서 론
우리나라의 딸기 생산 규모는 세계적인 생산량을 기록하며 동남아시아에도 수출량이 꾸준히 증가하는 원예작물이다. 그 중 ‘매향’은 국내에서 생산되는 여 러 수출딸기 중 동남아시아 소비자들의 입맛에 부합 하고 또한 저장성이 높은 품종으로써 주로 경남에서 대부분 생산되어 수출되고 있다(KREI, 2010; Kim과 Hwang, 2013; MIFAFF, 2010). 동남아시아로의 딸기 수출은 항공 수송시 1-2일, 선박 수송시 7일 이상 소 요된 후 소비자에게 판매기간까지 고려해보면 수일에 서 최대 10일 이상의 저장기간이 필요하다. 이에 따 른 저장기간 연장에 관한 연구가 진행되고 있는데 딸 기 재배 중 Ca 살포(Cheour 등, 1990), 수확 후 저장 전 고농도 이산화탄소 처리(Harker 등, 2000; Hwang 등, 1999)등이 보고되었다. 딸기 수확 후 고농도 이산 화탄소 처리는 과실의 부패, 호흡, 그리고 에틸렌 생 성을 억제시키고, 경도를 높이거나 경도 저하를 완화 시킨다고 보고되었다(Smith와 Skog, 1992; Watkins 등, 1999). 포장 용기에 따른 저장성 비교, 저장 환경 중 공기조성을 조절하여 호흡속도를 조절하는 CA 저 장(Controlled atmosphere), 저장 필름의 두께를 다르 게 하여 소포장 형태의 MAP(Modified atmosphere packaging) 저장 등의 연구가 보고되었다(Kim 등, 1998; Kim 등, 1993).
저장성 향상에 관한 연구가 많이 보고되었음에도 불구하고 과육이 연하여 그 효과는 미미하여 잿빛곰 팡이 등의 2차적 품질저하 현상이 많이 발생하고 있 다(Kim 등, 2009). 이에 따른 딸기 원물에 최대한 물 리적인 가해를 주지 않는 내에서 저장성을 향상할 수 있는 방법을 모색하는 것이 시급한 실정이다. 원예작 물 재배시 탄산가스가 높아질 경우 순광합성량, 엽면 적, 건물량 등이 증가하며 증산, 기공전도도는 감소되 는 등 다양한 생리 반응에 영향을 미치고, 근권부와 지상부의 비, 수확지수 등의 변화를 일으키는 것으로 보고되었다(Cure, 1986; Nederhoff 등, 2000). 국내에 서는 탄산가스 처리에 대한 보고는 착색단고추 재배 시 생육(Kang 등, 2007)과 스프레이국화 품질(Sung 등, 2010)에 관한 연구가 있었고, 국외는 딸기 재배시 탄산가스 처리가 보고(Sung과 Chen, 1991; Wang 등, 2003) 되었으나 저장성과 연관된 연구는 미비한 실정 이다. 이에 본 연구는 딸기 ‘매향’ 재배 시 탄산시비 가 수확 후 품질 및 저장성에 미치는 영향을 알아보 고자 수행하였다.
재료 및 방법
본 연구는 2016년 1월부터 2월까지 경상남도 진주 의 플라스틱 하우스에서 관비재배된 ‘매향’ 딸기를 대 상으로 하였다. 탄산시비 처리구는 재배 시 오전 9- 10시에 온실내 이산화탄소를 1,000 ppm (3L/1min) 수준으로 시비하였다. 탄산시비 처리구와 무처리구를 수확하여 과장, 과폭, 과중, 경도, 당도, 산도, 그리고 색도를 조사하였다. 저장 방법은 MA저장과 기존 관 행 저장 조건을 두었는데, 관행 저장은 기존 유공 용 기에 담아 포장하였다. MA 저장은 기존 딸기 MA 저장 실험(Baek 등, 2015)에서 적합하다고 보고된 20,000 cc·m-2·day-1·atm-1 OTR(oxygen transmission rate) 필름(대륭포장산업(주))으로 포장하였다. 모든 처리구 는 8°C에서 저장하였는데 관행 저장은 10일, MA 저 장은 20일간 진행되었다.
저장 중 생체중 감소율과 포장내 이산화탄소, 산소 및 에틸렌 농도 변화를 조사하였는데, 이산화탄소와 산소 농도는 CO2/O2 analyzer(CheckMate 9900, PBI, Denmark), 에틸렌 농도는 gas chromatography(GC- 2010, Shimadzu, Japan)를 사용하여 측정하였다(Park 등, 2000). 저장 최종일에 경도, 당도, 산도, 외관, 이 취, 색도, 그리고 곰팡이 발생률을 조사하였다. 경도 는 rheometer (Compac-100II, Sun scientific, Japan), 당도는 pocket refractometer (PAL-1, Atago, Japan), 산도는 picket brix-acidity meter (PAL-BX|ACID1, Atago, Japan)로 측정하였고, 색도는 colorimeter (CR- 400, Minolta, Japan)로 측정하여 CIE L*, Hue angle 및 Chroma 값으로 표기하였다(Hwang 등, 2013). 외 관상 품질과 이취는 5명의 숙련된 패널에 의한 관능 평가로 조사하였는데 1부터 5까지 등급으로 평가하였 다. 외관상 품질의 등급은 저장 전 가장 좋은 상태를 5점, 상품성이 유지된 상태를 3점, 그리고 완전폐기 상 태를 1점으로 하였다. 이취의 평가 등급은 이취를 느끼 지 못하는 수준을 0점, 이취가 매우 강한 수준을 5점으 로 하였다. 모든 실험은 5반복으로 진행하였으며 통계 처리는 Microsoft Excel 2013 program을 이용하여 표준 편차로 나타내거나, SPSS(IBM SPSS Statistics version 22) program을 이용하여 각 처리간의 유의성은 독립 표본 T검정과 Duncan의 다중 범위 검증을 5% 수준 에서 실시하였다.
결과 및 고찰
재배 중 1,000 ppm 농도로 탄산시비 처리한 ‘매향’ 딸기와 무처리구의 품질을 비교하였는데, 과장, 과폭, 과중, 색도는 처리에 따른 유의적인 차이를 보이지 않았으나, 경도, 당도, 그리고 산도의 차이에는 통계 적 유의성이 있었다(Table 1). 포도 재배 시 고농도 이산화탄소를 처리하였을 때 당도가 대조구에 비해 높았다는 보고(Son 등, 2014)와 딸기 수확 후 이산화 탄소 처리시 경도 유지되었다는 기존의 보고와 일치 하는 결과를 보였다(Harker 등, 2000; Son 등, 2014; Wang 등, 2014).
Table 1.
Effects of CO2 fertilization on the fruit height, fruit diameter, fruit weight, firmness, soluble solid, acidity, and color of strawberry 'Maehyang' after harvest.
| CO2 Fertilization | Fruit height (cm) | Fruit diameter (cm) | Fruit weight (g) | Firmness (N) | Soluble solid (°Brix) | Acidity (%) | Color (value) | ||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| L* | Hue angle | Chroma | |||||||
| Control | 4.3 | 2.7 | 10.5 | 6.4 | 8.2 | 1.4 | 46.2 | 39.6 | 30.9 |
| 1,000ppm | 4.2 | 2.6 | 10.3 | 8.1 | 9.4 | 1.7 | 47.3 | 41.0 | 32.3 |
| NS | NS | NS | * | * | * | NS | NS | NS | |
8°C 저장 중 생체중 감소율은 OTR 필름으로 포장 한 MA 조건에서 20일까지 1% 이하의 수준이었는데 탄산시비 처리 효과는 나타나지 않다. 그에 반해 기 존 유통 조건인 관행저장에서는 탄산시비 처리에 관 계없이 저장 1일후 감소율이 급격히 증가하여 저장 5 일째 10% 내외의 큰 감소를 나타냈다. 이는 딸기와 같은 장미과에 속하는 블랙베리(blackberry)의 최대 허용 생체중 감소율인 6.0%을 크게 상회하는 수치로 서(Kays와 Paull, 2004), 관행저장 처리구는 수분손실 로 인한 외관상 품질 저하를 보여 MA저장 처리구에 비해 저장기간이 10일이나 짧았다(Fig. 1). MA저장 중 포장내 이산화탄소 농도는 무처리구와 탄산시비 처리구 모두 저장 3일째 20% 내외의 높은 농도를 나타내었는 데, 탄산가스 무처리구는 저장 3일 이후 15% 내외의 농도를 저장 종료일인 20일째까지 유지하였다. 이에 반해 탄산시비 처리구에서는 저장 3일 이후 감소하였 다가 다시 5일 이후 급격히 증가하여 25%에 육박하 는 수치를 나타낸 후, 저장 종료일에는 15%로 감소 하였다. 이는 최적 CA조건 중 이산화탄소 농도는 15-20%인 수치와 유사하거나 다소 높은 수치였다. 딸 기의 최대 이산화탄소 허용 농도는 15%로 원예작물 중에서도 높은 수치에 속하며 이산화탄소에 대한 민 감도는 낮은 작물이다(Kader, 2002). 포장내 산소 농도 는 탄산가스 처리구와 무처리구 모두 저장 직후 급격 히 감소하여 3%의 낮은 수치를 나타내었고, 무처리구 는 저장 5일 이후 10% 내외이었으며 처리구는 저장 10일째까지 증감을 반복하였고 이후 서서히 감소하며 저장 종료일인 20일째에 7%의 수치를 보였다. 딸기와 같은 장미과에 속하는 블랙베리(blackberry), 블루베리 (blueberry), 크렌베리(cranberry) 등의 적정 CA 조건중 최저 산소 농도는 각각 5, 2, 1%로 보고되었는데 (Kader, 2002), 이와 유사한 수치를 나타내었다. 포장 내 에틸렌 농도는 대조구와 처리구 모두 저장 종료일 까지 증감을 반복하며 저장 종료일까지 2.0 μL·L-1 내 외의 수치를 보였는데, 탄산시비에 대한 농도의 차이 는 나타나지 않았다(Fig. 2). 기존의 이산화탄소 처리 에 따른 딸기의 에틸렌 발생 양상에 관한 보고에서 Li와 Kader(1989)는 이산화탄소 농도가 증가할수록 에틸렌 생성량은 감소한다고 하였으나, Song 등 (1995)은 증가한다고 하여 이산화탄소 처리와 에틸렌 발생과는 특별한 연관성이 없는 것으로 판단되었다. 딸기는 에틸렌이 적게 발생하는 작물로서 에틸렌에 대한 민감도도 낮은 것으로 보고되었다(Kader, 2002).
8°C에서 각각 10일과 20일 저장한 관행저장 처리구 와 MA저장 처리구의 저장 종료일 경도는 탄산시비 처리구가 대조구에 비해 높은 경도를 나타내었다. Wang 등(2014)은 ‘설향’ 딸기를 상온에서 3시간 동안 고농도 이산화탄소를 처리하였을 때 대조구에 비해 경도 증진 효과가 20% 이상 나타난 것과 유사한 결 과를 나타내었다. 당도는 탄산시비에 따른 처리구와 대조구의 차이는 나타나지 않았으나, MA저장에 비해 관행저장이 높았는데 이는 관행저장 처리구의 생체중 감소율로 유추해 볼 때 수분 손실로 인한 희석효과로 생각된다(Park, 1983). 산도는 저장방법에 관계없이 탄산시비 처리구가 무처리구에 비해 다소 높았으나 통계적 유의성은 없었다. 기존의 보고에서 이산화탄소 처리에 따른 딸기의 산도 변화에 대해 Harker 등 (2000)은 감소한다고 하였으나, Li와 Kader(1989)는 차이를 보이지 않았다고 하였다. 외관과 이취는 패널 테스트로 진행되었는데 외관상 품질은 두 저장방법 모두 탄산시비 처리구가 대조구에 비해 우수하였는데, 이는 저장 전 증진된 경도의 영향이라고 판단된다. Choi 등(2012)은 21종의 파프리카 품종별 저장성 비교 실험에서 경도가 높을수록 저장성이 높았고 경도와 저 장수명간의 고도의 정의 상관관계가 있다고 하였다. 이 취는 저장방법별로는 관행저장이, 처리별로는 탄산시비 처리구이 낮았으나 모든 처리구의 이취 정도가 2-3점인 것으로 보아 어느 정도의 이취는 발생하였다.
본 실험에서 포장내 고농도의 이산화탄소가 이취의 발생 원인이었던 것으로 판단되는데, 일반적으로 이산 화탄소 농도가 15% 이상일 때 해당과정에서 생성된 pyruvate가 TCA cycle로 연결되지 못하고 발효과정이 일어나 이취의 원인인 아세트알데히드와 알콜이 생성 된다(Kays, 1991). ‘여봉’ 딸기 수확 후 20%의 고농 도 이산화탄소로 CA저장 하였을 때 무처리구에 비해 처리구가 이취를 많이 발생하였다고 보고하였고(Kim 등, 1998), Li와 Kader (1989)는 낮은 산소 농도와 높 은 이산화탄소 농도의 조건이 에탄올의 축적을 증가 하여 이취를 유발한다는 보고하였다.
과실의 색도는 명도를 나타내는 CIE L*과 낮을수록 red purple색을 나타내는 hue angle 값은 저장방법과 탄산시비 처리에 따른 일정한 경향을 나타나지 않았 다. 외관상 선명도를 알 수 있는 chroma 값(Hwang 등, 2013)은 무처리구에 비해 탄산시비 처리구, 관행 저장에 비해 MA저장 처리구가 더 선명한 붉은색을 띄었으나 통계적 유의성은 없었다. Wang 등(2014)은 ‘설향’ 딸기에 고농도 이산화탄소 처리시 처리시간이 길고 처리농도가 높을수록 화탁 갈변 현상이 증가하 다고 보고하였는데, 본 연구의 탄산시비에 따른 과실의 화탁의 갈변 현상은 나타나지 않았다(데이타 없음). 곰 팡이 발생률은 MA저장에 비해 관행저장이 낮았고 무 처리구에 비해 탄산시비 처리구가 낮은 수치를 보였 다. 또한 탄산시비하여 관행저장한 처리구는 곰팡이가 전혀 발생하지 않았다(Table 2). 이는 수확 후 이산화 탄소를 30%의 농도로 3시간 처리한 딸기가 대조구에 비해 잿빛곰팡이에 의한 부패과 발생률이 낮았던 보 고(Han 등, 2015)와 수확한 딸기를 고농도 이산화탄 소에 노출하였을 때 부패균 증식을 억제한다는 보고 와 일치하였다(Harker 등, 2000; Hwang 등, 1999).
Table 2.
Firmness, soluble solid, acidity, visual quality, off-flavor, color, and fungal incidence, of strawberry ‘Maehyang’ treated CO2 fertilization and stored conventional and MA conditions at 8?.
| Storage method | CO2 Fertilization | Firmness (N) | Soluble solid (°Brix) | Acidity (%) | Visual quality | Off -flavor | Color index | Fungal incidence (%) | ||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| L* | Hue angle | Chroma | ||||||||
| Conven- tional | Control | 9.4bcz | 8.3a | 1.15a | 1.7b | 3.0a | 45.4a | 29.8c | 30.7b | 10.0 |
| 1,000ppm | 12.4a | 9.1a | 1.23a | 2.2ab | 2.0c | 38.7c | 30.5bc | 30.9b | 0.0 | |
| Modified atmosphere | Control | 8.6c | 7.4b | 1.11a | 2.1ab | 2.7b | 41.8b | 36.0a | 33.9a | 42.3 |
| 1,000ppm | 10.6b | 7.3b | 1.23a | 2.6a | 2.8ab | 42.9a | 32.6b | 31.3ab | 33.3 | |
이상의 결과를 볼 때, 탄산시비 처리는 무처리구에 비해 경도가 높으며, 같은 기간 저장하였을 때 대조 구에 비해 외관상 품질이 양호하고 이취가 적게 발생 하며, 곰팡이 발생률이 낮았다. 또한 관행저장에 비해 MA저장하는 것이 저장기간이 2배로 늘어나는 것을 확인 할 수 있었다. 이에 ‘매향’ 딸기 재배 시 탄산시 비하여 MA저장하는 것이 저장성 향상에 효과가 있는 것으로 판단된다.
