A cultivar (Malus domestica cv. Fuji) of apple was selected to make apple peel (AP) powder by three different powdering methods. Frozen AP was thawed and subsequently was dried or ground without drying. After AP was dried by hot-air drying at 60°C or freeze-drying, the dried AP was ground using a conventional blender. Separately, the thawed AP was powered by using a cryogenic micro grinding technology (CMGT). The ground AP and three types of AP powder were extracted using deionized water, 20, 40, 60, 80, or 100% methanol, followed by vacuum evaporation. The total phenolics contents (TPC), total flavonoids contents (TFC), DPPH, and ABTS radical scavenging capacities of each extract were compared to determine an efficient powdering method. Lyophilized AP powder extract using 60% methanol showed the highest TPC and DPPH radical scavenging capacity. In contrast, 60% methanol extract of the powder by CMGT, resulting in the smallest particle, exhibited the highest TFC and ABTS radical scavenging capacity. This study suggests that the extraction yield of bioactive compounds from AP may be varied according to different powdering methods and that a new powdering process such as CMGT may be applicable to develop functional foods efficiently.

The changes in the aroma and spoilage odor emitted from eleven ‘Hongro’ apples during ten weeks’ storage were investigated using six types of metal oxide semiconductor gas sensor arrays. The gas sensors used in the evaluation were sensitive to apple-emitted aroma or spoilage odor, and a high reproducibility of 5% relative standard deviation or less was confirmed. Significantly, the change in apple-emitted aroma or spoilage odor was easily distinguished by the optimal gas sensor and a significant correlation (r=0.992) between decay rate and sensitivity change was observed. The results of a principal component analysis of the signal patterns obtained by data standardization using the optimal gas sensor showed a clear classification between decayed sampler groups and undecayed sampler groups.

‘후지’ 사과(Malus×domestica Borkh.)에 1.0μL·L-1 1- MCP를 처리하거나 또는 1-MCP 처리 후 10μL·L-1 에틸 렌가스를 살포(1-MCP+에틸렌)하여 180일간 0.5oC 저온에서 과실의 저장성을 조사한 후에, 28일 동안 상온에서 보관하면서 연화정도를 비교하였다. 1-MCP 또는 1- MCP+에틸렌 처리된 과실의 산함량과 경도는 저온저장 120일 이후부터 높은 수준으로 유지되었고, 이후 상온보관 28일 동안에서도 높게 나타났다. 1-MCP처리 과실은 저온저장+상온보관 동안 14N 이상으로 경도가 유지되었다. 과피 적색도는 저온저장 기간 중에는 처리에 따라 일관성 있는 결과가 나타나지 않았지만 상온보관 21일 과 28일째에서는 1-MCP처리에 의하여 4.0 이상 높은 수준이 유지되었다. 대조구와 에틸렌 처리구는 저온저장 90일차에 에틸렌과 호흡량이 크게 상승되었고 클라이매 터릭 맥시멈이 지나면서 노화가 더 빨리 진행된 것으로 판단되었다. 따라서 1-MCP가 처리된 과실은 10μL·L-1정도의 에틸렌에 노출되더라도 장기간 저온저장과 약 한달 간의 상온저장 동안 상품성 유지가 가능한 것으로 평가되었다.

국내에서 육성한 사과‘아리수’ 품종은 조·중생종 계통으로 현재 농가에 보급되고 있는 실정이다. 육성된 새로운 품종의 친환경안정 농산물 생산을 위해서는 병해충종합관리 기술이 필요하다. 본 연구는 사과 신품종 아리수에 대한 해충 발생과 피해(새순, 과실) 등을 조사하여 병해충종합관리의 기본 자료로 활용하고자 실시하였다. 조사는 군위 사과연구소와 농가를 대상으로 2016년 4월부터 10월까지 육안조사와 페로몬 트랩을 이용하여 진딧물류, 응애류, 나방류 등을 조사하였다. 사과응애는 7월 중순에 가장 높은 밀도를 보였으며, 점박이응애는 9월 하순에 높은 밀도를 보였다. 사과굴나방과 은무늬굴나방은 트랩에 포획은 되었으나 잎의 피해는 나타나지 않았다. 복숭아순나방은 4월 하순에 가장 높은 발생을 보였으며 새순의 피해율은 5%내외로 나타났다. 복숭아심식나방은 6월 중순에 가장 높은 밀도를 보였으며 과실 피해율은 0.2%정도로 조사되었다.

사과원에 무인자동 해충 발생예찰 장치를 설치하고, 이로부터 획득된 나방류 이미지는 서버컴퓨터로 전송된다. 해충 이미지를 채도(saturation), 농도(intensity), 색상(hue)에 의해 추출하여, 컬러영상과 밝기영상으로 분리한다. 분리된 컬러영상과 밝기영상의 화소값 분포를 노이즈 제거 및 영상분할을 하기 위해 정규화한다. 컬러영상과 밝기영상을 이진화하는 threshold 기법과 vector classification 으로 2개의 영상을 이진화된 영상으로 결합한다. 이진화를 통해 해충과 배경의 경계가 뚜렷하게 구분된다. 다음으로 해당 해충보다 작은 이물질을 제거하고, 분리되었던 해충을 결합하는 형태학적 처리(morphological processing)를 통해 이진화된 영상을 확산한다. 확산된 영상에서 이물질을 제거하는 후처리과정을 거쳐, 해충의 개체수를 측정하는 image processing 과정을 거친다. 복숭아순나방과 복숭아심식 나방의 경우 image processing을 거쳐 육안대비 인식율이 각각 96.0, 95.0%였다.

본 연구는 플라즈마-촉매 및 오존 처리공정을 이용하여‘홍로’사과 저장과정에서 발생되는 에틸렌 을 제거하고자 하였다.‘홍로’사과는 저장온도가 증가할수록 호흡속도가 빨라져 산소농도는 급격히 감소하고 이산화탄소와 에틸렌 농도는 증가하였다. 특히, 저장온도 20℃에서 90시간 저장 후 산소가 모두 소모되었으며, 이산화탄소 농도는 약 20%로 증가하였다. 플라즈마-촉매와 오존 처리는 에틸렌 제거에 효과적인 것으로 나타났으나, 오존 처리의 경우 사과표면에 반점이 생기는 문제가 발생하였 다.‘홍로’사과의 품질 분석결과 가용성 고형분과 산도는 무 처리군에서 다소 높게 나타났으며, 경도 는 플라즈마-촉매 처리군와 오존 처리군에서 다소 높게 분석되었다. 하지만 유의적 차이는 나타내지 않았다.

식물 호르몬의 일종인 ABA의 처리가 사과 과피의 착색에 미치는 영향을 알아보기 위하여, 착색이 시작되는 시기의 ‘Hongro’ 사과에 abscisic acid (ABA)와 ABA의 생합성 저해제인 fluridone (FD)을 처리한 뒤 과피의 색 변화를 관찰하였다. 실험 결과, ABA와 FD 처리에 의해 ‘Hongro’ 사과의 착색이 큰 영향을 받지 않았다. 과피의 붉은 색을 나타내는 hunter a값이 처리 7일 후까지 처리 간에 차이가 없었다. 실제 과피의 안토시아닌 함량은 과피의 hunter a값의 변화와 같은 경향을 보이며 증가하였으며, ABA나 FD의 처리가 과피의 안토시아닌 축적에 영향을 주지 않았다. ABA의 처리 직후 과피의 내생 ABA함량이 급격히 증가하였고 처리 종료 시까지 높게 유지되었다. FD 처리구의 과피 내 ABA함량은 처리 6시간 후부터 대조구보다 낮아지다가, 처리 4일 후까지 지속적으로 감소하였다. ABA의 처리에 의해서 과피의 MdNCED2 (ABA 생합성 유전자)의 발현량이 증가하였고, MdACO1 (ethlyene 생합성 유전자) 및 안토시아닌 생합성 유전자 중 MdCHS와 MdDFR의 발현량이 증가하였다. 하지만 MdUFGT의 발현량은 ABA 처리에 의해서 변화가 없었다.

This study was carried out to indirectly predict the storage time limit, hardness, and acidity of Fuji apples in controlled atmosphere (CA) storage. A sensor installed inside the CA storage measured temperature, relative humidity, and gas composition data in real time. The respiration rate from five tons of apples in CA storage was calculated to predict the weight loss rate. As a result, the predicted and actual weight loss rate induced a predictable residual storage time equation that showed a significantly high correlation. The apple storage period showed a high reliability (R2=0.9322) because the predicted equation using respiration rate and number of days stored was about nine months for five tons of apples. Furthermore, the hardness and acidity prediction equation were derived from the quality analysis. However, there was not enough analysis sample correlation (the coefficient was as low as 0.3506 and 0.3144, respectively), but the tendency could be confirmed by reduced hardness and acidity. As a result, these quality prediction equations could encourage CA container distribution, effective for agricultural shipment regulation and increasing the ease of operations.

In this study, we investigated the effects of pre-soaking in salt and sugar solution prior to air drying at 50℃ on the characteristics of dried apples. Pre-soaking solutions included single solutions of salt 2% and sugar 2%; and combined solutions of salt 2%+sugar 2% and salt 2%+sugar 5%, respectively. The effects of pre-soaking condition and drying were evaluated in terms of moisture content (MC), water activity, color, antioxidant activity determined by DPPH radical scavenging activity, shear force, microbial contents, and sensory evaluation of apple slices. The control sample without pre-soaking showed the most rapid drying rate; in addition, the single solutions showed higher MC and water activity after drying time of 120 min, as compared to combined solutions. In all samples, MC and water activity showed high correlation coefficients of 0.91 to 0.97; whereas, shear force was negatively correlated with MC and water activity. The single solution of salt 2% showed decrease in change of color, including L, a, and b values, and the number of aerobic bacteria during drying. In addition, highest antioxidant activity and values of sensory preferences were observed in the dried apple pre-soaked in single solution of salt 2%.

사과원에 발생하는 총채벌레류는 신초와 과실에 피해를 주는 것으로 알려져 있다. 영천과 청송 등 22개 사과원에 발생하는 총채벌레류는 파란색 끈끈이 트랩을 이용하여 발생밀도를 조사하였으며, 주변 식생에서 이들의 분포를 확인하였다. 또한 사과원에서 우점종인 대만총체벌레를 이용하여 이미다클로프리드 등 5가지의 살충제에 대한 접촉·섭식 반응 결과를 비교하였다. 피해 받은 신초에서 채집한 총채벌레류는 대만총채벌레가 77% 가장 높은 밀도를 보였으며, 다음으로 파총채벌레, 관총체벌레류로 나타났다. 살충제에 대한 반응은 클로르페나피르 약제에 대해서 처리 24시간 후 접촉 58%, 섭식 96%의 살충력을 보였다. 클로버, 닭의 장풀, 민들레, 달맞이꽃 등의 주변 식생에서 대만총체벌레가 분포하는 것으로 확인되었다.

본 시험은 만개기 기온(15~40oC) 및 생장조절제(GA4+7 +BA와 prohexadione-calcium) 살포가 국내 주요 사과 품종(‘후지’, ‘쓰가루’)과 국내에서 육성한 품종들(‘추광’, ‘감홍’, ‘홍안’, ‘홍금’, ‘홍로’, ‘홍소’, ‘화홍’, ‘섬머드림’, ‘선홍’)의 화분 발아율 및 화분관 신장에 미치는 영향을 조사하고자 실시하였다. 15oC부터 25oC까지 온도가 올라갈수록 화분 발아율과 화분관 신장 길이는 증가되었으나, 30oC 이상의 고온은 화분 발아율과 화분관 신장 길이를 억제시켰다. 30oC 이상의 고온에서 화분 발아율과 화분관 신장 길이가 가장 높았던 국내 육성 사과품종은 ‘선홍’이었다. GA4+7+BA 살포는 무처리구에 비해 화분 발아율 및 화분관 신장 길이를 증진시켰으나, 이러한 효과는 40oC에서 발생하지 않았다. prohexadione-calcium 살포는 화분 발아율과 화분관 신장 길이에 영향을 주지 않았다. 결론적으로, 사과나무 만개기 기온이 30~35oC 정도로 높아지면, 인공수분 후 GA4+7+BA를 살포하는 것이 착과 증진에 좋을 것으로 판단되었다.

무측지성 수분수용 사과 품종 개발을 위해 ‘홍로’를 자방친, ‘메이폴’을 화분친으로 하여 교배한 교배실생을 조사·선발하여 ‘팅커벨’로 명명, 국립종자원에 품종보호 등록을 완료하였다. ‘팅커벨’ 육성 과정은 2003년에 인공교배를 실시하여 2009년까지 과실 및 생육특성을 조사하여 1차 선발하였다. 계통명 ‘03-2-095’로 2010년부터 2012년까지 과일특성 및 주요 품종과의 교배친화성을 평가한 후 최종 선발하였다. ‘팅커벨’은 대조품종 ‘메이폴’에 비해 만개기가 약 2일 정도 늦고, 수세가 약하고 가지 발생이 거의 없는 무측지성을 보인다. 대조품종 ‘메이폴’의 과형이 ‘타원형’인데 비해 ‘팅커벨’의 과형은 ‘넓은 타원형’이다. ‘팅커벨’은 117g으로 ‘메이폴’보다 과실이 크고, 과피가 매끈하며 과분이 없다는 점에서 차이가 있었다. ‘팅커벨’의 당도는 12.3oBx로 ‘메이폴’ 10.7oBx 보다 높고, 산도는 1.2%로 ‘메이폴’ 1.8% 보다 낮아서 당산비가 ‘메이폴’ 보다 개선되었다. 주요 품종 과의 인공교배시 착과율은 ‘후지’ 90.8%, ‘홍로’ 94.9%, ‘쓰가루’ 71.0%로 매우 높을 뿐만 아니라 수폭은 70cm이므로 사과 밀식재배체계에 아주 적합한 수분수용 신품종으로 판단된다.

사과나무의 수세는 품종 고유의 유전적 특성에 따라 결정되지만 환경 조건, 재배 관리, 대목 종류 및 노출 길이에 따라 달라질 수 있다. 따라서 품종 고유의 특성에 따라 적합한 대목 종류 및 적정 노출 길이를 선택하는 것이 나무의 생육, 생산성 및 수명에 바람직한 영향을 줄 수 있을 것이다. 본 연구는 국내에서 육성된 ‘서 홍’, ‘썸머드림’, ‘홍금’에 적합한 대목 노출길이에 대한 정보를 제공하기 위하여 M.9 자근대목에 각각 접목한 후 접목부가 지면에서 10, 20, 30 cm로 노출되게 재식하여 수체생장과 생산성을 조사하였다. 재식 6년차까지 ‘서홍’, ‘썸머드림’, ‘홍금’은 대목 노출이 짧을수록 TCA 증가가 컸다. 재식 6년차의 TCA는 10cm 처리구를 100으로 했을 때 20, 30cm 처리구는 각각 ‘서홍’ 70, 60, ‘썸머드림’ 88, 66, ‘홍금’ 55, 41으로 현저히 낮아졌다. 또한 ‘서홍’, ‘썸머드림’, ‘홍금’의 대목 노출 길이가 짧을수록 수고, 수폭, 신초장, 정단신초장의 영양생장량이 더 우수하였다. 재식 6년차까지의 누적수량 역시 대목 노출 길이가 짧을 수록 많아지는 경향을 보였다. 재식 6년차 누적수량의 10cm 처리구를 100으로 했을 때 20, 30cm 처리구는 ‘서홍’ 77, 63, ‘썸머드림’ 85, 76, ‘홍금’ 73, 58으로 조사되었다. 과실 특성에 있어서 대목 노출 길이에 따른 차이는 없었다. 따라서, 재식 6년차까지 ‘서홍’, ‘썸머드림’, ‘홍금’ 의 영양생장과 생산성을 고려했을 때 M.9 대목의 노출 길이는 10cm로 하는 것이 적당할 것으로 생각된다.

우박 및 태풍에 의해 생육기간 동안에 낙엽이 발생했을 때를 가정하여 5월부터 10월까지 1개월 간격으로 인위적으로 낙엽 처리를 실시하고 그에 따른 사과나무 ‘시 나노스위트’의 수량, 저장양분 및 다음해 화총 수에 미치는 영향을 조사하였다. 평균 과중은 낙엽 정도가 심할수록, 낙엽 시기가 빠를수록 감소하였으며 과실 비대 감소는 수량 감소로 이어졌다. 30% 낙엽구의 과실 크기 및 수량은 낙엽 시기와 관계없이 무처리구와 유의한 차이를 보이지 않았다. 2년생 가지의 탄수화물 함량은 8월 이전 낙엽구가 9월이후 낙엽구에 비해 현저히 낮은 함량을 보여 낙엽 정도보다는 낙엽 시기의 영향이 컸다. 8월 이전 낙엽구 중에서는 낙엽 시기가 늦어질수록 탄수화물 함량이 감소하여 8월 낙엽구에서 무처리구 대비 50% 수준으로 가장 낮았다. 생육기 중의 조기 낙엽 다음해 화총 수는 낙엽 시기 및 정도에 따라 큰 차이를 보였다. 5월 이후 낙엽 시기가 늦어질수록 화총 수가 감소하여 7월 낙엽 구에서 가장 낮은 화총 수를 보였으며 8월 이후 낙엽구는 무처리구와 큰 차이를 보이지 않았다. 낙엽 이듬해 화총 수는 수체내 탄수화물 함량과 정의 상관을 보였다. 위의 결과, 7월 이전의 낙엽 피해가 발생되었을 때에는 적과를 통해 개별 과실의 sink 기능을 강화하여 과실 비대를 향상시키고, 저장양분 확보를 통해 다음해 화총 수를 확보하는 것이 필요할 것으로 판단된다.

본 연구에서는 배출식 CA저장 컨테이너의 사과 저장성능을 평가하기 위하여 9개월 동안 CA저장한 ‘후지’사과와 저온저장 한 사과의 품질을 비교하였다. CA저장 조건은 O2 1-3%, CO2 1.0% (3개월까지 0.5%이하) 이하로 설정하였으 며, 사과 저장 후 3주 동안은 기체조건을 조절하지 않고 저온저장 상태를 유지하는 지연 CA를 실시하였다. CA저장 및 저온저장의 저장온도는 0℃, 습도는 90~99%를 유지하였다. CA저장한 사과의 최종 감모율이 0.5%로 저온저장 한 사과의 1.2%보다 2배 이상 무게변화가 적게 나타났다. CA저장한 사과의 최종 경도는 15.3N으로 저온저장의 10.2%보 다 높게 유지되었으며, 7개월 경과 후부터 경도차가 크게 발생하였다. 당도는 CA저장과 저온 저장한 사과 간에 차이 를 보이지 않았다. 산도의 변화는 CA저장한 사과의 경우 0.304%로 저온 저장한 사과의 0.178보다 높게 유지되었으며, 저장 6개월 후부터 차이가 크게 나타나기 시작하였다. 갈변율은 CA저장 사과가 1.7%, 저온 저장한 사과가 4.9%로 나 타났지만 두 처리 간에 발생빈도가 일정하지 않아서 유의성이 없는 것으로 판단되며, 저산소 장해는 CA저장이 1.7% 로 나타났지만 저온저장의 경우도 1.5%, 1.7%로 2회 나타났기 때문에 CA저장과 저온저장 간에 차이가 없는 것으로 판단되었다. 사과의 갈변을 유발하는 밀 증상은 입고 시에 55.2%로 높게 나타났지만 3주 동안의 저온저장을 거치면서 CA저장과 저온저장 시 각각 3.2% 및 4.5%로 밀 증상이 없어졌으며, 저장기간이 경과하면서 밀명증상은 모두 사라진 것으로 나타났다. 관능평가(9점 만점)를 실시한 결과 CA저장한 사과가 착색 7.63, 위조현상 8.11, 단맛 6.83, 신맛 5.31, 아삭한 정도 6.37, 사과향 6.37, 이취 8.43으로 저온저장 및 1-MCP 처리하여 저온저장 한 사과에 비해 모든 항목에서 높은 점수로 나타났다.

본 실험은 일몰 후 밤 동안의 적색 LED(light emitting diode) 처리가 성목기 ‘후지’/M.26 사과나무의 광합성, 영양생장 및 과실품질에 미치는 영향을 구명하고자 실시하였다. 적색 LED 처리구의 주간 광합성속도, 기공전도 도 및 증산속도는 무처리구와 차이가 없었다. 그러나 적색 LED 처리구의 야간 기공전도도와 증산속도는 무처리구보다 낮았고, 일몰 후 밤 동안의 적색 LED 처리는 야간 광합성을 유도하지 않았다. 잎의 특성에 있어서는, 적색 LED 처리는 잎의 면적과 C/N율을 증가시켰으나 잎의 SPAD값은 감소시켰다. 과대지의 길이는 적색 LED 처리구가 무처리구보다 짧았다. 과실의 특성에 있어서는 적색 LED 처리는 과실의 에틸렌 발생량, 호흡속도, 가용성 고형물 함량 및 착색 정도를 증진시켰는데, 특히 착색 정도는 적색 LED 처리시간이 길수록 증가되었다. 결론적 으로, ‘후지’/M.26 사과나무의 일몰 후 야간 적색 LED 처리는 과실의 성숙을 촉진하였다.

고온은 사과(Malus domestica Borkh) 과실의 품질에 영향을 끼치는 가장 중요한 환경 요인 중 하나이다. 착색기의 ‘홍로’ 사과 과실을 3단계로 구분하여 Real-time PCR을 통해 온도조건에 따른 안토시아닌 합성과 당 축적 관련 유전자의 발현 차이를 조사하였다. 당 합성관련 유전자인 β-amylase(BMY)와 polygalacturonase(PG)의 발현은 변색 시작단계보다 마지막 단계에서 월등히 높았다. 과피의 착색과 관련있는 phenylalanine ammonia-lyase(PAL), chalcone synthase(CHS), flavanone 3-hydroxylase(F3H)와 malate dehydrogenase(MDH)유전자는 변색 초기작단계에서는 고온 처리 24시간후에 발현이 증가하는 경향을 보였으며 변색 중간단계에서는 점차 증가하는 경향을 보였다. 변색단계별로 보았을 때 25oC처리구가 다른 온도처리구보다 발현 정도가 더 높았으며, 변색 시작단계보다 마 지막 단계에서의 발현이 강하게 유도되었다. 본 연구의 결과로 착색 초기단계의 과실이 고온스트레스가 가장 영향을 끼치므로 착색초기단계의 과실을 이용하여 전사체를 분석하면 분자생물학적 수준에서 사과의 성숙대사에서 유용한 정보를 얻을 수 있을 것으로 사료된다.

주박추출물을 첨가한 사과식초의 효율적인 초산발효를 위한 최적조건을 검색하고 그 품질을 조사하였 다. 정상적인 초산균의 생육을 취한 사과식초 사입액의 초기 acetic acid과 ethanol의 농도는 각각 3.0%와 6.0%였다. 사과식초 사입액에서의 초산균의 생육적온은 27℃이였고, 24℃보다 30℃에서 배양 하는 것이 초산생성능이 우수하였다. 초기 주박추출물 농도가 8.0%일 때 초산생성정도가 가장 높게 나 타났다. 초산균은 주박추출물의 첨가농도가 높을수록 유도기가 짧아져 생성되는 초산의 함량이 증가하 다가 8.0%이상의 주박추출물이 첨가되면 유도기가 길어져 생성되는 초산의 함량이 감소하는 것을 확인 하였다. 8.0%의 주박추출물을 첨가하여 발효시킨 사과식초는 대조구에 비해 유도기를 2일정도 단축시 킬 수 있으며 발효 중의 당도변화가 대조구와 거의 차이가 없었다. 유기산 함량을 분석한 결과, acetic acid와 malic acid가 주된 유기산으로 검출되었고 주박추출물을 첨가한 식초에서의 함량은 각각 8,416.9mg%, 103.5mg%로 대조구보다 높게 나타났다. 따라서 8.0% 주박추출물, 3.0% acetic acid, 6.0% ethanol을 첨가한 초기 사과식초에 균을 접종하여 27℃에서 발효하는 것이 발효기간을 단축할 수 있으며 초산과 사과산의 함유량이 높은 식초를 제조할 수 있다.