서 론

배추(Brassica rapa L. spp. Pekinensis)는 쌍떡잎식물 십 자화과의 두해살이 잎줄기채소로 섬유질, 비타민, 무기질이 풍부하여 다양한 요리의 재료로 사용되어 연중 안정적인 저장 및 공급이 필요한 채소이다(Seong et al., 2006). 한국 의 배추 생산량은 236만 톤이고 이중 봄배추가 78만 톤, 여름배추가 26만 톤, 가을배추가 101만 톤, 겨울배추가 31 만 톤이며 배추 90% 이상이 원물상태로 유통되고 97.9% 가 김치 원료로 이용되고 있다(KOSIS, Korea, 2019). 배추 는 재배지역의 폭염과 집중호우 등 이상기후로 생산량 변 동이 심하여 배추가격의 급등과 물량부족으로 배추가격에 부정적인 영향을 미치며 소비자물가 상승으로 이어진다 (Lee & Heo., 2018;Lee et al., 2017). 따라서 배추가격을 안정화하기 위해서는 원료배추의 수확 후 장기저장에 대한 기술개발이 시급하다.

배추 등 청과물의 선도유지 기술은 저장온도 최적화(Eum et al., 2013), 기체조절 포장(Yang et al., 1993;Kim et al., 2001;Lee et al., 2003;Cho et al., 2017), 수확 후 처리 공 정인 차압식 또는 진공식 예냉(Bae et al., 2015;Cho et al., 2017), 화학적 처리 방법인 1-MCP (1-methylcyclopropen) 처리(Hong et al., 2018), CA (controlled atmosphere)저장 (Choi et al., 2020;Simoes et al., 2011;Choi et al., 2019) 등 다양한 연구가 수행되어 왔다. 특히 CA저장은 농산물 을 저장고에 입고하여 밀폐시키고 저장고 내 질소발생기를 이용하여 산소와 이산화탄소를 제어함으로써 농산물의 호 흡을 억제하고 노화를 지연시킬 수 있는 효과적인 기술이 지만, CA저장 설비와 유지비용이 높은 단점이 있다 (Simoes et al., 2011;Lee et al., 2016;Aaby et al., 2001). 배추저장에 적용할 수 있는 기술은 예냉, 저장온도 최적화, 기체조절포장 등이 있지만 이 기술에 대한 실증연구는 부 족한 상황이다. 현재 일부 업체에서 배추를 장기저장하기 위해 PVC (polyvininyl chloride)필름으로 포장하고 저장 전 저장고를 락스로 소독한 후 배추에 초산과 락스를 처리 하고 있다. 배추에 사용할 수 있는 약제는 매우 제한적이 며 특히 배추저장에 허용된 약제는 아직 없다.

본 연구에서는 배추저장 현장에서 사용하는 필름 포장과 초산과 락스 처리효과를 검증하고 배추재배에 허용된 약제 를 사용하여 배추저장 중 품질손실을 최소화하는 방법을 모색하였다.

재료 및 방법

겨울배추와 저장고

배추는 전라남도 해남군에서 1월 10일 수확한 남도장군 품종(Namdojangun, Sakata Co., Ltd., Seoul, Korea)으로 수확 후 외엽을 다듬고 HDPE 상자(550×366×323 mm)에 4-5포기를 세워 담았고 배추의 개체 중량은 3.46±0.49 kg 이었다. 저장고는 충청북도 보은군에 위치한 파일럿 저장 고(1,450×1,700×2,200 mm) 5칸을 각 약제 처리구별 사용 하였다.

약제처리

약제는 상자에 담긴 배추 상부에 수동식 분무기(Spray gun, Taehwan industry, Daejeon, Korea)로 살포하였다(Fig. 1). 약제는 초산(glacial acetic acid 99%, Cheonwoo food Co., Cheong do, Korea), 락스(sodium hypoclorite 4%, Yuhanclorox Co., Hwaseong, Korea), 테부코나졸(tebuconazole 12%, Hanearl Science Co., Taebaek, Korea), 플 루디옥소닐(fludioxonil 20%, Syngenta Co., Iksan, Korea) 을 사용하였다. 약제는 중농도를 기준으로 0.6 mL/L 초산 처리구, 0.6 mL/L 초산과 1.67 mL/L 락스 혼합처리구, 0.6 mL/L 초산과 1.67 mL/L 락스 그리고 0.5 mL/L 테부코나졸 혼합처리구, 0.5 mL/L 테부코나졸처리구, 0.5 mL/L 플루디 옥소닐처리구로 포기 당 5 mL를 살포하였다. 저농도와 고 농도 약제 처리는 중농도처리 기준으로 농도를 1/2 또는 2 배로 하여 살포하였다.

겨울배추 필름포장 및 저장 방법

약제처리한 배추를 상자에 담아 저장고에 5단으로 쌓고 각각 PVC 필름(너비 500 mm, 두께 0.02 mm)으로 측면을 감아내려 포장하였다. 배추는 각 저장고에 30상자를 5단 으로 쌓아 저장하였다. 저장고의 온도는 배추저장 전 4°C 였으며 0°C로 설정하여 90일간 저장하였다. 저장고의 온 도와 습도는 온습도기록계(Saveris 2-H1, Testo, Lenzkirch, Germany)를, 산소와 이산화탄소 농도는 가스기록계(GasAlert Micro5, BW Technologies, Calgary, Canada)를 상자 상단 에 얹어 측정하였다.

손실률(중량감소율, 정선손실률, 저장손실률)

겨울배추의 중량감소율은 저장 0일, 60일, 70일, 80일, 90일차에 측정하였고, 정선손실률은 저장 90일차에 측정 하였다. 저장손실률은 저장 중 발생하는 모든 손실률을 포함한 값으로 중량감소율과 저장손실률을 이용하여 아래 와 같이 계산한 값으로 나타내었다. 중량감소율은 저장 일차에 3상자를 무작위로 선정하여 저울(CWP-150S-C, CAS, Yangju, Korea)로 상자단위로 저장 전 중량과 저장 후 중량을 측정하여 감소율을 백분율로 표시하였다. 정선손 실률은 배추 12포기를 저울(SW-1S, CAS, Yangju, Korea) 로 정선 전 포기 중량을 측정하고 건조되거나 부패되어 이 용이 불가능한 배추의 외엽을 제거한 후 포기 중량을 측정 하여 백분율로 표시하였다.

생리장해 측정

배추 내부와 외부의 장해 발생률을 조사하기 위해 저장 0, 60, 70, 80, 90일차에 각각 무작위로 선택한 4-5포기를 사용하였다. 배추의 생리장해는 건전성, 괴사반점 발생률, 부패율, 무름병 발생률, 중륵갈변 발생률을 표준시험법(Min et al., 2020)에 따라 평가하였다. 깨씨무늬 발생 정도는 1 차 정선된 배추의 바깥 5잎에 대해 3점 척도법(1점: 없음, 2점: 있음, 3점: 매우 많음)으로 측정하였다. 곰팡이 발생정 도는 저장 90일차 배추 외엽에 발생하는 곰팡이에 대해 3 점 척도법으로 측정하였다. 건전성, 괴사반점 발생률, 부패 율, 중륵갈변 발생률, 무름병 발생률은 장해가 발생한 시료 수를 저장 90일까지 누적하여 전체 시료에 대한 백분율로 나타내었다.

통계처리

실험은 3번 반복하였으며 각 처리구의 평균값 간의 차이 는 Statistical Package for the Social Science (SPSS, Version 19, SPSS Inc., Chicago, IL, USA) 소프트웨어를 이용하여 one-way ANOVA 검증하고, 유의적 차이가 있는 경우 p<0.05 수준으로 Duncan’s multiple range test를 실 시하였다. 저장 중 발생하는 생리장해 발생률 차이는 독립 표본 t-test를 이용하여 검증하였다.

결과 및 고찰

저장고의 온도와 습도 변화

겨울배추 저장고의 온도는 저장 5일차까지 급격한 변화 를 보였고 이후 저장 90일까지 0.4°C를 유지하였다(Fig. 2). 저장고의 온도는 저장 1일차 4°C에서 급격히 증가하여 2일차에 7.5°C로 높아졌고 그 후 3일차에 3.5°C, 5일차에 0.4°C로 낮아졌다. 저장고의 습도는 입고 전 80.9% 였으나 저장 1일차에 96.5%로 높아졌고 이후 95%로 90일까지 유 지되었다. 배추는 저온저장 중 호흡으로 인해 호흡열이 발 생하고 호흡열이 배추의 품온을 증가시켜 부패를 촉진시킨 다(In et al., 2008). 또한 배추의 호흡 중 배춧잎의 기공을 통해 수분이 체외로 발산되어 배추의 중량과 선도가 낮아 진다(Yang et al., 1993). 배추의 호흡과정에서 발생되는 호 흡열이 저장고 내부의 온도를 증가시키고 증기압차를 높여 증산작용에 영향을 미친다고 보고하였다(Kim et al., 2018;Holcroft, 2015). Kim et al., (2018)는 배추 저장에서 0°C 와 90-95% 상대습도가 우수한 결과를 보였다고 하였고, Eum et al. (2013)의 여름배추 저장은 0°C, 2°C, 5°C 조건 중 2°C 저온저장이 배추의 손실률을 줄이는데 효과적이었 다고 하였다. 겨울배추의 호흡열로 인해 저장고의 온도가 증가하였고 증산작용으로 발생한 수증기가 필름 포장으로 인해 외부로 방출되지 못하여 저장고의 습도가 95%로 유 지된 것으로 생각된다. 따라서 겨울배추의 호흡열을 최소 화하기 위해서는 온도를 빠르게 0-1°C로 냉각하고 저장고 의 초기습도를 90–95%로 유지하여 배추의 품질변화를 효 과적으로 지연시키는 것이 필요하다.

저장고의 산소와 이산화탄소 농도 변화

저장고의 산소농도는 저장 0일차에서 90일차까지 20.9% 로 변화가 없었지만 이산화탄소농도는 저장 1일차 0.08% 에서 급격히 증가하여 저장 3일차 0.20%에 도달하였다가 서서히 낮아져 저장 15일차 0.10%를 기록하였고 18일 이 후 0.08%로 낮아졌다(Fig. 3). 저장 2일차에 온도가 급격하 게 증가하여 7.5°C에 도달하였을 때 배추의 호흡량이 증가 하여 이산화탄소농도가 3일차에 최고점에 도달한 것으로 보인다. 저장고의 산소와 이산화탄소 농도는 배추의 호흡 대사에 영향을 미치는데 특히 배추 저장 중 배추 내의 탄 소원과 외기에서 흡수한 산소가 반응하여 대사활동에 필요 한 에너지를 얻는 호흡과정으로 물과 이산화탄소를 생성한 다(Kim et al., 2018;Cha et al., 2008). Choi et al. (2020) 은 2% 산소와 5% 이산화탄소, 93% 습도 조건이 배추의 품질변화 억제하였고, Yang et al. (1993)은 봄배추를 0- 1°C 저장고에서 천공한 PE 필름으로 포장하여 이산화탄소 농도가 0.27%일때 배추의 품질변화가 지연되었다고 보고 하였다.

중량감소율

저장 90일차에 필름포장구의 평균 중량감소율은 8.62% (7.39-10.17)로 비포장구의 15.71% (13.77-17.30)보다 낮아 서 필름 포장 유무에 따른 중량감소율은 유의적 차이를 보 였다(p<0.001). 저장 90일차 포장구의 중량감소율은 초산처 리구에서 7.39%로 가장 낮았고 플루디옥소닐처리구에서 10.17%로 가장 높았으며(Fig. 4), 비포장구의 중량감소율은 초산과 락스 혼합처리구가 13.77%로 가장 낮았고 테부코 나졸처리구가 17.30%로 가장 높았다(Fig. 5). 그러나 약제 종류에 따른 중량감소율은 유의적 차이를 나타내지 않았 다. Hong et al. (2017)의 봄배추 저장연구에서는 1-MCP 처리효과가 중량감소율에 영향을 미치지 않는다고 보고하 였고, Kim et al. (2001)은 그물망과 HDPE 상자에서 저온 저장 시 90일차 중량감소율이 13-17%로 본 연구의 비포장 구와 비슷하였고, 골판지포장구의 중량감소율은 8%로 본 연구의 필름포장구와 비슷하였다. 비포장구의 높은 중량감 소율은 저장고 냉각기의 냉풍으로 인한 건조, 호흡대사와 채소 표면과 주변공기의 증기압차로 인한 증산작용에 의해 나타난 결과라고 판단된다. PVC 필름포장구는 저장 중 배 추주위의 증기압차, 냉각기의 냉풍으로 인한 건조현상을 줄였을 것으로 생각된다.

정선손실률

정선손실률은 저장 0일차에 12.53%였고 저장 90일차에 비포장구는 평균 24.00%로 높았으나 필름포장구에서는 평균 22.58%로 낮았다(Fig. 6). 비포장구에서는 초산과 락 스 혼합처리구가 30.32%로 높았고 초산처리구가 15.33% 로 낮았으나 초산처리구는 겉마름이 일어나 중량감소가 컸다. 그러나 필름포장구에서는 초산, 락스, 테부코나졸 혼합처리구가 16.46%로 가장 낮았고 플루디옥소닐처리구 가 26.43%로 높았다. 필름 포장 유무에 따른 정선손실률 은 유의적 차이가 없었지만, 약제처리에 따른 정선손실률 은 비포장구의 초산처리구가 테부코나졸처리구, 초산과 락 스 혼합처리구보다 유의적으로 낮게 나타났다(p<0.05). 필 름포장구의 정선손실률은 초산, 락스, 테부코나졸 혼합처리 구가 초산처리구, 초산과 락스 혼합처리구, 플루디옥소닐처 리구보다 유의적으로 낮았다(p<0.05). 약제 중농도 처리구 는 평균 정선손실률이 20.77%로 저농도 처리구 21.49%보 다 낮았고 고농도 처리구 19.99%보다 높았다(Fig. 7). 저농 도 처리구에서는 19.53% 초산과 락스 혼합처리구가 초산, 락스, 테부코나졸 혼합처리구보다 유의적으로 낮았고 (p<0.05), 중농도 처리구에서는 초산처리구가 26.06%로 유 의적으로 가장 높았으며(p<0.05), 고농도 처리구에서는 약 제 종류에 따른 유의적 차이를 보이지 않았다. 각 약제의 농도가 증가함에 따른 정선손실률은 감소하는 경향이었으 나 유의적 차이는 없었다. Hong et al., (2017)은 봄배추에 1-MCP 처리한 결과 정선손실률에 효과가 없었다고 보고하 였고, Choi et al. (2020)은 겨울배추 저장시험에서 90일차 필름포장구의 정선손실률이 18.4%로 본 연구의 초산, 락스, 테부코나졸 혼합처리구의 16.46%보다 높게 나타났지만 2% 산소와 5% 이산화탄소, 93% 습도 조건에서는 11.7% 로 더 낮았다. Kim et al. (2001)은 겨울배추 저장시험에서 저장 90일차 정선손실률은 그물망이 10%, 골판지상자가 7%, HDPE 상자가 6%, PE 필름포장구가 5%로 본 연구의 필름포장구보다 2배가량 낮았다. 그러나 0일차 정선손실률 이 0%인 것을 감안하여 본 연구의 0일차 정선손실률 12.53%를 차감하면 필름포장구 평균은 10.05%로 그물망포 장구와 비슷하고, 초산과 락스, 테부코나졸 혼합포장구는 3.93%로 PE 필름포장구보다 낮았다.

저장손실률

겨울배추 저장 90일 후 저장손실률은 Fig. 8과 같이 필 름포장구에서 평균 29.10% (23.80-33.91)로 비포장구의 평 균 35.98% (29.79-40.14)보다 6.88% 포인트 낮았다. 특히 필름포장구 중 초산, 락스, 테부코나졸 혼합처리구의 저장 손실률이 23.80%로 가장 낮았고, 비포장구에서는 초산처리 구가 29.79%로 가장 낮았으나 초산, 락스, 테부코나졸 혼 합처리구도 33.86%로 테부코나졸처리구에 비해 유의적으 로 낮았다. 겨울배추의 0일차 정선손실률 12.53%를 차감 하면 초산, 락스, 테부코나졸 약제를 혼합처리하고 필름 포 장한 것의 저장손실률은 11.27%에 불과하였다.

생리장해 특성

저장 90일차 겨울배추의 생리장해 현상은 Table 1에 나 타내었다. 배추 외엽에 발생하는 곰팡이 발생정도는 필름 포장구에서 비포장구보다 많았고, 특히 초산을 혼합처리한 약제처리구에서 높았다. 건전율은 필름포장구가 100%로 외관상 건전하였지만 비포장구는 건전율이 낮았다. 깨씨무 늬 발생률은 필름포장 유무에 관계없이 모든 처리구에서 발생하였고 초산과 락스 혼합처리구에서 깨씨무늬 발생 빈 도가 높은 경향이었다. 괴사반점은 필름포장구에서 발생경 향이 높았고 특히 초산 락스 테푸코나졸 혼합처리구에서 가장 높았다. 부패율은 필름포장구보다 비포장구에서 더 높게 발생하였고 특히 초산과 락스 혼합처리구에서 높았다. 중륵갈변은 비포장구에서 모두 발생하였고 필름포장구 중 플루디옥소닐처리구가 35%로 높았다. 뿌리절단면이 포함 된 단축경의 무름병은 모든 처리구에서 발생하지 않았다. 저장배추에 발생하는 생리장해는 품종, 재배환경, 수확시기, 질소시비, 저장환경 등에 의해 깨씨무늬증, 중륵갈변, 부패, 저온장해 등이 발생한다(Hong et al., 2017;Poter et al., 2003). Poter et al. (2003)은 괴사반점이 저온장해로 인해 발생하였고 높은 온도에서 저장하였을 때 장해가 없었다고 보고하였고, Osher et al. (2018)은 과도한 질소비료가 배추 에 발생하는 깨씨무늬증과 중륵갈변 등에 대한 감수성을 증가시킬 수 있다고 보고하였으며, Able et al. (2005)는 저장 중 배추의 당 부족이 생리장해로 이어질 수 있다고 보고하였다.

요 약

겨울배추 저장 중 부패와 중량감소를 줄이기 위해 배추 를 상자에 담아 약제를 살포하고 0.02 mm PVC 필름으로 포장하여 90일간 냉장하였다. 약제는 초산, 락스, 테부코나 졸, 플루디옥소닐을 단독 또는 혼합 처리하였다. 저장 90 일차 필름포장구의 평균 중량감소율은 8.62%로 비포장구 15.71%보다 낮았고, 필름포장구 중 초산처리구에서 7.39% 로 가장 낮았다. 정선손실률은 포장유무에 따라 유의적 차 이가 없었으나 초산, 락스, 테부코나졸을 혼합처리하고 필 름포장한 처리구에서 16.46%로 낮았다. 필름포장구의 평균 저장손실률은 29.10%로 비포장구의 35.98%보다 낮았고 특히 초산, 락스, 테부코나졸 혼합처리구에서 23.80%로 가 장 낮았다. 생리장해는 90일차 저장배추 모두 무름병 없이 외부가 건전하였고 부패율과 중륵갈변 발생률은 필름포장 구에서 낮았으며 특히 초산, 락스, 테브코나졸 혼합처리구 에서 부패율과 중륵갈변 발생률이 낮았다. 본 연구는 겨울 배추를 약제처리하고 PVC 필름으로 포장하여 배추의 중량 감소율과 생리장해를 줄여 장기 저장할 수 있을 것으로 보 인다.