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재황 연
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1 강원 농업생명환경연구 26(2) : Journal of Agricultural, Life and Environmental Sciences Vol.26 No.2 July, 2014 레이저 가공 OTR 필름이 신고 배의 MA 저장성에 미치는 영향 최인이 1,2, 홍성미 1, 정민재 1, 백준필 2, 강호민 1,2* 1 강원대학교 원예학과, 2 강원대학교 농업생명과학연구원 (2014년 6월 15일 접수, 2014년 7월 25일 수리) Effects of Laser Ablation OTR Films on the Storability of 'Niitaka' Pear Fruit in MA Storage Choi, I. L. 1,2, S. M. Hong 1, M. J. Jeong 1, J. P. Baek 2 and H. M. Kang 1,2* 1 Department of Horticulture, Kangwon National University, Chuncheon , Korea 2 Agricultural and Life Science Research Institute, Kangwon National University, Chuncheon , Korea Abstract 1) These studies were conducted to identify the effects of laser ablation OTR (oxygen transmission rate) film on storability at 1, 8, and 20 when storing 'Niitaka' pears. The fresh weight loss rate of pear was less than 1.5% in all OTR films at three different storage periods and temperatures, 1 ; 210 days, 8 ; 180 days, and 20 ; 45 days except for the perforated film. The 10,000 cc and 20,000 cc (1 ), 20,000 cc and 40,000 cc (8 ), and 40,000 cc (20 ) films were closed at the optimum MA storage condition by carbon dioxide and oxygen concentration. Ethylene concentration was lowest at the 1,300 cc and 20,000 cc (1 ), 1,300 cc and 5,000 cc (8 ), and 20,000 cc (20 ) films for each temperatures during storage. The 10,000 cc OTR film showed the highest visual quality at 1, the 20,000 cc at 8 and the 40,000 cc at 20. Off-flavor after storage at 1 were lower at the 10,000 cc and 20,000 cc film, and the 40,000 cc and 20,000 cc film each had the lowest result of 8 and 20. Firmness showed the highest result at the 40,000 cc film for all three temperatures. The soluble solids of pear was not significantly different among all OTR film treatments and temperatures except for the perforated film treatment. As a results, the conclusion was the suitable type of OTR film was 10,000 cc, at 1, 20,000 cc at 8, and 40,000 cc at 20 for MA storage in 'Niitaka' pear. Key Words: Carbon dioxide, Ethylene, Firmness, Off-flavor, Visual quality. 서 론 배는 동양계인 남방형 동양배(일본배)와 북방형 중국배 및 유럽계인 서양배 등 크게 3종류로 구분되어 진다. 국 내 재배되는 품종은 크게 원항, 장십랑, 황금 그리고 신고 로 나뉘며, 충북 천안과 전남 나주에서 주로 생산된 다. 우리나라 배 생산량과 재배면적은 줄어들고 있는 추 세이지만 국내 소비량에 비해 생산량이 상대적으로 많은 과일에 속한다(Lee et al., 2011). 또한 소비자의 특정 구매 시기에 따른 9월 중순에서 10월 상순까지 생산시기가 집 중되어있다. 현재 국내에서 생산된 배는 국내에서 소비되 거나 수출 되는데, 주요 수출국은 미국, 대만, 캐나다 등 으로 수출 품종 중 81.5%가 신고 배이다(KATI, 2013). 배의 수출 선별을 위해 APC 입고 되기까지 최대 2개월 정도의 시간이 발생하기도 하며, 동남아지역의 높은 유통 온도로 인한 과실의 품질 저하 현상이 일어나고 있는 실 정이다(Lee et al., 2011; Lee et al., 2013). 따라서 저온에서 장기저장을 위한 CA (Controlled atmosphere) 및 MA (Modified atmosphere) 저장 기술의 확립이 시급한 상태이 다. *Corresponding Author: Kang, H. M. ( hominkang@kangwon.ac.kr) 64

Storability of 'Niitaka' Pear Fruit in MA

2 레이저 가공 OTR 필름이 신고 배의 MA 저장성에 미치는 영향 65 신고 배의 저장성 향상에 관한 다양한 연구가 진행되 어 왔는데, CA 저장 중 과실의 품질특성 변화와(Chung et al., 2003), 과피흑변 억제를 위한 CA 저장 조건에 대한 연구가 보고되었다(Yang and Lee, 1996). 에틸렌 가스 생 합성 억제제인 1-MCP (1-methylcyclopropene)의 저장 전 처리(Song et al., 2013)와 저장고내 에틸렌 가스 제거가 품질에 미치는 영향(Kim et al., 2006)에 대한 연구가 보고 되었다. 처리 비용이 많이 드는 CA 저장을 대체할 수 있 는 MA 저장에 대한 연구는 배를 대상으로 미비하게 진 행되었는데, Lee et al. (2013)은 PE 필름을 이용한 간이 MA 처리가 고온유통 중 과실의 품질 유지에 효과적일 것으로 보고하였다. 이에 본 연구는 최근 산소투과도를 임의로 조절할 수 있는 레이저 가공 OTR (oxygen transmission rate) 필름이 개발되어 여러 원예작물을 대상 으로 연구되고 있어(Choi et al., 2014; Baek et al., 2013; Islam et al., 2011), 신고 배의 MA 저장성 향상을 위해 몇 가지 저장 온도에서 적용하여 온도별 적합한 필름 종 류를 구명하고자 실시하였다. 재료 및 방법 본 실험에서는 일반적인 유통과정을 거친 신고 (Pyrus pyrifolia Nakai) 배를 이용하였으며, 포장재로는 PP (Polypropylene) 필름을 레이저로 가공하여 산소투과도를 각각 1,300 cc, 5,000 cc, 10,000 cc, 20,000 cc, 그리고 40,000 cc/m 2 day atm으로 조절한 OTR (oxygen transmission rate) 필름(대륭포장산업(주))과, 대조구로 유 공필름(직경 8 mm hole 8개/20cm 2 )을 사용하였다. 포장한 배는 1 에서 210일, 8 에서 180일 그리고 상온(20 )에 서 45일간 저장하였고, 저장고내 상대습도는 85% 이상을 유지하였다. 저장온도별 최적의 필름 종류를 알아보기 위해 저장 중 생체중 감소율과 포장내 이산화탄소, 산소 및 에틸렌 농도 변화를 조사하였는데, 이산화탄소 및 산소 농도는 infrared sensor (Checkmate, PBI, Denmark), 에틸렌 농도는 gas chromatography (GC-2010, Shimadzu, Japan)를 사용하 여 측정하였다(Park et al., 2000). 저장 최종일에 penetrometer (DFT-01, TR, Italy)로 경도를 조사하였다. 외 관상 품질과 이취는 저장 최종일에 5명의 숙련된 패널에 의한 관능평가로 조사하였는데 1부터 5까지 등급으로 평 가하였다. 외관상 품질의 등급은 저장전 가장 좋은 상태 를 5점, 상품성이 유지된 상태를 3점, 그리고 완전폐기 상 태를 1점으로 하였다. 이취의 평가 등급은 이취를 느끼지 못하는 수준을 0점, 이취가 매우 강한 수준을 5점으로 하 였다. 모든 실험은 7반복으로 진행하였으며 통계분석은 Microsoft Excel 2007 program을 이용하였다. 결과 및 고찰 신고 배를 산소투과도가 각각 1,300 cc, 5,000 cc, 10,000 cc, 20,000 cc, 그리고 40,000 cc/m 2 day atm인 레이 저 가공 OTR 필름으로 개별 포장하여 1, 8, 그리고 20 에서 저장하였을 때 생체중 감소율은 저장 최종일에 1.5% 이하였고, MA 저장 처리간 차이에 통계적 유의성은 없었다. 그러나 유공필름으로 포장한 배의 생체중은 20 저장 최종일인 저장 45일째 4.2% 감소하였으며, 같은 기 간까지 저온저장 8 에서 3.9% 그리고 1 에서는 1.1%까 지 감소하였다(Fig. 1). 배의 생체중 감소 허용범위는 5.9%인데(Kays and Paull, 2004), 본 실험은 모든 저장 온 도에서 상대습도를 85% 이상으로 유지하였기 때문에 유 공필름을 포함한 모든 처리구가 생체중 감소로 인한 품 질저하는 없었던 것으로 판단된다. Fig. 1. Changes of fresh weight loss rate in 'Niitaka' pear fruit packaged with several OTR films stored at 1, 8, and 20. Vertical bars represent ± SD (n=7).

처리 비용이 많이 드는 CA 저장을 대체할 수 있 는 MA 저장에 대한 연구는 배를 대상으로 미비하게 진 행되었는데, Lee et al. (2013)은 PE 필름을 이용한 간이 MA 처리가 고온유통 중 과실의 품질 유지에 효과적일 것으로 보고하였다.

3 66 최인이 홍성미 정민재 백준필 강호민 유공필름을 제외한 레이저 가공 필름처리구의 포장내 이산화탄소와 산소의 농도는 필름의 투과도가 증가할수 록 이산화탄소는 감소하고, 산소는 증가하는 경향을 보였 다(Fig. 2). 포장내 이산화탄소 농도는 3가지 저장 온도 모 두에서 산소투과도가 가장 높은 40,000 cc 필름 처리구가 %로 가장 낮게 유지되었고, 산소투과도가 가장 낮 은 1,300 cc 필름처리구에서 %로 가장 높았다. 1,300 cc 필름내 산소 농도는 모든 저장온도에서 가장 낮 았는데, 이는 포장내 산소가 저장기간 중 호흡으로 인해 소모되면서 이산화탄소로 전환되었기 때문이다(Kader, 1986). Kader (2002)는 동양배의 CA 저장시 최적 조건은 %의 산소, 0-3.0%의 이산화탄소 농도이며, 최소 산 소 허용범위 1.0%, 최대 이산화탄소 허용범위는 2.0%라 고 보고하였는데 1 에 저장한 10,000 cc와 20,000 cc 필 름 처리구의 경우 저장중 이산화탄소농도가 일시적으로 최대 최저허용범위를 벗어나기도 하였으나, 평균적으로 각각 2.8%, 1.3%의 수치를 보이며 최적 CA 조건에 근접 하였다. 8 에서 20,000 cc와 40,000 cc 필름은 이산화탄 소 농도가 평균적으로 각각 3.0%, 1.1%, 20 에서는 cc 필름 처리구가 평균 2.7% 나타내어 CA 조건에 적합하였으나, 나머지 모든 처리구들은 저장온도 처리구 들은 허용범위를 벗어나 CA 조건에 부적합하였다. 레이저 가공 필름 포장내 에틸렌 농도는 1 와 8 에서 저장 90일을 제외한 나머지 저장일에는 2 μl/l 이하의 수 준이었고, 20 에서는 저장 최종일까지 1-2 μl/l 수준을 유지하였다(Fig. 3). 에틸렌은 과실의 숙성과 노화에 지대 한 영향을 미치는데, 배의 경우 매우 높은 에틸렌 생산량 과 고민감도 작물에 해당하기 때문에 MA 저장을 위한 소 포장시 에틸렌 농도에 주의해야 한다(Brody et al., 2011). 외관 품질, 이취 그리고 경도의 품질 변화는 저장 최종 일에 조사하였는데(Table 1), 외관 품질은 1 에서 10,000 cc 필름, 8 와 20 에서는 20,000 cc 필름이 가장 높게 유지되었다. 이취 발생은 1 에서는 10,000 cc와 20,000 cc, 8 에서는 40,000 cc 그리고 20 에서는 20,000 cc가 낮았다. 경도는 3가지 모든 저장온도에서 40,000 cc 필름 이 가장 높게 유지되었다. 농산물 경도는 수분손실로 인 한 팽압 감소, 에틸렌에 의한 세포벽 분해효소의 활성 등 으로 저장 중 감소하는데(Kays and Paull, 2004), 본 실험 에서는 모든 처리구의 생체중 감소가 일반적인 허용범위 이하였고, 포장내 에틸렌 농도도 필름 종류별로 일정한 경향을 보이지 않아, 저장최종일에 조사한 경도가 생체중 감소나 포장내 에틸렌 농도와 일정한 경향을 보이지 않 았다. 당도는 3가지 저장온도 모두 OTR 필름의 산소투과 도에 따른 유의적인 차이는 없었고 유공필름이 가장 높 은 수치를 나타냈다. 저장 중 수분감소로 인한 내부 물질 의 농축효과(Choi et al., 2013)가 저장 중 가장 큰 생체중 감소를 보인 유공필름 처리구에서 높은 당도를 나타낸 것으로 판단된다. Fig. 2. Changes of carbon dioxide and oxygen concentration of 'Niitaka' pear fruit packaged with several OTR films stored at 1, 8, and 20. Vertical bars represent ± SD (n=7).

Kader (2002)는 동양배의 CA 저장시 최적 조건은 2.0-4.0%의 산소, 0-3.0%의 이산화탄소 농도이며, 최소 산 소 허용범위 1.0%, 최대 이산화탄소 허용범위는 2.

4 레이저 가공 OTR 필름이 신고 배의 MA 저장성에 미치는 영향 67 Fig. 3. Changes of ethylene concentration of 'Niitaka' pear fruit packaged with several OTR films stored at 1, 8, and 20. Vertical bars represent ± SD (n=7). Table 1. Effect of visual quality, off-flavor, firmness, and soluble solids in 'Niitaka' pear fruits packaged several OTR films and stored at 1 for 210 days, 8 for 180 days, and 20 for 45 days Storage temp. Film treatments Visual quality Off-flavor Firmness (kg/m 2 ) Soluble solids ( Brix) 1 1,300 cc 2.6 ± ± ± ± 1.0 5,000 cc 2.8 ± ± ± ± ,000 cc 3.1 ± ± ± ± ,000 cc 2.5 ± ± ± ± ,000 cc 2.6 ± ± ± ± 0.5 Perforated 2.1 ± ± ± ± ,300 cc 1.1 ± ± ± ± 0.7 5,000 cc 1.0 ± ± ± ± ,000 cc 1.1 ± ± ± ± ,000 cc 1.3 ± ± ± ± ,000 cc 1.2 ± ± ± ± 0.7 Perforated 1.0 ± ± ± ± ,300 cc 1.5 ± ± ± ± 1.2 5,000 cc 1.8 ± ± ± ± ,000 cc 1.5 ± ± ± ± ,000 cc 2.8 ± ± ± ± ,000 cc 2.5 ± ± ± ± 0.7 Perforated 2.0 ± ± ± ± 1.1 Visual quality was measured that 5 was fresh condition, 4 was good, 3 was moderate, 2 was bad, 1 was most severe; unmarketable. Off-flavor was measured that 5 was most severe; unmarketable, 4 was severe, 3 was moderate, 2 was traceable, 1 was little, 0 was fresh condition. Means ± Standard Deviation (n=7). 외관 품질, 이취 그리고 경도의 품질 변화는 저장 최종 일에 조사하였는데(Table 1), 외관 품질은 1 에서 10,000 cc 필름, 8 와 20 에서는 20,000 cc 필름이 가장 높게 유지되었다. 이취 발생은 1 에서는 10,000 cc와 20,000 cc, 8 에서는 40,000 cc 그리고 20 에서는 20,000 cc가 낮았다. 경도는 3가지 모든 저장온도에서 40,000 cc 필름 이 가장 높게 유지되었다. 농산물 경도는 수분손실로 인 한 팽압 감소, 에틸렌에 의한 세포벽 분해효소의 활성 등

Effect of visual quality, off-flavor, firmness, and soluble solids in 'Niitaka' pear fruits packaged several OTR films and stored at 1 for 210 days, 8 for 180 days, and 20 for 45 days Storage temp.

5 68 최인이 홍성미 정민재 백준필 강호민 으로 저장 중 감소하는데(Kays and Paull, 2004), 본 실험 에서는 모든 처리구의 생체중 감소가 일반적인 허용범위 이하였고, 포장내 에틸렌 농도도 필름 종류별로 일정한 경향을 보이지 않아, 저장최종일에 조사한 경도가 생체중 감소나 포장내 에틸렌 농도와 일정한 경향을 보이지 않 았다. 당도는 3가지 저장온도 모두 OTR 필름의 산소투과 도에 따른 유의적인 차이는 없었고 유공필름이 가장 높 은 수치를 나타냈다. 저장 중 수분감소로 인한 내부 물질 의 농축효과(Choi et al., 2013)가 저장 중 가장 큰 생체중 감소를 보인 유공필름 처리구에서 높은 당도를 나타낸 것으로 판단된다. 이상의 결과로 볼 때, 신고 배의 MA 저장시 포장내 대기조성과 저장 최종일의 과실의 품질 등을 고려하면 1 는 10,000 cc 필름, 8 는 20,000 cc 필름, 그리고 20 에서는 40,000 cc 필름이 적합하다고 판단된다. 요약 및 결론 신고 배의 MA 저장성 향상을 위해 몇 가지 저장 온 도에서 적용하여 온도별 적합한 필름 종류를 구명하고자 실시하였다. 저장중 생체중 감소율은 3가지 저장온도 모 두 1.5% 미만으로 나타났으나, 유공필름의 경우 저장최 종일에 1 는 12%, 8 는 16%, 그리고 20 는 4%의 생체 중 감소를 보여 수분손실로 인한 품질저하가 발생하였다. 포장내 이산화탄소 농도는 1 에서 10,000 cc와 20,000 cc, 8 는 20,000 cc와 40,000 cc, 그리고 20 에서 40,000 cc 필름이 신고 배의 최적 MA 저장조건인 2-4%에 가장 근접하였다. 포장내 에틸렌 농도는 1 에서 1,300 cc와 20,000 cc, 8 는 1,300 cc와 5,000 cc, 그리고 20 에서 20,000 cc 필름이 낮은 발생수준을 유지하였다. 패널테스 트를 통한 외관품질은 1 에서는 10,000 cc, 8 와 20 에 서는 20,000 cc, 40,000 cc가 우수하였고, 이취는 1 에서 는 10,000 cc와 20,000 cc, 8 에서는 40,000 cc 그리고 2 0 에서는 20,000 cc가 낮았다. 경도는 세 온도 모두 40,000 cc 필름이 우수하였고, 당도는 유공 필름을 제외한 나머지 OTR 필름의 산소투과도에 따른 유의적 차이는 나타나지 않았다. 이상의 결과로 비교한 결과 신고 배의 MA 저장시 1 는 10,000 cc, 8 는 20,000 cc, 그리고 2 0 에서는 40,000 cc 필름이 적합한 것으로 판단된다. 감사의 글 2013년 농림수산식품기술기획평가원의 생명산업기 술개발사업과제( )로 수행되었음. 참고문헌 Baek, J. P., Lee, H. J., Choi, I. L., Jung, H. J., Son, J. S., Kim, I. S., Jeong, C. S., Kang, H. M. (2013) Effect of temperature and gas permeability of functional packing films on storability of fresh-cut Salicornia herbacea classified by size. Protected horticulture and plant factory. 22(2): Brody, A. L., Zhuang, H., Han, J. H. (2011) Modified atmosphere packaging for fresh-cut fruits and vegetables. Blackwell Publishing Ltd. Oxford, UK. pp.144. Choi, I. L., Hong, S. M., Jeong, M. J., Baek, J. P., Kang, H. M. (2014) Effect of Non-Perforated Breathable Films on the Storability of Fuji Apples in Modified Atmosphere Condition in the Different Storage Temperature. Protected horticulture and plant factory. 23(1): Choi, I. L., Baek, J. P., Kang, H. M. (2013) Identification of suitable film type and temperature for green and gold kiwifruit MA condition using non-perforated film. Journal of agricultural, life and environmental sciences. 25(2): Chung, H. S., Kim, S. H., Chang, E. H., Youn, K. S., Seong, J. H., Choi, J. U. (2003) Changes in physicochemical and organoleptic qualities of 'Niitaka' pears during controlled atmosphere storage. Korean J. Food SCI. Technol. 33(5): Islam, M. Z., Kim, Y. S., Kang, H. M. (2011) Effect of breathable film for modified atmosphere packaging material on the quality and storability of tomato in long distance export condition. Journal of Bio-Environment Control. 20(3): Kader, A. A. (1986) Biochemical and physiological basis for effects of controlled and modified atmospheres on fruits and vegetables. Food Technol. 40: Kader, A. A. (2002) Postharvest technology of horticultural crops. 3rd Ed. University of California, Division of Agriculture and Natural Resources. USA. pp.138. Kays, S. J., Paull, E. R. (2004) Postharvest Biology. Exon Press, Athens, GA, USA. p. 327, 376, 453. Kim, H. C., Bae, K. S., Bae, J. H., Jeon, K. S., Hong, J. U. (2006) Effect of ethylene removal on fruit quality of oriental pear during storage. Journal of Bio-Environment Control. 15(1):61-66.

이상의 결과로 볼 때, 신고 배의 MA 저장시 포장내 대기조성과 저장 최종일의 과실의 품질 등을 고려하면 1 는 10,000 cc 필름, 8 는 20,000 cc 필름, 그리고 20 에서는 40,000 cc 필름이 적합하다고 판단된다.

6 레이저 가공 OTR 필름이 신고 배의 MA 저장성에 미치는 영향 69 Korea Agricultural Trade Information (KATI) (2013) The state of pear industry in Korea. Korea Agro-Fisheries Trade Corporation, Seoul, Korea. Lee, U. Y., Wang, M., Kim, E. A., Hwang, Y. S., Chun, J. P. (2011) Fruit Quality Change and Incidence of Physiological Disorders in the Fruits Stored at Field, Room, and Refrigerator during Simulated Shipping in Niitaka Pears. Kor. J. Hort. Sci. Technol. 29(Suppl. Ⅰ):137. Lee, U. Y., Bae, T. M., Wang, M. H., Oh, K. S., Hwang, Y. S., Chun, J. P. (2013) Comparison of Fruit Quality during Shelf-life at High Temperature Condition in Niitaka Pears of Different Ripeness and Packing Method. Kor. J. Hort. Sci. Technol. 31(Suppl. Ⅰ):126. Park, K. W., Kang, H. M., Kim, C. H. (2000) Comparison of storability on film sources and storage temperature for fresh Japanese mint in MA storage. J. Bio-Environ. Cont. 9: Song, J. H., Choi, D. G., Choi, M. Y., Seo, B. S., Kim, S. G. (2013) Characteristics of fruit storage of pears 'wongwhang' and 'Niitaka' at various altitude and storage method. Kor. J. Hort. Sci. Technol. 31 (Suppl. Ⅱ), pp Yang, Y. J., Lee, E. J. (1996) Establishment of CA condition for reduction of skin blackening and extention of storage life in 'Niitaka' pear fruit. Kor. J. Hort. Sci. Technol. 14(Suppl. Ⅰ), pp

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인문사회과학기술융합학회

인문사회과학기술융합학회 Vol.5, No.5, October (2015), pp.471-479 http://dx.doi.org/10.14257/ajmahs.2015.10.50 스마트온실을 위한 가상 외부기상측정시스템 개발 한새론 1), 이재수 2), 홍영기 3), 김국환 4), 김성기 5), 김상철 6) Development of Virtual Ambient Weather Measurement