감귤의 묘사적 관능 특성

본 실험에 사용된 감귤은 제주 서귀포에 위치한 농가에 서 조생종 온주 감귤(Citrus unshiu)을 2013년 12월 중순 적숙기에 수확하여 선과 과정을 거치지 않고 10 kg 단위로 포장한 온주 감귤을 총 80 kg을 제공받아 1°C 저장고에서 유지하면서 실험에 사용하였다. 감귤시료는 동일 농가에서 동일 품종으로 하우스에서 유기농으로 재배한 시료(OCIG) 와, 노지에서 무농약으로 재배한 시료(CCWP)였고 관행재 배 감귤(CC)은 2013년 12월에 수확된 감귤을 서울 가락동 시장 공판장에서 구매하여 사용하였다. 하우스 재배 감귤 은 재배지에 간이 구조물을 설치하고 천정과 북서쪽 옆창 부분을 투명한 폴리에틸렌 필름으로 피복하고, 다른 옆창 은 방풍망으로 피복하여 빗방울이 작물에 직접 닿지 않도록 하여 재배된 시료와 노지 재배는 구조물 설치없이 재배된 시료였다. 이화학적 특성과 관능적 품질 특성 분석을 위해 제공 받은 각 시료군마다 혼합한 후 대(150 mL 이상), 중 (80~95 mL), 소(50 mL 이하)로 나누고, 개당 윗면과 아랫면 으로 반절을 나누어 윗부분은 이화학적 품질 특성 분석에 사용하고, 아랫면은 관능검사 시료로 이용을 하였다.

감귤의 크기는 Volscan Profiler(Stable Micro System Ltd., Vienna Court, UK)로 감귤을 횡으로 감귤 중앙에 움푹 들어 간 부분까지 부피와 무게를 측정하였다. 이때 조건은 감귤 표면에 상처가 나지 않도록 고무핀을 사용하였고, vertical step 15 mm, rotation speed 1.0 rps이었다. 가용성 고형분 함량(soluble solid content)은 감귤 시료를 blender로 균질화 한 후 거즈로 여과한 추출액을 디지털 당도계(N-1E, Atago, Tokyo, Japan)를 이용하여 각 처리구당 5회 반복하여 평균 값을 구하였다. pH는 감귤 시료를 blender로 균질화한 액을 거즈로 여과하여 얻은 추출액 3 mL와 증류수 27 mL와 섞어 총량이 30 mL 되게 한 후 pH meter(720, Origon, Japan) 를 측정하였다. 적정 산도는 추출액 3 mL와 증류수 27 mL 를 혼합하여 0.1 N NaOH 용액으로 pH가 8.3이 될 때까지 적정하여 소비된 0.01 N NaOH 용액 소비량을 구한 후 citric acid로 환산하여 표시하였다(21).

묘사 용어 개발과 훈련에 사용한 시료는 신선한 온주 감귤, 장기 보관된 온주 감귤, 유기농 하우스 재배 감귤, 무기농 노지 재배 감귤, 관행 재배 감귤 등을 크기별로 한 개씩 제시하였다. 본 실험의 시료 제시는 수평으로 반절한 감귤 시료중 한 부분만을 취하여 불완전블럭법으로 계획하 여 패널 요원에게 평가하도록 하였다.

묘사 용어 도출과 표준 지표 개발을 위한 패널은 원내 게시판을 이용하여 모집을 하였으며, 이때 훈련을 받지 않 은 한국식품연구원에 근무하고 있는 연구원 30명중 맛 차 이에 예민한 패널 요원을 선정하기 위하여 4가지 기본 맛 (단맛, 짠맛, 신맛, 쓴맛)에 대한 기본 맛 인지 검사 및 순위 검사를 실시하였다. 검사 결과 정답률이 75% 이상인 요원 과 지속적으로 본 실험에 참여 의사와 표현 능력 등을 고려 하여 8명을 패널 요원으로 선정하여 실험을 실시하였다 (22). 감귤의 묘사 분석은 훈련과 본 실험으로 나누어서 진행을 하였고, 패널의 훈련 과정은 관능적 특성을 도출하 는 묘사 용어 개발 단계 및 도출된 각각의 묘사 용어의 표준 시료를 확립하는 단계로 나누었으며, 본 실험에서는 3주간 훈련한 후 확립한 묘사 용어를 이용하여 유기농 하우 스 감귤, 무농약 노지 감귤 및 관행 재배 감귤에 대한 관능적 특성 강도를 15점 선척도로 평가하였다.

본 실험에서 각 시료의 관능적 특성 강도를 평가할 때에 는 훈련에서 확립한 표준 시료 및 그 강도를 제시하여 각 시료에 대한 정확도를 유도하였으며 관능적 특성 용어 및 표준 시료와 강도 척도는 Table 1과 같다. 둔화 효과를 제어 하기 위해 한 회의 세션당 평가 시료는 4종으로 한정하였다.

Table 1. Sensory attributes, definitions, and physical standards of Satsuma mandarin.

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각 특성의 평가는 외관, 냄새, 맛, 조직감, 후미 순으로수 행되었으며, 외관의 경우 밀감 표면의 윤기 강도, 오렌지 색 강도, 겉 껍질의 두께, 껍질의 손상 정도, 표면의 부드럽 거나 거친 정도를 평가하였다. 색 강도는 패널 요원간의 토의를 통하여 밀감 표면 색 평가 시 1점에 해당하는 점은 color guide(Pantone solid chips uncoated)에서 143 U, 15점에 해당하는 시료는 2013 U로 색이 진해질수록 높은 점수로 평가하게 하였다. 시료의 냄새는 세게 들이마셔 냄새를 맡 은 후 평가하게 하였고, 맛은 밀감 표면 껍질을 벗긴 후 과육을 먹었을 때의 맛을 평가하였으며, 한 시료를 평가한 후에는 약 30초간의 휴식 시간을 취하게 하였다. 사용한 척도는 15점 선척도로 사용하였으며, 1점은 해당 특성이 없다는 것을 나타내고 점수가 높아질수록 특성 강도가 강해 지는 것으로 평가하게 하였다.

유기농 하우스 감귤, 무농약 노지 감귤 및 관행 재배 감귤 의 이화학적 및 관능적 품질 차이를 파악하기 위해 SAS(7.2, SAS Institute, Cary, NC, USA)을 사용하여 분산분석 (analysis of variance)을 수행하였으며 Duncan’s multiple range test를 통해 각 시료간의 유의적 차이를 검정하였다.

또 각 시료의 품질과 관능적 특성간의 관계를 요약하여 나타내기 위해서 XLSTAT(Addinsoft, NY, USA)를 이용하 여 요인간의 상관분석(correlation analysis), 주성분 분석 (principle component analysis) 및 계층적 군집분석 (hierachical cluster analysis)을 실시하였다.

감귤의 묘사 훈련과정에서 패널의 동의하에 결정된 평가 특성은 총 21개가 도출되었다(Table 1). 도출된 특성들은 외관 특성(5개)으로 감귤 껍질의 광택 강도, 오렌지 색 강도, 껍질의 두께, 껍질 손상정도와 껍질 표면의 거친 정도였고, 향 특성(3개)은 신내, 단내, 신선한 오렌지 냄새였다. 맛 특성(6개)은 신맛, 단맛, 쓴맛, 신선한 감귤 맛, 밍밍한 맛, 이미가 도출되었고, 텍스쳐 특성(4개)은 감귤을 씹었을 때 의 단단한 정도, 과육 알갱이의 단단한 정도, 다즙성 및 감귤을 씹었을 때 남는 속과피의 양이 도출되었다. 또 후미 (3개)로 신맛, 단맛과 쓴맛 특성이 개발되었고, 각각의 특성 용어의 정의와 개념을 쉽게 인지시키기 위해 결정된 표준 물질은 Table 1에 나타나 있다. 이 결과는 감귤로 만든 스페 인산 가공 쥬스 7종을 대상으로 외관 2종, 향 12종, 맛 19종, 조직감 1종을 도출한 Carbonell 등(23) 보다 작은 특성이었 다. 또 Plotto 등(24)의 오렌지 쥬스를 대상으로 관능적 특성 을 평가한 결과 향미 6종, 맛과 조직감을 7종으로 도출한 연구과 비교하여 관능특성 항목에 차이가 있었다. 또 사과 에서 4개의 외관 특성과 5개 향 특성, 6개의 조직감 특성 및 5개의 맛 특성 등 총 20개의 관능적 용어를 도출한 Seppa 등(25)과 원료 포도에서 5개 외관 특성, 3개의 향 특성, 11개 의 조직감과 맛 특성 등 총 19개를 도출한 Baiano 등(26)과 비교하여 본 연구에서 감귤의 관능적 용어는 비슷한 수의 용어가 도출되었다. 이와 같이 연구에 사용한 시료가 과일 자체의 특성과 이들 과일을 이용한 가공 제품에 따라 도출 된 용어에 차이가 있었다.

동일 농가에서 동일 품종으로 유기농 하우스 재배한 시 료와, 노지에서 무농약으로 재배한 시료와 관행재배 감귤 의 이화학적 및 묘사분석을 통한 관능적 품질 특성은 Table 2와 같다. 재배 방법별 감귤의 부피별로 선별하여 비교 분석 한 결과 대(150 mL 이상)로 분류된 시료군과 중(80~95 mL), 소(60 mL 이하)로 분류된 시료군에 크기별 분류가 된 것을 확인할 수 있었다. 표준 출하규격중 등급 규격에 따라 과실 한 개 무게 기준으로 특대(150~136 g), 대(107 g 이상), 중(75 g 이상), 소(58 g 이상), 특소(50 g 이하) 등 5개 등급으로 구분(27)되어 있는데, 본 연구에 사용된 감귤의 경우 대(150 mL)로 분류한 군은 특대로 구분되고 중(80~95 mL) 분류군 은 중으로 분류되며, 소(60 mL) 분류군은 소로 분류되었다. 가용성 고형분 함량의 경우 유기농 하우스 감귤(OCIG)은 11.08±0.54~12.43±0.65oBrix, 무농약 관행재배 감귤 (CCWP)은 13.87±1.22~15.07±2.01°Brix, 관행 재배(CC)는 14.91±0.79°Brix로 유기농 하우스 감귤의 고형분 함량이 가장 낮았고, 크기별로 비교하면 큰 감귤이 작은 감귤 보다 고형분 함량이 적었다. 농산물 표준 출하 규격에 따르면 감귤의 당도 기준(고형분 함량)은 특급에 해당하는 경우 시설 재배 시료는 12°Brix, 노지 재배시료는 10oBrix, 이상, 상급은 시설 재배인 경우 11°Brix 이상, 노지 재배인 것은 9°Brix 이상으로 규정(27)하고 있는데, 본 연구에 사용한 시료의 경우 11°Brix 이상으로 품질 규격 범위에 있었다. pH와 산 함량의 경우 무농약 관행 재배 감귤(CCWP)가 4.2±0.13~4.32±0.20, 0.51±0.09~0.55±0.99%, 유기농 하우 스 감귤(OCIG)은 3.8±0.18~4.31±0.08, 0.52±0.07~0.64± 0.15%로 유기농 하우스 감귤 시료가 전반적으로 낮은 pH와 약간 높은 산 함량을 가지고 있었다. Hong 등(9)의 온주 밀감의 3년간 적정산도의 평균 분포를 조사한 결과 0.4~0.8% 범위에 속하는 과실 비율이 73.39%였고, 생산 년도에 따라 적정 산도와 pH가 차이가 있다고 보고하였는 데 본 연구에 사용한 감귤의 경우 그 범위에 속하였다. 또 Ko 등(19)의 감귤의 소비자 선호도 조사를 통한 품질 등급 기준 연구 보고에서 제주 지역의 감귤 브랜드별로 품질 기준을 당도(°Brix) 11~12이상, 산도 1% 미만, 당산비 평균 14.8 이상으로 정하였는데, 본 연구에 사용한 유기농 온실 재배와 무농약 감귤 시료의 pH와 적정 산도도 그 범위에 속하고 당산비의 경우 노지 재배 감귤 당산비 10에 비해 시설재배 감귤의 당산비가 15~16으로 보고(6)와 비교하여 높은 당산비를 보였다. 이는 신선 과일류의 숙성 및 품질 지표로 사용되는 당산비율은 11월 초순 이후 감귤의 크기 변화는 없으나 가용성 고형분 함량과 총당이 12월 초순까 지 계속 증가한다는 보고(28)와 비교하여 유사한 경향을 보였다.

한편 동일한 농장에서 동일한 품종으로 유기농 하우스 재배, 무농약 노지 재배 및 관행 재배한 제주산 감귤의 묘사 분석에 의한 관능특성을 비교하였다(Table 2). 외관의 감귤 껍질의 광택 강도의 경우 유기농 하우스 재배 귤(OCIG)은 6.18±2.84~7.37±2.85, 무농약 관행재배 시료(CCWP)는 7.37±2.85~8.01±2.96, 관행 재배(CC) 감귤은 8.62±2.33으 로 크기에 상관없이 유기농 하우스 재배 시료(OCIG)가 관 행 재배 감귤에 광택도가 낮다고 평가하였다. 강도는 무농 약 관행 재배 시료(CCWP)와 관행 재배 시료(CC)가 각각 8.85±2.09~9.47±2.46, 8.46±2.39의 점수로 평가하여 유기농 하우스 재배 시료는 4.61±2.12~5.96±2.38 보다 높은 점수로 평가하였다. 이는 하우스재배 감귤은 과육이 성숙 과정에 서도 과피내의 클로로필 분해와 카로티노이드 색소의 생성 이 완만하여 과피 색이 진하게 되지 않아 노지 재배 감귤에 비해 과피의 색도가 낮은 것으로 판단된다(5). 과피 두께는 유기농 하우스 재배 시료(OCIG)는 5.93±2.43~8.50±2.80, 무농약 관행재배 시료(CCWP)는 4.66±3.14~10.34±2.78, 관 행재배 시료(CC-M) 5.80±1.87로 평가하였다. 이는 Oh 등 (5)의 노지 재배 감귤 과피보다 하우스 재배 감귤의 과피가 더 얇다고 보고한 결과와 달리 비슷한 크기의 감귤을 비교 하였을 때 재배 방법에 따라서는 차이가 없었으나, 감귤 크기에 따른 과피 두께가 다르다고 평가하였다. 감귤 껍질 의 손상 정도는 유기농 하우스 재배시료(OCIG)는 1.70± 1.01~2.25±2.01로 거의 손상이 없다고 평가한 반면 무농약 관행재배시료(CCWP)는 5.51±3.32~6.94±4.09로 표면 손상 이 있다고 평가하였다. 또 껍질 표면의 거친 정도는 감귤 크기에 상관없이 무농약 관행 재배(CCWP)가 유기농 하우 스 재배시료(OCIG) 보다 표면이 거칠다고 평가하였다.

감귤 향중 신향의 경우 유기농 하우스 재배시료(OCIG) 가 무농약 관행재배 시료(CCWP)에 비해 약간 낮은 점수로 평가하였고, 가장 높은 값은 관행 재배(CC)였다. 단향의 경우 유기농 하우스 재배시료(OCIG)는 5.63±2.37~6.71± 2.88, 무농약 관행재배 시료(CCWP)는 7.02±3.07~7.46 ±3.44의 점수로 평가하였고, 관행재배 시료(CC)는 6.77±2.98로 평가하였으나 통계적으로는 차이가 없었다. 감귤 고유의 신선한 향은 유기농 하우스 감귤재배 시료 (OCIG)를 제외하고는 통계적으로 차이가 나지 않았다. 감 귤의 신맛은 관행재배 시료(CC)가 8.45±3.17로 가장 높게 평가하였고, 유기농 하우스 재배 시료(OCIG) 소형과 중형 이 각각 7.64±3.31, 7.27±2.95였고, 대형 5.76±2.98, 무농약 관행 재배 시료(CCWP)는 5.78±3.44, 5.83±2.88, 6.89±3.93 으로 평가였다. 단맛은 전반적으로 무농약 관행재배 시료 (CCWP)가 유기농 하우스 재배시료(OCIG) 보다 높은 점수 로 평가하였고, 쓴맛에는 시료 간 차이가 없었다. 신선한 감귤맛은 관행 재배 시료(CC)가 7.43±3.06으로 가장 높다 고 평가하였고, 나머지 시료는 큰 차이가 없었다. 싱거운 맛과 이미(off flavor)의 경우 전반적으로 유기농 하우스 재 배시료(OCIG)가 관행 재배 시료보다 높은 점수로 평가하 였다. 감귤 과육의 조직감 중 단단한 정도와 과육 알갱이의 단단한 정도는 시료간 차이가 없다고 평가하였고, 다즙성 과 과육을 씹은 후 남는 펄프의 양은 전반적으로 크기가 큰 시료가 더 많다고 평가하였었다. 후미 중 신맛은 유기농 하우스 재배 시료(OCIG)가 관행 재배 시료(CCWP)보다 높 다고 평가하였고, 단맛은 낮다고 평가하였으며 쓴맛에는 시료 간에 차이가 없었다.

재배 방법별 감귤의 품질 특성 및 관능적 묘사 특성의 상관관계를 조사한 결과(Table 2), 감귤의 크기와 감귤 껍질 두께 및 감귤과육을 씹었을 때 남는 펄프의 양과 1% 유의수 준에서 양의 상관관계가 있었다. 이는 과일 크기가 증가함 에 따라 껍질의 두께, pH, 산도, 가용성 고형분 함량과 유의 성을 가지고 있다고 보고(6)와 비교하여 껍질의 두께는 상 관성이 있었으나, 다른 품질 특성과는 유의적인 특성을 보 이지 않았다. 고형분 함량은 당산비, 감귤 과피의 색 강도, 단맛, 신선한 감귤맛, 과육 알갱이의 강도, 단 후미와 1% 유의 수준에서 양의 상관관계가 있는 반면 쓴맛, 싱거운 맛, 이미와는 음의 상관관계를 나타냈다. 감귤의 pH는 관능 적 특성중 후미 신맛과 1% 유의 수준에서 음의 상관관계를 보였고, 산도는 후미의 신맛과 양의 상관관계를 보였으며, 신맛과는 유의적 차이를 보이지 않았다. 반면에 당산비는 단맛, 신선한 오렌지 맛, 후미의 단맛과 1% 유의수준에서 양의 상관관계를 밍밍한 맛과 과육을 씹은 후 남는 펄프 함량과는 음의 상관관계를 나타내었다. 관능적 특성 항목 인 껍질 표면의 광택 강도는 색 강도, 신향, 단맛, 후미의 단맛과 양의 상관관계를 보였고, 쓴맛, 싱거운 맛, 이미와는 음의 상관관계를 보였다. 감귤 껍질의 두께는 과육을 씹었 을 때 남는 펄프의 양과 양의 상관관계를 보였고, 신향은 쓴맛과 이미와 음의 상관성을 신선한 감귤맛과 양의 상관성 을 나타내었다. 즉, 본 결과에서는 감귤의 이화학적 품질과 관능적 품질 특성과의 상관분석 결과 소비자가 선호하는 품질로 단맛과 신맛이 조화된 감귤 고유의 맛과 신선함을 기준으로 보았을 때 과일의 크기와 상관성이 있는 관능적 특성 항목은 과피 두께와 씹은 후에 남는 펄프의 양으로 분석되었고, 고형분 함량이 많을수록 단맛과 신선한 감귤 맛이 있으며, 후미에 단맛이 많이 남는 것으로 분석되었다.

재배 방법별 감귤의 품질과 관능적 품질 특성의 주성분 분석(principal component analysis) 결과는 Fig. 1과 같다. 첫 번째 주성분(F1)과 두 번째 주성분(F2)는 전체 데이터의 48.39%와 26.77%의 설명력을 보여 주었고, 총설명력은 75.16%였다. 주성분 F1은 가용성 고형분 함량, 당산비, 과 피의 광택 강도, 색 강도, 신향, 단향, 단맛, 쓴맛, 신선한 감귤맛, 싱거운 맛, 이미, 과육 알갱이의 강도, 후미의 단맛 과 쓴맛이었고, F2는 감귤의 크기, pH, 산도, 과피의 손상도, 과피의 조직감, 신맛, 과육의 강도, 과육을 씹었을 때 남는 펄프 함량, 후미의 신맛이었다. 또 주성분 F3는 과피의 두께 와 다즙성이었다. 각 품질 특성의 분포를 보면 F1의 양의 방향으로 당산비, 고형분함량, 신선한 감귤 향과 맛, 단향, 단맛과 후미의 단맛, 과육 알갱이의 단단한 정도, 과피의 광택 강도, 색 강도가 분포하였고, 음의 방향으로는 쓴맛과 쓴 후미, 밍밍한 맛, 이미가 분포되었다. 주성분 F2 상으로 는 Y축 양의 방향으로 신맛과 산도, 신 후미가 분포되었고, Y축 음의 방향으로는 크기, 과육의 강도, 씹었을 때 남는 펄프의 함량, 껍질의 두께였다. 한편 재배 방법별 감귤의 경우 유기농 하우스 재배 감귤은 F1상의 왼편에 분포하고, 노지 관행재배 감귤은 F1 오른쪽에 분포하여 전반적으로 재배 방법별 이화학적 및 관능적 품질 특성에 차이가 있는 것을 알 수 있었다. 한편 Fig. 2은 재배 방법별 감귤의 품질 특성을 바탕으로 계층적 군집분석(hierarchical cluster analysis based on euclidean distance and ward linkage)한 결과를 덴드로그램으로 나타낸 것이다. 재배 방법별 군집 분석 결과 각 재배방법별 감귤이 각각 분류되었고, 군집간 의 거리를 바탕으로 살펴보면 유기농 하우스 재배 감귤 (OCIS-S, OCIS-M, OCIS-L)이 가까운 거리에 위치하였고, 관행재배 시료(CC)와 무농약 노지 관행재배(CCWP-S, CCWP-M, CCWP-L)이 서로 가까운 위치하였다.Table 3

Table 3. Cor relation coefficients between the quality proper ties of the Satsuma mandar ins in Cheju

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Fig. 1. Analysis of the principal components of the quality proper ties and sensory attr ibutes of Satsuma mandarins. (A,△) appearance; (O, □), odor; (TA, ▲), taste; (T, ■), texture; (AT, ●), after taste. OCIG (S,M,L), organic cultivation in greenhouse (size); CCWP (S,M,L), conventional cultivation without pesticides (size); CC, conventional cultivation.

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Fig. 2. Dendrogram of Satsma mandarins via. agglomerative hierarchical cluster ing (AHC) based on the quality proper ties and sensory attr ibutes of Satsuma mandarin. OCIG (S,M,L), organic cultivation in greenhouse(size); CCWP (S,M,L), conventional cultivation without pesticides(size); CC-M, conventional cultivation.

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이상의 결과에서 동일 지역의 동일 품종으로 재배된 유 기농 하우스 재배 감귤과 관행 재배 시료와 전반적으로 이화학적 품질 특성과 관능적 특성에 차이가 있다고 구분되 었다. 최근 유기농 재배 감귤에 대한 소비자의 관심도가 급증하고 있고, 실제 소비자가 원하는 감귤의 품질 지표를 알고 유기농 재배와 관행 재배시의 감귤의 차이를 확실히 알아 문제점을 개선하고 생산 농가에서는 고품질 감귤 생산 에 노력이 필요하다고 여겨진다. 본 연구결과는 2013년산 한 지역에서 수집한 감귤만을 시료로 연구가 진행된 것으로 더 많은 유기농 재배 시료와 관행 재배 시료와의 품질 차이 에 대한 연구가 되어야 한다고 여겨진다.