JP2007232520A

JP2007232520A - 米の品質測定方法及び米の品質測定装置

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Publication number: JP2007232520A
Application number: JP2006053402A
Authority: JP
Inventors: Mitsuru Yatani; 満八谷; Takahiro Noda; 崇啓野田; Kaneyuki Asanome; 謙之浅野目; Tsuneyoshi Goto; 恒義後藤; Takahiro Oizumi; 隆弘大泉
Original assignee: National Agriculture and Food Research Organization; Yamamoto and Co Ltd; Yamamoto Co Ltd; Yamagata Prefecture
Current assignee: National Agriculture and Food Research Organization; Yamamoto and Co Ltd; Yamamoto Co Ltd; Yamagata Prefecture
Priority date: 2006-02-28
Filing date: 2006-02-28
Publication date: 2007-09-13
Anticipated expiration: 2026-02-28
Also published as: JP5002980B2

Abstract

【課題】米の品質を高精度に測定することができる米の品質測定方法及び米の品質測定装置を得る。
【解決手段】本品質測定方法では、米の古米化（品質劣化）の要因である米の蛍光由来物質に対応する特定波長域（３４０ｎｍ〜３８０ｎｍ又は４００ｎｍ〜４４０ｎｍ）の励起光を米に照射し、この励起光の照射により米が発する自家蛍光のうち特定波長域（４２０ｎｍ〜５００ｎｍ又は４４０ｎｍ〜５００ｎｍ）の可視光腺を自家蛍光として取得するので、米の自家蛍光強度を明確に認識でき、これにより、米の品質を高精度に測定できる。
【選択図】図２

Description

本発明は、米の品質測定方法及び米の品質測定装置に関する。

従来、食品の自家蛍光から食品の品質（鮮度、食味など）を測定する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

この品質測定方法は、食品に励起光を照射すると共に、当該励起光の照射により食品が発する自家蛍光を取得し、その自家蛍光強度を指標として食品の品質を評価するものである。この品質測定方法によれば、食品に対して煩雑な前処理を施さずに食品の品質を測定することができるので、食品の品質を容易かつ迅速に評価することができる。

ところで、上述の如き品質測定方法によって食品の品質を高精度に測定するためには、食品の品質に関与する複数の成分（蛍光由来物質）のうち、特に劣化を左右する蛍光由来物質の蛍光強度変化を高精度に測定することが求められる。すなわち、品質劣化要因である蛍光由来物質に対応する特定波長域の励起光を食品に照射すると共に、食品が発する自家蛍光のうち明確に認識できる特定波長域の自家蛍光を取得しなければ、高精度な測定ができず、測定の再現性が得られないという問題がある。
特開２００１−２０８７４５号公報

本発明は、上記事実を考慮し、米の品質を高精度に測定することができる米の品質測定方法及び米の品質測定装置を得ることを目的とする。

上記課題を解決するために、請求項１に記載の米の品質測定方法は、波長が３４０ｎｍ〜３８０ｎｍの範囲内にある励起光を米に向けて照射し、当該励起光の照射により前記米が発する自家蛍光のうち波長が４２０ｎｍ〜５００ｎｍの範囲内にある自家蛍光を取得すると共に、当該取得した自家蛍光の強度を指標として前記米の品質を測定することを特徴としている。

請求項１記載の米の品質測定方法では、波長が３４０ｎｍ〜３８０ｎｍの範囲内にある励起光すなわち米の品質劣化要因である蛍光由来物質に対応する波長域の励起光を米に照射し、米が発する自家蛍光のうち波長が４２０ｎｍ〜５００ｎｍの範囲内にある可視光線を自家蛍光として取得するので、米の自家蛍光強度を明確に認識でき、これにより、米の品質を高精度に測定することができる。

請求項２に記載の米の品質測定方法は、波長が４００ｎｍ〜４４０ｎｍの範囲内にある励起光を米に向けて照射し、当該励起光の照射により前記米が発する自家蛍光のうち波長が４４０ｎｍ〜５４０ｎｍの範囲内にある自家蛍光を取得すると共に、当該取得した自家蛍光の強度を指標として前記米の品質を測定することを特徴としている。

請求項２記載の米の品質測定方法では、波長が４００ｎｍ〜４４０ｎｍの範囲内にある励起光すなわち米の品質劣化要因である蛍光由来物質に対応する波長域の励起光を米に照射し、米が発する自家蛍光のうち波長が４４０ｎｍ〜５４０ｎｍの範囲内にある可視光線を自家蛍光として取得するので、米の自家蛍光強度を明確に認識でき、これにより、米の品質を高精度に測定することができる。

請求項３に記載の米の品質測定装置は、米が保持される保持部と、波長が３４０ｎｍ〜３８０ｎｍの範囲内にある励起光を前記米に向けて照射する励起光照射手段と、前記励起光の照射により前記米が発する自家蛍光のうち波長が４２０ｎｍ〜５００ｎｍの範囲内にある自家蛍光を取得する取得手段と、を備えたことを特徴としている。

請求項３記載の米の品質測定装置では、励起光照射手段は、波長が３４０ｎｍ〜３８０ｎｍの範囲内にある励起光すなわち米の品質劣化要因である蛍光由来物質に対応する波長域の励起光を米に照射し、取得手段は、米が発する自家蛍光のうち波長が４２０ｎｍ〜５００ｎｍの範囲内にある可視光線を自家蛍光として取得するので、取得手段により取得された米の自家蛍光強度を明確に認識でき、これにより、米の品質を高精度に測定することができる。

請求項４に記載の米の品質測定装置は、米が保持される保持部と、波長が４００ｎｍ〜４４０ｎｍの範囲内にある励起光を前記米に向けて照射する励起光照射手段と、前記励起光の照射により前記米が発する自家蛍光のうち波長が４４０ｎｍ〜５４０ｎｍの範囲内にある自家蛍光を取得する取得手段と、を備えたことを特徴としている。

請求項４記載の米の品質測定装置では、励起光照射手段は、波長が４００ｎｍ〜４４０ｎｍの範囲内にある励起光すなわち米の品質劣化要因である蛍光由来物質に対応する波長域の励起光を米に照射し、取得手段は、米が発する自家蛍光のうち波長が４４０ｎｍ〜５４０ｎｍの範囲内にある可視光線を自家蛍光として取得するので、取得手段により取得された米の自家蛍光強度を明確に認識でき、これにより、米の品質を高精度に測定することができる。

以上説明したように、本発明の米の品質測定方法及び米の品質測定装置では、米の品質を高精度に測定することができる。

図１には、本発明の実施形態に係る米の品質測定方法が適用されて構成された米の品質測定装置１０の概略的な構成が断面図にて示されている。

品質測定装置１０は箱状に形成された暗箱１２を有している。暗箱１２の内部には上部が開口した箱状に形成された光源収容箱１４が設けられている。光源収容箱１４の内部には励起光照射手段を構成する励起光源１６が配置されている。なお、励起光源１６としては、紫外線ランプや、水銀ランプ、キセノンランプ、重水素ランプ、ハロゲンランプ、タングステンランプ、レーザー、発光ダイオード、ＥＬ等あらゆるものを用いることができ、好適には紫外線を照射する光源を用いることが好ましい。

光源収容箱１４の上部には板状に形成されて励起光照射手段及び保持部を構成する励起光源用フィルター１８が着脱可能に取り付けられている。励起光源用フィルター１８は、目的以外の波長の光を遮断する構成となっており、本実施形態では波長が３４０ｎｍ〜３８０ｎｍの範囲外にある光を遮断するものと、波長が４００ｎｍ〜４４０ｎｍの範囲外にある光を遮断するものの２種類が用意されている。

また、励起光源用フィルター１８の上部には、内部に米Ｋの試料を収容したシャーレ２０が載置される構成となっており、励起光源用フィルター１８を透過した励起光はシャーレ２０内の米Ｋに照射される。

一方、暗箱１２の上部には取得手段を構成するＣＣＤカメラ２２が取り付けられている。ＣＣＤカメラ２２のレンズ２２Ａは暗箱１２の上部に形成された円孔を貫通しており、レンズ２２Ａの先端にはＣＣＤカメラ２２と共に取得手段を構成する蛍光用フィルター２６が着脱可能に取り付けられている。蛍光用フィルター２６は、目的以外の波長の光を遮断する構成となっており、本実施形態では波長が４２０ｎｍ〜５００ｎｍの範囲外にある光を遮断するものと、波長が４４０ｎｍ〜５４０ｎｍの範囲外にある光を遮断するものの２種類が用意されている。

レンズ２２Ａの光軸は励起光源用フィルター１８へ向けられており、ＣＣＤカメラ２２は励起光源用フィルター１８上に載置されたシャーレ２０内の米Ｋを撮像できるようになっている。ＣＣＤカメラ２２には配線２８を介してコンピュータ３０が接続されている。このコンピュータ３０には画像解析用のプログラム等がインストールされており、ＣＣＤカメラ２２によって撮像された画像をコンピュータ３０のディスプレイに表示できると共に、表示した画像を任意に測定・解析できるようになっている。

次に本実施形態の作用について説明する。

上記構成の品質測定装置１０では、３４０ｎｍ〜３８０ｎｍの波長域以外の光を遮断する励起光源用フィルター１８が光源収容箱１４の上部に取り付けられている場合には、ＣＣＤカメラ２２のレンズ２２Ａには４２０ｎｍ〜５００ｎｍの波長域以外の光を遮断する蛍光用フィルター２６が取り付けられる。一方、４００ｎｍ〜４４０ｎｍの波長域以外の光を遮断する励起光源用フィルター１８が光源収容箱１４の上部に取り付けられている場合には、ＣＣＤカメラ２２のレンズ２２Ａには４４０ｎｍ〜５４０ｎｍの波長域以外の光を遮断する蛍光用フィルター２６が取り付けられる。

励起光源１６が照射した励起光のうち特定波長域（３４０ｎｍ〜３８０ｎｍ又は４００ｎｍ〜４４０ｎｍ）の励起光は、励起光源用フィルター１８を透過してシャーレ２０内の米Ｋに照射される（図１の矢印Ｌ１参照）。この励起光の照射により米Ｋが発する自家蛍光のうち特定波長域（４２０ｎｍ〜５００ｎｍ又は４４０ｎｍ〜５００ｎｍ）の自家蛍光は、ＣＣＤカメラ２２のレンズ２２Ａ先端部に取り付けられた蛍光用フィルター２６を透過してレンズ２２Ａ内に入射し（図１の矢印Ｌ２参照）、ＣＣＤカメラ２２によって米Ｋの蛍光画像が撮像される。

撮像された米Ｋの蛍光画像は、コンピュータ３０のディスプレイに表示されるので、コンピュータ３０の画像解析用プログラム等により任意に測定・解析することができる。この場合、蛍光画像から得られる米Ｋの蛍光強度（輝度）と米Ｋの脂肪酸度との間には相関関係があり、また、米Ｋの脂肪酸度と米Ｋの古さとの間にも相関関係があるので（すなわち、脂肪酸度は古米化判定の１つの指標とされるので）、例えば、画像解析用プログラム等により蛍光強度を数値化し、この数値を指標とすることで米Ｋの品質（鮮度、食味等）を測定することができる。

しかも、本実施形態に係る品質測定装置１０では、励起光照射手段（励起光源１６及び励起光源用フィルター１８）は、米Ｋの古米化（品質劣化）の要因である米Ｋの蛍光由来物質に対応する特定波長域（３４０ｎｍ〜３８０ｎｍ又は４００ｎｍ〜４４０ｎｍ）の励起光を米Ｋに照射し、取得手段（ＣＣＤカメラ２２及び蛍光用フィルター２６）は、上記励起光の照射により米Ｋが発する自家蛍光のうち、特定波長域（４２０ｎｍ〜５００ｎｍ又は４４０ｎｍ〜５００ｎｍ）の可視光線によって米Ｋの蛍光画像を撮像するので、撮像された蛍光画像から米Ｋの自家蛍光強度を明確に認識でき、これにより、米Ｋの品質を高精度に測定することができる。

すなわち、図２には、米に照射される励起光の波長を変えた場合に、米が発する自家蛍光の波長と蛍光強度との関係が線図にて示されている。なお、ここで使用した米の試料は、品種が「はえぬき」であり、玄米のまま５℃で貯蔵され、貯蔵後３ヶ月経過したものである。

図２に示されるように、波長が３４０ｎｍ、３６０ｎｍ、３８０ｎｍの励起光を上記試料に照射した場合（図２のＡ、Ｂ、Ｃ参照）、上記試料が発する自家蛍光のうち、波長が４２０ｎｍ〜５００ｎｍの範囲Ｘ１内にある可視光領域の蛍光は蛍光強度が高いことが分かる。したがって、本実施形態のように、励起光源１６が米Ｋに照射する励起光の波長が励起光源用フィルター１８によって３４０ｎｍ〜３８０の範囲内に限定されると共に、ＣＣＤカメラ２２が取得する自家蛍光の波長が蛍光用フィルター２６によって４２０ｎｍ〜５００ｎｍの範囲内に限定されれば、米Ｋが発する自家蛍光強度を明確に認識できる。

また、図２に示されるように、波長が４００ｎｍ、４２０ｎｍ、４４０ｎｍの励起光を上記試料に照射した場合（図２のＣ、Ｄ、Ｅ参照）、上記試料が発する自家蛍光のうち、波長が４４０ｎｍ〜５４０ｎｍの範囲Ｘ２内にある可視光領域の蛍光は蛍光強度が高いことが分かる。したがって、本実施形態のように、励起光源１６が米Ｋに照射する励起光の波長が励起光源用フィルター１８によって４００ｎｍ〜４４０ｎｍの範囲内に限定されると共に、ＣＣＤカメラ２２が取得する自家蛍光の波長が蛍光用フィルター２６によって４４０ｎｍ〜５４０ｎｍの範囲内に限定されれば、米Ｋが発する自家蛍光強度を明確に認識できる。

このように、本実施形態に係る品質測定装置１０では、米Ｋが発する自家蛍光強度を明確に認識できる励起光波長を実験により知見し、その波長領域を測定波長としたので、米Ｋの品質を高精度に測定できる。したがって、例えば原料玄米の生産現場や受入現場（流通・販売の現場）においても、特段の経験や熟練度に左右されずに、玄米の品質を容易、迅速かつ高精度に測定できる。また、このようにして得られる測定結果は、例えば、生産現場と受入現場との間における米の履歴情報（トレーサビリティ）の一指標とすることができる。すなわち、例えば、籾摺り直後の玄米の蛍光強度と、貯蔵を経て精米工場に原料玄米として入荷したときの蛍光強度との差異がどの程度であるかということで、当該米の品質劣化（鮮度の落ち具合）を推定することができる。

なお、上記実施形態に係る品質測定装置１０では、励起光源１６が試料である米Ｋの下方に配置された構成としたが、これに限らず、励起光源１６が米Ｋの上方に配置された構成としてもよい。但しこの場合にも、励起光源１６と米Ｋとの間に励起光源用フィルター１８を介在させる構成となる。

また、上記実施形態に係る品質測定装置１０では、取得手段がＣＣＤカメラ２２によって構成されたが、これに限らず、取得手段としては光を検出できるものであればなんでもよく、例えばフォトダイオードや光電子増倍管などの光検出器を適用して構成することもできる。また、ＣＣＤカメラ２２や上記光検出器を省略し、蛍光用フィルター２６を透過した蛍光を目視により確認する構成としてもよい。

本発明の実施形態に係る品質測定装置の概略的な構成を示す断面図である。米に照射される励起光の波長を変えた場合に、米が発する自家蛍光の波長と蛍光強度との関係を示す線図である。

符号の説明

１０品質測定装置
１６励起光源（励起光照射手段）
１８励起光源用フィルター（励起光照射手段）
２２ＣＣＤカメラ（取得手段）
２６蛍光用フィルター（取得手段）

Claims

波長が３４０ｎｍ〜３８０ｎｍの範囲内にある励起光を米に向けて照射し、当該励起光の照射により前記米が発する自家蛍光のうち波長が４２０ｎｍ〜５００ｎｍの範囲内にある自家蛍光を取得すると共に、当該取得した自家蛍光の強度を指標として前記米の品質を測定する米の品質測定方法。
波長が４００ｎｍ〜４４０ｎｍの範囲内にある励起光を米に向けて照射し、当該励起光の照射により前記米が発する自家蛍光のうち波長が４４０ｎｍ〜５４０ｎｍの範囲内にある自家蛍光を取得すると共に、当該取得した自家蛍光の強度を指標として前記米の品質を測定する米の品質測定方法。
米が保持される保持部と、
波長が３４０ｎｍ〜３８０ｎｍの範囲内にある励起光を前記米に向けて照射する励起光照射手段と、
前記励起光の照射により前記米が発する自家蛍光のうち波長が４２０ｎｍ〜５００ｎｍの範囲内にある自家蛍光を取得する取得手段と、
を備えた米の品質測定装置。
米が保持される保持部と、
波長が４００ｎｍ〜４４０ｎｍの範囲内にある励起光を前記米に向けて照射する励起光照射手段と、
前記励起光の照射により前記米が発する自家蛍光のうち波長が４４０ｎｍ〜５４０ｎｍの範囲内にある自家蛍光を取得する取得手段と、
を備えた米の品質測定装置。