제 1 장 수확후관리 1-1. 수확후관리 Postharvest system 란? 수확한농산물이생산자의손을떠나최종소비자의손에도달되기까지의전과정에서신선도를유지하여품질을높이고부패를방지함으로써손실을줄이며유통판매기간shelf life을연장시키기위한목적으로실시되는생산물의수집, 선

제 1 장 수확후관리 1-1. 수확후관리 Postharvest system 란? 수확한농산물이생산자의손을떠나최종소비자의손에도달되기까지의전과정에서신선도를유지하여품질을높이고부패를방지함으로써손실을줄이며유통판매기간shelf life을연장시키기위한목적으로실시되는생산물의수집, 선별, 예냉, 세척, 병해충방제, 저장, 포장, 수송등의각종행위들을총칭하는품질관리기술이며, 등급화, 포장및물류표준화등규격화, 식품안전성확립등을준수하기위한기술들이적용되는과정이다. 모든농산물은수확이후에도살아숨쉬는생명체이기때문에농산물품목별수확후생리활동postharvest physiology을정확히파악하여수확후의연속된과정에서발생하는농산물의부패등상품으로서의가치손실을최소화시키면서신선도와안전성 (safety) 을유지할수있게해야한다. 이때수확후검사, 세척, 선별, 포장, 예냉, 저장, 운반등의작업이이루어지는데, 이들작업의원활한수행을위해서는특히농산물의특성에따른적합한수확후관리기술postharvest technology이적용된다. 농업생산으로부터식품으로의전환단계에서의손실원인은 < 표 1> 과같다. 표 1. 농산물의수확후가공단계별손실원인 단계 손실원인 수확기계적상처, 오물 ( 흙 ) 혼입, 불량환경 ( 강우, 서리 ) 하에서수확 선별 / 포장 작업에의한손상, 부적합한선별에의한진동상해, 포장용기내의불량환경에의한생리및병리적손상 저장과숙및노화에의한부패, 2 차생장생리장해, 병리장해, 해충 / 쥐등 수송압상, 진동상해, 불량환경 ( 온도, 습도, 가스 ) 에의한손상 판매취급불량에의한물리적손상, 판매기간의연장에따른생리적변화 ( 과숙, 노화, 부패 ) 소비보관기간의연장에따른부패 1

수확후관리체계는연속적, 단계적으로일어나는작업들의합리적이고효율적인관리라는측면에서시스템적접근이필요하며, 특히농산물의품질은기본적으로수확전생산및수확단계에서결정되고, 최종소비단계에서의소비자들의농식품관리에따라영향을받기때문에생산, 선별, 포장, 판매, 소비에이르는전과정이하나의유기적시스템으로관리된다. 생산으로부터가공품으로의과정중에서다양한품질저하요인들은 < 그림 1> 과같이표현한다. 그림 1. 농산물로부터식품으로의가공과정중의다양한품질저하요인 수확후관리기술은전통적으로사과, 배, 마늘, 양파등장기저장농산물 의출하조절및단경기시세차익을노리는단순기술중심으로보급되어 왔으나, 시장확대에의해품질관리, 저장, 포장및물류등유통전반에 걸쳐복합적인기술을요구하게되었다. 산지에서는이에부응하기위하 여산지유통센터 APC, Agricultural-product Processing Center 를설립하고, 마케팅조직 의전문화및규모화를추구하였으며동시에수확후품질관리기술을도 입하여상품의부가가치를향상시켜왔다. 이는 제 2 의생산 이라고할 수있으며매우중요한부분이다. 따라서농산물을생산 출하하는농업 인과영농단체, 농산물품질관리관련설비업체, 산물을수송하는운송 농산물산지유통센터 (APC) Agricultural-products Processing Center 로서농산물의부가가치를제고하고, 유통비용의절감을도모하기위하여설치 운영되는시설로서, 예냉, 선별, 포장, 세척, 전처리, 가공, 저장과정의전체또는일부를거쳐상품화, 품질관리및마케팅등의기능을종합수행하는농업인공동이용시설 2016 년 1 월현재일반 APC 375 개소및과수거점 APC 21 개소가있다. 2

업체, 소비지유통업체등은수확후품질관리에필요한기술이나설비등 산지유통센터에서요구되는인적, 물적요소등을확립해야한다. 1-2. 수확후관리의이론적배경 과실과채소의수확후품질은생산물의특성, 수확후관리기술활용정도및사회, 문화적인요구수준등 3개요소에따라달라진다. 이들요소중생산물의특성에해당하는호흡, 증산, 에틸렌반응, 성숙과숙성, 성분변화등품질변화와관련된생명현상을다루는것이수확후생리분야이다. 수확후발생하는손실을최소화하고좋은품질을장기간유지시켜소비시장의확대를꾀하기위해서는수확후발생하는생리현상의특성과원리에대한이해가필수적이다. 또한생산물의물질변화및노화현상등생명현상은수확후관리기술을최적화하기위한이론적바탕이된다. 1-3. 수확후전처리방법 수확후전처리방법들은아래와같이나뉘어질수있으며, 수확한원예 산물의부패를억제하거나줄이는방법이되기도한다. (1) 예냉 과일이나채소작물의예냉 (2) 치유 curing 감자 고구마등의치유 (3) 예건 배 단감 결구배추 양배추 마늘 감귤의예건 3

(4) 화학적처리양파 감자 마늘등의맹아억제제MH 처리항산화제처리포도의아황산가스훈증처리사과의칼슘Ca 처리 MH(maleic hydrazide) 수확 2 주전 0.2-0.25% 엽면살포하며생장점세포분열억제작용한다. (5) 방사선조사양파딸기 버섯등에방사선조사 (6) 고농도이산화탄소처리딸기 복숭아의고농도이산화탄소처리 (7) 열탕침지절화류장미의열탕침지 칼슘침지처리방법 적숙기에수확된사과를상처과나압상과를선별하여제거하고정상과를골라서칼슘 4% 용액 ( 물 1l 에칼슘 40g) 에 5 ~ 7 분간침지한다. 사과를칼슘용액에침지한후사과표면에칼슘용액이남지않도록완전히말린후에저장용사과상자 ( 플라스틱상자 ) 에층적하여저온저장 (0 ±1 ) 한다. 화훼류의열탕침지조건 품 목 처리시간 처리길이 물온도 방 법 대국스텐다드 15~20초 15~20cm 소국스프레이 10~13초 한단씩처리 스톡크 8초 물이끓는경우에는잎 90~100 공작초, 솔리다스터, 기린초 5~7초 10cm 이증기에손상될수 해바라기, 다알리아, 안개, 아스틸베, 있으므로주의 3초맨드라미 칼슘침지처리효과 칼슘침지처리후호흡량의변화는쓰가루, 홍월, 조나골드품종이대조구와비교하여낮은경향이었으며몰리스는처리간에차이가없는것으로나타났고쓰가루, 조나골드, 후지품종에서칼슘처리가호흡량을억제시켜저장기간을연장시키는효과가있었다. 에틸렌생성량의변화는몰리스, 조나골드가대조구와차이가없었으며쓰가루, 홍월, 후지는대조구에비하여낮은것으로나타났다. 경도는몰리스품종에서처리간차이가없었으며쓰가루, 홍월, 조나골드, 후지품종은대조구에비하여칼슘처리가경도억제효과가있어서저장기간 을연장시키는것으로나타났다 열탕처리처리부분의살균및식물표피와수관부의밀착효과로공기유입을차단시켜유통과정에서장시간경과후라도물빨림이좋아꽃수명연장에탁월한효과특히원거리출하시반드시열탕처리하셔야높은값을받을수있고꽃유통상인이바로판매할수있는장점생육조건과줄기의경화 ( 굳기 ) 에따라열탕처리시간을조절해야합니다. 열탕처리가덜되면다시해야함으로가격하락요인이되며, 열탕처리후반드시충분히식힌후박스에포장. 4

1-4. 성숙도기준및판단 (1) 성숙도의기준재배목적의원예작물인농산물의종자나과실이품종별외관이갖추어지고, 내용물이충실해지며, 발아력도완전해져서해당품종을수확하는데최적의상태에도달히는것을성숙이라한다. 이용또는소비목적에따라오이처럼어느크기에도달하면수확하는것을성숙기의성숙mature 단계라고하며, 이후색소, 경도, 화학적조성이변하여식용에가장적합한시기가된것을성숙기의숙성ripe 단계라고한다. 발아력 - 발아란종자에서어린눈이나뿌리가출현히는것을의미 - 발아하려는힘을발아력이라고함 그림 2 과실의생장곡선과식물학적성숙기와숙성기 (2) 성숙의구분성숙도는생리적, 원예적, 상업적으로구분한다. - 생리적성숙도 : 식물의자연적성장과정에서일어나는성숙으로식물생장자체에기준을둔성숙의정도를의미한다 - 원예적성숙도 : 이용을주목적으로대비하여구분한성숙으로서수확적기판단기준이되며작물이수확적기에있음을의미한다. 즉, 생리적으로는아직미숙한상태이지만인간이이용하는입장에서수확할수있을정도에도달했으면원예적성숙에도달한상태를의미 5

한다. 많은엽경채류가이에속한다. - 상업적성숙도 : 시장에서소비자에게판매측면에기준을둔성숙의 정도 성숙도는수확적기를결정하거나품질의등급을판단하는데중요한기준으로사용되기에중요한역할을한다. 판단도구로서는색깔, 경도 Hardness, 당도, 산, 크기와모양, 달력일자, 호흡정도, 전기저항등을이용한다. 성숙의판단기준은재배목적인기관의발육도, 조직의노숙도, 조직의충실도, 함유성분의양등에의한다. 애호박, 오이, 가지등은생리적성숙도에는이르지못하였더라도원예적성숙도에따라수확한반면에사과, 양파, 감자등은생리적성숙도와원예적성숙도가일치할때수확한다. 수확시기가빠를경우에는표피와스질의형성이불완전하여수분증발이많고쉽게시든다. 풍미성분의생성도부족하고미숙한맛이그대로남아있어풋내가나거나수용성탄닌에의해떫거나시거나고미성분에의한쓴맛이나는등식미성이크게저하된다. 수확시기가늦은경우에는조기수확으로좋은값을받을수있는기회를놓칠수있으며, 각종생리장해로저장성이크게떨어진다. 6

(3) 성숙과정경축 : 과실이단단한초기상태를말한다. 완축 : 고유의향기와색상을띄며세포벽의펙틴질이분해되어과육이연해진상태를말한다. 과숙 : 완숙의단계를지나과육이식용과취급에부적당하게연화된상태를말한다. (4) 성숙에따른변화 1) 경도감소가수분해에의한전분의감소도경도감소에어느정도기여하지만, 세포의중층에서세포간접착역할을하는펙틴질이분해되어가용성이증가하면서세포간접착능력을잃는것이주요원인이다. 2) 성분변화과수와과채류의과실에서는유기산은감소하나가용성고형물이증가하고휘발성향기성분이증가한다. 엽록소 녹색식물의잎속에들어있는화합물로서엽록체의그라나 (grana) 속에함유되어있으며그라나를구성하고있는단백질과결합하고있다. 클로로필이라고도하며빛에너지를흡수하여광합성에서중요한역할을하는물질 카로티노이드 (carotenoid) 색소군으로, 동식물계에널리분포한다. 신선한조직에아세톤등의유기용제를가해서추출할수있는데, 공기속에서는산화되기쉬운불안정한물질이며물에는불용성 ( 不溶性 ) 으로분자내에산소를함유하지않는카로틴류와산소를함유하는잔토필류로대별된다 안토시아닌 (anthocyanin) 3) 색소의변화성숙정도에따라엽록소는감소하고카로티노이드carotenoid와안토시아닌 anthocyanin은증가하는데, 두가지작용이동시에일어나는것이일반적이나, 바나나등은엽록소분해만으로도특유의색깔이나타나는경우도있다. 안토시아닌는 flavonoid 색소의한종류로서꽃이나과실등에주로포함되어있는약 300 여개의색소를말하며, 식물생명체의생명유지에필수적인물질이다. flavone 에당류가결합하여수용성을나타낸다. 수소이온농도에따라빨간색, 보라색, 파란색등을띤다. 안토시아닌은항산화효과로주목받는물질이다. 종류에는데르피니진, 시아니진, 페트니진, 페오니진, 마르피진등이있다. 표 2. 카로티노이드함유농산물 Carotinoid 함유농산물 알파 -카로틴 당근 베타 -카로틴 당근, 호박, 고구마, 브로콜리, 모링가, 베타 -크립토칸틴 복숭아, 살구, 감귤 루테인 라이코펜 지잔틴 시금치, 순무, 옥수수 토마토, 수박, 구아바 옥수수, 감귤 7

그림 4 카로티노이드의종류및화학구조 표 3. 안토시아닌함유농산물 Anthocyanidin Anthocyanin 색 농작물 Pelargonidin 배당체 Fragarin 적색 양딸기, 버찌 Cyanidin 배당체 Cyanin, Shisonin 적색 자소 Keracyanin 농적색 버찌 Chrysanthemin 암적색 검정콩, 오디 Delphinidin 배당체 Nasunin 청자색 가지, 석류 Hyacin 청색 가지 Malvinidin Onein 적자색 포도 Negretin `적색 자주감자 그림 5 안토시아닌의종류및화학구조 Cyanidin : R1-OH, R2-H, Delphinidin : R1=R2-OH Peonidin : R1-OCH3, R2-H, Petunidin : R1-OCH3, R2-OH Malvidin : R1=R2-OCH3 4) 호흡량변화생장기간동안과실의호흡량은계속떨어지는데, 성숙이나노화과정에서일시적으로호흡이증가하는작물인토마토, 수박, 사과, 바나나, 멜론, 복숭아, 자두, 감, 배등의클라이맥트릭형climacteric과호흡이완만하게감소하거나큰변화가없는작물인딸기, 감귤, 포도, 동양배등의비클라이맥트릭형non-climacteric으로구분한다. 5) 에틸렌변화 8

과실의성숙을촉진하는호르몬으로알려져왔으며, 특히클라이맥터릭형과실에그효과가잘나타난다. 클라이맥터릭형과실은에틸렌처리로성숙을촉진시킬수있음이밝혀졌고, 이와반대로비클라이맥터릭형과실에에틸렌을처리하면그농도에비례하여호흡량은증가하나내생에틸렌발생에는큰변화가없고성숙의촉진효과도일관성이없는것이일반적이다. 미숙토마토에에틸렌을처리하면세포벽분해효소의유전자발현이시작되고, 이와함께성숙이촉진된다는것이밝혀졌으며이를이용하여분해효소의유전자발현을선택적으로억제시킴으로써성숙은잘되나과실은단단한토마토품종을생산한다. 1-5. 원예작물의수확 (1) 수확시기의중요성원예생산물의수확시기는원예생산물의성숙과정이끝난다옴에농산물의색깔, 크기등외관은물론원예산물의맛과품질을결정짓는시기로서수확후의사용목적이나유통기간을기준으로하여생산물에따라다르며, 동일한생산물이라하더라도차이가있다. 수확시기는경제성과매우밀접한관계를가지고있다. 생산량을늘리기위해수확시기를늦추다보면전체적인수량은증가할지모르나품질이떨어져제값을받지못하므로품질과생산량두가지요인이충족되는시점을잘결정하여야한다. 원예산물의수확시기결정은품질, 생산량, 가격에따라차이가발생할수있으나가격변동폭이클수록수확시기의결정이어렵다. 또한생산량과가격을너무고려하다보면품질이떨어져결국에는판매가용이하지못하게되는현상이발생하기도한다. 과실이떨어지기전에수확을끝낼수있는수확계획역시수확시기의결정과관련된다. 특히쓰가루사과같은경우에는수확전낙과현상이심하기때문에낙과피해를방지하기위해수확시기를잘결정해야한다. 쓰가루일본아오모리현 ( 靑森縣 ) 사과시험장에서 1930 년골든에불명의품종을교배하여 1943 년선발하여, 아오리 2 호로명명한후, 1975 년쓰가루로최종선발, 명명한품종이다. 착색계쓰가루는장수에서쓰가루아조변이로착색이잘되고낙과가적은품종으로선발한것이다. 당도는 13.5-14.5 Bx 로높고산미가적어맛이좋다. 숙기는 8 월하순이며저온저장은 20-30 일이며저장중과피표면에서왁스가나온다. 과실크기는 250-300g 정도이며과형은장원형으로균일하다. (2) 수확시기판정방법수확기를결정하는요인은식물의발육정도, 재배조건, 시장조건, 기상조건등이다. 외관으로수확기를판정할수있는품종도있으나어려운것도많다. 9

감각에의한수확시기판정은사람의감각에의해수확시기를판정하는방법으로, 보통크기, 모양, 형태, 색깔, 촉감, 조직감, 맛등의미각을이용하는것이다. 물리적지표에의한수확시기판정은경도, 무게등원예생산물이가지고있는물리적특성을측정하여수확시기를판정하는방법이다. 내부성분측정에의한수확시기판정은 < 표 4> 와같이당도및산도등을측정하여수확시기를판정한다. 표 4. 과일별성숙도의기준 종류 성숙도의기준 사과 가용성고형물 11-12.5%, 경도 18-23 ibs 오렌지 당산비 8.0 이상, 오렌지색이전체의 25% 이상 밀감 당산비 6.5이상, 황색이전체의 75% 이상 포도 당산비 20 이상, 가용성고형물 14-17.5% 배 가용성고형물 13% 이상, 경도 23 ibs 이하 수박 가용성고형물 10% 이상 멜론 가용성고형물 8% 이상 수확시기를판정하는데가장손쉬운방법은생장일수를기준으로수확시기를결정하는방법이다. 그러나이것은그해의기상조건에따라달라질수도있다. 과일의경우개화후일수로수확시기를판정할수있는데, 개화기는꽃이 80% 이상개화된일시를기준으로한다. 1) 호홉량의변화과실의호흡량이최저에달한후약간증가되는초기단계를클라이메트릭라이스climacteric rise라고하는데이때를수확적기로판정하는것이다. 호흡급등형과실은완숙시기보다조금일찍수확한다. 그림 6 호흡량변화와수확기 10

2) 개화후생육일수과실마다개화후일정기일이지나면수확을위한성숙에달하기때문에품종마다개화일자를기록하였다가수확적기를판정한다. 만개후일수도기상, 수세등을고려한다. 애호박은만개후 7-10일정도, 오이는 10일정도, 토마토는 40-50일정도인반면에사과는품종별로작게는 120 일정도에서많게는 180 일정도로각각다르다. 3) 색사과, 토마토등의과실은과피의착색정도에따라서수확적기를판정한다. 표준색상표 ( 색도표color chart) 를사용하거나색깔을측정할수있는기기를사용하여측정한다. 4) 경도과실의과육이물러지는정도로수확적기를판정한다. 5) 크기와형태과실의크기와형태그리고열매꼭지의탈락정도에의해서수확적기를판정한다. 6) 요오드염색법전분은요오드와결합하면청색으로변하는성질을이용하여수확적기를판정하는방법인데과실을요오드화칼륨용액에침지하여청색의면적이작으면과실이성숙하여수확기로판정한다. 표 5. 과일별수확적기판정지표 해당품목또는현상 판정지표 모든품목 외부색상, 크기 사과, 배, 복숭아등 경도 복숭아, 참다래등 당도 사과, 배, 핵과류, 포도 당함량 감굴류, 참다래, 멜론, 석류, 키위등 산도 / 당산비율 사과, 배, 고추 개화후경과일수 사과, 배, 옥수수 부적온도 ( 적산온도 ) 멜론 표면의형태 ( 네트발달, 왁스층의발달 ) 감자, 수박 비중 꽃앙배추 모양 ( 충실함 ) 앙상추, 앙배추, 배추 결구정도 사과, 배 전분함량 감귤류 과즙 적산온도 Accumulated temperature 작물의생육에필요한열량을나타내기위한것으로서생육일수의일평균기온을적산한값이다. 적산온도를계산할때일평균기온은해당작물이활동할수있는최저온도이상의것만을택한다. 기준온도는작물에따라다르지만가을채소와같이저온에서자라는것과일반적인온대지방의여름작물은 5, 고온을요하는작물은 15 로한다. 작물별최소적산온도값은감자 1,000, 보리 1,60 0, 벼 2,000 이다. 11

(3) 수확준비당해연도의생산량을추정한후에생산품을저장할것인지시장에바로출하할것인지를결정하는출하계획을먼저세운다. 1 인당 1 일수확량에근거하여펼요한작업인원을결정한후, 수확기간에따라수확일정을세운다. 수확일정에따른수확물의적재장소및공간을확보한다. 병해충의피해를입은과실은미리따서없애버린다. (4) 수확시간수확은기온이낮은오전중에마친다음그늘에서선별포장작업을하거나, 오후늦게수확하여밤동안작물의품온이낮아진다음포장을하여수송한다. 엽채류는오전에수분을많이함유하고있으므로아침에수확을하면신선한상태를오랫동안유지할수있다. 화훼류중에채화한다음수분이급격히손실되는화훼 ( 장미등 ) 의경우에는아침에수확하는것이좋다. 그러나수확량이많아아침에수확하는것이어려울때에는수확한다음바로물에담가저온저장고로옮겨시드는것을방지해야한다. 수확한것은던지거나떨어뜨려충격을주지말고, 나무그늘에잘펴서바람을쏘인다음저장창고에넣거나포장한다. 기온이높을때수확한과실은서늘한곳에놓아과실의온도를낮추는예냉과정을거친후포장한다. (5) 수확방법 1) 인력수확눈으로성숙도를파악하여정확히선별할수있고, 여러번나누어서수확할수있기때문에생산량을증대시킬수있으며물리적장해도최소화할수있고, 기계류에대한투자자본도줄일수있다. 단점으로는노동력이부족하거나임금이높아지면경영상에부담이될수있다. 수확조건은일반적으로기온이낮은아침부터오전 10 시경까지익은과일부터몇차례나누어수확한다. 상처가나지않게하기위해서치켜올려따거나꼭지가질긴것은가위나칼로딴다. 호흡급등형과실은약간미숙과인것을수확하고즉석에서팔거나먹을것은완숙한것을수확한다. 12

표 6. 인력수확에의한작물의수확방법 작물 수확방법 결구배추 뿌리를잘라서수확 고추 꼭지를분리하지않고수확 방울토마토 흔들어수확하면가지가부러지기때문에손으로직접따서수확 사과, 배 아래로바로당기는것이아니라과실을약간비틀면서위로들어올려수확 복숭아 손가락자국이나지않도록부드럽게쥐어야한다 감자, 고구마 물리적손상이발생하지않도록주의하여수확 절화용장미 꽃대를길게하여수확 2) 기계수확기계수확은작업속도가빠르기에단기간에많은면적의수확과생식용보다는미성숙과실을이용하는가공용과실에많이이용하고인력고용과관리가편하다. 단점으로는수확물에물리적장해가많이발생하고, 단위수확량이감소하며, 기계에대한투자비용이높으며기계운영및유지를위한특별한교육이필요하다. 기계적수확중에서진동채취식은가공용으로쓰일사과, 살구, 복숭아, 자두등이나장해를받지않는호두나아몬드를수확할때사용한다. 오버로수확기over-the-row harvester는가공용포도, 블루베리, 블랙베리, 라즈베리등을수확하는데사용되며, 수확후지체없이가공하여야좋은품질을유지할수있다. 생력화 laborsaving 노동력부족에기인한인건비증가기술혁신, 시장경쟁력강화등에따라원가절감을위한합리화, 자동화가요청되는사회적요인에따라노동력에의한수확에서탈피하여기계를이용한수확을말한다. 표 7. 인력수확과기계수확의비교 항목 인력수확 기계수확 작업시간 장시간 단시간 수확용과일의사용처 생식용 가공용 성숙정도 성숙과 미성숙과 그림 7 개인용진동채취식수확기 그림 8 오버로수확기 (over-the-row harvester) 13