농산물 수확 후 품질관리론(4)

0.2 수확 후 생리작용

1. 호흡
(1) 호흡작용
1 수확된 과실도 살아 있는 생명체로서의 호흡작용을 계속한다.
•   호흡은 살아 있는 식물체에서 일어나는 주된 물질대사이며 전분 당 및 유기산 등의
저장양분( 기질) 이 산화( 분해) 되는 과정이다.
•   같은 세포 내에 존재하는 복합물질들을 이산화탄소나 물과 같은 단순 물질로 변환시키고, 이와
동시에 세포가 사용할 수 있는 여러 가지 분자와 에너지를 반출하는 일종의 산화한 분해 과정이다.
•   생성된 에너지는 일부 생명 유지에 필요한 대사 작용에 소모되기도 하지만, 수확한 과실의 경우에는
대부분 호흡열로서 체외로 방출된다.
•  호흡하는 동안 발생하는 열을 호흡열이라고 하며, 저장과 저장고 건축 시 냉각 용적을 설계하는
데 중요한 기준이 된다.
•   수확 후 관리 기술은 호흡열을 줄이기 위하여 외부 환경요인을 조절한다.

(2) 호흡 과정
호흡의 과정은 다음과 같다.
포도당+산소 이산화탄소+ 수분 + 에너지(대사에너지 + 열)
CeHe0e+ 6+ 6H20 + 에너지

 

(3) 호흡에 영향을 미치는 환경요인
1온도
•   온도는 대사 과정에서 호흡 등의 생물학적 반응에 큰 영향을 주기 때문에 수확 후 저장수명에도
가장 큰 영향을 주는 요인이다.
•   작물 대부분의 생리적인 반응을 근거로 온도 상승은 호흡 반응의 기하급수적인 상승을 유도한다.
•   생물학적 반응속도는 온도 10°C 상승 시 2~3 배 정도 상승하고, 온도 10°C 간격에 대한 온도상수
를 Qo이라고 부르며, Qo 은 높은 온도에서의 호흡률(R) 을 10°C 낮은 온도에서의 호흡률(R)로
나눈 값이다(Qro= B/R).

•   Qu 은 다른 온도에서 알고 있는 값으로부터 특정 온도에서의 호흡률을 계산하는 데 이용되고,
보통 Qo 은 온도에 따라 다르게 변화하며, 높은 온도일수록 낮은 온도에서보다 Q0 값이 작게
나타난다.
•   Go 값은 온도에 따라 같은 작물에서도 다르게 나타나는데, 이는 호흡률이나 품질 그리고 상대적
인 저장수명에 영향을 끼친다. 예를 들어, 20°C 에서 13 일간 저장수명이 유지되는 저장산물이
O°C 에서 100 일간 유지될 수 있고, 반대로 40°C 에서는 4 일밖에 유지되지 않는다.

 

2 대기조성
식물은 충분한 산소조건에서 호기성 호흡을 하며 , 대부분의 작물은 산소 농도가 21% 에서
2~3% 까지 떨어질 때 호흡률과 대사과정이 감소한다.
•   1% 이하의 산소 농도는 저장온도가 최적일 때는 저장수명을 연장하지만, 저장온도가 높을
때는 ATP( 아데노신3 인산) 에 의한 산소 소모가 발생하기 때문에 기성 호흡을 유발한다.
•  왁스처리, 표면코팅처리, 필름피막처리 등 수확 후 여러 취급과정을 선택하는 데는 충분한
산소 농도가 필요하다. 예를 들어 포장처리하는 동안 대기조성이 잘못될 경우 저장산물은
기성 호흡이 진행되어 이취가 발생하게 된다.
•   저장산물 주변의 이산화탄소 농도가 증가하게 되면 호흡을 감소시키고, 노화를 지연시키며,
균의 생장을 지연시키지만, 저농도 산소조건하에서의 높은 이산화탄소 농도는 발효과정을
촉진시킬 수 있다.

 

3 산소 유무에 따른 호흡유형의 분류
•  호기성 호흡
• 혐기성 호흡
• 미호기성 호흡
• 동성혐기성 호흡

 

4 저온 및 고온 스트레스
•   수확 후 식물이 받는 스트레스는 호흡률에 큰 영향을 끼친다.
L 일반적으로 식물은 수학 후 OC 이상의 온도 범위에서는 저장온도가 낮을수록 호흡률이 떨어지
지만 , 열대나 아열대가 원산지인 식물은 수확 후 빙점온도(OC) 이상 10~12°C 이하의 온도에서
저온에 의한 스트레스를 받게 되며 , 이때의 호흡률은 Qo 의 공식에 따르지 않는다.
•   온도가 생리적인 범위를 넘으면 호흡상승률은 떨어지고, 조직이 열괴사상태에 이르면 마이너스
가 되며 , 대사과정은 불규칙해지고 효소단백질이 파괴된다.
•   많은 조직들이 몇 분 동안 고온에서 견딜 수 있으며, 몇몇 과일에서는 과피의 포자를 죽이는
데 이러한 특성을 이용하기도 한다.
•  물리적 스트레스
•   약간의 물리적 스트레스에도 호흡반응은 흐트러지고, 심할 경우에는 에틸렌 발생 증가와 더불
어 급격한 호흡 증가를 유발한다.
※ 에틸렌은 호흡을 자극하는 반응 외에도 저장산물에 여러 영향을 미치는 많은 생리적 효과가 있다.

•  물리적 스트레스에 의해 발생된 피해표시는 직접적으로 피해를 받은 조직으로부터 나타나기
시작해서 나중에는 피해받지 않은 인접한 조직에도 생리적 변화를 유발한다.
•  물리적 스트레스로 인한 중요한 생리적 변화는 호흡 증가, 에틸렌 발생, 페놀물질의 대사과정
그리고 상처 치유 등이다.
•   상처에 의해 유기된 호흡은 일시적이고 단지 몇 시간이나 며칠 동안 지속되지만, 몇 조직에서
의 상처는 숙성을 촉진하는 등 발달과정의 변화를 유발하여 지속적인 호흡 증가를 유지하게
된다.


(4) 호흡상승과와 비호흡상승과
호흡은 산소의 이용 유무에 따라 호기성 호흡과 혐기성 호흡으로 구분할 수 있으며, 작물의 호흡률
은 조직의 대사활성을 나타내는 좋은 지표로서 작물의 잠재적인 저장수명을 예상하는 데 있어
기초가 된다.
•   호흡상승과
•   작물의 무게단위당 호흡률은 미숙상태일 때 가장 높게 나타나고 이후 지속적으로 감소하지만
토마토, 사과와 같은 작물은 숙성과 일치하여 호흡이 현저히 증가하는데, 이러한 호흡현상이
나타나는 작물을 호흡상승과로 분류한다.
•   호흡 상승의 시작은 대략 작물의 크기가 최대에 도달했을 때와 일치하며, 숙성 동안 발생하는
모든 특징적인 변화가 이 시기에 일어나고, 숙성과정의 완성뿐만 아니라 호흡 상승도 작물이
모체에 달려 있을 때나 수확했을 때 모두 진행된다.
•   호흡상승과에는 수박, 사과 , 바나나, 토마토, 멜론, 복숭아, 감, 자두, 키위 , 망고, 배, 참다래,
아보카도, 살구 파파야 등이 있다.

•   비호흡상승과
감귤류, 딸기, 파인애플과 같은 작물들은 호흡 상승이 나타나지 않으며, 이러한 작물들을
비호흡상승과로 분류한다.
•   비호흡상승과는 호흡상승과에 비해 숙성이 느리며, 대부분의 채소류는 비호흡상승과로 분류
된다.
•   비호흡상승과에는 고추, 가지, 오이 , 딸기, 호박, 감귤, 포도, 오렌지, 파인애플, 동양배, 레몬
등이 있다.
•   일반적으로 식물조직이 성숙하게 되면 호흡률은 전형적으로 감소하며, 많은 채소류와 미성숙
과일 같은 생장 중 수확된 산물의 호흡률은 매우 높은 반면, 성숙한 과일과 휴면 중인 눈 그리고
저장기관은 상대적으로 호흡률이 낮다.
•   수확 후의 호흡률은 일반적으로 낮아지며, 비호흡상승과와 저장기관에서는 천히 낮아지고,
영양조직과 미성숙 과실에서는 빠르게 낮아진다.
•  호흡반응에서의 중요한 예외는 수확 후 언젠가 호흡이 급격히 증가한다는 것인데, 이러한 현상은
호흡상승과의 숙성 중 일어난다.

•   수확한 원예산물에서의 호흡은 숙성 진행과 생명 유지를 위해서는 반드시 필요하지만, 신선도
유지 및 저장의 측면에서는 수확 후 품질에 나쁜 영향을 끼칠 수 있으므로 농산물의 대사작용에
장해가 되지 않는 선에서 호흡작용을 억제하는 것이 신선도 유지에 효과적이다.