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• 재료 및 방법
• 시험재료 및 처리내용
• 과실의 품질분석 및 과피흑변 조사
• 자료분석
• 결과 및 고찰
• 사 사

‘추황배’ 배나무(Pyrus pyrifolia Nakaii)는 ‘금촌추’에 ‘이십세기’를 교배하여 1985년에 육성된 품종으로 수세가 강하고 반개장성이다(농촌진흥청, 2012). ‘추황배’는 편원형의 황갈색을 띄며 숙기는 10월 중순의 만생종이고 과중은 400 ~ 450 g으로 중과종이다. 과즙이 많고 당도가 14.1ºBx로 매우 높으며 산미가 있으나 당산이 조화되어 식미가 우수하며 육질은 다소 거친 편이다. ‘추황배’는 국내 주요 재배품종인 ‘신고’와 유전자형이 다르고 꽃가루양이 많고 개화기도 유사하여 주로 수분수로 심어지고 있고 수출증대의 전망이 밝은 품종이다. ‘원황’, ‘황금배’, 그리고 ‘추황배’등의 신육성 품종을 이용한 유과기와 수확기의 과실의 항산화 활성을 비교한 연구에서 ‘추황배’는 나머지 두 과종 보다 총 폴리페놀과 플라보노이드 함량, 그리고 DPPH 라디컬 소거능이 높게 나타났다(Park et al., 2012). 이러한 우수한 과실내 항산화 함량을 가지고 있음에도 불구하고, ‘추황배’는 저온 저장시에 과피흑변 발생으로 과실 상품성이 저하되어 문제가 되기도 한다.

과피흑변은 일반적으로 저온(0 ~ 5℃)저장 초기에 습도가 높았을 때 발생하는 것으로, 특히 ‘금촌추’를 모계로 하는 품종들인 ‘신고’와 ‘추황배’ 등이 발생이 심한 것으로 알려져 있다(Lee et al., 1992). 과피흑변은 저온 다습한 조건에서 과피부분에 함유되어 있는 폴리페놀의 산화로 인하여 흑갈색으로 변하게 된다(Coseteng & Lee, 1987). 따라서 봉지를 씌워 과습한 상태로 재배한 ‘추황배’는 저온저장시에 과피흑변 발생률이 증가될 수 있다. 광 투과가 좋거나 통기성이 양호한 봉지를 씌워서 재배하면 습도가 감소한다고 하였는데(Hayashi & Tanabe, 1991; Kim et al., 2003), 이러한 봉지를 ‘추황배’에 괘대하면 과피흑변 발생률을 경감시킬 수 있을 것으로 판단되지만, 현재까지 국내에 과학적으로 검증된 자료는 없는 실정이다.

현재 친환경 농업 실천농가의 증가로 배과원의 농약 살포 횟수 감소 및 파쇄된 전정가지의 환원 등으로 수확 시 과실의 봉지 내에서 가루깍지벌레 발생이 증가하고 있는 추세이다. 배수출 신육성 품종인 ‘황금배’와 ‘추황배’ 등의 재배법이 미확립되어 재배 중 품질저하와 유통 중 과피흑변 등 각종 생리장해가 발생하여 현지에서 크레임이 발생하고 있다. 또한 배재배 농가에서는 품종 특성에 맞는 재배 기술 및 수확 후 관리기술 개발에 대한 요구가 많아지고 있다. 이에 본 연구는 배봉지의 물성에 따른 ‘추황배’ 과실의 품질과 가루깍지벌레 발생의 관계를 조사하기 위하여 수행되었다. 

재료 및 방법

시험재료 및 처리내용

조사대상을 일반 배 재배농가와 시험재배 한 처리로 구분하였고 품종은 모두 ‘추황배’를 이용하였다. 일반 재배농가 조사는 전남 나주지역에서 자주 이용되는 괘대봉지를 사용하는 6개 독농가를 선정하여 봉지 종류에 따른 ‘추황배’ 과실품질의 영향을 조사하였다. 조사된 봉지는 외지(겉지)와 내지(속지)가 각각 신문지/흑색 또는 신문지/적색으로 되어있는 착색봉지, 그리고 백색/황색의 일반 봉지로 구성되었다. 

2011년 전남 나주시 금천면에 위치한 국립원예특작과학원 배시험장에서 평덕배상형으로 유인된 20년생 ‘추황배’ 품종을 만개 후 185일인 10월 25일에 수확하여 본 시험에 이용하였다. ‘추황배’ 재식거리는 6 × 7m 로 동-서 방향으로 재식되었다. ‘추황배’에 착색봉지 3종류와 투광량이 좋은 일반봉지 2종류를 만개 60일 후인 6월 상순에 한 나무내 각각의 봉지를 무작위로 유과에 씌웠다. 사용된 봉지는 모두 2중 봉지로 위의 농가에서 조사된 봉지를 이용하였는데, 외지(겉지)와 내지(속지)가 각각 신문지/황색 또는 신문지/흑색으로 되어있는 착색봉지, 그리고 백색/황색 또는 백색/백색의 일반 봉지로 구성되었다. 또한 외지의 양쪽면이 바깥쪽에는 백색이 안쪽에는 흑색으로 진하게 염색되어 있고, 내지는 황색을 한 이중봉지도 시험에 이용되었다. 신문지와 흑색, 백색, 황색, 백색지는 일반적으로 배 재배에 주로 이용되는 봉지로 모두 파라핀 왁스처리가 되어있었다. 괘대봉지의 물리성 분석을 위하여 흡광도를 측정하였고, 덴소미터(4340 automatic densometer, Gurley Precision Inc., USA)를 이용하여 투기저항성을 조사하였다. 투기저항성은 일정한 면적에 공기가 통과하는데 소요되는 시간으로 표시되었다. 투습도는 한국산업 표준규격(A 1013-96; KS, 1978) 방법으로 측정하였다.

과실의 품질분석 및 과피흑변 조사

과실 시료는 봉지를 처리한 각각 5주의 나무에서 수확한 과실을 상온에서 1일간 보관 후 플라스틱 수확용 상자(용량 25 kg)에 압상을 방지하기 위하여 15kg씩 담았다. 다음날 나무당 저장 경과 일수별 과실품질 변화를 조사하기 위하여 10과를 무작위로 선정하여 과실의 과중, 경도, 당도, 산도, 과피색을 조사하였다. 과중은 과경을 제거하고 전자저울로 측정하였다. 과육 경도는 과실의 적도면에 위치한 과피를 얇게 제거한 후 5mm probe를 사용하여 물성측정기(Stable micro system, TA-XT2, England)로 조사하였다. 과육 경도를 측정한 동일한 과실을 이용하여 과즙을 착즙하여 굴절당도계(Atago 100, Japan)로 당도를 측정하였다. 과실의 유기산 함량은 10mL의 과즙을 0.3M NaOH로 pH 8.1까지 적정하여 함량을 구하였다. 과피색은 색차계를 이용하여 과피의 밝기는 L값, 과피의 적색은 a값, 과피의 청색 정도는 b값으로 표시하였고 과피색이 각각의 색에 근접할수록 높은 양(+)의 값이 부여되었다(CR-200; Minolta Co., Japan). 

수확 후 과실에서 발생한 과피흑변과와 가루깍지 발생을 관찰하기 위해 육안으로 과피흑변과 가루깍지 발생을 조사하였다(Fig. 1). 수확한 과실을 1℃ 저온저장고에 입고 후에 15일 간격으로 3회 육안으로 저온저장중에 발생되는 과피흑변과 발생을 조사하였다. 

Fig. 1. Occurrence of skin blackening (left) and mealybug (right)in ‘Chuhwangbae’ pear fruits at harvest in pear research station in Naju, Chonnam affected by bagging paper bag types in 2011. WP-BP/YP indicated white-outer and black-inner paper outer bag and yellow-outer paper inner bag of the double paper bags; NP and BP are the acronym for newspaper and black paper, respectively.

과육내 무기성분 함량이 과피흑변 발생에 어떠한 영향을 미치는 지를 관찰하기 위해서 무기성분을 분석하였다. 과피흑변과와 정상과 10개를 무작위로 선정하여 과실을 건조하여 믹서기로 분쇄한 후 토양 및 식물체 분석법(RDA, 2011)을 이용하였다. 분쇄된 과육샘플로 전질소는 Kjeldahl법으로, 인산은 ammonium metavandate 비색법으로, 양이온인 칼리, 칼슘, 마그네슘은 ICP(Inductively Coupled Plasma Atomic Emission Spectrometer, Pye-unicam PU 9000, England)로 분석하였다.

과피와 과육 그리고 과심내 총 폴리페놀 함량은 AOAC의 Folin-Denis방법(Gutifinger, 1958)을 일부 수정하여 Folin-Ciocalteu 시약이 추출물의 페놀성화합물에 의해 환원되어 몰리브덴 청색으로 발색되는 원리를 이용하여 정량 분석하였다. 각각의 추출물 0.2 mL에 3차 증류수 5 mL를 가한 후 Folin-Ciocalteu 시약 0.5mL를 혼합하여 실온에 3분간 방치한 다음 2% Na₂ CO₃  용액 1mL를 혼합 후 실온에 1시간 방치하였다. 이후 spectrometer(JP/U-3900, Hitachi, Japan)로 725 nm에서 흡광도를 측정하였다. 표준물질로 gallic acid를 사용하여 검량선을 작성한 후 총 폴리페놀 화합물의 함량을 구하였다. 

자료분석

자료의 평균간 유의차 검증은 SAS 프로그램(SAS version 8/2, NC, USA, 2001)을 이용하여 95% 수준에서 Duncan’s multiple range test로 분산분석 하였다. 

결과 및 고찰

전남 나주지역에서 ‘추황배’를 재배한 6개 배 독농가를 선정하여 과피흑변과를 조사하였다(Table 1). 신문지외지와 청색내지를 괘대(NP/BP)한 과실이 과피흑변에 가장 취약하였고(13.2%), 신문지외지와 롤내지(NP/RP)가 12.3%, 그리고 백색외지와 황색내지(WP/YP)가 과피흑변 발생률이 7.2%로 가장 낮았다. 따라서 신문지를 외지로 하여 괘대한 것 보다는 광선투과율이 좋은 밝은색을 이중봉지를 사용하였을 때 과피흑변발생률을 감소시켰던 것으로 판단된다. 

Table. 1. Occurrence of skin blackening of ‘Chuhwangbae’ pear fruit in six orchards in Naju, Chonnam affected by paper bag types in 2011.

봉지 괘대 전에 봉지의 흡광도(Abs/550 nm)는 신문지외지/황색내지(2.64) >신문지외지/흑색내지(2.02) >신문지외지/황색내지(1.25) >백색외지/황색내지(1.06) >백색외지/백색내지(0.94)순으로 나타났다. 흡광도는 투과도의 역수에 대한 로그값이므로, 착색 봉지인 신문지가 일반 봉지인 백색지나 황색지보다 결과적으로 투광량이 적었던 것으로 해석된다(Table 2). 괘대봉지의 투기저항성과 투습도를 조사한 결과, 투기저항성(sec/100 mL)은 신문지외지/흑색내지(136) >신문지외지/황색내지(57)>백색외지/황색내지(33) >신문지외지/황색내지(20) >백색외지/백색내지(13) 순으로 높았다. 봉지 투기저항성의 수치가 높게 나타날수록 통기성이 낮은 것을 의미하므로 신문지를 외지로 괘대하였을 때 전체적으로 통기성이 불량하였고, 백색봉지를 외지와 내지로 괘대하였을 때 통기성이 높은 것을 알 수 있었다. 투습도는 신문지외지/황색내지가 가장 높았고(9.2 × 10⁻³ g/cm²/hr), 신문지외지/흑색내지가 가장 낮았다(5.2 × 10⁻³ g/cm²/hr). 이전의 봉지 물리성조사에서 투기도가 불량하였던 봉지는 투습도도 높았다고 하였는데(Kim et al., 2010), 본 시험에서는 신문지외지/흑색내지가 투기도가 불량하면서 투습도가 낮았고 그 이외의 봉지처리에서는 그러한 경향이 관찰되지 않았다.

Table. 2. Physical characteristics of paper bags.

흑색지를 외지로 하여 봉지재배를 하였을 경우 과실주위의 미세기상을 변화시켜 온도가 증가함으로서 과실의 호흡이 증가하고 이는 양분의 감소로 이어져서 과실 당도나 경도 등을 저하시킬 수 있다(Seo et al., 1998). ‘감천배’와 ‘영산배’를 이중괘대하여 봉지 종류를 달리 하였을 때 과실경도는 차이가 없었지만 당도는 흑색봉지구에서 낮게 관찰되었다(Hong et al., 1999). 봉지의 투기성이 낮으면 봉지내부의 상대습도는 높아져서 과실의 증산작용을 억제하여 과실의 크기를 증가시키나 이에 따라 당도는 다소 감소한다고 하였다(Hayashi & Tanabe, 1991). 하지만 괘대봉지에 따른 ‘추황배’ 과실의 당도, 경도, 산도, 그리고 과피색 L값과 b값은 통계적으로 유의성 있는 차이가 나타나지 않았다(Table 3). 과피의 적색정도를 나타내는 a 값은 백색외지/백색내지에서 가장 높았다. 백색겉면외지-흑색안면외지/황색내지는 a값이 가장 낮았는데, 이는 다른 봉지 보다 한 개가 더 많은 색을 사용하여 광선투과율을 다소 차단시킨 것에 기인한 것으로 생각된다. ‘감천배’와 ‘영산배’(Hong et al., 1999) 그리고 ‘만풍배’(Kim et al., 2010)의 과피로의 광투과율 감소는 엽록소 감소와 유의성 있는 상관관계가 있으므로 과실 고유의 색을 착색시키기 위해서는 광투과율이 좋은 봉지가 효과적이다고 하였다. 본 시험에서는 광투과율이 좋았던 백색외지/백색내지가 과피의 적색값이 높았던 것으로 보아 광투과율이 ‘추황배’의 엽록소함량 증감 유무와는 관련이 없는 것으로 생각된다. 복숭아 봉지재배에서도 백색봉지는 과피색의 적색을 가장 크게 증가시켰는데(Kim et al., 2003), 이는 백색지가 투광율이 높아 과피의 빨간색을 구성하는 안토시아닌 함량 증가와 관련이 있다고 하였다(Cho & Yun, 1994). 

Table. 3. Quality of ‘Chuhwangbae’ pear fruit in pear research station in Naju, Chonnam affected by bagging paper bag types in 2011.

수확 과실에서 과피흑변 발생률은 백색외지/백색내지가 가장 낮았고, 백색외지/황색내지가 다음으로 낮게 관찰되었다 Fig. 2). 백색의 이중봉지로 괘대한 ‘추황배’ 과실의 과피흑변이 황색외지/황색내지, 신문지외지/노루지내지, 흑백외지/녹색내지 보다 크게 감소되었다는 이전 보고와 일치한다(Lim et al., 2000). 위에서 언급한 광 투과가 좋은 백색지가 봉지내의 과습한 조건을 완화시켜(Hayashi & Tanabe, 1991; Kim et al., 2003) 흑변발생률을 감소시킨 것으로 생각된다. 가루깍지벌레 발생률은 신문지외지/황색내지(46.2%) > 백색겉면외지-흑색안면외지/황색내지(32.5%) >신문지외지/흑색내지(22.2%) >백색외지/황색내지(12.3%) >백색외지/백색내지(2.6%)순으로 착색 봉지가 일반 봉지보다 깍지벌레 발생률이 높았다. 투광율이 높은 백색봉지를 괘대한 복숭아에서도 병충해 피해를 최소화 하여 신문지 괘대 처리보다 상품과 생산을 2배 가까이 증가시켰다는 결과(Kim et al., 2003)와 일치한다.

Fig. 2. Occurrence of skin blackening and mealybug of ‘Chuhwangbae’ pear fruits at harvest in pear research station in Naju, Chonnam affected by bagging paper bag types in 2011. WP-BP/YP indicated white-outer and black-inner paper outer bag and yellow-outer paper inner bag of the double paper bags; NP and BP are the acronym for newspaper and black paper, respectively. Different lower-case letters on each datum point indicate significant differences as determined by Duncan’s multiple range test (P < 0.05).

15일 동안 저온저장 한 후에 봉지종류에 따른 과피흑변 발생률은 차이가 관찰되지 않았다(Table 4). 수확시 흑변과 발생이 가장 높았던 백색겉면외지-흑색안면외지/황색내지가 저장 14일과 21일 후에도 각각 17.8%와 33.5%로 흑변 발생률이 가장 높았다. 이는 과피의 착색에 있어서도 가장 낮았던 봉지이므로 ‘추황배’에 세가지 색을 사용한 봉지재배는 주의가 필요할 것으로 판단된다. 신문지외지/흑색내지도 저장 21일 후에는 흑변발생률이 19.5%로 높게 나타났다. 

Table. 4. Occurrence of skin blackening of ‘Chuhwangbae’ pear fruit at days after cold storage in pear research station in Naju, Chonnam affected by bagging paper bags in 2011.

과피 흑변과 과육내 무기성분 함량은 별다른 관련이 없는 것으로 관찰되었다(Table 5). 과육과 과심내 폴리페놀함량도 과피흑변과와 정상과 간에 차이가 없었고, 다만 과피의 폴리페놀이 과피흑변과에서 높았다. 저온 다습조건의 환경에서는 과피내에 축적되어 있는 폴리페놀은 산화효소인 폴리페놀옥시다제에 의해 전환되어 흑갈색으로 변색하는데 영향을 미치는 것으로 알려져 있다(Coseteng & Lee, 1987). 봉지 종류에 상관없이 흑변과를 조사한 결과 과피에 폴리페놀 함량이 많은 과실에서 과피흑변 발생이 많은 것으로 나타나 폴리페놀과 과피흑변과의 연관성이 재확인 되었다. 과육내의 과피흑변과와 정상과 간에 영양분과 폴리페놀함량의 차이가 없었다 하더라도 선호도나 맛에 차이에 대한 유무를 추후 확인해야 할 것으로 생각된다. 

Table. 5. Comparison of macronutrients and polyphenol content in the peel, flesh, and core of ‘Chuhwangbae’ pear fruits with skin blackening or non-skin blackening in pear research station in Naju, Chonnam in 2011.

편중 재배되고 있는 ‘신고’배의 대안 품종 중의 하나로 각광받고 있는 ‘추황배’를 안정적으로 생산하기 위하여 저장 중에 발생하는 과피흑변과를 경감하기위한 대책이 요구되어 왔다. 본 시험의 결과로 보아 ‘추황배’의 과피흑변경감과 깍지벌레 발생 억제 및 최근 소비자의 기호도에 따른 과실품질 등을 종합해 보았을 때, 봉지의 외지와 내지가 백색을 사용하는 것이 생산성을 증가시킬 수 있는 것으로 생각된다. 또한 백색봉지에 의한 착색 증진은 숙기를 앞당길 수 있을 것으로 판단되어 한시기에 집중적으로 몰려 있는 출하시기나 물량을 다소 완화시킬 수 있을 것으로 생각된다. 

사 사

본 연구는 농촌진흥청 국립원예특작과학원의 배시험장 연구과제(과제번호: PJ906993)와 대구가톨릭대학교 화훼원예학과의 지원에 의해 이루어진 것임.