JP5171366B2 - 鮮度測定方法および鮮度測定装置 - Google Patents

Description

本発明は鮮度測定方法および鮮度測定装置に係り、とくに植物性物質または動物性物質中に存在するＡＴＰ（Ａｄｅｎｏｓｉｎｅ ｔｒｉｐｈｏｓｐｈａｔｅ：アデノシン三リン酸）の量を用いて鮮度を測定するようにした鮮度測定方法および鮮度測定装置に関する。

例えば特開平７−８３８８０号公報には、測定部の下面に、測定電極、参照電極を形成し、溶液供給管を開口させておき、溶液供給管から所定の電解質溶液を供給することによって測定部の下端の電解質溶液保持面に電解質溶液をその表面張力で保持し、ニオイ受容部を得るようにし、上記電解質溶液は直接外部に晒されているために、牛肉から放出されるニオイ物質を含んだ気体がここに拡散し、そしてこの拡散に起因する測定電極の電気的状態の変化を検出し、牛肉はその鮮度に応じてニオイが変化するため、上記の測定によって牛肉の熟成度を検出するようにした鮮度測定方法が開示されている。

このような鮮度測定は、牛肉が時間とともにそのニオイを変化させることに着目して鮮度の測定を行なうものであって、とくに対象となる食品が牛肉に限定されることになる。しかもこのような牛肉に対して、溶液供給管から電解質溶液を供給することを要し、このために鮮度測定に供した試料は廃棄しなければならず、また測定が面倒である欠点がある。

特開平９−２６２０９６号公報には、管本体の先端開口部を多孔質膜で閉塞し、さらに管本体にキャリヤ液流入管及びキャリヤ液流出管を連結したサンプリング管を用い、そして、多孔質膜を食品試料に接触させた状態において、キャリヤ液流入管からサンプリング管内に試料液調製用キャリヤ液を連続的に導入することによって、多孔質膜を通過した食品試料中の成分をサンプリング管内を流れるキャリヤ液中に採取するとともに、このキャリヤ液をキャリヤ液流出管から試料液として連続的に流出させた後、この試料液をＦＩＡ法による成分測定部に導入して測定を行なうものであって、魚肉類等の食品試料にサンプリング管の先端を当てるだけで、食品試料から直接成分を採取してＦＩＡ法によって測定を行なうことができるようにしている。

このような鮮度の測定は、キャリヤ液流入管から試料液調製用キャリヤ液を連続的に導入することによって試料液を調製を行なわなければならず、このために被測定物がそれによって変質する。従ってこのような場合にも、測定に供された試料は、廃棄しなければならない。またこのような測定は、測定に時間を要するとともに、その操作が面倒である欠点がある。さらにはこのような鮮度測定は、測定する対象物が限定され、魚肉類にしか適用することができず、野菜等の鮮度測定を行なうことができない欠点がある。
特開平７−８３８８０号公報 特開平９−２６２０９６号公報

本願発明の課題は、被測定物に対して何等の変質を行なうことなく、非破壊的に鮮度を測定する鮮度測定方法および鮮度測定装置を提供することである。

本願発明の別の課題は、その操作が簡便であってしかも瞬時に鮮度の測定が行なえる鮮度測定方法および鮮度測定装置を提供することである。

本願のさらに別の課題は、植物性食品や動物性食品等の各種の対象物に対して広範に鮮度の測定を行なうことができる鮮度測定方法および鮮度測定装置を提供することである。

本願発明の上記の課題および別の課題は、以下に述べる本願発明の技術的思想およびその実施の形態によって明らかにされる。

本願の主要な発明は、植物性物質または動物性物質の中に存在するＡＴＰ（Ａｄｅｎｏｓｉｎｅ ｔｒｉｐｈｏｓｐｈａｔｅ：アデノシン三リン酸）の量と相関を有する反射または吸収に関する分光特性からＡＴＰ量を前記相関に基づく演算によって求め、該ＡＴＰ量から鮮度を推定することを特徴とする鮮度測定方法に関するものである。

ここで、前記植物性物質または前記動物性物質がそれぞれ植物性食品または動物性食品であってよい。また前記ＡＴＰが時間とともに、ＡＤＰ（Ａｄｅｎｏｓｉｎｅ ｄｉｐｈｏｓｐｈａｔｅ：二リン酸）からＡＭＰ（Ａｄｅｎｏｓｉｎｅ ｍｏｎｏｐｈｏｓｐｈａｔｅ：一リン酸）に変化することによってＡＴＰの量が減少することによる分光特性の変化を利用するようにしてよい。また分光特性が被測定物の反射による分光特性であってよい。また反射を用いた分光特性の測定において、反射光の強度とＡＴＰの量との間の正の相関が０．８以上の波長域または負の相関が−０．８以下の波長域の光によって測定を行なってよい。

本願の別の主要な発明は、所定の波長域の光を照射する照射手段と、
前記照射手段が発した光であって被測定物のＡＴＰ（Ａｄｅｎｏｓｉｎｅ ｔｒｉｐｈｏｓｐｈａｔｅ；アデノシン三リン酸）の量と相関を有する反射または吸収に関する分光特性に応じて変調された光を受光する受光手段と、
前記受光手段による光の検出値から被測定物中のＡＴＰ量を前記相関に基づく演算によって求める演算手段と、
前記演算手段によって演算されたＡＴＰ量を基にして被測定物の鮮度を推定する鮮度推定手段と、
前記鮮度推定手段によって推定された値を出力する出力手段と、
を具備する植物性物質または動物性物質の鮮度測定装置に関するものである。

ここで、前記植物性物質または前記動物性物質がそれぞれ植物性食品または動物性食品であってよい。また被測定物の種類を入力する入力手段を有してよい。また前記演算手段は、被測定物の種類に応じた特性値を記憶しているデータベースを参照して鮮度を推定するようにしてよい。また前記受光手段は被測定物からの反射光を検出するとともに、前記反射光の強度とＡＴＰの量との正の相関が０．８以上の波長域または負の相関が−０．８以下の波長域の光によって測定を行なってよい。

本願の主要な発明は、植物性物質または動物性物質の中に存在するＡＴＰ（Ａｄｅｎｏｓｉｎｅ ｔｒｉｐｈｏｓｐｈａｔｅ：アデノシン三リン酸）の量と相関を有する反射または吸収に関する分光特性からＡＴＰ量を前記相関に基づく演算によって求め、該ＡＴＰ量から鮮度を推定するようにしたものである。

このような鮮度測定方法によると、動物性物質あるいは植物性物質から成る被対象物からの光を測定することによって、ＡＴＰ量を演算することができ、このようなＡＴＰ量から鮮度を推定することによって、鮮度を知ることが可能になり、極めて簡便な方法によって、しかも瞬時に鮮度を知ることが可能になる。

鮮度測定装置に関する主要な発明は、所定の波長域の光を照射する照射手段と、照射手段が発した光であって被測定物のＡＴＰ（Ａｄｅｎｏｓｉｎｅ ｔｒｉｐｈｏｓｐｈａｔｅ；アデノシン三リン酸）の量と相関を有する反射または吸収に関する分光特性に応じて変調された光を受光する受光手段と、受光手段による光の検出値から被測定物中のＡＴＰ量を相関に基づく演算によって求める演算手段と、演算手段によって演算されたＡＴＰ量を基にして被測定物の鮮度を推定する鮮度推定手段と、鮮度推定手段によって推定された値を出力する出力手段と、を具備する植物性物質または動物性物質の鮮度測定装置に関するものである。

このような鮮度測定装置によると、上記の鮮度測定方法を極めて簡便にかつ正確に行なうことが可能になる。

以下本願発明を図示の実施の形態によって説明する。本願発明は、ＡＴＰ（Ａｄｅｎｏｓｉｎｅ ｔｒｉｐｈｏｓｐｈａｔｅ：アデノシン三リン酸）を用いて植物性物質や動物性物質の鮮度測定を行なうものである。ＡＴＰは、通常生体内に存在し、植物や動物、微生物細胞の機能を維持するのに必要なエネルギーを放出する物質であって、このＡＴＰが分解することによってエネルギーを放出する。すなわちＡＴＰは、分子量が５０７．２の高エネルギー物質であって、生物の種々の代謝活動に関与している。図１に示すリボースにエステル結合しているリン酸の数によって、変化する。

リン酸が３つのＡＴＰは、その内の１つのリン酸を失うことによってＡＤＰ（Ａｄｅｎｏｓｉｎｅ ｄｉｐｈｏｓｐｈａｔｅ：二リン酸）に変化し、さらにもう１つリン酸を失うと、ＡＭＰ（Ａｄｅｎｏｓｉｎｅ ｍｏｎｏｐｈｏｓｐｈａｔｅ：一リン酸）になる。そしてＡＴＰからＡＤＰになるときに７．３Ｋｃａｌのエネルギーを放出する。このようなエネルギーが、細胞の機能を維持するために用いられる。

植物を収穫したり、魚を捕獲した場合において、その組織内に残存するＡＴＰの量は、図２に示すように、貯蔵時間とともに変化する。例えば植物を採取すると、採取を行なった時から例えば２４時間は、ＡＴＰの量が図２に示すように増加する。これは収穫によって植物生体内に物理的な障害が発生し、それに対するエネルギーの消費を補うために細胞がＡＴＰの供給活動を増大させることによる。すなわち細胞が異常な状態に対する反応を行なっているものである。そしてこの後に、ＡＴＰの量は次第に低下し、例えば９６時間後には、ＡＴＰの量がほぼ０になる。従って、異常に対応するために反応して増大したＡＴＰの量が、時間とともに変化することに着目し、このＡＴＰの量の変化を捉えて鮮度の測定を行なうことができる。

一方でＡＴＰ量によって、植物性物質や動物性物質の発光が変化することが知られている。この発光の変化は、ルシフェリン・ルシフェラーゼ反応である。これはホタルの発光と類似のものであって、ＡＴＰ量に依存する反応である。ルシフェリンとＡＴＰが反応すると、アデニル酸ルシフェリンとなり、このアデニル酸ルシフェリンと酸素が、次に示す式のように、ルシフェラーゼという酵素の存在下で酸化的脱炭酸反応によって分解され、反応の過程によって得られるエネルギーの一部が発光という反応として現れる。従ってこの発光を定量することによってＡＴＰの定量を行なう。本願発明は、植物性物質または動物性物質中に含まれているＡＴＰ量であって上記の発光の定量によって決定されるＡＴＰ量と、ＡＴＰの分光特性から相関に基づく演算で決定されるＡＴＰ量とが、対応することを基本原理とする。

図３は、収穫したホウレンソウに対して紫外光領域の光を照射し、このときの反射光の強度とＡＴＰの量との相関を求めたときのデータである。すなわち３１０ｎｍ、３０２ｎｍ、２９８ｎｍ、および２８３ｎｍのそれぞれの紫外光を被測定物に対して照射し、このときの発光法によるＡＴＰ量に対する分光特性の相関を求めた結果を示している。結果から明らかなように、正の相関がある。また図４は、可視領域の光を収穫したホウレンソウに対して照射し、そのときの反射率とＡＴＰの量との相関関係を求めたものである。すなわち６３４ｎｍと７３０ｎｍのそれぞれの波長の光をホウレンソウに照射し、ＡＴＰの量との相関を求めている。図４に示す結果から明らかなように、可視領域の６３４ｎｍおよび７３０ｎｍの光を照射した場合には、負の相関が生ずることが判明している。

図５は照射する光とＡＴＰ量との間の相関係数を測定したものであって、波長によって相関が著しく変化することが判明した。このような相関係数の値から、相関係数が１あるいは−１になる波長域の光を照射すると、極めて高い相関をもってＡＴＰ量の定量を行なうことができる。なお相関係数としては、正の相関の場合には０．８以上の値の相関係数を生ずる波長域の光を用いればよく、負の相関の場合には、−０．８以下の相関係数を示す波長域の光を利用すればよい。このような相関係数を生ずる波長域を利用することによって、高い精度でＡＴＰ量の定量を行なうことができる。相関係数が０．８〜−０．８の波長域だと、誤差が大きくなる。そしてこのＡＴＰ量の定量から、図２に示す原理に基づいて、貯蔵時間、あるいは鮮度の推定を行なうことが可能になる。

すなわち本願発明は、植物性物質や動物性物質に対して、ＡＴＰ量との間に正の０．８以上の相関係数、あるいは負の−０．８以下の相関係数を生ずる波長域の光を照射し、その変調光からＡＴＰ量の定量を行なうようにしている。そしてこのようなＡＴＰ量の定量に基づいて、貯蔵時間の推定を行なうようにし、このような貯蔵時間に基づいて、鮮度の推定を行なうものである。

上述の原理に基づく鮮度の測定を行なう具体的な装置は、図６〜図８に示される。この装置は図６および図７に示すように、ほぼ直方体状をなす本体１０を備え、この本体１０には下方に延びるグリップ１１が取付けられている。そして本体１０の先端部に、前方に突出するように発光器１２が取付けられる。そしてこの発光器１２の下側であって本体１０の前面側には受光器１３が取付けられている。また本体１０の側部には表示パネル１５と、入力釦１６とが取付けられている。これに対して本体１０の上面には出力表示パネル１８が設けられ、この出力表示パネル１８によって、受光器１３が受光した反射光を基にして、鮮度の結果を表示するようにしている。

図７に示すように、このような測定装置は、本体１０の下側のグリップ１１を手で持って、測定釦２１を押して発光器１２から所定の波長域の光を被測定物２０に対して照射し、被測定物からの変調光を受光器１３によって検出するとともに、その受光量から演算処理によって、鮮度の推定を行なうようにしている。

図８はこのような測定装置のシステム構成を示しており、発光器１２は駆動部２４に接続されており、この駆動部２４によって発光器１２が駆動されて所定の波長域の光を発するようにしている。そして駆動部２４は発光制御部２５によって制御される。また発光制御部２５は制御用ＣＰＵ２６によって制御されるようになっている。上記制御用ＣＰＵ２６には入力操作部２７が接続されている。なお本体１０の側面に設けられている入力釦１６は入力操作部の一部を構成している。

これに対して受光器１３は検出部２８に接続されており、この受光器１３が受光した光の検出を行なう。検出部２８は演算用ＣＰＵ２９に接続される。そして演算用ＣＰＵ２９はメモリ３０と接続されている。メモリ３０はデータベースを保持しており、このデータベース中に、各種の植物性食品や動物性食品に関するＡＴＰ量と貯蔵時間との関係を示すデータを保持している。また上記演算用ＣＰＵ２９は表示駆動部３１と接続されている。この表示駆動部３１が出力表示パネル１８から成る表示部を駆動するようにしており、この表示部１８によって、測定された鮮度の出力表示を行なう。

図９はこのような測定装置による測定の動作をフローチャートによって示している。実際に測定を行なう場合には、まず本体１０の入力操作部２７の入力釦１６によって測定しようとする食品の種類を入力する。食品の種類としては、野菜等の植物性食品や、肉類等の動物性食品の種類である。そしてこのような被測定物の種類を入力したならば、この後にグリップ１１に設けられている測定釦２１を押圧する。するとこのような測定釦２１の押圧によって、発光制御部２５が駆動部２４を介して発光器１２を作動させ、この発光器１２によって所定の波長域の光を発する。

このような光が、図７に示すように、被測定物に照射される。従って被測定物２０からの変調光を受光器１３が検出する。そして受光器１３が受光した光の反射強度が検出部２８で検出されるとともに、演算用ＣＰＵ２９はデータベース２９によって予め登録されている各種の食品の種類に応じたデータベースから、対応する測定物のデータを読出し、このようなデータに基づいて鮮度の算出を行なう。そしてこのような鮮度の算出結果は、表示駆動部３１を介して、表示部３２によって表示される。

図９に示す一連の動作は、とくに検出光の照射以降は、ほぼ瞬時に達成されるために、極めて短時間で被測定物の鮮度の測定が行なわれることになる。またこのような測定は、演算用ＣＰＵ２９と接続されているメモリ３０に保持されているデータベースに取込まれたデータの種類に応じて、各種の植物性食品や動物性食品の鮮度の測定を行なうことができ、極めて広い範囲の鮮度測定が可能になる。しかも鮮度測定の際に、図７に示すように、被測定物に対して発光器１２から単に光を極めて短時間照射するだけであるから、被測定物２０が変質することがなく、被測定物を測定後に廃棄する必要がなくなる。

以上本願発明を図示の実施の形態によって説明したが、本願発明は上記実施の形態によって限定されることなく、本願発明の技術的思想の範囲内において各種の変更が可能である。例えば上記実施の形態における被測定物としては、必ずしも食品である必要はなく、畜産用飼料の鮮度測定にも応用することができ、あるいはまた収穫前の植物のＡＴＰ量の定量を行なうことも可能である。

本願発明は、野菜や動物性の魚類、肉類の鮮度測定に広く応用することが可能である。

ＡＴＰの構造を示す構造式である。 貯蔵時間とＡＴＰの量との関係を示すグラフである。 紫外領域の光を照射したときの反射量とＡＴＰ量との関係を示すグラフである。 可視領域の光を用いたときの反射量とＡＴＰ量との関係を示すグラフである。 照射する光の波長と相関係数との関係を示すグラフである。 鮮度測定装置の構成を示す正面図である。 同鮮度測定装置の使用状態の斜視図である。 鮮度測定装置のシステム構成を示すブロック図である。 鮮度測定装置による測定動作のフローチャートである。

符号の説明

１０ 本体
１１ グリップ
１２ 発光器
１３ 受光器
１５ 表示パネル
１６ 入力釦
１８ 出力表示パネル
２０ 被測定物
２１ 測定釦
２４ 駆動部
２５ 発光制御部
２６ 制御用ＣＰＵ
２７ 入力操作部
２８ 検出部
２９ 演算用ＣＰＵ
３０ メモリ
３１ 表示駆動部
３２ 表示部

Claims (10)

1. 植物性物質または動物性物質の中に存在するＡＴＰ（Ａｄｅｎｏｓｉｎｅ ｔｒｉｐｈｏｓｐｈａｔｅ：アデノシン三リン酸）の量と相関を有する反射または吸収に関する分光特性からＡＴＰ量を前記相関に基づく演算によって求め、該ＡＴＰ量から鮮度を推定することを特徴とする鮮度測定方法。
2. 前記植物性物質または前記動物性物質がそれぞれ植物性食品または動物性食品であることを特徴とする請求項１に記載の鮮度測定方法。
3. 前記ＡＴＰが時間とともに、ＡＤＰ（Ａｄｅｎｏｓｉｎｅ ｄｉｐｈｏｓｐｈａｔｅ：二リン酸）からＡＭＰ（Ａｄｅｎｏｓｉｎｅ ｍｏｎｏｐｈｏｓｐｈａｔｅ：一リン酸）に変化することによってＡＴＰの量が減少することによる分光特性の変化を利用することを特徴とする請求項１に記載の鮮度測定方法。
4. 分光特性が被測定物の反射による分光特性であることを特徴とする請求項１に記載の鮮度測定方法。
5. 反射を用いた分光特性の測定において、反射光の強度とＡＴＰの量との間の正の相関が０．８以上の波長域または負の相関が−０．８以下の波長域の光によって測定を行なうことを特徴とする請求項４に記載の鮮度測定方法。
6. 所定の波長域の光を照射する照射手段と、
   前記照射手段が発した光であって被測定物のＡＴＰ（Ａｄｅｎｏｓｉｎｅ ｔｒｉｐｈｏｓｐｈａｔｅ：アデノシン三リン酸）の量と相関を有する反射または吸収に関する分光特性に応じて変調された光を受光する受光手段と、
   前記受光手段による光の検出値から被測定物中のＡＴＰ量を前記相関に基づく演算によって求める演算手段と、
   前記演算手段によって演算されたＡＴＰ量を基にして被測定物の鮮度を推定する鮮度推定手段と、
   前記鮮度推定手段によって推定された値を出力する出力手段と、
   を具備する植物性物質または動物性物質の鮮度測定装置。
7. 前記植物性物質または前記動物性物質がそれぞれ植物性食品または動物性食品であることを特徴とする請求項６に記載の鮮度測定装置。
8. 被測定物の種類を入力する入力手段を有することを特徴とする請求項６に記載の鮮度測定装置。
9. 前記演算手段は、被測定物の種類に応じた特性値を記憶しているデータベースを参照して鮮度を推定することを特徴とする請求項８に記載の鮮度測定装置。
10. 前記受光手段は被測定物からの反射光を検出するとともに、前記反射光の強度とＡＴＰの量との正の相関が０．８以上の波長域または負の相関が−０．８以下の波長域の光によって測定を行なうことを特徴とする請求項６に記載の鮮度測定装置。

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