채소 수확후 관리 기술 국립원예특작과학원 채소과 최지원

목 차 1 1 수확후 관리기술 개요 2 채소 수확후 관리 · 수확후 관리기술의 목표 · 수확후 손실요인 및 손실율 목 차 1 1 수확후 관리기술 개요 · 수확후 관리기술의 목표 · 수확후 손실요인 및 손실율 · 채소의 수확후 품질 특성 2 채소 수확후 관리 · 수확후 생리 · 수확후 관리 기술 · 수확후 관리 실제

유통판매기간(shelf-life) 확보, 출하시기 조절 수확후 관리의 목표 수확된 농산물이 최종 소비자에 도달되기까지 고품질, 신선도, 안전성 유지 수확 후 유통 단계별 손실율 경감 최소화 유통판매기간(shelf-life) 확보, 출하시기 조절 => 농산물의 규격화, 상품화 (제 2의 생산) - 체계적인 수확후 관리 후 품질보전으로 판매 가격 차이 : 5-10배 (최고 27배)

수확후 손실요인 및 손실율 수확후 관리의 구조 생산자/농가 (제1생산단계) 산지포장/유통센터 (제2생산단계) 물류센터/도소매업체 (판매단계) 소비자 (소비단계) 생산 수확 운반 검사,세척,선별 포장,예냉 저장 수송 재포장,손질 전시,판매 소비

수확후 손실요인 출하전 손실 수송 저장 가공 및 포장 생산자 소비자 유통 파괴 다듬기 멍 파손 해충 곰팡이 박테리아 맹아 과숙 산패 시들음(증산,호흡) 호흡열 동해 과습 오염 변질 비능률 과도한 손질

수분 손실 기계적 상해 녹색이 변함 높은 호흡율 썩음 에틸렌에 민감 상추 시금치 배추 양배추 브로콜리 셀러리 어린잎채소 엽채류의 수확후 손실 요인 상추 시금치 배추 양배추 브로콜리 셀러리 어린잎채소 새싹채소 아스파라거스 파 파슬리 수분 손실 기계적 상해 녹색이 변함 높은 호흡율 썩음 에틸렌에 민감

썩음 과숙 수분손실 연화 멍듬, 기계적 상해 저온장해 오이 호박 토마토 고추 파프리카 가지 수박 딸기 멜론 과채류의 수확후 손실 요인 썩음 과숙 수분손실 연화 멍듬, 기계적 상해 저온장해 오이 호박 토마토 고추 파프리카 가지 수박 딸기 멜론

수확후 손실율 주요 채소산지 감모율 (단위: %) 무 배추 감자 양파 수박 봄 21 30 8-17 20-35 3-5 고냉지 13-20 35 7-12 가을 5-10 20-30 평균 15 10 조사방법: 면접조사 소비자에 의한 감모율: 5-7% (자료: 황윤재 2008, 농촌경제연구원)

1. 수확후 생리 (postharvest physiology) 수확후 관리의 범위 1. 수확후 생리 (postharvest physiology) 호흡, 증산, 숙성, 연화, 홀몬, 세포 등과 관련된 생리 대사 2. 수확후 기술 (postharvest technology) 전처리(예냉, 세척 등), 선별, 포장, 저장(저온, CA, 감압, MAP), 수송, 신선편이 등과 관련된 기법 및 기술 3. 수확후 장해 (postharvest disorders) 생리적 장해 (postharvest physiological disorders) : 생리적 원인 병해 (postharvest disease) : 병해, 충해를 모두 포함

1. 수확후 생리 (postharvest physiology) 호흡 성숙 및 숙성 증산 품질 인자

■ 채소 수확후 특성 살아있다. (생리대사 지속) 숨쉬고 있다. (호흡) 죽어가고 있다. (노화) 수분함량이 높다. 다양하다. : 예) 품목, 수확시기, 재배방법

채소 생육시기와 이용시기

수확후 주요 생리작용 온도는 모든 생리작용에 영향을 준다. 과일 채소 수분손실 색변화, 조직연화, 풍미변화 양분소실 부패 CO2 O2 수분 (H2O) 에틸렌 (C2H4 ) 호흡 증산 성숙, 숙성 과일 열 채소 수분손실 색변화, 조직연화, 풍미변화 양분소실 부패 < 작용 > < 손실 > 품질

C6H12O6 (탄수화물) + 6O2 ⇒ 6CO2 + 6H2O + energy (686 kcal, 열) 수확후 생명의 지속적 활동  노화 진행, 품질저하 호흡 C6H12O6 (탄수화물) + 6O2 ⇒ 6CO2 + 6H2O + energy (686 kcal, 열) 호흡량 : 이산화탄소의 배출량으로 표시 – mg/kg/hr (호흡속도) 호흡으로 자신의 영양분을 소실하는 과정 - 호흡에 의해 당성분, 유기산, 기타 영양물질의 소모 호흡급등형(climacteric type), 호흡비급등형 (non-climacteric type) - ① 급등전기, ② 급등기, ③ 급등최성기, ④ 급등후기 ① ④ ③ ②

호흡양상에 따른 분류 호흡에 영향을 미치는 요인 호흡 급 등 형 비 급등형 사과, 복숭아, 토마토, 바나나 살구, 키위, 망고, 아보카도 오렌지, 포도, 파인애플, 딸기, 오이, 가지, 양앵두, 고추, 올리브 호흡에 영향을 미치는 요인 내적요인 : 작물의 종류, 호흡기질 외적요인 : 온도 (Q10), 산소, 이산화탄소, 에틸렌, 물리적스트레스 구 분 범위 (mg CO₂/kg/hr) 작 물 매우낮음 낮음 중간 높은 매우높음 극히높음 < 5 5 – 10 10 – 20 20 – 40 40 – 60 >60 견과류, 대추야자 사과, 배, 감귤, 키위, 포도 살구, 바나나, 체리, 복숭아 딸기, 나무딸기,아보카도 절화류, 강낭콩 아스파라거스, 버섯, 옥수수

호흡 조절 방법 온도 : Q10, 예냉, 품온저하, freezing point 온도가 낮아질 때 생물활성의 감소를 나타내는 원리 (호흡속도 기준) 온도가 10℃ 낮아지거나 높아질 때 생물 대사작용의 변화율을 나타냄 온도 변화에 따른 원예작물의 Q 10 값 및 상대적 저장기간 온도 (℃) Q 10 값 상대적 저장기간 (일) 3.0 100 10 2.5 33 20 2.1 13 30 1.5 6 Q10 = 온도가 10℃ 상승할 때 열화되는 반응속도 차이

…쿨쿨... 저온유지에 의한 호흡 억제, 저장기간 연장 CO2 (ml/kg/h) 호흡량 저장기간 21C 0 10 20 30 40 호흡량 CO2 (ml/kg/h) 21C 15.5C 12C 10C 4.5C 2.8C 1C 0.25C 에고 더워라 .. …쿨쿨... 저장기간

저장 7일 후 0℃ 5℃ 10℃ 15℃ 20℃ 저온관리를 하면 호흡과 열화가 억제된다.

■ 저온저장 동해, 저온장해를 받지 않을 한계이상의 온도에 저장 냉동기를 이용하여 저장고내 온도를 저장적온으로 조절하는 방법

■ 주요 채소류의 저온저장 조건 품명 온도(℃) 습도(%) 저장기간 빙점(℃) 배추 무 당근 마늘 파 양파 생강 시금치 양배추 순무 브로콜리 향미나리 아스파라거스 감자 고구마 버섯 7~10 2.5 4~10 13~15 0~1 95~100 90~95 98~100 65~70 85~90 90 2~3개월 3~6개월 6~7개월 2~3주 1~8개월 6개월 10~14일 3~4주 2~4개월 5~10개월 4~6개월 7~14일 -0.6 -1.1 -1.4 -0.8 -0.9 -0.3 -1.0 -0.5 -1.3

■ 주요 과채류의 저온저장 조건 품명 온도(℃) 습도(%) 저장기간 빙점(℃) 수박 10~15 90 2~3주 -0.4 풋고추 5~10 85~95 -0.7 토 마 미숙 10~13 90~95 2~5주 -0.5 완숙 8~10 85~90 1~3주 오이 10~12 10~14일 참외 5~7 4주 딸기 7~10일 -0.8 넷트메론 2~5 95 -1.2 풋호박 7~10 1~2주 - 가지 파프리카

호흡 조절 방법 공기 조성 조절 : MAP, CA - MAP : Modified Atmosphere Packing - CA : Controlled Atmosphere point MA 효과는 무엇인가 CA 저장 산소 : 21%  1-3% 이산화탄소 : 0.03%  1-3% 온도 : 0-1 ℃

성숙 및 숙성에 관여하는 인자 성숙단계이후 생리대사의 변화에 의해 익어가는 과정 에틸렌, 연화효소 정의 숙성 착과 과실 생장 초기 성숙 (mature) 숙성 (ripening) 노화 성숙 및 숙성에 관여하는 인자 에틸렌, 연화효소 # 토마토의 5단계 숙도 : Mature green, Breaker, Turning, Pink, Red Mature Green Breakers : 부분적으로 노랑,분홍,붉은색이 토마토 표면의 10% 미만을 보이는 상태 Turning : 노랑,분홍,붉은색이 10~30% Pink : 분홍이나 붉은색이 30-60% Light Red : 진분훙이나 붉은색이 60-90% Red : 90%이상이 붉은색

성숙 및 숙성 과정에서 일어나는 대사 산물의 변화 세 포 수 준 품 질 변 화 전분이 당으로 가수분해 단맛의 증가 : 사과, 배, 바나나 유기산의 변화 (산미의 감소) 신맛의 감소 : 사과, 살구, 키위 엽록소 분해 및 색소합성, 발현 색의 변화 : 사과, 토마토 세포벽 붕괴 과육의 연화 : 사과, 배, 감, 토마토 탄닌의 중합반응 떫은맛의 소실 : 감 휘발성 에스테르의 합성 풍미 발생 : 유자, 사과 표면 왁스 물질의 합성 및 분비 과피의 외관 및 상품성 정도 : 포도

에틸렌 (ethylene, C₂H₄) 유익한 활용: - 감귤 착색촉진 - 과일 숙성 촉진 예) 토마토, 바나나 장해 발생: 무색, 무취 과일의 숙성, 잎이나 꽃의 노화를 촉진시키는 기체상태의 천연식물호르몬 - 호흡량 증가와 연관됨 - 숙성 호르몬, 노화 호르몬 - 변색, 숙성, 부패 등 초래 유익한 활용: - 감귤 착색촉진 - 과일 숙성 촉진 예) 토마토, 바나나 장해 발생: - 황화 / 클로로필 분해 예) 브로콜리 - 당근 쓴맛 발달

단일 품목, 단일 품종 저장이 원칙 주요 원예작물의 에틸렌 발생 및 반응 양상 숙성 품 목 에틸렌 발생량 (ul/kg/kr) 온 도 (℃) 에틸렌 반응 양상 사과(후지) 2 – 4 노화촉진, 경도저하 배 (신고) <0.1 연화촉진, 표피 변색 (민감) 포도 20 탈립 촉진 키위 0.1 – 0.5(미숙) 50-100(성숙) 매우 민감 (5-10ppm 연화) 감 0.1 – 0.5 매우 민감 (연화) 수박 0.1 – 1.0 매우 민감, 연화 피망 0.1 – 0.2 둔감, 착색효과 오이 매우 민감, 연화, 황화, 부패증가 가지 0.1 – 0.7 12.5 민감, 과실 받침 탈락, 부패증가 토마토 4.3 – 4.9 민감, 착색효과 (연화)

GMO : anti-sense ACC synthase anti-sense ACC oxidase, 숙성 피한다 제거한다 생성을 억제한다 작용을 억제한다 유전자원 선발/유전공학 작용억제제 : STS, 1-MCP CA, MA : 고농도 이산화탄소,저농도 산소 덜 민감한 품종선발 : 카네이션, 장미 GMO : anti-sense ACC synthase anti-sense ACC oxidase, anti-sense binding site Etr 돌연변이체 단일품목, 품종 저장, 진동, 충격 회피 생합성 억제제 : AOA, AVG 에틸렌 분해, 제거 : KMnO4, 오존, 환기

1-MCP 에틸렌작용억제제, 무색 무취의 기체, 1-Methylcyclopropene 독성이 없이 무해하며 잔류물질의 위험성이 없고, 아주 낮은 농도에서 반응성을 가짐(EPA 미국환경청, 2002) -미국 EPA, 1999년 1-MCP의 관상용 작물에 사용 허용 : EthylBloc Rohm & Hass의 자회사 AgroFresh사에서 SmartFreshTM로 발전 식용 가능한 원예작물에 대한 국제적인 사용 권리 획득 한국 cyclopropene 전구물질과 반응시약을 혼합하여 필요시 1-MCP 발생 - 2005 국제특허 출원, 2008년 국내특허등록 - eFresh사에서 FreshLong로 상업화 한국에서의 농업적 이용 - SmartFresh : 농약 생장조정제로 등록, 1-MCP - FreshLong : 1-MCP 발생기로 농약외품 1-MCP가 없을 때 1-MCP가 있을 때

연화효소 (PG, PME) 세포벽 분해 효소 이론 (Theory of ripening signal) 용어정리 숙성 mRNA 성숙단계 (Ripening stage) mRNA PG activity rin. 토마토 용어정리 PG : polygalactronase – 세포벽 분해효소 PME : pentin methylesterase – 세포벽 분해효소 protopectin : 불용성의 pectin

 식물체로부터 수분이 기체인 수증기 상태로 소실되는 과정 증산과 관련된 지수 및 용어 수분 이동은? 정의 증산 증기압 (vapor pressure) : 수분인 증기에 가해지는 압력 – mmHg - 높은 증기압에서 낮은 증기압으로 이동 상대습도 (RH ; relavite humidity) : RH = Pw/Ps 이슬점 (dew point) : 상대 습도가 100%에 도달하여 물방울이 맺힐 때의 온도 증산계수 : 증기압차에 의해 소실되 수분 – mg/kg/hr/mmHg 저온저장고 수분 이동은?  90 % 97 % 1. 사과에서 저장고로 2. 저장고에서 사과로

수확후 : 품질저하의 원인 - 수확시 중량에 대하여 3% 이하: 외관, 조직감에 영향 없음 3-5%: 외관 변화(마름, 위축) 증산 수확후 : 품질저하의 원인 - 수확시 중량에 대하여 3% 이하: 외관, 조직감에 영향 없음 3-5%: 외관 변화(마름, 위축) 5% 이상: 외관 시듦, 상품성 상실 증산은 기공, 피목, 상처부위를 통해 일어남

증산에 영향을 미치는 요인 증산 표면적대 부피의 비 표피구조 : 과모, stomates, lenticel, cuticle layer, wax, hair(trichome) 생리적 상태 : 품종, 호흡, CO₂농도 환경요인 : 온도, 습도, 공기유속, 대기압, 일조 조건 작목별 증산 계수 저장습도에 의한 수분 손실 작 목 증산계수 (mg/hr/mmHg) 토마토 0.3 고추 2.5 오이 당근 7.5 셀러리 11 상추 13 시금치 31 작 목 저장기간 (일) 상대습도 (%) 85-90 > 98 꽃양배추 6 35 1.0 배추 12 15 0.4 부추 10 29 0.1 셀러리 27 0.5