JP2018084446A

JP2018084446A - 果実の食べ頃評価方法及び評価装置

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Publication number: JP2018084446A
Application number: JP2016226485A
Authority: JP
Inventors: 晶文池羽田; Akifumi Ikehata; 安紘上平; Yasuhiro Kamihira
Original assignee: National Agriculture and Food Research Organization
Current assignee: National Agriculture and Food Research Organization
Priority date: 2016-11-22
Filing date: 2016-11-22
Publication date: 2018-05-31

Abstract

【課題】収穫後の果実の食べ頃評価を、非破壊で得られる評価指標を用いて定量的に行う。【解決手段】果実に光を照射する光源２と、光が照射された果実からの透過光又は反射光を分光・検出する分光検出部３と、分光検出部の出力から透過光又は反射光のスペクトルデータを取得し、スペクトルデータを演算処理して、吸光度指標を出力する演算処理部４を備え、演算処理部４は、吸収波長９６０ｎｍの吸光度と吸収波長８１０ｎｍの吸光度の差分から求められる吸光度指標を果実の食べ頃評価指標として出力する。【選択図】図５

Description

本発明は、収穫した果実の食べ頃を非破壊評価する方法及び装置に関するものである。

収穫後の果実は、食べ頃に熟しているかどうかの評価が難しく、例えば、糖度が同等であっても未熟な硬い果実と完熟した柔らかい果実では食味が大きく異なる。食べ頃に熟したかどうかの評価は、現状では、熟練者が外観（色味、大きさ）及び蝕感（硬度）で主観的に評価するしかなく、物理的・化学的特性に基づく定量的な非破壊迅速評価法が求められている。

一方で、果実の選別技術（選果機）においては、大きさ、重量、糖度などを各種センサや画像処理技術を用いて測定し選別することが実用化されている。これらの確立した選別技術に、食べ頃が評価できる熟し度合いの指標を付加することができれば、出荷時期をより精密にコントロールすることができるなど、果実の商品価値を更に高めることできる。

果実の熟度判定に関しては、下記特許文献１，２のような従来技術が提案されている。

特許文献１では、測定すべき果実に振動を与え、その果実に与えた振動の果実内部での振動伝搬速度と振動伝搬の減衰率の少なくとも一方を測定することにより、果実の熟度を測定することが提案されている。

また、特許文献２では、分光分析による非破壊判定で果実の熟度を判定する方法が提案されており、クロロフィル含有量と高い相関を持つ吸光度指標を用い、推定されたクロロフィル含有量を基に熟度判定を行うことが提案されている。

特開平９−２３６５８７号公報特開２０１２−７８２０６号公報

前述した特許文献１に記載の従来技術は、これによって適熟以後の食べ頃を評価しようとすると、熟し度合いが進んで軟化した果実に振動を加えることになるので、振動による品質劣化の懸念があり、食べ頃を評価するような熟し度合いの進んだ果実には適さない。

これに対して、特許文献２に記載の従来技術は、分光分析による非破壊判定であるから、特許文献１に記載される方法のような品質劣化の懸念は解消されている。しかしながら、クロロフィルは、未熟な果実中に多く含有され、収穫適期に近づくにつれて、その含有量が急速に減少し、収穫後の果実ではクロロフィルは微量であって、その後殆ど含有量に変化がみられない。このため、クロロフィル含有量は、樹上での未熟・適熟判定を行う評価指標には適するが、収穫後の追熟期間における食べ頃評価には適さない。

本発明は、このような問題に対処するために提案されたものである。すなわち、本発明は、収穫後の果実の食べ頃評価を、非破壊で得られる評価指標を用いて定量的に行うことを課題としている。

このような課題を解決するために、本発明は、以下の構成を具備するものである。

分光法による吸光度測定を行うことで収穫された果実の食べ頃を非破壊評価する方法であって、水溶性ペクチンが増加する際に変化する吸収波長の吸光度指標によって、食べ頃評価を行うことを特徴とする果実の食べ頃評価方法。

評価対象である果実に光を照射する光源と、前記光が照射された果実からの透過光又は反射光を分光・検出する分光検出部と、前記分光検出部の出力から前記透過光又は反射光のスペクトルデータを取得し、当該スペクトルデータを演算処理して、吸光度指標を出力する演算処理部を備え、前記演算処理部は、吸収波長９６０ｎｍの吸光度と吸収波長８１０ｎｍの吸光度の差分から求められる吸光度指標を果実の食べ頃評価指標として出力することを特徴とする果実の食べ頃評価装置。

本発明は、前述した特徴を備えることで、収穫後の熟し度合いに応じて増加する水溶性ペクチンの変化を吸光度指標で把握することで、果実の食べ頃を定量的に評価することができる。

ペクチンが加水分解する過程での時系列的なスペクトル変化を示すグラフである。追熟期間のモモ果実の水溶性ペクチン抽出量（ＷＳＰ）の測定結果を示したグラフである。収穫後の果実（モモ）の吸光度スペクトルの一測定例を示すグラフである。吸収波長８１０ｎｍの吸光度の差分から求められる各吸収波長の吸光度指標の一測定例を示したグラフであり、（ａ）は、未熟状態の果実から求めた吸光度指標の時系列変化を示しており、（ｂ）は、適熟状態の果実から求めた吸光度指標の時系列変化を示している。本発明の実施形態に係る食べ頃評価装置の基本構成を示した説明図である。

以下、本発明の実施形態を説明する。本発明の実施形態に係る果実の食べ頃評価方法は、分光法による吸光度測定を行う非破壊評価する方法であって、水溶性ペクチンが増加する際に変化する吸収波長の吸光度指標によって、食べ頃評価を行う。

本発明によると、果実の熟し度合いが進行する過程で、果実の軟化と共に増加する水溶性ペクチンに着目して、分光法による吸光度測定の結果から、水溶性ペクチンが増加する際に変化する吸光波長を用いて、収穫後の果実の熟し度合いを適正に評価可能な吸光度指標を導き出した。

図１は、ペクチンが加水分解する過程での時系列的なスペクトル変化を示している。ここでは、ペクチンの主薬に分解酵素（ポリガラクツロナーゼ）を混合させて加水分解を進行させ、時間ゼロの吸光度分布と時間経過後の吸光度分布の差分を示している。図から明らかなように、ペクチンの加水分解では、吸収波長９６０ｎｍの吸光度が時間経過と共に徐々に大きく変化している。

また、図２は、追熟期間のモモ果実の水溶性ペクチン抽出量（ＷＳＰ）の測定結果（平均と標準偏差）を示している。ここでは、モモ果肉からアルコール不溶性固形物（AIS: alcohol-insoluble solids）を抽出し、AISを蒸留水40 mLに室温で12時間浸漬し、遠心分離後、上清液を水溶性ペクチン溶液として抽出した。図から明らかなように、追熟期間０日から７日の間に、水溶性ペクチン抽出量（ＷＳＰ）が徐々に増加していること分かる。

これに対して、図３は、収穫後の果実（モモ）の吸光度スペクトルの一測定例を示している。図示の矢印に沿って、各吸収波長の吸光度は時系列変化（収穫後１日毎の変化）する。図から明らかなように、クロロフィルの含有量を表す吸収波長６７０ｎｍの吸光度は、収穫後の数日は大きく変化しておらず、収穫後の食べ頃評価の指標としては適さない。

本発明は、果実（モモ）の追熟期間で水溶性ペクチン抽出量が時間経過と共に増加することから、ペクチンの加水分解過程で時系列的に大きく変化する吸収波長９６０ｎｍの吸光度を用いて、果実の熟し度合いを定量化できることを見出した。吸収波長９６０ｎｍの吸光度指標は、果実の熟し度合いを定量化することで、適熟以後の食べ頃を評価することが可能になる。

そして、図３から明らかなように、吸光度分布は、吸収波長８１０ｎｍで極小になり、吸収波長８１０ｎｍ〜９６０ｎｍの波長範囲の吸光度分布が時系列変化に伴って同様に低下していることから、ペクチン加水分解の変化を単独で捉えるために、吸収波長９６０ｎｍの吸光度と吸収波長８１０ｎｍの吸光度の差分から求められる吸光度指標を適熟以後の食べ頃を評価できる指標として提案した。

図４（ａ），（ｂ）は、吸収波長８１０ｎｍの吸光度の差分から求められる各吸収波長の吸光度指標の一測定例を示している。図４（ａ）は、未熟状態の果実から求めた吸光度指標の時系列変化を示しており、図４（ｂ）は、適熟状態の果実から求めた吸光度指標の時系列変化を示している（図示の矢印方向が時間経過を示している）。

図４（ａ）で示す未熟状態の果実から求めた吸光度は、クロロフィル含有量を表す吸収波長６７０ｎｍの吸光度における時系列変化が大きく現れている。図４（ｂ）では、クロロフィルの含有量を表す吸収波長６７０ｎｍの吸光度の時系列変化は小さくなっているが、吸収波長９６０ｎｍの吸光度における時系列変化が大きくなっている。

前述したように、吸収波長９６０ｎｍの吸光度は、水溶性ペクチン量の変化を推定できる分光的インデックスであり、エチレン産生量や果実硬度などといった、その他の熟度関連指標とも高い相関関係がみられる値である。このため、吸収波長９６０ｎｍの吸光度と吸収波長８１０ｎｍの吸光度の差分から求められる吸光度指標の時系列変化は、追熟期間の食べ頃を適正に評価する上で有効な指標であると言える。

図５は、本発明の実施形態に係る食べ頃評価装置の基本構成を示している。食べ頃評価装置１は、評価対象である果実Ｆに光を照射する光源２と、光が照射された果実Ｆからの透過光又は反射光を分光・検出する分光検出部３と、分光検出部３の出力から透過光又は反射光のスペクトルデータを取得し、このスペクトルデータを演算処理して、吸光度指標を出力する演算処理部４とを備えている。

演算処理部４は、パーソナルコンピュータなどで構成することができ、吸収波長９６０ｎｍの吸光度と吸収波長８１０ｎｍの吸光度の差分から求められる吸光度指標を果実の食べ頃評価指標として出力する。

現在、モモなどの選果機には、糖度を非破壊的に評価する光センサーが実装されているが、糖度評価に使用する光センサーの波長領域は、光源２の波長領域と同等であるので、このような光センサーを備えた選果機に前述した食べ頃評価装置１を組み込むことが可能になる。このように選果機に前述した食べ頃評価装置１を組み込むことで、果実の出荷時期を食べ頃を考慮して更に厳密にコントロールすることが可能になる。

１：食べ頃評価装置，２：光源，３：分光検出部，４：演算処理部

Claims

分光法による吸光度測定を行うことで収穫された果実の食べ頃を非破壊評価する方法であって、
水溶性ペクチンが増加する際に変化する吸収波長の吸光度指標によって、食べ頃評価を行うことを特徴とする果実の食べ頃評価方法。
前記吸光度指標は、吸収波長９６０ｎｍの吸光度と吸収波長８１０ｎｍの吸光度の差分から求められることを特徴とする請求項１に記載された果実の食べ頃評価方法。
前記果実がモモであることを特徴とする請求項１又は２に記載された果実の食べ頃評価方法。
評価対象である果実に光を照射する光源と、
前記光が照射された果実からの透過光又は反射光を分光・検出する分光検出部と、
前記分光検出部の出力から前記透過光又は反射光のスペクトルデータを取得し、当該スペクトルデータを演算処理して、吸光度指標を出力する演算処理部を備え、
前記演算処理部は、吸収波長９６０ｎｍの吸光度と吸収波長８１０ｎｍの吸光度の差分から求められる吸光度指標を果実の食べ頃評価指標として出力することを特徴とする果実の食べ頃評価装置。