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[과일세상탐험기] 청사과 Green Apple

Malus x domestica

 
granny-smith-apples

 

세상에서 가장 유명한 과일 중 하나는 사과입니다. 동양에 귤(citrus)이 있다면, 서양에는 사과가 있었습니다. 이 과일은 충분히 단단하여 저장과 유통에 유리했고, 오늘날 세계 어디서나 구할 수 있는 과일이 되었습니다. 전 세계인들이 사과의 향미를 보편적으로 인지하고 있다는 사실을 새삼스럽게 떠올려 본다면, 이것은 충분히 과일의 왕이라 칭할 만 합니다.
과일세상 탐험기 글 김준기 / 감수 B crop

 

과일의 성숙과 색의 변화

과일의 성숙은 정교하게 프로그래밍 되어 있습니다. 숙기를 시작하는 방법은 조금씩 다르지만, 일단 과정이 시작되면 과일의 세포벽을 구성하는 펙틴, 녹말 등의 다당류가 효소에 의해 분해되어 프룩토스, 글루코스, 수크로스 등 수용성 단당류로 변환됩니다. 단단하던 과육이 부드럽게 변하면서 단맛이 증가하여 쓰고 떫은 맛이 줄어드는 것입니다. 또한 계속해서 증가하던 산(Acid) 역시 파괴되면서 함량이 지속적으로 줄어듭니다. 마침내 과일은 보존성이 낮아지고, 물리적으로나 화학적으로 잘 분해될 수 있는 상태로 변환됩니다. 열매는 종자를 보호하고, 끝내는 잘 썩어 자양분이 되도록 설계되어 있는 종자 서바이벌 패키지라고 할 수 있습니다.

이 과정에서 가장 눈에 띄는 변화는, 화려하고 선명한 과일의 색상입니다. 과일이 성숙하는 과정에서 과일 표면에 있던 녹색 엽록소가 점점 파괴되어 투명해지거나 노랗게 변하면, 가려져 있던 다른 바탕 색소들이 드러나거나 혼합되어 과일의 색이 변하는 것입니다. 보통 과일의 항산화효과의 근거가 되는 카로틴, 잔토닌 등의 카로테노이드류와 플라본, 안토시안, 카테친 등 플라보노이드류는 과일의 색을 만드는 데 기여하는 생체색소이기도 합니다. 일반적으로 온대 기후에서 숙성된 과일의 색상은 빨간색이나 검은색입니다. 노란색이나 주황색, 푸른색(보라색), 흰색, 녹색 등의 과일도 있으나, 그 발생빈도는 상대적으로 낮습니다. 고등동물에게 이것은 과일이 달고 부드러운 상태로 변하여 먹기 좋다는 신호입니다.

지금까지 과일의 색상 변화는 인간의 관점에서 의인화하여 설명하는 것이 일반적이었습니다. 초록색과 갈색 바탕의 자연에서 화려하고 선명한 과일의 색상은 눈에 띄기 쉽기 때문에, 여기에 어떤 의도가 있을 것이라고 해석한 것입니다. 80년대에는 식물이 동물을 매개로 번식하는 방법을 선택하면서 의도적으로 색을 발현하기 시작했다고 봤습니다. 이 가설에 의하면 빨간색과 검정색의 과일은 새에게 발견되기 쉬운 색이며, 포유류에 의해 주로 소비되는 과일은 주황색이나 노란색, 그리고 갈색입니다. 한편, 엽록소의 존재를 막 밝혀내던 이 당시 지식에서, 낙엽의 색변화는 엽록소가 추위에 의해 파괴되면서 가려져 있던 다른 색이 드러나는 것이었습니다.

그러나 이 편리한 가설은 곧 반박됩니다. 우선 시각 정보를 사용하지 않는 식물이 동물의 눈에 띌 목적으로 과일의 색상을 바꿀 수 있을리 없습니다. 무엇보다 가시광선을 감지하는 안구 기관이 발달하기 훨씬 이전부터 식물의 색소는 존재하고 있었습니다. 원시 지구에서 엽록소를 비롯한 색소체를 가진 식물이 먼저 발달해야, 대기 조성이 바뀌어 지금의 환경이 만들어 질 수 있기 때문입니다. 진화 과정을 고려할 때, 식물이 상륙하기 전이나 즈음하여 이미 녹조식물 군에서 플라보노이드를 가진 선태식물이 분화되고 있었을 것입니다. 그러니 반대로, 식물의 색소 때문에 색을 감지하는 동물기관이 차츰 진화했을 것으로 보는 편이 훨씬 합리적입니다.

이후 연구들은 실제 식물의 생존 및 번식과 연관하여 가설을 수립하고 있습니다. 예를 들어, 한대 기후의 열매들이 주로 검은색과 검붉은색으로 익는 것은, 부족한 빛 에너지를 모으기 위한 생존 전략일 수 있습니다. 연구에 의하면 플라보노이드와 카로테노이드 역시 광합성에 참여합니다. 다양한 색상의 색소들은 엽록소가 반사하는 녹색 영역을 흡수해 광합성 효율을 높이는 역할을 합니다. 실제로 대부분의 식물은 차광재배를 하게 되면 색이 진해지는 것을 볼 수 있는데, 과일의 색상도 마찬가지입니다. 열대식물의 연구도 이러한 가설을 깨는데 한 몫을 했습니다. 열대와 아열대의 과일의 색상 변화는 온대 과일들과 전혀 다른 양상을 보이기도 합니다. 엽록소가 추위에 의해 파괴된다는 낭설은 바나나가 초록색에서 노란색으로 변하는 부분에서 이미 배제됩니다.

단적으로 말하면, 잎의 노화와 과일의 숙성에서 나타나는 색변화는 모두 엽록소가 분해되며 생기는 동일한 현상입니다. 색변화는 아주 복잡한 화학 반응과 연계돼 있는데, 궁극적으로는 엽록소를 분해하여 광합성을 중지하려는 것입니다. 이 엽록소 붕괴 과정을 ‘PAO/phyllobilin pathway’ 라고 합니다. 이것은 클로로필라아제가 엽록소를 가수분해하여 phyllobilin이라는 물질로 바꾸는 과정을 말합니다. 파일로바일린은 자연적으로 존재하는 생물색소(bilin)의 일종으로, 낙엽에서 검출되는 것은 무색인 NCC와 DNCC, 노란색인 YCC, 분홍색인 PiCC 등입니다. 즉 과일의 색상변화에는 엽록소와 플라보노이드, 카로테노이드 모두 영향을 미칩니다. 생성된 파이로바일린이 무색이라면 플라보노이드와 카르테노이드의 색상이 곧 과일의 색이 되고, 노란색이나 분홍색이라면 배경색과 섞여 복합적인 색을 나타내게 됩니다. 혹 엽록소가 너무 많아 모두 분해되지 못하고 일부가 남게 되면, 완전히 숙성되어도 밝은 연두색으로 남게 됩니다. 다만 아직까지 파일로바일린의 정확한 역할과, 엽록소 붕괴의 의미에 대해서는 밝혀져 있지 않습니다.

과일의 색상과 관련된 최신의 연구들은 이 파일로바일린과 플라보노이드, 카로테노이드의 변화에 집중되어 있습니다. 파일로바일린이 어떤 역할을 하는 물질인지, 색소 합성이 어떻게 이루어지는지 정확하게 알 수 있다면, 왜 낙엽이 지고 과일이 빨갛게 물드는지 알 수 있을지도 모르기 때문입니다. 오스트리아의 Bernhard Kräutler는 그의 2014년 연구에서 몇 가지 가설을 제안했습니다. 그에 따르면, 엽록소 분해는 광독성과 관련이 있을지도 모릅니다. 과일의 성숙을 멈추기 위해 광합성을 줄이게 되면 자외선에 의해 세포들이 위험할 수 있는데, 이 때 파일로바일린이 색변화를 일으켜 자외선을 차단하는 역할을 하거나, 항산화 작용을 하는 것일 수도 있다는 것입니다. 또한 파일로바일린의 항균 및 전이금속 활성화 능력을 고려하면, 병원균을 사멸시키거나 중금속을 해독하는 역할을 할 가능성도 있습니다. 한편 이 식물성 엽록색소는 혈색소(heme)와 구조적으로 매우 유사하므로, 식물 세포에서 또 다른 생리학적 역할을 수행할 가능성도 배제할 수 없습니다.

 

 

청과일의 비밀

우리가 소비하는 과일 중 껍질의 색이 초록색인 것이 있습니다. 과일을 청색인 상태에서 수확해 먹거나 활용하게 된 데에는 다양한 이유가 있겠으나, 대개 인간의 경제활동과 관련이 있습니다. 청색 과일은 껍질의 색을 구성하는 생물색소의 조성이나 함량이 완숙된 것과 달라, 전혀 다른 향미를 가집니다. 예를 들어 라라하 오렌지나 매실은 노랗게 익는 과일이지만, 대개 청색 과일을 따서 껍질의 향을 씁니다. 숙성 과정에서 과육이 겪는 변화를 바람직하지 않게 보는 경우도 있습니다. 오이나 애호박, 풋고추 등 녹색 열매채소(한국 분류)도 인간의 식생활에 활용되는 방법에 따라 미숙과를 쓰는 경우입니다.

유전적 문제가 이유가 되기도 합니다. 어느 정도 숙성이 진행 되었거나 완전히 익어도, 유전적 이유로 색이 충분히 발현되지 않아 균일하게 착색되지 않는 과일의 경우, 청과일이 표준이 되는 경우가 있습니다. 예를 들어, 라임과 레몬은 둘 다 노란색으로 익는 과일입니다. 라임도 수확하지 않고 오래 두면 노란색으로 익는데, 그 모습이 레몬처럼 균일하지 않고 얼룩이 지거나 일부분만 변화하게 됩니다. 이렇게 되면 상품가치가 떨어지게 되므로, 보통은 유전자를 조작하여 균일한 색상으로 익게 만들곤 합니다. 토마토나 배 등 중요한 경제과일들도 원래 불균일하게 익는 과일이었습니다. 그러나 라임은 보통 껍질의 향만 사용하므로, 아예 청색의 라임을 표준으로 정해 유통하고 있습니다.

대개 경제과일 중 청색 품종은 이 두 가지 이유가 결합되어 나타납니다. 그런 면에서 조생종이란 개념은 현대의 다양한 청과일을 만들어 내는 데 한 몫 했습니다. 조생(早生)이란, 열매가 보통의 수확기보다 빨리 성숙하는 것을 말합니다. 과수원에서는 과일나무마다 열매 익는 속도가 조금씩 다른 모습을 관찰할 수 있습니다. 이런 조생 묘목들을 계속 접붙여가며 육종을 하면 일반적인 수확기보다 빨리 익는 품종이 만들어지는데, 이를 조생종이라고 합니다. 조생종은 대체로 일반 수확기에 낙과가 많고, 정상적인 착색이 잘 되지 않는 경우가 많습니다. 따라서 원래 품종이 완전히 숙기에 접어들기 전이라도 일정 당도에 이르면 미리 수확하게 됩니다. 신선과일의 경우, 많은 청과일이 조생종입니다.

녹색 과일의 신선하고 풋풋한 향미 또한 우리 식생활에서 중요한 감각이기 때문에, 오늘날에는 조생종의 색소 발현을 늦춰 청과일로 소비하는 경우가 점점 늘어나고 있습니다. 머스캣이나 톰슨 등의 화이트 그레이프 품종은 안토시아닌 생성을 억제하는 유전자를 활성화시킨 것으로, 대부분 조생종입니다. 이 품종의 포도 역시 정해진 수확기를 지나면 표면에 보라색의 반점이나 무늬가 나타나며 익는 것을 볼 수 있습니다. 톰슨이 수입되기 전 우리 시장에 나오던 초여름 청포도는 정확한 기록을 찾기 어려우나, 정황상 일본 와이너리에서 기르던 조생 품종의 청포도였을 가능성이 높습니다.

결국 청과일은 원래 자연의 시간표가 아니라, 인간의 시간표에 의해 만들어진 개념이라고 할 수 있습니다. 지난해 있었던 청귤과 영귤 논란은 이런 과일산업의 단면을 잘 보여 줍니다. 원래 청귤은 한반도의 재래종 중 하나로 기록된 것으로, 현대에 실제 재배되는 종은 아닙니다. 청귤에 대해서 디지털제주시문화대전은 이원조의 탐라지를 다음과 같이 옮기고 있습니다. “겨울에는 파랗고 맛이 시큼하나, 2-3월에 이르면 산이 적당하다. 5-6월이 되면 묵은 열매는 노랗게 익어 꿀과 초를 조화시킨 것 같은데, 새 열매와 함께 달려 절경이다. 7월이 되면 열매 속이 모두 물이 되어 맛이 달다”라고 적은 것으로 미루어 만생종인 것으로 보입니다. 그 이름을 청귤이라고 한 것은, 아마도 일반적인 귤 수확기에 아직 초록색 껍질을 하고 있었기 때문인 것으로 짐작됩니다.

현재 유통되는 청귤은 원래의 만생종 토착 품종이 아니라, 아직 덜 익은 온주밀감의 미숙과입니다. 아직 덜 익은 상태이므로 우리가 일반적으로 접하는 귤과 그 향기가 조금 다른데, 언젠가부터 이것으로 청을 담가 먹는 문화가 생겼습니다. 논란이 생긴 것은 현행 조례 때문입니다. 귤은 제주도의 중요한 농산물로, ‘감귤생산 및 유통에 관한 조례’에 의해 통제하는 품목입니다. 조생종과 일반종의 유통 시기가 법적으로 구분되어 있을 뿐더러, 품질 유지를 위해 미숙과는 유통이 금지되고 있습니다. 그러나 새로운 문화가 생기고 경제적 활용 가치가 생긴다면, 사람이 만든 조례는 얼마든지 변할 수 있습니다. 실제로 제주도청은 2016년 4월 조례 개정안을 마련해 입법예고 중입니다. 개정안은 청귤을 ‘감귤의 기능성 성분을 이용할 목적으로 9월 10일까지 출하하는 미숙감귤’로 정의하고, 조생 감귤의 유통시기와 겹치지 않는 범위 내에서 유통을 허용하는 것을 개정 목적으로 하고 있습니다.

 

 

대표적인 청사과 품종

서양의 대표적인 청사과 품종은 Granny smith로, 역시 조생종입니다. 1868년 오스트레일리아의 Maria Ann Smith가 우연히 발견한 것으로, 그의 기억에 의하면 French crab apple(M. sylvestris)을 심은 자리였다고 합니다. 유럽에는 먹을 수 없는 돌사과(crab apple)를 관상용으로 기르거나 그 과실을 양조주에 쓰는 문화가 있는데, 이렇게 보존된 야생종이 텃밭에서 자연 잡종을 만들어 낸 셈입니다. 발견자인 ‘스미스 할머니’는 이 사과가 유명해지기 전에 작고했고, 그의 사업 파트너였던 Edward Gallard에 의해 현재의 이름으로 널리 재배되기 시작했습니다.

신맛에 민감한 서구 문화에서는 보통 잘 익어 신맛이 없는 사과만을 신선과일로 소비하고, 시큼한 사과는 설탕에 재워 마말레이드, 잼으로 만들거나, 즙을 짜내어 양조했습니다. 그래서 쓰임새에 따라 먹는 과일과 요리용 과일이라고 구분하기를 좋아합니다. 그래니 스미스 품종은 여러모로 ‘요리용’ 사과였으나, 충분한 당도가 날카로운 신맛을 다듬어 전체적으로 상큼한 특유의 느낌을 내고 있습니다. 덕분에 이 사과는 곧 신선과일로도 소비되기 시작합니다. 완전히 익은 그래니 스미스 품종은 노란색이 섞인 밝은 연두색 바탕에, 시아니딘의 붉은색 무늬가 부분적으로 올라옵니다.

눈여겨볼 것은 그래니 스미스의 저장 조건입니다. 사과는 성숙기에 들어서면 에틸렌 가스를 생성해, 세포호흡을 급등시켜 숙성과정을 빠르게 진행합니다. 이런 숙성 방식의 과일을 호흡 급등형 과실(Climacteric fruit)이라고 합니다. 보통 잘 익은 사과는 계속해서 에틸렌 가스를 생성하기 때문에, 밀폐보관하면 빠르게 과숙성되어 장기 보관이 어렵습니다. 그러나 그래니 스미스 사과는 에틸렌 가스 생성이 극히 적어, 저온창고에서 1년 이상 보관이 가능하다는 장점이 있습니다. 이 특징은 그래니 스미스가 세포호흡을 충분히 촉진시키지 못하거나, 적어도 전형적인 숙과와 다른 열매를 맺도록 변이된 품종일 수 있다는 의심을 하게 합니다.

그래니 스미스가 풋과가 아닌 것은 분명합니다. 과일의 색상에 대해 조사한 Carolyn Elizabeth Lister의 1994년 연구에 따르면, 수확기에 접어든 그래니 스미스에서도 역시 대량의 엽록소 붕괴와 카로테노이드 감소가 관찰됩니다. 즉, 이 품종 역시 정상적으로 과일의 숙기를 진행하는 것입니다. 다만 일반적인 사과 품종과 그래니 스미스 품종의 엽록소 및 카로테노이드 변이 패턴은 조금 다릅니다. ‘Golden Delicious’ 품종은 엽록소 붕괴로 인해 카로테노이드가 드러나면서 노란색이 되고, ‘Splendour’ 품종은 엽록소 붕괴와 함께 안토시아닌이 합성되어 붉은색으로 익는 반면, 그래니 스미스 품종은 엽록소가 붕괴되어도 여전히 엽록소의 함량이 높아 초록색으로 남게 됩니다.

한국의 사과는 주로 일본과 관련이 있습니다. 1872년 개화기의 일본 정부는 미국에서 75종의 사과를 수입하게 됩니다. 이 중 Ralls Janet(국광)과 Jonathan(홍옥)은 오늘날까지 일본 뿐 아니라 한국에서도 가장 많이 재배되는 상업품종입니다. 일본 정부는 이후로도 꾸준히 약 900여 종의 사과를 수입하여 품종을 개량했고, 사과는 일본 시장에서 시트러스 다음으로 인기 있는 과일로 자리 잡게 됩니다. 여기에 결정적으로 기여한 것이 사과 품종개량을 전문으로 하는 연구소였는데, 대표적인 것이 아오모리현의 도립 아오모리 연구소와 농림부 산하 모리오카 연구소였습니다. 아오모리에서는 1928년부터 1934년까지 1차 사과 품종개량 프로그램을 실시했는데, 여기서 오랜 기간 선별된 사과 품종이 Mutsu(1948), Megumi(1949), Orei(1949), Tsugaru(1970) 등입니다. 모리오카에서는 1939년부터 1차 품종 개량을 실시해, Fuji(1962), Akane(1970), Hatsuaki(1976) 세 가지 대표 품종이 농림부에 등록됩니다.

과거 국내에서 유통되던 대표 상업품종들은 대부분 이 프로그램의 결과물들이었습니다. 예를 들어, 우리가 ‘부사’라고 부르는 후지Fuji 사과는 모리오카 연구소의 품종으로, Ralls Janet과 Delicious의 교배종이며, 만생종입니다. 우리가 ‘아오리’라고 부르는 쓰가루Tsugaru 사과는 아오모리 연구소의 품종으로, 다름 아닌 프로젝트명이 Aori #2여서 이런 이름이 생겼습니다. 쓰가루 사과는 Golden Delicious와 미상의 품종(다수가 Jonathan으로 추정)을 교배해 만든 것이며, 조생종입니다. 후지(부사)와 쓰가루(아오리) 모두 연구소에서는 Red품종으로 등록되어 있으므로, 아오리 청사과는 조생종을 미리 수확한 경우라고 볼 수 있습니다.

 

Written by 김준기

베버리지 아카데미 에디터
"배워서/남주자"

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