Research Article

Horticultural Science and Technology. 28 February 2021. 86-95
https://doi.org/10.7235/HORT.20210008

ABSTRACT


MAIN

  • 서 언

  • 재료 및 방법

  •   실험재료 및 차압용 패드 선정

  •   차압 예냉 및 저장 조건

  •   품질인자

  •   통계처리

  • 결과 및 고찰

  •   실리콘 고무 패드 효과

  •   실리콘 고무 패드를 이용한 차압 예냉 처리 후 MAP 저장효과

서 언

‘설향’ 딸기(Fragaria × ananassa Duch.)는 일본계인 ‘Red Pearl’와 ‘Akihime’의 교잡에 의해서 2005년에 육성된 품종으로, 당도가 높고 향이 좋아 국내에서 가장 많이 재배되고 있으며, 수출도 꾸준히 증가되고 있다(Shanmugam et al., 2017; MAFRA, 2018). 그러나 ‘설향’은 과육이 다른 품종에 비해 연약하여 쉽게 물러지는 특징을 가지고 있다(Ahn et al., 2014). 딸기는 숙성하는 동안 품종, 재배기간, 그리고 재배방법 등 다양한 요인들에 의해서 영향을 받는다(Voca et al., 2009; Šamec et al., 2016; Lee et al., 2020). 일반적으로 겨울에 주로 재배되는 딸기는 저장과 유통을 진행하는 동안 경도가 유지되고, 후숙도 서서히 진행되면서 장기간 동안 품질이 유지된다(Šamec et al., 2016). 그러나 ‘설향’ 딸기는 12월부터 수확이 시작되어 이듬해 5월까지 이루어지는데, 특히 4월 이후에 수확되는 딸기는 외기온도 상승에 의해 시설내부의 온도가 급격히 증가하여 연화와 같은 생리장해가 야기되면서 상품성이 크게 저하된다(Hong and Eum, 2020). 이러한 이유로 착색이 약 80% 진행되고 단단하고 미숙한 딸기가 수확되어 유통된다. 딸기는 비호흡급등형 과실로써 수확 후에는 성숙의 진행이 이루어 지지 않으며(Chai and Shen, 2016), 유통을 위한 과실의 숙성 정도는 수확 시에 결정된다(Mercier et al., 2019). 또한 딸기의 맛을 결정하는 주요 요인도 수확시의 숙성 정도에 의존한다(Nunes et al., 2006; Ornelas-Paz et al., 2013).

고온에 수확하는 원예작물들은 호흡열이 높아 유통 중에 상품성이 저하되므로, 최대한 빠른 시간 내에 호흡열을 제거해야 한다(Li and Kader, 1989; Martínez-Romero et al., 2003). 원예작물의 수확 시 발생되는 호흡열을 제거하는 저장전처리 방법으로 예냉처리가 있다(Nunes et al., 1995b; Pérez et al., 1998; Mercier et al., 2019). 예냉처리를 통해 원예작물의 온도를 낮추면 호흡으로 인한 대사율을 늦추고 부패를 야기하는 미생물의 증식을 억제함으로써 노화에서 기인한 생리작용을 지연시킨다(Li and Kader, 1989; Nunes et al., 1995b; Pérez et al., 1998; Martínez-Romero et al., 2003). 이전 연구에 의하면 딸기를 수확한 다음 4–8시간 동안 예냉처리를 지연시키면 수분손실이 50%까지 증가하였으며 품질 악화가 가속화되었다(Pelletier et al., 2011).

딸기에 적용 가능한 예냉 방법 중에서 대표적인 것은 차압식 예냉법이다(Brosnan and Sun, 2001; Mercier et al., 2019). 차압식 예냉법은 통기구가 있는 포장용기를 저장고 중앙에 공간을 두고 적재한 후 상부를 차폐막으로 덮고 차압 송풍기를 회전시켜 포장용기 내부의 공기를 흡입시킨다. 이때 포장용기 내부와 외부 사이에 압력차가 만들어지고, 저장고의 냉기를 강제적으로 포장용기로 흡입시켜 냉기가 직접 농산물에 접촉하게 함으로써 단시간에 냉각이 이루어 지는 방법이다(Nalbandi et al., 2016). 또한 송풍기의 압력을 높이면 포장상자 내부로 흐르는 냉기의 풍량을 증가시켜 냉각속도를 빠르게 할 수 있다(Brosnan and Sun, 2001; Ferrua and Singh, 2009; Redding et al., 2016). 이러한 이점과 달리 팬을 통하여 공급되는 냉기가 적재된 많은 포장상자를 통과하면서 공기의 온도가 올라가는 현상이 발생되는데(Ferrua and Singh, 2009; Nalbandi et al., 2016), 이렇게 데워진 공기가 여러 포장상자를 통과하기 때문에 팬과 가까이 있는 포장상자와 멀리 떨어져 있는 포장상자에 공급되는 공기의 온도가 달라 차압식 냉각 프로세스의 균일성이 저하되며, 이로 인해 포장 용기 내에 과일의 냉각이 고르게 이루어 지지 않을 수 있다.

연약한 과피를 가진 딸기의 차압 예냉에 사용하는 포장용기는 일반적으로 단단한 플라스틱 재질로 되어있기 때문에 90% 이상으로 성숙된 딸기의 차압 예냉 동안에 딸기 과피와 용기바닥이 밀착되어 과육이 눌리거나 심지어 수침되는 현상이 발생된다(Fig. 1A). 이렇게 조직이 파괴된 부분은 저장 및 유통 중 외관상 품질을 저하시키고 특히 곰팡이 발생과 부패의 원인 된다(Mercier et al., 2019). 따라서 품질이 우수한 90% 이상 성숙된 딸기를 수확하여 유통시키기 위해서는 차압 예냉하는 동안 냉기가 고르게 분포하게 하여 플라스틱상자 바닥면에 접하는 딸기 아랫면의 표피가 짓무르지 않고 균일하게 건조시킬 수 있는 기술이 요구된다. 이를 위해 차압용 용기 내에 패드를 설치하여 냉기의 순환을 원활하게 하는 방법이 있이 제안될 수 있다.

본 연구에서는 차압 예냉 용기에 적합한 패드를 선정하여 차압 예냉을 하는 동안 딸기에 미치는 영향을 확인하고, 예냉처리 된 딸기의 유통기간을 연장하기 위한 방안으로 modified atmosphere packaging(MAP) 처리하여 저장하는 동안 품질변화를 확인하고자 한다.

재료 및 방법

실험재료 및 차압용 패드 선정

2017년 5월에 강릉시 사천면 딸기 시설재배 단지에서 90% 이상 성숙이 진행된 ‘설향’ 딸기를 수확하여 실험실로 옮겨와 크기와 무게가 일정하고, 과피색이 균일한 것을 선별하였다. 초기 품질인자를 조사한 다음 차압 예냉 처리와 저장실험을 실시하였다.

차압용 패드를 제작하기 위해 예비실험에서 그물망 스티로폼 패드를 이용하여 바닥제의 크기를 우선 구명하였다. 원형막대의 지름이 3, 4, 또는 5mm 인 스티로폼 망을 깔고 실험한 결과 3mm 원형막대는 너무 가늘고 5mm 원형막대는 너무 굵어 딸기 표면에 접촉 흔적이 발생하거나 차압에 따른 표피 건조가 불 균일하게 이루어지는 경향을 보였다. 따라서 원형막대의 굵기는 4mm로 하였으며 간격도 딸기를 올려놓기 좋고 공기 흐름이 적절하도록 원형 막대 간의 간격이 14–15mm 정도가 되도록 설정하였다. 예비실험을 결과를 바탕으로 차압 패드의 원료는 가로 및 세로로 구성된 2층 구조의 40N, 50N, 60N의 물성을 가진 실리콘 고무 패드(Yangji, Pocheon, Korea) 3종류를 이용하였으며, 높이 조절을 위해서 원형막대를 반원형으로 변경하여 패드를 제작하였다. 실리콘 고무 패드의 경도(hardness)는 다양한 형태의 indentor를 실리콘 고무에 찌른 후 튀어 오르는 정도를 Shore hardness degree(Sh)로 나타내며, 0N(아주 유연함)에서 100N(아주 딱딱함)까지 나뉘어져 있다. 본 연구에서는 Shore A indentor로 측정되었으며, 표기는 40N Sh A, 50N Sh A, 그리고 60N Sh A로 하였다.

딸기의 차압 예냉에 적합한 물성의 실리콘 고무 패드를 선정하기 위해서 저온(5–6°C)과 고온(15°C)에서 10시간 이상 차압 예냉을 실시하여 물성에 따른 딸기 표피에 가해지는 정도를 확인하였다.

차압 예냉 및 저장 조건

선정된 실리콘 고무 패드를 이용하여 차압 예냉 및 MAP 저장실험은 다음과 같이 수행하였다. 딸기의 차압 예냉을 위해서 플라스틱 박스(34cm × 26cm × 5.5cm)에 약 60–70개씩 담아 준비하였다. 각 플라스틱 박스를 6개씩(2개 × 3개) 4단으로 적재한 후 제작된 비닐커버를 씌워 간이 차압식 예냉기(FOX-S1004, DSFOX, 도시, Korea)를 이용하여 풍속은 3.1 x 10-3m3·s-1·kg-1으로 6°C의 저온고에서 8–10시간까지 차압 예냉을 처리하였다. 본 실험에서는 차압용 패드의 효과를 확인하기 위해서 예냉 시간을 기존에 딸기에 처리하는 시간(4–6시간)(Ferrua and Singh, 2009; Mercier et al., 2019)에 비해 장시간 동안 유지하였다.

딸기는 차압용 패드 유무에 따라 차압 예냉 처리한 다음 용기에 담에 0.03mm polypropylene (PP) 필름으로 포장하여 5°C, 90% RH 조건에서 14일동안 저장하면서 MAP 포장 유무에 따른 품질 요인들을 조사하였다.

품질인자

무게변화는 초기 무게에 대한 저장기간 경과 후 중량 감모량을 백분율로 표시 하였다. 경도는 물성분석기(EZ Test/ CE-500N, Shimadzu, Kyoto, Japan)를 이용하여 과실의 적도 부위를 5mm probe로 120mm·min-1 crosshead speed 조건에서 측정하고 N으로 표시하였다. 가용성 고형물의 함량은 딸기 과육조직을 착즙한 후 굴절당도계(PAL-1, Atago, Tokyo, Japan)로 측정하여 °Brix로 표시하였다. 과육의 색도는 색차계(CR-400, Minolta, Osaka, Japan)로 측정하여 chroma, hue angle, 그리고 hunter L, a, b 값으로 표기하였다. Hunter L 값은 lightness를 나타내며(0 = black, 100 = white), hunter a 값은 green(–)에서 red(+), hunter b 값은 blue(–)에서 yellow(+)을 나타낸다. Hunter a와 b 값을 이용하여 chroma 값은 (a*2 + b*2)1/2로 계산하였으며, hue angle 값은 tan-1(b* / a*)로 계산하였다. 색상환의 hue angle은 0°, 90°, 180°, 그리고 270°에서 red-purple, yellow, bluish-green, 그리고 blue를 각각 나타낸다. Chroma는 채도로써 각 hue 값의 맑고 탁한 정도를 나타내며 수치가 높을수록 맑은 것을 의미한다(n = 16) (McGuire, 1992). 차압 예냉을 하는 동안 실리콘패드 유무에 따른 딸기 과피의 접촉면은 광학현미경(SZX10, Olympus, Tokyo, Japan)을 이용하여 100배율로 관찰하였다.

통계처리

실험은 완전임의 배치 법으로 수행하고 실험 처리의 효과분석은 SAS system(SAS Institute Inc. Cary NC, USA)의 2원분산분석법을 이용하였으며 처리 평균 간 유의성은 Duncan의 다중검정법으로 분석하였다. 각각의 처리 간에 상관관계는 R 프로그램(version 3.3.1)에서 ggplot2를 활용하여 heat map으로 가시화하였다.

결과 및 고찰

실리콘 고무 패드 효과

물성이 다른 패드를 이용하여 차압 예냉처리 한 딸기의 패드와 접촉한 표피모습은 Fig. 1과 같다. 40N Sh A 패드는 5–6°C 저온 차압에서는 상태가 양호하였으나, 15°C 이상의 온도에서 장시간 방치될 경우 실리콘 고무 패드와 딸기의 접촉면이 밀착되어 접촉 흔적이 발생되었다. 경도가 높은 60N Sh A의 패드는 차압 예냉을 하는 동안에는 40N Sh A 패드처럼 패드와 딸기가 밀착되는 현상은 없으나 높은 경도로 인해 장시간 방치될 경우 딸기 표면에 접촉 흔적이 관찰되었다. 50N Sh A의 패드도 연화가 진행된 일부 과실에서 희미하게 흔적은 관찰되나 실리콘패드의 물성에 따른 외관 비교에서 가장 우수하였다. 또한 차압 패드와 접촉된 부분의 딸기 표면을 현미경으로 관찰하면 실리콘패드를 깔지 않은 처리구에서는 딸기의 표면과 용기의 바닥면이 직접적으로 닿아 딸기 표피조직이 물러지는 현상이 관찰되었다(Fig. 2A). 반면 차압예냉 시 실리콘 고무 패드를 깔았던 경우는 실리콘 고무 패드와 딸기 접촉면의 표피조직은 매끈하고 물러지는 현상이 없었다(Fig. 2B).

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Fig. 1.

The extent to which the strawberry epidermis is bruised during forced air cooling for 10 hours depends on the properties of the pad inside the container. Black circles highlight the region of epidermal damage. A, No pad used inside the forced air cooling container; B, 40 N Sh A silicone pad used; C, 50 N Sh A silicone pad; D, 60 N Sh A silicone pad.

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Fig. 2.

Light microscopic observation (100X) of the strawberry surface after forced air cooling. A, No pad used; B, 50 N Sh A silicone pad.

실리콘 고무패드의 원료인 실리콘 고무의 일반적인 경도 범위는 30–80N Sh A이며, 극히 낮은 온도(–116°C)에서도 유연성을 유지하고, 내열성, 내후성, 내곰팡이성, 그리고 내수성 등이 우수한 특징을 가지고 있다(Kang, 1984). 차압 예냉 용기에 적합한 패드는 몇 가지 사항이 요구되는데, 예냉을 하는 동안 딸기에 변색을 일으키거나 과피를 손상시키지 않아야 하며, 차압 냉기가 고르고 균일하게 이동할 수 있어야 한다. 또한 변성이 일어나지 않으며 반영구적으로 사용이 가능하고 세척과 재활용이 용이해야 한다. 따라서 실리콘 고무로 제작된 실리콘 고무 패드는 차압용으로 사용하기에 적당한 것으로 판단되며, 특히 경도가 50N Sh A인 실리콘 고무 패드가 적합하였다.

실리콘 고무 패드를 이용한 차압 예냉 처리 후 MAP 저장효과

딸기는 차압 예냉을 실시하면 약 1.1–1.2%의 무게손실률이 발생하였다(Table 1). MAP 처리구에서는 저장 14일이 경과될 때까지 무게손실률이 1.3%에 그친 반면, MAP 무처리구에서는 6% 이상 무게가 손실되었다. 그러나 MAP 처리구와 무처리구 각각에서 패드 처리 유무에 따른 저장기간 동안 처리간 유의적 차이는 없었다. 대조구의 딸기가 차압 예냉한 딸기보다 중량 감모율이 낮은 것은 차압 예냉을 진행하는 동안 수분이 빠져나갔기 때문이며 이후의 감모율은 유사한 경향을 보였다(Hong et al., 2018). 딸기는 수분함량이 90%이상을 차지하며 연약한 조직을 가지고 있다. 일반적으로 과실의 수분손실은 표피 증산을 통해서 이루어지며, 연약한 과피를 가지고 있는 딸기의 경우는 수분손실에 민감하게 반응하는 원예작물이다(Nunes et al., 1995a). 따라서 차압 예냉을 통해서 수분을 증발시켜 표피를 건조시킴으로써 표피증산을 최소화할 수 있어 더 이상의 표피를 통한 수분손실을 막을 수 있었다(Hwang et al., 2013; Hong et al., 2018). 수분을 많이 함유한 배추의 경우도 초기무게에 대해서 약 2–3%로 감모율이 진행될 때까지 차압 예냉을 실시하여 표피를 건조시키면 저장하는 동안 수분손실이 감소되었다(Eum et al., 2013). 또한 Pelletier et al.(2011)의 연구에 의하면 차압 예냉처리는 예냉처리를 하지 않은 과실에 비해서 소매점으로 유통시켰을 때 품질 유지가 효과적이었으며, 품질을 저하시키는 가장 주요한 이유는 수분손실에 의한 중량 감모였다. 특히 유통을 위해 포장용기에 담을 경우에도 용량을 초과하여 포장하면 과실표피에 bruising을 야기시켰으며 이것이 부패를 가속화시키는데 직접적인 요인으로 작용하였다.

Table 1.

Changes in weight, firmness, and soluble solids content (SSC) during low temperature storage of strawberry under control and experimental conditions. FAC, forced air cooling; FAC+Pad, forced air cooling with silicone rubber pad; MAP, modified atmosphere packaging; FAC+MAP, MAP after forced air cooling; FAC+Pad+MAP, MAP after forced air cooling with silicone rubber pad

Treatment Weight loss (%) Firmness (N) SSC (oBrix)
ACz Storage days AC Storage days AC Storage days
3 6 9 14 3 6 9 14 3 6 9 14
Control 1.0 cy 2.0 b 3.3 ab 4.4 a 6.6 a 2.21 a 2.07 bc 2.25 bc 2.28 b 1.91 b 6.8 a 6.5 ab 6.8 a 6.2 ab 7.0 a
FAC 1.2 a 2.3 a 3.4 a 4.3 a 6.3 a 2.22 a 2.37 a 2.33 b 2.48 a 2.03 b 5.9 b 7.0 a 5.8 c 6.7 a 5.8 c
FAC+Pad 1.1 b 2.1 b 3.0 b 4.1 a 6.1 a 2.12 a 2.23 ab 2.08 c 2.35 ab 2.03 b 6.0 b 6.8 a 5.9 bc 6.7 a 7.5 a
MAP 1.0 c 1.0 c 1.0 c 1.0 b 1.3 b 2.21 a 2.20 ab 2.35 b 2.44 ab 2.19 a 6.8 a 6.1 b 6.0 bc 6.1 b 6.2 b
FAC+MAP 1.2 a 1.2 c 1.2 c 1.2 b 1.3 b 2.22 a 1.99 c 2.55 a 2.43 ab 1.88 b 5.9 b 6.0 b 6.1 bc 6.2 ab 6.2 b
FAC+Pad+MAP 1.1 b 1.1 c 1.1 c 1.1 b 1.2 b 2.12 a 2.31 a 2.08 c 2.33 ab 1.98 b 6.0 b 6.0 b 6.5 ab 6.6 ab 6.2 b
Significance
FAC ***NSNSNSNSNSNSNSNS**NSNS**NS
Pad NSNSNSNSNSNSNS**NSNS**NSNSNSNS
MAP NS**********NSNSNSNSNSNS**NSNSNS

zAfter cooling.

yMean separation within columns by Duncan’s multiple range test at p = 0.05.

NS, *, **, ***Nonsignificant or significant at p ≤ 0.05, 0.01, or 0.001, respectively.

MAP 처리하여 저장한 딸기는 차압 예냉 후의 무게를 저장 14일이 경과될 때 까지 그대로 유지하는 것으로 조사되어 필름포장이 감모율 억제에 효과적임을 알 수 있었다(p ≤ 0.001). MAP 포장은 원예산물의 수분손실을 줄이는데 효과적이다. 특히 과피가 얇아 수분손실에 민감하게 반응하는 딸기의 경우에는 더욱 요구되는 기술이다. Nunes et al.(1995b)의 연구에 의하면 딸기를 저장하는 중에 MAP 포장을 실시하면 수분손실을 현저하게 줄인다고 하였다. Collins and Parkins-Veazie(1993)의 연구에서도 polystyrene 상자에 포장된 딸기도 PVC 필름으로 wrapping을 함으로써 중량 감모율을 감소시키는데 효과적이었다. 또한 수확한 딸기를 빠른 시간 안에 예냉 처리를 하고 PVC polymeric 필름으로 포장하여 1°C 저온에 저장을 하면 딸기의 품질을 유지하는데 가장 효과적이라고 하였다(Nunes et al., 1995b). 따라서 PVC 필름에 비해 수분투과율이 4–8배 정도 낮은 PP 필름(Bastarrachea et al., 2011)을 이용한 MAP 처리는 딸기의 중량 감모를 억제하는데 주요 요인으로 작용하였다.

경도는 수확 시에는 1.93N이었으나 차압 예냉을 실시한 다음에는 2.22N, 차압을 하지 않은 무처리 구에서는 2.21N으로 처리간 유의적 차이가 없었다(Table 1). 저장기간 전반에 걸쳐서 차압 예냉, Pad, MAP 처리는 경도변화에 유의적 차이를 보이지 않았으나 단지 저장 6일 경과 후 Pad 처리구에서 경도가 다소 낮았다(p ≤ 0.01). 저장 14일이 경과되면서 모든 처리구에서 경도가 감소하는데, 이는 장기간 동안 저장에 의해서 과실의 연화가 발생되고 있는 것이라 판단된다(Yang et al., 2020).

5월에 수확된 ‘설향’ 딸기의 가용성 고형물의 함량은 6.8°Brix로 12월부터 4월까지 재배된 딸기의 9.5–7.9°Brix에 비해서 낮았다(Hong and Eum, 2020). ‘설향’은 겨울철에 주로 재배되는 품종으로 외부기온이 올라가면서 온실 내부의 온도가 상승하면 가용성 고형물의 함량도 감소된다(Hong and Eum, 2020). 본 연구는 차압 예냉의 효과를 확인하기 위해서 수확할 때 품온이 높은 시기인 5월에 수확된 딸기를 이용하였기 때문에 가용성 고형물의 함량이 5.9–6.8°Brix 범위로 전반적으로 낮았다(Table 1). 저장기간 동안 가용성 고형물의 함량은 수확시의 6.8°Brix에서 ±1°Brix 이상 범위를 벗어나지 않았으나, 차압 예냉 유무, 패드 유무, 그리고 MAP 처리의 유무에 따라서는 다소 차이를 보이고 있다. 저장기간이 경과되면서 증가하는 감모율은 MAP 처리를 하지 않은 딸기의 가용성 고형물의 함량을 증가시킨 반면 MAP 처리구는 저장기간 전반에 걸쳐서 유지되는 경향을 보이고 있다. 이는 MAP 처리에 의해서 숙성의 진행이 지연된 것을 의미하며 특히 14일 정장기간이 경과됐을 때 MAP 처리에 의한 수분손실 억제와 포장 내부 공기조성 변화로 인한 숙성지연이 가용성 고형물 함량을 유의적으로 낮추는데 영향을 미쳤을 것으로 판단된다(p = 0.05). Martínez-Romero et al.(2006)의 연구에 따르면 table grape는 저온저장을 하는 동안 가용성 고형물 함량의 증가는 무게손실에 의해서 기인하며 polypropylene 필름을 이용한 MAP 처리는 과실의 품질을 유지시키면서 가용성 고형물 함량의 증가를 지연시켰다.

반면 완숙된 ‘Senga Sengana’ 품종의 딸기를 이용한 MAP 저장에서는 저장하는 동안 발생되는 물러짐을 최소화하는 반면 가용성 고형물과 적정산도에는 유의성 차이를 보이지 않았다(Magazin et al., 2015). MAP 처리유무에 따른 가용성 고형물의 함량 변화에 관련된 의견은 다양하며, 이러한 결과는 본 연구에서도 일치하는데 딸기는 저장하는 9일 동안의 가용성 고형물의 함량은 차압 예냉 유무, 패드 유무, MAP 유무에 따라 증가와 감소를 반복하면서 영향을 미치지 않았으나, 14일 저장기간이 경과되면서 MAP 처리 유무에 따라 차이를 보였다.

딸기를 저장하는 동안 각각의 처리에 따른 색 변화의 차이는 heat map을 이용하여 확인하였다(Fig. 3). Heat map에 나타나는 color value는 수치가 높으면 녹색으로, 낮으면 붉은색으로 표시되었다. Chroma 값은 채도를 나타내며 수치가 낮아질수록 저 채도의 탁한 정도를 나타내고, 높아질수록 고 채도의 맑은 정도를 나타낸다. 실리콘 고무 패드를 이용하여 차압 예냉을 실시하고 MAP를 처리한 FAC+Pad+MAP 처리구에서 가장 높은 chroma 값을 나타내면서 딸기 과피의 붉은색이 탁해지지 않고 맑게 유지된 것을 확인할 수 있다. 딸기의 과피의 붉은 색은 착색이 진행되고 노화가 진행됨에 따라 탁한 붉은색으로 진행되는데(Hong and Eum, 2020), FAC+Pad+MAP 처리구에서는 다른 처리구들에 비해서 노화가 지연되고 있는 것으로 판단된다. 이러한 결과는 hue angle에서도 확인되는데 수치가 낮을 경우 과피가 좀더 붉은 것을 의미한다. 대조구에서는 전체적으로 다른 처리구들에 비해서 좀더 붉은 색을 나타냈으며, 특히 FAC+Pad+MAP 처리구에서는 hue angle이 가장 높은 것을 확인할 수 있다. 명도를 나타내는 hunter L 값에서도 FAC+Pad+MAP 처리구는 명도 높게 나타났으며, hunter a와 b에서도 유사한 경향을 나타내고 있다. 실리콘 고무 패드를 처리하지 않은 FAC+MAP 처리구에서도 FAC+Pad+MAP 처리에 비해서 chroma 값과 hue angle이 낮게 유지되면서 실리콘 고무 패드를 처리함으로써 딸기의 노화가 지연됐음을 의미한다.

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Fig. 3.

Heatmap representing differences in color values recorded during low temperature storage (5°C) of strawberry under control and experimental conditions. A, Chroma; B, hue angle; C, Hunter L; D, Hunter a; E, Hunter b in Control, FAC (forced air cooling), FAC+PAD (forced air cooling with silicone rubber pad), MAP (modified atmosphere packaging), FAC+MAP (MAP after forced air cooling), and FAC+Pad+MAP (MAP after forced air cooling with silicone rubber pad). Data were standardized. Red indicates that color values are decreased, and green indicates color values are increased.

저온에서 14일간 MAP 저장을 한 다음에 상온에서 1일간 방치했을 경우 곰팡이 발생 정도를 살펴보면 Fig. 4와 같다. FAC+Pad+MAP 처리구에서 MAP와 FAC+MAP 처리에 비해서 곰팡이 발생 빈도가 적었으며, 이는 실리콘 고무 패드의 효과라고 판단할 수 있다. 원예작물의 수확 후 즉각적인 예냉처리는 미생물에 의해 야기되는 부패를 억제시키고 효소활성과 호흡량을 줄이며 수분손실을 줄임으로써 저장기간을 연장시킨다(Brosnan and Sun, 2001; Martínez-Romero et al., 2003). 딸기를 수확 후 예냉처리의 중요성에 대해서는 많은 연구가 있었다(Nunes et al., 1995a, 1995b; Pelletier et al., 2011). 빠른 예냉처리는 과실의 외관상뿐만 아니라 soluble sugars, ascorbic acid 등과 같은 영양학적 요인들을 유지시키는데 효과적이었다.

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Fig. 4.

Incidence of decay on strawberries after 1 day at room temperature following low temperature storage (5°C) for 14 days. A, MAP (modified atmosphere packaging); B, FAC+MAP (MAP after forced air cooling); C, FAC+Pad+MAP (MAP after forced air cooling with silicone rubber pad).

MAP 포장 처리는 다양한 원예작물에서 적용이 가능하며 수확 후 품질을 유지하기 위해서 화학제를 처리하지 않고 가스조성만으로 품질 유지의 효과가 있다(Xiao et al., 2004; Yang et al., 2020). 산소 2.5%와 이산화탄소 15%의 저 산소 가스조성은 딸기의 저장수명을 4–6일까지 연장시키는데 효과적이었으며(Xiao et al., 2004), 11–14% 산소와 9–12% 이산화탄소의 가스조성은 딸기의 저장수명을 연장시킬 뿐만 아니라 방향성 성분을 증가시켰다(Nielsen and Leufven, 2008). 그러나 저 산소 조건은 혐기 호흡에 의한 acetaldehyde, ethanol과 같은 다양한 이취를 발생하는 성분들의 증가 또한 야기시킨다(Pelayo et al., 2003). 또한 MAP system을 응용하여, pallet 단위로 포장을 하고 내부에 high CO2 (10–20%)를 처리할 경우에도 부패율이 현저히 줄었으며, 과실의 경도와 외관을 유지시키는데 효과적이었다(Pelayo et al., 2003). 본 연구에서는 MAP 처리에 차압 예냉, 실리콘 고무 패드를 함께 결합함으로써 MAP 처리 단독 처리보다도 딸기의 저장 중 품질유지에 효과적인 것으로 판단된다.

이상의 결과로 미루어 보아, 90% 성숙도에서 수확한 ‘설향’ 딸기는 차압 예냉을 처리하는 동안 실리콘 고무 패드를 이용하면 균일하게 표피를 건조하는데 효과적이었으며, 차압시간을 연장하여도 차압 패드와 접촉한 표피의 손상을 최소화하기 위해서는 물성이 50N Sh A인 실리콘 고무 패드가 가장 우수하였다. 그리고 외기온도가 올라가는 5월에 수확한 딸기의 장기 저장을 위해서는 품온을 낮추는 차압 예냉과 함께 수분 손실을 막기 위해서 MAP 처리가 요구된다. 특히 차압예냉을 처리할 경우에는 차압 용기의 딱딱한 면과 딸기의 연약한 과피를 직접적으로 접촉시키지 않기 위해서 실리콘 고무 패드를 차압 용기에 깐 후 딸기를 올려 놓으면 딸기의 표피 손상을 최소화할 수 있다. 이렇게 처리된 딸기는 경도와 당도 등에는 영향을 미치지 않으며 과피 색의 변화를 최소화하면서 노화를 지연시키는데 효과가 있다고 판단된다.

Acknowledgements

본 연구는 한국과학기술연구원의 실용화형 융합연구단 사업(과제번호: CRC-15-01-KIST)의 지원에 의해 수행되었음.

References

1
Ahn S, Lee A, Wang M, Hwang Y (2014) Increase of strawberry fruit shelf-life through preharvest spray of calcium-chitosan and postharvest treatment with high pressure CO2. Korean J Hortic Sci Technol 32:636-644. doi:10.7235/hort.2014.14003 10.7235/hort.2014.14003
2
Bastarrachea L, Dhawan S, Sablani SS (2011) Engineering properties of polymeric-based antimicrobial films for food packaging. Food Eng Rev 3:79-93. doi:10.1007/s12393-011-9034-8 10.1007/s12393-011-9034-8
3
Brosnan T, Sun DW (2001) Precooling techniques and applications for horticultural products - a review. Int J Refrig 24:154-170. doi:10.1016/S0140-7007(00)00017-7 10.1016/S0140-7007(00)00017-7
4
Chai L, Shen YY (2016) FaAI4 is involved in strawberry fruit ripening. Sci Hortic 210:34-40. doi:10.1016/j.scienta.2016.07.015 10.1016/j.scienta.2016.07.015
5
Collins JK, Perkins-Veazie P (1993) Postharvest changes in strawberry fruits stored under simulated retail display conditions. J Food Qual 16:133-143. doi:10.1111/j.1745-4557.1993.tb00356.x 10.1111/j.1745-4557.1993.tb00356.x
6
Eum HL, Bae SJ, Kim B, Yoon J, Kim J, Hong SJ (2013) Postharvest quality changes of Kimchi cabbage 'Choongwang' cultivar as influenced by postharvest treatments. Hortic Sci Technol 31:429-436. doi:10.7235/hort.2013.12227 10.7235/hort.2013.12227
7
Ferrua MJ, Singh RP (2009) Design guidelines for the forced-air cooling process of strawberries. International Journal of Refrigeration 32:1932-1943. doi:10.1016/j.ijrefrig.2009.07.011 10.1016/j.ijrefrig.2009.07.011
8
Hong SJ, Eum HL (2020) Determination of the harvest date and ripening phase of 'Seolhyang' strawberry. Prot Hortic Plant Fact 29:62-72. doi:10.12791/KSBEC.2020.29.1.62 10.12791/KSBEC.2020.29.1.62
9
Hong SJ, Park NI, Kim BS, Eum HL (2018) Postharvest application of 1-MCP to maintain quality during storage on kimchi cabbage 'Choongwang'. Hortic Sci Technol 36:215-223. doi:10.12972/kjhst.20180022 10.12972/kjhst.20180022
10
Hwang DK, Eum HL, Yeoung YR, Park KW, Hong SJ (2013) Characteristics of everbearing strawberry cultivars and the effect of precooling treatment to maintain quality of 'Charlotte' cultivar grown on highland in summer season. Korean J Hortic Sci Technol 31:282-288. doi:10.7235/hort.2013.12104 10.7235/hort.2013.12104
11
Kang IC (1984) Silicone rubbere rubber-application and design guide. J Korean Inst Rubber Ind 19:299-308
12
Lee GB, Lee JE, Lee JH, Lee YJ, Park YH, Choi YW, Son BG, Kang NJ, Je BI, et al. (2020) Phytochormone profiles of 'Seolhyang' and 'Maehyang' strawberry fruits during ripening. Hortic Environ Biotechnol 61:229-239. doi:10.1007/s13580-019-00213-w 10.1007/s13580-019-00213-w
13
Li C, Kader AA (1989) Residual effects of controlled atmospheres on postharvest physiology and quality of strawberries. J Am Soc Hortic Sci 114:629-634
14
Magazin N, Keserović Z, Čabilovski R, Milić B, Dorić M, Manojlović M (2015) Modified atmosphere packaging of fully ripe strawberries. Acta Hortic 1071:241-244. doi:10.17660/ActaHortic.2015.1071.28 10.17660/ActaHortic.2015.1071.28
15
Martínez-Romero D, Castillo S, Valero D (2003) Forced-air cooling applied before fruit handling to prevent mechanical damage of plums (Prunus salicina Lindl.). Postharvest Biol Technol 28:135-142. doi:10.1016/S0925-5214(02)00142-4 10.1016/S0925-5214(02)00142-4
16
Martínez-Romero D, Guillén F, Castillo S, Valero D, Serrano M (2006) Modified atmosphere packaging maintains quality of table grapes. J Food Sci 68:1838-1843. doi:10.1111/j.1365-2621.2003.tb12339.x 10.1111/j.1365-2621.2003.tb12339.x
17
McGuire RG (1992) Reporting of objective color measurements. HortScience 27:1254-1255. doi:10.21273/HORTSCI.27.12.1254 10.21273/HORTSCI.27.12.1254
18
Mercier S, Brecht JK, Uysal I (2019) Commercial forced-air precooling of strawberries: a temperature distribution and correlation study. J Food Eng 242:47-54. doi:10.1016/j.jfoodeng.2018.07.028 10.1016/j.jfoodeng.2018.07.028
19
Ministry of Agriculture, Food and Rural Affairs (MAFRA) (2018) Primary statistics for agriculture production (http://www.kati.net/product/basisInfo.do?lcdCode=MD149)
20
Nalbandi H, Seiiedlou S, Ghasemzadeh HR, Rangbar F (2016) Innovative parallel airflow system for forced-air cooling of strawberries. Food Bioprod Process 100:440-449. doi:10.1016/j.fbp.2016.09.002 10.1016/j.fbp.2016.09.002
21
Nielsen T, Leufvén A (2008) The effect of modified atmosphere packaging on the quality of Honeoye and Korona strawberries. Food Chem 107:1053-1063. doi:10.1016/j.foodchem.2007.09.025 10.1016/j.foodchem.2007.09.025
22
Nunes MCN, Brecht JK, Morais AMMB, Sargent SA (1995a) Physical and chemical quality characteristics of strawberries after storage and reduced by a short delay to cooling. Postharvest Biol Technol 6:17-28. doi:10.1016/0925-5214(94)00048-W 10.1016/0925-5214(94)00048-W
23
Nunes MCN, Brecht JK, Morais AMMB, Sargent SA (2006) Physicochemical changes during strawberry development in the field compared with those that occur in harvested fruit during storage. J Sci Food Agric 86:180-190. doi:10.1002/jsfa.2314 10.1002/jsfa.2314
24
Nunes MCN, Brecht JK, Sargent SA, Morais AMMB (1995b) Effects of delays to cooling and wrapping on strawberry quality (cv. Sweet Charlie). Food Control 6:323-328. doi:10.1016/0956-7135(95)00024-0 10.1016/0956-7135(95)00024-0
25
Ornelas-Paz JJ, Yahia EM, Ramírez-Bustamante N, Pérez-Martínez JD, Escalante-Minakata MP, Ibarra-Junquera V, Acosta-Muñiz C, Guerrero-Prieto V, Ochoa-Reyes E (2013) Physical attributes and chemical composition of organic strawberry fruit (Fragaria × ananassa Duch, cv. Albion) at six stages of ripening. Food Chem. 138:372-381. doi:10.1016/j.foodchem.2012.11.006 10.1016/j.foodchem.2012.11.00623265501
26
Pelayo C, Ebeler SE, Kader AA (2003) Postharvest life and flavor quality of three strawberry cultivars kept at 5°C in air or air+20kPa CO2. Postharvest Biol Technol 27:171-183. doi:10.1016/S0925-5214(02)00059-5 10.1016/S0925-5214(02)00059-5
27
Pelletier W, Brecht JK, Nunes MCN, Émond JP (2011) Quality of strawberries shipped by truck from California to Florida as influenced by postharvest temperature management practices. HortTechnology 21:482-493. doi:10.21273/HORTTECH.21.4.482 10.21273/HORTTECH.21.4.482
28
Pérez AG, Olias R, Olias JM, Sanz C (1998) Strawberry quality as a function of the 'high pressure fast cooling' design. Food Chem 62:161-168. doi:10.1016/S0308-8146(97)00211-2 10.1016/S0308-8146(97)00211-2
29
Redding GP, Yang A, Shim YM, Olatunji J, East A (2016) A review of the use and design of produce simulators for horticultural forced-air cooling studies. J Food Eng 190:80-93. doi:10.1016/j.jfoodeng.2016.06.014 10.1016/j.jfoodeng.2016.06.014
30
Šamec D, Maretić M, Lugarić I, Mešić A, Salopek-Sondi B, Duralija B (2016) Assessment of the differences in the physical, chemical and phytochemical properties of four strawberry cultivars using principal component analysis. Food Chem 194:828-834. doi:10.1016/j.foodchem.2015.08.095 10.1016/j.foodchem.2015.08.09526471624
31
Shanmugam A, Hossain MR, Natarajan S, Jung HJ, Song JY, Kim HT, Nou IS (2017) Sugar content analysis and expression profiling of sugar related genes in contrasting strawberry (Fragaria × ananassa) cultivars. J Plant Biotechnol 44:178-190. doi:10.5010/JPB.2017.44.2.178 10.5010/JPB.2017.44.2.178
32
Voca S, Jakobek L, Druzic J, Sindrak Z, Dobricevic N, Seruga M, Kovac A (2009) Quality of strawberries produced applying two different growing systems. CyTA - J Food 7:201-207. doi:10.1080/19476330902940564 10.1080/19476330902940564
33
Xiao G, Zhang M, Luo G, Peng J, Salokhe VM, Guo J (2004) Effect of modified atmosphere packaging on the preservation of strawberry and the extension of its shelf-life. Int Agrophysics 18:1-7
34
Yang M, Ban Z, Luo Z, Li J, Lu H, Li D (2020) Impact of elevated O2 and CO2 atmospheres on chemical attributes and quality of strawberry (Fragaria × ananassa Duch.) during storage. Food Chem 307:125550. doi:10.1016/j.foodchem.2019.125550 10.1016/j.foodchem.2019.12555031639575
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