KR20100129409A - 과실의 연화방지제 및 이를 이용한 과실의 연화방지방법 - Google Patents

과실의 연화방지제 및 이를 이용한 과실의 연화방지방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 1-MCP 발생제와 건조제를 포함하는 과실의 연화방지제 및 과실의 연화방지방법을 제공하며, 본 발명에 따른 과실의 연화방지방법은 과실의 포장내에 상기 포장내 습도에 의해 조해 가능한 1-MCP 발생제를 직접 투입하여 포장하고, 상기 포장내 습도에 의해 발생하는 상기 1-MCP 가스에 의해 에틸렌의 작용을 억제하는 것을 특징으로 하는 과실의 연화 방지방법을 제공한다.
연화, 1-MCP, 과실, 유통, MA 포장

Description

과실의 연화방지제 및 이를 이용한 과실의 연화방지방법{Fruit softening inhibitor, and inhibition method of fruit softening using the same}
본 발명은 과실의 연화 방지방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 저장 중이거나 유통 중인 과실의 포장내에서 1-MCP 가스가 서서히 방출되어 과실의 연화를 방지할 수 있는 과실의 연화방지 방법에 관한 것이다.
근래에 들어 외국산 과실의 국내 수입이 증가하고 있으나 세계적으로 우리나라에서 가장 많이 생산되고 있는 단감은 오히려 해외 수출이 유망한 농산물로서 매년 많은 양이 동남아와 미주 지역에 수출되고 있다.
단감은 과육의 경도가 품질 구성의 주요 인자인데, 부유 단감은 과육의 경도가 특히 높아 아삭아삭한 저작성의 우수한 식미를 가진다. 그러나 단감은 사과, 배 등의 다른 온대산 과실에 비해 과육의 연화 속도가 빠르고, 과육의 경도가 일정 수준 이하로 저하되면 상품성을 상실하는 특징이 있다.
과실에서 과육의 연화는 성숙 과정의 일환으로 세포벽 구성 다당류의 가용화 에 의해 일어나며, 이러한 변화를 유발하는 세포벽 분해 효소의 활성화는 에틸렌의 작용과 밀접한 관련이 있다. 단감은 일반적인 급등형 과실 (climacteric fruit)에 비해 에틸렌 생성량이 매우 낮음에도 불구하고 에틸렌에 민감하게 반응하고 에틸렌 작용 억제제인 1-메틸사이클로프로펜(이하, 「1-MCP」라고 함)를 처리하면 과육의 연화가 억제되는 전형적인 급등형 과실의 특성을 보이는 과실이다.
단감의 저장에는 공기변형 포장법 (modified atmosphere package, MAP)이 보편적으로 이용되고 있다. 이는 폴리에틸렌 필름을 이용하여 단감 과실을 MA 포장하여 저온에 저장하면 포장 내 공기 조성의 변화 (저산소 및 고이산화탄소)가 일어나며 이러한 조건에서 과실의 호흡률이 낮아질 뿐만 아니라 에틸렌의 생성과 작용이 억제되어 저장 기간이 연장되기 때문이다. 그러나 저온 MA로 저장한 과실을 출고하여 상온의 대기에 노출하여 유통시키면 과육의 연화가 급속하게 진행되며 저장 기간이 길어질수록 연화 속도는 더욱 빨라진다. 이러한 문제는 특히 기온이 높은 동남아 지역에 우리 저장 단감을 수출하여 현지에서 유통시킬 때 발생하므로 단감 수출의 제한 요인이 되고 있는데, 1-MCP의 처리는 저장 후 유통 중 과육의 연화를 억제하는데 효과적으로 이용될 수 있다.
다양한 종류의 사이클로프로펜 계열 화합물은 식물에서 에틸렌의 작용을 억제하는 작용이 있다. 이러한 화합물 중 특히 1-MCP는 nl/L (ppb) 수준의 매우 낮은 농도 조건에서도 효과적으로 에틸렌의 작용을 차단하는 것으로 보고되어 있다 (Serek, M., Sisler, E.C., and M.S. Reid. 1995. 1-Methylcyclopropene, a novel gaseous inhibitor of ethylene action, improves the life of fruits, cut flowers and potted plants. Acta Hort. 394, 337/345.). 식물 세포에서 에틸렌은 그 작용성이 발휘되려면 일차적으로 세포막에 존재하는 에틸렌 수용체 단백질에 의해 인식되어야 하는데, 1-MCP는 수용체 단백질에 의한 에틸렌의 인식 또는 결합을 방해한다. 그러나 실용적인 측면에서 1-MCP 가스는 화학적으로 불안정하여 자가 중합하는 성질이 있으므로 일반적인 압축가스 보관법으로는 장기 보존이 불가능한 단점이 있다. 이를 극복하기 위하여 1-MCP의 개별 분자를 γ-사이클로덱스트린의 공극 구조 안에 격리 고정시킴으로써 자가 중합을 방지하는 보존 방법이 고안되어 SmartFreshTR (또는 EthylBlocTR)라는 제품으로 판매되고 있다 (Watkins, C.B. 2006. The use of 1-methylcyclopropene (1-MCP) on fruits and vegetables. Biotech. Adv. 24:389-409; Rohm and Haas Co., 2007). SmartFreshTR 는 물에 녹으면 내부에 흡착되어있던 1-MCP 가스를 방출하므로 화훼류 또는 과실 등의 원예산물에서 수확 후 노화 또는 성숙을 지연시키는 용도로 세계적으로 널리 이용되고 있다.
SmartFreshTR 로부터 1-MCP 가스를 발생시키는 표준적인 방법은 SmartFreshTR 분말을 물에 용해시키는 것이다 (Watkins, 2006). 하지만 이러한 방법은 가스 기밀도가 높은 저장고에 대량의 과실을 밀폐한 후 여기에 SmartFreshTR 를 물에 녹여 1-MCP 가스를 발생시키는 것으로, 이는 단감의 저장 중에 연화를 방지하기 위한 방안으로 활용될 수 있을 뿐 상온의 유통과정 중에 발생하는 연화를 방지할 수는 없다.
또 이러한 처리 방법에서는 우선 과실이 대량으로 일시에 수확 또는 확보될 것과 처리에 이용할 저장고가 높은 수준의 가스 기밀도를 가질 것을 전제로 한다. 그러나 우리나라의 단감 생산 현장에서 이 두 가지 전제 조건은 충족되기 어려우며, 필요한 시점에 언제든지 상자 단위로 분할하여 1-MCP를 처리하는 방법이 현실적으로 요구되고 있다. 하지만, 1-MCP는 ppb 또는 ppm 단위로 처리되므로 상자 단위의 소량의 물량을 원제를 이용하여 처리하고자 할 때에는 정밀 저울을 이용하여 수 mg 수준의 미량으로 취해야 하는 어려움이 따른다. 또한 1-MCP는 화학적으로 불안정한 물질로써 실온에서 분해되기 쉬우므로 제품보관과 유통시 기밀을 유지해야하며 유통중 온도와 습도에 상당한 주의가 요구된다.
본 발명은 상기한 바와 같이 종래기술이 가지는 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로, 그 목적은 수확 후 언제든지 필요한 시점에 상자 단위의 소량의 과실에 대해 과실 포장에 직접 1-MCP 발생제를 투입함으로써 저장 중이거나 유통중인 과실의 포장 내에서 1-MCP 가스가 서서히 방출되어 과실의 연화를 방지할 수 있는 과실의 연화방지 방법을 제공함에 있다.
상기한 바와 같은 본 발명의 기술적 과제는 다음과 같은 수단에 의해 달성되어진다.
(1) 1-MCP 발생제와 건조제를 포함하는 과실의 연화방지제.
(2) 상기 제 1항에 있어서,
건조제는 실리카겔인 것을 특징으로 하는 과실의 연화방지제.
(3) 상기 제 2항에 있어서,
증량제로 CoCl2를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 과실의 연화방지제.
(4) 상기 제 1항에 있어서,
1-MCP 발생제와 건조제는 분말 상태의 것으로 1:10-1:1000 (w/w)의 비로 혼합된 것을 특징으로 하는 과실의 연화방지제.
(5) 과실의 연화 방지방법에 있어서,
과실의 포장내에 상기 포장내 습기에 의해 용해 가능한 1-MCP 발생제를 투입하여 포장하고, 상기 포장내 습기에 의해 발생하는 상기 1-MCP 가스에 의해 에틸렌의 작용을 억제하는 것을 특징으로 하는 과실의 연화 방지방법.
(6) 상기 제 5항에 있어서,
과실은 단감, 매실 또는 자두인 것을 특징으로 하는 과실의 연화 방지방법.
(7) 상기 제 5항에 있어서,
1-MCP 발생제는 분말형 또는 테이프 형으로 포장에 직접 투입되어지는 것을 특징으로 하는 과실의 연화 방지방법.
(8) 상기 제 5항에 있어서,
1-MCP 발생제와 함께 건조제가 더 포함되어지는 것을 특징으로 하는 과실의 연화 방지방법.
본 발명에 의하면, 저장 중이거나 유통 중인 과실의 포장내에서 1-MCP 가스가 서서히 방출되어 결과적으로 에틸렌의 작용을 저해함으로써 과실의 연화를 방지할 수 있다.
이하, 본 발명의 내용을 보다 상세하게 설명하기로 한다.
본 발명은 1-MCP 발생제와 건조제를 포함하는 과실의 연화방지제를 포함한다.
또 본 발명은 과실의 연화 방지방법에 있어서,
과실의 포장내에 상기 포장내 습도에 의해 용해가능한 1-MCP 발생제를 투입하여 포장하고, 상기 포장내 습도에 의해 발생하는 상기 1-MCP 가스에 의해 에틸렌의 작용을 억제하는 것을 특징으로 하는 과실의 연화 방지방법을 포함한다.
본 발명의 과실의 연화 방지방법이 적용될 수 있는 과실은 저장 또는 유통 중 에틸렌의 작용에 의해 연화가 발생할 수 있는 과실, 바람직하게는 급등형 과실인 한 특별한 종류로 한정될 필요는 없다. 이러한 과실 중에서도 에틸렌 생성량이 적지만 이에 매우 민감한 단감, 매실, 자두 등이 특히 적합하다.
과실의 포장방법은 현재 시중에 저장 또는 유통 중에 활용되고 있는 다양한 포장방법이 여기에 해당할 수 있지만, 이 중에서 바람직하게는 공기변형 포장법(MAP)이 사용된다. 이러한 방법은 포장내 상대습도를 포화상태로 유지할 수 있기 때문에 보다 바람직하다. 이 경우 포장재로서는 MA 포장에 일반적으로 사용되어지는 소재 예를 들어, 폴리에틸렌 필름이 사용될 수 있다.
본 발명에 사용되는 「1-MCP 발생제」는 1-MCP가 습기에 대하여 조해성을 가지는 담체내에 고정된 상태의 것으로 정의하며, 포장내 습기에 의해 담체가 용해가능하고, 이에 따라 1-MCP를 포장내부로 방출할 수 있는 것인 한 구체적인 제품에 한정될 필요는 없다. 현재 시판되고 있는 제품으로는 스마트프레쉬(SmartFreshTM, Rohm and Haas사, 한국)가 대표적이지만, 이와 실질적으로 동일한 원리에 의해 1-MCP를 방출시킬 수 있는 어떠한 제품도 본 발명에 채택될 수 있다. 따라서, 습기에 대하여 조해성을 가지는 물질을 담체의 구성성분으로 하고, 내부에 물리적 또는 화학적인 특성에 의해 1-MCP를 고정할 수 있는 한 담체의 종류에는 특별한 한정을 요하지는 않는다.
1-MCP 발생제는 상기 과실의 포장내에 직접 투입될 수 있으며, 실리카와 같은 분말을 이용하여 증량한 상태의 것 (이하, 「분말형 1-MCP 발생제」라고 함), 또는 접착제 등에 부착한 상태의 것 (이하, 「테이프형 1-MCP 발생제」라고 함)으로 투입하여도 좋다. 전자의 경우 1-MCP 발생제에 증량제를 가하여 희석함으로써 계량 수저 등을 이용할 수 있게 하거나 1 mg 단위로 손쉽게 취할 수 있도록 미리 분할하여 둘 수 있다.
증량제로 CoCl2를 포함하는 건조제용 실리카겔을 이용할 경우 1-MCP 발생제를 조제한 후 보관이 쉽고, 제품의 성능 변화 없이 장기간의 보관 유통이 가능하며 또는 사용 중에 수분 흡수 여부를 색의 변화로 쉽게 판별할 수 있는 추가적인 장점이 있다.
상기 분말형의 1-MCP 발생제는 1-MCP 발생제와 건조제로 실리카 분말을 예를 들어 1:10-1:1000 (w/w), 바람직하게는 1:50-1:100 (w/w)의 비율로 혼합하여 조제할 수 있다. 이 때, 실리카 분말은 바람직하게는 CoCl2 를 함유하는 청색 입상의 건조제용 실리카겔을 분쇄한 후 1-MCP 발생제의 분말 입자와 잘 섞일 수 있도록 100 mesh 채로 걸러서 제조하고, 혼합 전에 100-110℃에서 1-2시간 동안 건조하는 과정에 의해 조제될 수 있다.
상기 본 발명에서는 건조제로 실리카겔을 예로 하여 설명하고 있지만, 방습제, 흡습제 등 그 명칭 여하에 불구하고 공기중 수분을 흡수할 수 있고, 과실의 포장용도에 적합한 어떠한 물질도 그 대상이 될 수 있다. 이들 건조제는 1-MCP 발생제를 구성하는 담체보다 먼저 포장내 존재하는 수분을 흡수하여 1-MCP 발생제의 분해를 지연시킬 수 있다. 따라서, 건조제를 포장에 첨가할 경우 포장된 과실의 보다 긴 유통기간을 확보할 수 있다. 본 발명에 따르면, 통상적으로 1-MCP 발생제의 경우 54℃ 하에서 2주일 단위로 평균 0.8% 정도의 분해율을 보이지만, 건조제를 함께 투입하여 조제한 본 발명품은 2주일에 0.5% 이하의 분해율을 제공할 수 있다.
다른 형태로 테이프형 1-MCP 발생제는 1-MCP 발생제 분말을 스카치 테이프 또는 프린터용 견출지 등의 접착 테이프의 접착면에 부착시켜 제조할 수 있다. 테이프 단위 면적당 1-MCP 발생제의 함량은 0.5-2 mg/㎠가 되는 범위에서 부착량을 조절할 수 있다.
상기 각 형태의 본 발명에 따른 1-MCP 발생제는, 과실의 포장시 포장내에 10 kg의 과실을 0.08 내지 0.1 mm 두께의 폴리에틸렌 대봉투에 넣는 경우를 상정할 때, 분말형 1-MCP 발생제의 투입량은 100-300 mg이 적당하고, 테이프형 1-MCP 발생제의 경우 투입량은 1-3 ㎠ 정도로 하는 것이 좋다. 이때 각 형태의 1-MCP 발생제를 포장에 밀봉한 후 상자에 담아 저온 조건에서 처리하는 것이 바람직하다. 저온 처리시의 온도는 -1.5 ~ 1.0 ℃, 바람직하게는 -1.0 ℃로 하고, 1일 이상, 바람직하게는 2일 이상 처리하는 것이 좋다. 이와 같이 먼저 1-MCP 발생제를 포장한 후 저온에서 처리하는 이유로는 다음과 같다. 일반적으로 부유 단감 과실의 에틸렌 생성 능력은 매우 낮은 것으로 보고되어 있는데 (Takada, M. 1983. Respiration, ethylene production and ripening of Japanese persimmon fruit harvested at various stages of development. J. Jap. Soc. Hort. Sci. 52, 78-84.), 본 발명자에 의하면 수확 직후 또는 저온 저장 기간 동안에는 단감 과실에서 에틸렌을 거의 검출할 수 없었으며 에틸렌 생성의 뚜렷한 증가는 저장 기간의 장단을 막론하고 저온 저장고에서 출고하여 상온에 노출시킨 후에야 비로소 관찰할 수 있었다. 이러한 사실은 부유 단감의 경우 다른 급등형 과실과 달리 1-MCP의 효과적인 처리 시점이 굳이 수확 직후이어야 할 필요가 없다는 것을 의미한다. 그러나 에틸렌의 생성이 개시된 이후에는 1-MCP의 처리 효과가 크게 감소하므로 적어도 상온에 노출되기 이전에 처리되어야 한다. 상기 예에서 비록 단감을 예로 하여 설명하였지만 다른 급등형 과실의 경우에도 마찬가지로 적용될 수 있다.
이와 같은 방법에 의해 포장내에 투입된 1-MCP 발생제는 포장내 존재하는 수분에 의해 담체가 조해되고, 1-MCP 가스를 방출하여 결과적으로 에틸렌의 작용을 억제함으로써 과실의 연화를 방지할 수 있게 된다. 특히 공기변형 포장된 과실의 경우에는 과실의 저장 중 내지는 유통 중에 항상 상대습도가 포화상태에 놓이게 되므로 지속적으로 서서히 1-MCP 가스를 방출시킬 수 있어 보다 효과적이다.
이하, 본 발명을 하기의 실시예 및 실험예에 의해 상세히 설명한다. 단, 하 기 실시예 및 실험예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예 및 실험예에 의해 한정되는 것은 아니다.
<비교예 1>
부유 단감 (Diospyros kaki Fuyu) 과실은 11월 중순경 경남 김해시 진영읍 소재의 단감연구소에서 관행적인 방법으로 재배 관리된 수령 약 10년의 나무에서 수확하여 실험에 이용하였다. 수확 후 3일간 상온에서 안정시킨 과실을 0.04 mm 두께의 폴리에틸렌 필름에 낱개로 MA 포장한 후 -1.5 ℃ 저온 저장고에 저장하면서 에틸렌 생성, 경도의 변화, 1-MCP 처리 효과 등을 조사하였다.
1-MCP 발생제로 SmartFreshTR 는 Rohm and Haas사에서 제공받았다. 단감 과실에 관행적인 방법으로 1-MCP 가스를 직접 처리하는 실험처리에서는 우선 1 % (v/v) 농도의 1-MCP 가스를 준비하였다. 67.5 mL 용량의 유리병에 47 mg의 SmartFreshTR 분말을 넣고 마개를 닫은 다음에 주사기를 이용하여 마개에 부착된 고무를 통해 증류수 20 mL을 주입하였다. 증류수를 주입한 후에는 초음파를 가하여 SmartFreshTR 를 완전 용해시킨 한편 물에 녹아있는 1-MCP 가스를 공기 중으로 방출시켰다. 15 kg의 단감 과실을 77 L 용량의 아크릴 용기에 밀폐한 후 주사기를 이용하여 준비된 1 % 1-MCP 가스 6.2 mL를 취하여 고무마개를 통해 아크릴 용기에 주입하였다. 이 때, 아크릴 용기 내의 1-MCP 가스 농도(약 1ppm)는 가스크로마토그래피로 분석하여 확인하였으며 1-MCP 가스를 주입하고 나서 -1.5 ℃에서 24시간 방 치한 후 용기를 개방하여 과실을 꺼내 상온으로 이동하였다.
<실시예 1> 분말형 1-MCP 발생제의 조제
본 실시예에서는 1-MCP 발생제로 SmartFreshTR 를 사용하였다. SmartFreshTR 에서 1-MCP 가스의 담체로 이용되는 물질은 γ-사이클로덱스트린이다 (Watkins, 2006). γ-사이클로덱스트린은 8개의 글루코피라노오즈가 고리 구조로 결합된 화합물로서 직사각형 막대 모양의 결정구조를 형성하며 결정 구조 내에 소수성의 공극을 함유하고 있어서 유기 분자, 염, 할로겐 등을 공극에 가두어 고체 분말 상태로 유지시키는데 사용되는 물질이다. 사이클로덱스트린의 조해성에 대해서는 문헌에 특별히 명시된 바가 없으나, 본 실험에서, SmartFreshTR 의 입자 구조를 현미경으로 관찰한 결과, 높은 상대습도 조건에서는 공기 중의 수분을 흡수하여 결정 구조가 파괴되는 것을 관찰할 수 있었다 (도 1). 즉, 고습 조건에 접하지 않은 SmartFreshTR 의 입자에서는 직사각형 막대 모양의 결정구조가 뚜렷하게 관찰되었으나 고습 조건을 경과한 후에는 이러한 막대 결정 구조가 부정형의 형태로 변화되었다. 이는, 고습 조건에서는 사이클로덱스트린이 공기 중의 수분을 흡수하는 조해성의 성질을 어느 정도 가지고 있음을 보여주며, 따라서 이론적으로, SmartFreshTR 는 물에 용해시키지 않더라도 공기 중의 수분에 의해서도 결정 구조가 파괴되어 공극에 갇혀 있던 1-MCP를 방출할 수 있음을 의미한다.
위 사실에 근거하여 본 실시예에서는 분말형 1-MCP 발생제를 조제하였다. 분말형의 1-MCP 발생제는 SmartFreshTR 와 실리카 분말을 1:100 (w/w)의 비율로 혼합하여 조제하였다. 이 때, 실리카 분말은 CoCl2를 함유하는 청색 입상의 건조제용 실리카겔을 막자사발에서 분쇄한 후 SmartFreshTR 분말 입자와 잘 섞일 수 있도록 100 mesh 채로 걸러서 제조하였으며 혼합 전에 110 ℃에서 1시간 동안 건조하였다.
<실시예 2> 테이프형 1-MCP의 조제
테이프형의 1-MCP 발생제는 SmartFreshTR 분말을 3M사의 스카치 테이프 또는 프린터용 견출지의 접착면에 부착시켜 제조하였다. 테이프 단위 면적당 SmartFreshTR 의 함량은 부착 전후의 테이프 무게를 비교하여 구하였으며 SmartFreshTR 함량이 1 mgㆍcm-2이 되도록 부착량을 조절하였다.
<실시예 3> 단감의 포장
상기 실시예 1과 2에서 제조한 1-MCP 발생제는 이하에서와 같이 단감 과실에 처리하였다.
10 kg의 과실을 0.1 mm 두께의 폴리에틸렌 대봉투에 넣고 분말형 1-MCP 발생제 200 mg 또는 테이프형 1-MCP 발생제 2 ㎠를 동봉하여 밀봉한 후 10 kg 들이용 종이 상자에 담아 -1.0 ℃에서 2일 이상 처리하고 상온으로 이동하였다.
<실시예 4> 자두의 포장
상기 실시예 1과 2에서 제조한 1-MCP 발생제는 이하에서와 같이 자두 과실에 처리하였다.
10 kg의 과실을 0.1 mm 두께의 폴리에틸렌 대봉투에 넣고 분말형 1-MCP 발생제 200 mg 또는 테이프형 1-MCP 발생제 2 ㎠를 동봉하여 밀봉한 후 10 kg 들이용 종이 상자에 담아 -1.0 ℃에서 2일 이상 처리하고 상온으로 이동하였다.
<실험예 1> 상대습도에 따른 1-MCP 발생제의 1-MCP 발생 분석
상대 습도를 달리한 조건에서 상기 각 실시예의 방법으로 조제한 1-MCP 발생제로부터 발생되는 1-MCP 가스량을 측정하였다. 즉, 물, K2SO4, KNO3 포화용액 각 10 mL 또는 100 g의 실리카겔 건조제가 들어 있는 690 mL의 용기에 1-MCP 발생제를 넣고 밀폐한 후 용기 내의 1-MCP 가스 농도 변화를 시간별로 측정하였다. 이 때, 1-MCP 발생제는 물 또는 염 용액과 직접 접촉하지 않도록 주의하였으며, 이 때, 용기 내의 상대 습도는 물, K2SO4, KNO3 포화용액에 대하여 각각 100 %, 97 %, 93 %로 평형을 유지하게 된다. 1-MCP는 CP-Poraplot Q-HT column (12.5 m x 0.32 mm ID, 110C; Varian, USA)과 FID (150C)를 장착한 가스크로마토그래피 (GC-2010, Shimadzu, Japan)를 이용하여 분석하였다.
위 실험결과, 건조제로서 실리카겔을 투여하여 상대습도를 매우 낮게 유지시 킨 조건에서는 1-MCP 발생제로부터 1-MCP 가스의 방출이 거의 일어나지 않은 반면, 높은 상대습도를 유지시킨 조건에서는 1-MCP 가스의 방출량이 시간이 지남에 따라 점차 증가한 후 감소하는 양상을 보였다 (도 2). 이때, 감소의 원인은 아마도 방출된 1-MCP 가스 분자가 중합되었거나 용기 내에 투여한 용액에 재용해되었기 때문으로 생각된다. 물을 투여하여 상대습도를 100 %로 유지시킨 조건에서 1-MCP 축적량은 12시간 후 최고조에 달하여 그 양은 30.5 ㎕에 이르렀다. SmartFreshTR 를 공급하는 Rohm and Haas 사의 기술서 (Technical Bulletin)에 따르면, SmartFreshTR 의 1-MCP 함유량은 3.3 %로서 70 mg의 SmartFreshTR 는 물에 녹였을 때 약 1000 ㎕의 1-MCP 가스를 발생할 수 있다. 따라서 위의 실험 조건에서 1-MCP 발생제(SmartFreshTR 약 2 mg 함유)로부터 30.5 ㎕의 1-MCP 가스가 발생된 결과는 제조사에서 제시하는 가스 발생 수치와 잘 일치하며, 따라서 물에 녹이는 방법과 동일한 효율로 공기 중의 수분을 통해서도 1-MCP 발생제로부터 1-MCP를 발생시킬 수 있음을 확인할 수 있었다. 그러나 공기 중의 수분에 의한 1-MCP 발생제로부터 1-MCP 가스의 발생은 상대습도의 영향을 크게 받았으며 97 % 및 93 % RH 조건에서 1-MCP 가스 발생 효율은 100 % RH 조건의 60.3 %와 13.0 %에 불과하였다. 실시예 3에서와 같이 단감 과실을 폴리에틸렌 봉투에 밀봉 (MA 포장)할 경우 포장 내의 상대습도는 수십 분 이내에 포화 상태에 이르게 된다. 따라서 위의 실험 결과에서 상대적으로 낮은 상대습도 조건에서 1-MCP 가스 발생 효율이 감소하는 것은 실용적인 관점에서는 문제가 되지 않는다.
<실험예 2> 단감 과실의 경도 측정
과육의 경도는 레오미터 (EZ test, Shimadzu, Japan)를 이용하여 측정하였다. 약 2 mm 두께로 박피한 적도 부위의 과육에 5 mm 직경의 탐침을 7 mm 깊이까지 침투시킬 때 탐침에 작용하는 최대 항력(N)을 구함으로써 과육의 경도를 측정하였다. 과육의 경도는 처리구당 10개의 과실에 대해 측정한 평균값으로 표시하였다.
1-MCP를 처리하지 않은 대조구의 과실은 상온 조건에서 급속하게 과육의 연화가 진행되었으나 1-MCP 처리 과실에서는 과육의 연화가 지연되는 효과가 나타났다 (도 3). 단감 과실의 상품적 가치는 과육의 경도에 의해 좌우된다. 일반적으로 과실을 엄지와 검지 사이에 잡고 약간의 힘을 가하였을 때 과실에 변형이 나타나지 않을 정도로 과육이 단단할 때에만 상품성이 있는데, 경험적으로 이러한 과실은 최소 20 N 이상 경도값을 보이므로 과육의 경도 20 N은 상품성 판단의 기준이 될 수 있다. 따라서 본 실험에 이용한 저장 단감 (3월 초까지 3.5개월 MA 저온저장)에서 상온 유통 중 상품성 유지 기간은 무처리 및 1-MCP 처리에서 각각 1일과 5일로 볼 수 있다. 이 때, 1-MCP 처리구에서 테이프형 1-MCP 발생제의 이용은 비교예의 관행적인 처리 방법과 비교하여 동일한 연화 지연 효과를 나타내었다. 한편, 단감은 저장 기간이 길어질수록 상온 유통시 과육의 연화 속도가 더욱 빨라지는데, 4월 초까지 4.5개월간 저장한 과실에 대하여 분말형 1-MCP 발생제를 처리한 결과 무처리 과실에 비하여 적어도 2일 이상의 연화 지연 효과가 있었으며 (도 4), 이로써 SmartFreshTR 를 분말형 1-MCP 발생제로 조제하여 이용하더라도 처리 효과가 있음을 확인할 수 있었다.
우리나라의 부유 단감은 동남아 등지로 매년 많은 양이 수출되고 있는데, 수출용 단감은 10 kg 단위로 가스 투과성이 매우 낮은 0.1 mm 두께의 폴리에틸렌 봉투에 밀봉하여 종이 상자에 포장한 후 저온 컨테이너로 수송되며, 이러한 단감의 수출 과정에 본 연구에서 고안한 1-MCP 처리 방법은 유용하게 적용될 수 있을 것으로 기대된다.
<실험예 3> 자두 과실의 경도 측정
1-MCP 무처리군, 비교예 1에서와 동일한 조건하에 처리된 대조군 및 실시예 4에 따른 본 발명 처리군에 대하여 실험예 2에서와 동일한 방법에 따라 과실의 경도를 측정하였으며 그 결과는 도 5에 제시하였다. 도 5를 참조할 때, 본 발명에 따른 처리구에서 기존 방법에 따라 처리한 1-MCP 처리구와 비교할 때 동등한 정도의 경도를 보이는 것을 확인할 수 있다.
<실험예 4> 자두 과실의 총산 변화 및 당도 측정
1-MCP 무처리군, 비교예 1에서와 동일한 조건하에 처리된 대조군 및 실시예 5에 따른 본 발명 처리군에 대하여 공지된 방법에 따라 유통기간 중 총산(구연산) 의 변화와 당도의 측정결과를 도 6 및 도 7에 각각 제시하였다. 도 6 및 도 7을 참조할 때, 본 발명에 따른 처리구에서 기존 방법에 따라 처리한 1-MCP 처리구와 비교할 때 동등한 정도의 총산함량과 당도를 보이는 것을 확인할 수 있다.
도 8에 본 발명에 따라 포장처리되어 유통 중(4일 째)인 자두와 무처리 상태에서 유통 중인 자두의 사진을 제시하였다. 이에 의하면 본 발명에 따라 포장된 자두가 보존상태가 우수한 것을 확인할 수 있다.
<실험예 5> 분말형 1-MCP 발생제의 보관 중 분해안정성 효과조사
본 발명 실시예에 사용된 1-MCP 발생제의 보관중 제품의 안정성 효과를 비교 조사하기 위하여 분말형 1-MCP 발생제와 기존의 1-MCP 제품(Rohm and Haas사의 SmartFreshTR )을 54 ℃ 저장고에 10주 동안 보관하면서 2주 간격으로 각 시료를 채취하여 각 시료중에 포함되어있는 1-MCP 양의 경시적 변화를 조사하였다. 에틸렌 분석방법은 실험예 1의 100% 습도조건과 방법과 동일하게 하였다. 실험결과 표 1 및 도 9에서 보는 바와 같이 기존의 1-MCP 제품은 2주 간격으로 약 0.8%의 1-MCP가 분해되었으나 실시예에 사용된 분말형 1-MCP 발생제는 약 0.5%로 분해율이 낮아 유통중 안정적인 보관이 가능한 것을 알 수 있었다.
<표 1> 1-MCP 분해율(%)
최초 2주후 4주후 6주후 8주후 10주후
분말형 1-MCP 발생제 0 0.50 0.98 1.54 1.94 2.56
기존의 1-MCP 제품 0 0.80 1.58 2.01 2.44 3.69
상기와 같이, 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명 실시예에 사용된 1-MCP 발생제의 습한 공기에 노출 전(좌측)과 후(우측)의 현미경 사진이다.
도 2는 본 발명 실시예에 사용된 1-MCP 발생제를 대상으로 서로 다른 상대습도에 노출시킨 후 발생한 가스의 양을 측정한 결과이다.
도 3은 실온에서의 저장 후 부유단감의 과육 연화에 대한 테이프형 1-MCP 발생제의 처리효과를 보여주는 결과이다.
도 4는 부유단감의 과육 연화에 대한 실리카 분말과 미리 혼합된 1-MCP 발생제로부터 발생한 1-MCP 가스의 처리효과를 보여주는 결과이다.
도 5는 자두의 과육 연화에 대한 실리카 분말과 미리 혼합된 1-MCP 발생제로부터 발생한 1-MCP 가스의 처리효과를 보여주는 결과이다.
도 6은 처리방법에 따른 유통기간 중 자두의 총산변화이다.
도 7은 처리방법에 따른 유통기간 중 자두의 당도변화이다.
도 8은 본 발명에 따라 포장되어 유통 중(4일 째)인 자두와 무처리 상태로 유통 중(4일 째)인 자두의 사진이다.
도 9는 본 발명에 사용된 분말형 1-MCP 발생제와 기존의 1-MCP제품간의 보관중 분해안정성에 대한 효과를 조사한 결과이다.

Claims (8)

1-MCP 발생제와 건조제를 포함하는 과실의 연화방지제.
제 1항에 있어서,
건조제는 실리카겔인 것을 특징으로 하는 과실의 연화방지제.
제 2항에 있어서,
증량제로 CoCl2를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 과실의 연화방지제.
제 1항에 있어서,
1-MCP 발생제와 건조제는 분말 상태의 것으로 1:10-1:1000 (w/w)의 비로 혼합된 것을 특징으로 하는 과실의 연화방지제.
과실의 연화 방지방법에 있어서,
과실의 포장내에 상기 포장내 습기에 의해 조해가능한 1-MCP 발생제를 투입하여 포장하고, 상기 포장내 습기에 의해 발생하는 상기 1-MCP 가스에 의해 에틸렌의 작용을 억제하는 것을 특징으로 하는 과실의 연화방지방법.
제 5항에 있어서,
과실은 단감, 매실 또는 자두인 것을 특징으로 하는 과실의 연화 방지방법.
제 5항에 있어서,
1-MCP 발생제는 분말형 또는 테이프형으로 포장에 직접 투입되어지는 것을 특징으로 하는 과실의 연화 방지방법.
제 5항에 있어서,
1-MCP 발생제와 함께 건조제가 더 포함되어지는 것을 특징으로 하는 과실의 연화 방지방법.
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