Analysis on Surface of Seed Potato using Nano-Spectrometric Sensor

나노 분광 센서를 이용한 씨감자 표면 표현형 분석

농산물의 품질 및 성분을 측정하는데 있어 기존의 화학적 분석 방식은 정밀도가 높으나 측정에 소요되는 시간과 비용이 많이 들어, 현장 적용하기에는 한계가 있다. 일반적으로 근적외선 분광 분석(Near Infra Red Spectroscopy, NIRS) 방법은 가공 과정에 따라 빠르게 변화되는 단백질 조성 및 수분함량 측정 등에 이용되고 있다. 분석에 소요 시간이 많이 걸리는 켈달법(Kjeldahi method)에 비해 NIR 분광 분석을 통한 보정으로 연속적인 모니터링이 가능하다. 본 연구에서 사용된 시료를 고정시키기 위한 프레임을 제작한 후 NIR센서와 광원인 LED의 각도를 고정시키고 측정 대상체인 사절된 감자 크기에 따라 시료를 고정시킬 수 있는 프레임을 반사면에 위치시켰다. 확산 반사법을 이용하여 프레임에 씨감자 시료를 고정 시킨 후 백색 LED를 이용하여 감자 표면에 빛을 반사시켜 3일 동안 12시간 마다 해당 시료들(열처리, 비누용액 침지, 생감자)의 스펙트럼을 측정하였다. 해당 시료들은 측정 기간 동안 저온상태($4^{\circ}C$)와 실온상태($20^{\circ}C$)에서 보관되었다. 실험 결과는 파장대 145nm에서 저온상태에서 보관된 생감자는 시간경과에 따른 흡광도의 결정 계수값($r^2$)은 0.98 이었다. 이는 감자가 저온에서 생감자의 상태 변화가 일어나고 있다는 것을 의미하고 파장대 145nm에서 시간에 따른 저온상태에서 보관한 감자의 상태 변화 예측이 가능함을 의미한다. 비누용액에 침지시킨 후 실온에 보관한 감자는 시간이 경과함에 따라 파장이 증가함에 따라 흡광도가 증가하였다. 이는 감자에 들어있는 Polyphenol Oxidase 함량 변화로 갈변 현상이 일어난 것을 알 수 있다. 또한 실온에서 보관한 생감자도 시간 경과에 따라 갈변 현상이 일어났지만 용액에 침지시킨 감자보다는 갈변 현상이 36시간 이후로 발견되었다. 열처리 후 실온에서 보관한 감자의 경우에는 갈변현상이 나타나지 않았다. 저온상태에서 보관한 감자시료들 모두 갈변형상이 나타나지 않았지만, 24시간이 지난 후 용액에 침지시킨 감자는 갈변 현상이 발생되었다. 생감자와 열처리한 감자는 시간 경과에 따른 갈변현상이 일어나지 않았으므로, 감자의 갈변현상은 감자의 표면 처리 방법에 국한되지 않고 온도에 영향을 더 많이 받는다는 것을 나타내고 있다. 본 연구는 향후 감자의 품질 및 성분 측정에서 간편하게 사용될 수 있는 감자의 품질 계측 기술에 기여할 것으로 판단된다.