KR101057730B1 - 육질 판별시스템 및 이를 사용한 육질 판별방법 - Google Patents
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Abstract
육류의 신선도와 숙성도를 실시간으로 확인하는 육질 판별시스템 및 이를 이용한 육질 판별방법이 개시된다. 상기 육질 판별시스템은 신선도와 숙성도를 확인하고자 하는 실험군 육질시료가 위치하는 샘플실장부, 상기 샘플실장부에 광을 출사하는 광원부 및 상기 광원부로부터 출사되어 상기 실험군 육질시료를 통과한 광을 상이한 매질을 통과시킴으로써 발생하는 굴절률 차이에 따른 간섭현상을 이용하여 파장대별로 분리하는 간섭필터부 및 분리된 상기 광을 수광하여 상기 광이 갖는 파장을 제1 신호로 변환시키는 신호 처리부를 구비하는 광 검출부를 포함하는 분석장치 및 상기 신호 처리부로부터 상기 제1 신호를 수신하여 상기 제1 신호와, 다수의 대조군 육질시료들을 도축된 기간 및 저장에 의해 숙성된 기간에 따라 상기 분석장치를 통해 얻어진 다수의 제2 신호 데이터들을 비교하여 대응하는 대조군 육질시료의 도축된 기간 및 저장에 의해 숙성된 기간을 표시하는 표시부를 포함하는 정보처리장치를 포함한다. 따라서, 휴대가 간편하여 육류의 신선도와 숙성도를 장소에 제한 없이 실시간으로 확인할 수 있다.
Description
본 발명은 육질 판별시스템 및 이를 이용한 육질 판별방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 농축산업, 검역소, 육류 도소매업 분야 등에 사용될 수 있는 육질 판별시스템 및 이를 이용한 육질 판별방법에 관한 것이다.
육류의 육질은 숙성에 의해 맛과 향 등의 기호성이 향상된다. 그러나, 숙성된 상기 육류는 유통과정에서 도축된 시점으로부터 너무 오래 경과되면 미생물에 의해 오염되어 부패되기 쉽다. 부패된 상기 육류는 이를 섭취하는 일반수요자에 치명적인 해를 입히게 된다.
한편, 상기 육류를 가공하는 기술은 상기 육류가 유통과정에서 부패되는 것을 방지하기 위해 많은 기술발전을 거듭하였으나, 상기 육류를 소비하는 소비자의 수요와 먹거리 안전에 대한 상기 소비자의 관심을 충족시키지는 못하고 있다.
현재, 숙련된 육류 등급 판정사가 상기 육류의 단면 외관을 관찰하여 상기 육류의 숙성도와 상기 육류가 도축된 시점으로부터 경과된 기간인 신선도를 판단하여 상기 육류의 등급을 판정하고 있다. 등급이 판정된 상기 육류는 상기 등급이 기재되어 상기 소비자에 전달되고, 상기 소비자는 상기 등급을 신뢰하여 상기 육류를 구매하게 된다.
그러나, 상기 육류의 육질 등급판정은 상기 육류 등급 판정사의 숙련된 노하우에만 의존하고 있기 때문에 정확도가 떨어진다. 또한, 상기 육류는 상기 등급이 판정된 후, 유통과정이 길어짐에 따라 숙성도와 신선도가 변질되어 상기 등급도 변동되어야 하나, 이러한 변동사항을 반영하지 못하는 문제가 있다. 즉, 현재 실행되고 있는 등급판정사에 의한 상기 육류의 등급판정은 일반 농축산 가공업 현장이나 도소매업 현장과 같은 각각의 유통과정 단계별로 등급판정을 하기가 어렵다.
이에 따라, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 장소에 제한없이 실시간으로 육질의 신선도와 숙성도를 보다 정확하게 확인할 수 있는 휴대용 육질 판별시스템을 제공하는 것이다.
또한 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 상기 육질 판별시스템을 사용한 육질 판별방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 의한 육질 판별시스템은 신선도와 숙성도를 확인하고자 하는 실험군 육질시료가 위치하는 샘플실장부, 상기 샘플실장부에 광을 출사하는 광원부, 및 상기 광원부로부터 출사되어 상기 실험군 육질시료를 통과한 광을, 상이한 매질에 통과시킴으로써 발생하는 굴절률 차이에 따른 간섭현상을 이용하여 파장대별로 분리하는 간섭필터부 및 분리된 상기 광을 수광하여 상기 광이 갖는 파장을 제1 신호로 변환시키는 신호 처리부를 구비하는 광 검출부를 포함하는 분석장치 및 상기 신호 처리부로부터 상기 제1 신호를 수신하여 상기 제1 신호와, 다수의 대조군 육질시료들을 도축된 기간 및 저장에 의해 숙성된 기간에 따라 상기 분석장치를 통해 얻어진 다수의 제2 신호 데이터들을 비교하여 대응하는 대조군 육질시료의 도축된 기간 및 저장에 의해 숙성된 기간을 표시하는 표시부를 포함하는 정보처리장치를 포함한다.
상기 분석장치는 상기 실험군 육질시료 및 상기 대조군 육질시료들을 영상으로 촬영하는 촬영모듈을 더 포함하고, 상기 신호 처리부는 촬영된 상기 영상을 제3 신호로 변환하며, 상기 정보처리장치는 상기 신호 처리부로부터 상기 제3 신호를 수신하여 상기 제3 신호와 다수의 대조군 육질시료들을 도축된 기간 및 저장에 의해 숙성된 기간에 따라 상기 분석장치를 통해 얻어진 다수의 제4 신호 데이터들을 비교하여 대응하는 대조군 육질시료의 도축된 기간과 저장에 의해 숙성된 기간을 표시할 수 있다.
상기 간섭필터부는 적어도 2 이상의 광 섬유들을 포함하고, 상기 광 섬유들은 이격되어 형성되며 상기 이격된 광 섬유들의 사이에 공기가 채워진 공기층이 형성될 수 있다. 상기 광 섬유들간의 이격거리를 조절하여 상기 광 섬유들을 통과하는 광의 파장대역을 제어할 수 있다. 상기 간섭필터부는 이격된 상기 광 섬유들과 상기 공기층을 감싸는 커버 및 상기 커버와 접촉하여 상기 간섭 필터에 발생한 열을 방출하는 방열부재를 포함할 수 있다.
상기 간섭필터부는 파브리-페롯(Pabry-perot) 간섭계 필터를 포함할 수 있다. 상기 광 검출부는 300nm ~ 2,000nm의 파장을 갖는 광을 검출할 수 있다. 상기 광 검출부는 상기 신호 처리부에서 변환된 상기 제1 신호를 증폭시키는 증폭기를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 육질 판별방법은 도축된 후 경과된 기간 및 저장에 의해 숙성된 정도를 달리하는 다수의 대조군 육질시료들을 이화학적 분석하여 신선도 및 숙성도를 획득하는 단계, 다수의 상기 대조군 육질시료들로부터 간섭필터부를 이용한 분석장치를 통하여 반사도, 투과도 및 흡광도를 획득하는 단계, 획득된 상기 신선도 및 상기 숙성도의 변화와 상기 분석장치를 통해 얻어진 반사도, 투과도 및 흡광도의 변화를 회귀분석하여 판별식를 획득하는 단계 및 신선도와 숙성도를 확인하고자 하는 실험군 육질시료를 상기 분석장치를 사용하여 상기 실험군 육질시료의 반사도, 투과도 및 흡광도를 획득하고, 상기 실험군 육질시료의 반사도, 투과도 및 흡광도를 상기 판별식에 대입하여 상기 실험군 육질시료의 신선도와 숙성도를 확인하는 단계를 포함한다.
상기 대조군 육질시료들의 신선도 및 숙성도를 획득하는 단계는 상기 대조군 육질시료들을 영상으로 촬영하여 상기 대조군 육질시료들의 육색 변화에 따라 상기 신선도와 상기 숙성도를 획득하는 단계를 포함하고, 상기 분석장치는 상기 실험군 육질시료를 영상으로 촬영하는 촬영모듈을 포함하며, 상기 실험군 육질시료의 신선도와 숙성도를 확인하는 단계는 상기 분석장치를 사용하여 상기 실험군 육질시료를 영상으로 촬영하는 단계 및 상기 실험군 육질시료의 영상과 상기 대조군 육질시료 들의 영상을 비교하여 대응하는 상기 대조군 육질시료의 신선도와 숙성도를 통해 역으로 상기 실험군 육질시료의 신선도와 숙성도를 확인하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명에 의한 육질 판별시스템 및 이를 사용한 육질 판별방법에 따르면, 간섭필터부를 포함한 분석장치를 채용하여 장소의 제한 없이 실시간으로 육질의 신선도와 숙성도를 보다 정확하게 확인할 수 있다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다 르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다.
일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 육질 판별시스템을 구체적으로 설명하기 위한 블록도이다. 도 2는 도 1의 분석장치 내부 구성을 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 실시예에 의한 육질 판별시스템은 분석장치(100) 및 정보처리장치(200)를 포함한다.
상기 분석장치(100)는 샘플실장부(110), 광원부(120) 및 광 검출부(130)를 포함한다.
상기 샘플실장부(110)는 광이 통과되며, 신선도와 숙성도를 확인하고자 하는 실험군 육질시료가 실장된다. 여기서, 상기 실험군 육질시료는 쇠고기, 돼지고기, 닭고기 등의 절편을 포함한다. 상기 신선도는 상기 실험군 육질시료의 신선한 정도로서, 예를 들면, 상기 실험군 육질시료의 육류가 도축된 시점으로부터 경과된 기간에 반비례하여 수치화된 값이 될 수 있다. 상기 숙성도는 상기 실험군 육질시료의 숙성된 정도로서, 예를 들면, 상기 실험군 육질시료가 자기소화에 의하여 가용성 단백질, 펩타이드, 각종 아미노산 등의 수용성 질소화합물이 증가된 정도 및 상기 육질시료의 육질이 연해진 정도를 수치화한 값이 될 수 있다.
상기 샘플실장부(110)는 상기 실험군 육질시료의 단면이 상기 광과 접촉할 수 있는 면적을 크게하기 위해 상기 실험군 육질시료를 넓게 펼수 있는 고정부재(미도시)를 포함할 수 있다. 상기 샘플실장부(110)는 외부의 자연광이 흡수되지 않도록 밀폐되어 형성될 수 있다.
상기 광원부(120)는 광을 발생시켜 상기 샘플실장부(110)에 광을 출사한다. 상기 광원부(120)는 발광다이오드, 레이저 다이오드 등과 같이 광을 발생시킬수 있는 광원을 포함한다. 상기 광원부(120)가 방출하는 광은 다양한 파장과 색을 가질 수 있다.
상기 광원부(120)는 상기 샘플실장부(110)에 광이 직접 출사될 수 있도록 평행한 선상에 위치할 수 있다. 이와 달리, 상기 광원부(120)는 상기 광을 반사 또 는 굴절 시킬수 있는 반사판, 굴절판을 포함하여 다양한 위치에서 형성될 수 있다.
상기 광원부(120)로부터 상기 샘플실장부(100)로 출사된 광은 상기 샘플실장부(100)에 실장된 상기 육질시료를 통과하는 동안, 상기 육질시료에 반사되는 반사광, 흡수되는 흡수광 및 통과되는 투과광으로 분리될 수 있다.
한편, 상기 분석장치(100)는 촬영 모듈(140)을 더 포함할 수 있다. 상기 촬영모듈(140)은 상기 실험군 육질시료 및 상기 대조군 육질시료들을 영상으로 촬영한다. 상기 촬영모듈(140)은 상기 실험군 육질시료의 색상, 명도, 채도를 캡쳐한다.
상기 광 검출부(130)는 간섭필터부(131) 및 신호처리부(132)를 포함한다.
상기 간섭필터부(131)는 상기 실험군 육질시료를 통과한 광을 상이한 매질에 통과시킴으로써 발생하는 굴절률 차이에 따른 간섭현상을 이용하여 파장대별로 분리한다. 여기서, 상기 상이한 매질은 어떠한 물리적 환경을 한 곳에서 다른 곳으로 옮겨 주는 매개물로서, 상기 실험군 육질시료를 통과한 상기 광을 상기 광이 갖는 파장대역별로 분리한다.
즉, 상기 상이한 매질은 굴절률을 달리하는 물질을 가리키며, 예를 들어, 상기 굴절률을 달리하는 적어도 2 이상의 광 섬유들, 광 섬유와 공기 또는 물의 연속층 등을 포함한다.
도 3은 도 2에서 도시된 간섭필터부의 점선으로 표시된 부분을 확대한 확대도이다. 도 4는 도 3에 도시된 간섭필터부의 반사 및 간섭현상을 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 간섭필터부(131)는 제1 광섬유(131a), 제2 광섬유(131b), 공기층(131c)를 포함할 수 있다.
상기 제1 광섬유(131a)는 상기 제2 광섬유(131b)와 굴절률이 동일한 매질 또는 굴절률이 다른 매질로 형성될 수 있다. 상기 제1 광섬유(131a)와 상기 제2 광섬유(131b)는 이격되어 배치되고 이격된 상기 제1 광섬유(131a)와 상기 제2 광섬유(131b)의 사이에 공기가 채워진 공기층(131c)이 형성될 수 있다.
상기 제1 광섬유(131a)는 상기 육질시료를 통과한 상기 투과광을 가장 먼저 수광한다. 이어서, 수광된 상기 광의 일부인 제1 광은 상기 제1 광이 갖는 파장의 특성에 따라 상기 제1 광섬유(131a)와 상기 공기층(131c) 사이의 제1 경계면(131f)에서 제1 반사(R1) 및 제1 투과(T1)가 일어난다.
이어서, 제1 투과(T1)된 상기 제2 광은 상기 공기층(131c)를 통과하여, 상기 공기층(131c)과 상기 제2 광섬유(131b) 사이의 제2 경계면(131g)에서 제2 광이 갖는 파장의 특성에 따라 제2 반사(R2) 및 제2 투과(T2)가 일어난다. 상기 제2 반사(R2)된 제3 광은 다시 공기층(131c)을 지나 제1 경계면(131f)에서 제3 광이 갖는 파장의 특성에 따라 제3 반사(R3) 및 제3 투과(T3)가 일어난다. 상기에서 설명한 바와 같이 상기 반사 및 상기 투과 현상은 상기 제1 경계면(131f) 및 제2 경계면(131g)에서 지속적으로 일어난다.
결과적으로, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 간섭필터부(131)로 수광된 광은 상기 제1 경계면(131f) 및 제2 경계면(131g)에서 연속적인 반사 및 투과를 겪게되고 상기 반사 및 투과된 각각의 광은 서로간에 상호 간섭을 일으키게 된 다. 상기 간섭필터부(131)는 예를 들면, 광이 갖는 파장의 특성에 따라 간섭현상이 일어나는 파브리-패롯(Fabry-perot) 간섭계 필터를 포함할 수 있다.
또한, 상기 간섭필터부(131)는 상기 제1 광섬유(131a)와 상기 제2 광섬유(131b)간의 이격거리(L)를 조절하여 상기 간섭필터부(131)를 통과하는 광의 파장대역을 제어할 수 있다. 상기 간섭필터부(131)는 상기 제1 광섬유(131a)와 제2 광섬유(131b)간의 이격거리(L)를 조절함에 따라, 상기 제1 광섬유(131a)와 상기 제2 광섬유(131b)간의 이격거리(L)가 고정된 경우보다 분리하여 검출할 수 있는 광의 파장대역을 확대시킬 수 있다. 예를 들어, 상기 이격거리를 조절할 수 있는 간섭필터부(131)를 포함한 광 검출부(130)는 300nm ~ 2,000nm의 파장대역을 갖는 광을 검출할 수 있다.
상기 간섭필터부(131)는 이격된 상기 광 섬유들(131a, 131b)과 상기 공기층(131c)을 감싸는 커버(131d)를 더 포함할 수 있다. 상기 커버(131d)는 외부광이 유입되거나 상기 간섭필터부(131)로 수광된 광이 유출되는 것을 방지한다.
상기 간섭필터부(131)는 방열부재(131e)를 더 포함할 수 있다. 상기 방열부재(131e)는 상기 커버(131d)와 접촉하고 상기 간섭필터부(131)를 통과하는 광에 의해 발생되는 열을 외부로 방출한다. 상기 방열부재(131e)는 열 전도율이 높은 철, 텅스텐, 알루미늄, 열전소자를 포함한다.
다시 도 1을 참조하면, 상기 신호 처리부(132)는 상기 간섭필터부(131)를 통과한 광을 수광하여 수광된 상기 광이 갖는 파장을 제1 신호로 변환시킨다. 상기 신호 처리부(132)는 촬영된 상기 영상을 제3 신호로 변환시킨다.
한편, 상기 광 검출부(130)는 증폭기(미도시)를 더 포함할 수 있다. 상기 증폭기는 상기 신호 처리부(132)에서 변환된 상기 제1 신호를 증폭시킨다. 또한, 상기 증폭기는 상기 분석장치(100)가 상기 촬영모듈(140)을 포함한 경우, 상기 신호 처리부(132)에서 변화된 상기 제3 신호를 증폭시킨다.
상기 정보처리장치(200)는 표시부(미도시)를 포함하고, 상기 신호 처리부(132) 또는 상기 증폭기로부터 상기 제1 신호를 수신하여 상기 대조군 육질시료들의 도축된 후 경과된 기간과 저장에 의해 숙성된 정도를 판단하여 상기 표시부에 표시한다.
구체적으로, 상기 정보처리장치(200)는 다수의 대조군 육질시료들을 도축된 후 경과된 기간 및 저장에 의해 숙성된 정도를 구분하여 상기 분석장치(100)를 통해 얻어진 각각의 광이 갖는 파장에 대응하는 다수의 제2 신호 데이터들이 저장되어 있다.
여기서, 상기 도축된 후 경과된 기간은 앞서 설명한 상기 신선도와 대응하는 것으로서, 상기 신선도가 높을수록 상기 대조군 육질시료들이 상기 도축된 기간, 즉 도축된 시점으로부터 경과된 기간이 짧다. 아울러, 상기 저장에 의해 숙성된 기간은 앞서 설명한 상기 숙성도와 대응하는 것으로서, 상기 숙성도가 높을수록 상기 대조군 육질시료들이 숙성된 정도, 즉 자기소화에 의하여 가용성 단백질, 펩타이드, 각종 아미노산 등의 수용성 질소화합물이 증가되고 연해진 정도가 크다.
따라서, 상기 다수의 제2 신호 데이터들은 상기 대조군 육질시료들의 상기 신선도와 상기 숙성도에 따라 상기 분석장치(100)에 의해 검출되는 광의 파장대별 신호 데이터를 가리킨다.
상기 중앙처리장치(200)는 상기 분석장치(100)를 통하여 상기 실험군 육질시료의 제1 신호 데이터를 저장된 상기 다수의 제2 신호 데이터들과 비교하여 가장 근접한 제2 신호 데이터를 갖는 대조군 육질시료의 상기 신선도와 상기 숙성도를 산출한다. 상기 중앙처리장치(200)는 상기 산출된 상기 신선도와 상기 숙성도를 상기 표시부에 출력한다.
상기 중앙처리장치(200)는 상기 신호처리부(132) 또는 증폭기로부터 상기 제3 신호를 수신하여 상기 대조군 육질시료들의 도축된 후 경과된 기간과 저장에 의해 숙성된 정도를 판단하여 상기 표시부에 표시한다.
구체적으로, 상기 정보처리장치(200)는 다수의 대조군 육질시료들을 도축된 후 경과된 기간 및 저장에 의해 숙성된 정도에 따라 상기 분석장치(100)를 통해 다수의 제4 신호 데이터들을 저장한다.
여기서, 상기 도축된 후 경과된 기간은 앞서 설명한 상기 신선도와 대응하고, 상기 저장에 의해 숙성된 기간은 앞서 설명한 상기 숙성도와 대응하는 것으로 구체적인 설명은 생략한다.
상기 다수의 제4 신호 데이터는 상기 대조군 육질시료들이 상기 신선도와 상기 숙성도에 따라 상기 분석장치(100)에 의해 촬영된 상기 영상을 색상, 명도, 채도로 구분한 신호 데이터를 가리킨다.
따라서, 상기 중앙처리장치(200)는 상기 분석장치(100)를 통하여 상기 실험군 육질시료의 제3 신호 데이터를 저장된 상기 다수의 제4 신호 데이터들과 비교하 여 가장 근접한 상기 제4 신호 데이터를 갖는 상기 대조군 육질시료의 상기 신선도와 상기 숙성도를 산출한다. 상기 중앙처리장치(200)는 상기 산출된 상기 신선도와 상기 숙성도를 상기 표시부에 출력한다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 의한 상기 육질 판별시스템을 사용한 육질 판별방법을 구체적으로 설명하겠다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 육질 판별방법을 설명하기 위한 블록도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명에 의한 육질 판별방법은 대조군 육질시료들의 신선도 및 숙성도를 획득하는 단계(S100), 분석장치를 이용하여 대조군 육질시료들의 분광 분석결과를 획득하는 단계(S200), 회귀분석에 의한 판별식 획득하는 단계(S300) 및 실험군 육질시료의 신선도와 숙성도를 확인하는 단계(S400)를 포함한다.
도 6은 도 5의 대조군 육질시료들의 신선도 및 숙성도를 획득하는 단계를 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 6을 참조하면, 상기 대조군 육질시료들의 신선도 및 숙성도를 획득하는 단계(S100)는 상기 대조군 육질시료들의 도축된 후 경과된 기간을 조사하는 단계(S110), 상기 대조군 육질시료들의 저장에 의해 숙성된 정도를 조사하는 단계(S120), 상기 대조군 육질시료들의 이화학적 분석에 따른 상관관계 분석하는 단계(S130) 및 상기 대조군 육질시료들의 신선도와 숙성도를 획득하는 단계(S140)를 포함한다.
상기 대조군 육질시료들의 도축된 후 경과된 기간을 조사하는 단계(S110)는 우선, 상기 대조군 육질시료들을 제공하는 업체에 의뢰하여 상기 도축된 후 경과된 기간을 달리하는 상기 대조군 육질시료들을 획득하고 상기 대조군 육질시료들의 도축된 날짜를 확인하여 상기 도축된 후 경과된 기간을 확인한다. 여기서, 상기 대조군 육질시료들은 미생물이 유입되어 부패가 진행된 육질시료를 포함한다.
상기 대조군 육질시료들의 저장에 의해 숙성된 정도를 조사하는 단계(S120)는 숙성 온도와 숙성 기간을 달리하는 상기 대조군 육질시료들을 획득하고 상기 대조군 육질시료들의 상기 숙성 온도와 숙성 기간을 확인한다.
상기 대조군 육질시료들의 이화학적 분석에 따른 상관관계 분석하는 단계(S130)는 상기 대조군 육질시료들의 도축된 후 경과된 기간을 조사하는 단계(S110)에서 획득한 상기 도축된 후 경과된 기간을 구분하여 상기 대조군 육질시료들을 이화학적 분석한다.
여기서, 상기 이화학적 분석은 상기 도축된 후 경과된 기간에 대응하여 상기 대조군 육질시료들의 pH, 보수력, 육즙손실, 가열감량, 전단력, 깨짐성, 응집성, 탄력성 및 씹음성등의 물리, 화학적 변화를 확인하는 것을 포함한다.
또한, 상기 이화학적 분석은 상기 숙성 온도와 상기 숙성 기간에 대응하여 상기 대조군 육질시료들의 pH, 보수력, 육즙손실, 가열감량, 전단력, 깨짐성, 응집성, 탄력성 및 씹음성등의 물리, 화학적 변화를 확인하는 것을 포함한다.
상기 대조군 육질시료들의 신선도와 숙성도를 획득하는 단계(S140)는 상기 이화학적 분석에 따른 상기 물리, 화학적 변화와 상기 도축된 후 경과된 기간의 상관관계를 유의하여 신선도를 획득한다.
또한, 상기 대조군 육질시료들의 신선도와 숙성도를 획득하는 단계(S140)는 상기 이화학적 분석에 따른 상기 물리, 화학적 변화와 상기 숙성 온도와 상기 숙성 기간의 상관관계를 유의하여 숙성도를 획득한다. 상기 신선도를 획득하는 단계와 상기 숙성도를 획득하는 단계는 시간의 선, 후 관계를 나타내는 것이 아니며, 동시에 행할 수 있다.
상기 대조군 육질시료들의 신선도와 숙성도를 획득하는 단계(S100)는 상기 대조군 육질시료들의 육색의 변화에 따라 상기 신선도와 숙성도를 획득하는 단계(S150)를 더 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 대조군 육질시료들의 육색의 변화에 따라 상기 신선도와 숙성도를 획득하는 단계(S150)는 상기 대조군 육질시료들을 영상으로 촬영하여 상기 대조군 육질시료들의 육색과 상기 숙성 온도와 상기 숙성 기간의 상관관계를 유의하여 숙성도를 획득한다.
또한, 상기 대조군 육질시료들의 육색의 변화에 따라 상기 신선도와 숙성도를 획득하는 단계(S150)는 상기 대조군 육질시료들을 영상으로 촬영하여 상기 대조군 육질시료들의 육색과 상기 도축된 후 경과된 기간의 상관관계를 유의하여 신선도를 획득한다.
상기 신선도를 획득하는 단계와 상기 숙성도를 획득하는 단계는 시간의 선, 후 관계를 나타내는 것이 아니며, 동시에 행할 수 있다. 아울러, 상기 대조군 육 질시료들의 육색의 변화에 따라 상기 신선도와 상기 숙성도를 획득하는 단계(S150)는 이화학적 분석 방식에 의한 대조군 육질시료들의 신선도와 숙성도를 획득하는 단계(S110, S120, S130, S140)와 시간적 선, 후 관계와 상관 없이 별도로 행할 수 있다.
상기 분석장치를 이용하여 대조군 육질시료들의 분광 분석결과를 획득하는 단계(S200)는 간섭필터부를 실장한 분석장치를 이용하여 상기 대조군 육질시료들을 반사도, 투과도 및 흡광도를 획득하는 단계이다.
상기 회귀분석에 의한 판별식 획득하는 단계(S300)는 상기 이화학적 분석에 의해 획득한 상기 대조군 육질시료들의 상기 신선도 및 상기 숙성도와 상기 분석장치를 통하여 획득한 반사도, 투과도 및 흡광도의 상관관계를 회귀분석하여 판별식을 획득한다. 상기 판별식은 상기 판별식에 상기 반사도, 투과도 및 흡광도를 대입하였을 때, 상기 신선도 및 상기 숙성도를 역으로 확인할 수 있는 수학식을 가리킨다.
도 7은 도 5의 실험군 육질시료의 신선도와 숙성도를 확인하는 단계를 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 7을 참조하면, 상기 실험군 육질시료의 신선도와 숙성도를 확인하는 단계(S400)는 상기 분석장치를 이용하여 상기 실험군 육질시료의 분광 분석결과 획득하는 단계(S410) 및 상기 실험군 육질시료의 분광 분석결과를 상기 판별식에 대입하는 단계(S420)를 포함한다.
상기 분석장치를 이용하여 상기 실험군 육질시료의 분광 분석결과 획득하는 단계(S410)는 상기 대조군 육질시료들로부터 분광 분석결과를 획득하기 위해 사용한 분석장치를 사용하여 상기 실험군 육질시료의 반사도, 투과도 및 흡광도를 획득한다.
상기 실험군 육질시료의 분광 분석결과를 상기 판별식에 대입하는 단계(S420)는 상기 대조군 육질시료로부터 획득된 상기 판별식에 상기 실험군 육질시료의 반사도, 투과도 및 흡광도를 대입하여 상기 실험군 육질시료의 신선도와 숙성도를 확인한다.
상기 실험군 육질시료의 신선도와 숙성도를 확인하는 단계(S400)는 상기 분석장치가 상기 실험군 육질시료를 영상으로 촬영하는 촬영모듈을 포함한 경우, 상기 분석장치를 사용하여 상기 실험군 육질시료를 영상으로 촬영하는 단계(S430), 촬영된 영상을 통하여 상기 실험군 육질시료의 신선도와 숙성도를 확인하는 단계(S440)를 포함할 수 있다.
상기 분석장치를 사용하여 상기 실험군 육질시료를 영상으로 촬영하는 단계(S430)는 예를 들면, 상기 실험군 육질시료는 쇠고기의 등심에서 취한 단면 절편을 포함하고, 상기 단면 절편의 색이 드러나는 영상을 상기 분석장치에 포함된 촬영모듈을 사용하여 캡쳐할 수 있다.
상기 촬영된 영상을 통하여 상기 실험군 육질시료의 신선도와 숙성도를 확인하는 단계(S440)는 촬영된 상기 실험군 육질시료의 영상과 상기 대조군 육질시료들의 영상을 색상, 명도, 채도로 비교하여 가장 근접한 색상, 명도, 채도를 가진 상기 대조군 육질시료들의 신성도와 숙성도를 통해 역으로 상기 실험군 육질시료의 신선도와 숙성도를 확인한다.
상기 분석장치를 사용하여 상기 실험군 육질시료를 영상으로 촬영하는 단계(S430) 및 상기 촬영된 영상을 통하여 상기 실험군 육질시료의 신선도와 숙성도를 확인하는 단계(S440)는 상기 분광 분석결과를 이용하여 신선도와 숙성도를 확인하는 단계(S410, S420)와 시간적 선, 후 관계와 상관 없이 별도로 행할 수 있다.
이와 같이, 본 발명에 의한 육질 판별시스템에 따르면, 간섭필터부를 이용한 분석장치를 채용하여 휴대가 간편하다. 따라서, 장소의 제한 없이 실시간으로 육질의 신선도와 숙성도를 보다 정확하게 확인할 수 있다. 또한, 분석장치는 촬영모듈을 포함하여 육색 대비에 의한 육질의 신선도와 숙성도를 확인할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 육질 판별방법은 육질의 신선도와 숙성도를 검량할 수 있는 판별식을 사용하고, 육질을 촬영할 수 있는 촬영모듈을 포함하여 육질의 신선도와 숙성도를 보다 쉽고 정확하게 확인할 수 있다.
앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이다. 따라서, 전술한 설명 및 아래의 도면은 본 발명의 기술사상을 한정하는 것이 아닌 본 발명을 예시하는 것으로 해석되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 육질 판별시스템을 구체적으로 설명하기 위한 블록도이다.
도 2는 도 1의 분석장치 내부 구성을 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 도 2에서 도시된 간섭필터부의 점선으로 표시된 부분을 확대한 확대도이다.
도 4는 도 3에 도시된 간섭필터부의 반사 및 간섭현상을 구체적으로 설명하 기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 육질 판별방법을 설명하기 위한 블록도이다.
도 6은 도 5의 대조군 육질시료들의 신선도 및 숙성도를 획득하는 단계를 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 도 5의 실험군 육질시료의 신선도와 숙성도를 확인하는 단계를 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : 분석장치 110 : 샘플실장부
120 : 광원부 130 : 광 검출부
131 : 간섭필터부 132 : 신호 처리부
131a : 제1 광섬유 131b : 제2 광섬유
131c : 공기층 131d : 커버
131e : 방열부재 131f : 제1 경계면
131g : 제2 경계면 140 : 촬영모듈
200 : 정보처리장치
Claims (10)
- 신선도와 숙성도를 확인하고자 하는 실험군 육질시료가 위치하는 샘플실장부, 상기 샘플실장부에 광을 출사하는 광원부, 및 상기 광원부로부터 출사되어 상기 실험군 육질시료를 통과한 광을, 상이한 매질에 통과시킴으로써 발생하는 굴절률 차이에 따른 간섭현상을 이용하여 파장대별로 분리하는 간섭필터부 및 분리된 상기 광을 수광하여 상기 광이 갖는 파장을 제1 신호로 변환시키는 신호 처리부를 구비하는 광 검출부를 포함하는 분석장치; 및상기 신호 처리부로부터 상기 제1 신호를 수신하여 상기 제1 신호와, 다수의 대조군 육질시료들을 도축된 후 경과된 기간 및 저장에 의해 숙성된 정도에 따라 상기 분석장치를 통해 얻어진 다수의 제2 신호 데이터들을 비교하여 대응하는 대조군 육질시료의 도축된 후 경과된 기간 및 저장에 의해 숙성된 정도을 표시하는 표시부를 포함하는 정보처리장치를 포함하는 육질 판별시스템.
- 제 1항에 있어서,상기 분석장치는 상기 실험군 육질시료 및 상기 대조군 육질시료들을 영상으로 촬영하는 촬영모듈을 더 포함하고,상기 신호 처리부는 상기 촬영모듈에서 촬영된 상기 실험군 육질시료의 영상을 제3 신호로 변환하며, 상기 정보처리장치는 상기 신호 처리부로부터 상기 제3 신호를 수신하여 상기 제3 신호와 상기 대조군 육질시료들을 도축된 기간 및 저장 에 의해 숙성된 기간에 따라 상기 분석장치를 통해 얻어진 다수의 제4 신호 데이터들을 비교하여 대응하는 대조군 육질시료의 도축된 기간과 저장에 의해 숙성된 기간을 표시하는 것을 특징으로 하는 육질 판별시스템.
- 제 1항에 있어서,상기 간섭필터부는 적어도 2 이상의 광 섬유들을 포함하고, 상기 광 섬유들은 이격되어 형성되며 상기 이격된 광 섬유들의 사이에 공기가 채워진 공기층이 형성된 것을 특징으로 하는 육질 판별시스템.
- 제 3항에 있어서,상기 광 섬유들간의 이격거리를 조절하여 상기 광 섬유들을 통과하는 광의 파장대역을 제어하는 것을 특징으로 하는 육질 판별시스템.
- 제 3항에 있어서,상기 간섭필터부는 이격된 상기 광 섬유들과 상기 공기층을 감싸는 커버 및상기 커버와 접촉하여 상기 간섭필터부에 발생한 열을 방출하는 방열부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 육질 판별시스템.
- 제 1항에 있어서,상기 간섭필터부는 파브리-페롯(Pabry-perot) 간섭계 필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 육질 판별시스템.
- 제 1항에 있어서,상기 광 검출부는 300nm ~ 2,000nm의 파장을 갖는 광을 검출하는 것을 특징으로 하는 육질 판별시스템.
- 제 1항에 있어서,상기 광 검출부는 상기 신호 처리부에서 변환된 상기 제1 신호를 증폭시키는 증폭기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 육질 판별시스템.
- 도축된 후 경과된 기간 및 저장에 의해 숙성된 정도를 달리하는 다수의 대조군 육질시료들을 이화학적 분석하여 신선도 및 숙성도를 획득하는 단계;다수의 상기 대조군 육질시료들로부터 간섭필터부를 이용한 분석장치를 통하여 반사도, 투과도 및 흡광도를 획득하는 단계;획득된 상기 신선도 및 상기 숙성도의 변화와 상기 분석장치를 통해 얻어진 반사도, 투과도 및 흡광도의 변화를 회귀분석하여 판별식를 획득하는 단계; 및신선도와 숙성도를 확인하고자 하는 실험군 육질시료를 상기 분석장치를 사용하여 상기 실험군 육질시료의 반사도, 투과도 및 흡광도를 획득하고, 상기 실험군 육질시료의 반사도, 투과도 및 흡광도를 상기 판별식에 대입하여 상기 실험군 육질시료의 신선도와 숙성도를 확인하는 단계를 포함하는 육질 판별방법.
- 제 9항에 있어서,상기 대조군 육질시료들의 신선도 및 숙성도를 획득하는 단계는 상기 대조군 육질시료들을 영상으로 촬영하여 상기 대조군 육질시료들의 육색 변화에 따라 상기 신선도와 상기 숙성도를 획득하는 단계를 포함하고,상기 분석장치는 상기 실험군 육질시료를 영상으로 촬영하는 촬영모듈을 포함하며,상기 실험군 육질시료의 신선도와 숙성도를 확인하는 단계는 상기 분석장치를 사용하여 상기 실험군 육질시료를 영상으로 촬영하는 단계; 및상기 실험군 육질시료의 영상과 상기 대조군 육질시료들의 영상을 비교하여 대응하는 상기 대조군 육질시료의 신선도와 숙성도를 통해 역으로 상기 실험군 육질시료의 신선도와 숙성도를 확인하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 육질 판별방법.
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