국민 과일로 불리는 사과. 2023년 소비자가 가장 선호하는 과일 1위(15.1%)를 차지할 만큼 우리 식탁에서 빼놓을 수 없는 존재다. 하지만 사과의 품질을 눈으로만 판단하는 데는 한계가 있었다. 특히 최근 소비자의 선택 폭을 넓히고 출하 시기를 다양화하기 위해 청색(‘썸머킹’)이나 황색(‘골든볼’, ‘황옥’)과 같은 비(非) 적색 계열의 사과 품종이 현장에 보급되면서, 이러한 새로운 품종들의 특성을 빠르고 정확하게 파악하는 것이 중요해졌다. 이에 농촌진흥청은 기존의 과실 분석 기술을 한 단계 끌어올려, 겉으로 드러나지 않는 사과의 속살 특성까지 분석 가능한 ‘초분광 특수 카메라 기반 분석 방법’을 새롭게 확립했다.
이번 연구는 기존에 사과의 모양과 색상을 디지털(RGB) 카메라로 분석하는 기술에서 한 걸음 더 나아가, 보이지 않는 사과의 물리적, 화학적 특성까지 파악할 수 있는 새로운 분석 체계를 구축했다는 점에서 의미가 크다. 연구진은 먼저 기존에 사용되던 식생지수들을 반복 검증하여 사과 과실 판별에 가장 적합한 50개의 지수를 선별했다. 여기에 더해 초분광 카메라로 사과를 촬영한 이미지를 분석하여 품종별 특성을 추출하고, 이를 바탕으로 6개의 신규 식생지수를 새롭게 개발하는 데 성공했다.
실제로 새롭게 개발된 6개의 지수를 활용한 판별 정확도는 94.3%에 달했으며, 이는 기존에 선별된 50개 지수를 활용했을 때의 정확도(95.6%)와 비교해도 큰 차이가 없는 수준이다. 이러한 초분광 기술을 활용하면 눈으로 구분하기 어려운 적색 품종의 미묘한 특성 차이를 적은 노동력과 비용으로도 정확하게 판별할 수 있게 된다. 나아가 육안으로는 발견하기 어려운 과실 내부의 흠집, 멍, 생리장해 등 이상 여부를 미리 확인하는 것도 가능해진다. 이는 단순히 사과뿐만 아니라 다양한 작물의 품질을 향상시키는 데 폭넓게 응용될 수 있을 것으로 기대된다. 농촌진흥청은 이번 기술과 관련하여 특허 출원(작물 과실 특성 분석을 위한 식생지수 생성하는 방법 및 장치)을 완료했으며, 앞으로는 당도 예측까지 가능한 지수를 개발하여 사과 품질에 대한 종합적인 정보를 제공하는 것을 목표로 하고 있다.
농촌진흥청 농업생명자원부의 김남정 부장은 “초분광 이미지를 활용해 사과에 특화된 식생지수를 선별하고 개발함으로써 현장 적용성을 크게 높였다”고 밝히며, “앞으로 초분광 이미지를 이용한 과실 내부 특성 분석 기술을 더욱 고도화하여 과실 분석의 정확도를 한층 더 높여나갈 것”이라고 덧붙였다.
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