김장철 불량 고춧가루, AI가 잡아낸다 [팩플]

김장철을 앞두고 곰팡이 감염 등으로 품질이 저하된 ‘불량 고춧가루’를 인공지능(AI)으로 선별하는 기술이 나왔다.

과학기술정보통신부 산하 정부출연연구기관인 세계김치연구소는 눈에 보이지 않는 적외선을 이용해 고춧가루 분말의 화학적 변화를 분석하는 영상 기술과 AI 기술을 융합, 불량 고춧가루를 신속하고 정확하게 판별할 수 있는 기술을 개발했다고 27일 밝혔다.

무슨 의미야

고추는 김치의 맛을 결정짓는 핵심 원료로, 한국인의 연간 고추 소비량은 약 20만 t에 달한다. 하지만 건조나 저장 과정에서 곰팡이 감염 또는 부패 등이 발생할 수 있고, 품질이 떨어진 원료가 정상 제품과 함께 유통되는 사례가 반복적으로 나오고 있다. 이 ‘불량 고춧가루’는 아플라톡신 등 곰팡이독소를 생성해 발암성과 신경독성을 유발할 가능성이 높아 식품 안전상 심각한 위해 요인이다.

기존에는 불량 고춧가루를 판별하기 위해 숙련된 작업자가 고춧가루의 색·냄새·입자 상태를 육안으로 확인하거나, 시료를 채취해 실험실에서 성분을 분석하는 방법 등을 썼다. 이 방법들은 정확도는 높지만 시료를 파괴해야 하고 분석에 하루 이틀 이상 시간이 걸렸다.

이를 해결하기 위해 세계김치연구소는 고춧가루에 적외선 빛을 쏘고, 그 반사된 데이터를 AI가 분석해 불량품을 찾아내는 기술을 개발했다. 예를 들어 곰팡이가 핀 고추는 수분이나 색소, 단백질 조성 등이 정상 고추와 달라 빛을 쬐면 파장 패턴에 차이가 발생한다. 이걸 하이퍼스펙트럴(초분광) 영상으로 포착하면 AI가 판단 결과를 내놓는 식이다.

연구팀은 112개 파장 정보를 분석해 품질 변화가 가장 민감하게 반영되는 15개 주요 파장대를 자동 추출했다. 각 파장 간의 관계를 구분하고 변화 패턴을 AI에 학습시켰다. 그 결과 정확도 98%, 예측 오차 5% 미만의 성능을 구현할 수 있었다.

어떻게 활용될까

연구팀에 따르면 이 기술로 고춧가루 내 불량 원료의 혼입 비율을 정량적으로 예측하고, 시료를 손상시키지 않으면서 수초에서 수분 내 판별이 가능하다. 김치 원재료 품질관리, 수입 고추의 위조 판별 등 산업 현장에 폭넓게 활용될 수 있다는 설명이다. 이번 연구를 이끈 최지영 박사는 “김치 원료뿐만 아니라 다양한 농식품 원료의 비파괴 품질검사 기술로 확산시켜 소비자 신뢰를 한층 높여나가겠다”고 말했다.