서 론
사과는 국내에서 많이 생산되는 과일 중의 하나로 2017년 생산된 전체 과일류 2,275천 톤 중에서 사과는 365천 톤으로(1) 약 16%를 차지하고 있다. 세계적으로 2015년에 생산된 사과는 58,782천 톤으로 이중 중국에서 35.9%인 21,105천 톤이 생산되었고, 그 다음으로 미국이 6.6%, 터키, 프랑스 등이 4% 미만이었다(2). 사과의 수확 후 저장 유통 중 비상품과 비율이 15%를 상회하고 있고, 저장 중에 발생하는 생리대사, 증산작용 등으로 사과의 중량 감소는 13% 정도 된다. 수확 후 관리기술이 향상되면 부패율과 중량감소를 줄일 수 있으며, 저장 중 선도유지로 인한 상품성 향상효과도 거둘 수 있다. 수확 후 신선도 품질 유지 연구로는 예냉처리(3), 저온저장(4), MA(modified atmosphere) 포장기술(5), 칼슘처리(6) 및 열수처리, 내부온습도나 공기조성 조절을 위한 포장재 적용(7)에 관한 연구 등이 있다. MA 포장방법은 과실의 생리대사로 인하여 발생되는 가스에 의해 포장재 내에 가스조성이 변하므로 생리대사가 진행됨에 따라 가스농도가 지속적으로 조절된다. 그 외에도 항균, 고차단, 분해성, 원적외선 방사 등의 부가적인 기능을 부여한 기능성 포장재의 효과가 연구되었다(8). Lau는 사과품종별 CO2 함량과 O2 함량에 따라 저장특성에 미치는 영향을 조사한 바 있다(9). 또한 Kitamura(10)이 사과저장 중 에틸렌 생산량에 관하여 조사한 결과, 초기 2주일 동안은 4 ppm에 달했고 1개월마다 0.3-0.5 ppm씩 상승한다고 하였다. Knee와 Hatfield(11)는 저장고내에서 축적된 에틸렌을 제거함으로써 사과의 연화를 줄일 수 있다고 하였다. 사과의 수확 후 전처리 연구로는 박 등이 산 및 결로 방지 처리한 기능성 MA 포장한 사과의 신선도(12), 박 등이 산, 염기 처리된 제올라이트와 결로 방지제를 함유한 기능성 MA 포장재로 포장한 후지사과의 신선도(13) 등이 있으나 수확 후 사과의 호흡으로 인한 품온 상승을 억제하고자 저온으로 사과 품온을 낮추는 강제송풍방식에 의한 강제송풍 예냉(14)과 살균기능과 세정작용이 있다고 보고된 중성수(15)로 전처리하여 기능성 MA 필름에 포장한 연구는 보고된 것이 없다. 본 연구에서는 사과의 저장성을 향상시키기 위해 사용되는 MA 포장에서 전처리로 강제송풍 예냉(14)과 고준위 환원 중성수 침지가 후지 사과의 저장성에 미치는 품질변화 영향을 비교 조사하였다.
재료 및 방법
선별된 사과를 강제송풍 예냉(forced air precooling) 장치(14)를 사용하여 사과 내부에 센서를 꼽아 사과 품온이 4℃로 떨어지도록 예냉 한 후 기능성 MA 필름으로 포장한 처리구(precooling modified atomosphere, PCMA)와 Kim(15)의 방법으로 제조한 고준위 환원 중성수의 온도를 5℃되게 냉각한 후 중성수에 사과가 잠기도록 하여 30분간 침지시켜 건조한 후 기능성 MA 필름으로 포장한 처리구(neutral water modified atmosphere, NWMA)의 2종의 전처리구와 MA 필름으로 내포장을 하지 않는 것을 대조구(control)로 하여 저장중 품질변화를 조사하였다. 기능성 필름의 두께는 0.03 mm, 크기는 90×90 cm 인 MA포장재(16)에 후지 사과 15 kg씩 포장하여 0℃에 18주 저장하면서 시료로 사용하였다.
중량 변화율은 포장 후 초기 값에 대한 중량에서 측정시 중량을 뺀 중량에 대한 백분율(%)로 하였으며, 과육의 경도는 시료를 중심에서 약 1 ㎝ 정도 위치를 종단면으로 절단한 후 Rheometer(CR-200D, SUN, Japan)를 사용하여 과핵 쪽으로 probe를 50 mm/min 속도로 10 mm 삽입할 때 나타나는 조직의 저항치를 hgf로 나타내었다. 부패율은 육안으로 보아 식별이 가능한 것을 부패과로 인정하여 전체 조사한 사과에 대한 백분율로 하였다.
처리구별로 시료 10개를 개당 1/8조각씩 mixer(Osterizer, Philips, USA)로 마쇄, 여과하여 시료로 사용하였으며, 산도는 0.1N NaOH로 pH 8.1까지 적정하여 소비된 양을 malic acid로 환산하였다.
metaphosphoric acid 용액과 혼합하여 여과 후 여과액을 2 mL씩 시험관 2개에 취한 후 시험관 1에 indophenol 용액을 첨가하고, 시험관 1, 2에 5% HPO3-thiourea 용액을 2 mL씩 가하여 시험관 1은 총 vitamin C, 시험관 2는 blank로 하였다. 시험관 1, 2에 DNP 용액을 가하고 osaxone을 형성, 용해, 흡광도 측정의 순서로 조작하여 spectrophotometer(V-530, Jasco, Japan)을 이용하여 540 nm에서 흡광도를 측정하여 계산하였다.
결과 및 고찰
예냉 처리한 ‘후지’ 사과의 저장기간에 따른 중량 감소율의 변화는 Fig. 1과 같다. 0℃저장 18주째에 대조구는 6.3%, 강제송풍 예냉 후 기능성 필름으로 포장한 처리구(precooling modified atomosphere, PCMA)는 0.3%, 중성수 침지 후 기능성 필름으로 포장한 처리구(neutral water modified atmosphere, NWMA)는 0.4%의 중량이 감소되었다. 현장 접목시험에서 기능성 필름포장구의 저온저장 18주째 중량 감소율이 0.9%로 큰 차이가 나지 않았으며, 이는 Kim 등(7)의 연구결과에서도 LDPE 필름포장구와 예냉 후 LDPE 필름으로 포장한 경우 4℃에서 20주 동안 저장했을 때 각각 0.6, 0.7%의 중량이 감소되어 두 가지 전처리 방법간의 중량변화는 유의적인 차이가 없었다는 보고와도 일치하였다. 강제송풍 예냉 포장구(PCMA)와 중성수 처리한 포장구(NWMA) 두 전처리구 간에 중량변화 차이가 없었던 것은 중성수의 온도가 5℃되는 것에 30분 간 침지함으로서 예냉효과가 나타난 것으로서 판단되었다.
예냉 처리한 ‘후지’ 사과의 0℃ 저장 기간에 따른 경도의 변화는 Fig. 2와 같다. 저장기간의 경과에 따라 감소하는 경향을 보였으며, 저온저장 18주째 대조구는 초기치 1.02 kgf에서 0.60 kgf으로 41% 감소하였으며, PCMA구는 1.02 kgf에서 0.69 kgf로 32%, NWMA구는 1.02 kgf에서 0.67 kgf로 34% 감소하였다. Park과 Ryu(12)의 연구에서도 사과를 산·염기 처리 후 기능성 MA 필름으로 포장하여 저장하였을 경우 경도변화가 대조구보다 적었다고 한 보고와도 비슷한 경향을 보였다. 현장 접목시험에서는 기능성 필름 포장구의 경도 감소율이 37%로 칼슘 및 중성수 처리보다 다소 높게 나와 예냉처리가 사과의 경도 유지에 효과가 있는 결과이었다.
예냉 전처리한 ‘후지’ 사과의 0℃ 저장 기간에 따른 부패율의 변화는 Fig. 3과 같다. 부패율은 저장기간이 경과될수록 증가하였으며, 저온저장 18주째 대조구는 5.3%, PCMA구는 1.7%, NWMA구는 1.4%이었다. Park과 Ryu(13)의 연구에서도 ‘후지’ 사과를 산처리 후 LDPE 필름으로 포장하여 0℃에서 6개월 동안 저장한 결과 대조구는 5.4%, 산 처리한 후 기능성 MA 필름으로 포장한 사과는 1.5%의 부패율을 보여 본 연구와 유사한 결과이었다.
예냉 처리한 ‘후지’ 사과의 0℃ 저장 기간에 따른 적정산도의 변화는 Fig. 4와 같다. 저장기간이 경과됨에 따라 감소하는 경향을 보였으며, 저온저장 18주째 대조구는 0.08%로 초기 값 0.25%에 비해 67% 감소되었으며, 예냉 처리한 PCMA구는 0.12%로 51%, NWMA구는 0.11%으로 57% 감소하여 예냉 처리구와 대조구간에 유의적인 차이를 보였으며, 포장하기 전에 예냉과 중성수 등의 방법으로 전 처리하는 것이 ‘후지’ 사과의 산도유지에 더 효과적이라고 판단되었다.
예냉 처리한 후지 사과의 저장기간에 따른 비타민 C의 변화는 Fig. 5와 같다. 모든 시험구에서 저장기간이 경과됨에 따라 대체로 감소하였으며, 0℃ 저온 저장 18주째 대조구는 초기 값 8.3 mg%에서 3.42 mg%으로 59% 감소되었으며, 강제송풍 예냉 처리한 MA 필름 포장구(PCMA)는 4.19 mg%로 50% 감소, 중성수 처리한 MA 필름 포장구(NWMA)는 3.95 mg%로 53% 감소하였다. Kim 등(7)의 연구에서도 사과를 예냉처리 후 필름으로 포장하여 4℃에서 20주 동안 저장한 결과 처리구가 대조구보다 26% 높은 함량을 나타내어 본 실험과 비슷한 경향이었다.
요 약
후지 사과를 강제송풍 예냉 처리한 것과 중성수로 전처리한 것을 기능성 MA 필름으로 포장하여 0℃에 18주 동안 저장하면서 사과의 중량, 경도, 부패율, 적정산도 및 비타민 C 등의 품질변화를 조사하였다. 저장 18주 후 중량변화는 대조구는 6.3%이었으나 전처리 후 기능성 MA 필름에 포장한 사과는 0.3-0.9%이었다. 경도와 산도의 경우도 기능성 MA 필름 포장구에서 변화가 적었다. 부패율은 대조구는 5.3%, 기능성 MA 포장구는 1.7-1.4%로 전처리한 기능성 MA 포장구에서 변화가 적었다. 비타민 C의 경우도 전처리한 후 MA 필름 포장구에서 변화가 적은 것으로 나타나 사과를 장기 저장할 경우 강제송풍 방법이나 저온의 중성수에 예냉 처리하여 MA 포장 저장하는 것이 후지 사과의 품질유지에 효과적이었다.
