고추는 임진왜란 이후 1600년대 초반에 일본으로부터 전래 된 것으로 알려졌으며, 쌍떡잎식물로 붉게 익은 열매는 말려서 향신료로 쓰고 관상용·약용으로도 쓴다. 고추 건조시 전체 에 너지 소비량의 85%를 차지하며(Song, 2000), 우리나라 고추 농가의 70~80%는 열풍건조를 하고 있으며, 20 ~ 30%의 농가 는 농산물건조기+비닐하우스, 비닐하우스+온풍기 및 온수보일 러, 비닐하우스 등을 이용하여 건조하고 있다(Cho et al., 2000). 고추 건조 기간은 온도가 낮을수록 길고 온도가 높을수 록 짧으나(Chang et al., 1989), 대개 60°C의 다소 높은 온도 로 건조할 경우 고추의 품질이 손상될 우려가 있다(Song, 2000). 고추 건조 소요 시간은 건조 시기와 날씨에 따라 차이 가 있으나 보통 7 ~ 10일 이상 소요되며(Cho et al., 2000), 하 우스 건조 >열풍 +하우스 건조 >열풍 순으로 길었다(Choi et al., 1997).

고추의 붉은 색을 나타내는 carotenoid계 색소는 capsanthin, β-carotene, lutein, cryptoxanthin 등이 있다. Carotenoid계 색 소는 고온에 의해 변색되며 효소적·비효소적 갈변현상과 밀접 한 관련이 있다(Rodriguez-Amaya, 2008). Capsanthin은 이중 결합을 하고 있어 산화 하기 쉬운 상태로 되어 있지만 장기간 건조할 경우에도 본연의 유지하고 있는 것은 비타민 C와 capsaicin 등의 항산화물질이 함께 존재하기 때문으로 알려져 있다(Chung et al., 1992). Capsanthin 함량은 고추 품질 판정 의 기준이 되며(Chun & Park, 1975), 천일건조한 것이 신선한 것보다 4% 증가하지만 60°C와 90°C의 고온에서 건조시킨 것 은 약 30% 정도 감소한다(Park & Lee, 1975). 고추의 일차 적인 품질 판정은 매운 맛 성분보다는 주로 외관인 capsanthin 색소에 의해 평가된다(Kim et al., 2004).

이차적인 품질 기준인 capsaicin 함량은 품종이나 재배 지역 뿐만 아니라 건조방법에 따라서도 크게 달라지며(Kim et al., 2004), 절단 건조 고추의 capsaicin 함량은 원형 건조 고추에 비해 20~30% 감소하며(Kim & Chun, 1975), 비닐하우스에서 건조한 고추가 열풍 건조한 고추보다 색택이 우수하고 당 함 량도 높다(Choi et al., 1997).

태양초는 화건 고추에 비해 색이나 성분 면에서 우수하나 (Park & Lee, 1975), 건조 시간이 오래 걸리고 날씨에 의존 적이고 인건비가 많이 들어 우리나라 농가 실정에는 맞지 않 는다(Kim et al., 2004)는 단점이 있음에도 불구하고 최근에 소비자들은 태양초를 선호하며 실제 높은 가격으로 거래되고 있는 점을 감안할 때 새로운 태양초 생산 기술이 필요하다. 따라서, 기존의 고추 건조 방법의 단점을 보완하고 새로운 건 조 방법의 개발이 요구되고 있는 실정이다.

본 연구는 천일건조시 건조 기간 단축과 상품성 향상을 위 하여 야간 온도관리 방법에 따른 품질 특성을 구명코자 실시 하였다.

재료 및 방법

본 연구는 2012년 8월 13일부터 8월 21일까지 충북농업기 술원 연구동 플라스틱 하우스에서 실시하였다. 고추 건조 하 우스는 폭 7 m ×길이 15 m 크기의 1중 하우스 2개를 사용하 여 시험을 수행하였으며, 하우스 상부에 백색부직포(80 g/m², 삼양사, 한국)를 피복하여 산광시키며 건조하였다. 고추 건조 벤치는 폭 1.2 m ×길이 6 m ×높이 75 cm이었으며, 건조 벤 치에 검은색 그물망을 깔고 그 위에 건조 트레이(60 × 90 cm) 를 놓고 건조하였다. 건조 전처리와 건조는 Lee et al. (2014) 의 방법을 이용하여 48시간동안 하우스 측창 등을 모두 닫아 외부 공기의 유입을 차단하고 60°C 이상일 때 자동개폐기를 이용하여 측창을 열고 55°C 이하일 때는 측창을 닫았다. 시험 품종은 ‘안전벨트’(사카다코리아 주식회사)를 사용하였다. 야 간 온도 관리 방법은 ① 양건(대조구, control), ② 원적외선 필름 보온(Film, 60 mm × 6 m, 효성에너텍), ③ 원적외선등 (Light, 250 w, 우성전자), ④ 원적외선필름+원적외선등 (Film+Light), ⑤ 송풍(Air blast, TJF-25B, 이노텍) 처리를 두 었다. 원적외선 필름과 원적외선등은 온도 센서에 의해 35°C 이하가 되면 자동으로 작동하며, 원적외선등은 250 w/4 m²를 조사하였다. 원적외선필름은 얇은 필름에 탄소발열체를 도포 하고 활성탄을 박피 후 동박으로 전극을 만든 후 저항 값에 의해 전기 에너지를 열 에너지로 변환하는 필름형 면상발열체 다. 원적외선필름은 전체에서 열이 골고루 발산되며 반영구적 으로 사용할 수 있다. 원적외선등은 석영관탄소봉을 이용하여 원적외선을 방출하는 것으로 원적외선 방출량은 0.902/300°C 이며, 열량은 215 kcal/250 w이다. 송풍 장치는 고추 건조 시 료보다 20 cm 상부에 설치하였으며, 정압이 24mmAq일 때 풍량은 650m³·h^-1 이고, 날개 지름 32 cm, 최대 회전수가 1,625 rpm인 송풍기를 온도에 관계없이 24시간 송풍하였다. 하우스의 측창은 보온을 위하여 25°C 이하가 되면 측창이 자 동으로 닫히고 40°C이상이면 열리도록 하였다. 모든 처리는 반 복당 홍고추 2 kg씩 3반복으로 시험하였다. 수분감모율은 매일 처리별 반복별로 고추 무게를 측정하였으며, 하우스 내 온·습도 는 자동기록계(TR-72Ui, T&D Corp., Japan)를 이용하여 측 정하였다.

Capsaicinoids 함량은 Attuquayefio와 Buckle(1987)의 방법 을 변형하여 고추 건조 분말 시료 1 g에 methanol 40 mL를 가하여 homogenizer로 2분 동안 균질화 시킨 다음 100 mL mass flask에 깔때기를 놓고 여과지(Whatman No. 2)로 여과 후 methanol로 정용하였다. 여과한 시료 1 mL를 0.45 μm membrane filter에 통과시킨 후 HPLC (Perkinelmer Flexar system, Perkinelmer, USA)로 분석하였다. 그리고, Luna 5 μ C18 100A column (250 × 4.6 mm)과 Fluorescence detector (Ex λ 280 nm, Em λ 320 nm)를 사용하였다. Mobile phase 는 acetonitrile : water : glacial acetic acid (60 : 39 : 1, v/v/v)이었 으며, flow rate는 1.0 mL·min.^-1이었다.

갈변도는 수확한 고추를 분말화하여 상온에서 75일간 보관 한 다음 고추 분말 시료 0.1 g에 증류수 100 mL을 30°C 항 온기에서 2시간 방치 후 여과지에 여과하여 여액을 분광광도 계(Spectramax plus 384, Sunnyvale, USA)로 420 nm에서 측정하였다.

고추의 붉은 색소는 ASTA(1986)의 방법으로 고추 분말 시 료 0.1 g에 acetone 100 mL를 가하여 암상태의 실온에서 16 시간 동안 추출하였다. 그 후 추출물을 여과지(Whatman No. 2)로 여과하여 460 nm에서 흡광도를 microplate spectrophotometer (Spectramax plus 384, Sunnyvale, USA)로 측정 하였다. ASTA 값은 다음 계산식에 의해 산출하였다.

고추 건조시험중 환경은 고추 건조 시험 당일인 8월 13일에 는 69.5 mm, 2일차인 165.5 mm, 3일차에는 4.5 mm, 5일차에 는 1.0 mm, 7일차에는 4.0 mm, 8일차에는 12.5 mm의 비가 내려 9일 동안 총 187.5 mm의 비가 내려 고추 건조에 불리 한 조건이었다(Table 1).

결과 및 고찰

온 · 습도 변화

고추 건조시 대조구의 온도는 최저 24.9°C, 최고 65.3°C를 나타냈다(Table 2). 원적외선필름, 원적외선등, 원적외선필름+ 원적외선등 보온 처리구의 최저 온도는 34°C 이상을 나타냈 으며, 송풍처리구는 27.5°C를 나타냈다. 대조구의 주 ·야간 온 도차는 40.4°C로 가장 컸는데, 이는 다른 처리구는 환기팬과 배습팬을 이용하여 적극적인 환기로 주간의 온도를 낮췄기 때 문이라고 생각된다. 평균온도는 원적외선필름 처리구가 46.4°C 로 가장 높았다. 상대습도는 처리에 따라 최고 70 ~ 95%, 최 저 20 ~ 21%를 나타냈다. 야간에 보온을 하지 않는 처리구의 최고 ·최저 습도 차이가 72 ~ 78%로 높았다. 시험 처리별 평 균 습도는 45 ~ 60%를 나타냈다.

수분 감모율 변화

건조일수에 따른 고추 수분 감모율은 천일건조 첫 날에는 처리에 따라 15 ~ 20% 감소하였고, 2 ~ 3일 정도 서서히 감소 하다가 3 ~ 5일까지 급격하게 감소 후 다시 완만하게 감소하 였다(Fig. 1). 고추의 수분 감모 속도는 원적외선등 조사가 가 장 빨랐으며, 원적외선필름+원적외선등, 원적외선필름 처리구 순이었다. 원적외선등 처리구는 야간의 온도가 확보되어 건조 가 진행되었으나 원적외선필름, 원적외선필름+원적외선등 처 리구는 원적외선필름으로 인하여 상·하 공기 유동이 잘 되지 않아 건조에 시간이 더 소요된 것으로 생각된다.

일반적으로 고추의 적정 수분함량은 15 ~ 20%로 알려져 있 으나, 본 시험에서 적정 수분 함량을 약 20%로 가정했을 때 고추 천일건조 기간은 6 ~ 8일이 소요되었다. Kim et al. (2004a)은 고추 하우스 건조시 부직포 피복으로 8월에는 2 ~ 3 일, 9월에는 5일 빨리 건조가 진행되었다고 보고한 바 있다. 원적외선등 처리구가 건조기간이 대조구보다 2일 빨랐으며(이 등, 2014), 고추를 절단 건조하면 통고추 건조하는 것보다 건 조기간을 약 1/2로 단축시킬 수 있다(Chun & Kim, 1974).

고추 건조 수량

건조 상품 수량은 원적외선등 처리구가 198.5 g으로 가장 많 았으며, 원적외선필름 처리구 188.9 g, 원적외선필름+원적외선 등 처리구 185.6 g, 송풍처리구 183.4 g 대조구 177.7 g 순으 로 많았다(Table 3). 비상품과 수량은 대조구가 21.4 g으로 가 장 많았고, 송풍 처리구, 원적외선필름+원적외선등 처리구, 원 적외선필름 처리구, 원적외선등 처리구 순으로 많았다. 총 수 량도 원적외선등 처리구가 204.0 g으로 가장 많았으며, 대조구 가 199.1 g으로 가장 적었고, 다른 처리구와 통계적인 유의성 을 나타냈다.

상품화율은 원적외선등 처리구가 97.3%로 가장 높았으며, 원적외선필름 처리구 96.7%, 원적외선필름+원적외선등 처리 구가 94.9%였으며, 송풍처리구와 대조구는 92%를 넘지 않았 다. 상품 수량지수는 원적외선등 처리구가 대조구에 비해 112%로 가장 높았으며, 원적외선필름 처리구, 원적외선필름+ 원적외선등 처리구 순으로 높았으며, 대조구와 송풍 처리구는 차이가 없었다. 고추 건조시 부패과율과 건조 소요 시간은 하 우스 건조>열풍+하우스건조>열풍 순으로 길었으며(Choi et al., 1997), 고추 건조시 상대습도가 높은 경우 희나리 고추가 많 아진다는 연구 결과에 비추어 볼 때(Kim et al., 1996), 원적 외선등, 원적외선필름+원적외선등, 원적외선필름 처리구에서 건조가 빨라져 비상품과 발생이 감소된 것으로 판단된다.

ASTA 값

고추의 ASTA 값은 capsanthin, capsorubin, β-carotene과 같은 carotenoids로부터 유래하며(Vega-Galvez et al., 2008), 건조 온도 조건에 영향을 크게 받지 않아 갈변현상이 심하게 일어나지 않은 것에 기인한 것이다(Lim et al., 2012). ASTA 값은 고추 건조시간이 증가할수록 낮아진다(Jeong et al., 2007). 건조 후 고추의 ASTA 값은 원적외선등, 원적외선필름, 대조구는 송풍 처리구와 통계적인 유의성을 나타냈다(Table 4).

고추의 ‘L’ 값은 처리에 따라 27.29 ~ 28.00으로 처리 간에 차이가 없었다. 고춧가루의 건조 공정 중 ‘L’ 값은 증가하며 (Jeong et al., 2007), 건조 온도가 높을수록 ‘L’ 값은 감소한 다(Yoon & Lee, 2004). ‘a’ 값은 원적외선등 처리구가 16.62 로 제일 높아 다른 처리구 10.93 ~ 14.99와 유의성을 나타냈다. 고추의 색소는 capsanthin에 의한 ‘a 값이 중요하게 여겨지고 있다(Kim et al., 1979), 고춧가루의 건조 공정 중 ‘a’ 값과 ‘b’ 값은 감소하였으며, 천일건조에서 ‘a’ 값은 높다고 보고하 였다(Yoon & Lee, 2004). ‘b’ 값은 원적외선등 처리구가 6.88로 가장 높았으며, 그 다음으로 원적외선필름+원적외선등 처리구가 5.71로 높았다. 천일건조와 온도처리(10°C, 80°C, 90°C) 후 PE 하우스 건조 시험에서는 천일건조에서 ‘b’ 값은 낮았다(Yoon & Lee, 2004). 색택은 원적외선등 처리구가 455.38로 가장 높았고, 원적외선필름+원적외선등, 원적외선필 름, 대조구, 송풍 처리구 순이었다. 고추 건조 온도가 높을수 록 capsanthin 함량이 감소하며(Kim & Chun, 1975), capsanthin 함량은 적외선이나 백열등보다 자외선하에 많이 감소 한다(Kim & Rhee, 1980). 고추 건조시 산광재료에 따라 차 이가 있어 ASTA 값은 차광망 처리구, ‘L’ 값은 흑색부직포 처리구, ‘a’ 값은 흑색부직포와 천막지 처리구, ‘b’ 값은 천막 지 처리구에서 높았으며, 색택은 흑색부직포가 가장 높고 관 행 처리구 양건에서 가장 낮았다(Lee et al., 2014). Son et al.(1995)과 Kim et al.(2004b)은 소비자들은 밝고 빨간 정도 와 노란 정도가 강한 색깔을 선호하여 고춧가루는 밝은 적색 을 띄는 상품이거나 그 이상의 품질을 유지할 수 있는 건조 방법을 사용하는 것이 유리하다고 보고하였다. 야간에 원적외 선등을 켜 주면서 고추를 건조한 결과, 명도가 높고 적색도와 황색도 모두 높아져 소비자들이 원하는 바람직한 건조 방법이 라고 판단된다.

갈변도

대조구, 원적외선필름, 원적외선등 처리구의 갈변도는 0.067 ~ 0.068로, 원적외선필름+원적외선등과 송풍처리구 0.058 ~ 0.060보다 높았다(Fig. 2). 절단, 타박 등의 외적요인 및 가공 또는 저장 중 발생하는 갈변현상은 효소적 갈변이 원 인이며, 갈변을 억제하기 위해 무색물질을 형성하는 방법 (Janovitz-Klapp, 1990), pH 저하 또는 효소 활성 저해법(Son et al., 2001) 등이 있다고 알려져 있다. 따라서, 고춧가루를 가공하여 저온 저장하면 갈변을 막을 수 있을 것으로 판단 된다.

Capsaicinoids 함량

고추 capsaicinoids의 함량은 주로 capsaicin과 dihydrocapsaicin로 구성되어 있는데, 송풍 처리구의 capsaicin 함량은 30 mg/100 g이었고, dihydrocapsaicin 함량은 38.8 mg/100 g로 capsaicinoids의 함량은 68.8 mg/100 g로 제일 많았다(Fig. 3). 원적외선필름 처리구가 54.1 mg/100 g, 대조구가 51.4 mg/ 100 g이었으며, 원적외선등 처리구가 39.7 mg/100 g로 제일 낮 았다. 고추의 매운 맛은 품종뿐만 아니라 그 해의 일조량과 강수량 등에 의해 영향을 받지만(Sung et al., 2010), 건조 방 법에도 영향을 받는 것으로 생각된다. Lee et al. (2014)은 플 라스틱하우스에서 고추 건조시 산광 재료에 capsaicinoids의 함 량에 차이가 있으며, Kim(2002)은 우리나라 고춧가루의 capsaicinoids 함량은 40 품종 중 85% 이상이 100 mg/100 g 수준 미만으로 보고 하였다. 또한, Kim & Chun (1975)도 절 단 건조 고추가 원형 건조 고추에 비해 capsaicin 함량이 20 ~ 30% 감소한다고 하였다. 종합적으로 capsaicinoids 함량은 건조 방법에 따라 차이가 나는 가변 변량이라고 판단된다.

적 요

본 연구는 고추 천일 건조시 야간 온도 관리 방법이 품질과 건조 효율에 미치는 효과를 구명하기 위하여 실시하였다. 하 우스 건조시 산광 재료는 백색 부직포를 사용하였으며, 양건( 관행), 원적외선필름, 원적외선등, 원적외선필름+원적외선등, 송풍 등 5처리를 두었다.

결론적으로, 비닐하우스 이용 태양초 생산시 야간에 원적외 선등을 켜 주면 품질이 우수하고 상품 수량이 증가하여 관련 산업의 발전에 기여하리라 기대된다.