JP2007333513A - 残留農薬測定装置及び残留農薬測定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】試料の作成を短時間で行なうことができ、残留農薬濃度等の測定結果が素早く得られる残留農薬測定装置を提供する。
【解決手段】赤外分光光度計２を利用して青果物１０の残留農薬濃度等を測定する残留農薬測定装置であって、該青果物１０の搾汁９を溜める搾汁容器２２と、該搾汁容器２２が載置される支持台２０と、を具備し、照射される赤外線の焦点位置を該搾汁９の水面に調節可能とした。そして、青果物１０を載置する載置台２３を具備し、前記赤外線の焦点位置を、前記支持台２０上に載置された載置台２３上の該青果物１０の上表面に調節可能とした。
【選択図】図２

Description

本発明は、収穫された青果物に含まれる残留農薬の種類や量や濃度等を測定する残留農薬測定装置及び残留農薬測定方法の技術に関する。

収穫された青果物に付着した残留農薬については、該残留農薬が食品衛生法残留農薬基準値に適合しているか否かを測定する必要があるため、従来より、委託分析やＥＬＩＳＡ法を用いた簡易分析による破壊検査によって検査を行なっていた（例えば、特許文献１参照。）。
特表２００５−５０９１５８号公報

しかし、前記委託分析においては、委託費用が高価であり、且つ分析結果が出るまでに長い時間がかかる等の問題点があった。一方のＥＬＩＳＡ法を用いた簡易分析においては、数時間で分析結果が出るものの、試料作成作業に時間がかかり面倒であった。
そこで、本発明が解決しようとする課題は、試料の作成を短時間で行なうことができ、残留農薬濃度等の測定結果が素早く得られる残留農薬測定装置を提供することにある。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

即ち、請求項１においては、赤外分光光度計を利用して青果物の残留農薬濃度等を測定する残留農薬測定装置であって、該青果物の搾汁を溜める搾汁容器と、該搾汁容器が載置される支持台と、を具備し、照射される赤外線の焦点位置を該搾汁の水面に調節可能としたものである。

請求項２においては、青果物を載置する載置台を具備し、前記赤外線の焦点位置を、前記支持台上に載置された載置台上の該青果物の上表面に調節可能としたものである。

請求項３においては、赤外分光光度計を利用して青果物の残留農薬濃度等を測定する残留農薬測定方法であって、該青果物から搾汁を取り出し、該搾汁を容器に注入し、該搾汁表面に焦点位置を合わせて赤外線を照射し、該赤外線の反射光から得たスペクトルを基に青果物の残留農薬濃度を測定するとしたものである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

請求項１においては、青果物から搾汁を搾り出すだけで残留農薬濃度等を測定することができるようになる。つまり、高価な委託分析の必要が無くなり、ＥＬＩＳＡ法のように試料の作成に多くの時間を割く必要も無くなる。換言すれば、試料の作成を短時間で行なうことができ、残留農薬濃度等の測定結果が素早く得られるようになるのである。

請求項２においては、青果物表面に付着した残留農薬濃度等を測定する場合に、青果物を破壊することなく青果物表面の残留農薬濃度等を測定することができる。これによって、時間をかければ全数検査もできるようになる。

請求項３においては、青果物から搾汁を搾り出すだけで残留農薬濃度等を測定することができるようになる。つまり、高価な委託分析の必要が無くなり、ＥＬＩＳＡ法のように試料の作成に多くの時間を割く必要も無くなる。換言すれば、試料の作成を短時間で行なうことができ、残留農薬濃度等の測定結果が素早く得られるようになるのである。

次に、発明の実施の形態を説明する。
図１は本発明の一実施例に係る搾汁容器２２使用時の残留農薬測定装置１を示す正面図、図２は同じく斜視図、図３は受光した赤外線のスペクトルを示すグラフ、図４は載置台２３使用時の残留農薬測定装置１を示す正面図、図５は同じく斜視図である。

本発明に係る残留農薬測定装置１は、赤外線を利用して青果物１０に含まれる残留農薬の種類や量や濃度等（以下、「残留農薬濃度等」とする。）の測定を行うものであり、以下では、図１乃至図３を用いて本発明の残留農薬測定装置１の実施の一形態について説明する。

残留農薬測定装置１で取り扱う青果物１０は、イチゴ・蜜柑・オレンジ・メロン・トマトその他の果物類または野菜類の総称であり、残留農薬濃度等や糖度（甘味）や酸度（酸味）等の品質によって選別されるものである。そして、残留農薬測定装置１を用いて残留農薬濃度等により適合個体（残留農薬濃度等が基準値以内の青果物１０）と不適合個体（残留農薬濃度等が基準値超の青果物１０）に、糖度や酸度等の内部品質によって階級別に選別されるものである。

具体的には、本発明に係る残留農薬測定装置１においては、測定対象たる青果物１０に対して、その表面に付着した残留農薬濃度等を測定することが難しい場合、青果物１０を搾ったり押しつぶしたりすることによって青果物１０の搾汁９を取り出し、該搾汁９に含まれる残留農薬濃度等を測定できる構成になっている。つまり、青果物１０の表面に対して焦点が定め難い場合や青果物１０の内部に浸透してしまうような成分を含む残留農薬濃度等を測定することが可能な構成になっている。焦点を定め難い青果物としてはパセリや春菊等の葉菜類や表面に凹凸や毛があるクワ、キーウィフルーツ、レイシ等が挙げられる。
具体的には、後述するように、作業者等によって青果物１０から得られた搾汁９や粉砕体含有溶液が搾汁容器２２に注入され、該搾汁容器２２が残留農薬測定装置１の支持台２０上に載置されて、赤外線によって搾汁９表面近傍の残留農薬濃度等の測定が行なわれるものである。

図１及び図２に示すように、本発明の残留農薬測定装置１は赤外分光光度計２と、該赤外分光光度計２に付設した拡散反射装置３とから成るものである。
該赤外分光光度計２は、投光部４と、該投光部４にて発した赤外線を分割し合成（干渉）して拡散反射装置３へと投光する干渉計５と、拡散反射装置３からの光を受光して検知する検知手段６と、該検知手段６から得られた出力信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換器７と、該ＡＤ変換器７から送られてくる光の情報をスペクトル分析し残留農薬濃度等を演算する演算記憶部８ａと、該演算記憶部８ａで演算された分析結果等を表示する表示部８ｂ、などから構成されている。

前記拡散反射装置３は、前記干渉計５で合成されて投光される赤外線を下記照射用ミラー１３へと導く照射用光路変更ミラー１１・１２と、該照射用光路変更ミラー１１・１２によって導かれた該赤外線を反射して後述する支持台２０上の搾汁容器２２に貯溜された搾汁９表面へと照射する照射用ミラー１３と、該搾汁９表面で反射した赤外線を受光用光路変更ミラー１８・１９へと反射する受光用ミラー１７と、該受光用光路変更ミラー１８・１９から投光されてくる赤外線を前記検知手段６へと投光する光路変更手段１５、などから構成されている。

拡散反射装置３下部には支持台２０が水平に設けられており、該支持台２０の後端には支持壁２１が立設されている。該支持台２０は青果物１０の搾汁９が貯溜された搾汁容器２２が載置されるものであり、該支持壁２１には、後述するように、前記ミラー１１・１２・１３・１７・１８・１９が正面視において回動自在に、若しくは上下左右方向へ摺動自在に前方へと立設されている。

前記搾汁容器２２は、上部に青果物１０から得られた搾汁９が貯溜されるものであって、上方が開放された容器である。詳しくは、該搾汁容器２２は、作業者等により測定対象たる青果物１０を絞って得られた搾汁９が注入されて貯溜されるものであって、該搾汁９表面の残留農薬濃度等の測定時に残留農薬測定装置１の支持台２０上に載置されるものである。

図１に戻って、演算記憶部８ａ及び表示部８ｂから成る制御手段８は残留農薬測定装置１の動作を制御するものであって、これらの動作を制御するためのプログラムが格納されている。つまり、拡散反射装置３から種々の情報を取得したり、該取得した情報をスペクトル分析等によって解析したり、該拡散反射装置３等へ電力を供給したりすることが可能である。
換言すれば、該演算記憶部８ａは、拡散反射装置３から送信されてきた反射光に関する出力信号を受信して、該出力信号をスペクトルに変換するものであって、詳しくは、前記検知手段６で受光した反射光の情報がＡＤ変換器７を介して演算記憶部８ａへと送信され、該演算記憶部８ａにおいて、受信した反射光の時間関数としての波形を周波数の関数としてのスペクトルへとフーリエ変換を行なう。

該フーリエ変換の結果は、図３に示すような赤外線スペクトルとして表示部８ｂにて表示される。
そして、該表示されたスペクトルを作業者等が目視で判断して、若しくは、演算記憶部８ａによって演算されたスペクトルを画像処理して自動で、搾汁９毎に求められた残留農薬濃度等が基準値以内であるか否かを判断する。該判断結果を該表示部８ｂに表示することによって、作業者等が青果物１０・・・を適合個体（基準値以内の青果物１０）と不適合個体（基準値超の青果物１０）に選別することができる。
具体的には、演算記憶部８ａが、該スペクトルと残留農薬の種類ごとに予め実験的に得られた変換テーブルに基いて、残留農薬の種類が判別されて、残留農薬濃度等が求められ、残留農薬濃度等が基準値以内であるか否か（適合個体であるか、不適合個体であるか）判断されて、該判断結果が表示部８ｂに表示される構成になっている。

本発明の残留農薬測定装置１は、赤外線による残留農薬測定装置１を用いて青果物１０表面に付着した、または、浸透した残留農薬濃度等を測定するものであるため、測定対象たる青果物１０から得られた搾汁９の表面を最適な位置（以下、焦点位置とする。）に調節しなければ、正確な搾汁９表面のスペクトルを得ることができない。
詳しくは、測定される搾汁９の表面の位置が最適でない場合は、検知手段６で受ける反射光の強度が弱くなるため、スペクトルの波形において波長に応じた強度の違い（スペクトルの凹凸）がはっきりと識別できなくなり、その結果搾汁９に含まれる残留農薬濃度等が正確に判断できなくなるのである。

そこで、該搾汁９が注入された該搾汁容器２２を残留農薬測定装置１の支持台２０上に載置する。そして、制御手段８によって、例えば、照射用ミラー１３及び受光用ミラー１７の高さ調節を行い、前記ミラー１１・１２・１８・１９の角度調節を行なって、赤外線の焦点位置を搾汁９の表面に一致させてスペクトル分析を行う。

具体的には、演算記憶部８ａにおいては、フーリエ変換後の前記スペクトルを基に、該スペクトルのエネルギー若しくは強度若しくは強度の凹凸が小さい場合に、前記ミラー１１・１２・１３・１７・１８・１９等の高さや角度を調節しても良いし、前記コンテナ等から他の青果物１０を取り出して搾汁９を作り直してから、スペクトル分析を行なっても良い。
そして、スペクトルのエネルギー若しくは強度若しくは強度の凹凸が大きい場合には、該制御手段８の演算記憶部８ａにて、該スペクトルに基いて残留農薬の種類を判断して残留農薬濃度等を演算し、該残留農薬濃度等が食品衛生法残留農薬基準値に適合しているか否かの判断を行うのである。

換言すれば、搾汁容器２２が支持台２０上に載置されると、照射用ミラー１３及び受光用ミラー１７が上下左右に移動しながら、投光部４から干渉計５や照射用ミラー１３を介して赤外線が搾汁９表面へと照射され、該搾汁９表面にて反射した反射光を受光用ミラー１７や光路変更手段１５を介して検知手段６にて吸収する。そして、吸収された赤外線の情報を制御手段８に送信する（すなわち、制御手段８は残留農薬測定装置１から青果物１０の光学的情報を取得する）。演算記憶部８ａでは、フーリエ変換後の前記スペクトルを基に、スペクトルのエネルギー若しくは強度若しくは強度の凹凸が演算されて、照射用ミラー１３や受光用ミラー１７が上下方向に摺動しつつ他のミラー１１・１２・１８・１９が回動して、赤外線の焦点位置が搾汁９表面に位置するような構成となっている。

詳しくは、照射用ミラー１３及び受光用ミラー１７はシリンダ等のアクチュエータを用いて高さを調節可能とし、該照射用ミラー１３及び受光用ミラー１７の高さに応じてミラー１１・１２・１８・１９の角度がモータ等のアクチュエータを用いて自動で調節されるように構成することにより、前記スペクトルのエネルギー若しくは強度若しくは強度の凹凸が大きい位置にて搾汁９の残留農薬濃度等を測定して、該青果物１０が適合個体か不適合個体か判断する構成となっている。
この場合は、作業者等が表示部８ｂに表示されるスペクトルを見ながら照射用ミラー１３及び受光用ミラー１７の高さ調節を行うシステムでも良いし、照射用ミラー１３及び受光用ミラー１７が自動で上下する間に、演算記憶部８ａにおいてスペクトルのエネルギー若しくは強度若しくは強度の凹凸が大きい焦点位置を探し（演算し）、該焦点位置において残留農薬の種類及び濃度を測定し、適合個体と不適合個体の判断を行なうシステムであっても良い。

また、予め、スペクトルのエネルギーが最大となる搾汁９の表面位置を、搾汁容器２２にマーキングしておき、作業者が該マーカーの位置まで搾汁９を注入することによって搾汁９表面を赤外線の焦点位置に合わせる構成としても良い。ここで、該エネルギーとは、検知手段６等で測定した赤外線の反射光の強度であっても良いし、スペクトルの強度を波長で積分した値であっても良い。
上記のように、前記残留農薬濃度等の測定の結果、適合個体が多いコンテナ等は、コンテナ等を適合個体である青果物１０・１０・・・の集合（ロット）であると推定して出荷したり、該コンテナ等の青果物１０・１０・・・について糖度の判定等の他の内部品質の測定を行なうことができる。逆に、不適合個体が多いコンテナ等は、コンテナ等を不適合個体である青果物１０・１０・・・の集合（ロット）とすることができる。前記コンテナ１つに対して、複数個の青果物についてこのような測定を施すことが好ましい。

以下、搾汁容器２２を用いた搾汁９表面の残留農薬濃度等の測定手順について説明する。
図１乃至図３に示すように、残留農薬測定装置１は、例えば、作業者によって測定したい青果物１０を搾ったり押しつぶしたり粉砕したりして、該青果物１０から得られた搾汁９を搾汁容器２２に注入する。そして、残留農薬測定装置１の支持台２０上に搾汁容器２２を載置して、投光部４より干渉計５や照射用ミラー１３を介して該搾汁９表面に赤外線を照射して、該搾汁９表面で反射した反射光を受光用ミラー１７や光路変更手段１５を介して検知手段６で吸収する。

詳しくは、支持台２０の高さや前記ミラー１１・１２・１３・１７・１８・１９の高さや角度を調節することによって、搾汁９表面に赤外線の焦点位置を合わせつつ照射用ミラー１３から搾汁容器２２の搾汁９の上表面に赤外線を照射して、該赤外線が搾汁９の水面で反射して、該反射光が受光用ミラー１７や光路変更手段１５を介して検知手段６へと投光される。

そして、検知手段６に吸収された搾汁９水面における反射光の光学的情報は、ＡＤ変換器７にてデジタル信号に変換されて演算記憶部８ａへと送信される。そして、演算記憶部８ａにてスペクトル分析を行なうことにより、搾汁容器２２の搾汁９表面における残留農薬濃度等が測定され、該青果物１０が適合個体であるか不適合個体であるかの判断が行われて、当該測定結果及び判断結果が表示部８ｂにて表示される。

このように、赤外分光光度計２を利用して青果物１０の残留農薬濃度等を測定する残留農薬測定装置であって、該青果物１０の搾汁９を溜める搾汁容器２２と、該搾汁容器２２が載置される支持台２０と、を具備し、照射される赤外線の焦点位置を該搾汁９の水面に調節可能としたので、青果物１０から搾汁９を搾り出すだけで残留農薬濃度等を測定することができるようになる。つまり、高価な委託分析の必要が無くなり、ＥＬＩＳＡ法のように試料の作成に多くの時間を割く必要も無くなる。換言すれば、試料９の作成を短時間で行なうことができ、残留農薬濃度等の測定結果が素早く得られるようになるのである。

換言すれば、赤外分光光度計２を利用して青果物１０の残留農薬濃度等を測定する残留農薬測定方法であって、該青果物１０から搾汁９を取り出し、該搾汁９を容器２２に注入し、該搾汁９表面に焦点位置を合わせて赤外線を照射し、該赤外線の反射光から得たスペクトルを基に青果物１０の残留農薬濃度を測定するとしたので、青果物１０から搾汁９を搾り出すだけで残留農薬濃度等を測定することができるようになる。つまり、高価な委託分析の必要が無くなり、ＥＬＩＳＡ法のように試料の作成に多くの時間を割く必要も無くなる。換言すれば、試料９の作成を短時間で行なうことができ、残留農薬濃度等の測定結果が素早く得られるようになるのである。

次に、青果物１０の表面に付着した残留農薬濃度等を測定するための構成について説明する。即ち、青果物１０の表面に付着している残留農薬のみを測定する場合には、当該測定のために青果物１０を搾ったり押しつぶす必要がないため、残留農薬測定装置１は青果物１０を破壊することなくその表面の残留農薬濃度等の測定を行なえる構成を有していることが好ましい。

具体的には、本発明に係る残留農薬測定装置１においては、前記支持台２０上に載置された搾汁容器２２を青果物１０が載置された載置台２３に取り替えて、即ち支持台２０上に載置台２３を載置して残留農薬濃度等の測定を行うのである。
図４に示すように、測定すべき青果物１０が載置台２３上に載置されて残留農薬濃度等の測定が行なわれるものであり、該載置台２３はトレイやパンといった搬送用容器の実施の一形態であって、青果物１０の表面を傷めることなく青果物１０を載置・搬送することができるものである。

以下、載置台２３を用いた青果物１０表面の残留農薬濃度等の測定手順について説明する。
図４及び図５に示すように、例えば、作業者等によって青果物１０がコンテナ等から抜き取られ、該青果物１０が載置台２３上に載置されて、該載置台２３が残留農薬測定装置１の支持台２０上にセットされる。
そして、前述同様に、投光部４より干渉計５や照射用ミラー１３を介して赤外線を照射し、該青果物１０で反射した反射光を受光用ミラー１７や光路変更手段１５を介して検知手段６で吸収する。そして、検知手段６に吸収された赤外線を、ＡＤ変換器７にてデジタル出力信号に変換し、青果物１０からの反射光の情報を制御手段８に送信する。そして、後述する制御手段８にて、スペクトル分析を行なうことにより、残留農薬測定装置１に載置される青果物１０に対して残留農薬の種類や濃度の検出、及び適合個体か不適合個体かの判断を実施する。

前述同様、本発明に係る残留農薬測定装置１では、赤外線を用いて青果物１０の表面に付着した残留農薬の濃度を測定するシステムであるため、測定される青果物１０表面を最適な位置（以下、焦点位置とする。）に調節しなければ、正確な青果物１０表面のスペクトルを得ることができない。
詳しくは、測定される青果物１０表面の位置が最適でない場合は、検知手段６で受ける反射光の強度が弱くなるため、スペクトルの波形において波長に応じた強度の違い（スペクトルの凹凸）がはっきりと識別できなくなり、その結果残留農薬濃度等が正確に判断できなくなるのである。

そこで、作業者等がコンテナ等に載せられている青果物１０の中から適宜選び出して次々と青果物１０を取り出し、該青果物１０が載置された載置台２３を残留農薬測定装置１の支持台２０上に載置してスペクトル分析を行い、表示部８ｂに表示されたスペクトルの波形において波長に応じた強度の違い（スペクトルの凹凸）がはっきりと識別できる青果物１０に対してのみ残留農薬の種類や濃度を測定し、該残留農薬濃度等に基いて青果物１０が適合個体であるか、不適合個体であるか判断を行なうのである。
ここで、予め、制御手段８には、スペクトルのエネルギーが最大となる赤外線の最適位置（焦点距離）を、青果物１０の種類に応じた平均的な表面位置に設定しておくと好ましい。

但し、前述したように、照射用ミラー１３及び受光用ミラー１７はシリンダ等のアクチュエータを用いて高さ調節が可能であり、該照射用ミラー１３及び受光用ミラー１７の高さに応じてミラー１２・１８・１９の角度がモータ等のアクチュエータを用いて自動で調節可能であるため、前記スペクトルのエネルギー若しくは強度若しくは強度の凹凸が大きい位置で残留農薬濃度等を測定して、該青果物１０が適合個体か不適合個体か判断する構成としても良い。

この場合は、作業者等が表示部８ｂに表示されるスペクトルを見ながら照射用ミラー１３及び受光用ミラーの高さ調節を行うシステムでも良いし、照射用ミラー１３及び受光用ミラー１７が自動で上下する間に、演算記憶部８ａにおいてスペクトルのエネルギー若しくは強度若しくは強度の凹凸が大きい焦点位置を探し（演算し）、該焦点位置において残留農薬の種類及び濃度を測定し、適合個体と不適合個体の判断を行なうシステムであっても良い。

そして、前記残留農薬濃度等の測定の結果、適合個体が多いコンテナ等は、コンテナ等を適合個体である青果物１０・１０・・・の集合（ロット）とすることができる。逆に、不適合個体が多いコンテナ等は、コンテナ等を不適合個体である青果物１０・１０・・・の集合（ロット）とすることができる。前記コンテナ１つに対して、複数個の青果物についてこのような測定を施すことが好ましい。

このように、青果物１０を載置する載置台２３を具備し、前記赤外線の焦点位置を、前記支持台２０上に載置された載置台２３上の該青果物１０の上表面に調節可能としたので、青果物１０表面に付着した残留農薬濃度等を測定する場合に、青果物１０を破壊することなく青果物１０表面の残留農薬濃度等を測定することができる。これによって、時間をかければ全数検査もできるようになる。

本発明の一実施例に係る搾汁容器使用時の残留農薬測定装置を示す正面図。 同じく斜視図。 受光した赤外線のスペクトルを示すグラフ。 載置台使用時の残留農薬測定装置を示す正面図。 同じく斜視図。

符号の説明

１ 残留農薬測定装置
９ 搾汁
１０ 青果物
２０ 支持台
２１ 支持壁
２２ 搾汁容器
２３ 載置台

Claims (3)

1. 赤外分光光度計を利用して青果物の残留農薬濃度等を測定する残留農薬測定装置であって、
   該青果物の搾汁を溜める搾汁容器と、
   該搾汁容器が載置される支持台と、を具備し、
   照射される赤外線の焦点位置を該搾汁の水面に調節可能としたことを特徴とする残留農薬測定装置。
2. 青果物を載置する載置台を具備し、
   前記赤外線の焦点位置を、前記支持台上に載置された載置台上の該青果物の上表面に調節可能としたことを特徴とする請求項１に記載の残留農薬測定装置。
3. 赤外分光光度計を利用して青果物の残留農薬濃度等を測定する残留農薬測定方法であって、
   該青果物から搾汁を取り出し、
   該搾汁を容器に注入し、
   該搾汁表面に焦点位置を合わせて赤外線を照射し、
   該赤外線の反射光から得たスペクトルを基に青果物の残留農薬濃度を測定することを特徴とする残留農薬測定方法。

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