Valencia 오렌지의 저장온도에 따른 품질 변화 및 지표성분 확인

수입 오렌지 중 여름 계절에 유통되는 Valencia 품종(CA, USA)을 대상으로 상품적 선호도가 큰 중간 크기의 오렌지 를 선택하였다. 2014년 7월 수확 후 냉장설비를 갖춘 선박 으로 운송되어 저온조건으로 보관된 오렌지를 8월 대구의 수입과일 도매마트에서 구매하였다. 약 18 kg의 포장상자 당 88±5과의 중과(190~220 g)를 시료로 하여, 저장온도에 따라 4반복으로 설정하였다. 오렌지는 두께 0.05 mm의 폴 리에틸렌 필름에 10개씩 담아 포장박스 상태로 저온(4°C) 과 상온(20℃)에 30일간 보관하면서 실험에 사용하였다.

오렌지의 부패율과 중량감소율은 임의로 선정한 100개 의 과일을 10개씩 폴리에틸렌 필름으로 포장하여 저장 동 안의 변화로 관찰하였다. 부패율은 꼭지 썩음, 껍질 흑변 및 곰팡이 발생을 부패로 판단하여 백분율(%)로 나타내었 고, 중량감소율은 초기 중량에 대한 감소를 백분율(%)로 나타내었다. 껍질 두께는 caliper(CD-150PX, Mitutoyo, Kanagawa, Japan)를 이용하였고, 경도는 rheometer(Compac- 100II, Sun Scientific Co., Ltd., Tokyo, Japan)를 이용하여 껍질 제거 전후 서로 다른 적도부위를 측정하였다. 색도는 색차계(CM-3600d, Konica Minolta, Osaka, Japan)를 이용하 여 껍질 및 과육 표면을 측정하고, 명도(L^*, lightness), 적색 도(a^*, redness) 및 황색도(b^*, yellowness) 값으로 나타내었 다. 껍질두께, 경도 및 색도는 10회 반복 측정 후 최대 및 최소값을 제외하였다.

오렌지를 5개씩 무작위로 선택한 후 껍질을 제거하고 균질기(HR-2870, Philips, Amsterdam, Netherlands)로 착즙 하여 지름 0.4~0.6 mm의 체(sieve)를 통과시킨 후 이를 분석 에 사용하였다. 과즙의 pH 측정을 위해 pH meter(Orion 3 star, Thermoelectron Co., Beverly, USA)를 사용하였고, 가용성 고형분(total soluble solids, TSS) 함량은 굴절당도계 (Master-M, Atago, Tokyo, Japan)를 사용하였으며, 적정산도 (titratable acidity, TA)는 pH 8.35~8.40가 될 때까지 0.1 N NaOH 용액으로 적정하여 구연산 함량(%)으로 환산하였 다. 당/산비(TSS/TA ratio)는 당도와 적정산도의 비로 나타 내었다. 오렌지 과즙에 대한 환원당 함량은 dinitrosalicylic acid(DNS) 방법(11)에 따라 측정하였다. 희석한 오렌지 시 료 1 mL에 DNS 시약 1 mL를 혼합한 후 95℃에서 10분간 가열하고 증류수 3 mL를 첨가한 후 분광광도계(Optizen 2120UV, Mecasys, Co., Ltd., Daejeon, Korea)를 이용하여 520 nm에서 흡광도를 측정하였다. 표준곡선 작성에는 glucose(Sigma Co., MO, USA)를 사용하였다.

오렌지의 비타민 C 함량 측정을 위해 hydrazine 비색법 (12)에 따라 과육 10 g에 5% 메타인산용액 50 mL를 가하여 마쇄하고 여과하였다. 분광광도계(Optizen 2120UV, Mecasys, Co., Ltd.)를 이용하여 525 nm에서 흡광도를 측정하였고, 표준곡선 작성에는 ascorbic acid(Sigma Co., MO, USA)를 사용하였다. 오렌지 과즙에 대한 총 페놀 함량은 Folin-Ciocalteu 방법(13)에 따라 시료 0.2 mL에 증류수 1.8 mL를 첨가하고 phenol reagent 0.2 mL를 혼합하여 6분간 반응시킨 후 7% Na₂CO₃ 2 mL를 혼합하여 750 nm에서 흡광도를 측정하였다. 표준곡선 작성에는 gallic acid(Sigma Co., MO, USA) 용액을 사용하였고, 시료의 총 페놀 함량은 mg gallic acid equivalents(GAE)/100 g로 나타내었다.

식품관련 전공의 22~30세 학생 40명을 대상으로 오렌지 기호도에 대한 예비 훈련 후 평가를 실시하였다. 각 저장고 에서 15개의 오렌지를 무작위로 취하였고, 저장온도에 따 른 기호도 차이를 최소화하기 위해 10℃ 온도에서 2시간가 량 보관 후 평가에 사용하였다. 9점 채점법(14)으로 과일에 대해 색, 향, 전반적 기호도(1점, 매우 나쁘다; 9점, 매우 좋다; 5점, 가식한계점)와 단맛, 신맛에 대한 강도(1점, 매우 약하다; 9점, 매우 강하다)를 평가하였다. 각 과일을 종경으 로 절단(약 50 g)하고 같은 접시에 담은 후 임의의 세 자리 숫자로 coding하여 평가를 진행하였고, 모든 평가에서 한 개의 시료를 평가한 후 반드시 물로 입안을 헹구어 낸 후 다음 평가를 진행하도록 하였다.

실험결과에 대한 통계분석은 statistical analysis system (SAS)(15)를 이용하여 분산분석(ANOVA)을 실시하여 Duncan’s multiple range test로 p<0.05 수준에서 유의성을 검정하였다. 또한 이화학적 및 기호도 특성 간의 상관관계 는 Pearson’s correlation analysis를 통하여 분석하였다.

저장에 따른 오렌지의 물리적 특성 중 부패율, 중량감소 율, 껍질 두께의 변화를 Table 1에 나타내었다. 저장온도에 따른 오렌지 부패율 관찰 결과, 저온에서는 30일 동안 과일 의 부패가 발생하지 않은데 비해 상온에서는 저장 20일부 터 일부 과일에서 꼭지 썩음, 껍질 흑변, 곰팡이 발생 등의 부패 현상이 나타나기 시작하여 이 후 큰 폭으로 진행되었 다. 수입 오렌지는 저장 중 호흡률을 낮추기 위하여 waxcoating을 하는데, Yang 등(16)은 wax-coating의 경우 저장 후기 생리적 장해로 인한 부패 유발 가능성을 보고하였다. 한편, Kim 등(17)은 온주밀감의 저장에서 상온저장에 비해 저온저장에서 부패율을 줄일 수 있었으며, 감귤 저장에서 온도뿐 아니라 저장고 내의 온도편차도 고려해야 한다고 보고하였다. 수확 농산물의 저장/유통 중 중량감소는 호흡 작용을 통한 기질의 분해 및 증산작용에 의해 발생한다(18). 오렌지의 중량감소율은 저온에서 30일 동안 0.06~0.32% 정도로 확인되었으나, 상온에서 0.77~2.16% 정도로 비교적 높게 나타났다. 한편, 오렌지 중량감소율의 경우 저온에서 의 30일 저장은 상온에서의 10일 저장과 유의적인 차이가 없었다(p<0.05). 과일의 껍질 두께는 생과의 식미에 영향을 미칠 뿐 아니라, 가공 산업에서 중요한 과육율과 직접적인 관계가 있다(19). Valencia 오렌지의 껍질 두께는 저장 초기 5.72 mm를 나타내었으나, 저장 30일 후 4.53 mm(저온) 및 3.81 mm(상온)로 감소하였다. 한편, 저온에서의 30일 저장 은 상온에서의 20일 저장과 유의적인 차이가 없는 것으로 확인되었다(p<0.05).

오렌지 경도는 껍질을 포함한 과일의 형태와 껍질을 제 거한 과육의 형태로 구분하여 측정하였다. Fig. 1과 같이 오렌지 껍질의 유무와 관계없이 과일과 과육 모두 저온 및 상온저장 동안 경도가 감소함을 확인할 수 있었다. 한편, 껍질을 포함한 과일의 경우 저온에 비해 상온저장에서 경도 감소율이 뚜렷이 나타난 반면, 껍질을 제거한 과육의 경우 저장 20일 동안 경도 감소에 대한 온도의 영향이 크지 않았 으나 저장 30일에는 온도에 따른 유의적인 차이를 나타내 었다(p<0.05). 이상의 결과, Valencia 오렌지의 경우 저장에 따른 경도 감소는 주로 껍질에서 나타나는 현상임을 확인할 수 있었고, 껍질을 포함한 과일의 경도는 저온 30일 저장시 료가 상온 10일 저장시료보다 유의적으로 단단한 것으로 확인되었다(p<0.05). 과육의 충실도, 껍질의 두께와 단단함, 과육과 껍질의 밀착도 등은 감귤의 경도에 영향을 미치는 요인이며, 일반적으로 경도가 높을수록 저장성이 있는 것 으로 보고되어 있다(20).

Fig. 1. Changes in hardness of Valencia oranges during storage at 4°C and 20°C. Means with different superscripts within the bar are significantly different at p<0.05 based on Duncan's multiple range test.

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오렌지의 색도 측정을 위해 과일의 껍질부위와 과일의 적도를 절단한 과육부위로 구분하여 각각의 표면을 측정한 후 기계적 색도로 나타내었다(Table 1). 껍질의 경우 저장 초기 L^* 값(명도)과 a^* 값(적색도)은 68.58 및 4.72를 나타내 었고, 이들은 각각 상온 30일 및 저온 30일 저장시료에서만 유의적인 변화를 나타내었다(p<0.05), 한편 껍질의 b^* 값(황 색도)은 저온저장 동안 변화가 없었으나 상온저장의 경우 유의적으로 감소하였으며(p<0.05), 그 결과 ΔE 값(전반적 색차)은 저온저장에서의 4.86~5.26에 비해 상온저장에서 9.60~17.13까지 크게 상승하였다. 과육의 경우 L^*, a^*, b^* 값은 저장온도와 기간에 따른 유의적인 차이를 나타내었으 나 일정한 경향은 확인되지 않았으며, ΔE 값에 대한 온도의 영향은 크지 않은 것으로 확인되었다.

이상의 결과, Valencia 오렌지의 물리적 특성 중 부패율, 중량감소율 및 껍질의 L^*, b^* 값은 저온저장 30일 동안 품질 의 유의적인 차이를 보이지 않았고(p<0.05), 전반적인 물리 적 특성은 저온저장 30일의 품질이 상온저장 10일과 유사 한 것으로 확인되었다.

Valencia 오렌지의 화학적 특성에 대한 저장온도의 영향 은 Table 2와 같다. 오렌지의 pH는 3.77~4.07 범위를 나타내 었고, 온도에 관계없이 저장 30일 째에 유의적으로 감소하 였다(p<0.05). 가용성 고형분 함량과 적정산도는 각각 10.13~12.27°Brix 및 0.78~0.89% 범위를 나타내었고, 저온 저장의 경우 30일에 상온저장의 경우 10일 째부터 유의적 으로 감소하였다(p<0.05). 당/산비는 당 함량과 산 함량의 비율로서 과일 품질판정에 중요한 지표로 사용되며, 그 비 가 높을수록 기호도가 높아진다(21). 과즙의 당/산비는 저 장 초기 13.76이었고, 저온 및 상온저장 동안 12.85~13.84 범위로 모두 오차 범위 내에서 증감을 반복하여 유의적인 차이는 보이지 않았다. 환원당 함량은 저온저장의 경우 유 의적인 차이를 보이지 않았고, 상온의 경우 저장 30일에 유의적으로 감소하였다(p<0.05). 한편, 과일의 당 함량은 성숙과정이나 저장기간 동안 가수분해에 의해 증가되기도 하고 호흡기질로 사용되어 감소하기도 하는데, 비급등형인 감귤류의 경우 저장기간 중에도 계속되는 호흡작용으로 내용성분의 변화가 일어나는 것으로 알려져 있다(22).

과일은 여러 식물 중 항산화능이 우수한 천연 자원으로 특히 유리기를 소거하는 능력이 탁월한 것으로 보고되어 왔으며, 이들 성분에는 항산화 비타민과 폴리페놀 성분이 관련된다(23,24). 오렌지의 비타민 C 함량은 저온의 경우 저장 20일부터 상온의 경우 10일부터 유의적으로 감소하였 고, 총 페놀함량은 온도에 상관없이 모두 저장 10일부터 감소하였다(p<0.05). 한편, 저온에서 30일 저장된 오렌지의 비타민 C와 총 페놀함량은 상온 20일의 시료와 유의적인 차이가 없는 것으로 확인되었다. Koh 등(25)은 온주밀감의 저장에 따른 비타민 C 함량 변화에서 저장기간에 따른 감소 와 더불어 저온보다 상온에서의 현저한 감소를 보고하여 본 연구의 결과를 잘 뒷받침하였다.

이상의 결과, Valencia 오렌지의 화학적 특성 중 당/산비 는 저장 30일 동안 품질의 유의적인 차이를 보이지 않았고, 전반적인 화학적 특성은 저온저장 30일의 품질이 상온저장 20일과 유사한 것으로 확인되었다.

오렌지에 대한 관능평가 결과는 Table 3과 같고, 상온 시료는 저장 20일부터 상품성 없이 가식이 불가능한 상태 로 판단되어 평가에서 제외하였다. 색의 관능평점은 저장 초기 7.37점이었으나 저장 10일차부터 저장온도에 관계없 이 유의적으로 감소하여 저장기간 동안 5.93~6.65점을 나타 내었다(p<0.05). 상온 저장 시료의 색에 대한 관능평점 저하 는 기계적 색도(황색도)의 감소와 일치하는 경향이었다. 향에 대한 관능평점 역시 저장 초기 7.10점이었으나 저장 10일차부터 온도에 상관없이 유의적으로 감소하여 저장 동안 5.31~6.31점 범위를 나타내었다(p<0.05). 단맛과 신맛 은 저장 초기 각각 6.70 및 6.40점을 나타내었으나 저온의 경우 저장 30일, 상온의 경우 저장 10일에 각각 유의적으로 감소하였다(p<0.05). 이는 Table 2의 가용성 고형분 함량 및 적정산도의 결과와 유사한 경향을 나타내었다. 오렌지 의 맛에 대한 관능평점은 색과 향에 평점에 비해 저장기간 에 따른 변화가 적었으며, 저온저장 20일까지는 맛의 기호 성이 저장 초기와 동일한 수준으로 확인되었다. 전반적 기 호도의 경우 저장 초기 6.83점의 관능평점을 나타내었으나, 저온의 경우 저장 30일에, 상온의 경우 저장 10일에 각각 유의적으로 감소하였다(p<0.05). 이상의 결과, 상온저장 시 료10일째의 관능적 품질은 저온저장 30일째의 품질과 유사 한 수준이었으며, 상품적 가식한계점인 5점을 기준으로 할 때, 전반적인 상품성 유지기간은 저온저장의 경우 30일, 상온저장의 경우 약 10일로 확인되었다.

Valencia 오렌지의 저장 중 이화학적 특성과 전반적 기호 도 간의 상관관계를 분석한 결과는 Table 4와 같다. 물리적 특성 중 중량감소율과 껍질 및 과육의 전반적 색차는 기호 도와 음의 상관관계를 나타내어, 저장에 따라 무게가 감소 하고 색이 변할수록 기호도가 감소함을 알 수 있었다. 한편 껍질 두께, 과일/과육의 경도 및 껍질의 b 값은 기호도와 양의 상관관계를 나타내어, 저장 동안 오렌지 껍질의 두께 가 두껍고, 단단하며, 노란색을 띌수록 기호도가 높아짐을 확인할 수 있었다. 오렌지의 물리적 특성 중 경도는 기호도 와 가장 높은 상관관계(r=0.7979)를 나타내었다. 오렌지의 화학적 특성은 전반적 기호도와 모두 양의 상관관계를 나타 내었고, pH를 제외한 항목의 상관계수는 물리적 특성에 비해 높은 것으로 확인되었다. 특히 가용성 고형분 및 비타 민 C 함량은 0.9453 및 0.9104의 높은 상관계수를 나타내어, 이들의 함량이 높으면 단맛과 신맛이 증가하여 오렌지의 기호도에 영향을 주는 것으로 확인되었다. 저장에 따른 이 화학적 특성과 기호도 간의 상관계수는 대부분 저온보다 상온에서 더 높게 확인되었고, 이는 상온에서의 품질변화 가 더 많이 일어난 이유로 사료되었다. 이상의 결과, 저장에 따른 Valencia 오렌지의 여러 품질인자는 기호도와 높은 상관관계를 나타내었고, 특히 가용성 고형분과 비타민 C 함량은 0.9 이상의 높은 상관계수를 나타내어, 이들을 저온 및 상온 유통 중인 Valencia 오렌지의 선택을 위한 주요 품질지표로 제시될 수 있었다.