서 론
우리나라 배 재배면적의 83%정도를 차지하는 ‘신고’ 는 적숙기가 10월 상순으로 추석이 이른 해에는 과실의 숙기를 촉진시키기 위하여 생장조절제를 사용하여 과실 을 수확한다. 이에 따라 미숙과 및 불량과가 시중에 유 통되어 소비자들의 구매 욕구를 떨어뜨리거나 배에 대한 소비자의 인식이 부정적으로 형성되고 있어 이러한 문제 를 해결하기 위해서는 숙기가 다양한 품종의 재배가 필 요하다(Kim, 2001). 2014년까지 농촌진흥청 국립원예특 작과학원에서 34개의 품종이 육성되었지만 보급률은 약 13%(조생종 5.7%, 중생종 5.4%, 만생종 2.0% 등) 내외 로 매우 미흡한 실정이다. 현재까지 국내 육성 배 주요 품종으로는 조생종인 ‘원황’과 만생종인 ‘추황배’를 들 수 있으며 그 중 ‘원황’의 재배면적이 5.0% 정도로 가 장 높은 비율을 차지하고 있다(Statistics Korea, 2015).
소비자들의 다양한 기호를 충족시키기 위해서 기존 유 통되는 배 과실과는 다른 새로운 특성을 가진 다양한 품종개발이 필요하며 또한 수출량 증대를 위해서는 현지 의 외국인 소비자들의 수요를 늘리는 것이 중요한데, 이 를 위해서는 기존 품종 이외의 신품종 육성이 절실히 요구되고 있다.
이에 따라 본 연구에서는 1983년 원예특작과학원 배 연구소에서 ‘단배’에 ‘행수’를 교배하여 1994년 1차 선 발하고 2004년 최종 품종출원 하였던 조생종 ‘진황’을 대상으로 다수의 원예산물에서 품질유지 및 수확 후 저 장성 향상에 효과적인 것으로 알려진(Jiang and Joyce, 2002; Moon et al., 2008) 1-methylcyclopropene (1- MCP)의 처리효과를 구명하고 유통온도별 과실품질 및 생리장해 발생의 변화를 비교하므로서 ‘신고’ 중심의 추 석명절의 배 유통구조를 개선하고 수출 배 시장 확대에 기여하고자 한다.
재료 및 방법
1. 과실재료 및 1-MCP 처리
국립원예특작과학원 배연구소에 재식된 10년생 ‘진황’ 을 대상으로 과실은 만개 후 125일(8월 27일)에 수확하 였으며 과실은 상온(25°C)에서 1일간 예조를 하여 품온 을 낮춘 후 기형과 및 부패과를 선별하고 1-MCP를 처 리하였다. 1-MCP 처리방법은 편의성을 고려하여 과실 수 확용 플라스틱 컨테이너박스에 과실을 채운 후 PE 0.1mm 두께의 통비닐을 이용하여 플라스틱 상자를 완전히 밀봉 한 후 1-methylcyclopropene(1-MCP, SmartFreshTM, AgroFresh Inc., USA) powder를 기화시켜 1.0μL·L-1 농도로 25°C 에서 12시간 처리하였다. 처리가 끝난 과실은 수출용 5kg박스에 과실을 포장하여 18, 25, 30°C의 온도에서 각 각 모의유통을 실시하였다. 과실은 7일 간격으로 28일 동안 품질변화 및 생리장해 발생을 조사하였다.
2. 품질조사 및 생리장해 평가
과실의 경도는 물성분석기(rheometer TMS-Pro, Food Technology Corp., USA)로 직경 8mm 측정봉을 이용하 여 절단한 과실의 적도면에 수직으로 깊이 5mm까지 100mm/min의 속도로 최대압력을 측정하였다. 가용성 고 형물(total soluble solids)은 각 개체를 무작위로 3그룹으 로 나누어 과실 적도면의 동일부분을 잘라 4겹의 cheese cloth를 이용하여 착즙한 후 digital refractometer(PR- 32α, ATAGO, Japan)를 사용하여 측정하였다. 산 함량은 동일한 방법으로 착즙한 과즙 5mL를 증류수 35mL에 희석하여 0.1N NaOH를 이용하여 pH 8.3까지 중화 적 정한 후 사과산(malic acid)으로 환산하였다. 과피색차 측정에는 chroma meter(CR-410, Minolta, Japan)를 이용 하여 각 개체의 모든 과실의 적도면을 측정하여 L*, a*, b*를 구하고 hue angle을 계산하였다. 과실의 에틸렌 발 생량 및 호흡 측정은 각 처리구에서 무작위로 6과를 선 택하여 3반복으로 3.4L 용기에 2과씩 넣어 밀폐하고 25°C에서 2시간 방치 후 밀폐된 용기내부의 기체를 주 사기로 1mL 포집한 후 각각 FID 및 TCD가 장착된 gas chromatograph (YL6100-GC, Younglin, Korea)로 측 정 후 계산하였다(Tamura et al., 2003).
과실 내부에 발생하는 과심갈변, 과육갈변, 수침상과 및 분질과를 조사하기 위하여 과실 중앙부를 절단하여 절단면에서 장해발생 여부를 육안으로 관찰하여 판단하 였다. 생리장해는 발생정도에 따라 6단계(0: 미발생, 1: 20%미만, 2: 40% 미만, 3: 60% 미만, 4: 80%미만, 5: 80%이상)로 조사하여 발생지수로 표기하였으며 분질과 의 경우에는 과실의 분질여부를 육안 및 과육을 만져본 후 장해의 발생지수를 표기하였다. 통계는 SPSS 프로그 램(Version 15.0, SPSS, Inc., Chicago, Illinois, USA)를 이용하여 Duncan’s multiple range test(5% level)를 실 시하였다.
결과 및 고찰
1-MCP 처리 후 유통온도별 과실의 품질변화를 조사 한 결과는 다음과 같다. 과실 감모율의 경우, 전체적으 로 유통기간의 경과와 더불어 증가하는 경향을 보였는데 유통온도가 높을수록 감모율도 높은 결과를 보여 ‘원황’ 과 ‘화산’ 배에서 보고되었던 결과(Lee et al., 2011)와 유사하게 조사되었다. 과실의 경도 측면에서 상품성을 유지하였던 유통 21일후의 감모율을 비교한 결과, 1- MCP 처리구의 경우에는 18°C, 25°C 및 30°C 유통구에 서 각각 2.7%, 6.6% 및 7.0%로 나타났고 무처리구의 경우에는 동일 조건에서 각각 3.6%, 6.4% 및 8.8%로 1-MCP 처리구에 비해 다소 높게 나타났다(Table 1).
Table 1.
Effects of postharvest 1-MCP (1.0μL·L-1) treatment and distribution temperature on fruit quality indices during 28 days of shelflife in ‘Jinhwang’ pears.
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과육의 경도 변화는 18°C 유통조건에서 무처리구는 유통 7일에 29.0N에서 14일후에 18.0N으로 급격한 저 하를 보였지만, 1-MCP 처리구는 31.9N에서 유통 21일 까지도 31.5N으로 경도유지가 되었으며 28일에 21.0N으 로 저하되었다. 25°C 유통조건에서도 무처리구는 18°C 와 유의한 경향을 나타냈었지만 1-MCP 처리구는 유통 21일에 29.6N으로 유지가 되었다. 과실의 유통조건에서 고온조건인 30°C 유통구의 경우 무처리구는 유통 7일에 29.1N에서 21일 12.7N으로 급격한 감소를 나타내었으며, 유통 28일에는 과실의 부패로 인해 품질분석이 불가능 한 상태였다. 반면, 1-MCP처리에서는 고온유통 21일후 에도 24.9N으로 경도유지에 효과적이었다.
가용성고형물 및 산함량에서는 유통온도 및 기간에 따 른 유의한 차이를 보이지 않아 1-MCP처리에 따른 품질 저하는 발견할 수 없었다(Table 1). 과실에서 소비자의 구매욕에 가장 큰 영향을 미치는 것이 외적요소 중 과 피의 색택으로 ‘원황’과 같은 조생종의 성숙지표로 활용 할 수 있다(Lee et al., 2011).
유통과정 중 과실의 색도값 변화에서는 L*값은 유통온 도에 관계없이 유통기간이 길어질수록 값이 감소하여 다 소간 어두워지는 경향을 보였는데 18°C 및 25°C 유통구 에서는 큰 차이가 없었고 30°C 처리구에서는 1-MCP처 리 과실에서 다소간 명도를 높게 유지하였다. 음수일수 록 녹색의 발현이 강하고 양수일수록 적색의 발현 증가 를 의미하는 a*값은 배에서 성숙과정 중 증가하는 양상 을 보이는데(Oh et al., 2010) 18°C 유통구보다는 30°C 유통구에서 증가 폭이 컸으며 1-MCP처리보다는 무처리구 의 과실에서 높은 증가를 나타내었다(Table 2). 황색의 발 현을 반영하는 b*값의 경우도 a*값과 유사한 경향을 보 였다. Hue angle은 기존의 연구에서 배의 성숙과 연화과 정이 진행되면서 점진적으로 감소하는 경향을 보였으므 로 배 과실의 노화지표로 활용할 수 있는데, 본 연구에 서도 유통기간이 증가할수록 낮아졌고, 유통온도별에서 는 18°C보다는 상대적 고온인 30°C에서 감소폭이 컸으 며 1-MCP처리보다는 무처리구에서 감소폭이 유의하게 컸다(Table 2).
Table 2.
Effects of postharvest 1-MCP(1.0μL·L-1) treatment and distribution temperature on fruit color difference during 28 days of shelflife in ‘Jinhwang’ pears.
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배 과실의 유통과정에서 가장 문제가 되는 것은 생리 장해 발생으로 특히 내부장해는 과실의 외관으로는 판별 하기 힘들어 유통 후 소비자 리콜 등 큰 문제를 유발하 는 요인이 된다. 또한 과실의 수출과정 중 수송온도에 따라 그 발생률에 차이를 보이는 것으로 밝혀진 바 있 다(Oh et al., 2010). 배 ‘진황’을 28일간 유통하는 동안 발생하였던 생리장해는 주로 과심갈변(Fig. 1)과 분질 (Fig. 2) 장해로 ‘원황’ 배에서 발생하는 장해에 비해서 는 상대적으로 생리장해의 종류가 적은 것으로 평가되었 다(Lee et al., 2014). 과심갈변의 경우 유통온도에 상관 없이 유통기간이 증가할수록 높은 발생을 나타내었으며 무처리구에서는 상대적으로 유통온도가 낮았던 18°C 처 리구에서 유통 21일에 발생지수 3.8로 과심면적의 60% 이상이 갈변하였는데 1-MCP 처리구는 유통 14일 후에 발생하기 시작하여 유통 28일에도 지수 1.6으로 상대적 으로 낮은 수준을 유지하였다(Fig. 1). 분질장해의 발생 은 무처리구의 경우 유통온도에 상관없이 유통14일 이 후부터 급격한 증가를 보여 21일에는 과실의 상품성을 상실하였다. 반면, 1-MCP처리 과실의 경우 유통온도 18°C에서는 전혀 발생하지 않았으며 25°C에서도 유통 28일에 0.8정도로 낮게 나타났다. 상대적으로 고온인 30°C 유통구의 경우에도 유통 21일에 0.7정도로 가식은 가능한 상태였으므로(Fig. 2) 신품종 ‘진황’에 대한 1- MCP처리는 유통온도에 관계없이 생리장해의 경감에 효 과적인 것으로 판명되었다.
이상과 같은 배의 생리장해 발생의 차이에 영향하는 요소로 에틸렌과 호흡률 제어가 관련이 있는 것으로 알 려져 있다(Lee et al., 2016). 온도별 유통 중 과실의 에 틸렌발생량과 호흡률의 변화를 조사하였다(Fig. 3, 4). 에틸렌발생량은 유통온도에 따라 상이하게 나타나 기존 의 보고와 유사한 결과를 보였는데(Kitamura et al., 1981), 18°C 유통구에서 무처리의 경우 유통25일에 0.2μL·kg-1·h-1이었으며, 1-MCP처리는 0.1μL·kg-1·h-1로 거 의 발생을 하지 않았다. 반면, 25°C의 무처리구에서는 유 통 10일부터 0.1μL·kg-1·h-1에서 시작하여 점진적으로 증 가하다가 유통 25일에는 0.7μL·kg-1·h-1까지 검출되었다. 1-MCP 처리구는 유통 20일까지 0.1μL·kg-1·h-1로 매우 낮 은 수준을 유지하였다. 상대적 고온인 30°C 유통구에서는 유통 5일후부터 0.3μL·kg-1·h-1이 검출되었으며, 유통 20일 후에는 0.8μL·kg-1·h-1 까지 검출되었다. 그리고 1-MCP처 리구도 유통 10일후부터 에틸렌이 검출되기 시작하여 유 통 25일후에는 1.5μL·kg-1·h-1까지 높은 발생량을 보였는 데 1-MCP처리구의 에틸렌 발생 수준은 25°C 이상의 온 도에서는 무처리구의 50% 수준에 머물렀다(Fig. 3).
과실의 호흡률을 조사한 결과, 18°C에서 모의유통을 실시한 처리구는 수확 당일부터 과실의 호흡이 5.7mL·kg-1·h-1에서 유통 5일에 7.0mL·kg-1·h-1로 최고치 를 나타낸 이후 유통기간동안 다소 낮아지는 경향을 보이 다가 25일에 6.5mL·kg-1·h-1의 호흡량을 보였다. 반면 1- MCP처리구의 경우 무처구보다 유의하게 낮은 호흡량을 보였다. 25°C 유통조건에서는 18°C 유통구보다 높은 호흡 량을 보였는데 무처리구에서 유통 10일에 7.6mL·kg-1·h-1 에서 25일에 8.5mL·kg-1·h-1까지 증가하였다. 1-MCP처리 는 유통 20일까지 5.0mL·kg-1·h-1로 감소하였다가 25일에 7.9mL·kg-1·h-1로 호흡의 증가를 나타내었다. 고온인 30°C에서는 25°C보다 현저하게 높은 호흡량을 보였지만 1-MCP처리는 유통 20일까지 무처리구의 50% 수준으로 낮은 호흡률을 유지하였다(Fig. 4).
이와 같은 유통온도의 차이에 따른 과실의 호흡률 변 화는 예냉처리에 의한 과실성숙의 지연(Getinet et al., 2008)과 관련이 있으며 국내 육성 배 품종 중 조생종 ‘한 아름’ 배에 대한 예건처리 기간 중 상대적 저온에 대한 호흡률 저하 반응(Lee et al., 2016) 및 다수의 국내 육 성 품종(Hong et al., 2004)에서 보여지는 호흡변화와 유 사한 반응을 보이는 것으로 판단되었다.
종합적으로 조사된 과실의 외관평가 결과를 보면 18°C 유통구 및 25°C 유통구의 경우 처리 간 특이한 차 이는 보이지 않았으며 외관상 유의한 차이도 보이지 않 았다. 반면, 30°C에서는 무처리구의 경우 유통 14일부터 과실의 외관에 큰 변화가 생겨 과피가 갈변하는 증상을 보였으며 유통 28일에는 과실의 부패로 인해 분석이 불 가능 하였다. 1-MCP처리구는 유통 21일 까지 외관의 변 화가 관찰되지 않았으며 28일에 이르러서야 부패과가 발 생하는 등 1-MCP 처리는 고온에서 유통 중인 과실의 외 관품질을 유지하는데 효과적인 것으로 판명되어 배 ‘진 황’에서 특히 동남아시아 등 고온유통 지역으로 수출하 는 과실에 실용적으로 적용할 수 있는 수확 후 처리제 로 추천할 수 있었다(Fig. 5).
