JP2021076536A - 鮮度計測システム - Google Patents

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Abstract

【課題】従来よりも簡易な方法で生鮮食品の鮮度を定量的に評価することが可能な鮮度計測システムを提供すること。【解決手段】実施形態の鮮度計測システムは、照射部、測定部及び処理部を備える。照射部は、検査対象が放出する成分の濃度に応じて蛍光の強度が変化する蛍光体に励起光を照射する。測定部は、前記蛍光体が発する蛍光の強度を測定する。処理部は、前記強度を用いて前記検査対象の鮮度指標を求める。前記鮮度指標は例えばＫ値である。【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、鮮度計測システムに関する。
肉又は魚などの生鮮食品の鮮度を評価する方法は、例えば、感覚評価法、化学的評価法及び物理的評価法などのように様々な種類がある。感覚評価法は、生鮮食品の外観の色、傷、臭い及び触感などを頼りに人間の感覚を用いて評価する方法である。化学的評価法は、ヒスタミン、トリメチルアミン（ＴＭＡ（trimethylamine））又は核酸関連化合物などの量又は濃度などを測定することで評価する方法である。そして、物理的評価法は、生鮮食品の硬直指数、テクスチャ又はインピーダンスなどを測定することで評価する方法である。
化学的評価法の例として、核酸関連化合物であるアデノシン三リン酸（ＡＴＰ（adenosine triphosphate））の分解度を電気泳動法の指数として評価するＫ値を鮮度の評価指数に用いる方法が知られている。
生鮮食品の鮮度を評価する方法は、感覚評価法が主流である。しかしながら、感覚評価法は、評価者の主観を頼りとするため、定量的な評価が難しい。また、化学的評価法であるＫ値を用いた電気泳動法などは、食品から試料を採取して分析を行う必要がある。さらに、Ｋ値を用いた電気泳動法などは、高価な分析機器を用いる必要もある。
また、蛍光反応を鮮度指標として用いる方法もあるが、蛍光状態を目視で評価するため、定量的な評価が難しい。
特開２０１５−１８４３３２号公報
本発明の実施形態が解決しようとする課題は、従来よりも簡易な方法で生鮮食品の鮮度を定量的に評価することが可能な鮮度計測システムを提供することである。
実施形態の鮮度計測システムは、照射部、測定部及び処理部を備える。照射部は、検査対象が放出する成分の濃度に応じて蛍光の強度が変化する蛍光体に励起光を照射する。測定部は、前記蛍光体が発する蛍光の強度を測定する。処理部は、前記強度を用いて前記検査対象の鮮度指標を求める。
第１実施形態に係る鮮度計測システムの構成の一例を示す図。 核酸関連物質の分解過程を示す図。 図１中の蛍光体ユニットの平面図。 図３中の蛍光構造体を概略的に示す斜視図。 図４に示す蛍光構造体の拡大断面図。 凝集誘起蛍光体の消光メカニズムを説明するための図。 酢酸を対象成分とした実施例で得られた画像をまとめた図。 トリエチルアミンを対象成分とした実施例で得られた画像をまとめた図。 真あじの保存時間と、蛍光体ユニットの蛍光強度及びＫ値との関係の一例を示すグラフ。 図１のＡ−Ａ線断面図と図１中の光センサーを説明するための図とを含む図。 図１のＡ−Ａ線断面図と図１中の光センサーを説明するための図とを含む図。 図１中の処理装置の要部回路構成の一例などを示すブロック図。 図１２中のプロセッサーによる処理の一例を示すフローチャート。 図１中の表示装置に表示される計測画面の一例を示す図。 図１中の表示装置に表示される結果画面の一例を示す図。 第２実施形態に係る鮮度計測システムの構成の一例を示す図。 励起光源及び光センサーの配置の変形例を示す図。
以下、いくつかの実施形態に係る鮮度計測システムについて図面を用いて説明する。なお、以下の実施形態の説明に用いる各図面は、各部の縮尺を適宜変更している場合がある。また、以下の実施形態の説明に用いる各図面は、説明のため、構成を省略して示している場合がある。また、各図面及び本明細書中において、同一の符号は同様の要素を示す。
〔第１実施形態〕
図１は、第１実施形態に係る鮮度計測システム１の構成の一例を示す図である。鮮度計測システム１は、一例として、測定装置１００、測定容器２００、蛍光体ユニット３００、処理装置４００及び表示装置５００を含む。
測定装置１００は、蛍光体ユニット３００が備える蛍光構造体３２０の蛍光強度を測定又は計測する。測定装置１００は、一例として、制御回路１１０、励起光源１２０、光センサー１３０、カットフィルター１４０、ＡＤＣ（analog-to-digital converter）１５０、処理Ｉ／Ｆ１６０及び電源１７０を含む。
制御回路１１０は、例えば、励起光源１２０を駆動する駆動回路などを含む回路基板である。また、制御回路１１０は、例えば、測定装置１００の各部を接続する配線を含む回路基板である。また、制御回路１１０は、例えば、測定装置１００の各部の制御に用いるＩＣ（integrated circuit）などを含む回路基板である。また、制御回路１１０は、必要に応じてアンプ及びＡＤ変換回路の少なくともいずれかを含んでも良い。ＡＤ変換回路は、光センサー１３０が出力するアナログ信号をデジタル信号に変換する。アンプは、光センサー１３０が出力する信号を増幅する。
励起光源１２０は、蛍光構造体３２０を励起させる光を放射する光源である。典型的には、励起光源１２０は、主に紫外線を放射する。なお、本明細書及び特許請求の範囲において、「光」は、可視光領域外の波長の光（電磁波）も含むものとする。以上より、励起光源１２０は、蛍光体に励起光を照射する照射部の一例である。
光センサー１３０は、蛍光構造体３２０の蛍光強度を測定するためのセンサーである。光センサー１３０は、蛍光構造体３２０が発する蛍光の波長と同一の波長の光の強度を測定可能なセンサーである。光センサー１３０は、例えば、フォトダイオード、フォトレジスター、フォトトランジスタ、光電管、光導電セル、光起電力セル又はカメラなどである。光センサー１３０がカメラである場合、当該カメラは、例えばＣＣＤ（charge-coupled device）イメージセンサー又はＣＭＯＳ（complementary metal-oxide-semiconductor）イメージセンサーなどのイメージセンサーを備える。なお、光センサー１３０は、光の強度として、例えば、光強度〔Ｗ（ワット）〕、又は光度、輝度若しくは照度などの視感度に基づく信号を出力する。また、光センサー１３０がカメラである場合、光センサー１３０は、例えば、画像信号を出力する。以上より、光センサー１３０は、蛍光構造体３２０が発する蛍光の強度を測定する測定部の一例である。
カットフィルター１４０は、励起光源１２０が放射する光の波長帯の光をカットするフィルターである。カットフィルター１４０は、典型的には紫外線を含む波長領域の光をカットするＵＶ（ultraviolet）カットフィルターである。カットフィルター１４０は、紫外線をカットすることで励起光源１２０が放射する光が光センサー１３０に入射することを防ぐ。
ＡＤＣ１５０は、入力されるアナログ信号をデジタル信号に変換して出力する。なお、
ＡＤＣ１５０は、光センサー１３０に内蔵されていても良い。
処理Ｉ／Ｆ１６０は、ＡＤＣ１５０が出力する信号を処理装置４００に出力する。
電源１７０は、測定装置１００の各部に電力を供給する。
測定容器２００は、一例として、トレイ２１０及びフィルム２２０を含む。また、測定容器２００は、食品２３０などを入れるために用いる。
トレイ２１０は、例えば、食品２３０などを載せるための食品トレイである。
フィルム２２０は、食品２３０を載せたトレイ２１０を包装するフィルムである。フィルム２２０によって包装された測定容器２００は、密封状態となる。
食品２３０は、例えば、魚又は肉などの生鮮食品である。あるいは、食品２３０は、その他の水産物、又は畜産物などであっても良い。食品２３０は、鮮度計測の検査対象である。
食品２３０は、鮮度が落ちるとともに特定の化学成分（以下、対象成分という）を放出する。この対象成分の濃度を用いることで食品２３０の鮮度を評価することができる。対象成分は、例えば、有機酸及びアミン化合物などである。
ここで、対象成分について詳細に説明する。生鮮食品は、腐敗や劣化時に、１種類又は複数種類の対象成分を気相中に放出し得る。対象成分には、例えば、アルデヒド類及びカルボン酸類などの酸性成分や、アルコール類や、アンモニア、アミン類などの塩基性成分や、エステル類、及びケトン類が挙げられる。アルデヒド類は、例えば、ヘキサナール、３−メチルブタナール、ノナナール、イソバレルアルデヒドなどを含む。カルボン酸類は、例えば、ギ酸、酢酸、イソ吉草酸などで又はこれらの混合物を含む。アミン類は、例えば、トリメチルアミン、ジメチルアミン、１，２−エチレンジアミン、１，３−プロパンジアミン、１，４−ブタンジアミン、１，５−ペンタンジアミン、１，６−ヘキサンジアミン、スペルミジン、スペルミン、ヒスタミン、トリプタミン又はこれらの混合物を含む。アルコール類は、例えば、エタノール、イソプロピルアルコール、３−メチル−１−ブタノール、１−ペンタノール、１−ブタノール又はこれらの混合物を含む。エステル類は、例えば、酢酸エチル、酢酸メチル、プロピオン酸エチルなどを含む。ケトン類は、例えば、メチルエチルケトン、アセトン、メルカプトアセトンなどを含む。
また、食品２３０などの生鮮食品に含まれるアデノシン三リン酸（ＡＴＰ）は、図２に示すように、ＡＴＰからアデノシン二リン酸（ＡＤＰ（adenosine diphosphate））に、ＡＤＰからアデノシン一リン酸（ＡＭＰ（adenosine monophosphate））に、ＡＭＰからイノシン一リン酸（ＩＭＰ（inosine monophosphate））に、ＩＭＰからイノシン（ＨｘＲ（hypoxanthine riboside））に、ＨｘＲからヒポキサンチン（Ｈｘ（hypoxanthine））に分解していく。ＡＴＰ、ＡＤＰ、ＡＭＰ、及びＩＭＰは鮮度の高い食品に含まれる物質であり、ＨｘＲ及びＨｘは、鮮度の低い食品に含まれる物質である。これを用いた鮮度指標がＫ値である。Ｋ値は、例えば以下の（Ａ）式のように表すことができる。
Ｋ＝（（ＨｘＲ＋Ｈｘ）／（ＡＴＰ＋ＡＤＰ＋ＡＭＰ＋ＩＭＰ＋ＨｘＲ＋Ｈｘ））×１００［％］ （Ａ）
すなわち、Ｋ値は、ＡＴＰ、ＡＤＰ、ＡＭＰ、ＩＭＰ、ＨｘＲ、及びＨｘの合計量に占めるＨｘＲ及びＨｘの合計量の割合を百分率で示したものである。なお、Ｋ値は、高いほど鮮度が悪く、低いほど鮮度が良いことを示す。食品中のＡＴＰ、ＡＤＰ、ＡＭＰ、ＩＭＰ、ＨｘＲ、及びＨｘの量は、例えば、高速液体クロマトグラフィー又は電気泳動法で算出される。一般的に、Ｋ値が６０％以上である場合、その食品は腐敗していると判定される。Ｋ値による評価は、食品の鮮度を比較的正確に示すことができる。
図３は、蛍光体ユニット３００の平面図である。蛍光体ユニット３００は、一例として、基部３１０、蛍光構造体３２０、白色標準板３３０及び黒色標準板３４０を含む。蛍光体ユニット３００は、基部３１０、蛍光構造体３２０及び白色標準板３３０を備える。
基部３１０は、蛍光構造体３２０、白色標準板３３０及び黒色標準板３４０が取り付けられている。基部３１０の材料は、耐水性、耐酸性、及び耐アルカリ性を有するものが好ましい。また、基部３１０自体に蛍光を発することがない物が好ましいが、蛍光を発するものでも蛍光構造体３２０の蛍光測定時に影響を与えなければ特に制限されるものではない。基部３１０は、例えば、透明なシート状の樹脂などである。
蛍光構造体３２０は、食品２３０から発生する対象成分に反応して、蛍光の強度が変わる。蛍光構造体３２０は、例えば、測定容器２００内の気体Ｇ中の対象成分の濃度が高いほど蛍光の強度が弱くなる。すなわち、蛍光構造体３２０は、蛍光の強度が強いほど食品２３０の鮮度が良く、蛍光の強度が弱いほど食品２３０の鮮度が悪いことを示す。あるいは、蛍光構造体３２０は、気体Ｇ中の対象成分の濃度が高いほど蛍光の強度が強くなるものであっても良い。すなわち、蛍光構造体３２０は、蛍光の強度が強いほど食品２３０の鮮度が悪く、蛍光の強度が弱いほど食品２３０の鮮度が良いことを示すものであっても良い。なお、気体Ｇは、対象成分を含む混合気体であっても良いし、対象成分を分散質とするエアロゾルであっても良い。
蛍光構造体３２０は、検査対象が放出する対象成分の濃度に応じて蛍光の強度が変化する蛍光体の一例である。
以下、蛍光構造体３２０の一例について説明する。
図４は、実施形態に係る蛍光構造体を概略的に示す斜視図である。図４に示す蛍光構造体３２０は、基材３２１と、図示しない蛍光体層とを含む。図５は、図４に示す蛍光構造体の拡大断面図である。図４及び図５に示す蛍光構造体３２０は、基材３２１として濾紙を用いた例である。基材３２１の繊維３２１ａには、蛍光体層３２２が担持される。蛍光体層３２２は、基材３２１の繊維３２１ａに固着した凝集誘起蛍光体３２２ａを含む。
基材３２１は、水を含浸可能なものであれば、その形状及び材料等に制限はない。基材３２１は、例えば、多孔質体又は網目構造体である。基材３２１の形状は、図４に示すように円形であってもよく、多角形状であってもよい。基材３２１の厚みは、例えば、０．１ｍｍ以上１．０ｍｍ以下である。これは、凝集誘起蛍光体から発する蛍光量が確保できれば特に限定されるものではなく、また逆に、厚すぎて基材内部での凝集誘起蛍光体と腐敗成分との反応の妨げにならない程度であればよい。
基材３２１は、例えば、合成繊維、無機繊維、天然繊維又はこれらの混合物を含む。合成繊維の例は、ポリオレフィン系繊維、及びセルロース系繊維を含む。無機繊維の例は、ガラス繊維、金属繊維、アルミナ繊維、及び活性炭素繊維を含む。天然繊維の例は、木材パルプ、及び麻パルプを含む。基材３２１は、ガラス繊維からなる層であることが好ましい。
蛍光体層３２２は、凝集誘起蛍光体３２２ａを含み、好ましくは、凝集誘起蛍光体３２２ａのみからなる。蛍光体層３２２は、基材３２１に担持される。蛍光体層３２２は、基材３２１の繊維３２１ａなどの表面上に薄層状に担持されることが好ましい。
蛍光体層３２２の厚みは、２５℃でありかつ相対湿度１００％の環境中に放置することにより、その蛍光強度が十分に小さくなる厚みであることが好ましい。ここで、蛍光強度が十分に小さくなるとは、例えば、２５℃でありかつ相対湿度１００％の環境中に放置した場合の蛍光強度を、１０℃でありかつ相対湿度２０％の環境中に放置した場合の蛍光強度を１００％とした相対値として算出したときに、３０％以下となることをいう。
蛍光体層３２２の厚みは、蛍光構造体３２０の蛍光強度に影響し得る。すなわち、蛍光体層３２２を適度に厚くすると、蛍光構造体３２０の蛍光強度が強まる傾向にある。一方、蛍光体層３２２を過剰に厚くすると、鮮度の変化に応じた蛍光強度の変化が小さくなる。蛍光体層３２２の厚みは、３０ｎｍ以下であることが好ましく、２０ｎｍ以下であることがより好ましい。蛍光体層３２２の厚みは、生鮮食品の腐敗や劣化により放出される対象成分の放出量に応じて、その鮮度の変化を確認し易い範囲に調整されることが望ましい。蛍光体層３２２の厚みは、例えば、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ（transmission electron microscopy））により確認できる。
凝集誘起蛍光体３２２ａは、図５に示すように粒状層としての蛍光体層３２２を形成していてもよく、隙間を有していない連続膜としての蛍光体層３２２を形成していてもよい。粒状層としての蛍光体層３２２において、各粒子は凝集誘起蛍光体３２２ａの分子を複数含み、粒子内の各位置から粒子表面を結ぶ最短の直線上に位置する凝集誘起蛍光体３２２ａの分子の数は、例えば、１０以下である。
凝集誘起蛍光体３２２ａは、極性官能基を有することが好ましい。極性官能基を含む凝集誘起蛍光体３２２ａは、対象成分と反応し易く、蛍光体ユニットを用いた鮮度評価の精度が高まり得る。また、水への溶解性又は分散性が高い傾向にある。極性官能基は、酸性官能基であってもよく、塩基性官能基であってもよい。酸性官能基としては、カルボキシル基及びスルホ基を挙げることができる。塩基性官能基としては、水酸基、及びアミノ基を挙げることができる。凝集誘起蛍光体３２２ａは、酸性官能基又は塩基性官能基を、複数種類含んでいてもよい。凝集誘起蛍光体３２２ａは、１分子中にカルボキシル基を２以上含んでいることが好ましい。
凝集誘起蛍光体３２２ａとしては、構造式（２）に示すテトラフェニルエチレン骨格、構造式（３）に示すシロール骨格、又は、構造式（４）に示すホスホールオキシド骨格を有するものを用いることができる。なお、これらの化合物は、それぞれ、シス体であってもよく、トランス体であってもよく、シス体とトランス体との混合物であってもよい。
Figure 2021076536
Figure 2021076536
Figure 2021076536
凝集誘起蛍光体３２２ａは、下記一般式（Ｉ）で表されるテトラフェニルエチレン誘導体を含むことが好ましい。下記一般式（Ｉ）で表される化合物は、対象成分との反応性に優れている。
Figure 2021076536
 （式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４は、互いに独立して、−Ｌ１Ｍ１、−（ＣＨ２）ｍ−Ｌ2Ｍ２、−Ｘ−（ＣＨ２）ｎ−Ｌ３Ｍ３、−Ｙ−（ＣＨ２）ｏ−Ｚ−（ＣＨ２）ｐ−Ｌ４Ｍ４
（ここで、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４は、互いに独立して、−ＣＯ２−又は−ＳＯ３−を表し、Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４は、互いに独立して、水素原子又はカチオンを表し、Ｘ、Ｙ、Ｚは、互いに独立して、−Ｏ−、−ＮＨ−、又は−Ｓ−を表し、ｍ、ｎ、ｏ、ｐは、互いに独立して、１〜６の整数を表す）、水素原子、ハロゲン原子、水酸基、ニトロ基、カルバモイル基、炭素数１〜６のアルキル基、炭素数１〜６のハロアルキル基、炭素数２〜６アルケニル基、炭素数３〜１０のシクロアルキル基、炭素数１〜６のアルキルオキシ基、炭素数２〜６のアシル基、アミノ基、炭素数１〜６のアルキルアミノ基、炭素数６〜１０のアリール基、及び炭素数５〜１０のヘテロアリール基からなる群から選択され、かつ、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４のうちの少なくとも２つは、互いに独立して、−Ｌ１Ｍ１、−（ＣＨ２）ｍ−Ｌ2Ｍ２、−Ｘ−（ＣＨ２）ｎ−Ｌ３Ｍ３、及び−Ｙ−（ＣＨ２）ｏ−Ｚ−（ＣＨ２）ｐ−Ｌ４Ｍ４（ここで、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４、Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４、Ｘ、Ｙ、Ｚ、ｍ、ｎ、ｏ、及びｐは上記の通りである）からなる群から選択される。）
テトラフェニルエチレン誘導体の具体例としては、下記の構造式（５）、（７）、（９）、及び（１０）に示す化合物をあげることができる。
Figure 2021076536
Figure 2021076536
Figure 2021076536
Figure 2021076536
この蛍光構造体３２０は、例えば、以下の方法により製造する。
先ず、有機溶媒に凝集誘起蛍光体３２２ａを溶解させて、処理液を準備する。有機溶媒の種類は、凝集誘起蛍光体３２２ａを溶解可能なものであればよく、蒸発温度が低いものが好ましい。有機溶媒としては、例えば、エタノール、を用いる。処理液における凝集誘起蛍光体３２２ａの濃度は、例えば、上記構造式（７）に示す化合物を用いた場合５０μＭ（重量モル）以上１ｍＭ（重量モル）以下とする。
次に、基材３２１を処理液に浸漬して処理液を含浸させた後、処理液内から基材３２１を引上げ、これを乾燥させる。なお、スポイト等を用いて処理液を滴下することにより、基材３２１に処理液を含浸させてもよい。このようにして、蛍光構造体３２０を得る。蛍光構造体３２０は、典型的には、有機溶媒を含まない。
白色標準板３３０及び黒色標準板３４０は、蛍光構造体３２０の蛍光強度測定の基準となる。
白色標準板３３０は、光を拡散反射する白色の板又はシートなどである。白色標準板３３０は、反射率が高いほど良い。理想的な白色標準板３３０は、反射率１００％である。
黒色標準板３４０は、黒色の板又はシートなどである。黒色標準板３４０は、反射率が低いほど良い。理想的な黒色標準板３４０は、反射率０％である。
また、蛍光体ユニット３００は、水を保持する。例えば、蛍光構造体３２０が水を保持する。あるいは、蛍光構造体３２０及び基部３１０が水を保持する。蛍光体ユニット３００において、凝集誘起蛍光体３２２ａの質量に対する水の質量は、例えば、０．５以上である。
蛍光体ユニット３００の製造に際しては、先ず、蛍光構造体３２０を水中に浸漬して水を含浸させた後、水中から引き上げる。なお、スポイト等を用いて水を滴下することにより、蛍光構造体３２０に水を含浸させてもよく、蛍光構造体３２０を水蒸気に暴露することにより水を含ませてもよい。水の種類は、蒸留水、純水、イオン交換水又はこれらの混合物を用い得る。
水中から引き上げた蛍光構造体３２０を、接着剤や粘着テープなどの接合部材を用いて基部３１０に取り付ける。あるいは、基部３１０の一部に切り込みや貫通孔を設けて、この切り込み又は貫通孔に蛍光構造体３２０をはめ込んで固定してもよい。このようにして、蛍光体ユニット３００を得る。なお、蛍光構造体３２０と基部３１０とを一体化させた後、これを水に浸漬させることにより蛍光体ユニット３００を得てもよい。
上記の通り、実施形態に係る蛍光体ユニット３００は、蛍光構造体３２０と、基材３２１に担持された水とを含む。水の含有量は、蛍光体ユニット３００の蛍光が微弱になる又は無蛍光となる量であればよい。すなわち、蛍光構造体３２０は、水を含むことにより、蛍光が微弱あるいは無蛍光となる。
図１０及び図１１は、図１のＡ−Ａ線断面図と光センサー１３０を説明するための図とを含む図である。なお、図１のＡ−Ａ線断面図は、測定容器２００及び蛍光体ユニット３００の断面図である。また、図１０及び図１１は、図１のＡ−Ａ線断面図を一部省略して示している。図１０及び図１１には、対象成分（Ｘ）も示している。
蛍光体ユニット３００は、図１０及び図１１に示すように、蛍光構造体３２０が食品２３０のある側を向くようにフィルム２２０に接着する。これは、蛍光構造体３２０が、測定容器２００内の気体Ｇに曝露（接触）して対象成分Ｘと接触する必要があるためである。また、白色標準板３３０及び黒色標準板３４０は、図１０及び図１１に示すように、基部３１０を挟んで蛍光構造体３２０と反対側にあることが好ましい。すなわち、白色標準板３３０及び黒色標準板３４０は、基部３１０を挟んで食品２３０と反対側にあることが好ましい。これは、白色標準板３３０及び黒色標準板３４０が気体Ｇに曝露することを防ぐためである。これにより、白色標準板３３０及び黒色標準板３４０が気体Ｇに曝露することによって変質すること及び汚れることなどを防ぐ。
なお、蛍光体ユニット３００は、フィルム２２０に接着せず、測定容器２００内に置かれた状態であっても良い。ただし、蛍光体層３２２が測定容器２００外から見えるように蛍光体ユニット３００を置くものとする。
蛍光体ユニット３００は、紫外線などの励起光を照射して、その蛍光の強度（明るさ）を測定することにより、食品２３０の鮮度を定量化することができる。ここでは、一例として、食品２３０が、その鮮度の低下に伴って生じる対象成分は酸性成分であり、凝集誘起蛍光体３２２ａは、極性官能基として酸性官能基を含んでいることとする。
食品２３０が新鮮な状態にある場合、気体Ｇ中における対象成分の濃度は低い。この場合、対象成分が凝集誘起蛍光体３２２ａの分子の配列に及ぼす影響は小さい。したがって、この場合、凝集誘起蛍光体３２２ａは、励起光を照射しても、蛍光を高い強度で発しない。
食品２３０の鮮度が低下すると、気体Ｇ中における対象成分の濃度が高まる。気体Ｇ中の対象成分の濃度が高まると、その一部は、蛍光体ユニット３００が含んでいる水に溶解する。この水溶液は、凝集誘起蛍光体３２２ａの極性官能基と同極性であるため、この水溶液における対象成分の濃度が高まると、凝集誘起蛍光体３２２ａの水溶液に対する親和性又は溶解度が低下する。それゆえ、気体Ｇ中における対象成分の濃度が高まると、凝集誘起蛍光体３２２ａの分子配列は、水が存在していない状態へ近づく。したがって、食品２３０の鮮度が低下すると、励起光を照射することによって凝集誘起蛍光体３２２ａが発する蛍光の強度は高くなると考えられる。
蛍光体ユニット３００への励起光の照射には、例えば、紫外線（ＵＶ）ランプを用いる。紫外線の波長は、凝集誘起蛍光体３２２ａの種類により異なるが、一例によると、３５０ｎｍ以上５３０ｎｍ以下である。また、蛍光強度の測定には、上記の通り、例えば、光検出器又は撮像素子を使用する。例えば、まず、蛍光体ユニット３００にＵＶランプを照射しながら、デジタルカメラ等を用いて蛍光画像を撮像する。
なお、上記の通り、凝集誘起蛍光体３２２ａとして酸性官能基を有するものを用い、対象成分が酸性成分である場合、この対象成分の濃度の高まりに応じて蛍光体ユニット３００の蛍光がより高くなる。
以上説明したように、蛍光体ユニット３００を使用すると、紫外線などの励起光を照射して、その蛍光の強度（明るさ）を測定するという簡易な方法により、食品２３０の鮮度を定量化することができる。しかも、この鮮度の定量化は、高い精度で行うことができる。
次に、実施形態に係る蛍光体ユニット３００の他の使用方法について説明する。蛍光体ユニット３００は、酸をさらに含んでも良い。なお、酸をさらに含む蛍光体ユニット３００を以下蛍光体ユニット３００Ａという。蛍光体ユニット３００Ａは、酸を更に含むこと以外は、酸を更に含まない蛍光体ユニット３００と同様の構造を有している。すなわち、蛍光体ユニット３００Ａは、蛍光構造体３２０と、基部３１０と、図示しない水及び酸とを含む。蛍光構造体３２０は、図示しない水及び酸を担持している。言い換えると、蛍光構造体３２０は酸性水溶液を担持している。酸としては、例えば、ギ酸、塩酸、酢酸、又はこれらの混合物を用いる。安全性の観点から、酸としては酢酸を用いることが好ましい。また、凝集誘起蛍光体３２２ａの極性官能基は、酸性官能基であることが好ましい。ここでは、一例として、凝集誘起蛍光体３２２ａの極性官能基は酸性官能基であるとする。
蛍光体ユニット３００Ａは、例えば、酸を更に含まない蛍光体ユニット３００を、高濃度の酸を含む蒸気に暴露することにより得られる。蛍光体ユニット３００Ａにおける酸の含有量は、所望の蛍光強度に応じて調整され得る。
蛍光体ユニット３００Ａは、酸を含むため、凝集誘起蛍光体３２２ａの分子配列は、水を含んでいない状態に近いか、あるいは、酸成分の存在により凝集誘起蛍光体３２２ａのコンホメーションが変化していることなどが考えられる。したがって、この蛍光体ユニット３００Ａは、酸を更に含まない蛍光体ユニット３００と比較して強い蛍光を示す。
この蛍光体ユニット３００Ａの蛍光強度は、塩基性の対象成分と接すると低下し、一定量以上の塩基性の対象成分と接すると無蛍光となる。すなわち、蛍光体ユニット３００Ａの蛍光強度は、対象成分の濃度及びＫ値と負の相関を示し得る。したがって、酸を更に含まない蛍光体ユニット３００と同様に、蛍光体ユニット３００Ａの蛍光強度を数値化し、この数値と対象成分の濃度又はＫ値との関係を表す検量線を予め準備しておけば、蛍光強度の測定を行い、この測定結果を検量線に参照することにより、対象成分の気相中における濃度又は食品のＫ値を得ることができる。
蛍光体ユニット３００は、水等を含ませていない状態で流通させ、例えば、食品２３０とともに密閉容器に封入する現場で水等を含ませてもよい。この場合、蛍光体ユニット３００は、この蛍光体ユニット３００と、これに含ませるべき１以上の液体、すなわち、水、酸、又は、水と酸との組み合わせとを含んだ蛍光体ユニットキットとして流通させてもよい。水と酸との組み合わせを蛍光体ユニットキットに含める場合、水と酸とは別々の容器に収容してもよく、混合して水溶液として単一の容器に収容してもよい。
あるいは、蛍光体ユニット３００に水等を含ませてなる蛍光体ユニットを流通させ、これを食品Ｐ１とともに密閉容器に封入してもよい。
以上説明した実施形態に係る蛍光構造体は、基材に固着した蛍光体層を備える。したがって、蛍光構造体に水を含浸させることにより蛍光体ユニットを調製できる。水を含む蛍光体ユニットは、気相中の水の影響を受けにくいため、有機溶媒を含む蛍光体ユニットと比較して、高い精度で食品の鮮度を評価できる。
蛍光体ユニット３００の実施例を以下に示す。
１．酢酸を対象成分とした実施例
蛍光体ユニット３００を、以下の方法で準備した。先ず、凝集誘起蛍光体３２２ａをエタノールに溶解して、処理液を調製した。この処理液に基材３２１を浸漬させた後、基材３２１を処理液内から引き上げ、ガラス板上に設置して乾燥させた。凝集誘起蛍光体３２２ａとしては、上記構造式（５）に示す化合物を用いた。基材３２１としては、円形状のガラス繊維フィルターを用いた。このようにして、図４に示す蛍光構造体３２０を得た。蛍光構造体３２０において、ガラス繊維の表面上に設けられた蛍光体層３２２をＴＥＭで観察したところ、その厚みは２０ｎｍであった。ＵＶランプで紫外線を照射しながら蛍光構造体３２０を観察したところ、強い蛍光を発することを確認した。ＵＶランプによって照射した紫外線の波長は３６５ｎｍであった。また、この際の蛍光構造体３２０を、デジタルカメラを用いて撮影し、デジタル画像データを記録した。
次に、この蛍光構造体３２０を、純水中に浸漬させ、次いで、純水中から引き上げて、基材３２１中に水を含浸させた。このようにして、蛍光体ユニット３００を得た。基部３１０は省略した。以下、この蛍光体ユニットを蛍光体ユニットＲ１と称する。ＵＶランプで紫外線を照射しながら蛍光体ユニットＲ１を観察したところ、無蛍光であることを確認した。また、この際の蛍光体ユニットＲ１を、デジタルカメラを用いて撮影し、デジタル画像データを記録した。
次に、２枚の蛍光体ユニットＲ１を、それぞれ、酢酸水の蒸気を密閉した容器内及び純水の蒸気を密閉した容器内に配置し、酢酸水及び純水の蒸気に暴露させた。酢酸水としては、２０μＬの酢酸と２００μＬの水との混合液を使用した。また、どちらの密閉容器内にも、保湿のために、１ｇの純水を収容させた。容器はプラスチック製の密封容器で、容量が約１００ｍＬ程度のものを使用。その容器の中に、直径２１ｍｍの円形の蛍光体ユニットＲ１を酢酸水または水に直接濡れないように、間隙を持って設置した。
１時間経過後、各容器内から蛍光体ユニットＲ１を取り出し、ＵＶランプで紫外線を照射しながら観察して、蛍光強度を確認した。その結果、酢酸水の蒸気を密閉した容器内に設置された蛍光体ユニットＲ１は、蛍光構造体３２０と同等の蛍光強度を示した。これに対して、純水の蒸気を密閉した容器内に設置された蛍光体ユニットＲ１は、無蛍光のままであった。また、この際の蛍光体ユニットＲ１を、デジタルカメラを用いて撮影し、デジタル画像データを記録した。
図７は、酢酸を対象成分とした実施例で得られた画像をまとめた表である。図７から、蛍光体ユニットＲ１の蛍光強度は、純水の影響を受けず、酢酸水の影響のみを受けていることが分かる。したがって、蛍光体ユニットＲ１を使用すると、酢酸を対象成分とした場合に、高い精度で鮮度を定量化することができる。
２．トリメチルアミンを対象成分とした実施例
先ず、上記と同様の方法で、蛍光体ユニットＲ１を製造した。この蛍光体ユニットＲ１を酢酸水の蒸気を密閉した容器内に封入し、酢酸水の蒸気に十分な時間にわたって暴露して、蛍光体ユニット３００Ａを得た。以下、この蛍光体ユニット３００Ａを蛍光体ユニットＲ２と称する。酢酸水としては、２０μＬの酢酸と２００μＬの水との混合液を使用した。また、保湿のために、密閉容器内には１ｇの純水を収容させた。ＵＶランプで紫外線を照射しながら蛍光体ユニットＲ２を観察したところ、強い蛍光を発することを確認した。また、この際の蛍光体ユニットＲ２を、デジタルカメラを用いて撮影し、デジタル画像データを記録した。
次に、２枚の蛍光体ユニットＲ２を、それぞれ、トリメチルアミン水の蒸気を密閉した容器及び純水の蒸気を密閉した容器内に配置し、トリメチルアミン水の蒸気及び純水の蒸気に暴露した。トリメチルアミン水としては、１０μＬのトリメチルアミン、３０μＬのエタノール、及び１６０μＬの水を含む混合液を使用した。また、どちらの密閉容器にも、保湿のために、１ｇの純水を収容させた。
１時間経過後、各容器内から蛍光体ユニットＲ２を取り出し、ＵＶランプで紫外線を照射しながら観察して、蛍光強度を確認した。その結果、トリメチルアミン水の蒸気を密閉した容器内に設置された蛍光体ユニットＲ２の蛍光強度は、試験前と比較して著しく低下していた。これに対して、純水の蒸気を密閉した容器内に設置された蛍光体ユニットＲ２の蛍光強度は、試験前の蛍光強度とほぼ同等であった。また、この際の蛍光体ユニットＲ２を、デジタルカメラを用いて撮影し、デジタル画像データを用いて記録した。
図８は、トリエチルアミンを対象成分とした実施例で得られた画像をまとめた表である。図８から、蛍光体ユニットＲ２の蛍光強度は、純水の影響を受けず、トリメチルアミン水の影響のみを受けていることが分かる。したがって、蛍光体ユニットＲ２を使用すると、トリメチルアミンを対象成分とした場合に、高い精度で鮮度を定量化することができる。
３．鮮魚を用いた実施例
先ず、食品２３０を入れた測定容器２００を準備した。食品２３０としては、真あじを用いた。蛍光体ユニット３００としては、上記蛍光体ユニットＲ２を用いた。この測定容器２００を、２５℃の環境下で保存し、下記表１に示す保存時間ごとに蛍光体ユニットＲ２の蛍光強度及びＫ値を測定した。蛍光強度は、ＵＶランプで紫外線を照射した際に得られた画像データを基に、画像処理ソフトを用いてＲＧＢの階調値を算出し、その算術平均を求めることにより数値化した。また、Ｋ値は、真あじの一部を採取し、電気泳動法を利用して求めた。この結果を、図９に示す。電気泳動法は、ＱＳ−Ｓｏｌｕｔｉｏｎ社製の鮮度チェッカーを用いて測定した。
図９は、真あじの保存時間と、蛍光体ユニットの蛍光強度及びＫ値との関係の一例を示すグラフである。図９に示すように、蛍光体ユニットの蛍光強度と、Ｋ値との間には、高い相関が見られた。したがって、蛍光体ユニットＲ２を使用すると、真あじの鮮度を高い精度で評価することができる。なお、試験に用いた真あじサンプルについてガスクロマトグラフィーを用いて臭気成分を確認したところ、真あじの鮮度が低下したサンプルからは、トリメチルアミンが検出された。また、蛍光体ユニットＲ２の蛍光強度を数値化して検量線を作成することにより、おおよそのＫ値を求めることができる。
図１０及び図１１に基づき、光センサー１３０についてさらに説明する。
光センサー１３０は、例えば、図１０に示すように水平方向Ｈに移動可能である。光センサー１３０は、移動することにより、蛍光構造体３２０、白色標準板３３０及び黒色標準板３４０のそれぞれの明るさを測定する。あるいは、光センサー１３０は、回動することなどによって測定の向きを変えられるものであっても良い。この場合、光センサー１３０は、測定の向きを変えることで蛍光構造体３２０、白色標準板３３０及び黒色標準板３４０のそれぞれの明るさを測定する。
あるいは、測定装置１００は、光センサー１３０−１、光センサー１３０−２及び光センサー１３０−３の３個の光センサー１３０を備える。光センサー１３０−１は、蛍光構造体３２０の明るさを測定する。光センサー１３０−２は、白色標準板３３０の明るさを測定する。光センサー１３０−３は、黒色標準板３４０の明るさを測定する。
あるいは、光センサー１３０がカメラである場合、測定装置１００は、１つの固定の光センサー１３０を用いて蛍光構造体３２０、白色標準板３３０及び黒色標準板３４０のそれぞれの明るさを測定する。
以上のように、光センサー１３０は、蛍光構造体３２０、白色標準板３３０及び黒色標準板３４０のそれぞれの明るさを測定する。なお、蛍光構造体３２０の明るさは、蛍光構造体３２０の蛍光の強さを示す。
図１２は、処理装置４００の要部回路構成の一例などを示すブロック図である。
処理装置４００は、例えばＰＣ（personal computer）である。あるいは、処理装置４００は、タブレットＰＣ又はスマートホンなどであっても良い。処理装置４００は、一例として、プロセッサー４１０、ＲＯＭ（read-only memory）４２０、ＲＡＭ（random-access memory）４３０、補助記憶デバイス４４０、測定Ｉ／Ｆ４５０、表示Ｉ／Ｆ４６０及び入力Ｉ／Ｆ４７０を含む。そして、バス４８０などが、これら各部を接続する。
プロセッサー４１０は、処理装置４００の動作に必要な演算及び制御などの処理を行うコンピューターの中枢部分に相当する。プロセッサー４１０は、ＲＯＭ４２０又は補助記憶デバイス４４０などに記憶されたファームウェア、システムソフトウェア及びアプリケーションソフトウェアなどのプログラムに基づいて、処理装置４００の各種の機能を実現するべく各部を制御する。また、プロセッサー４１０は、当該プログラムに基づいて後述する処理を実行する。なお、当該プログラムの一部又は全部は、プロセッサー４１０の回路内に組み込まれていても良い。プロセッサー４１０は、例えば、ＣＰＵ（central processing unit）、ＭＰＵ（micro processing unit）、ＳｏＣ（system on a chip）、ＤＳＰ（digital signal processor）、ＧＰＵ（graphics processing unit）、ＡＳＩＣ（application specific integrated circuit）、ＰＬＤ（programmable logic device）又はＦＰＧＡ（field-programmable gate array）などである。あるいは、プロセッサー４１０は、これらのうちの複数を組み合わせたものである。
ＲＯＭ４２０は、プロセッサー４１０を中枢とするコンピューターの主記憶装置に相当する。ＲＯＭ４２０は、専らデータの読み出しに用いられる不揮発性メモリである。ＲＯＭ４２０は、上記のプログラムのうち、例えばファームウェアなどを記憶する。また、ＲＯＭ４２０は、プロセッサー４１０が各種の処理を行う上で使用するデータなども記憶する。
ＲＡＭ４３０は、プロセッサー４１０を中枢とするコンピューターの主記憶装置に相当する。ＲＡＭ４３０は、データの読み書きに用いられるメモリである。ＲＡＭ４３０は、プロセッサー４１０が各種の処理を行う上で一時的に使用するデータを記憶するワークエリアなどとして利用される。ＲＡＭ４３０は、典型的には揮発性メモリである。
補助記憶デバイス４４０は、プロセッサー４１０を中枢とするコンピューターの補助記憶装置に相当する。補助記憶デバイス４４０は、例えばＥＥＰＲＯＭ（electric erasable programmable read-only memory）、ＨＤＤ（hard disk drive）又はフラッシュメモリなどである。補助記憶デバイス４４０は、上記のプログラムのうち、例えば、システムソフトウェア及びアプリケーションソフトウェアなどを記憶する。また、補助記憶デバイス４４０は、プロセッサー４１０が各種の処理を行う上で使用するデータ、プロセッサー４１０での処理によって生成されたデータ及び各種の設定値などを保存する。
また、補助記憶デバイス４４０は、鮮度計測アプリを記憶する。鮮度計測アプリは、測定装置１００の動作に用いるアプリケーションソフトウェアである。鮮度計測アプリは、鮮度データベース４４１を含む。鮮度データベース４４１は、鮮度計測に必要な各種データを記憶及び管理する。鮮度データベース４４１は、食品の種類ごとの、蛍光強度とＫ値の関係を示すデータを記憶する。当該データは、ＬＵＴ（lookup table）又は関数などである。また、鮮度データベース４４１は、食品の種類ごとに生食閾値Ｔ１及び可食閾値Ｔ２を記憶する。生食閾値Ｔ１及び可食閾値Ｔ２については後述する。
測定Ｉ／Ｆ４５０は、測定装置１００と通信するためのインターフェースである。測定Ｉ／Ｆ４５０は、例えば、測定装置１００から出力される信号の入力を受ける。また、測定Ｉ／Ｆ４５０は、例えば、測定装置１００にコマンドなどを出力する。
表示Ｉ／Ｆ４６０は、処理装置４００と表示装置５００とを接続するためのインターフェースである。
表示装置５００は、処理装置４００の操作者に各種情報を通知するための画面を表示する。表示装置５００は、例えば、液晶ディスプレイ又は有機ＥＬ（electro-luminescence）ディスプレイなどのディスプレイである。
入力Ｉ／Ｆ４７０は、処理装置４００と入力装置６００とを接続するためのインターフェースである。
入力装置６００は、処理装置４００の操作者による操作を受け付ける。入力装置６００は、例えば、キーボード、キーパッド、タッチパッド又はマウスなどである。また、表示装置５００及び入力装置６００としては、タッチパネルを用いることもできる。すなわち、タッチパネルが備える表示パネルを表示装置５００として用いることができる。そして、タッチパネルが備える、タッチ入力によるポインティングデバイスを入力装置６００として用いることができる。
バス４８０は、コントロールバス、アドレスバス及びデータバスなどを含み、処理装置４００の各部で授受される信号を伝送する。
以下、実施形態に係る鮮度計測システム１の動作を図１３などに基づいて説明する。なお、以下の動作説明における処理の内容は一例であって、同様な結果を得ることが可能な様々な処理を適宜に利用できる。図１３は、処理装置４００のプロセッサー４１０による処理の一例を示すフローチャートである。プロセッサー４１０は、例えば、ＲＯＭ４２０又は補助記憶デバイス４４０などに記憶されたプログラムに基づいてこの処理を実行する。
プロセッサー４１０は、例えば、鮮度計測アプリの実行とともに図１３に示す処理を開始する。
ＡＣＴ１１においてプロセッサー４１０は、計測画面ＳＣ１ａに対応した画像を生成する。そして、プロセッサー４１０は、生成したこの画像を表示するように、表示Ｉ／Ｆ４６０を介して表示装置５００に対して指示する。表示の指示を受けて表示装置５００は、計測画面ＳＣ１ａを表示する。
図１４は、計測画面ＳＣ１ａの一例を示す図である。計測画面ＳＣ１ａは、一例として、領域ＡＲ１〜領域ＡＲ６及びボタンＢ１〜ボタンＢ３を含む。
領域ＡＲ１は、測定装置１００が備えるカメラによって撮影される画像ＩＭ１が表示される。測定装置１００がカメラを備えない場合、計測画面ＳＣ１ａは、領域ＡＲ１を含むに及ばない。
領域ＡＲ２は、選択されている計測対象の食品（以下「計測食品」という。）の種類名を表示する領域である。また、領域ＡＲ２は、計測食品を選択するためのボタンなどを表示する領域である。図１４に示す領域ＡＲ２は、一例として、計測食品を選択するためのプルダウンメニューを表示している。
計測食品は、例えば、計測食品は、サンマ、アジ又は牛肉などのように鮮度計測の対象である食品２３０を示す食品の種類である。
領域ＡＲ３は、計測された蛍光の強度を表示する。
領域ＡＲ４は、計測されたＫ値を表示する。
領域ＡＲ５は、食品２３０の状態の判定結果を表示する。
領域ＡＲ６は、計測された蛍光の強度及びＫ値を示すインジケーターを表示する。また、当該インジケーターの目盛りは、領域ＡＲ２で選択されている計測食品に対応する蛍光強度とＫ値の関係も示している。
ボタンＢ１は、設定を変更する場合に処理装置４００の操作者が操作するためのボタンである。
ボタンＢ２は、励起光源１２０の点灯（ＯＮ）及び消灯（ＯＦＦ）を切り替える場合に処理装置４００の操作者が操作するためのボタンである。励起光源１２０が消灯している場合にボタンＢ２が操作されると、プロセッサー４１０は、励起光源１２０を点灯するように、測定Ｉ／Ｆ４５０を介して測定装置１００を制御する。また、励起光源１２０が点灯している場合にボタンＢ２が操作されると、プロセッサー４１０は、励起光源１２０を消灯するように、測定Ｉ／Ｆ４５０を介して測定装置１００を制御する。励起光源１２０が点灯している間、領域ＡＲ１に表示されている画像ＩＭ１を目で見ることで、蛍光構造体３２０の蛍光の程度などを確認可能である。
ボタンＢ３は、食品２３０の鮮度の計測を開始する場合に処理装置４００の操作者が操作するためのボタンである。
ＡＣＴ１２においてプロセッサー４１０は、計測を開始するか否かを判定する。プロセッサー４１０は、ボタンＢ３を操作するなどの計測を開始するための操作が行われたことに応じて計測を開始すると判定する。プロセッサー４１０は、計測を開始すると判定しないならば、ＡＣＴ１２においてＮｏと判定してＡＣＴ１３へと進む。
ＡＣＴ１３においてプロセッサー４１０は、計測食品の種類が選択されたか否かを判定する。プロセッサー４１０は、例えば、領域ＡＲ２に対する操作によって計測食品が選択されたことに応じて、計測食品の種類が選択されたと判定する。プロセッサー４１０は、計測食品の種類が選択されたと判定しないならば、ＡＣＴ１３においてＮｏと判定してＡＣＴ１２へと戻る。かくして、プロセッサー４１０は、計測を開始すると判定するか、計測対象の食品の種類が選択されたと判定するまでＡＣＴ１２及びＡＣＴ１３を繰り返す。
プロセッサー４１０は、ＡＣＴ１２及びＡＣＴ１３の待受状態にあるときに計測食品の種類が選択されたならば、ＡＣＴ１３においてＹｅｓと判定してＡＣＴ１４へと進む。
ＡＣＴ１４においてプロセッサー４１０は、選択された計測食品に対応したデータを鮮度データベース４４１から取得する。また、プロセッサー４１０は、表示Ｉ／Ｆ４６０を介して表示装置５００を制御することで、選択された計測食品の種類を領域ＡＲ２に表示させる。さらに、プロセッサー４１０は、表示Ｉ／Ｆ４６０を介して表示装置５００を制御することで、領域ＡＲ６のインジケーターの目盛りを選択された計測食品に対応するものに更新する。
ＡＣＴ１５においてプロセッサー４１０は、蛍光強度を測定済みであるか否かを判定する。プロセッサー４１０は、蛍光強度を測定済みでないならば、ＡＣＴ１５においてＮｏと判定してＡＣＴ１２へと戻る。
プロセッサー４１０は、ＡＣＴ１２及びＡＣＴ１３の待受状態にあるときに計測を開始すると判定するならば、ＡＣＴ１２においてＹｅｓと判定してＡＣＴ１６へと進む。
ＡＣＴ１６においてプロセッサー４１０は、励起光源１２０を点灯させるように、測定Ｉ／Ｆ４５０を介して測定装置１００を制御する。この制御に基づき、測定装置１００の制御回路１１０は、励起光源１２０を点灯させる。励起光源１２０が点灯することで、蛍光構造体３２０は蛍光を発する。
ＡＣＴ１７においてプロセッサー４１０は、測定Ｉ／Ｆ４５０を介して、蛍光構造体３２０、白色標準板３３０及び黒色標準板３４０のそれぞれの明るさを測定するように測定装置１００を制御する。この制御に基づき、測定装置１００の制御回路１１０は、蛍光構造体３２０、白色標準板３３０及び黒色標準板３４０のそれぞれの明るさを光センサー１３０によって測定する。光センサー１３０は、測定結果を示す信号を出力する。この信号は、ＡＤＣ１５０、処理Ｉ／Ｆ１６０及び測定Ｉ／Ｆ４５０を介して処理装置４００に入力する。
なお、光センサー１３０がカメラである場合、画像信号が処理装置４００に入力する信号は例えば画像信号である。この場合、プロセッサー４１０は、画像から、蛍光構造体３２０、白色標準板３３０及び黒色標準板３４０のそれぞれについて、明度又は輝度などの階調値に基づき蛍光構造体３２０、白色標準板３３０及び黒色標準板３４０のそれぞれの明るさを求める。なお、光センサー１３０がカラータイプの撮像素子を用いたカメラである場合、プロセッサー４１０は、蛍光の強度を、例えば、ＲＧＢ（red, green, and blue）などの各色成分の明るさの階調値の平均又は加重平均として求める。
ＡＣＴ１８においてプロセッサー４１０は、励起光源１２０を消灯させるように、測定Ｉ／Ｆ４５０を介して測定装置１００を制御する。この制御に基づき、測定装置１００の制御回路１１０は、励起光源１２０を消灯させる。
ＡＣＴ１９においてプロセッサー４１０は、蛍光構造体３２０、白色標準板３３０及び黒色標準板３４０のそれぞれの明るさの測定値から、蛍光構造体３２０の蛍光強度として蛍光強度比Ｉｐ［％］を求める。例えば、プロセッサー４１０は、以下の（Ｂ）式により蛍光強度比Ｉｐを求める。蛍光強度比Ｉｐは、蛍光の強度を示す値の一例である。
Ｉｐ＝（Ｓｐ−Ｓｋ）／（Ｓｗ−Ｓｋ） （Ｂ）
Ｓｐ： 蛍光体発光強度（蛍光構造体３２０の明るさの測定値）
Ｓｋ： 白反射強度（白色標準板３３０の明るさの測定値）
Ｓｗ： 黒反射強度（黒色標準板３４０の明るさの測定値）
ＡＣＴ２０においてプロセッサー４１０は、蛍光強度（蛍光強度比Ｉｐ）からＫ値を求める。蛍光強度とＫ値の関係は、計測食品の種類によって異なる。したがって、プロセッサー４１０は、ＡＣＴ１４で取得したデータに基づき、例えばＬＵＴを用いてＫ値を求める。あるいは、プロセッサー４１０は、関数などによってＫ値を求めても良い。
以上より、プロセッサー４１０は、ＡＣＴ２０の処理を行うことで、食品２３０の鮮度指標を求める処理部の一例として機能する。
ＡＣＴ２１においてプロセッサー４１０は、鮮度を計測した食品が食用可能であるかなどの判定を行う。例えば、プロセッサー４１０は、計測食品の種類及びＫ値に応じて、例えば、「生食可」、「要加熱」及び「食用不可」などの中から適したものがどれであるかを判定する。なお、プロセッサー４１０は、計測食品の種類によっては、鮮度に拘らず「生食可」とは判定しない。例えば、プロセッサー４１０は、Ｋ値が計測食品の種類に対応した生食閾値Ｔ１未満である場合、鮮度を計測した食品が生食可能であると判定する。また、プロセッサー４１０は、Ｋ値が計測食品の種類に対応した可食閾値Ｔ２未満である場合、鮮度を計測した食品が食用可能であると判定する。すなわち、プロセッサー４１０は、例えば、Ｋ値が生食閾値Ｔ１未満である場合「生食可」と判定し、Ｋ値が生食閾値Ｔ１以上可食閾値Ｔ２未満である場合「要加熱」と判定し、Ｋ値が可食閾値Ｔ２以上である場合「食用不可」と判定する。
ＡＣＴ２２においてプロセッサー４１０は、結果画面ＳＣ１ｂに対応した画像を生成する。そして、プロセッサー４１０は、生成したこの画像を表示するように、表示Ｉ／Ｆ４６０を介して表示装置５００に対して指示する。表示の指示を受けて表示装置５００は、結果画面ＳＣ１ｂを表示する。プロセッサー４１０は、ＡＣＴ２２の処理の後、ＡＣＴ１２へと戻る。
図１５は、結果画面ＳＣ１ｂの一例を示す図である。結果画面ＳＣ１ｂは、図１４の計測画面ＳＣ１ａと同様の表示に加えて各計測結果などが表示されたものである。
結果画面ＳＣ１ｂの領域ＡＲ３は、ＡＣＴ１９で求められた蛍光強度比Ｉｐが表示される。
結果画面ＳＣ１ｂの領域ＡＲ４は、ＡＣＴ２０で求められたＫ値が表示される
結果画面ＳＣ１ｂの領域ＡＲ５は、ＡＣＴ２１の判定結果が表示される。
結果画面ＳＣ１ｂの領域ＡＲ６のインジケーターは、ＡＣＴ１９で求められた蛍光強度比Ｉｐ及びＡＣＴ２０で求められたＫ値を示す。
以上より、表示装置５００は、鮮度指標を報知する報知部の一例である。
第１実施形態の鮮度計測システム１は、計測対象の食品が放出する対象成分と接触可能な位置に設置された蛍光構造体３２０の蛍光強度を計測することで、食品のＫ値を求める。これにより、第１実施形態の鮮度計測システム１は、鮮度を定量的に評価可能である。また、従来、Ｋ値の算出のためには、食品から試料を採取する必要があり、高価な分析機器を用いる必要もあった。これに対し、第１実施形態の鮮度計測システム１では、食品から試料を採取する必要がなく、また、従来よりも簡易で安価な機器を用いてＫ値の算出が可能である。
第１実施形態の鮮度計測システム１は、ＡＣＴ１６〜ＡＣＴ１８に示すように測定時のみ励起光源１２０を点灯させる。したがって、第１実施形態の鮮度計測システム１は、励起光源１２０を点灯させたままよりもコストが低い。また、第１実施形態の鮮度計測システム１は、蛍光構造体３２０が励起光の影響によって変質することを防ぐ。
また、第１実施形態の鮮度計測システム１は、白色標準板３３０及び黒色標準板３４０を備える。そして、第１実施形態の鮮度計測システム１は、蛍光強度として蛍光強度比Ｉｐを用いる。これにより、第１実施形態の鮮度計測システム１は、蛍光強度のＳ／Ｎ比を高めることができる。
また、第１実施形態の計測システム１は、蛍光強度の測定後に食品の種類を変更した場合、変更後の食品の種類に応じたデータに基づきＡＣＴ２０〜ＡＣＴ２２の処理を行う。このように、第１実施形態の計測システム１は、食品の種類を後から変更した場合に、変更後の食品の種類に応じた計測結果を表示するので、ユーザーにとって使いやすい。
〔第２実施形態〕
第２実施形態は、蛍光体ユニットを設置するための構造を備えた測定容器を用いる実施形態である。
図１６は、第２実施形態に係る鮮度計測システム１ｂの構成の一例を示す図である。第２実施形態の鮮度計測システム１ｂは、測定装置１００、蛍光体ユニット３０１、処理装置４００、表示装置５００、入力装置６００及び測定容器７００を含む。すなわち、第２実施形態の鮮度計測システム１ｂは、第１実施形態の鮮度計測システム１の測定容器２００及び蛍光体ユニット３００に代えて、測定容器７００及び蛍光体ユニット３０１を備える。
蛍光体ユニット３０１は、第１実施形態における蛍光体ユニット３００の基部３１０に代えて基部３１１を備える。基部３１１は、透明な板状の樹脂又はガラスなどである。
測定容器７００は、例えば、トロ箱又は冷蔵庫などの食品２３０を保管する容器である。あるいは、測定容器７００は、鮮度の計測のために食品２３０を入れる容器である。
測定容器７００は、一例として、蓋７１０及び容器７２０を備える。
蓋７１０は、設置部７１１を備える。また、蓋７１０は、孔７１２が開いている。
設置部７１１は、蛍光体ユニット３０１を取り外し可能に設置できるようになっている。設置部７１１に設置された蛍光体ユニット３０１は、蛍光構造体３２０が、測定容器７００内の気体Ｇに、孔７１２を通じて曝露するようになっている。また、設置部７１１は、気体Ｇが漏れないように基部３１１が孔７１２を塞ぐようになっている。
第２実施形態の鮮度計測システム１ｂの動作は、第１実施形態の鮮度計測システム１と同様であるので説明を省略する。なお、測定容器７００に入れた食品２３０の鮮度の計測は、測定容器７００に食品を入れてから十分な時間が経過してから行う。この時間は、例えば、１時間から２時間である。
第２実施形態の鮮度計測システム１ｂの測定容器７００は、蛍光体ユニット３０１を取り外し可能である。したがって、蛍光体ユニット３０１を交換することで同じ測定容器７００を繰り返し使用可能である。
上記の実施形態は以下のような変形も可能である。
励起光源１２０及び光センサー１３０は、図１７に示すように、測定容器７００内にあっても良い。図１７は、励起光源１２０及び光センサー１３０の配置の変形例を示す図である。
励起光源１２０は、光センサー１３０を中心とする円環状の光源であっても良い。円環状の光源を用いることで、励起光の照度を上げることができる。また、円環状の光源は、影になる部分がでにくく、蛍光体ユニット３０１に均等に励起光が当たりやすい。
基部３１０又は基部３１１は、多孔質体であっても良い。基部３１０又は基部３１１が多孔質体である場合、蛍光構造体３２０は、基部３１０を挟んで食品と反対側にあっても良い。また、蛍光構造体３２０が基部３１０又は基部３１１を挟んで食品と反対側にある場合、基部３１０又は基部３１１は、透明でなくても良い。基部３１０又は基部３１１が多孔質体であれば、蛍光構造体３２０は、基部３１０の孔を通じて対象成分と接触することができるためである。この場合の基部３１０又は基部３１１の材質は、例えば、プラスチックシート、紙、布又はスポンジなどであっても良い。また、基部３１０又は基部３１１の材質は、基材３２１の材質と同一であっても良い。
上記実施形態において処理装置４００が行う処理のうちの一部を測定装置１００が行っても良い。また、上記実施形態において測定装置１００が行う処理のうちの一部を処理装置４００が行っても良い。
実施形態の測定装置は、上記実施形態における測定装置１００及び処理装置４００を兼ねる装置であっても良い。
また、実施形態の測定装置は、上記実施形態における測定装置１００、処理装置４００、表示装置５００及び入力装置６００を兼ねる装置であっても良い。
したがって、実施形態の鮮度計測システムは、単一の測定装置である場合を含む。また、特許請求の範囲におけるシステムも、同様に単一の装置である場合を含む。
鮮度計測システム１は、上記の実施形態において表示装置が表示する内容を、画像以外の方法によって報知しても良い。例えば、鮮度計測システム１は、当該内容を音声によって報知する。
上記の実施形態では、蛍光構造体３２０は、有機酸及びアミン化合物などに反応して蛍光強度が変化する。しかしながら、蛍光構造体３２０は、有機酸及びアミン化合物以外の物質に反応して蛍光強度が変化するものでも良い。
白色標準板３３０及び黒色標準板３４０は、蛍光体ユニット３００ではなく測定装置１００に取り付けられていても良い。この場合、測定装置１００は、励起光源１２０が放射する光が当たり、光センサー１３０によって反射光を測定可能な位置に白色標準板３３０及び黒色標準板３４０を備える。
実施形態の鮮度計測システムは、白色標準板３３０及び黒色標準板３４０が無くても良い。この場合、測定装置１００及び処理装置４００は、例えば、蛍光強度を絶対量として測定する。すなわち、例えば、プロセッサー４１０は、蛍光強度として、蛍光強度比Ｉｐに代えて蛍光体発光強度Ｓｐを用い、ＡＣＴ１９の処理はスキップする。
鮮度計測システム１は、鮮度指標としてＫ値以外を用いても良い。鮮度計測システム１は、蛍光強度を鮮度指標として用いても良い。
プロセッサー４１０は、上記実施形態においてプログラムによって実現する処理の一部又は全部を、回路のハードウェア構成によって実現するものであっても良い。
上記実施形態における処理装置４００は、例えば、上記の各処理を実行するためのプログラムが記憶された状態で各装置の管理者などへと譲渡される。あるいは、処理装置４００は、当該プログラムが記憶されない状態で当該管理者などに譲渡される。そして、当該プログラムが別途に当該管理者などへと譲渡され、当該管理者又はサービスマンなどによる操作に基づいて処理装置４００に記憶される。このときのプログラムの譲渡は、例えば、ディスクメディア又は半導体メモリなどのようなリムーバブルな記憶媒体を用いて、あるいはインターネット又はＬＡＮなどを介したダウンロードにより実現できる。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
１，１ｂ……鮮度計測システム、１００……測定装置、１１０……制御回路、１２０……励起光源、１３０……光センサー、１４０……カットフィルター、１５０……ＡＤＣ、１６０……処理Ｉ／Ｆ、１７０……電源、２００，７００……測定容器、２１０……トレイ、２２０……フィルム、２３０……食品、３００，３０１……蛍光体ユニット、３１０，３１１……基部、３２０……蛍光構造体、３２１……基材、３２２……蛍光体層、３２２ａ……凝集誘起蛍光体、３３０……白色標準板、３４０……黒色標準板、４００……処理装置、４１０……プロセッサー、４２０……ＲＯＭ、４３０……ＲＡＭ、４４０……補助記憶デバイス、４４１……鮮度データベース、４５０……測定Ｉ／Ｆ、４６０……表示Ｉ／Ｆ、４７０……入力Ｉ／Ｆ、４８０……バス、５００……表示装置、６００……入力装置、７１０……蓋、７１１……設置部、７１２……孔、７２０……容器

Claims (5)

  1. 検査対象が放出する成分の濃度に応じて蛍光の強度が変化する蛍光体に励起光を照射する照射部と、
    前記蛍光体が発する蛍光の強度を測定する測定部と、
    前記強度を用いて前記検査対象の鮮度指標を求める処理部と、を備える鮮度計測システム。
  2. 前記鮮度指標は、Ｋ値である、請求項１に記載の鮮度計測システム。
  3. 前記鮮度指標を報知する報知部をさらに備える請求項１又は請求項２に記載の鮮度計測システム。
  4. 前記蛍光体が前記成分を含む気体に曝露するように設置される設置部をさらに備える、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の鮮度計測システム。
  5. 前記蛍光体をさらに備える、請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の鮮度計測システム。
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