수확 후 CO2 처리 시기 및 농도에 따른 ‘설향’ 딸기 저장 중 품질변화

경남 합천에서 2월에 수확한 착색도 70% 수준의 ‘설향’ 딸기를 플라스틱 상자에 담아 수확 당일 수원으로 수송한 다음 4℃에 보관하여 수확 후 1일, 3일에 딸기의 착색수준이 균일하고 중량이 20±5 g인 것을 선별하여 실험에 사용하였다. 선별한 딸기 시료를 덮개가 없는 PET 용기에 담아 10 mm 두께의 아크릴로 제작한 밀폐 챔버(chamber)에 넣은 다음 CO₂ 가스를 주입하여 용기 내부의 CO₂ 농도를 0, 10±1, 20±1, 30±1%로 조정하여 3시간 동안 밀폐시켰으며, 이 때 온도는 8±1℃ 이었다. 그리고 CO₂ 처리 3시간 후 챔버를 열어 딸기 시료를 꺼낸 다음 PET 용기에 50 μm PE 필름으로 느슨하게 씌워 4℃에 저장하면서 품질을 조사하였다.

딸기 저장 중 품질변화를 평가하기 위하여 딸기 외관의 색이 붉은색으로 착색이 된 과일의 중앙 부분을 Chromameter (CR-300, Minolta Co., Tokyo, Japan)를 사용하여 측정한 뒤 Hunter L, a, b 값을 측정하였다. 그리고 딸기의 숙성에 영향을 미치는 것과 관련이 높은 명도(lightness, L) 및 적색도(redness, a) 값과 hue angle [hue=tan-1 (b/a)]로 변환하여 나타내었다. 딸기의 경도는 시료를 세로방향으로 1/2 절단한 다음 절단면을 위로 향하게 놓고 시료의 중간 부분을 texture analyzer(TA-XT2-5, Stable Microsystems, Surrey, UK)를 이용하여 측정하였다. 이 때 탐침의 지름은 3 mm, 거리는 8 mm, 속도는 3 mm/sec의 조건을 사용하였으며, 그 결과로부터 시료의 경도(firmness)를 N으로 나타내었다. 또한 딸기의 당도는 멸균된 거즈를 이용하여 시료를 착즙한 다음 디지털 당도계(PAL-1, Atago Co., Tokyo, Japan)를 사용하여 가용성고형물함량(soluble solids content, SSC)으로 나타내었다

딸기의 물러짐은 육안으로 각각의 딸기에 5단계의 점수를 부여(0=물러짐 발생 없음, 1=딸기 면적의 10% 미만 물러짐 발생, 2=딸기 면적의 10~25% 물러짐 발생, 3=딸기 면적의 25~50% 물러짐 발생, 4=딸기 면적의 50% 이상 물러짐 발생)하여, 각 샘플에 대한 점수를 합한 다음 사용된 딸기의 개수로 나누어 평가하였다. 그리고 부패율은 딸기 전체 시료 수에 대하여 표면에 곰팡이가 발생한 과일의 개수를 조사하여 그 비율(%)로 나타내었다.

딸기 저장 중 이취발생 및 외관에 대한 관능적 품질평가는 CO₂ 처리 후 각각 10일(수확 후 3일 처리), 12일(수확 후 1일 처리)간 저장 된 딸기를 5명의 훈련된 평가원이 조사하였다. 딸기의 이취 발생은 Lopez-Galvez 등(11)의 방법에 의해 5단계의 점수를 부여(0=없음; 1=약간; 2=보통; 3=심함; 4=매우 심함) 하였고, 딸기 외관에 대한 관능적 품질평가는 5단계의 점수를 부여(1=매우 나쁨, 2=나쁨, 3=보통, 4=좋음, 5=매우 좋음) 하였으며, 점수 3을 상품성의 한계로 간주하였다(11,12).

실험에서 얻어진 결과는 평균값과 표준오차로 나타내었고, 유의성 검증은 SAS(9.2, SAS Institute Inc., Cary, USA)를 사용하여 p<0.05 수준에서 Duncan’s multiple range test 방법으로 검정하였다.

딸기의 색은 품질을 판정하는 중요한 지료로서 성숙되면서 안토시아닌 함량의 증가와 함께 점차 선홍색으로 착색되는데 지나치게 숙성이 되면 붉은색이 진해지면서 신선도가 나빠지고 상품성을 상실하게 된다. 수확 후 CO₂ 처리한 ‘설향’ 딸기 저장 중 과일 표면의 명도는 모든 CO₂ 처리농도에서 저장기간이 경과하면서 감소하였다(Fig. 1 A, B).

딸기 CO₂ 처리시기에 따라서는 수확 후 1일에 30% CO₂ 처리에서 저장 10일까지 명도가 가장 높은 경향을 보였으나 수확 후 3일 처리에서는 CO₂ 농도에 따른 차이가 발생하지 않아 수확 3일 후 CO₂ 처리는 색에 미치는 영향이 없는 것으로 나타났다. 이는 수확 후 딸기의 명도는 저장기간에 영향을 받아 오래 저장될수록 감소하였다는 결과(3,13)와 일치하였다. 그러나 수확 후 1일에 CO₂ 처리한 시료의 저장 12일에는 처리 간에 차이가 나타나지 않았는데, 이때에는 CO₂ 처리한 딸기에서도 성숙이 급격히 진행된 것이 영향을 준 것으로 판단되었다.

Fig. 1. Changes in lightness (A, B), redness (C, D), and hue angle (E, F) of strawber ry samples treated with different CO2 concentrations on different days (A, C, E: 1st day after harvest, B, D, F: 3rd day after harvest) dur ing storage at 4℃. Each symbol is the mean of 15 replicate measurements, vertical lines represent SE. ●, 0% CO₂; ○, 5% CO₂; ▲, 15% CO₂; △, 30% CO₂.

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그리고 딸기 CO₂ 처리 후 저장 중 과실 표면의 적색도(redness)는 수확 후 1일, 3일에 CO₂ 처리 전 초기 값인 각각 19.9, 21.4보다 모든 처리구에서 저장기간 내내 증가하였고, CO₂ 처리시기에 따라서는 수확 3일 처리가 수확 1일 처리 보다 저장기간 내내 높게 나타났다(Fig. 1 C, D). 딸기 CO₂ 처리 농도에 따른 적색도는 수확 후 1일 딸기의 30% 처리에서 저장 10일 까지 가장 낮게 나타나는 경향을 보였으며, 수확 후 3일 처리에서는 CO₂ 농도에 따른 차이가 나타나지 않았다. 또한 색상을 나타내는 hue 값은 수확 후 1, 3일에 CO₂ 처리 전에 각각 47.8, 45.6이었던 것이 저장기간 내내 감소하였다(Fig. 1 E, F) 이는 딸기의 색상이 점차 적색으로 변함을 알 수 있었는데, CO₂ 처리시기 간에는 수확 후 3일 처리가 수확 후 1일 처리보다 hue 값이 낮게 나타나 수확 후 2일이 더 경과한 딸기 시료에 CO₂ 처리를 한 것이 성숙이 빨리 진행된 것으로 여겨졌다. 딸기의 hue 값이 CO₂ 농도에 따라서는 수확 후 1일 처리에서는 30% 처리구에서 높게 나타났으며, 5, 15% 처리에서도 저장 10, 12일에 0% 처리보다 높게 나타나 CO₂ 처리가 딸기의 성숙을 지연시켜 색상 변화에도 영향을 미친 것으로 여겨졌다. 이 결과는 5% O2 와 15% CO₂ 농도를 갖는 저장조건이 일반 대기조건에서 저장한 딸기보다 hue 값이 높았다는 보고(14)와 관련이 있다. 딸기에 있어서 적색도가 높아지고 hue 값이 낮아진다는 것은 성숙이 진행되었다라고 간주할 수 있는데, 수확 후 3일에 CO₂ 처리한 딸기에서 수확 후 1일 CO₂ 처리보다 빨리 진행되는 것으로 나타났다. 이는 미숙된 상태에서 수확 된 ‘설향’ 딸기가 저장기간 중에 성숙되면서 과육의 적색도가 일정기간 증가한 것으로 수확 후 3일 CO₂ 처리에서 수확 후 1일 처리보다 빨리 낮아져 더 빠르게 성숙되는 것으로 여겨졌다. 따라서 딸기의 성숙을 지연시키기 위한 CO₂ 처리는 수확 후 1일 이내가 수확 후 3일에 처리하는 것보다 적합한 것으로 나타났다.

딸기의 경도는 수확 후 1일 CO₂ 처리에서는 15% 및 30% CO₂ 농도로 처리한 시료에서 증가하여 저장 초기에는 수확 당일 보다 경도가 높게 유지하였다가 저장 후반기에는 감소하였다. 그러나 CO₂ 처리되지 않거나 농도가 비교적 낮은 0% 및 5% 처리에서는 저장기간 내내 계속 감소하였다(Fig. 2 A). 이 결과는 Hwang 등(15) 의 보고에서 수확 후 20% CO₂ 처리한 ‘여봉’ 딸기의 경도를 저장 4일 까지는 증가되었다는 결과와 유사하였다. 그리고 수확 후 3일 CO₂ 처리에서도 15% 및 30% 처리구에서 저장 5일까지는 다소 증가하다 이 후 크게 감소하였으며, CO₂ 농도 0% 및 5% 에서는 경도 중가가 없이 저장 중에 계속 감소하였다(Fig. 2 B). 딸기는 수확 후 CO₂ 처리에 의해 대조구 보다 경도가 단단해져 부패를 지연시키는데 도움을 주고 있으나 품종과 숙도에 따라서 그 효과는 차이가 있다(7,15). 수확 후 CO₂ 처리가 딸기 조직의 경도 증가에 대한 기작은 완전히 구명되지는 못하였지만 CO₂ 처리 후 딸기에서 수용성 펙틴이 감소하였고, chelator soluble 펙틴이 증가하였다(16). 일반적으로 과일의 단단함은 세포와 세포의 결속력, cell fragility 등에 의해서 달라지는데, 과실의 저장성은 조직의 연화 속도와 밀접한 관련이 있다. 과실의 연화는 세포벽의 건전성 상실로 세포간의 결속력이 약화되면서 나타나고(16), 과실에서 경도 저하와 수용성 펙틴이 반비례적인 관계를 나타내어 (7,8) CO₂ 처리에 의해 딸기의 경도와 펙틴의 질적인 또는 구조적인 변화가 있는 것으로 판단된다. 본 실험에서 사용된 ‘설향‘ 딸기에서는 수확 후 1일에 CO₂ 농도 15, 30% 처리에서 경도가 증가하였고 처리 후 저장 10일 까지는 대조구에 비하여 높게 유지하였으나 이 후에는 경도가 크게 낮아지면서 저장 12일에는 대조구와 차이가 나타나지 않았다. 수확 후 3일에 CO₂ 처리한 딸기에서도 저장 10일 까지는 수확 후 1일 처리와 같이 15% 및 30%의 CO₂ 농도에서 경도가 비교적 높게 유지되었으나 저장 5일 후에는 급격히 경도가 감소하였다. 따라서 수확 후 CO₂ 처리시기가 다르지만 모두 시료를 수확한지 13일이 되는 수확 후 1일에 CO₂ 처리하여 저장 12일이 된 딸기와 수확 후 3일에 CO₂ 처리하여 10일간 저장한 딸기를 비교하면 수확 후 1일에 CO₂ 처리한 딸기가 3일에 처리한 것 보다 높게 나타냈다. 이 결과로 ’설향‘ 딸기 유통기간 중 높은 경도를 유지하기 위해서는 수확 후 1일 이내에 CO₂ 처리하는 것이 바람직한 것으로 여겨졌다.

Fig. 2. Changes in firmness of strawber ry samples treated with different CO₂ concentrations on different days (A: 1st day after harvest, B: 3rd day after harvest) dur ing storage at 4℃. Each symbol is the mean of 15 replicate measurements, vertical lines represent SE. ●, 0% CO2; ○, 5% CO₂; ▲, 15% CO₂; △, 30% CO₂.

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딸기의 당도는 수확 후 1일 30% CO₂ 처리를 제외하고 다른 처리에서는 모두 저장 10일까지는 증가하였다가 감소하였고, 수확 후 3일 CO₂ 처리에서는 모든 처리에서 당도가 증가하였다가 완만하게 감소하거나 유지하는 경향을 나타냈다(Fig. 3). 저장 전 딸기의 당도는 수확 후 1일, 3일된 시료가 각각 10.5, 11.4 °Brix로 수확 후 3일 된 시료에서 높았는데, 수확 1일 후 30% CO₂ 처리한 딸기는 저장 기간 중 계속 증가하여 저장 12일에는 12.0 °Brix까지 증가하였으나 다른 처리에서는 저장 10일 까지 증가하다 감소하였다. 그리고 수확 3일 후 CO₂ 처리한 딸기는 저장 5일에는 증가하였다가 10일에는 감소하였으며, CO₂ 처리농도에 따라서는 차이 없이 11.5~11.8 °Brix를 나타내었다. 딸기 저장 중당도가 증가하였다가 감소하는 것은 수확 후에도 성숙이 진행되다가 연화되면서 당도가 감소하는 품질 변화가 발생한 것으로 여겨졌다. 이 결과는 50% 수준의 성숙도를 갖는 딸기를 4℃에서 10일 간 저장 시 과당과 포도당의 증가로 딸기의 당도가 증가하였다는 보고(17)와 유사하였다. 그러나 Park과 Hwang (18) 의 결과에서는 저장 초기에 당도가 완만하게 높아졌다가 4일 이후 감소하였고, Moon 등(19)의 결과에서는 저장기간 내내 당도가 감소하였으나 포장내부에 CO₂ 처리 시 당도 감소가 억제되었다고 보고하였다. 이렇게 딸기 수확 후 당도의 차이는 실험에 사용된 딸기의 숙도에 따라서 저장 중에 당도 변화가 차이가 있는 것으로 판단되었다.

과일은 성숙이 진행되면서 점차 연화되고 물러지는 증상이 나타나는데 딸기는 수확 후 육안으로 쉽게 판단할 수 있는 물러짐이 발생하여 상품성을 상실하게 된다. 딸기의 물러짐 지수는 저장기간이 경과하면 할수록 높아지는데 수확 후 1일 CO₂ 처리에서는 저장 12일에 물러짐 지수가 1.4~2.1을 나타내었으며, CO₂ 농도에 따라서는 30% 처리구에서 1.4로 가장 낮게 나타났고 대조구에서 2.1로 가장 높게 나타났다(Fig. 4 A). 그리고 수확 후 3일 CO₂ 처리에서는 저장 10일에 물러짐 지수가 1.8~2.2를 나타내었는데, CO₂ 처리 농도에 따라서 차이가 없었다. 딸기 CO₂ 처리시기에 따라서는 시료 수확한지 13일이 되는 수확 후 1일 CO₂ 처리하여 저장 12일이 된 딸기에서 수확 후 3일 처리 후 저장 10일된 딸기 보다 물러짐이 낮게 나타났다. 이 결과로 딸기 CO₂ 처리에 의한 물러짐 억제 효과는 수확 후 1일에 처리한 딸기에서 높게 나타났고 수확 후 3일에 CO₂ 처리한 것은 저장 10일 후에는 그 효과가 나타나지 않았다.

딸기의 부패율은 수확 후 1일에 처리한 딸기에서는 저장 12일에 8.6~24.6%를 나타내었고 CO₂ 처리 농도가 높을수록 부패율이 적게 나타다. 그러나 수확 후 3일 CO₂ 처리에서는 저장 10일에 23.5~25.8%를 나타내었고 CO₂ 처리농도에 관계없이 차이가 나타나지 않았다(Fig. 4 B). 이 결과로 딸기의 부패율은 물러짐과도 관련이 높은 것으로 나타났는데, 물러짐이 적었던 수확 후 1일 CO₂ 처리에서 부패율이 낮게 나타났고, 특히 30% CO₂ 처리에서 부패 발생이 가장 낮아 CO₂ 처리는 ‘설향‘ 딸기의 부패 발생 억제에도 영향을 미치는 것으로 나타났다. 그러나 딸기 수확 후 3일에 CO₂ 처리한 것은 물러짐이나 부패 발생 억제 효과가 나타나지 않아 ‘설향‘ 딸기의 CO₂ 처리는 수확 후 1일 이내에 처리하는 것이 바람직하였다.

Fig. 3. Changes in soluble solid content of strawberry samples treated with different CO₂ concentrations on different days (A: 1st day after harvest, B: 3rd day after harvest) dur ing storage at 4℃. Each symbol is the mean of 6 replicate measurements, vertical lines represent SE. ●, 0% CO₂; ○, 5% CO₂; ▲, 15% CO₂; △, 30% CO₂.

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Fig. 4. Softening index and decay rate of strawber ry samples treated with different CO₂ concentrations on different days (A: 1st day after harvest, B: 3rd day after harvest) after 12 days (a) and 10 days (b) of storage, respectively at 4°C. Vertical lines represent SE. □, 0% CO₂; , 5% CO₂; , 15% CO₂; ■, 30% CO₂.

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‘설향’ 딸기 저장 및 유통 중에 이취 발생은 수확 후 1일 CO₂ 처리에서는 저장 12일, 수확 후 3일 CO₂ 처리에서는 저장 10일에 각각 0.63~0.87, 0.55~0.89 수준으로 나타났다(Fig. 5 A). 딸기의 CO₂ 처리시기에 따라서 이취 발생이 차이가 나타나 수확 후 1일 CO₂ 처리가 수확 후 3일 처리 보다 이취 지수가 낮게 나타났다. 수확 후 1일에 CO₂ 처리한 딸기에서는 30% CO₂ 농도 처리에서 이취 지수가 0.63점으로 가장 낮게 나타났으며, 이는 상품성에 영향을 주지 않는 미미한 수준이었다. 그러나 수확 후 3일 처리는 CO₂ 농도에 관계없이 수확 후 1일 처리보다 높게 나타났다. 채소류 수확 후 이취 발생은 저장 유통 중에 포장 내부의 기체조성이 O₂ 농도는 낮아지고 CO₂ 농도가 높아지면서 조성되는 혐기적 호흡과정의 산물이다(12,20). 그러나 본 실험에서는 구멍이 있는 포장용기를 사용하여 포장 내부의 기체 조성은 대기중의 기체 환경과 크게 차이가 없어 알콜취에 의한 이취라기보다는 부패발생에 의한 이취 발생으로 여겨졌다. 이 결과는 결국 부패율과도 관계가 있어 부패율이 높은 수확 후 3일 CO₂ 처리에서 1일 CO₂ 처리보다 이취가 높게 나타났다.

저장기간 중 딸기의 외관적 품질을 평가한 결과 수확 후 1일에 CO₂ 처리하여 12일 저장된 것과, 수확 후3일에 처리하여 10일 저장한 딸기에서 각각 2.6~3.5, 2.5~2.6을 나타내어 수확 후 1일 CO₂ 처리에서 수확 후3일보다 높게 나타났다(Fig. 5 B). 딸기의 CO₂ 처리농도에 따라서는 수확 후 1일 처리에서는 CO₂ 농도가 높아질수록 외관이 우수하여, 30% CO₂ 처리가 가장 높은 3.47점을 나타내어 상품성을 유지하였으나 다른 처리에서는 모두 3점 미만으로 상품성을 상실하였다. 그러나 수확 3일 후 CO₂ 처리에서는 CO₂ 농도와 관계없이 효과가 나타나지 못하였다.

이상의 결과로 ‘설향’ 딸기는 수확 후 CO₂ 처리가 품질유지에 효과적이며, 처리 시기와 농도는 수확 후 1일 이내에 30% CO₂ 농도로 3시간 처리하는 것이 유통 중에 신선도를 유지하는데 도움을 주는 것으로 나타났다.

Fig. 5. Off-odor and visual quality scores of strawber ry samples treated with different CO₂ concentrations on different days (1st day after harvest, B: 3rd day after harvest) after 12 days (a) and 10 days (b) of storage, respectively at 5°C. Vertical lines represent SE. □, 0% CO₂; , 5% CO₂; , 15% CO₂; ■, 30% CO₂.

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