JP2007046848A

JP2007046848A - 冷蔵庫

Info

Publication number: JP2007046848A
Application number: JP2005232513A
Authority: JP
Inventors: Mariko Nakano; 真理子中野; Toshie Hiraoka; 利枝平岡; Kiyoshi Yakida; 清八木田; Mutsumi Kato; 睦加藤; Katsumasa Sakamoto; 克正坂本; Tomoyuki Kuroda; 智之黒田; Masao Araki; 正雄荒木; Takeshi Maeda; 剛前田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2005-08-10
Filing date: 2005-08-10
Publication date: 2007-02-22

Abstract

【課題】従来の−１０℃±２℃保存方式は緩慢な熟成手段であり、何らかの加速手段を用いなくてはユーザーが利用しようと取り出すまでに旨味が増量しない可能性があり、また、ストレスを与える方法では自衛機能が働くのでいわゆる『えぐみ』が生じる食品もあり、また、光照射でうま味増量させる方式であってもうま味が増量する照射量範囲や食品に対して悪影響を与える範囲など不明瞭である、等の問題点があった。
【解決手段】冷蔵庫内奥側に配置され主として紫外線を照射する単数または複数の光源と、前記単数または複数の光源の点灯消灯を制御可能な冷蔵庫本体に設けられた制御装置と、を備えたことを特徴とする冷蔵庫により、肉や魚などに含まれるタンパク質分解酵素を活性化して遊離アミノ酸を増量するものである。ＵＶ−Ａ波長領域の紫外線を間欠照射するとした。
【選択図】図２

Description

この発明は、冷蔵庫における肉や魚などタンパク質分解酵素を含む食品の保存に関する技術のものである。

肉や魚などの食品にはタンパク質分解酵素が含まれる。酵素と水があるとたんぱく質は徐々に分解され、遊離アミノ酸が増量する。一般的にこのような反応を熟成といい、うまみ成分としてよく知られているグルタミン酸が増量する。常温でも熟成は進むが、家庭用冷凍冷蔵庫の温度帯でも酵素が休眠しない温度、一般的には−１８℃以上では熟成が進む。ただし、温度が低ければ低いほど酵素の反応は遅くなる。従来の冷蔵庫は、腐敗細菌の増殖を抑制または停止させ、貯蔵中に旨味の熟成を行う温度帯として−１０℃±２℃の範囲に維持する熟成室を設けるものがある（例えば、特許文献１参照）。また、生体に０℃以下の低温帯下で、乾燥、加水、圧力、光線、雪、音波などによるストレス処理を単独ならびにそれぞれの組合せで与えて当該生体にストレスを付加し味を向上させるものがある（例えば、特許文献２）。また、アミノ酸含有の水産物または農産物の乾燥時もしくは加温時に、ＵＶ−Ａ域の紫外線を照射して遊離アミノ酸含量を増大させる光処理方法がある（例えば、特許文献３）。また、魚介類を乾燥させるための乾燥手段と魚介類乾燥後に紫外線を照射して、天日干しを行った場合と同じようなおいしさを持った干物を製造できる装置がある（例えば、特許文献４）

特開２００１−１４７０６４号公報（００２５、００２９欄など）特開平７−１１５９５２号公報（０００１、００１４、００３４欄など）特開２００２−１４２６６５号公報（０００８、０００９、図１など）特開平１１−８９５１０号公報（０００７、００１１など）

従来の−１０℃±２℃という温度による保存方式は緩慢な熟成手段であり、何らかの加速手段を用いなくてはユーザーが利用しようと取り出すまでに旨味が増量しない可能性がある成り行き任せのものであった。また、一定時間放置することがあれば一般に酵素が休眠するといわれる−１８℃以上の温度であれば熟成が進むのは自明のことである。また、生体にストレスを与える方法では、旨味成分が増量するために、例えば０℃無水状態で保存する魚では１日、野菜などでは１０日かかり５日では減量傾向も認められる。通常、家庭では買ってきた魚を当日数時間以内に、野菜も約１週間程度で使う場合が多く、うま味成分の増量効果が少ないまたはむしろ減少している状態で使用する可能性があり、家庭用冷蔵庫に用いる手段として適さない。

また、自衛機能が働くのでいわゆるえぐみ、が生じる食品があり、また、生体ではせっかく出来た遊離アミノ酸が再度タンパク質に合成されたりエネルギー源として消費される可能性があるので、遊離アミノ酸が一定の増量傾向を得られるとは限らない。また、生体における遊離アミノ酸の増量が少ないからとさらに紫外線を照射することは生体を痛めつけ全体的な味を下げる可能性がある。また、光照射でうま味を増量させるすなわち熟成させる方式であっても、乾物を作る場合、高温化するために熱でたんぱく質分解酵素が変性し十分な遊離アミノ酸を得られない可能性がある。また、水分を急速に強制的に除くために細胞内の水に溶存していた物質が濃縮される影響で酵素が変質し十分働かない可能性があり、また、水分が減ることで元々細胞内に含まれていた遊離アミノ酸が濃縮して可食部の重量当たりの遊離アミノ酸量が増える効果が大きい可能性との区分が不明瞭であり、さらにうま味が増量する照射量範囲や食品に対して悪影響を与える範囲など不明瞭である、等の問題点があった。

家庭用冷蔵庫の場合、保存される食品の種類は各種各様であるし、多くの種類の食品を常に入れ替えながら、しかもどこに保存されるかを決めないで空いたところに放り込まれたり、重ねられたり詰め込まれたりするごとく、温度変動があり、狭いスペースで、不特定の期間に、さまざまな状態など保存が一定ではないため、うま味を効率よく増やしたりするなどの保存の目的に応じた照射効果が得られないという問題があった。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、どのような保存の形態であっても光照射により食品に悪影響が無く、光の照射によるうま味増量などの保存の効果が得られる健康的で使い勝手の良い冷蔵庫を提供することを目的とする。また、電力消費が少なく効率の良い冷蔵庫で、部品寿命が長くメンテナンスがほとんどいらない省エネで効率の良い冷蔵庫を提供することを目的とする。また、肉や魚などタンパク質分解酵素を含む食品に紫外線を照射して酵素を活性化（活性を大きく）し、栄養分の一種であるアミノ酸を増大させることができる冷蔵庫を得るものである。

また、本発明は紫外線などの照射光源を効果的に使用して、照射光源の使用寿命が長く効率の良い冷蔵庫を得るものである。また、本発明は、安価で組み立てやすく、無駄なエネルギーの少ない、リサイクルのし易い冷蔵庫を得るものである。

この発明に係る冷蔵庫は、冷蔵庫の庫内に配置され、特定収納容器もしくは特定個所に収納されるタンパク質分解酵素が含まれる食品にこの含まれる酵素の活性を大きくできる波長の光を直接もしくは透光板を介して照射する単数または複数の光源と、単数または複数の光源を間隔を置いて点灯消灯する冷蔵庫本体に設けられた制御装置と、を備え、光源からの照射量がほぼ一定以下となる照射を行う点灯時間は、前記光源を発光させない消灯時間より短くするものである。

この発明の冷蔵庫は、例えばＵＶ−Ａ波長領域の紫外線のように、肉や魚などの収納物の見た目を損なわずにタンパク質分解酵素を活性化できる光を間欠照射するとしたので、栄養分の一種であるアミノ酸を増加させる効果を有する。また、この発明の冷蔵庫は光源を間欠照射させ寿命を延ばすことができるので効率が良い冷蔵庫が得られる。

実施の形態１．
図１はこの発明を実施するための実施の形態１における冷蔵庫の断面図、図２は同実施の形態による切替室内部の概要図、図３は半導体発光素子であるＬＥＤの波長特性を表す図であり、横軸が波長を表し、縦軸が相対発光強度を表している。また、図４は光照射装置の拡大断面図である。

図１において、冷蔵庫本体１には、最上部には開閉ドアを備えて配置され冷蔵温度帯（０〜＋６℃）に設定される冷蔵室１００が設けられ、冷蔵室１００の下方には冷凍温度帯（約−１８℃）から冷蔵温度帯（０〜＋６℃）、野菜温度帯（＋３〜＋９℃）、チルド温度帯（約０℃〜−３℃）、弱冷凍温度帯（−５〜−１５℃）（例えば肉などが包丁で切断できるソフト冷凍温度帯（−６〜−９℃）であっても良い）などの温度帯に切り替えることの出来る引き出しドアを備える切替室４００が設けれている。また、切替室４００と並列に引き出しドアを備える約−１８℃に設定される製氷室５００が設けられ、冷蔵庫本体１の最下部には引き出しドアを備えた−２１〜−１５℃に設定される冷凍室２００が設けられている。さらに、冷凍室２００と冷蔵室１００の下方で並列に設けられた切替室４００、製氷室５００との間には、引き出しドアを備えた＋３〜＋９℃に設定される野菜室３００が設けられている。なお、切替室や冷蔵室などの各貯蔵室は、それぞれ上記に記載の設定可能な範囲内で任意にユーザーが設定できるようになっている。また、切替室４００は、温度帯を切り替えずに固定温度帯の貯蔵室として使用しても良い。

冷蔵室１００の前面開口に設けられた扉の表面上には各室（冷蔵室１００や冷凍室２００などの各貯蔵室）の温度などの設定を調節（変更）できる操作スイッチと、そのときの各室の温度を表示する液晶などから構成される操作パネル５が設置されている。図１および図２に示すように切替室４００には光透過性のある材料からなる収納容器３０が設置されており、肉や魚等の食品である収納物を収納することができる。光源である光照射装置３２は、図２に示すように収納容器３０の背面に設置され、収納容器３０の中央付近を中心に光を照射できるようになっている。光照射装置３２は、本実施の形態では、図３に示すような、ＵＶ−Ａ波長領域にある約３７５ｎｍをピークにもち３６０ｎｍから４００ｎｍの範囲の波長を発光するＬＥＤ（発光ダイオード）４１を少なくとも１灯（図３では４灯）実装した基板などから構成されている。

紫外線は一般にＵＶ−Ａ波長領域（近紫外、３２０〜４００ｎｍ）、ＵＶ−Ｂ波長領域（中紫外、２８０〜３２０ｎｍ）、ＵＶ−Ｃ波長領域（遠紫外、１００〜２８０ｎｍ）に分けることができる。波長が短いほど人体に有害で３２０ｎｍ以下、すなわちＵＶ−ＢおよびＵＶ−Ｃ波長領域では遺伝子障害を起こす可能性がある。このため不特定多数の人間が利用する家庭用冷蔵庫にはＵＶ−Ａ波長領域で極力波長の長いＬＥＤを採用することが望ましい。当然ながら人体への影響の無い照射量としたり、構造的に開放扉からもれないなど２重３重に安全性を高めるようにすればよいが、本実施の形態では、ＵＶ−Ａ波長領域（近紫外、３２０〜４００ｎｍ）の光を使用するようにして人体への影響の無い照射量にするなどして安全性を高めており、他の光源（庫内灯や他の目的の光源）と区別せずに簡単な構造で使用できるようにしている。

もちろん中紫外線領域（ＵＶ−Ｂ波長領域、２８０〜３２０ｎｍ）等の波長を使用する場合などは、例えば冷蔵庫扉閉鎖時のみ照射するようにし、さらに構造的にも庫外への照射漏れ（扉方向への照射漏れ）を防ぐようにすれば安全性が高められる。このようにＵＶ−Ａ波長領域（近紫外、３２０〜４００ｎｍ）に加えて中紫外線領域（ＵＶ−Ｂ波長領域、２８０〜３２０ｎｍ）も選択できるようにすれば、食品中のタンパク質分解酵素活性を活性化する波長の光を自由に選択することができるようになり、波長選択の自由度が増加するなどのメリットがある。ただし、安全性を高めるために、その光源だけを上述したように特別な配置、構造とすれば良い。

図１において、冷蔵庫本体１の奥側（背面）には、圧縮機１０、冷却器１１、冷却器１１により冷却された冷気を冷蔵室１００、冷凍室５００に送風するファン１２、冷蔵室５００内への冷気量を調節するダンパ装置１３、冷却器１１により冷却された冷気を冷蔵室１００内に導入するための風路１４が設けられている。光照射装置３２の点灯や消灯を制御する制御装置の基板２２は冷蔵庫１背面の電気品室２１に収納され、基板２２に設けられたマイコンなどで制御が行われる。

図２において、切替室４００内に設けられた収納容器３０には肉や魚などがたとえばソフト冷凍温度帯などにて貯蔵・保存される。また、収納容器３０の背面の内箱にはたとえば図３に示したようなピーク波長が約３７５ｎｍのＵＶ−Ａの紫外線を発光するＬＥＤ（発光ダイオード）が４個設けられた光照射装置３２が配置されており、少なくとも光が照射される部分が光透過材で形成された収納容器３０内を照射することができる。

図４において、光照射装置３２は実装基板３３と、この実装基板３３に併設する光源である半導体発光素子ＬＥＤ３４と、このＬＥＤ３４を保護する光透過性のカバー３５とからなる。カバー３５の部材には、紫外線による黄変のなどの経年劣化要因になる酸化されやすい物質、例えばゴム材を含まないプラスチック部材を使うことが望ましく、さらには高価だが耐候性の高いアクリルなどを使うことが望ましい。冷蔵庫の振動によりその照射角度が変動しないように実装基板３３とカバー３５はネジ等で確実に固定される。実装基板３３の裏面は回路のショートを防止するためにシール３６で覆われている。また、光照射装置３２は切替室４００の奥側の内箱の断熱部３７の手前に組み込まれ、ＬＥＤ３４の光が切替室４００内に照射するように設置されるが、カバー３５内への露付きを防止するために、Ｏリング３８を挟み込むことにより密着度を上げ冷気を遮断し、実装基板３３の露付きや、水滴による光の乱反射を防止する。また、カバー３５は突起部３９を持ち、収納容器がカバー表面にぶつかることを阻止する形状をしており、カバー表面の傷つきによる光の乱反射や、実装基板３３、ＬＥＤ３４の破壊、故障を防止する。このカバー表面の衝突防止は製造途中のカバー３５の取り扱い、使用中の収納容器着脱などさまざまな場面を想定して突起部３９を設けている。

また、光照射装置３２を切替室４００である冷蔵庫内の奥側、特に背面上部に設置することで、紫外線が目的の食品以外に照射されにくい、すなわち切替室４００の扉を開けたときも外に光が漏れにくい構造となる。また、ファンやダンパ、その他の電気部品と近づけることができるので、配線しやすく、安価に作ることができる。また庫内を冷気循環させる場合吹出し口や吸い込み口を奥側に設けるので庫内を奥から前側に光の照射する方向と冷気を動かす方向、すなわち冷気を吹出させたり吸い込んだりする方向が一致することになる。収納容器の無い冷蔵室、あるいは収納容器を設ける野菜室など、冷蔵庫では食品を詰め込まれた場合でも冷気を通しやすい構造とすることが多く、この冷気の噴出しや吸い込み方向と一致させることにより紫外線の照射が全体に通しやすくなる。

また、ＬＥＤ３４の表面部分に着色しておけば明確な色のない紫外線も点灯を確認しやすい。ただし、扉開時に必ずＬＥＤ３４が点灯している必要はなく制御上適正な時間照射する範囲でのみ扉開時に点灯してもよい。更に背面側の断熱材構造は庫室を仕切る仕切り板より比較的強固でありＬＥＤに加わる振動が小さくより長期運転における信頼性をあげることができる。

図５はアミノ酸単体の基本構造を表した図であり、図６はタンパク質の基本的な一次構造を示した図である。タンパク質は肉や魚の筋肉や内臓を構成する基本物質であり、植物も含めると代謝の触媒となる酵素や代謝の調節機能をつかさどるホルモンもタンパク質で構成されているものがある。このタンパク質を構成するのがアミノ酸である。アミノ酸は、一つの分子にアミノ基とカルボキシル基を有する化合物であり、一つのアミノ酸のカルボキシル基と他のアミノ酸のアミノ基とから水一分子が抜けた状態（以下、脱水）で結合（以下、ペプチド結合）して高分子化しタンパク質を構成する。

通常タンパク質を構成しているのは約２０種類のアミノ酸である。タンパク質を構成するアミノ酸組成はタンパク質によって様々であるが、一般的にうま味成分といわれるグルタミン酸が最も多く含まれている。ただし、全てのアミノ酸がタンパク質を構成するわけではない。タンパク質を構成するのは、グリシン、アラニン、バリン、ロイシン、イソロイシン、セリン、スレオニン、アスパラギン酸、アスパラギン、グルタミン酸、グルタミン、リジン、ヒスチジン、アルギニン、システイン、シスチン、メチオニン、フェニルアラニン、チロシン、トリプトファン、プロリン、ヒドロキシプロリンなどのアミノ酸である。

肉や魚などの食品にはタンパク質分解酵素が含まれる。酵素と水があるとたんぱく質は徐々に分解され、遊離アミノ酸が増量する。一般的にこのような反応を熟成といいこの熟成とよばれる状態においては、食品の持つタンパク質分解酵素と水一分子の供給でペプチド結合が切れて（以下、加水分解）、遊離アミノ酸が生成し増量する。タンパク質には味はないが、それを構成する個々のアミノ酸は味を持ち、加水分解して遊離することで発現する。例えば、グルタミン酸やアスパラギン酸などがうま味を、グリシンやアラニンなどが甘みを、リジンやバリンなどが苦味を示す。他のアミノ酸も味の強さに差はあるが味を持っている。すなわち、熟成が進むことで、その食品中に増量した遊離アミノ酸の複合的な味により熟成前よりも味わい深い、おいしい食品ができる。

また、人は多くのアミノ酸を体内で生合成できるが体内で合成できないアミノ酸（以下、必須アミノ酸）を食品から摂取する必要がある。人の必須アミノ酸は、イソロイシン、ロイシン、バリン、リジン、メチオニン、フェニルアラニン、スレオニン、トリプトファン、ヒスチジンである。これらの必須アミノ酸も熟成により増量する遊離アミノ酸の一種である。これらは、人体内の消化器官でタンパク質を消化・分解して得ることも可能である。しかし、アミノ酸の状態で摂取することで吸収されるまでの時間が大幅に短縮できるので、栄養を素早く取り込むことができる。

ただし、過剰な紫外線照射を行うと、食品そのものが害されて肉表面の褐変などの外観上の影響が発現する。また、外観に影響がなくても細胞が破壊されて細胞内の成分が流出し（以下、ドリップ）食品の旨味が損なわれる可能性があるので、照射量は限定する必要がある。照射量は、式（１）から算出される。
Ｑ＝Ｉ×ｔ …（１）
ここで、Ｑ：照射量［Ｊ／ｃｍ^２］Ｉ：光出力［Ｗ／ｃｍ^２］照射時間［sec］

５℃の冷蔵庫内で紫外線を多く照射したときの影響について確認実験した。試料には生のマグロを用いた。確認方法は、臭気、マグロ肉表面の色などの外観、味を紫外線非照射のものと照射のもので比較することによる。なお、味の変化は臭気や色に問題ない場合にのみ行った。まず、波長３７５ｎｍの紫外線を２４時間連続照射（光量は約８６Ｊ／ｃｍ^２）、すなわち家庭用冷蔵庫に設置可能な光源で最大限光を照射した条件と未照射で比較した実験結果である。紫外線未照射のマグロに臭気・外観の変化はなかったが、照射したマグロは生臭く肉表面は一部茶色く変色しており、ドリップ流出も見られた。これは、紫外線量が多すぎて細胞が損傷したためと考えられる。明らかに過剰な照射と考えられたため味の確認はしなかった。

今回の実験では、色の変化を主観的に評価したが、より客観性の高い測定手段を用いてもよく、例えば色度計などでメト化率を測定して評価してもよい。メト化とは、魚などに含まれるミオグロビン（以下、Ｍｂ）が酸素と結合してオキシＭｂして褐色のメトＭｂになることであり、メト化率とは、全Ｍｂ中のメトＭｂの生成率を示すものである。肉色とメト化率とのおおよその関係は、肉色が鮮かな赤色であれば、メト化率は約２０％以下、やや暗い赤色であれば約３０％、褐色がかった赤色であれば約５０％、褐色になれば約７０％である。刺身の場合、メト化率は３０％未満である必要がある。

また、魚や鶏肉であればＫ値を測定して鮮度判定を行う方法もある。これは、肉に含まれるアデノシン３リン酸（以下、ＡＴＰ）というエネルギー物質の分解速度と鮮度の低下に相関があることから使われる指標である。ＡＴＰは、式（２）のように分解されていく。
ＡＴＰ→ＡＤＰ（アデノシン２リン酸）→ＡＭＰ（アデノシン１リン酸）→
ＩＭＰ（イノシン酸）→ＨｘＲ（イノシン）→Ｈｘ（ヒポキサンチン） …（２）
Ｋ値は、以下の計算式で求められ、数字が小さいほど鮮度が良く刺身で即殺魚で約５％、刺身で食べることが可能な魚では約２０％以下になる。
Ｋ値＝（ＨｘＲ＋Ｈｘ）／（ＡＴＰ＋ＡＤＰ＋ＡＭＰ＋ＩＭＰ＋ＨｘＲ＋Ｈｘ）
×１００（％） …（３）

次に、５℃の冷蔵庫内で波長３７５ｎｍ、光出力１ｍＷ／ｃｍ^２の紫外線を３時間照射（約１１Ｊ／ｃｍ^２）および６時間照射（約２２Ｊ／ｃｍ^２）した２条件で実験した。約１１Ｊ／ｃｍ^２照射した方は、臭気も色も非照射と変わらなかったが味を比較した５人の被験者は、紫外線照射により味が変わったと評価した。約２２Ｊ／ｃｍ^２照射した方は、非照射に比べると若干生臭い臭気があり色もわずかに赤味が失せており、味を比較した６人の被験者は、紫外線照射により味が変わったと評価した。なお、味の評価には個人の好みが反映され、肯定的な評価と否定的な評価はほぼ同数であったため、両者とも許容範囲であると考えられる。また、実機の制御には、このような個人の好みを反映させる手段を設けてもよい。例えば、ユーザーが照射量を変えるためのボタンを操作パネル５に設け、あっさりした味が好みであれば熟成弱を、濃厚な味が好みであれば熟成強を選択できるようにすればよい。

次に、実際、うま味成分がどの程度増えているのか分析した。イカに波長３７５ｎｍの紫外線を約２２Ｊ／ｃｍ^２（照射時間６時間、光出力１ｍＷ／ｃｍ^２）照射することでうま味成分であるグルタミン酸量が、非照射のものと比べて約１０％増量した。これらのことから、紫外線照射により食品の外観を損ねることなくタンパク質分解酵素を活性化させてうま味成分を増量させることが確認できた。ただし、酵素活性は温度によって変わる。一般的な化学反応の温度と反応速度の関係はアレニウスの反応速度式で説明され、温度が１０℃上昇すると反応速度が２倍になるので、本実施の形態では、一般的な酵素活性の温度依存性も同様に１０℃２倍則に基づくものと仮定して、図１１のグラフを作成している。

図１１において、ｘ軸は温度、ｙ軸は照射量すなわち照射強度と照射時間の積、ｚ軸は実験開始前のマグロに含まれるグルタミン酸量を１００とし、紫外線照射した場合と非照射の場合とでグルタミン酸量の変化を相対値で示すものである。厚生労働省では、食中毒予防の観点から家庭での冷蔵保存温度１０℃以下維持を奨励している。これは、雑菌の増殖が１０℃以下で大幅低減し、−１５℃で雑菌の活動が停止するためであるとされている。この温度帯でＵＶ照射による酵素活性を行えば、１０℃で紫外線未照射で約２１℃、−１５℃でも紫外線未照射で約１３℃の場合と同等の酵素活性による遊離アミノ酸増量効果が得られる。つまり、雑菌の活動を温度で抑制しながら、酵素が活発に働くが雑菌も活発に増殖する温度帯と同等の酵素活性を得ることができるので、衛生的に熟成速度を加速できる。切替室４００で最も使用頻度の高い温度帯である弱冷凍温度である約−７℃では、紫外線未照射時の約１５℃と同等の酵素活性による遊離アミノ酸増量効果が得られる。なお、約−７℃での保存期間は約２週間程度可能なので、例えば紫外線を設定時間である約３時間（１８０分）照射する場合、２週間で全照射時間が３時間となるように、毎日所定時間である約１２〜１３分程度照射してもよいし、食品を入れた直後にのみ３時間照射し、のこり１３日間は全く非照射で保存してもよい。

なお、光出力は１ｍＷ／ｃｍ^２に限定されるものではなく家庭用冷蔵庫に搭載できる大きさで発熱の少ない光源であればよいし、照射時間も光出力に応じて、必要な紫外線照射量を確保できればどのような照射時間であっても構わない。例えば、実験結果からは照射量２２Ｊ／ｃｍ^２程度照射することで食品中のうま味成分であるグルタミン酸量を約１０％増量する効果が確実に得られることになる。ただし、一般的な実験として、ただの水とうま味成分であるグルタミン酸ナトリウムを溶かした水とで、味の差がわかるか比較した結果があるが、グルタミン酸ナトリウムが０．０１５％含まれていれば半数の人が識別でき、０．１％以上であれば全ての人が識別できる、とある。実際食品を食べる場合は、全く無味のものと比較しながら食べるとは考えにくいため、最低照射量を０．５Ｊ／ｃｍ^２、最大照射量を、実際食べてみて利用可能と考えた実験結果２２Ｊ／ｃｍ^２と臭気・外観で不可となった約８６Ｊ／ｃｍ^２との間の、５０Ｊ／ｃｍ^２と考える。

以上より、紫外線を照射するＬＥＤを必要最小限の時間だけ使用することで発熱を抑えつつ、最も効果的にタンパク質分解酵素を活性化し遊離アミノ酸を増量することができ、省エネルギーな冷蔵庫を得ることができる。

また、視野角（照射角）の広いＬＥＤを使用することにより、広範囲を照射できるので、ＬＥＤの個数を減らすことができ、タンパク質分解酵素を活性化して遊離アミノ酸を増加する効果を得ながらも、安価に光照射装置３２を構成することができる。

また、図７は本実施の形態を表す光照射装置３２の電気回路図を示し、図８はＬＥＤ３４の実装配置図であり、実装基板３３に２個のＬＥＤ３４ａ、３４ｂを並列に配置した系統３４Ａと、実装基板３３に２個のＬＥＤ３４ｃ、３４ｄを並列にした系統３４Ｂを２列並列に接続構成している。ＤＣ５Ｖ〜１２Ｖを印加し、１０〜３０ｍＡ程度の小さく安全な電流値の電流を流すことで、ＬＥＤ３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄを発光させるものである。図７に示すようにマイコンから信号を出力してオン・オフを制御を行なうトランジスタと、ＬＥＤ３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄに流す電流を設定する電流制限を行う抵抗と、をＬＥＤに直列に接続してＬＥＤ３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄの点灯消灯などを制御する。

この構成において、実際の基板への実装においては、抵抗を制御装置の基板２２側に配置すれば、光照射装置３２の実装基板３３を小型化でき、切替室内に配置しやすく、また、抵抗の発熱を抑えることができるので野菜の保存性能を向上する。一方、抵抗を光照射装置３２の実装基板３３側に配置すれば、故障などの際に点灯確認や不良箇所を発見しやすいなどの効果がある。また、系統３４Ａ、３４ＢのようにＬＥＤを２個で１系統構成し、図８のようにそれぞれの系統を上下に配置し、それぞれを基板２２などに設けられたマイコンによりその点灯、消灯を制御することによって、たとえば１系統のみ点灯すれば照射範囲内において約１ｍＷ／ｃｍ^２、２系統点灯すれば約３ｍＷ／ｃｍ^２の照度を確保できるようになり、照射量の制御に加えてＬＥＤの寿命を延ばすことができるので、扉開閉を検知せずとも十分な寿命を確保することが可能である。

また、複数のＬＥＤを系統としてすなわちグループ制御することにより、マイコンのポート数を減らすことができ、基板を簡素化する効果がある。また、実際の基板の実装においては、抵抗を制御基板側に配置すれば、光照射装置３２の実装基板３３を小型化でき、切替室４００内に配置しやすく、また、抵抗の発熱を抑えることができるので食品の保存性能を向上する。一方、抵抗を光照射装置３２の実装基板３３側に配置すれば、故障などの際に点灯確認や不良箇所を発見しやすいなどの効果がある。なお点灯消灯の制御は２個と４個の組み合わせ例で説明したが最小１個ずつとし、多い方は８個や１２個など複数であってもいくつでも良い。

前述のように、保存した食品中のタンパク質分解酵素を活性化して遊離アミノ酸を増やし栄養成分に富んだ食品にするには、刺激が弱すぎても強すぎても適切な効果が得られないので紫外線照射量を制限する必要があるため、ＬＥＤを常に点灯するのではなく、点灯時間や光出力を制限することが必要である。この制限により、ＬＥＤの寿命を延ばし、光照射装置を交換不要とする効果もある。これにより無駄なエネルギーを使わずに効果的な食品保存が可能になる。

以上のように構成された冷蔵庫において、以下その動作を説明する。図１の冷却器１１で冷却された冷気はファン１２により冷凍室２００内に送りこまれ、冷凍室は所定の温度約−１８℃に冷却される。一方、冷却器１１で冷却された冷気の一部は風路１４を通過し、ダンパ１３の開閉により制御され、冷蔵室１００、切替室４００、製氷室５００に送り込まれ、冷蔵室１００は所定の温度約３℃、切替室４００は設定に応じた温度、製氷室５００は所定の温度約−１８℃にそれぞれ冷却される。野菜室３００は野菜の蒸散を抑えるため、直接冷気を吹き込まず、野菜室３００上部の切替室４００及び製氷室５００、野菜室３００下部の冷凍室２００からの輻射を利用して所定の温度約５℃に間接冷却される。なお既に述べてきたように間接冷却でなく冷気を循環させる構造でも良いことは当然である。またこの庫内冷却動作は１つの冷却器の構成で説明したが、複数の冷却器を設ける構成であってもよく、この場合は冷気の流れが異なるだけで同様な動作であることは当然である。

以下、切替室４００での動作について述べる。このとき、切替室の利用温度帯として、最も選択される頻度の高い約−７℃温度帯での動作について述べる。図２のように切替室４００内には収納容器３０が設置され、約２〜３週間程度保存したい食品を収納する。収納された食品には、収納容器３０の背面にある光照射装置３２により光が照射される。

図９は光照射装置の簡単な制御のフローチャート図、図１０は光照射の制御とタンパク質分解酵素活性化のタイムチャート図であり、横軸は時間を表し、縦軸は霜取りのＯＮ／ＯＦＦ、ＬＥＤ（ＵＶ−Ａ）の点灯ＯＮ／ＯＦＦ、酵素活性の大小を表している。図９において、冷蔵庫本体１の電源投入後、ステップ４０にて制御基板の初期データに応じて、光２灯点灯のデータの場合はステップ４１にて光照射装置３２のＬＥＤ３４を２灯点灯し、光消灯のデータの場合はステップ４２にて光照射装置３２のＬＥＤ３４は点灯しない。

次にステップ４３で冷蔵庫が霜取り動作に入った場合、ステップ４４にてＬＥＤ３４を４灯点灯し、ステップ４５にてＬＥＤ４灯の照射をはじめてから所定時間である３時間（１８０分）経過後、ステップ４６に進み、制御基板のデータを受け、２灯点灯または、消灯する。ステップ４６では、ステップ４３における霜取りに入る前の状態を記憶しており、その状態と同様になるように制御する。ステップ４３の霜取り動作は一日に１回入る制御にしているので、ステップ４３から４６の一連の制御を取ることで１日あたり０．５〜５０Ｊ／ｃｍ^２の紫外線量を照射する制御となる。

なお、ステップ４３で霜取り動作に入るタイミングは、冷却器１１近傍に設けられ霜検知手段への着霜による出力変化や、冷却器近傍温度が一定温度以下に低下したときや、その低温状態があらかじめマイコンなどに設定されていた時間継続した場合などに、冷却器に霜がついたものとみなして、冷却器近傍に設置された霜取り用ヒータに通電される。また、霜検知手段に付着した霜が融解したことによる出力変化や、冷却器近傍温度が一定温度以上に上昇したときや、その高温状態があらかじめマイコンなどに設定されていた時間継続した場合などに、冷却器に付着した霜が融け切ったものとみなして霜取りヒータへの通電をオフする。このような霜取り運転時には食品を貯蔵する庫室（貯蔵室）に冷気を循環しないので徐々に庫室温度が上昇する。この時図１１で説明した様に保存した食品中のタンパク質分解酵素を活性化が促進されるので光照射が有効であるだけでなく前記光源の点灯時間を庫内温度に応じて変化させることで光点灯エネルギーの消費を抑えることが出来る。

一般に、３８０ｎｍの紫外線の作業環境上のしきい値は１０^４Ｊ／ｍ^２すなわち１Ｊ／ｃｍ^２を１日８時間で浴びたときとされている。本仕様で収納容器３０の奥側の壁面とＬＥＤ３４との距離は約３ｃｍであるため、収納容器３０に紫外線が照射される位置はＬＥＤ３４から約３ｃｍである。冷蔵庫使用者（ユーザー）が切替室をあけ、収納容器３０内で作業をする場合には、ユーザーが最もＬＥＤ３４に近ずく距離（収納容器３０の奥側の壁面とＬＥＤ３４との距離）は約３０ｃｍである。光の強さは距離の２乗に反比例するため、１日あたり約１０Ｊ／ｃｍ^２を食品に照射しても、ユーザーが作業するＬＥＤ３４から約３０ｃｍ位置での光量は最大で約０．１Ｊ／ｃｍ^２となる。実際の作業が必ずしも切替室の奥まで手を入れて作業するわけではなく、人が受ける紫外線量は更に小さいものであると考えられるため、今回提示する１日当たり０．５〜５０Ｊ／ｃｍ^２の紫外線量という数値範囲は人に悪影響ない照射量である。なお、初期値に対する遊離アミノ酸増量のため、上記以上の照射量を必要とする場合は、人に過度の照射がされないように、扉を開けてもＬＥＤ３４の光が外に漏洩しない構造にする、例えばＬＥＤ３４の光が直接庫外に照射されないようやや下向きなど、冷蔵庫使用者に直接光が当たらないような一定方向に傾けて設置しても良い。またＬＥＤ３４を背面でなく側面や天井面に設けても良い。ＬＥＤ３４から照射された光はまたは扉開を検出したらＬＥＤ３４を消灯するなどの制御をしても良い。

図９において、酵素活性が小の状態で、ステップ４３の霜取り動作をトリガーにして、ＬＥＤ４灯の点灯を行うことで、ＵＶ−ＡのＬＥＤを点灯させることによって光を食品に照射するようにして光を照射された食品に含まれるタンパク質分解酵素が活性化されて活性が大きくなり、所定時間である約３時間（１８０分）経過後に２灯点灯または消灯に切り替えることで、活性が小さくなる。（図１０は、霜取り開始と同じにＵＶ−Ａを点灯させて酵素活性を小の状態から大の状態に活性化させて、１８０分後にＵＶ−Ａの点灯をやめて酵素活性を小の状態に戻す例を示している。）

冷蔵庫における霜取り動作は、庫内を冷却する庫内の冷気が循環するとき冷気に含まれる水分が蒸発器である冷却器１１のフィンに固着するのでこの霜を除去する動作である。冷凍サイクルにおける蒸発器は圧縮機１０にて循環される冷媒が蒸発する際に熱交換器にて庫内の空気を冷やし、その際に庫内の空気に含まれる水分は冷却器１１のフィンに霜となって固着する。この霜を除去するために冷却器１１の下部に設置されたヒータを作動させて、霜を蒸発させて除去する。

この霜取り時、庫内のファン１２を停止させ、ダンパを閉じ各室へ冷気を吹き込まないようにしているが、冷気の吹き込みが遮断され、ヒータの熱漏洩により庫内の温度が上昇することになる。０℃以下の様に温度が低い庫室（貯蔵室）内では温度が高いほどタンパク質分解酵素の活性は大きくなるので霜取り動作のときに庫内の光源からの照射強度を高めることが有効である。更に霜取り動作は、一日のうち冷蔵室の扉開閉のパターンを記憶し、扉開閉の少ない時間帯を狙って行われるので、これらのあらかじめ設定された条件に応じて光源からの光の照射の制御（点灯数、照射時間の制御や照度の強弱制御）をおこなえばよい。なおここでは霜取り動作を光照射を制御する基準として説明したがドアの開閉を記憶させて時間を設定したり、あらかじめ深夜時間帯を設定して点灯消灯や照度アップなどの時間基準を設けても良いことは当然である。

また、冷蔵庫の他の間欠的に行われる機器動作と連動させることで一定以上の照射時間を確保しても良い。例えば、冷凍室サーミスタの温度によってオン・オフする圧縮機のオンタイミングまたはオフタイミングに合わせてＬＥＤ３４を一定時間点灯するようにしても良い。この場合は、ＬＥＤ３４は冷蔵庫に内蔵された図示しないタイマーで時間をカウントし、外気温度や冷凍室の設定温度など圧縮機オン時間の長短に影響する因子により点灯時間を変えるようにしても良い。また、冷凍室２００や切替室４００などのダンパの開閉タイミングに応じて、例えばダンパ開または閉のたびにＬＥＤ３４を点灯するとしてもよい。

また、切替室４００のサーミスタ温度が一定値以上上昇したとき、冷蔵庫使用者（ユーザー）が切替室４００の扉を開けて新しい食品を入れたものと考えて、扉の開閉時間を想定して若干の時間を置いた後でＬＥＤ３４を点灯開始し一定時間点灯させるようにしても良い。また温度制御とは直接関わりないが、同一の定電圧電源に接続する機器の動作と連動させることで、回路構成を簡易にして一定以上の照射時間を確保しても良い。例えば、扉開閉時・給水ポンプ動作時・満氷検知時などに連動して点灯制御を行なう、あるいは給水タンク側面の近傍に設けられ、製氷用の水を浄化するための抗菌部材を活性化する、紫外線ＬＥＤの動作と連動してＬＥＤ３４を一定時間点灯させるようにしても良い。一度に点灯する時間は数分程度であるが、断続的に何度も行われる動作なので全体として本実施例に示した照射時間は十分に得ることができる。いずれにしても、家庭用冷蔵庫の電源で点灯するＬＥＤの光出力では、１日うちの長くても数時間程度照射すれば食品を損なうことなく十分に遊離アミノ酸を増量する効果が得られるので、残りの１日の大半の時間は消灯しているように制御する。

また、設定条件をユーザーが変えなくても、様々な要因で切替室４００の温度は変動するので、温度変化が熟成ばらつきにならないよう、温度変化によって照射時間やＬＥＤ点灯個数を変化させてもよい。これは、切替室４００のサーミスタ出力でも良いし、扉開閉、圧縮機オンオフ、デフロストタイミング、ダンパ開閉などと、温度変化の要因となる機器動作と連動してもよい。特に扉開閉後は、扉開時間や冷蔵庫外空気温度にもよるが一時的に庫内が１〜４℃上昇するので、この分だけ照射時間を短くすれば熟成に必要な消費電力量を削減することもできる。酵素の活性は、低温になる程、低くなるので、より多くの個数のＬＥＤ点灯および照射時間を得られるように制御する。このとき照射量の自動調節は、図１１に示すデータまたは更にこれを基に行った実験などによりあらかじめマイコンに記憶された相関式またはそれに相当する数値などがあらかじめ記憶されたテーブルを使用するようにすればよい。

次に、本実施の形態では、冷蔵室１００の扉に設置された操作パネル５の操作スイッチを操作することによって、ＬＥＤの点灯と消灯を切り替えることができる。図９において、ステップ４９にて操作パネルはスイッチ入力を受付け、ＬＥＤを点灯する場合は熟成という表示を点灯し、消灯する場合は熟成という表示を消灯し、制御基板に状態データを送信する。ステップ５０にて信号を受けた制御基板はそのデータに応じてＬＥＤ３４を２灯点灯または消灯する。スイッチ操作でＬＥＤの点灯、消灯を選択できるようにすることで、庫内に熟成を必要としないまたは熟成しない食品、例えば加熱調理済みで酵素の活性がなくなっている（以下、失活している）食品などを保存する場合にはスイッチ操作でユーザー消灯させることができる。

また、操作パネルは冷蔵庫の外（庫外）に設置されているものに限らず、庫内に設置されているようなものでも良い。操作パネルから冷蔵庫の庫内照明を操作する指示を携帯電話などからインターネットを通して住居内に設けられているＩＣアダプターにて信号を変換し電灯線などの有線や無線などにて冷蔵庫内の制御装置に指令を伝えることでも良い。また操作パネルの操作スイッチを点灯オンにした時から１８０分間ＬＥＤ３４が点灯するようにしても良い。このとき図示しないタイマーで時間をカウントし操作スイッチオンから２４時間後にＬＥＤ３４を点灯するようにしても良い。

また、光照射の種類を点灯、消灯の２種類だけではなく、４灯点灯、２灯点灯、消灯の３段階制御とすれば、４灯点灯、２灯点灯、消灯の３段階をそれぞれ切替室の温度設定に連動させ、冷凍温度では４灯点灯、冷蔵温度では２灯点灯というように、元々酵素活性の低い温度帯では照射量を多くすることで、保存温度によらず迅速に遊離アミノ酸を増量させることができる。また、操作パネルで設定できる「省エネモード」や「節電モード」に連動させて、ＬＥＤを消灯させても良い。

最後にステップ５３にてコンセントが抜かれたり、停電などにより冷蔵庫１自体の電源がリセットされたときは、そのときの状態を記憶し、再度電源が投入されたときはステップ４０に戻り、電源リセット前の状態から開始できるようにする。以上２点灯、４点灯、消灯で説明してきたが、１点灯ずつ増減させたり、３，４点灯などを１つのグループとして行っても良く、弱い光量であれば扉開閉に関係なく連続して照明しておけばよいなど、目的に応じた必要な光量と時間の制御を行えばよい。

以上のような制御でＬＥＤ３４を点灯することで、タンパク質分解酵素の活性化による遊離アミノ酸増量効果を得ることができる。更に光源を背面等に埋めこむことができるので、ユーザが不用意に触れることを阻止し、紫外線が必要な領域以外に漏洩しにくく、故障の可能性を回避し、また安全性を確保できる。また、光照射のタイミングは扉が閉じられているときに行わなくてはならないという考えではなく、以上のような構造と制御を行うことで、扉開閉を認知せずに点灯すれば良いので、扉開閉を認知する手段であるドアスイッチなどの部品を用いなくてすみ、システム自体を安価に、省エネルギーに構成することができる。もちろん扉開放時あるいは扉閉鎖時の信号を持ってきて点灯消灯の切り替えや光出力レベルの切り替えなどをマイコンの設定により自由に行えることは当然である。また、点灯するＬＥＤを複数設けた場合は点灯をそれぞれ交互に行うことで、ＬＥＤの寿命を延ばし、冷蔵庫の寿命の間は光照射装置の交換不要となる。

また、定格値に対して少ない電流値で必要紫外線照射量０．５〜５０Ｊ／ｃｍ２を確保し、ＬＥＤ３４の経年劣化による光出力の低下に応じて電流値を上げるなどの照射仕事量を制御してもよい。また、ＬＥＤ３４が複数個ある場合は、経年変化により、ＬＥＤ３４単体の光出力が落ちた場合は同時に点灯するＬＥＤの個数を増やして、照射仕事量を確保するような制御を行っても良い。

図１２は、この発明の実施の形態を表す冷蔵庫の別の切替室の断面図である。図２では、収納容器３０を透過材料で構成したが、図１２のように、非透過材料で反射率の高い部材で構成し、その背面の光照射装置３２から光が照射する一部のみ透過材料を設ける、すなわち光透過窓４０を設けてもよい。また、光照射装置３２を収納容器３０の底面の仕切り板などに設けても良い。この場合も底面の光照射装置３２から光が照射する一部のみ透過材料を設ければ良い。このようにすると、光照射装置３２と食品などとの距離が短くなるので、効率よく照射できる。

図１３はこの発明を実施するための他の切替室の断面図である。図２では、収納容器３０を透過材料で構成したが、図１２のように、非透過材料で反射率の高い部材で構成し、上面の光照射装置３２から光が照射するように設けてもよい。また、光照射装置３２を収納容器３０の底面の仕切り板などに設けても良い。この場合も底面の光照射装置３２から光が照射する一部のみ透過材料を設ければ良い。このようにすると、光照射装置３２と食品などとの距離が短くなるので、効率よく照射できる。

以上の図１２、図１３ような構成を取ることによって、収納容器３０内に照射された光はその容器内の照射された個所で反射され、ＬＥＤの持つ光束をロスすることなく、収納された食品に当てることができる。また、収納容器３０の表面に凹凸をつければ、容器内で光が乱反射や散乱を起こすので、指向性の強いＬＥＤであっても、より広い範囲において食品中のタンパク質分解酵素の活性化を促すことが可能である。

図１４はこの発明を実施するための別の切替室内の斜視図である。図２などにおいては、光照射装置３２は収納容器３０の平面に設置されていたが、図１４のように側面に配置してもよい。あるいは切替室４００の上部の奥側に設け、更にこの光照射装置３２を傾けたり、ＬＥＤの向きを傾けて照射される光が容器３１の内部全体に届くように斜めに照射することで容器表面からの反射や更に容器表面に凹凸を設けたところからの反射により容器内で光が乱反射や散乱を起こすことを利用すると有効である。

以上のような構成を取ることによって、側面や上面から発光された光は対するプラスチック材料からなる側面に反射するので、光を無駄なく照射し、扉を開けているときにも庫外へ光が逃げることがないので、店頭でのアピール効果を高めることも出来る。図１４では光源を側面であって奥行きに対しては中央部に設けた説明をしているが食品中のタンパク質分解酵素の活性化にとっては中央部より奥側が反射させやすく望ましい位置である。また、前述では光照射装置３２は、庫内壁面の一面一つ設置するように記載したが、これを限定するものではなく、光を効果的に食品に照射するために一面に複数または複数面に単数または複数個の光照射装置３２を設けてもよい。

図１５は別の構造の冷蔵庫の外観図、図１６はその野菜室の断面図である。図１５において、１は冷蔵庫本体で、冷蔵庫１の最上部に中央からそれぞれ左右に開く２枚の開閉ドアを備えて配置される冷蔵室１００と、冷蔵室１００の下方に開閉ドアを備える製氷室５００と、製氷室５００の下方に開閉ドアを備えた冷凍室２００と、製氷室５００と冷凍室２００の隣に配置し、開閉ドアを備えた野菜室３００とからで構成される。図１６のように冷蔵室１００中の下部には、図１に示す切替室４００と同等の機能を持つ引き出し型の収納容器３０ａ、３０ｂが左右にから配置されている。光照射装置３２a、３２ｂは光照射装置でそれぞれの収納容器に光を照射することができる。

以上のような構成をとることで、既に説明してきた光源による光照射と同様の効果を得ることができる。また、光照射装置３２ａだけを照射して使用すれば、熟成したい食品を収納容器３０ａ、酵素が失活するなどして熟成が不要な食品を収納容器３０ｂに保存するなど、さまざまな種類の食品保存にも対応できる。

上記までの説明では主として収納容器の構造で光源からの光を遮る遮光部や光を照射する個所しない個所について説明してきた。しかし、収納容器を設けない庫室、例えば棚を設けて食品を仕分けして収納する構造などがある。これらの収納部である各棚の構造に図２や図１２−１４の構造、例えば遮光部を設けても良い。例えば棚に光を透過する透明や網状の構造や透過しない部材を使用したり、棚の一部に光照射窓を設けたり、棚を光を散乱させるような構造にしても良い。なお図４の構成では光照射装置３２を風路１４の中に埋め込んで固定したが、図１７のように風路１４の外側に配置し、断熱部外側からネジ４１で固定しても良い。

以上のような構成をとっても、今までの説明と同様の効果を得ることができ、また、光照射装置３２は庫内壁面に取り付けられており交換の際あるいは除去する際に風路１４まで解体しなくてすむので、交換が容易にできるという効果があるし断熱部の断熱材と分離が容易で断熱材のリサイクルが簡単である。

本発明は、以上説明のように切替室内に、主として肉や魚などを収納する収納容器や棚などを備え、収納容器等の背面に光照射部を配置したものである。その収納容器に遮光部を備えることで光を照射する一画と光を照射しない一画を備えることが可能になる。

また本発明は、光照射部の光源としてＬＥＤを単数または複数個備え、ＬＥＤをそれぞれ一定時間ごとに点灯または消灯させたり、ＬＥＤが複数の場合はＬＥＤをそれぞれ一定時間ごとに点灯または消灯し、数年使用後、ＬＥＤ単体の光出力が低下してきたら、同時に点灯するＬＥＤの個数を増やすことなどが可能で使いやすく、省エネルギー効果が大きい。またＬＥＤを複数のＬＥＤグループに分け、そのＬＥＤグループごとに制御すると構造が簡素化される。

また本発明は、冷蔵庫扉に設置した操作パネルやリモコン、冷蔵庫内の操作パネルあるいは通信を介した携帯電話などから冷蔵庫の運転などを操作することによって、例えば光照射機能を停止することができたり、庫室の温度設定と照明を同時に操作することができる。

また本発明は、霜取り中とその後数時間等のような特別な時間帯に光を照射することで更に食品保存性能を高めることが可能である。

またこの発明に係る冷蔵庫は、背面より３２０ｎｍ−４００ｎｍ程度のピーク波長の光を照射する光照射装置と、照射域を限定するための遮光部と、その点灯制御とを備え、また、収納容器の背面に設置し、あるいは側面や上面などの奥側から斜めに照射するように設置するので光が全体に照射されて肉や魚などの見た目を損なわずに栄養分を増加させる。また、この発明の冷蔵庫の光照射装置は、ＬＥＤを間欠照射させたり、または複数設けてその点灯をそれぞれのＬＥＤで交互に行うよう制御し、ＬＥＤ寿命を延ばすことができる。

本発明は上記で説明してきたように、単色の発光体ダイオードを用いて肉や魚、その他の食品に光を照射し食品中に含まれるタンパク質分解酵素を活性化して遊離アミノ酸を増加させて栄養対策の効果を得ようとするものである。この発光ダイオードを複数設置する場合は、個別にあるいはグループに区分けして電源に並列に接続してそれぞれの発光させるものと発光させないものを設けること等によりエネルギーを多く使わずに、且つ、装置交換を不要とするような寿命の長く、無駄なエネルギーを使わない効率的な装置を得る制御をする構成を述べてきた。

次にＬＥＤ３４を複数用いる場合で別の制御回路構成と動作を図１８以下で説明する。図１８は光照射装置を上記図７などとは別の方法で点灯させる際の電気回路図である。図１８のように各ＬＥＤ３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄで、それぞれのＬＥＤに流す電流値を決定する電流制限抵抗を直列に設け電流を数十ｍＡや数ｍＡに抑える。更に直列に設置するトランジスタの入力にＬＥＤのオンオフの周期にあわせてマイコンなどの制御装置から信号を出力することでＬＥＤの点灯と遮断を繰り返す電気回路を構成し、ＬＥＤを点灯させる際には、ちらつきを感じさせないような速い周期（例えば４ｋＨｚ程度）を１周期とし、その間、ＬＥＤへの通電／遮断を交互に行うようにしたものである。

また、トランジスタのオンオフを制御するマイコンなどの制御装置により通電／遮断の割合（通電率）は任意に調整可能とする。図１９はこの通電率すなわち１周期の間の通電時間比率を示す図である。通電率を調整することで、光出力の調整が可能になる。また、ＬＥＤの光出力に対する寿命は、その通電時間に依存するが、この方法のように、ＬＥＤを点灯させる際にも遮断時間を設ければ、その分、ＬＥＤの寿命を延ばすことができる。また、通電／遮断の周期を人の目の感覚よりも速く設定することで、ＬＥＤの光がちらついて見えることを防ぐことができる。また、この電気回路にすると、さらに消費電流が小さくなるので、省エネルギー化が一層図れる。このような周期はあらかじめ設定しておき必要に応じて自由に選択する構成とすればよい。

また、通電時間が増加するにつれて、劣化によりＬＥＤの光出力は低下してくるから、通電／遮断時間の割合（通電率）を適宜調整することで、長期間にわたって、ＬＥＤの光出力を一定に保つことが可能になる。図２０は通電率の変更例を示すタイムチャート図である。冷蔵庫の電源を投入すると、まずは初期の通電率６０％で点灯させる（ステップ５４）。電源投入後の使用時間が１年を経過した場合（ステップ５５）、通電率を７０％に変更する（ステップ５６）。使用時間が５年を経過した場合（ステップ５７）通電率を８０％に変更する（ステップ５８）。通電率・使用時間は使用する発光素子の種類・数量によって光出力などの特性が異なるのでデータを把握して数値を選択すれば、常に必要な最低の照射仕事量を得られるように調整することが可能である。

更に加えて既述のように点灯する個数の変更と組み合わせることにより効率の良い装置が得られるだけでなく、冷蔵庫を使用している期間中に取替えが必要のない装置を得ることも可能である。なお上記図１９，２０等の説明のように運転時間に合わせて点灯させるＬＥＤの個数増加や通電率アップとする構成を説明してきたが、ＬＥＤの劣化にあわせ、すなわち個々のＬＥＤの光出力低下にあわせ個数増加や通電率アップをすればよいので、例えば電流制限抵抗の一部を短絡させるスイッチを設けるなどにより光出力を検出して変更したりする構成などでも良い。

図１８に記載された各ＬＥＤを直列とし早い周期でオンオフされる構成の光源装置を図４のように、透過性のカバー３５で一括して保護するものでも良い。これにより、冷蔵庫の振動によりその照射角度が変動しないように固定され、且つ、裏面は回路のショートをシール３６で覆い防止されるだけでなく、カバー３５内への露付きを防止するために、Ｏリング３８を挟み込むことにより密着度を上げ冷気を遮断し、実装基板３３の露付きや、水滴による光の乱反射を防止する。また、図１７のようにカバー３５は突起部３９を持ち、収納容器がカバー表面にぶつかることを阻止する形状をしており、カバー表面の傷つきによる光の乱反射や、実装基板３３、ＬＥＤ３４の破壊、故障を防止する。

図１８に記載された各ＬＥＤを直列とし人の目にちらつきを感じさせるより速い周期でオンオフされる構成の光源装置を図１６のように切替室に別々に特定波長のものを配置して一括した直列構成の制御を行っても良い。すなわち図１６のように冷蔵室１００中の下部には、図１に示す切替室４００と同等の機能を持つ引き出し型の収納容器３０ａ、３０ｂが左右にから配置されている。光照射装置３２a、３２ｂは光照射装置でそれぞれの収納容器に特定周波数の光を照射することができる。このような構成をとることで、既に説明してきた光源による光照射と同様の効果を得ることができる。また、光照射装置３２ａだけを照射して使用すれば、熟成したい食品を収納容器３０ａ、酵素が失活するなど熟成が不要な食品を収納容器３０ｂに保存するなど、さまざまな種類の食品保存にも対応できる。

なお、これまでに述べてきた様々な形態の冷蔵庫や複数のＬＥＤ接続に対して、光照射装置３２ａと３２ｂで複数種の波長のＬＥＤを実装するまたは光照射装置３２に複数種の波長のＬＥＤを実装すれば、他の効能が得られる。例えば、紫外線ＬＥＤ以外にオレンジ色ＬＥＤを設けるとことで、野菜の光合成を促すことができる。また、青色ＬＥＤを設けることで抗菌効果を得ることができる。双方とも特許文献３にて、ＵＶ−Ａ紫外線ほどではないがタンパク質分解酵素の活性化によると考えられるアミノ酸増量が見られる波長範囲にあるので、アミノ酸増量以外の効果をバランスよくほしい食品はその効果を得られる波長の組合せで点灯しても良い。このような異なる波長のＬＥＤを常に同時点灯させるようにしても、霜取り時等に光出力アップさせるなどの既に説明した制御内容と併用させれば視覚に与える悪い影響を抑えることが出来る。

以上説明してきた光源は実装基板３３に複数の光半導体であるＬＥＤ素子を複数設け構造や配線を簡単化したが、１箇所の基板に１個のＬＥＤ素子でも良いし、冷蔵庫１の庫室（切替室など）に１個のＬＥＤを配置する構成でも良い。すなわち切替室の庫室奥側に約４５０ｎｍ波長の素子１個を設けて庫内照明と抗菌と兼用とし、更に切替室の下部奥側に約３７５ｎｍ波長の素子１個を設け点灯しても良い。このように発光素子の特性によって基板を分けることで、各々の素子特性にとって最適な位置に設置し、各々の効果を最大限有効に利用することができる。また、光照射にＬＥＤを用いる説明を行ってきたが、発熱量や消費電力量が少なく低温環境下でも動作し十分な光量が得られる発光素子であればよく、例えば有機エレクトロルミネッセンスや面発光素子などを用いてもよい。また、この青色ＬＥＤの抗菌効果のみを利用する場合は、冷蔵庫内の各庫室（各貯蔵室）、たとえば冷蔵室内に設けられた卵ケースやチルド室、ドアポケットなど、特に抗菌が望まれる箇所に設置すれば良い。また、任意波長のＬＥＤを高速で動かすことでドップラー効果により波長を変えて所定の波長の光を得るようにしても良い。

以上のようにこの発明の冷蔵庫は、同一波長であろうと異なる波長であろうと複数の特定波長のＬＥＤを同時にあるいは別々の時間に点灯させたりあるいは消灯させる制御を行うので、無駄なエネルギーを使用させない制御を行うので、肉や魚などの食品の見た目を損なわずに栄養分を増加させるという効果を有する。更に、この発明の冷蔵庫の光源は、ＬＥＤを間欠照射させ、またその点灯をそれぞれのＬＥＤを瞬時もしくは所定のサイクルで切り替えたり点灯させないものを設けたり交互などに制御するなど省エネルギーできる制御により、ＬＥＤ寿命を延ばすことができるので効率が良い冷蔵庫が得られると言う効果を有する。

また複数の種類の異なる特定波長のＬＥＤを、収納する食品に応じてすなわち庫室や棚ごとに準備し冷蔵庫内もしくは冷蔵庫外に設けられた操作手段の操作により、光源である光照射する半導体発光素子を選択し、光の波長を選択するスイッチを切り替えたり、あらかじめ設定された時間により個別にオフさせる事により使い勝手の良い冷蔵庫とすることが出来る。例えば庫内の温度調整パネルにＬＥＤ選択スイッチを設け、それぞれ波長の違うＬＥＤ基板を選択して点灯させることや１つのＬＥＤ基板に波長の異なる複数種類のＬＥＤを搭載してその中から点灯したい種類の波長のＬＥＤを選択して制御させるなど、遊離アミノ酸を増強させる栄養アップなどの目的に応じた波長のＬＥＤを選択してあらかじめ設定されている制御内容にて点灯をさせることができる。

本発明の光照射装置３２は切替室４００に設置したが、冷蔵室１００、冷凍室２００、製氷室５００、野菜室３００に設置してもよい。間欠的に短時間だけ使用する制御を行うので、どのような室に用いるような場合でもビンやペットボトルのお茶やジュース類の色変化への影響も少ない上に、魚や肉のうまみ成分やシイタケなどのビタミンＤを増加する効果がある。シイタケなどを保存する野菜室３００に設置する場合、輻射冷却を利用した野菜室ではなく、他室と同様に冷気を吹き込む形式の冷蔵庫においては、霜取りの際に発生した水分を野菜室に吹き込めば、水分欠乏によるストレスを野菜に与えることないので鮮度を保持できる。

このとき、前述のように酵素活性には温度依存性があるので各部屋の温度に応じて照射時間を変えてもよい。このとき、参照する温度は設定温度であってもよいし、各部屋に設けられたサーミスタの出力であってもよい。また、各部屋の利用形態に応じて照射時間を変えてもよい。例えば、冷蔵室など０℃以上で保存する食品は早ければ数時間程度の保存でユーザーが取り出して利用するため、フル点灯で連続照射してもよい。また、冷凍室では食品が冷えすぎないうちに旨味を増量するために、食品が入ってきたときのみフル点灯で一定時間点灯してもよい。食品が入ってきたことは、例えば冷凍室２００の扉に設けたドアスイッチによるものであったり、冷凍室２００に設けられたサーミスタ温度が一定速度以上で一定温度以上に上昇したときなど、あらかじめ実験などで確認した、食品が入ってきたときの温度上昇パターンによるものである。また、製氷室５００では、製氷モードでは消灯し、冷蔵モードで点灯する様にしてもよい。野菜室３００では、あらかじめ操作パネルに熟成を優先するか、ポリフェノール増量を優先するかユーザーが選択できるスイッチを設けておき、ユーザーが選択した方が優先的になるように照射時間を設定しても良い。また、各部屋の用途に応じて紫外線ＬＥＤではなく、アミノ酸が増量しかつ他の効果を得られる波長の光を単独またはいくつかの波長を併用して照射してもよい。

以上のように本発明の冷蔵庫は、冷蔵庫の庫内に配置され、特定収納容器もしくは特定個所に収納される収納物に収納物に含まれる酵素の活性を大きくできる波長の光を直接もしくは透光板を介して所定の照射を行う単数または複数の光源と、単数または複数の光源を間隔を置いて点灯消灯する冷蔵庫本体に設けられた制御装置と、を備え、点灯する時間より消灯する時間を長くするものである。

又本発明の冷蔵庫の単数または複数の光源を、冷蔵庫本体に設けられ冷蔵庫の運転を行う圧縮機、ダンパ開閉装置、製氷装置等の機械装置の動作もしくは操作スイッチの操作もしくは除霜、抗菌などの制御に同期して点灯する。又、冷蔵庫内に配置され食品を収納可能な収納容器もしくは収納容器近傍に設けられ収納容器内に照射する光源からの光が冷蔵庫扉方向から庫外への直接の照射をさえぎる遮光部と、を備えたものである。

又本発明の単数または複数の光源の光出力制御は単数または複数の光源の繰り返し通電を行う周期内の通電率を変化させる。また光源を、ＵＶ−Ａ波長の紫外線領域から可視光線領域波長を発光する半導体発光素子とする。又この半導体発光素子は約３２０−４００ｎｍのＵＶ−Ａ波長の紫外線を出力するＬＥＤとする。

又本発明の光源を半導体発光素子とし、複数の波長領域の光を組み合わせて発光させる。また光源である半導体発光素子を覆い光を通過させるとともに冷蔵庫内とは連通させずに冷気を遮断するカバーと、を備え、半導体発光素子およびカバーを冷蔵庫本体に固定する。

本発明の光源である半導体発光素子を点灯させる際、ちらつきを感じさせない速い周期で通電／遮断を繰り返す。また半導体発光素子の照度の低下もしくは運転経過時間に合わせて光源を点灯させる通電／遮断の割合を調整可能とする。また光源である複数の半導体発光素子を個別に点灯消灯させる制御を行う。

本発明は、冷蔵庫内を複数に区画された庫室を設け、０℃以上の冷蔵室温度、野菜室温度、および冷凍室温度に設定された庫室の少なくともいずれかひとつに光源を配置し、庫室に配置された光源からの光の照射方向と、庫室内を循環する冷気の動く正もしくは逆方向がほぼ同様な方向とする。また、光源の点灯時間、庫内温度に応じて変動させる。

この発明は、肉や魚などタンパク質分解酵素を含む食品に紫外線を照射して酵素を活性化すなわち活性を大きくし、栄養分の一種であるアミノ酸を増大させることができる冷蔵庫を得るものである。

また、本発明は紫外線の照射光源を効果的に使用するので、使用寿命が長く効率の良い冷蔵庫を得るものである。

また、本発明は、安価で組み立てやすく、無駄なエネルギーの少ない且つリサイクルのし易い冷蔵庫を得るものである。

この発明に係る冷蔵庫は、冷蔵庫の庫内に配置された特定収納容器もしくは特定箇所に収納される収納物に直接もしくは透光板を介して、収納物に含まれるタンパク質分解酵素を活性化し、かつ収納物に悪影響を及ぼさない波長および光量を間欠照射する単数または複数の光源と、各光源を個別に点灯制御を行う制御装置とを供えているものである。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、本発明は肉や魚などの食品を見た目が悪くならず、各種の保存形態に対して効果的に食品を保存することができる冷蔵庫を得るものである。

また、本発明は少ない半導体発光素子（ＬＥＤ）を効果的に使用するので、使用寿命が長く効率の良い冷蔵庫を得るものである。

また、本発明は下部に設置された収納容器内など必要な個所に保存した食品にも光が照射でき、保存性の良い冷蔵庫を得るものである。

また、本発明は、ＬＥＤを維持しやすく、安価で組み立てやすく、無駄なエネルギーの少ない且つリサイクルのし易い冷蔵庫を得るものである。

この発明に係る冷蔵庫は、肉や魚などの食品の見た目を損なわずに含まれるタンパク質分解酵素を活性化する波長の光を間欠照射する単数または複数の光源と、各光源を個別に点灯制御を行う制御装置とを備えるものである。更にこの発明は光源からの光を照射する個所、照射しない個所を有する食品を収納する収納容器を備えたので、ユーザーが熟成させたい食品のみ遊離アミノ酸をを保存中に増加させることが出来る。

この発明の冷蔵庫は、ＵＶ−Ａ波長領域の紫外線を間欠照射するとしたので、肉や魚などの食品の見た目を損なわずに含まれるタンパク質分解酵素を活性化する波長の光を間欠照射する単数または複数の光源と、各光源を個別に点灯制御を行う制御装置とを備えるものである。また、この発明の冷蔵庫の光源は、ＬＥＤを間欠照射させ、またＬＥＤを複数設ける場合はその点灯をそれぞれのＬＥＤで交互などに制御し、ＬＥＤ寿命を延ばすことができるので効率が良い冷蔵庫が得られると言う効果を有する。

また、この発明の冷蔵庫は、通電時間が増加するにつれて、劣化によりＬＥＤの光出力は低下してくるから、通電／遮断時間の割合（通電率）を適宜調整することで、長期間にわたって、ＬＥＤの光出力を一定に保つことが可能になる。また、ＬＥＤの劣化にあわせ、すなわち個々のＬＥＤの光出力低下にあわせ個数増加や通電率アップをするようにしているので、ＬＥＤ寿命を延ばすとともに、庫内の照度の低下を抑制できる。

この発明の実施の形態１における冷蔵庫を示す断面図である。この発明の実施の形態１における野菜室内を示す斜視図である。この発明の実施の形態１における光照射装置の波長分布図である。この発明の実施の形態１における光照射装置を示す斜視図である。この発明の実施の形態１におけるアミノ酸の基本構造を示す図である。この発明の実施の形態１におけるタンパク質の基本的な一次構造を示す図である。この発明の実施の形態１における光照射装置を示す回路図である。この発明の実施の形態１における光照射装置基板を示す実装図である。この発明の実施の形態１における光照射制御を示すフローチャート図である。この発明の実施の形態１における光照射制御を示すタイムチャート図である。この発明の実施の形態１におけるUV-A紫外線照射時のアミノ酸増量結果を示すグラフ図である。この発明の実施の形態１における別の切替室内を示す斜視図である。この発明の実施の形態１における別の切替室内の照射を示す断面図である。この発明の実施の形態１における別の切替室内の照射を示す斜視図である。この発明の実施の形態１における別の冷蔵庫を示す外観図である。この発明の実施の形態１における別の切替室形態を示す断面図である。この発明の実施の形態１における別の光照射装置を示す断面図である。この発明の実施の形態１における光照射装置を示す回路図であるこの発明の実施の形態１における通電率を示す図であるこの発明の実施の形態１における通電率の変更例を示すタイムチャート図であるこの発明の実施の形態１における通電率の変更例を示すフローチャート図である

符号の説明

１冷蔵庫本体、１０圧縮機、１１冷却器、１２ファン、１３ダンパ、１４風路、２２基板、３０収納容器、３１第２の収納容器、３２光照射装置、３３実装基板、３４紫外線ＬＥＤ、３５カバー、３６シール、３７断熱部、３８Ｏリング、３９突起部、４０光照射窓、１００冷蔵室、２００冷凍室、３００野菜室、４００切替室、５００製氷室。

Claims

冷蔵庫の庫内に配置され、特定収納容器もしくは特定個所に収納されるタンパク質分解酵素が含まれる食品に前記食品に含まれる酵素の活性を大きくできる波長の光を直接もしくは透光板を介して照射する単数または複数の光源と、前記単数または複数の光源を間隔を置いて点灯消灯する冷蔵庫本体に設けられた制御装置と、を備え、前記光源からの照射量がほぼ一定以下となる照射を行う点灯時間は、前記光源を発光させない消灯時間より短くすることを特徴とする冷蔵庫。
冷蔵庫の庫内に配置され、特定収納容器もしくは特定個所に収納されるタンパク質分解酵素が含まれる食品に前記食品に含まれる酵素の活性を大きくできる波長の光を直接もしくは透光板を介して照射する単数または複数の光源と、前記単数または複数の光源を間隔を置いて点灯消灯する冷蔵庫本体に設けられた制御装置と、を備え、前記光源の点灯時間を庫内温度に応じて変化させることを特徴とする冷蔵庫。
前記光源の光出力制御は前記単数または複数の光源の繰り返し通電を行う周期内の通電率を変化させることを特徴とする請求項１又は２に記載の冷蔵庫。
前記単数または複数の光源を、前記冷蔵庫本体に設けられ前記冷蔵庫の運転を行う圧縮機、ダンパ開閉装置、製氷装置等の機械装置の動作もしくは操作スイッチの操作もしくは除霜、抗菌などの通電制御に同期して点灯することを特徴とする請求項１又は２に記載の冷蔵庫。
前記冷蔵庫内に配置され食品を収納可能な収納容器に設けられ、もしくは前記収納容器近傍に設けられ、前記収納容器内に照射する前記光源からの光が冷蔵庫扉方向から庫外への直接の照射をさえぎる遮光部と、を備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の冷蔵庫。
冷蔵庫内を複数に区画された庫室を設け、０℃以上の冷蔵室温度、野菜室温度、および冷凍室温度に設定された庫室の少なくともいずれかひとつに前記光源を配置し、前記庫室に配置された光源からの光の照射方向と、前記庫室内を循環する冷気の動く正もしくは逆方向がほぼ同様な方向であることを特徴とする請求項１又は２に記載の冷蔵庫。
前記光源を、約３２０−４００ｎｍのＵＶ−Ａ波長の紫外線領域から可視光線領域波長の内いずれかの波長を発光する半導体発光素子を単独波長にてあるいは複数の波長領域の光を組み合わせて発光させることを特徴とする請求項１又は２に記載の冷蔵庫。
前記光源である半導体発光素子を覆い光を通過させるとともに前記冷蔵庫内とは連通させずに冷気を遮断するカバーと、を備え、前記半導体発光素子および前記カバーを冷蔵庫本体に固定することを特徴とする請求項７記載の冷蔵庫。
前記光源である半導体発光素子を点灯させる際、ちらつきを感じさせない速い周期で通電／遮断を繰り返す、又は前記半導体発光素子の照度の低下もしくは運転経過時間に合わせて前記光源を点灯させる通電／遮断の割合を調整可能とする、又は前記光源である複数の半導体発光素子を個別に点灯消灯させる制御を行う制御装置と、を備えたことを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の冷蔵庫。