서울대, 종이 칩+스마트폰으로 '가짜꿀' 잡는다

마이크로 유체칩 기반 꿀 스크리닝 기술 개발…92% 정확도로 판별

앞으로는 값싼 종이기반 칩과 스마트폰만 있으면 가짜꿀을 쉽게 가릴 수 있을 전망이다.

2일 서울대는 정수 농업생명과학대학 교수 연구팀이 마이크로 유체 칩 기반 모세관 유동 분석을 통한 꿀 진위 및 밀원 스크리닝 기술을 개발했다고 밝혔다.

그동안 꿀 판별에는 정밀 분석법(동위원소 분석 등)이 쓰였다. 그러나 이는 고가 장비와 전문 인력이 필요하고 판별 시간이 오래 걸렸다.

종이 기반 미세유체 칩 및 머신러닝을 활용한 꿀 진위 및 밀원 판별 기술 전체 모식도.(그림=서울대)

반면 이번에 개발한 기술은 키토산을 첨가한 종이 기반 마이크로 유체 칩으로 꿀이 흐르는 속도 프로파일을 분석하면 끝이다. 천연꿀과 사양꿀을 92%의 정확도로 판별 가능하다.

연구팀은 실 4가지 종류의 꿀(사양꿀, 아카시아꿀, 야생화꿀, 밤꿀) 표본 576개를 분석했다. 희석된 꿀 시료가 흐르는 속도 프로파일을 스마트폰 카메라를 통해 초당 30프레임으로 촬영하고 훈련 데이터를 구축한 뒤, 주성분 분석(PCA)과 K-최근접 이웃(KNN) 머신러닝 알고리즘을 활용해 꿀의 유형을 구별하는데 성공했다.

꿀에 포함된 호박산(succinic acid)이 키토산 네트워크 구조에 미치는 물리화학적 영향을 규명하고 천연꿀과 사양꿀 유동 속도 차이의 메커니즘을 증명한 것.

이 모델로 테스트 데이터를 분석한 결과, 천연꿀과 사양꿀을 92%의 높은 정확도로 구별했다. 지리적 기원이 다른 4가지 세부 꿀 유형에 대해서도 78%의 정확도로 분류했다. 또한, 인위적으로 설탕 시럽이 50% 이상 섞인 위조 혼합물도 성공적으로 식별했다.

정수 교수는 "향후 고가 분석 장비 없이 스마트폰 카메라 등으로 현장에서 신속한 꿀 진위 판별에 활용될 수 있다"며 "꿀 시장 무결성 확보에 기여할 것으로 기대한다"고 말했다.

연구결과는 식품화학 분야 국제 학술지 '푸드 케미스트리'에 온라인 게재됐다.