수입 Valencia 오렌지의 크기와 품질특성의 상관성

국내 수입오렌지 중 여름 계절에 유통되는 Valencia 품종 (CA, USA)을 대상으로 포장상자 단위(18 kg)의 특성 즉, 소과(113±5과/상자, 140~160 g/과), 중과(88±5과/상자, 190~220 g/과) 및 대과(72±5과/상자, 250~280 g/과)로 나누 어 크기별 시료를 구분하였다. 오렌지 시료는 2013년 7월 대구의 전통시장에서 크기에 따라 임의로 5 상자씩 구매하 여 두께 0.05 mm의 폴리에틸렌 필름에 담아 포장박스 상태 로 저온(4°C)에 보관하면서 실험에 사용하였다.

오렌지의 과형지수(횡경/종경) 및 껍질두께는 caliper (CD-150PX, Mitutoyo, Kanagawa, Japan)를 이용하였고, 과 중은 전체 과일의 중량을 측정하였으며, 과육비는 껍질 제 거 전후의 중량을 측정하여 백분율로 나타내었다. 경도는 rheometer(Compac-100Ⅱ, Sun Scientific Co., Ltd., Tokyo, Japan)를 이용하여 껍질 제거 전후 서로 다른 적도부위를 측정하였으며, 이상의 측정은 10회 반복하였다. 주스수율 측정을 위해 껍질을 제거한 과육을 착즙(HR-2870, Philips, Amsterdam, Netherlands)하고 지름 0.4~0.6 mm의 체(sieve) 를 통과시킨 후 과즙의 비율을 확인하였고, 이를 이화학 및 기호도 분석에 사용하였다.

오렌지의 색도 측정을 위해 색차계(CM-3600d, Konica Minolta, Osaka, Japan)를 이용하여 L^*(명도), a^*(적색도) 및 b^*(황색도) 값으로 나타내었다. 10개의 오렌지에 대해 서로 다른 표면의 색도를 반복 측정하였고, 껍질을 제거한 과육 표면에 대해 같은 방법으로 측정하였다.

오렌지 과즙의 pH 측정은 pH meter(Orion 3 star, Thermoelectron Co., Beverly, CA, USA)를, 당도는 굴절당도 계(Master-M, Atago, Tokyo, Japan)를 사용하였고, 적정산도 는 0.1 N NaOH 용액을 pH 8.35~8.40가 될 때까지 적정하여 구연산 함량(%)으로 환산하였으며, 당도와 적정산도의 비 를 당산비(TSS/TA ratio)로 나타내었다. 모든 실험은 10회 반복하였다.

오렌지 과즙에 대한 환원당 함량은 dinitrosalicylic acid(DNS) 방법(15)에 따라 측정하였다. 희석한 오렌지 시 료 1 mL에 DNS 시약 1 mL를 혼합한 후 95℃에서 10분간 가열하고 증류수 3 mL를 첨가하였다. 분광광도계(Optizen 2120UV, Mecasys Co., Ltd, Daejeon, Korea)를 이용하여 520 nm에서 흡광도를 측정하였고, 표준곡선 작성에는 glucose (Sigma Co., St, Louis, MO, USA)를 사용하였다. 비타민 C 함량은 hydrazine 비색법(16)에 따라 과육 10 g에 5% 메타인산용액 50 mL를 가하고 마쇄 및 감압여과한 후 분광광도계(Optizen 2120UV, Mecasys Co.)를 이용하여 525 nm에서 흡광도를 측정하였다. 표준곡선 작성에는 ascorbic acid(Sigma Co.)를 사용하였다. 모든 실험은 10회 반복 측정 하였다.

오렌지 과즙에 대한 총 페놀 함량 및 라디칼 소거활성 측정을 위해 분광광도계(Optizen 2120UV, Mecasys Co.)를 사용하였다. 총 페놀 함량은 Folin-Ciocalteu 방법(17)에 따 라 시료 0.2 mL에 증류수 1.8 mL를 첨가하고 Folin- Ciocalteu‘s phenol reagent 0.2 mL를 혼합하여 6분간 반응시 켰다. 그 후 7% Na₂CO₃ 2 mL를 혼합하여 750 nm에서 흡광 도를 측정하였다. 표준곡선은 gallic acid(Sigma Co.) 용액으 로 작성하였고, 시료의 총 페놀 함량은 mg gallic acid equivalents(GAE)/100 mL로 나타내었다. 대부분의 페놀 화 합물이 유리 라디칼을 효과적으로 제거하지만 라디칼의 기질에 따라 선택적으로 작용하는 페놀 화합물이 존재하기 때문에 본 연구에서는 DPPH와 ABTS 라디칼 소거활성 모 두를 측정하여 오렌지의 항산화 활성을 비교하였다. 시료 의 DPPH(α,α‘-diphenyl-β-pycrylhydrazyl) 라디칼 소거활성 은 Blois의 방법(18)으로 측정하였다. 시료 1 mL에 517 nm 에서 흡광도를 1.00±0.02으로 조정한 DPPH 용액 5 mL를 혼합하고 실온에 30초 반응시킨 후 517 nm에서 흡광도를 측정하였다. 시료의 ABTS 라디칼 소거활성은 시료 0.2 mL 에 734 nm에서 흡광도를 0.70±0.02으로 조정한 ABTS 용액 4 mL를 혼합하고 실온에서 5분 반응시킨 후 734 nm에서 흡광도를 측정하였다(19). 라디칼 소거활성의 경우 시료 첨가구와 비첨가구의 흡광도 차이를 아래와 같이 계산하여 백분율로 나타내었다.

Radical scavenging ability (%)=(1-OD of sample/OD of control)×100

식품관련 전공의 22~30세 32명을 대상으로 오렌지 기호 도에 대한 예비훈련 후 기호도 조사를 실시하였다. 생과에 대해 크기, 색, 향에 대한 기호도는 9점 기호척도(1점: 매우 나쁘다; 9점: 매우 좋다)에 의해 측정하였고, 단맛, 신맛에 대한 강도는 9항목 척도(1점: 매우 약하다; 9점: 매우 강하 다)으로 평가하였다(20). 생과의 크기는 각 조건 별로 동시 에 제시된 5개의 시료에 대해 채점을 진행하였고, 나머지 항목의 경우 각 생과를 종경으로 절단(약 50 g) 및 임의의 세 자리 숫자로 coding 후 같은 접시에 제시하여 평가를 진행하였다. 과즙은 크기를 제외한 5가지 항목에 대해 역시 9점 채점법으로 진행하였다. 껍질을 제거한 각 오렌지를 착즙하여 4℃ 냉장조건에서 30분 보관한 후 과즙 50 mL를 1회용 컵에 담아 coding하여 동시에 제시하였다. 모든 평가 에서 한 개의 시료를 평가한 후 반드시 물로 입안을 헹구어 낸 후 다음 평가를 진행하도록 하였다.

결과는 statistical analysis system(SAS, SAS Inc., Cary, NA, USA)(21)를 이용하여 분산분석 하였고, Duncan’s multiple range test로 유의성을 검정하였다. 또한 이화학적 및 기호도 특성 간의 상관관계는 Pearson’s correlation analysis를 통하여 분석하였다.

오렌지의 크기에 따른 물리적 특성을 비교한 결과는 Table 1과 같다. 횡경, 종경 및 무게는 각각 65.60~79.39 mm, 65.05~80.75 mm 및 151.74~259.83 g 범위로 측정되었 고, 대과>중과>소과 순으로 길이는 약 7~8 mm, 무게는 약 50~57 g 간격으로 유의적인 감소를 나타내었다(p<0.05). 횡경과 종경의 비율로 확인한 오렌지의 과형지수는 98.34~100.98 범위로 측정되어 크기에 관계없이 모두 구에 가까운 형태임을 확인할 수 있었다. 일반적으로 과형지수 는 주야의 온도차에 의해 달라지는데, 밤낮의 온도차가 클 수록 횡경의 비대가 저하되어 과형지수가 낮아지게 된다 (22). 과일 껍질의 두께는 가공 산업에서 중요한 과육비와 직접적인 관계가 있을 뿐 아니라, 생과용 식미에도 영향을 미치는 요인이다(23). 오렌지의 껍질 두께 및 생과에서 껍질 을 제거한 과육의 비율은 각각 6.28~6.53 mm 및 68.65~71.90% 범위로 껍질의 두께는 크기에 따라 두꺼워졌 으나 유의성은 인정되지 않았다. 조생온주밀감의 경우 감 귤의 크기에 따라 껍질의 두께가 직선적으로 증가하여(23) 본 연구와는 상이한 결과를 나타내었고, 한라봉 감귤의 경 우 껍질은 3.51~3.29 mm, 과육 비율은 74.38~77.31%로 분 석되어(24) 오렌지와 차이를 나타내었다. 과일의 신선도 평가는 대부분 관능평가에 의존하지만 물리적 방법인 경도 로 예측하기도 한다(25). 경도의 경우 껍질을 포함한 생과의 경우 중과 및 대과가 단단한 경향을 나타냈지만 과육의 경우 소과가 가장 단단함을 확인할 수 있었다(p<0.05). 과육 의 충실도, 껍질의 두께와 단단함, 과육과의 밀착도 등은 감귤의 경도에 영향을 미치는 요인이며, 일반적으로 경도 가 높을수록 저장성이 증가하는 것으로 보고되어 있다(25). 한편, 주스용으로도 많이 사용되는 Valencia 오렌지의 주스 수율은 57.59~66.56% 범위로 크기에 따른 유의적인 차이를 나타내었고(p<0.05), 중과에서 가장 높게 확인되었다.

오렌지의 색도 비교를 위해 생과 표면 및 생과의 적도 부위를 절단한 과육으로 구분하여 크기에 따른 기계적 색도 를 측정하였다(Table 2). 생과 표면의 경우 명도는 67.46~68.84, 적색도는 9.51~9.97, 황색도는 44.18~48.50 범 위로 측정되었으나 육안으로 외관상 차이를 구분하기는 지극히 어려운 수준이었다. 과육 표면의 경우 명도는 50.73~52.21, 적색도는 –0.56~0.06, 황색도는 14.52~18.00 범위로 측정되었고, 전체적인 색도는 과일 표면에 비해 감 소하였다. 과육의 경우 명도, 적색도 및 황색도의 경우 5% 이내의 범위에서 유의적인 차이를 나타내었으나 일정한 경향은 확인되지 않았다.

시판 Valencia 오렌지의 이화학적 특성을 분석한 결과는 Table 3과 같다. 과즙의 pH, 산도 및 당산비는 각각 3.85~3.93, 0.97~1.06% 및 10.22~11.62 범위로 측정되었고, 소과와 대과는 크기에 따른 유의적인 차이를 나타내었다. 당도는 10.87~11.20 °Brix 수준으로 오차 범위 내에서의 차이일 뿐 크기에 따른 차이는 인정되지 않았다. 생과로서 감귤 품질에 가장 큰 영향을 주는 것은 당 함량과 산 함량의 비율이고, 과실의 품질판정에 중요한 지표인 당산비가 높 을수록 단맛과 신맛이 어우러져 기호도가 높아진다(26). 감귤에 대한 기호도 조사에서 소비자들은 당도가 높더라도 당산비가 높지 않으면 만족도와 구매의향이 낮게 나타났 고, 산도가 높더라도 당산비가 높으면 만족도 또한 높게 나타난 것으로 확인되었다(27). 일본산 온주밀감의 경우 기호도가 높은 조건은 당도 11 °Brix, 산도 0.8~1.2%, 당산비 10~15 범위로 보고되어 있다(27). 국내 감귤의 경우 당도 12 °Brix 이상, 산도 1.1~1.2% 조건에서 높은 만족도를 나타 내었고(27), 오렌지 주스의 경우 당도 12 °Brix, pH 3.9로 조건에서 단맛과 신맛의 조화를 이루는 것으로 보고되고 있다(11). 이상의 결과를 고려할 때, 오렌지는 중과와 대과 의 경우 소비자가 선호할 수 있는 당도, 산도 및 당산비 조건을 비교적 만족하였다. 한편, 오렌지의 당산비는 과일 크기와 함께 증가하여, 감귤에서 과일이 클수록 당산비가 약간 증가한다는 Koh 등(28)의 보고와 일치하였으며, 이는 당 함량의 증가보다 산 함량의 감소에 기인하는 것이라고 보고되었다. Han 등(29)은 제주산 감귤의 당산비는 품종에 따라 큰 차이를 보여 2.2~14.3에 이른다고 하였고, Valencia 오렌지의 비율도 이 범위에 포함되었다. 한편, 오렌지 주스 의 환원당 함량은 대과=중과>소과 순으로 유의적인 차이를 나타내었고, 항산화물질로 알려진 비타민 C는 대과에서 유의적으로 높은 함량을 나타내었다(p<0.05).

페놀성 물질은 식물계에 널리 분포되어 있는 2차 대사산 물의 하나로 다양한 구조와 분자량을 가진다. 식물체에 존 재하는 다양한 페놀 화합물은 수산기를 통한 수소공여와 페놀고리구조의 공명안정화에 의해 항산화 능력을 나타낸 다(30). 오렌지의 총 페놀 함량을 측정한 결과 99.99~100.94 mg GAE/100 mL 범위로 크기에 따른 유의차가 인정되지 않았다(Fig. 1). 한편, Park 등(31)은 감귤의 품종별 폴리페놀 함량 측정에서 과육보다 과피에서 높은 함량을 확인하였 고, Bocco 등(32)은 감귤 과피와 씨앗 추출물에서 강한 항산 화능을 가진 페놀화합물의 존재를 확인하였다. 대부분의 페놀 화합물이 유리 라디칼을 효과적으로 제거하지만 라디 칼의 기질에 따라 선택적으로 작용하는 페놀 화합물이 존재 하기 때문에 본 연구에서는 DPPH와 ABTS 라디칼 소거활 성 모두를 측정하여 오렌지의 항산화 활성을 비교하였다. DPPH 라디칼 소거능은 활성 라디칼에 전자를 공여하여 지방질 산화를 억제시키거나 인체 내에서 활성 라디칼에 의한 노화를 억제하는 척도로 이용되고 있다. DPPH 라디칼 소거능은 88.08~93.04% 범위로 측정되어, 대과에서 유의적 으로 높은 활성을 나타내었다(p<0.05). ABTS는 비교적 안 정한 free radical로서 DPPH 법과 함께 항산화활성을 확인 하는데 많이 이용되고 있다. 오렌지의 ABTS 라디칼 소거능 은 68.13~78.29% 범위로 역시 대과에서 유의적으로 높은 활성을 나타내었다(p<0.05). 오렌지의 경우 DPPH 라디칼 에 비해 ABTS 라디칼 소거 활성이 낮게 확인되었고, 이는 유리 라디칼 소거능이 시료에 따라 일관되지 않을 수 있음 을 시사하였다. Wang 등(33) 또한 폴리페놀은 종류에 따라 ATBS 라디칼은 제거하지만 DPPH 라디칼은 소거하지 못 한다고 보고한 바 있고, Ahn 등(34)은 감귤 과피의 경우 총 폴리페놀 함량과 전자공여능이 우수하여 기능성 식품으 로의 높은 유용성을 보고하였다.

Fig. 1. Total phenolics content and radical scavenging ability of imported Valencia oranges with different sizes. ^a-bValues with different superscripts within the histogram are significantly different at p<0.05 based on Duncan's multiple range test.

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오렌지 생과 및 주스에 대한 기호도 평가 결과는 Table 4와 같다. 생과의 경우 크기에 대한 기호도는 대과>중과>소 과의 순으로 차이를 나타내었고, 단맛은 크기에 따른 차이 가 인정되지 않았다(p>0.05). 신맛과 전반적 기호도는 대과 =중과>소과의 순으로 유의적 차이를 나타내었다(p<0.05). 주스의 경우 색, 향, 단맛은 5% 이내의 범위에서 크기에 따른 유의차가 인정되지 않았으나, 신맛과 전반적 기호도 는 생과에서와 유사하게 대과=중과>소과의 순으로 유의적 차이를 나타내었다(p<0.05). 한편, 오렌지의 이화학적 품질 인자 중 당산비는 관능적 품질 중 전반적 기호도와 유사한 경향을 나타내어, 이는 오렌지의 기호도와 관련 있는 주요 인자임을 예측할 수 있었다.

오렌지 크기에 따른 이화학적 특성 간의 상관관계를 분 석한 결과는 Table 5와 같다. 오렌지의 당도는 환원당 함량 과 양의 상관계수(R=0.9957)를 나타내었다. 일반적으로 당 은 가용성 고형분과 관련이 있고 산과 pH는 시료의 완충력 에 따라 다소 달라질 수 있는데, 오렌지의 경우 산과 pH의 상관성이 높은 것으로 확인되었고(R=-0.9672), 이는 시설온 주밀감의 보고와도 일치하였다(22). 항산화 활성을 나타내 는 DPPH 및 ABTS 라디칼 소거활성은 총 페놀함량에 비해 비타민 C 함량과 높은 양의 상관관계를 나타내었다. 귤과 오렌지에서 비타민 C의 함량이 DPPH 라디칼 소거능과 정 의 상관관계를 나타내었다는 보고를 통해(35), 대과의 우수 한 DPPH 및 ABTS 라디칼 소거능은 비타민 C 함량에 기인 함을 추측할 수 있었다. 크기에 따른 오렌지의 착즙 후 이화 학적 특성과 기호도 간의 상관관계를 분석한 결과는 Table 6과 같다. 과일의 크기는 색 및 신맛과 0.7 이상의 비교적 높은 상관계수를 보여주었다. 기계적 색도 중 과육의 황색 도는 주스 색의 기호도와 높은 상관관계를 나타내었다. 주 스의 당도, 산도, 당/산비, 환원당 함량은 생과 및 주스의 단맛, 신맛 및 전반적 기호도와 유의적으로 높은 상관관계 를 나타내어, 이들 또한 과일 선택의 주요 품질지표임을 확인할 수 있었다. Oh 등(22)도 감귤의 맛은 단맛과 신맛에 의해 결정되므로 성분특성 중 당과 산은 감귤의 맛을 나타 내는 지표가 된다고 보고하였다.