서 언
마늘(Allium sativum L.)은 부추, 대파, 양파와 함께 백합 과(Liliaceae) 파속(Allium)에 속하는 구근채소로 특유의 향미 를 지녀 국내에서 조미채소로 활용되는 필수 채소이다(Kim et al., 2009a). 특히 마늘은 항균, 항암 작용 및 항고혈압 활 성이 높은 것으로 보고되면서(Sasaki et al., 1999;Kim et al., 2005) 건강기능성 식품 소재로의 가치가 주목받고 있다. 이 에 따라 마늘을 이용한 약과(Mun, 2003), 마늘 분말 쿠키 (Choi et al., 2023), 마늘 머핀(Kim et al., 2010) 등 다양한 기능성 식품 연구가 진행되고 있다.
마늘은 염색체의 구조적 이상으로 자웅배우체가 형성이 어려워(Gori, 1983) 주로 인편이나 주아를 활용한 영양번식 이 이뤄진다. 인편 번식의 경우 증식률이 6∼12배(Park et al. 1988)로 대규모 번식에 제한이 있으며, 반복 재배시 바이러 스 감염 및 활력 감소로 인해 상품성이 저하되는 문제가 보 고되고 있다(Han et al., 1979). 국내 재배 마늘은 최소 한 개 이상의 바이러스에 감염되어 있으며(Shin et al., 2013), 이로 인해 품질 저하와 수량 감소 현상이 보고되었다(Chung et al., 1979). 조직배양으로 얻은 바이러스 무병종구는 기존 마 늘에 비해 수량이 증대되고 품질이 개선되는 효과가 입증되 었으며(Bhojwani et al., 1983), 이에 따라 미숙 주아 캘러스 배양 (Barandiaran et al., 1999), 생장점 배양(Lim, 2017;Chang et al., 1992;Choi et al., 2010), 미숙 총포배양(Kwon et al., 2016) 등의 연구가 수행되었다. 그러나 생산성 한계 및 바이 러스 재감염 문제로 농가 기술 보급은 미흡한 상황이다.
인편을 활용한 씨마늘 번식은 바이러스 감염 가능성과 경 제적 부담 등의 한계가 있어, 실용적인 대안으로는 총포 내 에서 발달하는 주아를 활용한 종구 갱신이 주로 이용되고 있 다. 마늘의 지상부에서 발생하는 주아는 마늘종의 총포 내에 화기와 함께 착생하며, 인편과 동일한 구조를 지녀 조직이 치밀하고 저장력이 우수하다(RDA, 2022). 증식을 목적으로 하는 경우 재배 기간 동안 마늘종을 제거하지 않고 수확 후 채종하지만, 일반적인 종구 생산 목적의 재배에서는 인편 비 대기 이후 마늘종을 제거하지 않을 경우 수량과 품질이 저하 되는 현상이 발생한다.
국내 육성 신품종인 ‘홍산’ 마늘은 한지형과 난지형 모두 에서 재배가 가능하며, 수량성이 높고 수확이 용이해 외국 품종을 대체할 수 있다(RDA, 2022). ‘홍산’ 마늘은 타 품종 에 비해 마늘종이 매우 발달하여 주아가 100∼200개로 많은 특징을 가지고 있으며, 주아는 항산화력이 우수하여 기능성 소재로의 활용 가능성도 제시되고 있다(Park et al. 2023). 그 러나 종구 생산을 위한 재배 과정에서 제거된 마늘종 내 주 아는 대부분 미숙한 상태로 부산물처럼 버려지는 경우가 많 다(Kwon et al., 2020). 최근에는 주아를 기능성 식품 소재로 활용하기 위한 연구(Park, 2024) 및 주아 새싹 채소 재배 및 소비자 반응 분석 연구(Jeon, 2017)도 이루어지고 있어, 주아 활용을 위한 체계적인 기준 마련이 필요한 시점이다.
이러한 주아 활용 가능성에도 불구하고 화경 채취시기가 주아의 생산성에 미치는 영향에 관한 연구(Hwang et al., 2001;Lee et al., 2018;Son et al., 2022)와 화경 제거에 따른 마늘 종구의 생육 변화에 대한 연구(Min et al., 2022)는 진행 됐으나 재배기간 내 채취한 미숙 주아의 후숙 조건에 관한 연구는 미흡한 상황이다. 따라서 본 연구는 ‘홍산’ 마늘의 주 아를 종구 또는 고부가가치 소재로 활용하기 위한 기초 자료 를 마련하고자 수행되었다. 화경 수확 시기별 종구 및 주아 의 수확률을 비교하고, 후숙 조건에 따른 주아의 성숙도를 분석하여 인경과 주아 확보할 수 있는 최적의 화경 수확 시 기와 후숙 방법을 제시하고자 한다.
재료 및 방법
실험 재료
본 실험의 공시재료는 국내 신품종인 ‘홍산’마늘로 무안군 파속채소연구센터와 홍성군의 일반 농가에서 채취하였으며, 목포대학교 부속농장 내 하우스에서 건조를 실시하였다. 홍 산마늘의 화경은 마늘 종구가 남부지역에서 일반적으로 재배 되는 시기인 2023년 5-6월을 수확 적기로 판단하고 5월 24일 부터 5∼6일 간격(5월 24일, 5월 29일, 6월 3일, 6월 8일, 6월 14일)으로 5회에 걸쳐 수확했으며, 마늘 종구는 6월 14일에 일률적으로 수확하여 자연조건 하에 건조하였다.
화경 수확 시기별 마늘 종구 비대율과 주아 성숙 및 수량 분석
마늘의 화경 수확 시기별 마늘 종구의 비대 정도를 비교하 기 위해 하우스에서 건조 및 후숙시킨 마늘의 평균 건구중과 시기별 건구중 손실율을 조사하였다. 시기별 주아의 성숙정도 를 비교하기 위해 하우스에서 음건하에 후숙시킨 주아를 수 확하여 채망을 이용해 2mm 미만, 2∼4mm, 4mm 초과로 구 분한 뒤 수확시기별 주아의 평균 개수와 무게를 조사하였다.
후숙처리에 따른 주아 생산량 분석
화경의 적정 후숙 조건을 규명하기 위해 수확한 화경을 바 로 자연건조 처리, NaOCl 양액(1% NaOCl + Sucrose 30g⋅ L-1)에 30일간 후숙 후 자연건조 처리, 시판 중인 절화보존제 Chrysal(Chrysal Clear Universal, Chrysal International BV, Naarden, The Netherlands) 1정과 Sucrose 30g⋅L-1를 혼합한 절화용액에서 30일간 후숙 후 자연건조 처리하였다. NaOCl 양액과 시판 절화용 용액 후숙 처리구는 주기적으로 용액을 교체하며, 썩거나 물러진 줄기는 절단하며 후숙을 진행한 뒤 하우스에서 자연건조하였다. 건조된 화경에서 수확한 주아를 채망을 이용해 2mm 미만, 2∼4mm, 4mm 초과로 구분하여 후숙 조건별 주아의 평균 개수와 무게를 조사하였다.
통계처리
시험구는 완전 임의 배치 3반복으로 하였으며, 통계분석은 SPSS 통계프로그램(Statistical Package, ver. 29.0.2, IBM SPSS Statistic, Chicago, IL, USA)를 이용하여 p<0.05에서 Duncan의 다중 범위 테스트를 사용하여 분석하였다. 그래프 는 Sigma Plot 15.0(Systat Software, USA)를 사용하여 작성 하였다.
결과 및 고찰
화경 수확 시기별 마늘 종구 비대율
재배 중인 마늘의 화경을 5일 간격으로 제거한 처리구와 무처리구를 수확하여 종구의 건구중을 조사한 결과(Table 1), 화경 조기 제거구의 마늘은 33.9g(5월 24일), 32.2g(5월 29 일), 26.1g(6월 3일), 23.7g(6월 8일)였으며, 무처리구 마늘은 18.4g(6월 14일)으로 5월 24일 대비 구중이 15.5g 감소하였 다. 화경 제거 시점이 늦어질수록 마늘 종구 건구중은 감소 하는 경향을 보였으며, 이는 r=0.9729(p<0.05)의 높은 상관관 계로 확인되었다. 화경 조기 제거구(5월 24일)의 구중 분포는 대구중 28.9%, 중구중 56.7%, 소구중 14.4%였으며, 무처리 구(6월 14일)는 각각 0%, 35.6%, 64.4%로 조사되어 조기 제 거에 비해 소형 구중의 비율이 크게 증가하였다. 특히 무처 리구는 화경 조기 제거구에 비해 대구중과 중구중의 비율이 각각 28.9%, 21.1% 감소하고 소구중은 50.0% 증가하여, 제 거 시기가 늦어질수록 구중 분포가 소형화되는 경향이 뚜렷 하게 나타났다. 대서 마늘(Lee et al., 1991)의 경우 화경 제 거 시기가 늦어질수록 마늘 수량이 8% 감소하는 것으로 보 고되었으며, 남도마늘(Nam et al., 2008) 또한 화경을 방임한 경우 제거한 개체에 비해 종구 무게가 감소하여 본 연구와 비 슷한 결과를 보였다. 마늘 종구 비대 시기와 화경 출현 시기 는 일치하며, 화경 제거 작업이 구 비대에 중요한 역할을 하 는 것으로 알려져 있다(RDA, 2022). Seo(2002)와 Choi(2002) 는 화경 제거가 늦어질수록 마늘 종구의 비대율이 낮아지는 현상은 마늘의 구 비대 시기가 끝난 후 약 10일에서 15일 후 에 주아 성숙이 진행됨에 따라 주아의 양분이 화경을 통해 이동하기 때문으로 판단했다. ‘홍산’ 마늘을 종구 수확 목적 으로 재배할 경우 화경 절단 시기가 늦어질수록 종구의 비대 율이 감소하였으며, 이에 따라 동일한 면적 대비 마늘 수확 량이 감소될 것으로 판단되어 마늘 종구 재배 시 마늘 수확 예정일 기준 최소 10일 이전에 화경을 제거하는 것이 최적의 시기로 판단된다.
화경 수확 시기별 주아 성숙 및 수량 분석
‘홍산’ 마늘의 화경 수확 시기가 주아 수량과 성숙 정도에 미치는 영향을 분석하기 위해 채취 후 자연 건조한 주아를 조사한 결과는 Table 2와 같다. 화경 조기 수확구의 주아 총 개수와 무게는 1,936개⋅55.5g(5월 24일), 2,200.7개⋅62g(5 월 29일), 2,231.3개⋅61.6g(6월 3일), 2,114.3개⋅62.6g(6월 8일)로 조사되었다. 무처리구(6월 14일)는 2,475개⋅128.1g로 조기 수확구(5월 24일) 대비 수량이 27% 증가하였다. Choi (2002)는 마늘종 출현 후 총포 내 주아를 조사한 결과 출현 20일 이후까지는 주아의 수가 증가했으며, 30일 후 수확 시 마늘종 제거시기보다 주아 수확량이 300% 증수되어 본 실험 과 비슷한 경향임을 확인했다. 화경 채취 시기별 주아 크기 를 비교한 결과, 무처리구 대비 화경 조기 수확구에서는 대 주아(4mm 초과)가 313.3개로 현저히 낮았으며, 반대로 소주 아(>2mm)의 비율이 증가하는 경향을 보였다. 남도마늘의 경 우 주아의 크기가 클수록 파종 후 빠른 출현기와 함께 생장 이 왕성하였으며(Lim et al., 2002;Kim et al., 2009b), Jeon et al. (2017)은 주아의 영양 성분 함량 차이가 발아율에 영향 을 주어 높은 발아율과 성장을 위해서 크기와 무게가 높을수 록 유리하다고 판단했다. 화경 채취 시기가 늦어질수록 주아 의 수량과 무게가 증가하는 현상은 종구 내 양분이 상승 이 동하며 총포 내 주아가 성숙해진 것으로 판단된다(Nam et al., 2008). 마늘 종구 수확 시점에 화경을 동시에 제거하여 후숙하는 것이 대주아 확보 및 수량 증대에 효과적인 방법으 로 판단된다.
‘홍산’마늘의 종구 비대 및 주아 성숙에 미치는 화경 수확 시기의 영향을 분석한 결과, 화경을 조기에 제거할수록 종구 무게와 대구중 비율이 증가했으며, 제거 시기가 늦어질수록 소구중 비율이 높아지는 경향을 보였다. 반면, 주아의 경우 화경 제거 시기가 늦어질수록 총 수량과 대주아 비율이 증가 하였다. 따라서 종구 수확량 확보를 주 목적으로 할 경우, 마 늘 수확 예정일 기준 최소 10일 이전에 제거하는 것이 적절 하며, 종구와 주아를 동시에 확보하고자 할 경우 수확 15일 전 화경을 제거한 후 후숙 과정을 거쳐 주아 성숙과 종구 품 질을 모두 확보 가능한 최적의 관리 시기로 판단된다.
화경 후숙처리에 따른 주아 생산량 분석
무처리구(6월 14일)에 수확한 화경을 대상으로 후숙 처리 조건에 따른 주아 수량 변화를 분석한 결과는 Figure 1과 같 다. 세 처리 간 주아의 생산량은 자연건조 처리구에서 가장 높게 나타났으며 처리구별 대주아 확보율은 자연건조 조건이 287.3개로 가장 높았고, 시판 절화용액이 65.0개로 가장 낮았 다. 소주아 확보율은 이와 반대되는 경향을 보였으며, 시판 절화용액(Chrysal)이 가장 높게 나타나고, 자연건조와 NaOCl 처리구에서 낮게 나타났다. 이러한 결과는 절단된 마늘종을 자연건조하지 않고 용액에서 후숙하는 과정에서 용액 내 미 생물이 증식하여 도관이 폐쇄되었을 가능성이 있을 것으로 추정된다. Kim et al. (1997)은 절화 장미 수확 10일 후 기부 에서 미생물 증식으로 도관이 폐쇄됨을 확인했으며, van Doorn(1989)는 절화의 도관 폐쇄가 수분흡수율을 감소시켜 증산과 흡수의 불균형이 초래된다고 주장했다. ‘홍산’마늘은 마늘종을 길게 절단하여 줄기의 양수분을 주아로 이행시키는 것이 유리한데(RDA, 2022), 보존용액 처리구의 경우 용액 내 갈변하거나, 물러진 줄기 부위를 제거하는 작업이 이뤄짐 에 따라 줄기 내 양분이 주아로 충분히 이동하지 않아 후숙 의 차이가 나타난 것으로 판단된다. 따라서 주아 채종을 목 적으로 절단한 마늘종을 후숙하는 경우 보존용액 처리는 작 업의 번거로움과 낮은 후숙율로 효율적이지 않아 음건 하에 자연건조 하는 것이 대주아 확보 등에 효율적인 방법으로 판 단된다.
적 요
본 연구는 마늘 ‘홍산’의 주아를 고부가가치 소재로 활용 하기 위해 적정 화경 제거 시기와 후숙 처리 방법을 구명하 고자 수행되었다.
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화경 제거 시기가 늦어질수록 종구 무게는 감소한 반면 주아의 수량과 성숙도는 증가하는 경향을 보였다.
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종구와 주아를 동시에 확보하고자 할 경우, 종구 수확 예정일 기준 15일 전에 화경을 제거하는 것이 가장 효과적인 것으로 나타났다.
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후숙 조건 중 자연건조 처리구는 대주아 확보율이 가장 높았고, 작업 효율성 면에서도 우수하였다. 반면 NaOCl 용액 과 시판 절화보존제 처리구에서는 용액 내 미생물 증식으로 인해 도관이 폐쇄되면서 미성숙 주아의 비율이 높게 나타난 것으로 추정된다.
이상의 결과를 종합하면, ‘홍산’ 마늘의 종구 및 성숙 주아 를 동시에 확보하기 위한 최적의 화경 관리 방법은 종구 수 확 15일 전 화경을 제거하고 자연건조로 후숙 처리하는 것이 가장 경제성 있는 방법으로 판단된다.
