농약이 필요 없다? "깜빡이는 UV-C"로 구아바를 오래 보관하는 신기술

농약이 필요 없다? "깜빡이는 UV-C"로 구아바를 오래 보관하는 신기술

슈퍼마켓에서 산 과일이 어느새 검은 반점투성이로 변해버렸다――. 맛있게 먹을 수 있었을 텐데, 외관이나 상처 때문에 손이 가지 않아 결국 버리게 된다. 그런 "아깝다"의 대표적인 예가 향이 강한 남국 과일 "구아바"이다. 구아바는 유통 중 충격이나 다루기 어려움 때문에 상처가 나기 쉬워, 그곳에서 병원균이 들어가 수확 후에 탄저병이 퍼지기 쉽다. 결과적으로 개발도상국에서는 총생산량의 20~40%가 손실될 수 있다고 추정된다.


검은 병반의 정체: 탄저병은 "수확 후"에 나타나는 것이 까다롭다

탄저병의 까다로움은 밭에서는 눈에 띄지 않더라도 수확 후에 갑자기 증상이 진행되기 쉬운 점에 있다. 원인이 되는 것은 Colletotrichum gloeosporioides (콜레토트리쿰) 복합체에 속하는 미생물군이다. 과피에 어두운 병반을 만들어 상품 가치를 한순간에 떨어뜨린다. 병반은 기본적으로 표면에 나타나지만, 벌레 피해나 부적절한 취급, 수송 중의 기계적 손상 등으로 생긴 미세한 상처구멍에서 과육에 도달할 수도 있다고 한다.


지금까지의 주역은 "수확 후의 약제"였다

대책의 중심은 수확 직후에 과일을 약액에 담그거나 분무하는 "포스트 하베스트 농약" (주로 살균제)이다. 건조시켜 냉장 보관하는 것이 일반적이다. 그러나 화학 약제는 잔류나 환경 부담의 우려가 따른다. 브라질 농업 연구 공사 (EMBRAPA)의 연구자는 수확 후 처리에 사용되는 화학 물질이 사람의 건강 (특히 어린이)이나 환경에 악영향을 미칠 수 있는 점을 지적하며, "잔류를 남기지 않고 식품의 완전성을 유지하는 깨끗하고 지속 가능한 기술"을 목표로 했다고 말하고 있다.


그래서 등장: "연속"이 아닌 "점멸"시키는 UV-C

이번 연구의 핵심은 UV-C (살균에 사용되는 단파장 자외선)를 "연속 조사"하는 것이 아니라 "펄스 (주기적)"로 조사하는 점에 있다. 다시 말해, 빛을 계속 비추는 것이 아니라 일정 주기로 온·오프하면서 비추는 것이다. 이를 통해 병원균의 비활성을 노리면서 과피 (표피)에 대한 과도한 부담을 줄이고 에너지 손실도 줄이기 쉽다는 설계 사상이다.


장치의 고안: 거울과 3개의 램프로 "조사 불균형"을 줄인다

연구팀이 사용한 처리 장치는 원통형 구조 내부에 거울면과 3개의 UV-C 살균등을 배치한 것이다.

  • 1개는 구조 표면에 대해 수직 방향으로 빛을 방출하여 "빛의 원통"을 만든다

  • 또 다른 하나는 거울을 향해 배치하여 반사광으로 구아바를 비춘다

  • 세 번째는 과일에 직접 조사한다


이 조합으로 과일 표면이 가능한 한 많은 UV-C를 받도록 하여 조사의 누락을 줄인다. 흡수된 방사는 표면에서 열로 변환되어 미생물의 비활성화로 이어진다는 설명이다.


"살균"만이 아니다: 과일의 저항성을 "기동"하는 발상

흥미로운 점은 "균을 죽이는" 것에만 치중하지 않고 과일 측의 방어 반응에 접근하고 있다는 점이다. 연구자는 변조 UV-C에 의해 빛과 과일의 상호작용을 정밀하게 제어할 수 있으며, 광 에너지의 손실을 줄이면서 표피에 대한 손상을 최소화할 수 있다고 말한다. 그 결과 병원균을 억제할 뿐만 아니라 과일 자체의 자연 저항성 메커니즘이 "활성화"되어 품질을 유지한 채로 보존 기간이 연장된다고 한다.


조건에 따라 효과가 달라진다: 변조의 "주파수"도 열쇠

외부 데이터베이스 측의 요약 정보에서는 탄저병의 제어는 변조 (모듈레이션)의 조건에 의존하며, 특정 설정 (예: 0.99 kJ m−2/30 Hz)이 특히 효과적이었다는 취지도 나타나 있다. 즉 "UV-C라면 무엇이든 OK"가 아니라 "점멸 방식"이 효과와 품질 유지의 균형을 좌우할 가능성이 높다. 현장 도입을 고려한다면 과일의 성숙도, 품종, 표면 상태, 처리 처리량 (1시간당 처리량) 등에 맞춘 최적화가 중요할 것 같다.


하지만 현재 시점은 "실험실에서의 유망": 다음은 라인 실증으로

다만, 성과는 어디까지나 실험실 환경에서 얻어진 것이라고 한다. 다음 단계로서 실제 생산자 시설에서 "현실의 조건" 하에서도 효과가 나오는지를 검증하고 과일 처리 라인에 장치를 적합시키는 것이 필요하다. 연구실과 현장에서는 온습도, 부착된 오염, 과일의 개체 차이, 운송 시의 자세 등 효과를 흔들 수 있는 요인이 한꺼번에 늘어난다. 이를 클리어해야 비로소 기술은 "사용 가능한 수단"으로 진화한다.


기대되는 임팩트: 손실 감소와 "잔류 제로"의 양립

만약 현장 도입이 진행된다면 기대는 크다.

  • 식품 손실의 감소: 검은 병반으로 팔리지 않고, 먹지 않고, 버리는 것을 줄일 수 있다

  • 농약 의존의 감소: 수확 후의 약제 처리 횟수를 줄여 잔류나 환경 부담의 우려를 가볍게 할 수 있다

  • 운송·수출의 강화: 보존 기간이 늘어나면 장거리 유통이나 수출에 적합하다

  • 다른 과일로의 전개: 유사한 곰팡이 병해를 가진 과일에도 응용이 기대된다


"깨끗한 물리적 처리"로서의 UV-C는 예전부터 알려져 있었지만, 이번의 포인트는 "변조 (펄스)"와 "조사 효율의 설계"에 의해 품질과 억제 효과를 동시에 취하려는 점에 있다.


SNS의 반응

  • "농약 없이 보존 기간이 늘어난다면 최고. 아이에게 먹이는 과일일수록 잔류가 걱정된다"

  • "UV라고 들으면 불안하지만, 표면 처리로 잔류하지 않는다면 오히려 안심일지도"

  • "점멸시키는 것만으로 효과가 달라지는 게 재미있다. 주파수 최적화 같은 건 공학적이다"

  • "현장 도입할 수 있는 거야? 처리 라인의 속도에 맞출 수 있는지가 승부다"

  • "비용이 문제. 장치가 비싸면 결국 대규모 농가만의 기술이 될 것 같다"

  • "구아바 외에도 망고나 딸기 등에 응용할 수 있다면 기쁘다"

  • "‘살균’만이 아니라 과일의 저항성을 높인다는 발상, 뭔가 미래감 있다"


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