Effect of Chlorella vulgaris CHK0008 Fertilization on Enhancement of Storage and Freshness in Organic Strawberry and Leaf Vegetables

Abstract

This study aimed to enhance storage and freshness of strawberry fruits and foliage vegetables by spray treatment with Chlorella vulgaris as a bio-fertilizer. The tested strain, C. vulgaris CHK0008, was isolated from an organically cultivated rice paddy and identified as C. vulgaris by its morphology and 18S rDNA and 23S rDNA sequence homology. We successfully cultured C. vulgaris CHK0008 in BG11 modified medium (BG11MM) and adjusted 2.15 × 10 6 cell/mL C. vulgaris CHK0008 to one OD value by measuring the optical density at 680 nm using a UV-vis spectrophotometer. The soluble solid content of ‘Seolhyang’ and ‘Yukbo’ strawberry fruits treated by spray application with C. vulgaris CHK0008 was enhanced by 22.2% and 11.5% respectively, compared to untreated controls. Additionally, the decay rates of treated ‘Seolhyang’ and ‘Yukbo’ strawberry fruits decreased 63.8% and 74.4% respectively, compared to untreated control. Surface color changes and chlorosis of leaves in leaf vegetables such as lettuce, kale, red ornamental kale, white ornamental kale and beet were observed in samples treated with water spray for 10 days after cold storage. However, the decay rate of leafy vegetables treated with foliar application of 25% C. vulgaris CHK0008 liquid culture was significantly decreased compared to that of the untreated control during storage at 4°C. Additional key words: freshwater algae, fresh-cut vegetable, Seolhyang, spray and soil drenching application, Yukbo *Corresponding author: ckshim@korea.kr ※ Received 16 June 2014; Revised 9 July 2014; Accepted 14 July 2014. 본 연구는 2014년도 농촌진흥청 공동연구사업(PJ00912702)의 지원에 의해 수행되었음. C 2014 Korean Society for Horticultural Science 서 언 최근 생활수준의 향상으로 웰빙(wellbeing) 문화가 바람 을 일으키면서 건강에 대한 관심이 날로 증가하고 있다. 이 로 인해 일반 농작물보다 유기농작물 및 유기농 식품을 선 호하는 추세로 변화되고 있다(Kim et al., 2011, 2012, 2013). 특히, 우리나라 소비자들의 유기농 식품에 관한 인식 조사 에서 유기농 식품구매의 가장 큰 이유를 본인과 가족의 건 강(71.9%)이라고 답할 만큼 유기농산물과 유기식품이 차지 하는 비중이 빠르게 성장할 것으로 추산되고 있다(Kim and Lee, 2013; Lee and Kim, 2012). 이러한 소비자들의 식생활 변화는 건강에 대한 관심이 집 중됨에 따라 신선편의 샐러드류와 유기농 채소류의 소비가 증가하고 있으며, 이런 신선편의 샐러드류는 상추, 치커리, 청경채, 트레비소 등 엽채소류와 과일 등을 주 원료로 하여 다양한 형태로 판매되고 있다(Lee et al., 2009). 그러나 신선 편의 채소들은 대부분 별도의 조리과정 없이 바로 섭취하기 때문에 원료의 신선도와 저장성을 증진시키는 노력이 중요 김민정, 심창기, 김용기, 박종호, 홍성준, 지형진, 한은정, 윤종철 873 하기 때문에 다양한 연구들이 이루어지고 있다(In and Kim, 2008; Kim et al., 1995). 딸기는 풍미가 좋고 비타민과 무기영양분이 풍부하며 국 내에서 재배되는 과채류 중 생육 적온이 낮아 난방비 부담 이 적어 고수익의 시설재배 작물로 적합하다. 또한 국내 소 비뿐만 아니라 싱가폴, 홍콩, 및 말레이시아 등 동남아시아 지역으로 수출이 활성화되어, 2009년 총 딸기 수출액이 19,200천 달러가 되었다(KREI, 2010). 그러나 딸기는 물리 적 손상 및 조직의 연화 등으로 과육의 표면이 물러지고 과 숙으로 인한 변색으로 상품성이 낮아지고 수확 후 선별, 저 장 및 유통 과정에서 물리적 손상으로 부패되기 쉬워 이를 해결하기 위한 다양한 연구들이 이루어졌다(Hwang and Ku, 2004; Jeong et al., 1990; Park and Hwang, 2010). 클로렐라(Chlorella vulgaris)는 담수식물이자 미세조류 (microalgae)로 담수, 해수, 공기, 토양 등 다양한 생태계에 서 생존하고 있다. 클로렐라는 축산사료첨가제(Kang et al., 2013), 양어장의 치어사료(Bai and Cha, 1997; Becker, 1994), 식품첨가물(Park et al., 2002), 유산균발효촉진제(Heo et al., 2006), 폐수 중의 중금속 처리제(Travieso et al., 2002) 등으 로 널리 사용되고 있으며 사람에게는 영양학적인 우수성이 확인되었다(Kim et al., 2003). 클로렐라 배양액 및 추출물의 농업적 활용사례는 적으나 클 로렐라 실내배양 조건을 빛과 암 상태를 14:10h(Light:Dark) 로 조절하거나 암 상태에서 glucose(5g・L -1 )를 첨가하여 배 양할 경우 식물생장조절제(plant growth regulators)인 내생 옥신(auxin)과 사이토키닌(cytokinin)이 증가하는 것으로 보고 되었다(Stirk et al., 2014). Raposo et al.(2011)은 클로렐라와 식물생육촉진근권세균(plant growth-promoting rhizobacteria, PGPR)을 혼합 배양하여 레드클로버(meadow clover)에 처 리하였을 경우 뿌리의 신장이 길어지고 지상부와 지하부의 건물중이 증가하는 것으로 보고하였다. 따라서 본 연구는 유기농 딸기와 엽채소의 신선도와 저장 성 향상을 위해 클로렐라(C. vulgaris, CHK0008)를 처리하 였을 때 나타나는 효과를 조사하여 보고함으로써 다양한 기 능성을 지닌 클로렐라의 농업적 활용도를 높이고자 하였다.