- 농촌진흥청, 사과 속살 특성까지 확인 가능한 '초분광 특수 카메라 기반 분석 방법' 확립

- 표현형 분석 방법 체계화로 과실 분석 기술 고도화 기대

2023년 소비자가 가장 선호하는 과일 1위(15.1%)*에 오른 사과. 국민 과일 사과의 속살 특성까지 분석해 품질 좋은 사과를 선별할 수 있을까. 

농촌진흥청(청장 이승돈)은 초분광 이미지를 활용해 사과 품종과 품질 특성을 정확하고 신속하게 분석할 수 있는 원천기술을 확보해 과실 분석 기술 고도화 기반을 마련했다. 

그동안 농촌진흥청은 소비자 선택의 폭 확대와 출하 시기 다변화를 위해 청색('썸머킹'), 황색('골든볼'·'황옥') 등 비(非) 적색 계열 사과 품종을 현장에 보급해 왔다. 이에 따라 새로 보급되는 비(非) 적색 계열 사과 품종의 특성 정보를 빠르게 쌓기 위한 표현형 분석 방법의 체계화가 필요하다.

연구진은 기존 사과 모양과 색상을 디지털(알지비, RGB)카메라로 분석하는 기술을 바탕으로 보이지 않는 속살 특성(물리·화학적 특징)까지 확인할 수 있는 '초분광 특수 카메라 기반 분석 방법'을 확립했다.

우선 기존 지수를 대상으로 반복 검증을 거쳐 사과 과실 판별에 적합한 식생지수* 50개를 선별했다. 이와 함께 초분광 카메라로 사과를 촬영해 품종별로 이미지를 추출하고 이를 바탕으로 6개의 신규 지수를 개발했다.

* 식생지수: 분광(스펙트럼) 값을 기반으로 식물체의 상태(건강 정도), 병징, 내재한 대사물질을 추정하도록 개발된 지표

실제 신규 지수 6개를 활용한 결과, 판별 정확도는 94.3%로 나타나 앞서 선별한 지수 50개를 활용했을 때(95.6%)와 차이가 없었다. 

이 지수들을 활용하면 눈이나 일반 카메라로 구분하기 어려운 적색 품종의 특성을 적은 노동력과 비용으로 판별할 수 있다. 아울러 눈으로 찾기 어려운 과실의 이상 여부(흠집·멍·생리장해 등)도 미리 확인할 수 있어 다양한 작물 품질 향상에 응용할 수 있을 것으로 기대된다.

농촌진흥청은 관련 기술을 특허 출원* 완료했으며, 앞으로 당도 예측이 가능한 지수도 개발해 사과 품질 정보를 종합적으로 제공할 수 있도록 할 계획이다.

* 작물 과실 특성 분석을 위한 식생지수 생성하는 방법 및 장치(10-2024-0190520)

농촌진흥청 농업생명자원부 김남정 부장은 "초분광 이미지를 활용해 사과에 특화된 과실 선별 지표인 식생지수를 선별·개발함으로써 현장 적용성을 크게 높였다."라며, "앞으로 초분광 이미지를 활용한 과실 내부 특성 분석 기술을 고도화해 과실 분석 정확도를 더 높여나가겠다."라고 말했다.