초록 ▼

Ⅲ. 연구개발의 내용 및 범위
최근 품질의 변이가 많은 농식품분야에서 다량의 제품의 품질을 신속하게 평가할 수있는 기술로 근적외선분광법(NIRS)이 많이 이용되어지고 있는데 근적외선분광법은 비파괴 분석법으로 분석시간이 단축되고 동시에 여러 성분의 분석이 가능하다는 장점을 가지고 있다.
현장에서 근적외선분광법을 이용하여 신속하게 품질을 평가하기위해서는 원물시료를 바로 측정할 수 있는 기술이 매우 중요한데 사일리지의 경우 주요 발효품질의 평가항목인 수분, pH, 유기산 등은 건조과정 중에 휘발하여 소실되기 때문에 건조 분쇄

Ⅲ. 연구개발의 내용 및 범위
최근 품질의 변이가 많은 농식품분야에서 다량의 제품의 품질을 신속하게 평가할 수있는 기술로 근적외선분광법(NIRS)이 많이 이용되어지고 있는데 근적외선분광법은 비파괴 분석법으로 분석시간이 단축되고 동시에 여러 성분의 분석이 가능하다는 장점을 가지고 있다.
현장에서 근적외선분광법을 이용하여 신속하게 품질을 평가하기위해서는 원물시료를 바로 측정할 수 있는 기술이 매우 중요한데 사일리지의 경우 주요 발효품질의 평가항목인 수분, pH, 유기산 등은 건조과정 중에 휘발하여 소실되기 때문에 건조 분쇄 시료 상태로는 예측 정확성이 낮아질 수 있다. 따라서 현장에서 근적외선분광법을 바로 활용하기위해서 원물시료를 바로 측정할 수 있는 시료 전처리 기술 개발이 필요하다.
근적외선분광법을 현장에서 바로 활용하기 위해서는 우리나라에서 가장 많이 생산되는 조사료의 품질평가용 NIRS 검량식 개발이 가장 중요하다. 정확성과 재현성이 우수한 검량식 개발을 위해서는 유통되고 있는 조사료를 대표할 수 있는 모집단 구성이 매우 중요하고 또한 개발된 검량식을 업데이트하고 유지 보수할 수 있는 기술개발도 병행해서 이루어져야한다.
개발된 검량식을 이용하여 국가단위 조사료 품질평가체계를 구축하기위하여 다른 근적외선분광기에 기 개발된 검량식을 이용하기위한 검량식 이설 및 표준화 기술 개발과 현장에서 유용하고 신속하게 관리 제어할 수 있는 기술들이 개발되어져야 한다. 특히 초보자들도 쉽게 운용할 수 있게 근적외선분광기의 운용시스템 개선과 현장에서 분석결과를 바로 확인할 수 있는 기술 등 근적외선분광법과 국가단위 품질관리 체계와의 연계기술 개발들이 무엇보다 필요하다.
최근 사료비 절감을 위해 국내 자급조사료 생산이 활성화되면서 유통 조사료 물량이 증가되면서 유통 조사료의 품질평가 및 관리체계 구축이 시급한 실정이다. 따라서 본 연구의 목적은 조사료 생산 및 유통 현장에서 신속하게 품질을 평가할 수 있는 품질평가 기술 개발과 개발된 기술을 이용하여 국가 전체적으로 품질을 평가 관리할 수 있는 국가단위 품질평가관리체계를 구축할 수 있는 기반기술을 개발하는데 있다.

Abstract ▼

Near infrared reflectance spectroscopy(NIRS) has become increasingly used as a rapid, accurate method of evaluating some chemical constituents in cereal and dired animal forages. Analysis of forage quality by NIRS usually involves dry grinding samples. Costs might be reduced if samples could be anal

Near infrared reflectance spectroscopy(NIRS) has become increasingly used as a rapid, accurate method of evaluating some chemical constituents in cereal and dired animal forages. Analysis of forage quality by NIRS usually involves dry grinding samples. Costs might be reduced if samples could be analyzed without drying or grinding. The objective of this study was to investigate effect of sample preparations on prediction ability of chemical composition and fermentation parameter for Italian ryegrass silages by NIRS. A population of 147 Italian ryegrass silages representing a wide range in chemical parameters were used in this investigation. Samples were scanned at 1nm intervals over the wavelength range 680-2500nm and the optical data recorded as log 1/Reflectance(log 1/R) and scanned in oven-dried grinding and fresh ungrinding condition. The spectral data were regressed against a range of chemical parameters using partial least squares(PLS) multivariate analysis in conjunction withfour spectral math treatments to reduced the effect of extraneous noise. The optimum calibrations were selected on the basis of minimizing the standard error of cross validation(SECV) and maximizing the correlation coefficient of cross validation(R² CV). The results of this study show that NIRS predicted the chemical parameters with high degree of accuracy in oven-dried grinding treatment except for moisture contents. Prediction accuracy of the moisture contents was better for fresh ungrinding treatment(SECV 1.37%, R² 0.96) than for oven-dried grinding treatments(SECV 4.31%, R² 0.68). Although the statistical indexes for accuracy of the prediction were the lower in fresh ungrinding treatment, fresh treatment may be acceptable when processing is costly or when some changes in component due to the processing are expected.
ⅱ) Development of NIRS Calibration Equations for Quality Evaluation of Forage
This study was carried out to develop NIRS calibration equations for evaluating forage quality and to explore the accuracy of near infrared spectroscopy(NIRS) for the prediction of chemical parameters of forage. Populations of winter forage crop representing a wide range in chemical parameters and fermentative characteristics was used in this investigation. Samples of silage were scanned at 2 nm intervals over the wavelength range 680-2500 nm and the optical data recorded as log 1/Reflectance (log 1/R) and scanned in intact fresh condition. The spectral data were regressed against a range of chemical parameters using partial least squares (PLS) multivariate analysis in conjunction with spectral math treatments to reduced the effect of extraneous noise. The optimum calibrations were selected on the basis of the highest coefficients of determination in cross validation (R²) and the lowest standard error of cross validation (SECV). The results of Italian ryegrass silages showed that NIRS predicted the chemical parameters with very high degree of accuracy. The R² and SECV were 0.98 (SECV 1.14%) for moisture, 0.86 (SECV 1.45%) for ADF, 0.84 (SECV 2.07%) for NDF, 0.94 (SECV 0.82%) for CP and 0.78 (SECV 0.49), 0.86 (SECV 0.29%), 0.86 (SECV 1.13%) and 0.80 (SECV 4.96) for pH, lactic acid, TDN and RFV on a dry matter (%), respectively. The results of barely silages showed that NIRS predicted the chemical parameters with very high degree of accuracy. The R² and SECV were 0.96 (SECV 1.26%) for moisture, 0.81 (SECV 2.83%) for ADF, 0.79 (SECV 2.18%) for NDF, 0.84 (SECV 1.19%) for CP and 0.72 (SECV 0.13), 0.78 (SECV 0.32%), 0.78 (SECV 2.21%) and 0.46 (SECV 11.39) for pH, lactic acid, TDN and RFV on a dry matter (%), respectively. Results of this experiment showed the possibility of NIRS method to predict the chemical composition and fermentation quality of Italian ryegrass silages as routine analysis method in feeding value evaluation and for farmer advice.

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 요약문 ... 3
• SUMMARY ... 9
• 목차 ... 13
• 제 1 장 서 론 ... 14
• 제1절 연구개발의 배경 및 필요성 ... 14
• 제 2절 연구개발의 범위 및 목적 ... 14
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황 ... 16
• 제1절 근적외선분광법을 이용한 조사료 품질평가기술 개발 ... 16
• 제2절 근적외선분광법을 이용한 조사료 품질평가체계 구축 ... 17
• 제 3 장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 18
• 제1절 근적외선분광법(NIRS)을 이용한 조사료 품질평가기술 개발 ... 18
• 제2절 조사료 품질평가를 위한 소형 근적외선 분광기 개발 ... 34
• 제3절 근적외선분광법을 이용한 조사료 품질평가 시스템 개발 ... 40
• 제 4 장 연구개발목표 달성도 및 대외기여도 ... 52
• 1절 목표대비 대외 달성도 ... 52
• 2절 정량적 성과 ... 53
• 제 5 장 연구개발결과의 활용계획 ... 55
• 제 6 장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 56
• 제 7 장 기타 중요 변동사항 ... 57
• 제 8 장 국가과학기술종합정보시스템에 등록한 연구장비현황 ... 58
• 제 9 장 참고문헌 ... 59