초록 ▼

Ⅴ. 연구개발결과
(1) 수출농산물 품목별 방사선 및 친환경 훈증제 처리 최적 공정개발
- 수출 농산물 품목별(사과, 배, 단감, 감귤, 포도, 파프리카, 화훼류 3종) 방사선 선종(감마선, 전자선, X-선)에 따른 흡수선량 분포 및 선량률 측정하여 최적 상용화 공정 설정
● 방사선 선종별, 포장박스별 선량 분포의 오차범위 평가에서 감마선 조사 시 국제기준에 부합하는 흡수선량 분포가 측정되었고, 선종증 전자선 조사 시 투과력의 한계가 있어 화훼류는 상용화공정이 완성되었으나 과실류 상용화 공정을 위하여 포장 높이 포장

Ⅴ. 연구개발결과
(1) 수출농산물 품목별 방사선 및 친환경 훈증제 처리 최적 공정개발
- 수출 농산물 품목별(사과, 배, 단감, 감귤, 포도, 파프리카, 화훼류 3종) 방사선 선종(감마선, 전자선, X-선)에 따른 흡수선량 분포 및 선량률 측정하여 최적 상용화 공정 설정
● 방사선 선종별, 포장박스별 선량 분포의 오차범위 평가에서 감마선 조사 시 국제기준에 부합하는 흡수선량 분포가 측정되었고, 선종증 전자선 조사 시 투과력의 한계가 있어 화훼류는 상용화공정이 완성되었으나 과실류 상용화 공정을 위하여 포장 높이 포장재 개량이 요구됨
- 수출 농산물 품목별 방사선 선종(감마선, 전자선, X-선)에 따른 흡수선량 분포 및 선량율 측정하여 최적 상용화 시설에서의 공정 설정 완료
- 최적공정결과가 포함되어 소독기준처리 설정(검역본부 고시 2015-36호,‘15. 12. 02) 및 표준절차지침(SOP)이 마련됨

(2) 수출 농산물의 수입국 현지실증평가 및 방사선 식물검역 해외실증연구를 위한 정보 수집 및 전략 수립
- 수출국 대상 실증 시험이 유럽, 미주, 동남아; 일본; 러시아 등 6개국 7회에 걸쳐 진행되었으며 각 실증시험 별로 현지 소비자 및 전문가의 품평평가를 실시하여 자료를 구축함
- 방사선 조사 수출농산물에 대해 우수한 품평평가 결과를 보였음
- 병해충은 전혀 발견되지 않았음
- 러시아를 제외하고는 방사선 농산물에 대하여 거부감은 없었음
- 각 시험별 물품의 Invoice, packing list, 수출신고증, 수출 검역증, 수입신고서 등 화훼류 수출통관 및 검역 절차 자료 수집
- 2012년 10월 한국(한국원자력연구원 첨단방사선연구소)에서 1차 IAEA/RCA Workshop on Best Practice for Phytosanitary Application of Food Irradiation 이라는 제목으로 개최하여 Manual draft 공동작성 시작하여 2013년 10월 26일 말레이시아 쿠알라룸푸르에서 2차 회의에서 공동 작성 및 감수를 거쳐 2013년 12월 필리핀 마닐라에서 3차 회의에서 IAEA/RCA Training Course on Best Practice for the use of Irradiation as Phytosanitary treatment 이라는 제목으로 개최하여 Best Practice Manual 최종안 도출
∙ 최종안은 IAEA 간행물로 2015년 12월 출간 (IAEA　Technical report No. 481)
- 전 세계 각국의 방사선 친환경 검역 소독처리 매뉴얼과 자료를 수집하고 정리하여 “주요국의 친환경 소독처리 매뉴얼” 발간
(3) 모델 시스템을 통한 방사선 조사된 수입 오렌지의 독성학적 안전성과 영양 건전성 및 확인시험법 개발
- 수입 오렌지가 방사선 조사되었다는 가정아래 수입산 오렌지의 방사선 조사 유무를 확인한 후 비조사 시료를 사용하여 영양 건전성, 독성학적 안전성, 방사선 조사유무 확인시험법 개발 및 평가를 수행
- 오렌지의 조사여부 확인에 필요한 판별체계 구축을 위하여, EN 및 식품공전에 등재된 방법을 바탕으로 현장 적용을 위한 수입농산물(오렌지) 방사선 처리 평가 기준(안) SOP를 작성함.

(4) 방사선과 병용처리에 의한 병해충 동시검역 기술개발
- 병용처리제인 NaDCC를 선발하여 수출농산물 7품목(배, 파프리카, 감귤, 고구마, 장미, 국화, 백합) 방사선과 병용처리 평가를 한 결과 상당한 병해 제어효과가 있음을 확인하였음.
- 감마선과 NaDCC를 이용해 파프리카 수출시 문제가 되고 있는 잿빛곰팡이병과 담배나 방에 대해서 동시검역을 실시한 결과 감마선 400Gy와 NaDCC 30ppm 병용처리에서 병해충을 모두 제어하는 효과를 확인함.

(5) 방사선종별(감마선, X-선, 전자선) 검역 및 저장성 병원균 감수성 평가
- 식물 병원성 저장성/부패 관련 병원균 곰팡이 6종 (Botrytis cinerea, Penicillium expansum, Penicillium italicum, Rhizopus sp.Botrytis sp. Monilinia fructigena)에 대한 방사선종별 감수성을 평가하고 D10 value를 산출하였음.
ㆍ검역관련 병원균 2종 (Xanthomonas sp. Monilinia fructigena)을 또한 감수성 평가를 진행하였으며 감귤괘양병 병균 (Xanthomonas sp.은 유사세균에 비해방사선에 대해 감수성을 나타냈음
- 선종별(감마선, X-선, 전자선)에 대해 감수성 평가를 실시한 결과 회귀식 기울기로 추정되는 D10 value는 비슷한 결과를 확인함.

(6) 방사선 병용처리를 이용한 Box별 실증연구 및 병해충에 대한 저장성 평가
- 잿빛곰팡이병과 고구마 Rhizopus sp.에 대해서는 Box별 실증평가 결과 병용처리 및 단독처리에 의해 병원균 억제가 확인되었으며, 병원균에 대한 저장성 평가결과 저장 기간 동안 병원균 억제됨을 확인함.
- 장미절화류에 문제시 되는 저장성병원균인 장미 Botrytis cinerea는 감마선 200Gy와 NaDCC 70ppm 병용처리에서 병 제어 효과를 확인하였으며, 박스별 실증평가와 저장성 평가 결과 병용처리에 의해 저장성 병원균 제어효과가 있음을 확인함.
- 국화 절화류에 문제시 되는 저장성병원균인 국화 Botrytis cinerea는 감마선과 NaDCC 병용처리보다는 NaDCC 70 ppm 단독처리가 더욱 병제어 효과가 있음을 확인함.
- 배 저장성병원균인 Penicillium expansum에 대해서는 감마선 600Gy와 NaDCC 70ppm 병용처리에서 푸른곰팡이병 제어 효과를 확인함.
- 감귤 궤양병 감염과실에서 방사선에 의한 멸균 조건확립
- 사과 탄저병과 푸름곰팡이병에 대한 방제효과는 감마선 0.4kGy와 EDN 4g을 병용처리한 처리구에서 72.8%, 83.4%의 방제가를 각각 나타냄,

(7) 방사선 융ㆍ복합 기술이용에 따른 검역 공정 개발
- 농산물 수출시 문제가 되는 검역 및 저장성병원균 제어를 위해 정립한 최적선량 및 NaDCC 병용처리를 이용하여 저장성 관련 병원균 제어는 물론 저장성 또한 증가됨을 확인함. 일본 화훼류 수출 Market trial 대량 검역 공정 실증평가에 도입

(8) 검역관련 해충 12종의 태별 방사선 유효선량 설정 BD구축
- 방사선 선종에 따른 복숭아심식나방, 벚나무응애, 왕담배나방, 담배나방, 점박이응애, 벗초파리, 감꼭지나방, 감나무애응애, 목화진딧물, 온실가루깍지벌레, 가루깍지벌레, 꽃노랑총채벌레의 태별 유효선량 설정함.
- 세부적 DB 내용은 각 세부협동과제별 보고 참조

(9) MeBr 대체 훈증제의 주요 수출 작물에 대한 중대규모 실증시험 및 이온화에너지와 훈증제의 체계처리 중규모 실증연구
- 수출 농산물 4종(사과, 파프리카, 절화백합, 포도)에 대한 중 대규모 실증시험 및 소독처리기준 제안
ㆍ사과 검역해충에 대한 포스핀 훈증제의 소독처리기준 대규모 실증시험 진행 및 소독처리기준 제안: PH3 2g/m3 for 5days
ㆍ파프리카 검역해충에 대한 에틸포메이트 훈증제의 소독처리기준 대규모 실증시험 진행 및 소독처리기준 제안: EF 16.7g/m3 for 2hrs
ㆍ절화백합 검역해충에 대한 포스핀 훈증제의 소독처리기준 대규모 실증시험 진행 및 소독처리기준 제안: PH3 2g/m3 for 24hrs
ㆍ포도 검역해충에 대한 에틸포메이트 훈증제의 소독처리기준 대규모 실증시험 진행 및 소독처리기준 제안: EF 70g/m3 for 4hrs
ㆍ고구마 저장병에 대한 EDN 훈증제의 소독처리기준 대규모 실증시험 진행 : EDN 20g/m3 for 2hrs
- 이온화에너지 체계처리 가능 수출농산물에 대한 중규모 실증시험 및 제안
ㆍ사과 저장병에 대한 IRR+EDN 훈증제의 병행처리 기술 개발 및 중규모 실증시험 완료: EDN 4g/m3 for 1hr + IRR 200Gy
ㆍ파프리카 저장병에 대한 IRR+EDN 훈증제의 병행처리 기술 개발 및 중규모 실증시험 완료: EDN 4g/m3 for 1hr + IRR 200Gy
ㆍ절화류 검역해충에 대한 IRR+PH3 훈증제의 병행처리 기술 개발 및 중규모 실증시험 완료: PH3 2g/m3 for 6hr + IRR 200Gy

(10) 방사선 처리 후 수출 농산물의 임계 품질평가
- 사과, 배의 감마선 및 X-선 처리시 공통적으로 선량이 높아짐에 따라 에틸렌 발생량은 감소하고 호흡량이 증가하는 경향을 보이며, 조직감을 나타내는 경도에서 상온저장 후기에 방사선 처리구가 대조구에 비해 감소하는 경향을 보임. 당도와 산함량은 처리별 큰 차이가 없었으나 관능평가에서 상온 및 저온저장 후기에 400Gy 이상의 처리구에서 맛에 의한 품질차이가 나타남.
- 두 방사선 종류의 비교에서는 X-선 조사가 같은 목표선량에서도 감마선 조사에 비해 과실의 품질에 미치는 영향이 적고, 작목에서는 사과가 배보다 이온화에너지 처리 시 품질의 영향을 적게 받는 경향을 나타냄.
- 포도의 감마선 처리 시 미생물 제어 효과가 확인되어 유통 중기까지 무처리에 비해 400Gy 감마선 처리구의 신선도가 높은 경향을 보임. 그러나 600Gy 이상의 감마선 처리구는 과육 경도가 유통 중기부터 급격히 감소하였고, 400Gy의 경우 상온저장 5일 및 저온저장 5주가 경과하면 서서히 무처리구와의 품질차이가 나타나기 시작하였음.
- 장미의 6품종 모두 감마선 처리구가 대조구에 비해 흡수량이 유의하게 감소하는 경향이었고 목표선량이 높을수록 흡수량은 낮았으며 실제 절화수명이 위조현상으로 인해 단축됨. 관상에 있어 품종고유의 특성을 저해하는 장해의 발생여부와 절화수명을 기준으로 하여 각 품종별 한계 목표선량을 설정하였음. X-선 처리 시 감마선과 유사한 경향을 보였으나 장해의 정도에 있어서는 감마선에 비해 다소 심한 경향을 나타냄.
- 국화의 경우 가장 수출이 많이 되는 품종인 백마와 백선은 감마선 처리 후 저항성이 크게 차이가 났으며, 백마는 100Gy 부터 내부 설상화가 갈변되며 고사되는 정해가 나타났고, 백선은 400Gy 까지도 개화지연 외에는 특별한 장해가 발견되지 않아 감마선에 저항성이 높은 것으로 판단됨.
- 지금까지의 연구결과를 종합하면 사과와 배의 경우, 본 실험에서는 같은 흡수선량에서 X-선 조사가 감마선 조사에 비해 과실의 품질에 미치는 영향이 적은 경향이었고, 작목별로는 사과가 배보다 이온화에너지 처리 시 품질의 영향을 적게 받는 경향을 보여 저항성이 높은 품목으로 판단됨.
- 이온화에너지 처리 시 품질의 한계를 결정하는 지표는 각 품목 및 품종 별로 다양하게 나타났으며, 특히 화훼의 경우 품목별로 또는 한 품목 안에서도 품종별로 장해의 종류가 다양하고 저항성에서 큰 차이를 나타냄. 화훼는 각 품종에 대해 직접 조사하여 분석해보지 않고는 이온화에너지에 대해 저항성을 가지는 품종인지 판단하는 것이 쉽지않으며 작물의 종, 형태적 특성, 색깔 등으로 그룹화할 수 있는 기준이 존재하지 않는 것으로 생각됨. 문헌에서도 다양한 화훼를 이용하여 감마선과 전자선을 조사하였을 때, 저항성이 예측할 수 없게 품목별로 다양하고 한 품목에 대해서 감마선과 전자선이 다른 저항성을 나타낸다고 하여 유사한 결과가 보고된 바 있음.
- 각 품목의 품질을 고려한 이온화에너지별 한계 흡수선량은 아래와 같이 설정하였으며, 이는 절대적인 수치는 아님. 본 연구의 목적은 검역의 대체기술로 이온화에너지 처리기술을 이용함에 있어, 최종적으로 소비자가 이용하는 농산물의 품질영향에 대해 평가하고 품질에 문제가 없도록 그 한계선량을 설정하는 것에 있음. 농산물은 특성상 재배환경에 따라 품질의 변이가 크고, 수출과정 중 환경에 대한 변화가 크기 때문에 이러한 변수를 고려하여 예상 소요기간의 2~3배의 기간을 기준으로 설정하였음. 이에, 실제 수출 과정 중 해상운송기간(2~5주, 저온), 검역, 현지유통(1주, 저온 또는 상온) 및 판매기간(1주, 상온)과 변수를 고려하여 상온(18~20℃)에서 3주, 저온(0℃)에서 12주를 기준으로 하였고, 그 기간까지 상품성을 유지하고 있는 선량을 한계 흡수선량으로 최종 결정하였음. 따라서 이 기준은 수출국과 현지시장의 환경 등에 따라 변경될 수 있음. 그러나 선량 결정 시 다양한 변이에 대해 주의하고 소비되는 농산물의 내적 품질을 가장 중요한 기준으로 삼아야 할 것으로 생각됨.

Abstract ▼

Ⅴ. Results
(1) Development of optimal process of irradiation and eco-friendly fumigant for export commodities
- Set up optimal conditions for major 9 exporting commodities using different types of irradiation (gamma-ray, e-beam, and X-ray)
● A dosimetry system was used in the range of prope

Ⅴ. Results
(1) Development of optimal process of irradiation and eco-friendly fumigant for export commodities
- Set up optimal conditions for major 9 exporting commodities using different types of irradiation (gamma-ray, e-beam, and X-ray)
● A dosimetry system was used in the range of proper absorbed dose to meet international standard of the irradiation project in different types of radiations and packing box. Among them, X-ray is used for commercial facility in cut flowers, but not for fruits because of packing. Thus, it is urgently required to improve the packing material.
- Completion of irradiation process based on absorbed dose and dose rate on exporting commodities with irradiation (gamma-ray, e-beam and X-ray) in optimal commercial facilities.
- Preparation of legislations for irradiation disinfestation/phytosanitary and SOP (Korea’s plant Protection Act 2015-36, 12/02/15)

(2) Collection of data and set up strategy for domestic and abroad market trial
- Market trial test was carried out 7 times in 6 countries and evaluated on-site quality on irradiated commodities.
- Market trial test showed that irradiated commodities had a good evaluation.
- Not found any pests
- No antipathy on irradiated commodities except Russia
- Collected documents that required for exporting commodities such as Invoice, packing list, exporting certificate, and exporting quarantine certificate etc.
- The KAERI had 1^st IAEA/RCA workshop on Best Practice for Phytosaniatry Application of Food Irradiation for preparing Manual draft in 2012. And 2^nd meeting was held in Malaysia for the manual draft in 2013. Finally, the last meeting made Best Practice Manual in Philippines titled IAEA/RCA Tranning Course on Best Practice for the use of Irradiation as Phytosanitary treatment in 2013.
- The Animal and Plant Quarantine Agengy (QIA), the 8^th collaborating institute, have translated the Best Practice Manual and published eco-friendly disinfestation manual through this project.

(3) Preparation of toxicological and nutrient safety in irradiated imported orange
- Development of detection method for irradiated orange and evaluation of toxicological and nutrient safety from the irradiated oranges in the assumption of orange imports.
- Prepared SOP for imported irradiated orange based on Korea food code method.

(4) Development of simultaneous quarantine method using irradiation with combined treatments
- Confirmed that irradiation with combined treatment, NaDCC, controlled pathogens on 7 major exporting commodities.
- Confirmed that 400 Gy of gamm irradiatio with 30 ppm of NaDCC simultaneously controlled Botrytis cinerea and Helicoverpa assulta in paprika.

(5) Evaluation of sensitivity on quarantine and postharvest pathogens by different types of radiations (gamma-ray, X-ray, and E-beam)
- Evaluated sensitivity of 6 postharvest fungal pathogens such as Botrytis cinerea, Penicillium expansum, Penicillium italicum, Rhizopus sp., Botrytis sp. Monilinia fructigena to different radiations and obtained D10 values from the pathogens.
ㆍEvaluated sensitivity of 2 quarantine pathogens such as Xanthomonas sp. Monilinia fructigena and Xanthomonas sp.
- There is no significnat difference (D10 value) in the sensitivity of pathogens by irradiations.

(6) Empirical study of packing box using combined treatment and evaluation of postharvest to pests
- Single treatment of NaDCC showed decreased disease severity compared to the combined treatment in Botrytis cinerea from chrysanthemum and Rhizopus sp. from sweet potato.
- Only the combined treatment with 0.2 kGy of gamma irradiation and 70 ppm of NaDCC exhibited significant synergistic antifungal activity against blue mold decay in both varieties. Empirical study and evaluation for postharvest both show combined treatment has antifungal activity to blue mold decay.
- 50, 70, and 100 ppm of NaDCC, without gamma irradiation, effectively controlled the Botrytis cinerea development on chrysanthemum.
- Only a combined treatment with 0.2 kGy of gamma irradiation and 70 ppm of NaDCC exhibited significant synergistic antifungal activity on pears.
- Optimized conditions for controlling citrus canker by irradiation
- A combined treatment with 0.4 kGy of gamma irradiation and 4 g of EDN controlled apple Glomerella cingulata and apple blue mold.

(7) Development of quarantine process using irradiation and its convergent treatment
- Confirmed that optimal irradiation dose and NaDCC treatment controlled quarantine/postharvest pathogens that are issued for exporting commodities. With optimal conditions, market trial test was conducted on cut flowers for exporting to Japan.

(8) Development of DB of valid dose in 12 quarantine pests
- Set up valid dose for Carposina sasakil, Amphitetranychus viennensis, Conogethes punctiferalis, Heliothis armigera, Helicovergo assulta, mite, Drosophila suzuki, Tenuipalpus zhizhilashviliae, Stathmopoda masinissa, Frankliniella occidentalis, Planococcus kraunhiae, Aphis gossypii.

(9) Empirical study of eco-friendly fumigants as a alternative of MeBr on major exporting commodities
- A large-scale empirical study and suggestion of SOP for 4 exporting commodities (apple, paprika, lily, and grape)
ㆍA large-scale empirical study of phosphine on quarantine pests on apple: PH3 2g/m3 for 5 days
ㆍA large-scale empirical study of ethyl formate on quarantine pests on paprika: EF 16.7 g/m3 for 2hrs
ㆍA large-scale empirical study of phosphine on quarantine pests on lily: PH3 2g/m3 for 24 hrs
ㆍA large-scale empirical study of ethyl formate on quarantine pests on grape: EF 70 g/m3 for 4 hrs
ㆍA large-scale empirical study of EDN on postharvest pathogen on sweet potato: EDN 20 g/m3 for 2 hrs
- A medium-scale empirical study and suggestion for exporting commodities
ㆍA medium-scale empirical study of combined irradiation with EDN on postharvest pathogen on apple: EDN 4g/m³ for 1hr and 200 Gy of gamma irradiation
ㆍA medium-scale empirical study of combined irradiation with EDN on postharvest pathogen on paprika: EDN 4g/m³ for 1hr and 200 Gy of gamma irradiation
ㆍA medium-scale empirical study of combined irradiation with EDN on quarantine pests on cut flowers: PH₃ 2g/m³ for 6hr and 200 Gy of gamma irradiation

(10) Evaluation of quality on exporting commodities after irradiation
- The irradiated apple and pear decreased ethylene; increased the rate of respiration; decreased hardness in increasing dose compared to non-irradiated fruits. There is a no big difference on sweetness and content of acid in irradiated fruits. However, over dose of 400 Gy changes their taste in room temperature and low temperature.
- X-ray do not affect too much quality of fruits compared to gamma irradiation.
- The optimal dose of gamma irradiation is 400 Gy for apple and pear whereas in case of optimal doses of X-ray are 600 Gy for apple and 400 Gy for pear.
- All 6 irradiated-cultivars of cut rose showed decreased water consumption compared to control and rate of absorbed dose was decreased in the increasing of target dose.