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국내 포도 재배면적은 FTA 폐업지원사업, 농가 고령화에 따른 폐원, 타 품목 전환 등으로 2000년 2만 9,200 ha에서 2022년 1만 4,655 ha까지 연평균 3% 감소하였으나, 2020년 이후 ‘샤인머스켓’ 재배가 늘면서 재배면적과 생산량이 다시 증가하는 추세이다(KREI, 2023).

망고포도로 불리는 ‘샤인머스켓’은 진한 머스캣향이 나며 당도가 높고 식감이 좋다. 또한, 포도알이 크고 무핵처리로 씨가 없어 껍질째 먹기 편리한 포도로 국내뿐만 아니라 해외 소비자의 선호도가 높다(Chae et al., 2020). 국내 ‘샤인머스켓’ 재배면적은 매년(2016년 278 ha, 2018년 1,867 ha, 2020년 2,526 ha) 늘어나고 있으며, 2022년 기준 6,067 ha로 전체 포도 재배면적의 41.6%를 차지할 만큼 빠르게 확대되었다. 하지만 이러한 재배면적의 빠른 확대로 생산량은 급격히 증가하였으나 오히려 품질은 하락하여 소비자 만족도가 점차 떨어지게 되면서 가격은 하락하는 추세이다. 농업전망(KREI, 2023)에 따르면 2027년까지는 이미 재식된 유목의 ‘샤인머스켓’이 성목이 되면서 생산량은 22만 4천톤까지 계속 늘어날 것으로 예측된다. 이에 ‘샤인머스켓’의 품질관리를 위한 재배기술 확립과 급증한 공급량의 국내 수급 조절을 위한 다양한 방안이 필요한 실정이다.

포도에서 품질을 결정하는 중요한 역할을 하는 생장조절제는 과립비대와 무핵과를 위해 사용하고 있으며 대표적으로 옥신, 지베렐린, 사이토카이닌, 에틸렌, ABA가 있다. 이들은 식물체 내에서 단백질의 수용체 및 신호전달, 효소 활성 등 여러 가지 작용을 통해 생장, 발근, 낙과, 비대, 신장, 단위결실, 개화, 낙과 등 다양한 영향을 미친다(Chang et al., 2018). 이 중 포도에서 지베렐린은 ‘델라웨어’ 품종의 무핵과(Kishi and Tazaki, 1959), ‘거봉’ 품종의 무핵과(Kisihi et al., 1962)를 시작으로 지금까지도 다양한 품종에서 씨없는 포도 생산을 위한 목적으로 널리 이용되고 있으며(Atwell et al., 2003), 4배체 품종의 착립증진을 위해서도 사용되고 있다(Park, 2010). 또한 사이토카이닌 활성물질인 Thidiazuron (N-phenyl-N’- 1,2,3-thidiazol-5-ylurea, TDZ)은 포도에서 세포분열과 촉진을 유도해 과립 비대를 위한 목적으로 사용된다(Kim et al., 2002: Reynolds, 1992). 이와 마찬가지로 Forchlorfenuron [N-(2-chloro-4-pyridyl)-N’-phenylurea, CPPU]도 포도의 견고성과 과실의 발달을 향상시키기 위해 사용되고 있다(Moriyama et al., 1994;Zoffoli et al., 2009). 이러한 생장조절제는 다양한 포도 품종에서 연구가 계속되고 있으며(han and Lee, 2004;Jung et al., 2015;Peppi and Fidelibus, 2008), 처리 시기는 만개기와 만개 후 14일에 하는 것이 효과가 좋고(Lee et al., 2013), 단용처리보다는 혼용처리시 포도의 과립비대와 결실률 향상 그리고 품질이 좋다고 알려져 있다(Byun and Kim, 1995;han and Lee, 2004;Lee and Heo, 2023).

또한, 포도는 수확 후 저장 및 유통 중 품질 저하로 손실이 큰 과실 중 하나이다(Hong and Lee, 2007). 저장 및 유통 중 품질 저하 요인으로 발생하는 과방위축, 탈립촉진, 열과, 부패과 증가 등을 최소한으로 줄이기 위해 MAP(modified atmosphere packaging) 기술(Giese, 1997;Yang et al., 2007), SO₂ 훈증 처리 및 유황패드 이용 기술(Choi et al., 2017;Crisosto et al., 2002;Yun and Lee, 1996), 부패억제를 위한 감마선 이용기술(Yun et al., 2008), CA저장 기술(Deng et al., 2007;Yun et al., 1995) 등이 연구되었지만 아직 ‘샤인머스켓’의 저장 방법에 대한 연구는 부족한 실정이다.

이에 본 연구에서는 포도 ‘샤인머스켓’ 품종에서 생장조절제 종류와 처리방법에 따른 수확시 과실의 품질을 비교하여 보다 품질이 좋은 생장조절제 처리방법의 기준을 설정하고자 한다. 또한 국내 생산량 급증에 따른 유통물량의 조절을 위한 해외수출이 확대될 것으로 예상됨으로 생장조절제 처리방법에 따른 저장성을 평가하여 향후 저장을 통한 출하 물량 조절 및 연중 좋은 품질을 유지하는 저장 방법을 찾고자 수행하였다.

재료 및 방법

시험재료 및 생장조절제 처리

본 연구는 2022년 9월 19일 전주시에 소재한 한국농수산대 학교 실습과원 내 비가림 광폭재배 시설에서 수확한 포도 ‘샤인머스켓’을 사용했다. 시험품종은 접목묘 6년생으로 재식거리는 3 m × 3 m이며 개량일자형으로 관행재배 하였다. 생장조절제 처리 전에 화수의 끝부분을 4 cm 정리하였고 충분한 관수를 통해 건조를 방지하였다. 생장조절제 1차 처리 시기는 꽃이 완전히 만개하였을 때 화수전체를 침지하였으며, 만개 14일 후 2차 처리하였다.

생장조절제는 Gibberellin(GA₃) 3.1% 수용제(Corporation Yooill, Seoul, Korea), Forchlorfenuron(CPPU) 0.1% 액제 (Sumitomo Chemical, Japan), Thidiazuron (TDZ) 1% 수화제(Bayer CropScience, Seoul, Korea)를 사용하였다. 생장조절 제는 Table 1과 같이 4처리로 나눠서 수행하였다.

저온 및 CA챔버 저장조건

생장조절제 처리방법에 따라 시료를 구분하여 10 kg PE상자에 담아 저온 및 CA 저장 챔버에서 168일 동안 저장하였다. 저장시험을 위한 챔버는 국립농업과학원 농업공학부에 설치된 저온 및 CA 저장 챔버(600 × 600 × 600 mm)를 이용하 였다. 챔버에 입고하기 전에 시료를 0°C에서 1일간 예냉 후 0±1.0°C 챔버에 입고하였다. CA 저장을 위한 기체환경은 최저 O₂ 농도 1%, 최대 CO₂ 농도는 5%로 보고되고 있으나 (Kader, 2002;Thompson, 2010) 저산소 장해 및 고이산화탄소 장해를 최소화하기 위해 O₂ 2-2.5%, CO₂ 0.2-2.0% 범위로 제어했다. 내부의 기체환경 측정은 통합센서(SH-VT-250- O2, Sohatech Co., Seoul, Korea)를 이용했으며, 기체환경 조절은 CA 제어장치(DDC-478 & SM-7000T, Systronics Co., Bucheon, Korea) 및 질소발생기(10Nm³/h, GNG-2n-10, GSA Co., Gwangju, Korea)를 이용하여 O₂와 CO₂ 농도를 정밀하게 제어하였다. 또한, 저장 중 생리적 변화특성을 교차검증하기 위해 에틸렌(C₂H₄)과 에탄올(C₂H₆O)을 1일 간격으로 기체분석기(Inova 1312, Lumasene techologies, Ballerup, Denmark)를 이용하여 측정하였다.

과실 품질 특성 분석

생장조절제 처리방법에 따른 과실 품질 특성은 만개 후 110일에 수확하여 조사하였다. 경도는 물성측정기(TA.XT-plus, Stable Micro Systems, UK)를 이용해 측정했으며, 송이당 상, 중, 하로 구분해 5알씩 총 15알을 측정하고 그 평균값을 N으로 나타냈다. 이때 프로브(probe)는 5 mm, 침투속도 2 mm/s, 깊이 5 mm로 하였다. 가용성 고형물 함량은 착즙하여 디지털 당도계(RX-5000a, Atago Co., Tokyo, Japan)를 이용해 측정 후 °Brix로 나타냈다. 산 함량은 착즙액 5 ml에 증류수 45 ml를 희석한 후 0.1N NaOH로 pH가 8.2까지 적정산도계 (TitroLine 5000, SI Analytics, Germany)를 이용하여 적정하였으며 소비된 NaOH 양을 Tartaric acid %로 환산하여 표시 하였다. 색차는 과피를 색차계(Spectrophotometer CM-700d, Konica minolta, INC., Japan)로 측정하였으며, CIE L^＊(명도, lightness), a^＊(적색도, redness), b^＊(황색도, yellowness) 값을 계산하여 표기하였다. 저장기간에 따른 감모율은 수확 시 과실의 중량을 정밀저울(KERN PBS/PBJ 6200-2M, Kern & Sohn, Germany)로 측정하고 기간이 경과함에 따라 과실 중량 변화를 측정하여 백분율로 나타냈다. 탈립률은 송이를 1분간 쉐이커(DS-300M, Dasol science co., Korea)를 이용해 탈립 된 개수를 세어 전체 송이 대비 탈립된 비율로 나타냈으며, 장해는 외관 촬영을 통해 곰팡이 및 무름 등 생리적 장해를 판단했다.

통계분석

본 실험결과 통계처리는 SPSS 프로그램(statistical package for the social science, Version 20, SPSS Inc., Chicago, IL, USA)을 이용하여 일원배치 분산분석(ANOVA) 및 T-test 분석법으로 검증하였고, 유의적 차이가 있는 경우는 p<0.05 수준에서 Duncan의 다중검정 방법으로 사후분석을 실시하였다.

결과 및 고찰

생장조절제 처리 방법에 따른 수확후 과실의 품질특성

‘샤인머스켓’ 생장조절제 처리 방법에 따른 수확 후 과실 품질 특성을 조사한 결과 Table 2와 같이 과립중은 1처리구 (CPPU+TDZ)가 15.43 g으로 가장 무거웠고 이와 반대로 처리한 3처리구(TDZ+CPPU)가 12.07 g으로 가장 가벼웠다. 송이당 무게도 마찬가지로 1처리구(CPPU+TDZ)가 555.7 g으로 가장 무거웠고 3처리구(TDZ+CPPU)가 458.1 g으로 가장 가벼웠다.

과립의 길이는 1차에 CPPU를 처리한 시험구가 더 긴 경향을 보였으나 처리구별 통계적인 유의한 차이가 없었다. 과립 폭은 1차와 2차 모두 TDZ 처리한 4처리구(TDZ+TDZ)가 가장 넓었고, 1차와 2차 모두 CPPU를 처리한 2처리구(CPPU+ CPPU)가 가장 좁은 것으로 나타나 TDZ 처리가 CPPU 처리 보다 과실 비대에 보다 효과적이다는 연구결과(Amarante et al., 2002)와 일치하였다. 장폭비를 통한 과립의 모양을 비교해 볼 때 2차에 TDZ를 처리한 시험구가 좀 더 원형에 가까우며 2차에 CPPU를 처리한 시험구는 좀 더 타원형으로 1, 2차 모두 CPPU 처리한 2처리구(CPPU+CPPU)에서 길이가 긴 타원 형태의 과립 모양으로 조사되었다.

이와 같이 ‘샤인머스켓’ 생장조절제 처리 시 2차에 TDZ를 처리하는 것이 과실 비대에 효과적임을 알 수 있었다. 이러한 이유는 cytokinin이 auxin과 상호작용을 하며 과실의 세포분열과 세포발달에 영향을 주며(Taiz and Zeiger, 2013), 만개 후 14일의 TDZ 처리는 내생 auxin과 상호작용을 하여 세포분열이 더 연장되기 때문이다(Jung et al., 2015).

당도는 3처리구(TDZ+CPPU)가 20.69°Brix로 가장 높았고, 4처리구(TDZ+TDZ)가 19.37°Brix로 가장 낮았다. 산도는 처리구별 유의한 차이가 없었고, 경도는 3처리구 (TDZ+CPPU)가 8.33N으로 가장 높았고, 4처리구 (TDZ+TDZ)가 가장 낮았다. GA₃는 과립의 세포 팽창을 촉진하여 세포 밀도를 감소시키는 반면 CPPU는 세포 분열을 일으켜 세포 밀도를 증가시켜 경도를 증가시킨다(Ben-Arie et al., 1997). 본 연구 결과에서도 CPPU 처리가 과립의 경도를 효과적으로 증가시킴을 알 수 있었다. 과피색의 L 값은 1, 2차 모두 CPPU를 처리한 2처리구(CPPU+CPPU)가 가장 낮았으며 b 값은 3처리구(TDZ+CPPU)가 가장 높았다. Coombe와 McCarthy(2000)의 보고에 의하면 TDZ 처리는 당도는 낮추고 산도를 높여 숙기를 지연시킴으로써 안토시아닌 함량도 낮아진다고 하였다. 이상의 결과로 볼 때 ‘샤인머스켓’ 생장조절제 처리시 2차에 TDZ를 처리하면 과립비대 효과는 더 좋아 중량은 더 높았다. 하지만, 2차에 CPPU를 처리한 과실의 산도가 낮고 당도가 높아 당산비가 높았으며 경도가 높아 아삭이는 식감과 과피색이 보다 밝은 황녹색을 보여 품질이 더 좋은 것으로 나타났다(Table 3).

또한, 생장조절제 처리방법에 따른 과실 품질특성을 주성분 분석(PCA, Principal Component Analysis) 및 계층적 군집분석(Hierarchical clustering)을 통해 비교해 본 결과 Fig. 1과 같이 처리구 1(CPPU+TDZ)과 4(TDZ+TDZ) 그리고 처리구 2(CPPU+CPPU)와 3(TDZ+CPPU)이 유사한 군집을 이루는 것으로 나타났다. 이러한 결과는 ‘샤인머스켓’ 생장조절제 처리 방법에 따른 과실 품질특성은 1차 보다 2차 처리에 방법에 의해 결정되며 2차에 사용된 생장조절제가 더 큰 영향을 미치는 것을 알 수 있었다.

저장방법에 따른 품질특성 변화

‘샤인머스켓’ 저장방법에 따른 감모율은 저온저장 28일 후 1.5%, 56일 후 2.97%, 84일 후 4.7% 그리고 168일 후 12.6%로 낮아졌다. 하지만, CA 저장에서는 저장 28일까지 거의 중량감소가 없었고(0.4%), 저장 84일 후 1.4%, 112일 후 2.63% 그리고 168일 후에도 4.2% 내외의 수준으로 조사되었다(Table 4).

‘샤인머스켓’의 저장방법에 따른 당도와 산도는 차이가 없었으며 경도는 감모에 따라 과피가 질겨지면서 일부 증가하는 경향을 보이기는 했으나 저장일수가 경과함에 따라 부패로 인해 감소하였다. 탈립률은 저온저장 28일 후 3.9%, 56일 후 6.8%, 84일 후 19.3% 그리고 168일 후 61.7%로 증가하였으나 CA 저장에서는 84일까지 탈립되지 않고 품질이 유지되었으며 112일 후 8.9%, 140일 후 26% 그리고 168일 후 43.6%로 조사되었다. Deng 등(2007)에 의하면 저장중 저산소와 고이산화탄소 조건은 과실의 polygalacturonase(PG)와 peroxidase (POD)의 생성을 억제하여 과실의 밀착도를 높임으로써 저장 중 탈립률을 감소시킨다고 하였다. 과실의 부패율은 저온저장 28일까지 발생하지 않았고 54일 후 3.3%, 84일 후 11.5% 그리고 168일 후 64.9%로 높아졌으나 CA 저장에서는 저장 54 일까지 발생하지 않았고 84일 후 1.4%, 112일 후 4.9% 그리고 168일 후 55.3%로 조사되었다.

이상의 결과로 볼 때 포도 ‘샤인머스켓’의 탈립율, 부패율, 외관품질을 고려한 상품성을 유지하는 저장기한은 저온저장 시 60일 이내, CA 저장시 110일 이내로 판단되며 다른 여러 과종(Park et al., 2022;Park et al., 2023)에서와 같이 장기 저장을 위해서는 저온저장보다 CA저장 방법이 더 유리한 방 법임을 알 수 있었다.

또한, CA 저장고에서 저장기간이 경과함에 따라 생리작용으로 발생하는 에틸렌과 에탄올 기체를 10일 단위로 측정하여 생리적 변화를 관찰하였다(Fig. 2). 저장 80일까지는 에틸렌의 농도가 평균 2 ppm으로 에탄올 1 ppm보다 높게 나타났으며 그 후 110일 이후 에틸렌과 에탄올의 농도가 급격하게 증가하였다. 이때, 에틸렌은 9 ppm 수준에서 유지되는 경향이 있으나 에탄올은 지속적으로 증가하여 21 ppm까지 상승하였다. 이러한 생리작용으로 CA저장시 저장 110일까지는 신선도를 유지하며 저장할 수 있으나 이후 에탄올의 급격한 증가로 후숙 및 발효되기 시작해 품질저하가 빠르게 진행되며 축적된 에틸렌의 증가로 과축의 인장력이 손실되어 과립의 탈립률이 높아지는 것(Choi et al., 2017)으로 사료된다.

생장조절제가 저장중 품질변화에 미치는 영향

저장조건별 생장조절제 처리 방법에 따른 중량 변화는 Fig 3.과 같이 2차에 CPPU를 처리한 시험구가 두 저장조건(저온 저장, CA저장)에서 모두 가장 낮게 조사되었다. CPPU는 cytokinin의 활성물질에 의해서 과피의 두께가 두꺼워져 경도를 증가시키며(Ben-Arie et al., 1997;Plessis, 2008), 이러한 경도의 증가로 인해 저장 중 감모율이 낮게 나타난 것으로 판단된다. 저온저장시 1처리구(CPPU+TDZ)가 감모율이 가장 높았고, 다른 처리구는 저장 84일까지 비슷한 수준(4.2～4.5%) 으로 유지하다 이후부터는 4처리구(TDZ+TDZ)가 빠르게 증가하여 저장 168일에 13.8%까지 감모되었다. CA저장에서는 모든 처리구가 저장 28일까지는 거의 중량감소가 되지 않았으나 (0.4%), 저장 58일부터 1, 2차 모두 TDZ를 처리한 4처리구가 감모율이 증가하기 시작하여 저장 168일에 4.9%로 가장 높게 조사되었다.

생장조절제 처리 방법에 따른 당도 변화는 저온저장에서는 저장일수가 길어짐에 따라 감모에 따라 당도가 증가하는 경향이였으나 생장조절제 처리구에 따른 유의한 차이는 보이지 않았다(Fig. 4). CA저장에서는 3처리구(TDZ+CPPU)가 저장기간 동안 가장 높게 유지되었고, 반대로 처리한 1처리구 (CPPU+TDZ)가 가장 낮게 조사되었다. 생장조절제 처리 방법에 따른 경도와 산도의 변화는 저온저장에서는 유의한 차이가 없었느나 CA저장에서 산도는 3처리구(TDZ+CPPU)와 1처리구(CPPU+TDZ)가 높게 1차, 2차 모두 CPPU를 처리한 2처리구가 낮았다. 경도는 2차에 CPPU를 처리한 시험구가 높았고 TDZ를 처리한 시험구가 낮게 조사되었다. 이상의 결과로 볼 때 CA저장은 저장 전 생장조절제 처리방법에 의해 나타낸 품질 특성이 110일까지 그대로 유지되며 2차에 CPPU를 처리하는 것이 저장 중 품질유지면에서도 더 효과적인 방법임을 알 수 있었다.

적 요

본 연구는 포도 ‘샤인머스켓’ 품종에서 생장조절제 처리방 법에 따른 과실의 품질 차이와 저장성을 평가하여 고품질 생산을 위한 생장조절제 처리방법과 국내 유통 물량 조절을 위한 효과적인 저장 방법을 찾고자 수행하였다.