타났다. 특히, 저장 15일 후 골판지상자 내부에 Al을 코팅함으로써 파프리카의 총 페놀 함량, DPPH 라디컬소거능, ABTS 라디컬 소거능, FRAP 결과 값이 일반 골판지상자에 비해 각각 2.
1과 같다. 저장 5일과 20일 후 일반 골판지상자에 포장한 파프리카의 중량은 각각 6.73%와 24.81% 수준으로 감소하였으며, Al 코팅 골판지상자에 포장한 파프리카의 중량은 각각 0.46%와 2.90% 수준으로 감소하였다. 따라서 저장기간 동안 일반 골판지상자에 포장한 파프리카의 중량손실이 매우 급격하게 일어난 것과 달리 Al 코팅 골판지상자의 중량감소는 매우 적은 것으로 나타났다.
저장기간에 따라 총 페놀 함량 및 항산화 활성이 감소하는 일반 골판지상자와 달리, Al 코팅 골판지상자에 포장된 파프리카의 총 페놀 함량 및 항산화 활성은 저장 10일 이후부터 다소 감소하는 경향을 가지는 것으로 나타났다. 반면,10일까지의 저장기간 동안에는 총 페놀 함량과 ABTS 라디컬 소거능은 증가하였으나, DPPH 라디컬 소거능은 다소 감소하는 것으로 나타났다.
모든 저장기간 동안에 총 페놀 함량 및 항산화 활성 측정 결과에서 Al 코팅 골판지상자에 포장된 파프리카는 일반 골판지상자에 포장된 파프리카보다 높은 함량 및 활성을 가지는 것으로 나타났다. 특히, 저장 15일 후 골판지상자 내부에 Al을 코팅함으로써 파프리카의 총 페놀 함량, DPPH 라디컬소거능, ABTS 라디컬 소거능, FRAP 결과 값이 일반 골판지상자에 비해 각각 2.44, 2.82, 3.16, 2.79배 상승한 것으로 나타났다. Fernandez-Leon 등(35)과 Oliveira 등(36)은 호흡작용을 하는 과채류의 경우 기체투과도가 낮은 포장재를 이용하여 포장 및 저장했을 때 더 높은 총 페놀 함량과 항산화 활성을 유지할 수 있고, 이에 따라 유통기한 연장에 효과적이라고 보고하였다.
후속연구
골판지상자 내부에 알루미늄을 코팅함으로써 방습성을 향상시키고 기체투과도를 저하시킴으로써 포장된 파프리카의 펙틴분해효소 활성이 저하됨에 따라 파프리카의 중량변화율과 조직연화 현상이 저해되었고, 산화효소 활성이 감소함으로써 총 페놀 함량 및 항산화 활성이 향상되는 것으로 나타났다. 결과적으로 알루미늄 코팅한 골판지상자는 파프리카의 상품성 및 저장성을 향상시키는 포장용기로 이용될 수 있을 것으로 생각되며, 알루미늄박의 내수성, 내한성, 보향성, 내오염성 등의 특성을 활용한 추가연구를 통해 국내 농산물의 장거리 유통 및 수출 활성화에 이바지할 수 있을 것이라 생각된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
파프리카의 특징은 무엇입니까?
파프리카(Capsicum annuum L.)는 대형과의 단고추로서 매운맛이 약하고 단맛이 강한 특징이 있으며, sweet pepper, bell pepper, pimento, paprika 등으로 부르고 있다(1,2). 파프리카는 주요 카로티노이드계 색소성분 구성에 따라 적색, 주황색, 노란색, 녹색 등 다양한 색을 띄게 된다. 이러한 카로티노이드의 우수한 항산화 작용이 밝혀지면서 이를 섭취하였을 때 면역 증진, 눈 건강, 암, 심혈관 질환, 노인성황변증 및 동맥경화 예방 등 다양한 건강증진 효과를 입증하는 여러 연구가 보고되고 있다(3-6).
파프리카의 상품가치가 감소되는 원인은?
파프리카는 우리나라의 대표적인 수출작물로 알려져 있지만 장거리 유통 중 일어나는 품질열화로 인해 상품적 가치가 감소되는 문제가 있다. 따라서 본 연구는 농산물 유통 시 주로 사용되는 골판지상자의 내부에 알루미늄을 코팅하여 기능성을 부여한 포장용기를 개발하였으며, 이를 이용하여 파프리카를 포장하여 저장 중 선도유지 및 품질특성에 미치는 영향을 알아보았다.
알루미늄 코팅한 골판지상자가 파프리카의 포장 용기로 이용될 경우 장점은?
따라서 본 연구는 농산물유통 시 주로 사용되는 골판지상자의 내부에 알루미늄을 코팅하여 기능성을 부여한 포장용기를 개발하였으며, 이를 이용하여 파프리카를 포장하여 저장 중 선도유지 및 품질특성에 미치는 영향을 알아보았다. 골판지상자 내부에 알루미늄을 코팅함으로써 방습성을 향상시키고 기체투과도를 저하시킴으로써 포장된 파프리카의 펙틴분해효소 활성이 저하됨에 따라 파프리카의 중량변화율과 조직연화 현상이 저해되었고, 산화효소 활성이 감소함으로써 총 페놀 함량 및 항산화 활성이 향상되는 것으로 나타났다. 결과적으로 알루미늄 코팅한 골판지상자는 파프리카의 상품성 및 저장성을 향상시키는 포장용기로 이용될 수 있을 것으로 생각되며, 알루미늄박의 내수성, 내한성, 보향성, 내오염성 등의 특성을 활용한 추가연구를 통해 국내 농산물의 장거리 유통 및 수출 활성화에 이바지할 수 있을 것이라 생각된다.
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