Research Article

Horticultural Science and Technology. June 2020. 364-373
https://doi.org/10.7235/HORT.20200035


ABSTRACT


MAIN

  • 서 언

  • 재료 및 방법

  •   실험재료

  •   AVG, 수체살포용 1-MCP 및 훈증용 1-MCP 처리

  •   과실 저장 조건

  •   과실 특성 조사

  •   에틸렌 발생량

  •   통계분석

  • 결과 및 고찰

  •   수확 시 과실 특성

  •   저장기간 동안 과실품질 변화

  •   상관관계 분석

서 언

우리나라 복숭아 재배면적은 2018년 기준 사과와 감귤에 이어 3번째로 많은 21,100ha이고, 생산량은 188,000톤으로 2008년 이후 재배면적과 생산량이 꾸준히 증가하는 추세이며, 재배품종은 유모계가 82.9%, 무모계가 17.1% 재배되고 있다(KREI, 2019). 그 중 유모계 복숭아인 ‘미스홍’[Prunus persica (L.) Batsch ‘Misshong’]은 농촌진흥청 국립원예특작과학원에서 1995년 ‘유명’에 ‘찌요마루’를 교배하여 선발한 품종으로 2008년에 품종보호출원된 품종이다. 과실 특성으로는 과중은 270g, 당도는 13°Brix, 숙기는 8월 상순으로 산미가 적고 감미가 높아 식미가 우수하나 보구력이 약한 용질성인 백육계 품종이다.

복숭아는 climacteric형 과일로 수확 후 과실의 성숙과정에서 에틸렌 발생량이 급격하게 증가한다. 특히, 용질성 복숭아는 수확 후 연화가 급속히 진행되어 유통과정에서 과실의 품질이 쉽게 저하된다(Rasori et al., 2002; Hayama et al., 2008). 그러므로 복숭아 수확 전·후 에틸렌 발생량을 감소시켜 저장 및 유통과정 중 상품성을 유지하는 것이 매우 중요하다. 에틸렌 생합성 억제제인 aminoethoxyvinylglycine(AVG, ReTain®)은 ACC synthase의 활성을 억제하여 에틸렌 생성을 억제하며 수확 전 수체에 살포함으로써 에틸렌 발생량과 호흡량을 감소시키고 과실의 성숙을 지연시키는 효과가 있다(Yu and Yang, 1979; Bregoli et al., 2002; Torrigiani et al., 2004; Cline, 2006; Cetinbas et al., 2012; Yoo et al., 2019). 또한 에틸렌 작용억제제인 1-methylcyclopropene(1-MCP)은 복숭아와 사과 등에서 과실의 경도와 산 함량 등 과실의 품질을 유지하는 데 우수한 효과를 나타내고 있다(Blankenship and Dole, 2003; Watkins, 2006, Watkins, 2008; Mattheis, 2008; Lim et al., 2009; Park et al., 2009; Chun et al., 2010; Watkins and Nock, 2012; Kim et al., 2018). 최근 수확 전 수체 살포용 1-MCP(HarvistaTM)가 미국 AgroFresh사에서 개발되어 사과를 대상으로 연구가 진행되고 있으며 저장 중 과실의 품질을 유지하는 데 큰 효과를 보이고 있다(Yuan and Carbaugh, 2007; Yuan and Li, 2008; Watkins et al., 2010; Park and Yoon, 2012; Yoo et al., 2013; Yoo et al., 2015). 그러나 복숭아 과실에 대한 연구는 미미한 실정이다.

따라서 본 연구는 수확 전 AVG와 1-MCP 살포처리 및 수확 후 1-MCP(SmartFreshTM) 훈증처리가 ‘미스홍’ 복숭아의 저온 저장 중 과실 품질과 저장성에 미치는 영향을 구명하고자 실시되었다.

재료 및 방법

실험재료

2017년 경상북도 경산시 자인면 소재 복숭아 과수원에 재식되어 있는 6년생 개심자연형 ‘미스홍’ 복숭아 나무를 대상으로 각 처리당 3주 1반복으로 총 9주를 선정하였고, 과실은 8월 2일에 수확하였다.

AVG, 수체살포용 1-MCP 및 훈증용 1-MCP 처리

수확 전 처리는 AVG(상품명: ReTain®, Valent BioSciences, Libertville. IL., USA)는 75mg·L-1 농도로, 수체살포용 1-MCP(3.8%, 상품명 : HarvistaTM, AgroFresh, Yakima, WA, USA)는 125mg·L-1 농도로 각각 수확 2주전(7월 19일)과 1주전(7월 26일)에 수체살포하였다. 그리고 훈증처리용 1-MCP(3.3%, 상품명 : SmartFreshTM, AgroFresh, Yakima, WA, USA)는 과실을 수확한 후 1mg·L-1의 농도로 밀폐된 공간에서 18시간 처리하였다.

과실 저장 조건

과실의 저장조건은 온도 10 ± 1°C, 상대습도 90 ‑ 95% 설정하고 12일간 저장하였다. 과실특성 조사는 수확일(8월 2일)부터 3일 간격으로 저장 후 3일(8월 5일), 6일(8월 8일), 9일(8월 11일), 12일(8월 14일)에 걸쳐 총 5회 실시하였다.

과실 특성 조사

과실 경도는 직경 8mm plunger를 장착한 과실경도계(Compac-100Ⅱ, Sun Scientific Co., Tokyo, Japan)를 사용하여 과실 적도부위의 과피를 제거한 후 과실당 3회 측정한 평균값을 newton(N)으로 나타내었다. 산 함량은 과즙 5mL에 증류수 45mL를 희석한 후 0.1N NaOH를 이용하여 pH 8.1을 적정한 후 사과산으로 환산하였고, 가용성 고형물 함량은 디지털당도계(PR-201α, ATAGO., Tokyo, Japan)를 이용하여 측정하였다. 과피의 색도는 착색이 가장 많이 진행된 양광면 3지점을, 그리고 착색이 진행되지 않은 바탕색의 3지점을 택하여 color difference meter(CR-200, Minolta Co., Tokyo, Japan)로 색차를 측정하였다. 감모율은 수확 시 과실의 생체중을 측정한 뒤 저장기간 동안 과실 생체중의 변화를 측정하여 백분율로 나타내었다.

에틸렌 발생량

에틸렌 발생량은 조사 3시간 전 과실을 저장고에서 꺼내어 실온(25°C)에서 방치한 후 과실을 1.6L 밀폐용기에 넣고 1시간 뒤 headspace에서 1mL gas 시료를 채취한 후 FID(flame ionization detector)와 porapak Q을 장착한 gas chromatography (GC-2010, Shimadzu Co., Tokyo, Japan)를 이용하여 측정하였다. 분석조건은 injector와 detector 온도는 200°C, oven 온도는 90°C로 설정하였고, carrier gas는 He, flow rate는 25mL·min-1로 하였다.

통계분석

통계분석은 SPSS 프로그램(IBM SPSS Statistics 20, SPSS Inc., NY, USA)을 이용하여 ANOVA 결과 분석 후 Duncan의 다중검정으로 분석하였다.

결과 및 고찰

수확 시 과실 특성

수확 1, 2주 전 ReTain®HarvistaTM 처리에 따른 수확 시 과실 품질 특성을 보면(Table 1), 경도는 무처리구의 경우 수확 시 16.5N이었으나 수확 1주 전 ReTain® 처리구는 38.7N으로 가장 높은 경도를 나타내었고, HarvistaTM 1주 전 처리구는 27.5N이었다. 이러한 결과를 보면 ReTain® 처리가 HarvistaTM 처리에 비하여 경도를 높게 유지시켰고, 또한 두 처리 모두에서 수확 1주 전 처리가 2주 전 처리에 비하여 과실의 경도를 유지시키는 데는 더 효과적이었다. 복숭아 과실에 AVG 처리는 과실의 성숙을 지연시켜 경도를 높게 유지한다는 동일한 결과를 보였다(Bregoli et al., 2002; Torrigiani et al., 2004; Cline, 2006). 과실의 생체중, 가용성 고형물 및 산 함량은 모든 처리구들 간에 차이를 보이지 않았다. 외생에틸렌 발생량은 무처리구의 경우 2.8µL·kg-1·h-1이었으나, 수확 1주 전 ReTain® 처리구만 0.4µL·kg-1·h-1로 낮은 에틸렌을 발생량을 보였다. 에틸렌 제어제는 수확기에 가깝게 처리할수록 경도의 변화와 마찬가지로 그 효과가 좋은 것으로 판단되었고, 이는 수확 전 복숭아에 AVG 처리가 수확 시 에틸렌 발생량이 낮았다는 동일한 결과를 보였다(Cetinbas et al., 2012).

Table 1.

Effects of preharvest AVG (ReTain®) and sprayable 1-MCP (HarvistaTM) treatments on fruit quality attributes in 'Misshong' peaches at harvest

Treatment
(mg·L-1)
Application time
(WBHz)
Fruit weight
(g)
Flesh firmness
(N/Φ8mm)
Soluble solids
(°Brix)
Titratable acidity
(%)
Ethylene production
(𝜇L·kg-1·h-1)
Control - 267.2 ay 16.5 b 11.0 a 0.33 a 2.8 a
ReTain® (75) 1 288.9 a 38.7 a 11.3 a 0.38 a 0.4 b
2 296.9 a 24.6 ab 10.5 a 0.37 a 2.6 a
HarvistaTM (125) 1 292.9 a 27.5 ab 11.3 a 0.37 a 2.1 a
2 300.0 a 18.7 b 11.2 a 0.33 a 2.9 a
Sunny side Background
L* a* b* L* a* b*
Control - 47.8 b 22.1 a 18.0 c 71.0 a ‑6.9 a 26.9 ab
ReTain® (75) 1 59.3 a 9.0 c 21.5 a 71.7 a ‑10.0 b 27.8 a
2 49.6 b 19.5 a 18.6 bc 72.7 a ‑7.6 a 26.0 b
HarvistaTM (125) 1 52.8 b 12.7 ab 20.3 ab 71.2 a ‑8.5 ab 27.6 a
2 52.4 b 16.5 bc 19.8 abc 70.9 a ‑6.6 a 26.6 ab
zWBH: weeks before harvest date, the fruits were harvested on August 2, 2017.
yDifferent letters within columns indicate significant difference by Duncan's multiple range test, p = 0.05.

과피의 착색도는 수확 1주 전 ReTain® 처리구가 무처리구와 비교하여 명도(L*)와 황색도(b*) 값은 다소 높았으며, 적색도(a*) 값은 낮았다. 이는 수확 1주 전 ReTain®을 처리하였을 때 과실의 성숙이 지연되어 과실 착색이 지연된 것으로 판단되며, 이는 AVG 처리가 ‘장택백봉’ 복숭아 과피의 적색도 발현을 억제하였다는 결과와 동일하였다(Wang et al., 2012).

저장기간 동안 과실품질 변화

저장기간 동안 ‘미스홍’ 과실의 경도 변화는 다음과 같다(Fig. 1A). 무처리구는 수확 시 16.5N에서 저장 3일 후 2.9N으로 과실의 경도가 급격히 감소하여 조기에 상품성을 상실하였다. 그러나 ReTain®을 수확 1주 전에 처리하였던 경우 수확 시 38.7N으로 가장 높은 경도를 나타내었으며 저장 3일 후는 13.6N 정도를 유지하였으나, 저장 6일 후부터는 7.9N으로 경도가 급격히 감소하였지만 무처리구와 비교하여 높은 경도를 유지하였다. 그리고 ReTain® 수확 2주 전 처리, HarvistaTM 수확 2주 및 1주 전 처리구의 경우, 저장 3일후 까지는 수확 1주전 ReTain® 처리구와 경도가 유사하였으나 저장 6일후부터는 5.1N 이하로 감소되어 과실의 경도가 유지되지 못하였다. 그러나 수확 후 SmartFreshTM 처리구는 저장 6일 후에도 12.0N으로 가장 경도가 높았으며, 이후 저장 9일 후(4.5N)와 저장 12일 후(3.0N)까지 높은 수준의 경도를 유지하고 있었다. 따라서 ‘미스홍’ 복숭아의 과실 경도 유지를 위해서는 수확 후 SmartFreshTM 1mg·L-1 훈증처리와 수확 1주전 ReTain® 75mg·L-1 살포처리가 효과적이며, 이를 통하여 10°C 저장 6일까지 과실의 경도를 7.9N 이상 유지하였다(p < 0.0001). 이 같은 결과는 ‘Akatsuki’ 복숭아에 대한 1-MCP와 AVG 단용처리는 수확 후 복숭아 과실의 연화를 일부 지연하였다는 결과와 유사하였다(Hayama et al., 2008).

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Fig. 1.

Effects of preharvest AVG (ReTain®) and sprayable 1-MCP (HarvistaTM), postharvest 1-MCP (SmartFreshTM) treatments on flesh firmness (A), titratable acidity (B) and soluble solids (C) in cold-stored ‘Misshong’ peaches. All values are expressed as mean ± standard error (n = 9). Abbreviation, WBH: weeks before harvest date.

저장기간 동안 과실의 산 함량 변화를 보면(Fig. 1B), 무처리구는 수확 시 0.33%이었으나 저장 3일 후 0.23%로 급격히 감소하였다. 그러나 수확 1, 2주 전 ReTain®HarvistaTM 처리구의 경우 수확 시 0.33 ‑ 0.38%였던 산 함량이 저장 12일까지 0.26 ‑ 0.30%로 무처리구와 비교하여 높게 유지되었고, 수확 후 SmartFreshTM 처리구 역시 저장 9일까지 0.32%로 산 함량이 무처리구와 비교하여 높게 유지되었다(p < 0.0001). 이는 ‘Monroe’ 복숭아에 대한 수확 전 AVG 처리(Cetinbas et al., 2012)와 ‘장호원황도’ 복숭아에 대한 수확 후 1-MCP 처리 시(Chun et al., 2010) 일정기간 경도와 산 함량을 높게 유지시켜 과실의 품질을 유지하는 데 효과적이었다는 결과와 동일한 것이었다 .

저장기간 동안 ‘미스홍’ 과실의 가용성 고형물 함량의 변화를 보면(Fig. 1C), 수확 2주 전 ReTain® 처리구의 경우 수확 시 10.5°Brix로 무처리구 11.0°Brix와 비교하여 다소 낮았고, 저장기간이 증가하면서 가용성 고형물 함량이 다소 증가하는 경향을 보였으나 약제처리에 따른 뚜렷한 경향은 나타나지 않았다(p < 0.0001). Chun et al.(2010)은 1-MCP를 처리하였을 때 저장기간 동안 처리 간 가용성 고형물 함량이 증가하는 경향이 있으나 유의차가 없다고 하였으며, AVG를 수확 전 높은 농도로 살포하였을 때 과실의 성숙을 지연시켜 과실의 가용성 고형물 함량이 다소 감소한 후 증가한다고 하였다(Cetinbas et al., 2012; Wang et al., 2012). 따라서 에틸렌 제어제 처리가 과실의 가용성 고형물 함량에 미치는 영향은 크지 않은 것으로 판단되었다. 한편, 저장기간 동안 과실의 감모율 변화는 저장기간이 경과함에 따라 점차 증가하는 경향이었으나 처리에 따른 유의한 차이는 없었다(Fig. 2).

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Fig. 2.

Effects of preharvest AVG (ReTain®) and sprayable 1-MCP (HarvistaTM), postharvest 1-MCP (SmartFreshTM) treatments on weight loss in cold-stored ‘Misshong’ peaches. All values are expressed as mean ± standard error (n = 9). Abbreviation, WBH: weeks before harvest date.

저장기간 동안 과실의 에틸렌 발생량의 변화(Fig. 3)에 있어서 수확 시 무처리구의 경우 2.8µL·kg-1·h-1의 에틸렌 발생량을 보였고, 저장 3일 후부터 그 발생량이 급격히 증가하여 저장 12일 후에 45.4µL·kg-1·h-1로 높은 발생량을 보였다. 그러나 수확 1주 전 ReTain® 처리구(수확시 0.4µL·kg-1·h-1)와 SmartFreshTM 처리구의 경우 저장 6일 후에는 각각 7.0과 10.1µL·kg-1·h-1로 매우 낮았고, 이후 그 발생량이 증가하는 경향을 보였지만 저장 12일 후에도 각각 23.9와 21.6µL·kg-1·h-1로 무처리구와 비교하여 절반 수준으로 낮은 에틸렌 발생량을 보였다. 따라서 수확 1주전 ReTain® 처리와 수확 후 SmartFreshTM 처리가 ‘미스홍’ 과실의 저장기간 동안 에틸렌 발생량을 감소시키는 데 가장 효과적임을 확인할 수 있었다(p < 0.0001). 이러한 결과는 수확 후 복숭아 과실에 1-MCP를 훈증처리하였을 때 에틸렌의 발생을 유의하게 억제하였고(Hayama et al., 2008; Lee et al., 2020), 수확 전 복숭아에 AVG를 처리하였을 때 에틸렌 생합성을 억제시켜 과실의 품질을 유지하는 데 효과적이라는 기존의 연구와 동일한 결과를 나타내었다(Kim et al., 2004; Cetinbas et al., 2012).

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Fig. 3.

Effects of preharvest AVG (ReTain®) and sprayable 1-MCP (HarvistaTM), postharvest 1-MCP (SmartFreshTM) treatments on ethylene production in cold-stored ‘Misshong’ peaches. All values are expressed as mean ± standard error (n = 9). Abbreviation, WBH: weeks before harvest date.

저장기간 동안 과피 착색도의 변화(Fig. 4)에 있어서, 과피 착색이 진행되지 않은 바탕색(Background)의 과피 명도(L*)는 수확 시 무처리구의 경우 71.0에서 저장기간 동안 점차 감소하여 저장 12일 후 64.3의 명도를 보였다. 그러나 수확 전 HarvistaTM, 수확 후 SmartFreshTM 및 수확 전 ReTain®을 처리하였을 때 71.3 ‑73.8로 여전히 높은 명도를 유지하였다. 황색도(b*) 역시 무처리구의 경우 수확 시 26.9에서 저장기간이 경과함에 따라 점차 감소하여 저장 12일 후 21.3으로 감소하였지만, 수확 전 및 후 에틸렌 제어제를 처리한 과실들은 23.2 ‑ 25.1로 상대적으로 높은 황색도를 유지하였다. 적색도(a*)는 무처리구의 경우 수확 시 ‑ 6.9로 녹색이 남아있는 상태였으나 저장 12일 후 4.4로 적색도가 증가하였는데, 수확 전 HarvistaTM와 ReTain® 처리 과실들은 각각 ‑ 5.4와 ‑1.0으로 녹색이 남아있는 등 저장기간 중 적색 발현이 지연되었다. 착색이 가장 많이 진행된 양광면(Sunny side)의 경우 수확 시 거의 비슷한 착색 정도를 나타내었던 바탕색과 달리 수확 전 HarvistaTM와 ReTain® 처리 과실들은 수확시 착색이 지연되었다. 이는 AVG와 1-MCP를 처리하였을 때 과실의 성숙을 지연시켜 과피 착색이 지연된다는 연구결과와 동일하였다(Chun et al., 2010; Cetinbas et al., 2012).

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Fig. 4.

Effects of preharvest AVG (ReTain®) and sprayable 1-MCP (HarvistaTM), postharvest 1-MCP (SmartFreshTM) treatments on peel color variables (L*, a*, b*) in cold-stored ‘Misshong’ peaches. All values are expressed as mean ± standard error (n = 9). Abbreviation, WBH: weeks before harvest date.

상관관계 분석

저장기간 동안 ‘미스홍’ 복숭아의 과실 품질 특성 요인 간 상관관계를 분석한 결과(Fig. 5), 과실 품질특성 요인들 중 경도, 산 함량, 에틸렌 발생량, 감모율, 바탕색 적색도, 그리고 바탕색 황색도 간에 높은 상관관계를 나타내었다. 과실 경도의 경우 산 함량(r = 0.737)과 높은 정의 상관관계를 나타내었으나, 감모율(r = ‑ 0.830), 에틸렌 발생량(r = ‑ 0.762), 그리고 바탕색 적색도 (r = ‑ 0.739)와는 높은 부의 상관관계를 나타내었다. 산 함량의 경우 경도와 높은 정의 상관관계를 나타내었으나, 에틸렌 발생량(r = ‑ 0.804) 및 바탕색 적색도(r = ‑ 0.863)와 높은 부의 상관관계를 나타내었다. 에틸렌 발생량의 경우 감모율(r = 0.838) 및 바탕색 적색도(r = 0.831)와 높은 정의 상관관계를, 그리고 경도, 산 함량, 그리고 바탕색 황색도(r = ‑ 0.811)와는 높은 부의 상관관계를 나타내었다. 따라서 저장기간 동안 대표적으로 과실 품질을 평가하는 데 이용되는 경도, 산 함량, 에틸렌 발생량과 함께 ‘미스홍’ 복숭아의 경우 감모율, 바탕색 적색도, 바탕색 황색도가 저장기간 중 과실의 품질을 평가하는 특성 요인으로 활용될 수 있다.

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Fig. 5.

Correlation coefficients (r) between fruit quality attributes and ethylene inhibitors in cold-stored ‘Misshong’ peaches with preharvest AVG, sprayable 1-MCP and postharvest 1-MCP treatments. The red and blue colors indicate positive and negative correlations between fruit quality attributes and ethylene inhibitors, respectively.

이상의 결과를 종합해 보면, ‘미스홍’ 복숭아의 수확 1주 전 ReTain®과 수확 후 SmartFreshTM처리하였을 때 저온저장기간 동안 과실의 경도를 높게 유지시키며 에틸렌 발생량을 억제하여 과실의 품질을 유지하는 데 효과를 보였다. 무처리 과실의 경우 저장 시 과실 품질을 3일 이상 유지하기는 어려웠으나, HarvistaTM 처리구는 저장 3일까지는 과실의 경도가 유지되었고, 수확 1주 전 ReTain®과 수확 후 SmartFreshTM처리한 경우에는 저장 중 과실 품질을 6일 동안은 유지할 수 있었다. 이러한 결과로 미루어 보아 추후 ‘미스홍’ 복숭아 과실의 저장성을 좀 더 향상시키기 위해서는 수확 1주전 ReTain® 살포처리와 수확 후 SmartFreshTM 훈증처리를 농도별로 병행하여 처리하였을 때의 효과를 추가적으로 검토할 필요가 있다고 판단되었다.

이를 바탕으로 국내 육성 복숭아 품종인 용질성 ‘미스홍’ 복숭아 과실의 저장성 향상을 위해서 에틸렌 생합성 억제제 및 에틸렌 작용 억제제 처리기술이 다양하게 적용될 수 있을 것으로 판단된다.

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