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ISSN : 1598-5504(Print)
ISSN : 2383-8272(Online)
Journal of Agriculture & Life Science Vol.54 No.4 pp.25-35
DOI : https://doi.org/10.14397/jals.2020.54.4.25

Case Study of Winter Kimchi Cabbage Storage with Net Packaging, and comparison of Head Growth and Salting Characteristics between Winter and Spring Kimchi Cabbage

Jung-Soo Lee*
National Institute of Horticultural & Herbal Science, RDA, Wanju 55365, Korea
*Corresponding author: Jung-Soo Lee Tel:
+82-63-238-6511 Fax: +82-63-238-6505 E-mail:
ljs808@rda.go.kr
October 29, 2019 August 11, 2020 August 11, 2020

Abstract

This study presents an empirical case analysis about the winter performance of kimchi cabbage storage at industry locus, and the comparison of the spring one to the salting characteristics. Changes in the quality of winter kimchi cabbage with net packaging during 16 weeks were evaluated during low temperature storage (0℃). During storage, winter kimchi cabbage continued to decrease in fresh weight loss, SPAD index and color difference, one making it unsuitable for fresh distribution after 16 weeks. The largest main cause of rate loss in winter kimchi cabbage was the decay of the outer leaves at the demonstration site. The appearance of kimchi cabbage changed, the one for commercial use was poor, while the one for internal use was good. There was no significant change in hardness and soluble solid content (ssc) in inner winter cabbage during the 16-week storage. Therefore, possible proper processing could be if the winter cabbage was trimmed and processed after storage. The winter cabbage 'Namdo Janggun' showed no significant difference in the head characteristics compared to the spring cabbage 'Chun Kwang' after storage. When compared to the winter cabbage 'Namdo Janggun', the spring cabbage 'Chun Kwang' showed no significant difference in the head characteristics between two cultivars except in the SSC after storage. When the two cultivars were used as salting, it was confirmed that both did not show any difference in salt characteristics and EC, except for the pH level. Therefore, it means that there is a possibility for similar processing for both. The results indicated that the properties of stored winter cabbage were poor as a fresh product, but it could be used as salting cabbage for kimchi processing.

월동배추의 현장 저장 사례 및 봄배추 작형과의 생육과 절임 특성 비교

이 정수*
국립원예특작과학원

초록

월동배추 저장 특성과 이용 시 봄배추와의 차이를 비교하였다. 월동배추의 산업현장에서 저장 특성을 조사하여, 현장에 나타나는 현상과 개선 방향을 파악하고자 하였다. 월동배추인 ‘남도장군’을 산업현장에서 저온으로 그물망 저장을 하여 16주 동안 조사한 결과, 월동배추의 외관이 변하여 상품성은 떨어졌지만, 내부 상태는 양호하여, 신선배추로 판매보다는 가공용으로 이용 가능한 것으로 나타났다. 월동배추는 저장 중에 외관 및 생체중량, SPAD지수, 색상차에서 저장 동안에 지속적으로 감소하나, 8주까지 실증 현장의 배추는 신선 배추로 판매가 가능해 보였는데, 이후 저장 종료 시까지 월동배추의 겉잎 부패로 인한 손실로 신선하게 유통하기에는 부적합해 보였다. 그러나 저장 16주간의 실증에서 월동배추 내부의 경도, 당도 등 에서는 큰 변화가 없는 것으로 나타나서, 가공 시 다듬어 손질한다면 큰 문제는 없을 것으로 판단되었다. 월동배추인 ‘남도장군’을 저장 후 봄배추인 ‘춘광’과 결구의 개체 별 특성을 비교하였는데, SSC를 제외하고는 구중과 같은 특성에서 큰 차이를 보이지 않았다. 저장했던 월동배추가 절임 시 조사를 통해 pH를 제외한 염 특성이나 EC에서 차이를 보이지 않아, 봄배추와 비슷한 가공 적성을 가지고 있는 것을 확인하였다. 본 연구에서 월동배추의 저장 특성을 농산업 현장에서 실증하였고, 봄배추와 저장한 월동배추의 품질과 가공용으로 이용 시 특성을 비교 검토하였다.


    Rural Development Administration
    PJ01499102
    PJ01019401

    서론

    저장된 월동배추는 봄배추와 생육뿐만 아니라 이용 시 차이에 대한 우려가 있다(Lee et al., 2007b). 월동배추가 많이 저장되어 봄철에 이용되지만, 농산업체의 저장에 대한 현황보고와 봄배추와 차이에 대한 특성 검토가 미흡하다. 본 연구에서는 월동배추가 농 산업현장에서 나타나는 현상을 고찰하고, 배추를 이용 시 특성을 파악 하고자 하였다. 국내에서 재배되는 배추 대부분이 수확후에 바로 출하되어 이용하나, 기후와 생산량의 변화로 공급에 불안을 야기하고 있다(Eum et al., 2013;Han and Lee, 2013). 배추의 수급 불안을 해소하기 위해서, 계절별로 저장을 실시하는데(Kim et al., 2015), 춘절기에도 배추가 생산되나, 수급 불안과 생산 가격 으로 인해 농산업체에서는 안정적인 원물 확보를 위하여 월동배추 를 저장하여 이용하고 있으며(Lee et al., 2007b;Kim et al., 2015), 월동배추가 봄배추 보다 가격 이점 등으로 인하여 저장하여 이듬해까지 이용되어, 김치 원료의 수급안정에 이바지하고 있다(Lee et al., 2007b). 월동배추의 저장에 대해 Lee et al. (2007b)Kim et al. (2001)과 같이 저장 중 특성에 관한 연구가 많이 이루어졌고 개선점도 제시하였으나, 실제 수확후 산업현장에서는 연구 결과가 잘 적용되지 않고 있어, 현장에서 저장되는 월동배추의 현지 조사 를 통해 현상을 파악하고, 효과적으로 월동배추를 저장하고 이용하 기 위한 자료로 활용하고자 하였다. 또한 저장된 배추는 가공하기 위해 많이 절여지는 데, 봄철에 생산된 배추와 비교하여 절임배추 에 나타나는 특성을 이해하고자 하였다. 본 연구를 통해 월동배추 의 산업 현장에서 저장과 가공 시 특성에 대한 기초적인 자료를 제시하고자 하였다.

    재료 및 방법

    1. 실험재료

    본 실험에서 실험재료는 월동배추 품종인 ‘남도장군(사카다코 리아)’를 이용하였다. 공시재료는 해남지역에서 재배된 것으로 정 식은 9월 20일에 하였으며, 수확은 1월 3일에 하였다. 수확된 월동 배추를 상온으로 창녕지역의 전문적인 저장유통업체(탐하농산)로 옮겨와 실제 저장하는 산업현장에서 실험을 수행하였다.

    2. 수확후 저장·유통 현황 조사

    월동배추 수확에서부터 저장과 유통현황을 파악하기 위해 창녕 의 저장유통업체에서 수확후 저장과 유통 및 가공 등의 농산업 현장에 공급 현황에 대해 탐문으로 유통과정을 조사하였다.

    3. 저장 방법과 저장 환경

    배추 저장은 그물망(550☓365☓205 mm, 이리농수산자재)에 3개씩 담아 철재 컨테이너 안에 적재해 저장하였으며, 저장고는 유니트쿨러를 활용한 직접냉각으로, 저장고 크기는 바닥면적이 60 ㎡에 높이 8 m로 배추를 적재높이 7m으로 하여 150 ton을 입고하 였으며, 배추 저장 중 저온 저장고의 온도는 0±1℃를 유지하였으 며, 습도는 84~96%이었다.

    4. 선도 및 외관의 변화, 손실요인

    Jeong et al. (1990) 의 방법을 참고로 하여 외관에 의한 선도 변화를 훈련된 5명의 평가원들이 배추의 색, 형태 변화, 신선도 등을 상등급에서 하등급까지 5단계를 두어 4주 간격으로 조사(선 도 기준: 4=매우 신선, 수확 당시와 유사; 3=선도 약간 저하, 광택 비슷, 시장판매 가능; 2=선도저하, 변색, 시장성 상실; 1= 연화 시작, 짓무름 및 부패시작; 0= 식용불가)와 함께 촬영하였다. 손실 요인은 저장 후 월동배추를 20개씩 기준으로 4반복으로 외부를 관찰하고 내부를 잘라 부패나 갈변 등의 여부를 보고 백분율로 내어 나타냈다.

    5. 생체중량 변화

    입고 시 초기 중량과 4주 간격으로 측정된 생체중량의 차이를 조사하여 중량 감소 정도를 백분율로 나타냈다.

    6. SPAD

    적색광과 infrared LED 광을 쪼여 반사와 투과정도에 따라 엽 록소 함량을 측정하는 엽록소계(SPAD-503, Minolta, Japan)을 이용하여 동일 개체를 비파괴적이며 연속적으로 4주 간격으로 측 정하였다.

    7. 색상차

    색차계(CR-300, Minolta, Japan)을 이용하여 색상차를 측정하 였다. 색상차는 Hunter Lab (2001) 보고를 참고로 하여 ΔE를 구하여 4주 간격으로 조사하였다( Δ E = ( Δ L ) 2 + ( Δ a ) 2 + ( Δ b ) 2 : trace = 0~1.5; appreciable = 1.5~6.0; much = 6.0~).

    8. 경도 측정

    경도는 Lee (2004)과 같이 배추 중륵의 안쪽 부위에 물성측정기 (Texture analyzer TA.XT2, SMS, Godalming, UK)의 직경 5 mm plunger를 이용하여 탐침법(probing)으로 측정하였다.

    9. 수분함량 측정

    배추의 증륵 부위를 4주 간격으로 샘플링하여, 75℃ 건조법에 의해 생체중과 건물중을 측정하여 수분함량을 조사하였다.

    10. 가용성고형물(soluble solids content)

    Lee et al. (2018)과 같이 증륵 부위를 채취한 후 착즙하여 디지 털당도계(PAL-1, Atago, Tokyo, Japan)로 측정하였다.

    11. 생육 조사

    예산지역에서 5월 3일 수확한 봄배추인 ‘춘광’과 저장된 월동배 추의 생육에 관련된 측정항목은 농촌진흥청 조사 기준표(RDA, 2012)에 따라 구중, 구고, 구폭, 엽두께 등을 조사하였다.

    12. 염장 특성

    Lee (2018)의 방법에 따라 저장이 동일한 월동배추인 ‘남도장 군’과 5월에 수확한 봄배추인 ‘춘광’ 배추를 소금에 절여 염장 특성 을 조사하였다. 염장법은 배추를 정선한 후에 2등분하여 천일염 (Boram Food Co., Busan, Korea)으로 만든 10% 간수에 배추를 세척 하고 배추 잎 사이에 소금(배추 생체중량의 3%)을 일정하게 뿌려 12시간 절인 후에 깨끗한 물에 세척을 한 후에 4시간 동안 탈수하여 실험에 이용하였으며, 염분 농도 및 pH, 삼투몰 농도를 조사하였다.

    13. 통계 분석

    통계처리는 SAS (Version 9.2, SAS Inc., Cary USA) 프로그 램을 이용하여, 평균간 유의차 검증은 Duncan’s multiple range test를 이용하여 유의수준 p<0.05에서 분석하였고, 수확후 실험 처리는 저장일자를 독립적인 변수로 판단하여 유의성을 소문자로 표시하였다. Figure의 측정치는 생체중량감소를 제외한 그 외의 측정항목은 4반복으로 평균(mean) ± 표준편자(standard deviation, SD)로 표시하였다. 절임 특성은 품종에 따라 t-test를 실시하 였다.

    결과 및 고찰

    1. 수확후 관리 현황

    월동배추는 실증현장에서 신선상태로 유통 보다는 김치 가공을 위해 저장되고 있었다. 실증한 저장업체는 월동배추를 해남 지역의 수확후 현장에서 그물망으로 포장하여 이송하였고, 저장을 하여 이듬 해에 식품업체로 판매하고 있는 것으로 조사되었다. Fig. 1과 같이 배추 유통에 대한 기존의 연구결과에서 Wang (2006)Han and Lee (2013)은 산지에서 바로 유통현장으로 공급하는 것으로 보고하였다. 그러나 농산업 실증현장에서 조사결과, 저장된 배추의 상당량이 일반소비자에게 시장을 통한 판매보다는 많은 양이 식가 공업체로 납품되어 김치로 가공하여 소비되고 있는 것을 확인하였 다. 이를 구입한 식가공업체에서는 저장된 월동배추를 이용 시 정 선과 같은 손질과정을 거쳐 김치를 제조하고 있었다. 식가공업체가 봄배추 보다는 저장된 월동배추를 이용하는 것에 대하여, Lee et al. (2007b)은 봄배추가 가공절임 시 품질이 다르기 때문으로 보았 으나, 실증 현장에서는 봄철 생산 가격의 불안정으로 인한 부담을 줄이고, 미리 원물을 확보하기 위한 것으로 언급하였다. 저장된 월동배추에 대하여 김치 등 배추 가공과 관련된 가공업체에서는 외관적으로 양호한 품질 외에도 적정한 크기에 무게감이 있고 정선 손실 정도가 적고 절임수율이 높은 것을 요구하고 있었으며, 실증 저장업체에서는 배추 저장 중 식가공업체의 요구에 부응하여 외관 의 변화와 부패와 같은 변질 여부를 검사하며, 주기적으로 내부 갈변 여부를 확인하고 있었다(자료 미제시).

    Lee et al. (2007b) 보고에서 배추 저장 방법에 따라 선도 뿐만 아니라, 절임 시에 영향을 미친다고 하여, 저장 시 필름 포장의 중요 성을 강조하였으나, 농산업 현장에서는 전혀 기술이 활용되지 않고 있었다. 실증한 농산업체에서도 배추 저장 시 필렛트 전체에 유·무 공 필름을 덮어 저장을 시도하였으나, 오히려 초기부터 부패가 촉진 되어 더 이상 이용하고 있지 않다고 하였다(자료 미제시). 본 연구에 서는 현장 사례를 통해 농산업현장에서의 배추 가공 전에 저장 동안 의 변화에 대한 연구 보고가 미흡하여, 배추 저장 시 농산물의 특성 을 이해하고자 하였다. 이번 조사를 통해 저장된 월동배추는 식가공 업체에서 소비되고 이용되는 것으로 조사되었으나, 실제적인 소비 량에 대해서는 파악하지 못하였다. 국내 농산물 통계는 생산 위주로 집계되고 있어, 향후 국민의 농산물 소비패턴을 파악하기 위해서는 유통에서부터 가공 이용까지의 통계 조사가 필요할 것으로 보인다.

    2. 외관 변화

    수확후 배추 저장 시 외관 변화와 달리 내부는 양호한 것으로 나타났다. 실증된 산업현장에서 배추는 그물망 저장으로, 저장 동 안 외관이 변화하며, 저장기간에 따른 외관 변화 지수에 유의한 차이를 나타냈으나(Fig. 2A), 내부는 Fig. 3과 같이 비교적 양호한 상태를 보여주었다. 월동배추는 그물망 저장 시 외관 변화는 저장 기간에 따라 감소하지만, 저장 8주까지는 입고 시와 유의적인 차이 를 보이지 않았다. 지수 3점을 소비자에게 시장 판매할 수 있는 상품성 한계로 간주하였는데 10주부터는 지수가 2.5로 떨어져 차 이를 보였으며, 14주에는 지수가 1.3으로 신선한 배추로 판매 또는 유통이 어려워 보였다. 외관의 변화를 보면 Fig. 3에서 저장 중 겉잎이 마르면서 상품성이 감소하였으며, 저장 후기에는 겹쳐 쌓아 놓은 부분이 짓눌리거나 겉잎이 부패하였으나, 배추의 내부는 외관 과 달리 온전한 상태를 보였다. 배추 저장 시 변화는 내부보다는 외부에서의 품질 저하가 빠르게 진행되는 것으로 나타났으며, 소비 자가 외관의 변화로 품질을 판단할 때에 8주 후에 저장된 월동배추 는 신선판매가 어려울 것으로 보인다. Kim et al. (2001)은 배추 저장 3개월 후의 부패율이 17~23% 정도로 상품성과 경제성이 없 다고 하였지만, 본 실험에서 상품성 저하는 Fig. 3에서 보는 바와 같이 외부엽에만 해당되고 결구된 내부에는 큰 이상이 없었다. 따 라서 배추 저장은 8주 이후에는 신선 배추로 소비가 어렵겠지만, 외부엽을 벗겨내고 정선하여 가공하는 데에는 무리가 없을 것으로 판단되었다.

    Lee et al. (2008)은 배추 저장 시 PE필름 피복으로 망 저장보다 는 상품성을 연장할 수 있다고 보고하였으나, 실제 저장·유통 현장 에서는 필름 피복이 실용화 되지 못하고 있었다. 이는 Fig. 3 에서 와 같이 필름피복을 하지 않았는데도 그물망 저장에서 8주 이후 겉잎으로부터 일어나는 부패로 인해 외관의 상품성이 감소해 보인 다. 농산업 현장에서는 필름 피복을 하지 않은 것에 대하여, 플라스 틱 농산물 박스를 이용하고 저장고 내의 입고량이 적으면 초기에만 필름피복이 신선하여 이용 가능하지만, 입고율이 높고 망저장에서 필름을 피복하면 저장이 진행될수록 부패가 더 촉진되며, 창고 내 에서 농산물의 이동이 잦아 필름 피복이 불편하여 사용하지 않고 있다고 언급하였다(자료 미제시). 배추에서 저장 시의 그물망 저장 같은 저장 방법이 현 농산업 상황에서는 향후에도 지속될 것으로 보이며, 배추의 필름 피복 후 부패 촉진과 같은 저장 기술 단점을 개선하지 못하면 쉽게 정착되지 않을 것으로 보인다.

    3. 저장 배추 손실 요인

    월동배추를 16주 저장 후 저장 종료 시 손실적 요인을 Fig. 2B 에 나타냈었다. Kim et al. (2007)Yang et al. (1993)은 배추 손실을 야기하는 요인으로 수분 손실, 경도 변화, 무름병으로 보았 는데, 본 실증 저장현장에서의 주요 손실 요인은 겉잎의 부패로 나타났으며(41%), 습한 저장 환경으로 외부엽의 부패와 잎이 건조 되어 황화 현상도 보였고(14.7%), 그 외에 상품성을 저하시키는 요소로는 깨시무늬가 있었으며(12.0%), 갈변 현상이 있었다 (9.3%). 실증 현장에서 손실요인은 보고된 수분 손실과 같은 내부 적 요인의 변화보다는 외관으로 판단되는 손실적 요인이 더 큰 것으로 나타났으며, 기존의 보고와는 달리 상품성 감소를 일으키는 요인에 대하여 차이점을 확인할 수 있었다. 기 보고된 Lee et al. (2008)은 배추는 신선품으로 팔기 위해 최대한 외관 보전을 목적으 로 실험실 내에서 조사하여 손실 요인을 판단하였다. 실증된 농산 업현장에서는 저장 목적이 신선품으로 일반 소비자 판매 보다는 김치로 가공하기 위해 원물 확보를 위한 관리로 산업현장에서는 외관 변화보다는 결구 부위의 보존 만을 염두에 두는 것으로 나타 났다(자료 미제시). 배추의 외부 부패나 건조된 잎으로 인해 신선 배추로는 판매가 어렵지만, 실증 현장과 같이 김치를 위한 원물 확보 시 겉잎을 제거하고 김치로 가공하기 위해 정선한다면 큰 무리가 없을 것으로 판단된다. 다만 내부의 깨시무늬나 내부 갈변 등의 증상이 일부 발생되고 있어, 생리적 장해를 억제하기 위한 방안의 모색이 필요하다.

    4. 생체중량 변화

    배추 저장 시 저장 기간에 따른 생체중량 감소는 저장 기간이 경과함에 따라 후기에 급격히 커지는 것으로 나타났다. Fig. 4에서 월동배추는 그물망 저장 중 생체중량이 감소하는데, 저장 기간이 경과함에 따라 유의차이를 보였으며, 생체중량 감소의 변화 양상은 2차식 유형 패턴에 가까웠다. 실증된 산업 현장에서 그물망으로 저장하여 적재한 월동배추의 생체중량 감소는 저장 기간이 경과함 에 따라 4주 이후부터 유의한 차이를 보였으며, 저장이 종료되는 16주까지 지속적으로 생체중량 감소율이 증가하는 것으로 나타났 는데, Fig. 4B와 같이 저장 기간이 지속될수록 생체중량 감소 정도 가 급격히 증가하여 선형회귀식의 2차식유형에 상관계수가 더 높 은 것으로 나타났다.

    Kim et al. (2001)은 배추 중량 감소는 저장고 내의 공기와 증기압 차에 의한 수분 증발에 의해 건조되며, 증발 시 표면으로부 터 응결 제습되어 배추의 중량 감소가 일어난다고 하였는데, 본 실험에서 생체중량 감소도 같은 결과에 의해 발생하는 것으로 보인 다. Fig. 4A에서 생체중량 감소의 경시적 변화에서 월동배추인 ‘남도장군’은 저장 기간에 따라서 4주까지는 0.8%의 생체중량 감 소로 입고 시와 유의차가 없었으나, 이후 변화율이 커지면서 10주 후에는 2.5%이었으며, 12주 후에는 3%가 넘었고 16주에는 5%가 넘는 변화율을 보였다. Fig. 4A 와 같이 저장기간에 따른 변화 정도에 대한 상관계수 r이 1차식은 0.77이고, Fig. 4B에서 2차식은 0.82로 2차식이 더 선형적인 관계가 높은 것으로 나타났으며, 회귀 식은 y=0.02145x2–0.33219 이었다. Fig. 4B에서와 같이 실증된 산업현장에서 저장된 월동배추는 저장 후기로 갈수록 생체중량 변 화 정도가 급격히 커지는 것을 보여 주었다.

    Eum et al. (2013)Park & Kim (1985), Lee et al. (2007b)의 결과에서 배추의 품종 및 저장방법에 따른 생체중량에 미치는 영향 에 대해서 언급하였고, 포장 방법의 개선에 대해 제시하였다. 그러 나 실증사례와 같이 농산업현장에서는 그물망 포장에 의한 저장으 로 인하여 농산물의 수분 보전이 전혀 되지 않는 포장 방법이 이용 되고 있는 실정이다. 따라서 이에 대한 개선이 필요하여 Kim et al. (2015)과 같이 PE 필름 피복을 현장에서 실증하였지만 사용 시 불편과 저장 후기 부패의 급진적으로 인해 활용되지 못하고 있는 실정이다. 따라서 배추 저장 중 포장 개선 효과를 높이기 위해 서는 피복 시 착탈을 용이하게 하는 개선작업이 필요할 것으로 보인다. 본 실험은 산업 현장에서 보편적으로 저장되는 방법을 통 해 생체중량 감소 정도를 계측 하였는데, 수확후 산업 현장에서 저장 기간에 따른 생체중량 감소로 인한 손실 정도를 가늠할 수 있었다. Lee et al. (2007b)Kim et al. (2015)은 계획된 조건하 에서 다양한 실험으로 배추 저장 특성에 대한 자료를 마련하였지 만, 연구된 결과가 산업현장에서는 활용되지 않았다. 본 실험은 현장 실증실험을 통해 얻은 자료로써 실험실 내 얻는 추론적인 결과보다 실제 현장에서 검증하여, 수확후 배추 저장에 보다 더 현실적인 자료로 확실한 이해에 도움을 줄 것으로 판단된다.

    월동배추 저장 시 그물망 저장은 생체중량이 저장 종료 16주에 6%정도 감소하였으며, 생체중량 감소는 2차식 유형 패턴으로 저 장 후기로 갈수록 증가하는 것으로 나타났다.

    5. SPAD

    월동배추 저장 기간에 따라서 SPAD값이 감소하는 것으로 나타 났다. Fig. 5A에서 결구된 배추 외부엽의 greenness를 엽록소계 (SPAD)로 측정한 결과, 저장기간이 지속될수록 측정치 값이 소폭 감소하는 것으로 보였다. 저장 중 엽록소와 같은 색소 함량을 직접 실측하지는 못하였지만, Lee et al. (2005)과 같이 저장 중에 지속 적으로 감소하는 것을 동일 개체에서 SPAD 지수를 계측하여 얻은 데이터를 통해 간접적으로 저장 중 색소 성분 변화를 유추할 수 있었다. 배추 저장 동안에 외부 겉잎의 SPAD 값은 Fig. 5A에서와 같이 초기 35.0에서 저장 6주 후에는 33.8이었으며, 10주 후에는 31.9로써 저장 초기와 차이를 보였고, SPAD 지수의 지속적인 감 소로 엽록소 함량이 적어지는 것을 확인할 수 있었다.

    식물의 주색소인 엽록소는 널리 분포되어 존재하는 천연의 녹색 색 소로서, 엽채류에서 신선함을 나타내는 지표가 된다(Ma & Dolphin, 1999). 저장 중에 엽채류에서는 엽록소의 손실로 변색이 진행되어 SPAD값의 저하된다고 알려져 있다(Chang & Lee, 2017). 식물에 서 엽록소 감소는 대사 활성과 효소 작용 감소에 의한 것으로 알려 져 있는데(Bhowmik & Dris, 2004), Lee et al. (2005)은 엽채류 인 상추에서 엽록소 함량을 직접 분석하여, 측정하였으나 함량 변 화의 차이를 확인하지는 못하였는데, 본 실험에서는 장기간 동일한 개체에서 연속적인 변이를 비교함으로써 엽록소 함량의 변화 정도 를 확인 할 수 있었다. Lee et al. (2007a)의 상추는 4주 이내 짧은 기간의 측정으로 변화 정도를 인지하지 못하였지만, 본 실험의 배추 저장 시는 상추 보다 긴 16주 간의 측정으로 서서히 변화하는 SPAD 값에서 엽록소 함량 변화를 인지할 수 있었던 것으로 생각된다.

    배추 외관의 변화지수와 SPAD의 상관계수 r = 0.73으로 비교 적 높은 상관관계를 가지는 것으로 나타났는데, 산업현장에서 배추 그물망 저장 시 저장 기간이 늘어나면서 SPAD 측정에서 외엽은 고유의 녹색에서 엽록소 함량 감소로 인하여 황색으로 변하여 진행 됨을 Fig. 3과 같이 외관 변화에서도 확인할 수 있었으며, 신선 배추의 품질 저하의 한 요인으로 판단되었다. SPAD 측정을 통해 월동배추는 엽록소 변화를 통한 greenness 감소로 외관변화 인지 에도 영향을 미치는 것으로 나타났다.

    6. 색상차

    배추 내부 잎의 색상차는 저장 기간 동안 지속적으로 변화하여 차이를 보였다. Fig. 5B에서 배추 내부 엽의 색상 변화 정도는 저장 기간 증가에 따라 색상차가 커져, 2주 이후부터 유의한 차이 를 보였으며, 색상차 △E 가 3.4로 변화하여 차이를 보였으며 4주 후에는 △E 가 7.0으로 변화해 색상차를 인지할 수 있었다. 월동배 추는 저장 기간이 지속됨에 따라 변화 정도가 커지는데, 색상 변화 는 Fig. 3에서 결구배추의 내부모습에서 보듯이 내부 색상이 노란 빛깔을 보이다가 전체적으로 엷어지는 양상을 보였다. 배추의 노란 빛깔은 카로티노이드에 의한 것으로 알려져 있으며(Seong et al., 2018), 결구배추에서 내부 색상의 카로티노이드는 저장 중에 쉽게 파괴되는데(Yang, 1994), 생리대사작용에 의해 감소되는 것으로 알려져 있다(Kim et al., 2003;Song et al., 1993). 따라서 배추 내부의 색상 변화에서 노란 빛깔인 카로티노이드는 저장 중 엽록소 함량처럼 감소하는 것을 보이며, 이로 인해 내부의 색상 변화에 영향을 미치는 것으로 나타났다.

    농산업현장에서 저장된 월동배추의 사례와 같이 4주후에는 노 란 빛깔의 색상이 저장 전 것과 인지 할 수 있을 정도로 차이가 보이므로, 겉잎을 정선하지만 결구 상태로 판매하는 것이 좋으며, 배추 잎을 일일이 떼어낸 쌈 채소 형태로의 신선 판매는 자제 해야 될 것으로 판단된다.

    7. 경도

    월동배추 그물망 저장 중 중륵의 경도를 Fig. 6A에 나타내었다. 배추 저장 중 내부엽의 경도는 저장 중에 감소하는 경향을 보였지 만, 개체 간의 차이로 인해 유의적인 차이는 보이지 않았다. Fig. 6A에서 월동배추의 저장 초기 경도가 26.3 N에서 16주간 그물망 저장 후에는 24.1 N으로 2.2 N 정도로 다소 감소하지만 개체간의 차이로 인해 유의 차이를 보이지 못하였다. 외부엽을 측정하지 않 은 것은 배추 정선 시 겉잎을 제거하여 폐기하기 때문으로 본 실험 에서는 결구된 부위의 내부엽을 Lee (2004) 방법을 참고하여 조사 하였다. 배추 저장 중 내부엽 중륵의 경도 변화는 Fig. 6A와 같이 차이가 뚜렷하게 보이지는 않는 것으로 나타났다. 원예작물의 저장 중에 경도가 변화하는데(Kim et al., 2016), 경도는 Chang et al. (1999)은 원예작물에서 세포벽의 다당류가 분해되어 경도가 감소 된다고 하였는데, 생식으로 이용되는 엽채류에서 씹힘성(chewiness) 과 연관 있어, 상품성과 소비자 평가에 중요한 요소로 보았다 (Chang & Lee, 2017). 경도는 조직감과 관계가 있는데, 질김 정도 나 유연 정도를 표현할 수 있다(Choi & Rhee, 1995;Lee et al., 2017), 경도 변화의 원인은 식물 조직의 표면 수분 증발로 생체중 량이 감소하면서 밀도 증가와 세포간 응집 및 결합이 약해지면서 아삭한 정도나 단단한 정도, 질김과 같은 조직특성이 나빠지기 때 문으로 알려져 있다(Choi & Rhee, 1995). 월동배추인 ‘남도장군’ 은 실증 현장에서 그물망 저장을 통한 저장조건에서는 경도 변화에 영향을 주지 못하는 것으로 나타났다.

    8. 수분 함량

    월동배추 그물망 저장 중 저장 기간에 따른 수분함량 변화를 Fig. 6B에 나타냈었다. 저장 기간에 따른 월동배추의 결구된 내부 엽에서 중륵 부위 수분함량을 측정하였는데, 저장 동안에 수분함량 은 큰 차이를 보이지 못하였다. Fig. 4에서 배추는 저장 중에 생체 중량이 감소하며, 이는 수분중량 감소에 의한 것으로 보이지만, 본 유통현장에서 실증 시 내부엽까지 차이를 줄 만큼의 영향을 주지 않은 것으로 나타났다.

    Lee et al. (2007b)이 적절한 저장 조건에서는 배추 체내까지 저장 중에 영향을 주기 어려웠다는 보고와 같은 결과를 보인 것으 로 판단된다. 월동배추 저장 중 수분함량은 95% 이상으로 저장기 간 동안 높은 함량이 유지되고 있었는데, 본 실증현장에서는 저장 시 저장고의 높은 습도로 인해 배추 내부에까지 수분함량에 영향이 없는 것으로 보인다. 실증된 현장에서 배추의 생체중량 감소는 외 부의 겉잎만의 영향으로 보이며, 월동배추의 내부 수분함량까지 변화에 영향이 없었다.

    9. 가용성고형물(soluble solid content)

    월동배추 그물망 저장 시 가용성고형물 함량(SSC)이 입고 시와 비교하여 뚜렷하지는 않았지만, 감소하는 것으로 판단된다. Fig. 6C에서 실증현장에서 그물망에 저장된 ‘남도장군’은 가용성고형 물 함량 변화가 입고 시 3.6 °Brix 에서 저장 6주 후에 3.2 °Brix 으로 저장 초기 보다 낮아지는 것으로 나타났으며, 저장 종료 시 16주는 3.5 °Brix 다소 높아지는 경향을 보였으나 개체간의 차이 로 인해 변화 패턴을 명확히 언급하기는 어려웠다. Park & Yoon (2012)은 사과에서 저장 후 전분의 당화 현상으로 인해 당도가 증가한다고 하였으나, 배추는 과일이 아닌 엽채류로 당분이 전환되 는 가용성고형물 함량의 증가는 보이지 않았다.

    Fig. 3의 외형이나 Fig. 5A의 SPAD변화와 달리, 저장된 월동 배추의 가용성고형물이나 경도 변화가 내부엽까지 영향을 미치지 않았는데, 이는 배추의 형태학적 특징에 기인한 것으로 잎이 겹겹 이 겹쳐있는 특성으로 인해 실증현장과 같은 저장환경 내에서는 내부까지 변화 될 정도로 영향을 주지 않는 것으로 보인다.

    Shin et al. (2001)은 배추에서 가용성고형물이 김치 발효에 영 향을 미친다고 하였으나, 실증현장에서 그물망 저장 시 16주 저장 기간에 따른 월동배추인 ‘남도장군’의 가용성고형물 함량 변화가 크지 않아, 가용성고형물이 저장 후 김치 품질에 차이를 미칠 만큼 영향을 주지 않을 것으로 생각된다.

    10. 저장 후 개체 특성

    실증 사례에서 월동배추는 작형의 차이에도 불구하고 봄배추와 결구된 개체 간의 차이가 크지 않았다. 1월에 수확한 월동배추를 농산업 현장에서 저장을 통해 선도 유지 기간을 연장하고 5월의 춘절기에 생산된 봄배추와 비교 시 생육 등에서는 유의차이를 보이 지 않았다. Table 1에서 월동배추인 ‘남도장군’과 봄배추인 ‘춘광’ 에서 결구의 구중, 구고, 구폭 등에서 유의한 차이를 보이지 않았다. 다만 봄배추인 ‘춘광’의 구중이 3072.6 g으로 생육량이 크고 엽두 께가 8.9 mm으로 양적인 생육량이 다소 큰 경향을 보였다. Table 2 에서 저장한 월동배추와 봄배추 간에 내부엽의 가용성고형물과 경도 등을 비교하였을 때, 가용성고형물을 제외한 경도, 수분함량, 색상차에서 큰 차이를 보이지 않았다. 가용성 고형물(SSC)은 저장 한 월동배추인 ‘남도장군’이 3.7 °Brix로 봄 배추인 ‘춘광’의 3.0 °Brix 보다 다소 높았다. 그 외 경도는 월동배추인 ‘남도장군’이 높은 경향을 나타냈고 수분함량과 Hue angle 값은 봄배추인 ‘춘 광’이 높은 경향을 경향을 보였다.

    Lee et al. (2008)의 보고에서는 동일한 재배 시기에서 재배방법 의 차이로 인해 생육과 수확후 가공 특성이 달라지는 것으로 보고 하였는데, 배추에서 동일한 작형에서도 재배 방법의 차이로 생장 특성과 외형 뿐만 아니라, 세포의 내부 형태와 같은 생육에 차이를 유발시켜 재배 환경과 같이 끊임없이 변화되는 가변적인 요인에 의해 고유한 생육 특성에도 영향을 받는 것으로 설명하였다. 그러 나 본 실험에서는 작형이 다른 월동배추인 ‘남도장군’을 저장을 통하여 이용 가능한 시기를 연장하여, 봄 작형의 ‘춘광’이 생산되더 라도 수확후 관리를 통해 유사한 품위로 가공을 위하여 공급시킬 수 있는 가능성을 확인하였다.

    근래에는 국내 기후 변화로 생산량에 큰 변동을 겪고 있는데 (Lee et al., 2013;Lee et al., 2017), 이상 기상 변화를 예상해 수확후 저장 물량을 확보하여 원활한 수급에 대비할 수 있도록 대책을 요구해야 될 것으로 판단된다. 따라서 배추와 같이 소비자 물가 심리에 크게 영향을 미치는 기간 채소에 대하여 생산 기반의 확충에 한계가 있으므로(Ha et al., 2014), 배추 저장을 통해 원활 한 수급 지원을 할 수 있을 것으로 보이며, 수확 후 관리 개선이 수급을 안정화 하는데 기여할 수 있을 것으로 나타났다. 본 실험에 서는 수확후 저장을 통해 작기가 다른 배추임에도 불구하고 생육이 나 내부 특성도 유사한 배추를 공급할 수 있어 수확후 관리를 통해 봄배추 생산 불안 시 수급 불안을 미리 대비하여 부족함 없이 공급 하여 소비자 생활 안정에 이바지 할 수 있는 것으로 보인다.

    11. 절임 특성

    저장된 월동배추를 절임 시 봄배추와의 절임 특성은 큰 차이를 보이지 않았다. 배추 절임 과정에서 작형을 달리하고 저장했음에도 불구하고 월동배추인 ‘남도장군’은 봄철에 생산한 ‘춘광’과 pH를 제외한 다른 측정 항목에서 유의한 차이를 보이지 않았다. 이는 수확후 저장을 통해 배추의 작형과 시기를 극복해 가공하여 이용하 더라도 무리가 없음을 보여 주었다. 절임 후 pH는 월동배추인 ‘남도 장군’이 5.8로 봄배추인 ‘춘광’의 6.1보다 낮은 것으로 나타났다. 배추 pH는 절임 다음에 부재료와 섞으면서 낮아지는데, pH 4.2-4.4 범위가 가장 적당한 것으로 알려져 있으나(Song et al., 1995), 본 실험에서는 부재료와 섞지 않아 이보다는 높게 나타난 것으로 보인다.

    절임배추 처리 간의 가용성고형물(SSC)이나 EC, 절임률은 월 동배추인 ‘남도장군’이 높은 경향을 보인 반면에 봄배추인 ‘춘광’ 이 산도, 경도, 수분함량과 탈염율에서 높아지는 경향을 보였지만 유의 차이는 없었다. Park et al. (2017)은 여름과 가을에 생산된 배추의 절임 특성이 계절적인 차이로 인해 차이가 난다며 절임배추 제조 시 가공 공정을 달리하여야 한다고 했는데, 저장된 월동배추 인 ‘남도장군’과 봄배추인 ‘춘광’은 서로간 큰 차이를 보이지 않아, 여름이나 가을배추 보다는 가공 시 공정에 변화가 크지 않아도 될 것으로 보인다. 따라서 저장된 월동배추를 가공하여, 춘절기 봄배추의 불안한 생산에 대한 우려를 충분히 극복 가능한 것으로 판단된다.

    김치 가공공장에서 절임 시 원물에 대한 절임배추의 수율을 중 요시 여기는데, 본 실험에서는 배추 저장 후 이용하는 월동배추와 봄배추 간의 특성차는 비교하였으나, 저장 기간에 따른 수율에 대 해서 비교하지 못하여, 저장된 배추와 봄철에 생산된 배추 간의 효율성에 대한 검토가 향후 필요할 것으로 보인다.

    감사의 글

    본 연구는 농촌진흥청 국립원예특작과학원 고유 연구 사업(과제 번호: PJ01499102, PJ01019401) 지원의 일부로써 이루어졌다. 본 난을 통하여 연구를 도와주시고 지원해 주신 최동로 님(탐하농 산), 김순진 님(한성식품), 김기홍 님(이지식품), 류병희 님(대상), 이진혁 님(대상), 김지강 님과 박수형 님에게 감사를 드립니다.

    Figure

    JALS-54-4-25_F1.gif

    Storage and distribution of kimchi cabbage situation after harvest on in Korea.

    JALS-54-4-25_F2.gif

    Changes in the general appearance index (A) and discommodity ration (B) on winter kimchi cabbage at 0℃ with mesh bag storage.

    zGrade from sensory evaluation : 4(excellent), 3(good with marketability), 2(fair), 1(poor) and 0(very poor).

    yInvestigation day of discommodity was after 16-week storage.

    a-c Small letters mean values with different superscript letters within storage times are significantly different by Duncan’s multiple range test at p<0.05.

    Data represent the mean±SE of four replicates.

    JALS-54-4-25_F3.gif

    Changes in the appearance of winter kimchi cabbage at 0℃ with mesh bag storage.

    JALS-54-4-25_F4.gif

    Changes in fresh weight loss of winter kimchi cabbage at 0℃ with mesh bag storage.

    zLinear regression model: (A) linear equation and (B) quadratic equation.

    a-gSmall letters mean values with different superscript letters within storage times are significantly different by Duncan’s multiple range test at p<0.05. Data represent the mean±SE of ten replicates.

    JALS-54-4-25_F5.gif

    Changes in SPAD (A) and total color difference (B) of winter kimchi cabbage at 0℃ with mesh bag storage.

    a-dSmall letters mean values with different superscript letters within storage times are significantly different by Duncan’s multiple range test at p<0.05.

    Data represent the mean±SE of four replicates.

    JALS-54-4-25_F6.gif

    Change in firmness (A), soluble solid content (SSC) difference (B) and moisture content difference (C) of winter kimchi cabbage at 0℃ with mesh bag storage.

    a-bSmall letters mean values with different superscript letters within storage times are significantly different by Duncan’s multiple range test at p<0.05.

    Data represent the mean±SE of four replicates.

    Table

    Growth of kimchi cabbage as affected by cropping pattern

    Soluble solid content (SSC), firmness, moisture and color values as affected by cropping pattern

    NS,<sup>*</sup> Non significant, significant at 5% level by t-test

    Characteristics of salted kimchi cabbage as affected by cropping pattern

    NS, * Non significant, significant at 5% level by t- test

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