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레포트 | 2년 생산 주기 동안 관찰한 커피열매의 분포 및 화학 조성간의 관련성
날짜
2018-03-20 17:05:03
조회
475

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2년 생산 주기 동안 관찰한 커피열매의 분포 및 화학 조성간의 관련성

 

원제 : Berry distributions on coffee trees cultivated under high densities modulate the chemical composition of respective coffee beans during one biannual cycle

 

저자 : Miroslava Rakocevic, Maria Brigida Scholz Dos Santos, Cintia Sorane Good Kitzberger

 

요약 :

  커피나무는 2년 주기의 형태학적 발달에 따른 생산 진폭이 있다. 연구진은 매 2년간의 생산 연도로 구성되는 수확기 동안 커피 열매의 수직적 분포를 계량하고 커피콩의 화학 조성과 연계하고자 하였다. 분석한 지역의 커피는 식부 형태가 여러 가지이며 상당한 가지치기를 거친 뒤였다. 2/2년차 수확기의 커피 나무가 맺는 열매는 1/2년차 수확기 대비 대략 4배 더 많았다. 1/2년차 수확기에 모든 생리적 단계를 망라한 가로축 열매 분포는 3회 주기에 걸쳐서 무작위 결실 경향을 나타낸 반면, 2/2년차 수확기의 열매 분포는 세로축과 가로축상의 열매 결실이 2회 주기에서 달리 나타났는데, 이는 지역의 빛 관련 미소 기후가 영향을 많이 미쳤고, 이로 인해 지역적으로 부침 관련성이 있음을 의미한다. 수확 주기, 수확 시기, 식부 형태, 열매 위치의 영향을 고려하여 커피콩의 성분 조성 변화를 연구하였을 때, 화학 성분들 중 가장 관련 민감도가 높은 것은 단백질, 수크로스, 지질로 나타났다. 수크로스 함량은 2/2년차에 더 많았는데, 이는 양 수확기 중 2/2년차가 열매 성숙이 더 잘 됨을 나타낸다. 식부 밀도가 높고 2/2년차 동안 커피나무 층이 낮은 경우 단백질과 카페인 함량은 더 높아지고 지질 함량은 줄어들었는데, 이는 이들 성분이 커피나무의 자체 그늘 드리움 현상 및 나무에서의 열매 위치에 따른 결실 기간에 따라 달라짐을 의미한다.

 

주요 내용 :

 - 아라비카 커피나무의 구조와 생장에 대하여 :

  * 아라비카 커피나무는 구조상 루 모델(Roux model)에 해당 (Hallé et al., 1978).

  루 모델 : 세로축과 가로축의 두 방향으로 성장, 세로축은 줄기가 하나이며 수직 방향으로 지속 성장. 세로축 마디마다 가로 방향의 가지가 지속적으로 돋아나 성장. 가지를 따라 꽃이 핌.

  커피나무의 구조 특성 : 세로축 줄기 마디마다 상당수의 싹이 돋아나며, 싹이 돋아난 뒤 가로축 가지가 출현. 가로축 가지는 2개씩 동일 위치, 반대 방향으로 동시 발현하고 성장. 꽃은 건기가 지난 뒤 충분한 비가 오면 잠깐 동안 피어남. 잎이 나고 나서야 열매와 결실을 많이 할 수 있음

  커피나무의 가로축 가지 : 가로축 가지에서는 가로축 가지가 뻗어나옴. 최대 4차까지 (본줄기 포함하면 5) 가지가 나오며 나무를 심거나 강한 가지치기 이후 3-4년이면 4차 가지가 나타남. 1차 가로축 가지는 2, 3, 4차 가로축 가지에 비해 가지 수명이 더 길고 열매 보유량도 더 많음.

  * 아라비카 커피나무의 생산성은 7-20년에 최대치를 이루나 가지치기와 식부 형태를 조절하면 어 오랫동안 높은 생산성을 유지할 수 있음.

  집약 경작식 농장의 경우 헥타르 당 3000 - 10,000/20,000 그루를 심는데 이 경우 농장 수명은 15년 이하가 됨. 통상 수 년간 최대치로 생산한 뒤 그루터기 높이로 베어 내는 것이 일반적. 그루터기 높이로 베어내는 것은 다수 열매를 맺을 수 있도록 가지가 많이 나도록 하고 열매를 따기 쉽게 하는 데 주된 목적이 있음.

  고밀도 식재시 나무 줄기가 가늘고 나무 테두리도 줄어들면서 그루 당 생산성이 낮아짐.

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  : 식부 밀도에 따른 나무 개체수 당 커피생두 생산량(g)

(Paulo, Edison Martins, Enes Furlani Junior, and Luiz Carlos Fazuoli. "Comportamento de cultivares de cafeeiro em diferentes densidades de plantio." Bragantia (2005): 397-409.)

 

 - 실험에 대하여 :

  * 가설과 검증방법 : 경작방법에 따라 커피열매의 분포와 커피콩의 화학적 조성은 달라질 수 있다.

  1) 네 가지 식부 형태별로 열매의 수직적 분포와 변화 양상을 살펴 봄

  2) 각 식부 형태(정사각 Q, 직사각 R; 식부밀도 10000, 식부밀도 6000) 별 및 가지치기(2008) 이후 첫번째 2년 주기(2010, 2011년 생산연도) 내 여러 수확기 동안  커피콩의 화학 조성을 분석함.

  * 실험장소 : 론드리나 주 소재 IAPAR 실험장, IAPAR 59 품종으로 실험.

  * 결과 :

  1/2 년차에서 : 가지는 14번째까지 나옴, 생산성이 가장 높은 것은 Q10, 가장 낮은 것은 R6 ; 2-7 번째 가로 가지에서 생산된 열매가 다수이며 8-14번째 가로 가지에서 생산된 열매는 거의 절반 수준. ; 본줄기에서부터의 거리에 따라 볼 때 (가로 방향) 2, 3차 수확기로 갈수록 본줄기에 가까운 쪽에서 열매가 많이 생산됨. Q10, R6 에 비해 Q6 의 경우 본줄기에서 약간 떨어진 쪽에서 열매가 많이 나타남 - 가지치기 직후에는 빛 가림 현상이 적으나 이후에는 자체 그늘 드리움 현상으로 인해 본줄기에 가까운 쪽이 보다 늦게 생산되는 것과 관련 있어 보임 ; 식부밀도가 높은 쪽이 생산량이 유의하게 많으며 정사각형 식부 형태가 직사각형 식부 형태보다 열매 생산량이 많음.

 

  2/2 년차에서 : 가지는 22번째까지 나오나 14번째 위로는 1년차가 되지 않은 가지이기에 열매가 나오지 않음 ; 전체 커피열매의 양은 1/2년차 대비 4배 가까이 많아짐. (문헌상에는 60-80% 차이) ; 1차 가지 외 2,3차 가지에서도 열매가 생산됨 ; 본줄기 주변의 열매 생산량은 1차 수확기 대비 2차 수확기에서 절반 가까이 하락하는데 비해 본줄기에서 떨어진 곳의 열매 생산량은 2차 수확기에서 감소량이 크지 않음 - 2/2년차에서는 미소 기후에 의한 영향이 더 큰 것으로 보임.

 

  식부밀도가 높은 경우, 단백질과 카페인 함량이 높음 - 자체 그늘 드리움 현상이 질소 합성을 촉진하여 성분 축적에 영향을 주는 것으로 보임.

 정사각 식부 형태에서는 페놀 화합물, 클로로겐산의 함량이 높음 - 열매 미성숙을 나타내는 지표 - 정사각 식부 형태에서는 본줄기 주변부에서 빛 노출이 적어 결실이 느려진 결과로 보임.

 

  1/2 년차에서 첫 수확기에 단백질 함량이 더 높은 반면 지질 함량은 더 낮음. 총당량, 수크로스 함량은 가운데 수확기에서 더 낮게 나타남. 클로로겐산은 마지막 수확기에서 낮게 나타남. 카페인과 페놀 화합물은 수확기에 따른 차이가 없음 - 수확기가 뒤로 갈수록 결실이 더 많이 이루어짐을 의미.

 

  2/2년차에서 첫, 가운데 수확기에서 지질 함량은 낮고 카페인 함량은 높게 나타남. 총 당량은 가운데 수확기에서 높게 나타남. 수크로스 함량은 뒷 수확기에서 높게 나타남. 그런데 첫 수확기 생산량이 뒷 수확기 대비 2배 가까이 많기에 이는 전체 성분 구조에 영향을 줄 것으로 보임.

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