본 연구는 과피색에 따른 토마토 과실의 숙성 단계에 따른 기능성 물질 및 항산화 활성의 차이를 알아보기 위해 실시하 였다. 토마토 샘플은 성숙한 단계에서 과피색이 황색, 흑색, 적 색으로 구별되는 세 가지 토마토 품종을 이용하였다. 토마토 샘플을 녹색기, 변색기, 최색기, 완숙기의 4가지 숙성 단계에 서 수확한 후 당, 라이코펜, 아스코르브산, 폴리페놀 및 항산화 활성을 포함한 다양한 생리 활성 화합물을 분석하였다. 토마 토 과실의 주요 당분은 과당과 포도당이다. 황색 토마토의 과 당과 포도당 함량은 숙성 단계에 따라 점차 증가하였다. 그러 나 흑색 토마토와 적색 토마토는 변색기 단계에서 증가한 후 상대적으로 일정하게 유지되었다. 과피색에 관계없이 모든 토마토 과실에 함유된 라이코펜 함량은 숙성 단계에 따라 크 게 증가했습니다. 라이코펜 함량은 적색 토마토 과실의 성숙 단계에서 가장 높게 관찰되었다. 황색 토마토 과실의 아스코 르브산 함량은 낮았으며 숙성 단계 동안 상대적으로 일정하게 유지되었다. 흑색 토마토 과실의 아스코르브산 함량은 성숙 단계에서 2,249mg·kg-1으로 크게 증가한 반면, 적색 토마토 과실에서는 성숙 단계에서 3,529mg·kg-1으로 점차 증가했습 니다. 페놀성 화합물인 퀘르시트린은 토마토 과실에서 발견 되었지만, 성숙 단계에서 토마토 과실의 퀘르시트린 함량은 점차적으로 감소되었다. ABTS 라디칼 소거 활성은 최색기의 황색 토마토 과실에서 급격히 증가한 반면, 흑색 토마토와 적 색 토마토에서는 숙성 단계에 따라 점진적으로 증가하였다. 모든 토마토 과실의 DPPH 라디칼 소거 활성은 최색기에서 크 게 증가했다.

Breaker 단계 토마토의 저온장해 증상은 착색불량과 호흡률 증가 등으로 알려져 있다. 본 실험은 이러한 저온 장해 증상과 맞물려 나타나는 이산화탄소 발생 증가와의 관계를 분석하고, 나아가 저장 중 원예산물 저온장해의 판단기준으로 이용할 수 있는 기초 자료를 만들고자 실시하였다. Breaker 단계로 선별된 토마토는 2℃에서 1차로 0, 3, 6, 9일간 2차로 0, 1, 2, 3, 10일간 저장 후 상온으로 옮겨 3, 6, 9, 12, 24, 36, 48시간마다 호흡률을 측정하였다. 저온장해로 인한 토마토 과실의 호흡률은 1일 저장 처리구부터 증가하였으며 저온 저장기간이 길어질수록 발생량 증가폭도 커졌다. Breaker 단계 토마토의 과피색은 a* 값으로 나타내었는데 각 기간별로 저온저장 후 상온으로 옮겨 10일째에 측정하였는데 Breaker 단계 토마토는 2일 저장 처리구부터 a* 값이 증가가 둔화되면서 착색불량이 나타났다. 저온저장 기간에 증가함에 따라 증가한 호흡률과 반대로 감소한 a* 값의 상관계수(r)는 0.9716로 1%의 유의성을 나타내었다 이상의 결과로 보아 Breaker 단계 토마토의 경우 저온 저장후 상온으로 옮긴 직후 이산화탄소 발생 양상으로 저온장해를 미리 진단할 수 있었으며, 그 발생량 증가폭으로 저온장해 정도도 파악할 수 있을 것으로 생각된다.

성숙 중 토마토 과실의 -galactosidase의 활성 변화와 정제한 효소의 생화학적 특성을 조사하였다. 성숙단계에 따른 Toatl activity는 다소 증가하는 경향이었으며 DEAE-sephadex A-50 Column chromatography 및 Sephadex G-100 Column chromatography를 통하여 정제한 결과 -galactosidase 3개의 isoenzyme (-galactosidase I, II 및 III)을 가지고 있었다. 이들 각 isoenzyme의 성숙에 따른 활성변화를 조사한 결과 Mp에서는 -galactosidase I, II 및 III는 각각 69.8, 31.8 및 170.8이었으나 RP에서는 48.7, 88.4 및 136.8을 각각 나타내어 -gal I과 III은 다소 감소하였으나 -galactosidase II의 활성은 2.8배 증가하였다. -galactosidase I, II 및 III의 최적 pH는 각각 3.9, 4.2 및 3.9였으며 최적 온도는 및 였다. pH3.0~6.0에서 안정하였고 또한 3개의 isoenzyme은 에서 5분간 열처리하였을 때 활성이 50% 소실되었다. 각 isoenzyme은 에 의해 활성이 다소 증가되었으나 와 SDS에 의해 활성이 30~40% 감소되었으며 에 의해서는 완전히 저해되었다. -gal I, II 및 III의 km치는 각각 0.36mM, 0.63mM 및 0.45mM이었으며 반응속도는 기질의 농도가 (M)까지 급격히 증가하였다.

Regulation of fruit ripening may help extend fruit shelf life and prevent losses due to spoilage. Here, we investigated whether sound treatment could delay tomato fruit ripening. We treated harvested tomato fruits with low-frequency sound waves (1 kHz) for 6 h, and then monitored various characteristics of the fruits over 14-day period at 23±1°C. Seven days after the treatment, 85% of the treated fruits were green, versus fewer than 50% of the non-treated fruits. Most of the tomato fruits had switched to the red ripening stage by 14 days after treatment. Ethylene production and respiration rate were lower in the treated than non-treated tomatoes. Furthermore, changes in surface color and flesh firmness were delayed in the treated fruits. To investigate how sound wave treatment affects fruit ripening, we analyzed the expression of ethylene-related genes by quantitative real-time RT-PCR analysis. We found that the expression level of several ethylene biosynthetic and ethylene signaling pathway-related genes was influenced by sound wave treatment. These results demonstrate that sound wave treatment delays tomato fruit ripening by altering the expression of important genes in the ethylene biosynthesis and ethylene signaling pathways.

Regulation of fruit ripening may help extend fruit shelf life and prevent losses due to spoilage. Here, we investigated whether sound treatment could delay tomato fruit ripening. We treated harvested tomato fruits with low-frequency sound waves (1 kHz) for 6 h, and then monitored various characteristics of the fruits over 14-day period at 23±1°C. Seven days after the treatment, 85% of the treated fruits were green, versus fewer than 50% of the non-treated fruits. Most of the tomato fruits had switched to the red ripening stage by 14 days after treatment. Ethylene production and respiration rate were lower in the treated than non-treated tomatoes. Furthermore, changes in surface color and flesh firmness were delayed in the treated fruits. To investigate how sound wave treatment affects fruit ripening, we analyzed the expression of ethylene-related genes by quantitative real-time RT-PCR analysis. We found that the expression level of several ethylene biosynthetic and ethylene signaling pathway-related genes was influenced by sound wave treatment. These results demonstrate that sound wave treatment delays tomato fruit ripening by altering the expression of important genes in the ethylene biosynthesis and ethylene signaling pathways.

Regulation of fruit ripening may help extend fruit shelf life and prevent losses due to spoilage. Here, we investigated whether sound treatment could delay tomato fruit ripening. We treated harvested tomato fruits with low-frequency sound waves (1 kHz) for 6 h, and then monitored various characteristics of the fruits over 14-day period at 23±1°C. Seven days after the treatment, 85% of the treated fruits were green, versus fewer than 50% of the non-treated fruits. Most of the tomato fruits had switched to the red ripening stage by 14 days after treatment. Ethylene production and respiration rate were lower in the treated than non-treated tomatoes. Furthermore, changes in surface color and flesh firmness were delayed in the treated fruits. To investigate how sound wave treatment affects fruit ripening, we analyzed the expression of ethylene-related genes by quantitative real-time RT-PCR analysis. We found that the expression level of several ethylene biosynthetic and ethylene signaling pathway-related genes was influenced by sound wave treatment. These results demonstrate that sound wave treatment delays tomato fruit ripening by altering the expression of important genes in the ethylene biosynthesis and ethylene signaling pathways.

토마토 과실의 숙성기간은 운송기간과 상품성에 상당한 영향을 미친다. 특히, 고온에서는 과실숙성이 빨라지므로, 숙성기간은 열대지방에 수출하는 토마토 품종에서 반드시 고려되어야 한다. 토마토 과실숙성을 효과적으로 차단하는 RIPENING-INHIBITOR (Rin) 유전자는 열성 유전하는 돌연변이체에서 보고되었고, 교잡후대(Rin/rin)에서는 숙성이 느리게 진행되어 저장성이 상당히 향상된다고 알려졌다. 따라서, 본 연구에서는 수출용 토마토 품종의 육성을 위해, 과실 숙성의 저해와 관련한 Rin 유전자 특이적인 분자 표지를 개발하고자 하였다. Rin과 rin유전자의 mRNA와 genomic DNA의 염기서열 정보를 확보하고 다형성을 나타내는 프라이머 조합을 선발하여, 공우성 SCAR 분자표지로 개발하였다. 토마토 육성 라인 24주에서 과실숙성 정도와 PCR밴드를 비교한 결과, 공우성 마커는 동형(Rin/Rin, rin/rin)과 이형(Rin/rin)의 유전자형을 구별하기에 적합하였으며 이를 이용하여 저장성이 좋은 토마토 품종개발에 도움이 될 것으로 기대한다.

This study was conducted to understand the characteristics of fruit softening during ripening which causes deep loses in quality of horticultural products during storage and marketing process after harvest. The changes of cell wall components during ripening was investigated. The climacteric rise was between 42 and 49 days after anthesis and then decreased. Ethylene evolution was similar to respiration. The hardness of fruit decreased markedly at this climacteric period and significances of textural parameters among the ripening periods were recognized but the significance between 50 and 55 days after anthesis was not. Sugar components of cell wall polysaccharides were uronic acid, galactose, glucose, arabinose, xylose, rhamnose, mannose and fucose. The contents of arabinose and mannose in alcohol-insoluble solids fraction increased, but other sugars were not changed. In cell wall fraction, the contents of uronic acid, galactose, glucose and arabinose were comparatively high, but galactose, arabinose and ironic acid were decreased markedly during ripening. ironic acid occupied above 75% of total monosaccharide in pectin fraction and decreased markedly during ripening. In acid-soluble hemicellulose fraction, the contents of uronic acid, glucose, galactose and rhamnose were high and they decreased from 50 days after anthesis. The contents of glucose and xylose were high in a alkali-soluble hemicellulose fraction and they decreased markedly at 55days after anthesis.