서 언
재료 및 방법
떫은감
에틸렌반응성 조사를 위한 에틸렌처리
에틸렌발생제 처리에 의한 홍시제조
에틸렌 발생량 측정
과실품질조사
결과 및 고찰
에틸렌 반응성
에틸렌발생제 처리 효과
숙도에 따른 품질
서 언
원예산물은 성숙과정 중 호흡량과 에틸렌 발생량이 급등하는 climacteric형 그리고 급등하지 않는 non-climacteric형으로 구분되며, 외생 에틸렌 처리는 내생 에틸렌과 호흡을 증가시키고 성숙과 노화를 촉진시킨다. 에틸렌의 생합성은 S-adenosylmethionine(SAM)으로부터 에틸렌의 전구물질인 ACC를 거쳐 에틸렌으로 생성되는 과정을 거치게 되는데, 외생 에틸렌은 ACC의 합성과 아울러 ACC로부터 에틸렌으로 전환하는 과정을 촉진한다(Riov and Yang, 1982).
에틸렌 처리는 자두 과실의 수확시기를 앞당길 수 있으며, 과실의 호흡량 및 에틸렌 생성량을 증대시키고, 색의 변화에 영향을 미친다고 하였다(Lim et al., 1996; Oh et al., 2007). 토마토 과실에 있어서도 외생 에틸렌에 의해 polygalacturonase합성의 trigger 역할을 함과 동시에 과실의 연화를 촉진시키고(Grierson and Tucker, 1983), 또한, 사과 ‘홍로’ 과실에 에틸렌을 처리할 경우 호흡량과 에틸렌 생성량을 증가시킨다고 하였다(Lim et al., 2009). 키위 과실의 후숙은 온도가 높을수록 빠르게 진행되며, 경도와 산함량이 감소하여 후숙이 진행된다고 하였고(Koh et al., 2003; Park et al., 2013), 에틸렌처리는 후숙 속도를 더욱 빠르게 진행시킨다(Park et al., 2006). 떫은감은 성숙 후에도 가용성 탄닌을 함유하고 있어 탈삽 또는 연시과정이 필요한 과실이므로(Taira et al., 1990), 연화를 촉진하기 위해 에틸렌을 이용한다(Park et al., 1998; Park et al., 2000).
이에 본 실험에서는 떫은감 과실의 안정적 공급 확대를 위한 에틸렌 반응성 및 실용적인 에틸렌 발생제 이용방법을 검토하고자 하였다.
재료 및 방법
떫은감
본 실험에 이용된 떫은감(청도반시)은 경북 청도지역에서 재배되었으며 관행수확기인 2013년 10월 4일 수확하여 국립원예특작과학원으로 이송, 실험에 이용하였다. 수확 직후 기형과 및 부패과실을 배제하고 선별한 후 10월 5일에 20, 15 및 10°C에 저장 및 처리하였다.
에틸렌반응성 조사를 위한 에틸렌처리
에틸렌처리는 각 저장온도에 30L 플라스틱 통에 과실을 넣고 과실의 온도가 각 저장온도와 일치할 때까지 저하한 것을 확인 후 에틸렌을 주사기로 주입하여 10μL･L-1 농도를 맞추었다. 지속적인 에틸렌 농도를 유지하기 위해 매 24시간 마다 개봉한 후 30분 정도 환기하고, 에틸렌 반응성 조사용 샘플을 채취한 후 에틸렌을 재 처리하였다.
에틸렌발생제 처리에 의한 홍시제조
에틸렌발생제는 시중에 판매되는 ‘후레쉬라이프’(경농)를 사용하였다. 발생되는 에틸렌의 양은 밀폐된 30L 플라스틱통에서 800-1000μL･L-1를 발생하였고(Fig. 1) 개봉 후 3일 후까지 지속적으로 발생하였다(Fig. 2).
처리장소는 20°C에서는 개방된 실험실에서, 15°C 및 10°C에서는 2.8 × 4.5 × 2.3m 크기의 저온저장고에서 처리하여 보관 후 조사하였다. 실험에 이용된 감포장은 시중에서 판매되는 10kg 종이박스에 포장된 채 그대로 사용하였으며, 에틸렌발생제의 위치는 박스 밑부분에 위치하도록 하였다.
또한, 박스 내 패드 종류에 따른 효과를 알아보기 위하여 종이패드, 폴리에틸렌패드를 사용하였다.
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Fig. 2. Ethylene production according to days after opening of ethylene generator in 30-L plastic container. |
에틸렌 발생량 측정
박스 내 에틸렌의 양을 측정하기 위해서 박스 상단 부에서 1mL 가스를 취하여 FID로 분석(GC, Hewlett-packard 5890, USA)하였다. 에틸렌 분석조건은, alumina 컬럼을 FID가 장착된 GC를 이용하여, injection 110°C, oven 70°C로 조정하였으며, detector는 250°C로 설정하여 측정하였다. 이때 flow rate는 모두 30mL･min-1로 설정하였다. 에틸렌의 standard gas농도는 각각 10μL･L-1를 사용하였고, 측정할 때마다 standard gas농도를 측정하여 보정하였다.
과실품질조사
경도는 과실의 적도면 과피를 제거 후 Texture Analyzer (25kg load cell, 5mm cylindrical probe, TA-XT2, Surrey, U.K.)를 이용하여 변형 깊이 10mm, 속도 2mm/sec로 측정하였다.
색도는 적도면의 과피를 색도계(CR-300, Minolta Corp., Japan)를 사용하여 한 과실당 두 곳을 측정한 후 평균값으로 하였다.
숙도에 따른 에틸렌 처리 효과의 품질조사를 위해 완전임의배치법 3반복으로 하였고 통계분석은 SAS 프로그램(SAS 9.1, SAS Institute Inc., USA)을 이용하여 Duncan 다중범위검정으로 분석하였다.
떫은맛은 수확 즉시 나타내는 맛을 매우 강함, 홍시가 되어 떫은맛이 약간 남아있는 상태를 기준으로 세 단계로 구분하였으며, 맛의 구분도 유사한 방법으로 구분하였다.
결과 및 고찰
에틸렌 반응성
떫은감 ‘청도반시’의 저장온도 및 에틸렌농도(10μL･L-1)에 따른 과실의 품질변화를 조사한 결과는 다음과 같다. 무처리 과실의 후숙은 저장온도에 관계 없이 시험기간 동안 비슷한 경도를 유지하면서 후숙이 되지 않았다. 반면, 에틸렌 처리구는 경도가 빠르게 진행됨과 동시에 홍시가 되었으며 특히, 온도가 높을수록 경도 저하속도가 빨랐다(Fig. 3 and 4). 에틸렌 처리시간은 20, 15, 10°C의 온도에서 각각 30, 55, 55시간이 필요한 것으로 조사되었고, 홍시제조일수는 각 온도 별 3-4, 5-6, 9-10일이 소요되었다(Fig. 3 and 4). 이러한 에틸렌의 효과는 에테폰 단용 또는 KOH와 혼용하여 에틸렌을 발생시켜 떫은감에 처리하면 홍시를 제조할 수 있었다는 이전의 결과와 일치한다(Park et al., 1998; Park et al., 2000).
에틸렌발생제 처리 효과
에틸렌발생제 처리에 의한 홍시제조 효과는 20, 15, 10°C의 온도에서 홍시제조 일수가 상기의 에틸렌반응성 조사결과와 동일하였다. 그러나 20°C에서 처리된 과실 일부가 홍시(후숙)가 되지 않는 결과를 보였는데(Fig. 5 and 6), 박스 내의 에틸렌을 조사한 결과 20°C에서 처리된 박스 내에서 가장 낮은 수준의 에틸렌양이 측정되었다(Fig. 7). 이는 에틸렌 발생제에서 발생된 에틸렌이 박스외부로 쉽게 유출되어 박스내의 떫은감에 에틸렌의 영향이 제대로 미치지 못한 것으로 생각된다. 이는 20°C의 높은 온도에서 종이박스의 가스투과도가 높았기 때문으로 생각된다. 반면, 박스 내 에틸렌양을 높이기 위해 플라스틱필름으로 감을 씌운 후 박스포장한 20°C 처리구에서는 포장 내 에틸렌농도가 처리 1일 후 약 700μL･L-1 정도였으며(Fig. 7), 100% 홍시를 만들 수 있었다(Fig. 5).
또한, 포장박스내의 완충재 종류에 따른 에틸렌 농도 차이는 종이패드 또는 플라스틱패드에 관계없이 박스 내 플라스틱필름을 포장한 처리구에 비해 매우 적은 양이 검출되었고 각 처리별 농도도 유사하였다(Fig. 7). 즉, 박스 내 떫은 감의 완전한 홍시제조를 위해서는 상기의 결과에서 조사된 것과 같이 에틸렌 10μL･L-1 농도로 최소 30시간의 반응시간이 필요하나 에틸렌가스가 그 이전에 외부로 유출되었기 때문에 불완전한 홍시가 발생된 원인으로 추정되었다. 반면 15°C 및 10°C에서 처리된 감은 20°C보다 시간이 더 소요되기는 하였지만, 홍시제조 비율은 더욱 높았는데, 즉, 15°C에서는 6일 후에, 10°C에서는 9일 후에 100% 홍시가 되었다(Fig. 5). 이는 20°C 처리 환경보다 박스 내 에틸렌의 농도가 높게 유지되었기 때문으로 생각되며 또한, 밀폐된 저장고내의 에틸렌 축적원인도 배제할 수 없다. 본 실험에 이용된 에틸렌발생제에서 발생되는 에틸렌의 양이 매우 충분하므로(Fig. 1 and 2) 현장에서는 일정한 홍시제조를 위해 종이박스 내 플라스틱 필름을 활용하는 것이 박스 내 에틸렌 농도를 높이는 바람직한 방법으로 제시되며, 홍시제조에 가장 효과적일 것으로 생각된다.
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Fig. 7. Ethylene changes after ethylene generator treatment according to pad materials and polyethylene vinyl packaging in paper box (A, B, 20°C; C, 15°C; D, 10°C). |
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Fig. 8. Photos of softened astirngent persimmon after ethylene generator treatment at different temperatures (15°C, 6 days after ethylene treatment; 10°C, 10 days after ethylene treatment). |
온도별 홍시제조 후 식미도 차이는 10°C에서 처리된 감은 15-20°C에서 처리한 감에 비해 과육 물러짐이 덜하고 식감이 저하하였으며(Fig. 8), 또한, 수분함량이 적고 떫은 맛이 남아 있어 홍시제조 온도로는 부적합하였다. 반면, 20°C에서는 홍시제조속도가 빠르긴 하나 과육이 쉽게 무르고 유통기간이 짧았으며, 15°C에서 제조된 홍시가 다른 처리구에 비해 가장 양호한 맛을 나타내었다(Table 1 and 2).
Table 2. The storage capacity of softened persimmon according to temperature after treatment with ethylene (10 μL･L-1). | |||
Temperature (°C) | 20 | 15 | 10 |
Storage period after softening | 3-4 days | 6-7 days | Over 7 days |
숙도에 따른 품질
에틸렌(10μL･L-1) 처리에 의한 숙도별 홍시제조 효과는 동일하였으나(Table 3), 적숙과의 표피 Hunter a 값이 연화 후 14.4로써 미숙과의 연화 후 Hunter a 값의 10.9보다 높게 나타났다. 이 결과는 숙도에 따른 연화 후 과실품질에 있어 경도 및 떫은맛에서는 차이가 없었으나 미숙과보다는 적숙과가 연화 후 표피색이 더욱 붉게 변하여 외관품질이 양호하게 나타났다(Fig. 9). 반면 당도함량은 개체간의 차이가 심하여 뚜렷한 경향을 볼 수 없었다(자료 미제시).
이상의 결과를 종합해보면, 수확 후 품질이 우수한 홍시를 제조하기 위해서는 에틸렌의 농도가 지속적으로 유지되도록 비닐로 포장한 후 낮은 저온 보다는 비교적 높은 15℃ 이상의 온도에서 처리하는 것이 떫은맛 제거와 홍시제조에 효과적이었다. 이는 에틸렌을 이용한 떫은감 및 자두과실의 연화촉진을 위해서는 낮은 저온 보다는 높은 온도에서 더욱 효과가 있었다는 이전의 결과와 일치한다(Lee and Young, 1984; Lim et al., 1996). 아울러 홍시제조 후 외관품질을 높이기 위해서는 완숙된 과실을 이용하는 것이 바람직할 것으로 조사되었다.
