서 론

배추(Brassica rapa var. pekinensis)는 우리나라의 주 요 채소작물이며, 2015년 총 생산량은 60억 USD로 이 중 67% 정도는 가을에 편중되고, 뒤를 이어 봄(14%), 가을(14%), 그리고 여름 고랭지 지역(7%) 순이다(Lee et al., 2016; MAF Statistics, 2015). 배추는 수확 후 바로 시장에 출하되므로 생산량에 따라 가격의 변동이 심하다 (Lee and Kang, 1998; Statistics Korea, 2017). 따라서 시장에 유통되는 배추의 수급안정화를 위한 저장기술이 요구된다. 배추의 저장력 향상을 위한 방법은 저장 전처 리 기술, modified atmosphere package(MAP) 기술 등이 보고 되고 있다(Bae et al., 2015; Eum et al., 2013). 특 히 여름에 재배되는 배추는 외기의 온도가 급격히 상승 하는 7월-9월경에 수확되므로 호흡열이 높아 수확 후 품 질에 직접적인 영향을 미친다(Bisbis et al., 2018). 원예 작물의 호흡증가는 다양한 대사활동을 유도함으로써 저 장력을 감소시킨다. 저장기간 동안 호흡의 증가는 수분 손실과 함께 원예작물의 품질저하와 손실률을 야기시키 는 주요 요인이다(Watkins, 2006). 수확하는 동안 발생하 는 호흡열을 제거시키기 위한 방법인 예냉처리 중 차압 예냉은 여름에 재배된 배추의 경우 저장 전 처리기술로 보고되고 있다(Eum et al., 2013). 차압예냉처리는 배추 의 수확 후 발생하는 높은 호흡열을 제거시켜 여름에 재배된 배추의 저장성을 향상시키는데 효과적이었다. 또 한 저장 전 처리기술 중 1-methylcyclopropene(1-MCP) 처리는 원예작물의 호흡률을 저하시켜 품질을 유지하는 기술로써 사과 Delicious 품종의 저장 중 호흡률을 낮추 고 호흡급등현상을 지연시켰다(Fan et al., 1999; Yoo et al., 2013). 1-MCP는 식물체 조직에서 생성되는 에틸렌 receptor와 결합함으로써 노화호르몬인 에틸렌의 활성을 저해시키는 물질로써 에틸렌과는 경쟁관계에 있다(Sisler and Serek, 1997). 그러므로 과일과 채소에서 성숙과 노 화를 억제시키는 것이 1-MCP의 주요 기능 중의 하나이 다(Cefola et al., 2010; Liu et al., 2013; Meyer and Terry, 2010). 숙성단계를 거치면서 에틸렌이 지속적으로 생성되는 과일들과는 달리 엽채류인 배추는 에틸렌 발생 량이 적으며, 0.1μL·L^-1 이하의 낮은 에틸렌 농도에 의해 서도 민감하게 반응하므로 1-MCP 처리에 의해서 에틸 렌에 의해서 매개된 다양한 생리적 반응들을 억제시킬 수 있다고 보고되고 있다(Wills et al., 1999).

본 연구는 여름에 재배된 배추 력광 품종의 장기저장 을 위한 방안으로 1-MCP 처리 효과를 확인하고자 수행 하였다.

재료 및 방법

본 연구의 공시재료인 배추 력광 품종은 강릉원주대학 교 농장에서 재배하여 2016년 6월 14일에 수확한 배추 를 이용하였다. 수확된 배추는 즉시 실험실로 옮겨와 초 기 품질인자를 조사한 다음 4개의 그룹으로 분류하였다. 4개의 그룹은 차압예냉(forced-air cooling, FAC) 처리구, FAC + 0.03mm LLDPE film (Liner) 처리구, FAC + 2μL·L^-1 1-MCP(1-MCP) 처리구, FAC + 1-MCP + Liner 처리구로 분류하였다. FAC 처리를 위해서 배추는 농산물 적재 및 유통에 일반적으로 이용되는 플라스틱 박스(52cm × 37cm × 32cm)에 3-4포기씩 세워서 담아 준 비하였다. 배추는 플라스틱 박스를 6개씩(2개 × 3개) 7단 으로 적재한 팔렛트 분량을 본 실험에 이용하였다. 배추 의 FAC 처리는 5°C에서 차압예냉용 비닐커버를 씌워 간이 차압식예냉기(FOX-S1004, DSFOX, Korea)를 이용 하여 감모율이 3% 이상 되도록 24시간 처리하였다. 수 확직후 배추의 품온은 20°C 내외였고 외기 온도는 25°C 정도였다. 1-MCP 처리는 1-MCP 발생기(FreshLongTM, Ecoplants Co., Korea)를 이용하여 농도가 2μL·L^-1이 되 도록 설정하여 FAC 처리와 동시에 수행하였다. 1-MCP 처리는 자연확산에 의한 처리가 아닌 FAC를 진행하는 동안 1-MCP 발생기를 가동시켜 배추 조직으로의 침투 를 조장하였다. Liner 처리는 FAC 단독 처리 또는 FAC 와 1-MCP를 동시에 처리한 다음 10cm 간격으로 미세 천공이 있는 0.03mm linear low density polyethylene (LLDPE) 필름을 이용하여 팔레트단위로 씌워 저장하였 다. 각각의 처리구는 2°C와 상대습도 95% 정도에 저장 하였다.

품질평가는 처리구별로 팔렛트에서 두 상자씩 선택하 여 조사하였다. 저장 중 배추의 무게변화는 저장기간 동 안 초기 무게에 대한 감모량을 백분율로 나타내었다. 분 석에 이용된 배추 잎은 무결점의 잎을 사용하기 위해 겉잎 1-2엽 바로 아래 잎을 선택하였다. 가용성고형물 함량은 잎을 착즙한 후 굴절당도계(PAL^-1, Atago, Tokyo, Japan)로 측정하여 °Brix로 나타내었다. 경도는 잎의 중륵 부위에 120mm·min-1 crosshead speed 조건으 로 물성분석기(EZ Test/CE-500N, Shimadzu, Kyoto, Japan)를 이용하여 직경 5mm probe를 이용하여 측정한 후 N(newton)로 표시하였다. 색도는 배추잎의 중륵 부위 와 녹색 부위를 색차계(CR-400, Minolta, Osaka, Japan) 로 측정하여 CIE L*, a* 및 b* 값으로 표기하였다. Chroma 값은 (a^*2 + b^*2)^1/2로 계산하였으며, hue angle 값은 1/tan (b* / a*)로 계산하였다.

데이터 분석은 SAS system(SAS Institute Inc., Cary, NC, USA)을 이용하여 분산분석(ANOVA)을 하였으며, Duncan의 다중검정(DMRT)을 이용하여 p ≤ 0.05 수준에 서 각 시비간의 유의성을 검증하였다. 모든 처리구는 배 추 한 포기씩을 반복구로 하여 항목에 따라 5반복 이상 의 실험으로 조사하였다.

결과 및 고찰

24시간 동안 FAC 처리는 배추 초기무게에 대해 약 3% 가량의 감모율을 초래하였다(Table 1). 저장기간 동 안 각 실험구의 감모율은 Liner 처리에 의해서 감소하였 다. FAC 처리구와 FAC + 1-MCP 처리구는 저장기간 3 주가 경과했을 때 각각 14.7%와 13.5%의 감모율이 발 생한 반면 FAC + Liner 처리구, FAC + 1-MCP + Liner 처리구는 각각 10.4%와 5.9%의 감모율이 발생하 였다. 저장기간 6주가 경과되면 FAC + 1-MCP + Liner 처리구는 12.5%의 감모율을 보이면서 다른 처리구들에 비해서 감모율을 최소화하였다. 그러나 1-MCP 처리는 중량감소에는 영향을 미치지 않았으며, Liner 처리가 중 량 감모율을 최소화하는데 효과적이었다. 원예산물의 저 장기간 동안 발생하는 중량감소는 대부분이 수분손실에 의해 야기되며 적은 양의 수분손실 만으로도 색, 조직감 에는 미묘한 품질의 변화를 야기시킨다(Nunes and Emond, 2007). 또한 일반적으로 엽채류들은 수분손실에 굉장히 취약하며 3-10%의 수분손실이 발생하면 시장에 서 판매가 불가능하다(Robinson et al., 1975). 본 실험에 서는 FAC + 1-MCP + Liner 처리구를 제외한 모든 처 리구에서는 저장 3주가 경과된 후 10% 이상의 중량 감 모율을 보이면서 상품성이 저하되었다. 저장 6주후에는 모든 처리구에서 10% 이상의 중량 감모율을 보였다. 배 추를 저장할 경우에는 산지에서 수확할 때 겉잎을 제거 하지 않은 채 저장이 이루어 지지만, 시장에 출하할 때 는 겉잎은 제거된다. 따라서 FAC + 1-MCP + Liner 처 리구에서 중량 감모율이 10% 이상 발생되었음에도 불구 하고, 겉잎을 제거하면 배추의 상태는 유통이 가능한 품 질이었다. 배추와 같은 엽채류의 경우 수확할 때 산지에 서 이루어지는 정선과정 동안 발생되는 손실률이 수분손 실에 의한 중량 감모율에 비해서 수확후 손실에 더 큰 영향을 미친다고 보고되었다(Eum et al., 2013; Porter et al., 2005)

가용성 고형물의 함량은 수확시에 2.5°Brix였으며, 차 압예냉 처리후 2.8-2.9°Brix로 다소 증가하였다. 저장기 간이 3주 경과되면서 FAC + 1-MCP, FAC, FAC + Liner, FAC + 1-MCP + Liner 처리 순으로 처리간 유의 적 차이를 보이며 FAC + 1-MCP + Liner 처리구에서 2.9°Brix로 가장 낮은 가용성 고형물의 함량을 보였다. 저장기간 6주가 경과되면 FAC와 FAC + 1-MCP 처리 구는 4.3-4.4°Brix로 가장 높은 함량을 보였다. 반면 Liner 처리구는 가용성 고형물의 함량이 낮았으며, 특히 FAC + 1-MCP + Liner 처리구에서 가장 낮았다. 그러 나 FAC + 1-MCP 처리는 배추의 저장기간 동안 가용성 고형물의 증감에 영향을 미치지 않았다. 처리간 가용성 고형물의 증감하는 경향은 중량 감모율(Table 1)의 결과 와 연관성을 보이는데, 중량 감모율은 저장기간 3주가 경과되었을 때 FAC + 1-MCP + Liner 처리구에서 가장 낮았으며, 저장기간 6주까지 지속되었다. 국내에서 재배 되는 배추의 가용성 고형물의 함량은 재배계절에 영향을 받는다고 보고되며(Shim et al., 1990), 봄배추는 1.2- 3.4°Brix, 가을배추는 3.8-6.6°Brix로 본 실험에 이용된 여름배추의 경우는 봄배추의 가용성 고형물의 함량 범위 에 속한다. 배추의 신선중은 대부분이 수분이 차지하고 있으며, 건물중의 90%정도는 탄수화물이 차지하고 있다. 이 중 1/3이 섬유질이고, 2/3가 저분자 탄수화물인 당류 가 차지하며, 당류는 포도당과 과당이 주를 이룬다 (Hong et al., 2017; Park and Yoon, 2015). 기존의 보고 에서도 가용성 고형물의 함량 변화에 미치는 1-MCP 처 리 효과는 다양하다. 동일한 사과 Gala 품종을 이용한 저장 중 품질변화에 관한 연구에서 가용성 고형물의 함 량은 사과의 재배 조건 및 실험 조건에 따라서 증가되 거나 감소되는 다른 양상을 보였다(Fan and Mattheis, 1999; Fan et al., 1999; Wawrzyńczak et al., 2007). 일 반적으로 배추는 전분을 함유하지 않은 non-starchy vegetable로 분류되지만, 전분을 함유한 starchy vegetable과 과일류 들에서는 전분의 당화현상이 발생한 다. 전분의 당화현상은 1-MCP 처리에 의해서 지연될 수 도 있다. 사과의 경우 1-MCP 처리는 높은 가용성 고형 물의 함량을 유지 시켰는데, 이는 전분이 당화되어 호흡 기질로 이용되는 것을 지연시켰기 때문이다(Fan et al., 1999; Fan and Mattheis, 2001).Table 2

배추의 경도는 수확 직후 24.0N이었으며, 저장기간 6 주가 경과되면서 경도는 전반적으로 감소하였다(Table 3). FAC 단독 처리구에서 경도의 감소가 가장 컸으며, FAC + 1-MCP + Liner 처리구에서 저장 6주 경과 후 22.6N으로 수확 당시의 경도가 유지되는 경향을 보였다. 일반적으로 필름으로 감싸는 Liner 처리를 하면 무게손 실률이 줄며 경도가 유지되는데(Ben-Yehoshua and Rodov, 2003), 본 실험에서는 FAC + 1-MCP + Liner 처리구의 무게손실률이 저장 6주 경과 후 12.5%로 가장 낮았으며, 경도의 감소도 다른 처리구에 비해서 효과적 으로 낮출 수 있었다.

배추의 중륵 부분과 초록색 잎 부분의 색도를 측정함 으로써 저장 중 배춧잎의 색 변화를 확인하였다. CIE L* 값은 밝기를 나타내며 수치가 커질수록 점점 밝아져 흰색에 가까워 지는 것을 의미하며 최대값은 100이다. 중륵 부분의 CIE L* 값은 모든 처리구에서 저장 기간 이 경과 되면서 수확 시 보다 약 0.7-1.1 정도 증가한 80.0-80.4 값을 보였다(Table 4). 처리간의 통계적 유의성 을 살펴보면 Liner 처리구에서 유의적으로 값이 높았으 나 약 0.7-1.1로 값의 차이는 미미하다고 판단된다. 배춧 잎의 CIE L* 값도 수확 시 보다는 증가하였다. 배추의 중륵부분이 흰색인 것과는 달리 녹색을 많이 띄는 잎부 분의 CIE L* 값은 약 53.9-58.1 정도로 중륵에 비해 낮 았으며, 처리간의 유의성은 FAC + Liner 처리구에서 가 장 높았고, FAC + 1-MCP + Liner 처리구에서 가장 낮 았다.

녹색을 띄는 배춧잎의 색 변화는 CIE a*와 b* 값을 측정함으로써 황변 정도를 확인할 수 있다. CIE a* 값 으로는 빨강과 초록색 중 어느 쪽으로 치우쳤는지를 확 인 할 수 있으며, 음의 값이 클수록 좀더 초록색을 나타 낸다(Meléndez-Martínez et al., 2003). CIE a* 값은 처 리간 차이가 뚜렷하였다(Table 5). FAC 단독처리는 저장 6주 경과 후 -14.9로 값이 가장 높은 반면 Liner 처리구 인 FAC + Liner와 FAC + 1-MCP + Liner 처리구는 - 17.0으로 수확 시의 -16.8과 차이가 없었다. 이는 Liner 처리가 배춧잎의 초록색을 저장 6주 기간 동안 유지시 키는데 효과적이라는 것을 의미한다. CIE b* 값은 노랑 과 파랑을 나타내며, 양수이며 노란색을 의미한다. 처리 간 통계적 유의적을 살펴보면 모든 처리구에서 수확 초 기값에 비해서는 증가는 경향을 보였고, FAC + Liner 처리구에서 CIE b* 값이 가장 높았으며, FAC 단독 처 리에서 가장 낮았다. 처리간에 CIE a*와 b* 값의 차이 는 Chroma와 hue angle 값으로 변형해 계산함으로써 색 변화를 뚜렷하게 확인할 수 있다. Chroma 값은 채도를 나타내며 값이 높을수록 색이 선명함을 의미하고, hue angle 값은 색상을 의미한다((Meléndez-Martínez et al., 2003). 처리간의 chroma 값은 수확 시에 비해 모두 증 가하였으며, 처리간에는 FAC + Liner 처리구가 가장 높 고 FAC 단독 처리구에서 낮았다. 1-MCP 처리는 chroma 값에는 큰 영향을 미치지 않았으며, Liner 처리 유무에 따라서도 경향을 파악하기 어려웠다(Table 6). Hue angle 값은 수확 시에 122.4°로 초록색을 나타냈으 며, 저장 기간이 경과됨에 따라 값이 감소하면서 118.1- 119.5°의 다소 yellowish-green으로 변화하였다. 처리간 차이는 FAC + 1-MCP + Liner 처리구에서 유의적으로 높아 감소의 폭이 좁았으나, 다른 처리구에서는 유의적 차이가 없었다. 따라서 1-MCP 처리의 효과는 미미하며, 1-MCP를 처리한 다음 Liner 포장을 실시하여 저장하면 저장 기간 경과 후 yellowish-green으로 변하는 현상이 다소 경감될 수 있다고 판단된다. 기존의 보고에 의하면 필름포장을 통한 MAP와 함께 에틸렌의 활성을 억제하 는 1-MCP 처리를 함께 할 경우 저장 효과는 배가되는 데, 특히 호흡급등형 과실에서는 숙성을 지연시키고, 채 소의 경우 갈변, 연화, 그리고 노화와 같은 품질저하 현 상을 억제시켰다(Blankenship and Dole, 2003; Watkins, 2006).

이상의 결과를 종합하면 배추 력광 품종은 저온저장 기간 동안 품질유지를 위한 방안으로 1-MCP 처리는 효 과가 미미하다고 판단된다. 그러나 1-MCP를 처리한 다 음 PE film으로 감싸는 Liner 처리는 배추를 저장하는 동안 중량감모율, 가용성 고형물의 함량, 그리고 배춧잎 의 초록색을 유지시키는 것에는 다소 효과가 있었다. FAC 처리를 한 배추에 1-MCP와 Liner를 함께 처리할 경우 력광 품종은 6주까지 품질유지가 가능하였다.