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ISSN : 1225-5009(Print)
ISSN : 2287-772X(Online)
Flower Research Journal Vol.28 No.3 pp.170-174
DOI : https://doi.org/10.11623/frj.2020.28.3.09

Natural Skullcap Extracts Substitute Commercial Preservatives during Summer Export for Cut Rose Flowers

Young Boon Lee, Wan Soon Kim*
Department of Environmental Horticulture, University of Seoul, Seoul 02504, KoreaNatural Science Research Institute, University of Seoul, Seoul 02504, Korea
*Corresponding author: Wan Soon Kim Tel: +82-2-6490-2693 E-mail: wskim2@uos.ac.kr
20/08/2020 24/08/2020 25/08/2020

Abstract


Preservative effect of natural skullcap extract (Scutellaria baicalensis, SC solution) in cut rose flower ‘Fuego’ under simulated summer export conditions was investigated. The t ransport conditions were divided into dry and wet transports. The wet t ransport was t reated with tap water, Floralife 1%, and SC solution 300 mg・L-1. The vase life of cut rose flowers in the wet transport was extended longer than in dry t ransport. It was two days longer in the SC solution, which is similar to the extension effect of commercial preservatives, Floralife. The discoloration was the main symptom o f vase l ife in d ry t ransport. The bent neck and petal wilting reached 60% to 70% in the wet transport regardless of preservatives. These results show that the native skullcap extracts have a positive effect on the vase life extension of cut rose flowers during summer export, thus they could be applied as eco-friendly alternative preservatives.



여름철 장미 수출 환경에서 황금 추출물의 절화보존제 대체 효과

이 영분, 김 완순*
서울시립대학교 환경원예학과서울시립대학교 자연과학연구소

초록


본 연구는 여름철 장미의 수출 환경 조건에서 황금(Scutellaria baicalensis) 추출물(SC용액, 특허출원번호 10-2019-0109867) 의 절화수명연장 효과를 확인하고 수입산 절화보존제의 대체 가능성을 알아보고자 수행되었다. 건식 및 습식 수송 조건으 로 구분하고, 습식 수송 조건은 절화보존제 처리 유무와 종류 에 대한 비교분석을 위해 물(tap water), Floralife 1%, SC용 액 300mg・L-1를 처리하였다. 그 결과, 절화수명 연장에는 습 식수송 조건에서 절화보존제를 사용하는 것이 유리하였다. 특 히 황금추출물 SC용액 처리구의 절화수명은 수돗물(7.7일)보 다 1.7일 연장되었으며, 이러한 효과는 수입산 절화보존제인 Floralife의 효과와 유사하였다. 절화수명 종료 증상은 건식 수 송 조건 경우 화색의 퇴화 증상이 상대적으로 많았으며, 습식 수송 조건의 경우 일반적인 장미 절화의 노화 증상인 꽃목굽 음과 꽃잎마름 증상이 전체의 60~70%를 차지하였다. 결론적 으로 여름철 장미의 수출 환경에서 SC용액은 절화수명을 효 과적으로 연장시킬 수 있었으며, 그 효과는 기존 절화보존제 인 floralife와 유사하여 친환경 대체 절화 보존제로 적용이 가 능할 것으로 판단된다.



    Ministry of Agriculture, Food and Rural Affairs
    318063-03

    서 언

    절화 장미는 2019년 기준 우리나라 전체 절화 재배면적 (1,183ha)의 20.8%를 차지하는 대표적인 화훼작목이다(MAFRA 2020). 2020년 상반기 장미 수출액은 일본 746천 불, 러시아, 말레이시아, 몽골 등 기타 3천 불로 99% 이상 일본으로 수출 되고 있다(KATI 2020). 하지만, 일본으로 수출이 집중되는 여 름철 한국산 절화 장미는 일본 경매장에서 중저가로 품질이 낮게 평가되고 있다(Lee et al. 2018;Park and Park 2006). 절 화 장미의 수출 과정을 살펴보면, 농가 수확 후 공선장으로 운 송, 선별 및 포장, 저온 저장, 부산항으로 운송, 일본 후쿠오카 항까지 선박 운송, 일본 현지 검역 및 경매장으로 운송되는 여 러 수송 단계를 거치게 된다. 이 때 절화 품질 유지에 부적합 한 환경 노출이 불가피한 실정이다(Lee and Kim 2019a). 특 히 여름철에는 수출 포장 박스 내부 온도가 5~30℃로 고온과 저온이 반복되고 다습 조건이 유지된다(Lee and Lee 2015). 수출과정에서 급격한 온습도 변화는 절화 장미의 신선도를 떨 어뜨리며 수출 후 절화 수명을 단축시키는 원인이 될 수 있다 (In et al. 2016).

    최근 우리나라 절화 장미 수출은 습식 수송이 일반적이며 절 화보전제를 사용하는데, 대표적인 수출업체 ㈜로즈피아(Rosepia) 에서는 Floralife(Smithers-Oasis, USA)와 Chrysal(Chrysal International B.V., The Netherlands)를 주로 사용하고 있다(Lee et al. 2018). 한편 NaOCl, SO2, aluminum sulfate, 8-hydroquinoline sulfate (8-HQS), silver nitrate(STS), DICA(sodium dichloroisocyanurate biocide) 등 절화보존제에 대한 연구는 다수 보고되고 있으나 상용화된 친환경 소재의 절화보존제는 거의 없는 실정이다 (Macnish et al. 2008;Xie et al. 2008). 따라서 수출 현장에서 사용할 수 있는 절화보존제의 국산화에 대한 기대와 함께 친 환경 소재 활용 연구의 필요성이 늘어나고 있다(Lee and Kim 2013). 최근에 자생식물에 추출한 물질을 이용한 항균성 절화 보존제 이용가능성이 보고되었는데, 황금(Scutellaria baicalensis) 을 80% 에탄올에 72시간 침지하여 얻어진 추출물이 대표적이 다(SC용액, 특허출원번호 10-2019-0109867). 따라서 본 연구 는 절화 품질 유지가 어려운 여름철 수출과정에서 황금추출물 인 SC용액이 기존 상업용 절화보존제를 대체할 수 있는지 알 아보고자 수행되었다.

    재료 및 방법

    식물 재료 및 처리 내용

    전주시 소재 농가에서 오전에 수확하여 ㈜로즈피아 공선장 으로 운송된 스탠다드 장미 Fuego 품종을 실험 재료로 사용 하였다. 운송된 절화를 수출 과정과 동일하게 해당 품종의 수 출 규격인 60cm로 재절단하여 동일 규격으로 공선 및 선별과 정을 진행하였다. 10송이씩 개별 묶음을 한 다음 수출 박스에 30송이씩 포장하였다. 이 때 건식 조건과 습식 조건으로 구분 하였고, 습식 조건은 보존액을 일반 수돗물(tap water), Floralife 1%(Smithers-Oasis, USA), 황금추출물 SC용액 300mg・L-1(특허 출원번호 10-2019-0109867)로 구분하여 처리하였다. 이후 환 경조절 생육상(Hanbaek scientific co., Korea)를 이용해 실제 여름철 수출 환경과 동일한 69시간 동안 모의 수송 조건을 제 공하였다(Fig. 1). 모의 수송이 끝난 절화는 40cm로 재절단한 다음 상부로부터 3매엽 3장만 남긴 채 수돗물 700mL로 채워 진 1L 투명 유리병에 정치하고 절화수명 테스트를 실시하였 다. 처리당 20 개체 반복하였고, 환경조건은 기온 26.9℃, 상 대습도 41.6%, 광도 8.2±2μmol・m-2 ・s-1 PPFD, 일장 12시간 으로 조절하였다. 절화수명 종료 시점은 꽃목이 30°이상 굽거 나, 꽃잎이 시들고 잎이 마르거나 위조나 탈리가 일어나는 등 관상가치가 떨어지는 시점으로 정하였다(Fanourakis et al. 2013). 절화수명 테스트 과정 중 절화 품질 상태를 비파괴적 으로 알아보고자 절화수명처리 6일차에 엽록소형광값인 광계 Ⅱ 변동형광값/최대형광값(Fv/Fm)과 비광화학적 형광소멸지수 (non-photochemical quenching, NPQ)를 측정하였다(Fluocam 800MF, Photon System Inc. Czech). 첫번째 3매엽을 대상으 로 1시간 암 처리 후 quenching kinetics analysis 방법으로 shutter speed 3단계, sensitivity 30%로 설정하였다(Yoo et al. 2012).

    통계분석

    통계분석 프로그램인 SAS package(Statistical analysis system, version 9.4, SAS Institute Inc. USA)를 이용하여 ANOVA 분석 (analysis of variance)과 DMRT(Duncan’s multiple range test)로 처리 간 유의성 분석을 하였으며, 모두 5% 수준으로 하였다.

    결과 및 고찰

    여름철 수출 환경 조건에서 장미 절화수명은 습식 수송 조 건과 비교하여 건식 수송 조건에서 현저히 2일 이상 줄어드는 것으로 나타났다(Table 1). 습식 수송 조건에서도 절화보존제 처리 유무 및 종류에 따라 절화수명에 차이를 보였다. 황금추 출물 SC용액 처리로 절화수명은 수돗물(7.7일)보다 1.7일 연 장되었으며, 이러한 효과는 상업용 절화보존제 Floralife 효과와 유사하였다. 절화는 수확 후 preroxidase, cathechol oxidase와 같은 산화효소가 활성화되고 절단 부위로 박테리아가 증식하 면서 도관 막힘 현상에 따른 수분흡수가 억제되어 경제적 수 명이 단축되게 된다(van Doorn and Vaslier 2002). 특히 절화 장미는 수확 후 물올림 시기가 지연될수록 수명이 단축되므로 (Kim and Lee 2006), 수확과 동시에 물올림 처리를 권장하고 있다(Loubaud and van Doorn 2004). 장미 절화수명 단축은 보존용액이나 줄기 도관 내 박테리아 축적이 가장 큰 원인으 로 보고되고 있다(Hoogerwerf et al. 1989). 황금추출물인 SC 용액은 검은곰팡이와 칸디다알비칸스(Candida albicans)와 같 은 진균에 대한 항균효과와 살균 효과를 가지고 있어(Lee and Kim 2019b) 기존 살균성 절화보존제와 유사한 절화수명 연장 효과가 나타난 것으로 판단된다.

    절화수명 종료 증상은 건식 수송 조건 경우 화색의 퇴화 증 상(discoloration)이 상대적으로 많이 나타났는데, 69시간 동안 수분과 당 흡수 저해가 이후 절화수명 단축의 원인이 된 것으 로 판단된다(Jamal Uddin et al. 2001). 한편, 습식 수송 조건 에서는 일반적인 장미 절화의 노화 증상인 꽃목굽음과 꽃잎마 름 증상이 전체의 60~70%를 차지하였다(Fig. 2).

    처리 간 절화 신선도에 차이를 보일 것으로 예상되는 절화 수명 테스트 6일차(수확 후 10일 경과)에 엽록소 형광 분석을 실시한 결과, Fv/Fm값은 처리와 관계없이 0.81~0.83으로 정 상 수치를 보였으며, 식물 스트레스 지수인 비광화학적 형광 소멸 NPQ값 역시 처리 간 유의적 차이를 보이지 않았다(Fig. 3;Demmig and Klaus 1988). 한편 장미에 수분스트레스를 처 리했을 때 NPQ값은 처리 후 3일까지 증가한 이후 다시 감소 한다는 보고가 있다(Calatyud et al. 2006). 따라서 절화 신선 도 및 품질에 대한 비파괴적 수치 정보를 확보하기 위해서는 측정 시점과 빈도에 대한 추가적인 검토가 필요할 것이다. 이 상에서 여름철 장미의 수출 환경에서 절화보존제를 활용한 습 식 수송의 필요성이 다시 확인되었으며, 특히 황금추출물 SC 용액은 절화보존제로서 기존 수입산을 대체 가능할 것으로 판 단된다.

    사 사

    본 결과물은 농림축산식품부의 재원으로 농림식품기술기획 평가원의 첨단생산기술개발사업의 지원을 받아 연구되었음 (318063-03).

    Figure

    FRJ-28-3-170_F1.gif

    The simulated summer export environment for treatment. A: air temperature; B: relative humidity. Stage 1: room temperature storage of the cooperative sorting facility for 2 hours, stage 2: cool temperature storage of the cooperative sorting facility for 20 hours, stage 3: transport to Busan harbor from the cooperative sorting facility for 6 hours, stage 4: ship transport to Japan from Busan harbor for 20 hours, and stage 5: quarantine and auction in Japan for 21 hours.

    FRJ-28-3-170_F2.gif

    Change in vase life termination symptoms of cut rose flowers ‘Fuego’ treated with different transport condition and preservatives. Floralife: commercial preservatives (Smithers-Oasis co., USA) and SC: natural skullcap extracts (patent application #10-2019-0109867). n = 10.

    FRJ-28-3-170_F3.gif

    Effects of transport condition and preservatives use during export on the chlorophyll florescence responses and non-photochemical quenching (NPQ) of cut rose flower ‘Fuego’ at the sixth day after export. Floralife: commercial preservatives (Smithers-Oasis co., USA) and SC: natural skullcap extracts (patent application #10-2019- 0109867). n = 5.

    Table

    Effects of transport condition and preservatives use during export on the vase life of cut rose flowers ‘Fuego’ after export. The test room conditions were controlled with air temperature at 26℃, relative humidity at 69%, and light intensity at 8.2 ± 2 μmol・m-2 ・s -1 PPFD with a 12 hour photoperiod.

    <sup>z</sup>Floralife: commercial preservatives, Smithers-Oasis co., USA; SC: natural skullcap extracts (patent application #10-2019-0109867).
    <sup>y</sup>Mean separation within columns by Duncan's multiple range test at <i>p</i> < 0 .05 (n = 1 0).
    <sup>*, ***</sup>Significant at <i>p</i> < 0.05 and 0.001, respectively, ANOVA.

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