JP2021081205A - 鮮度評価方法、処理装置および鮮度評価システム - Google Patents
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Abstract
Description
<鮮度評価システム>
まず、図2を参照して、本開示の実施形態における鮮度評価システムの基本的な構成例を説明する。図2は、本開示の例示的な実施形態における鮮度評価システム100と、サンプル60と、スタンド62と、スライドガラス64とを模式的に示す図である。図2に示す例では、貫通孔62оが空けられたスタンド62に、スライドガラス64が貫通孔62оを塞ぐように設けられ、スライドガラス64上に、食品のサンプル60が配置されている。スライドガラス64は、例えば石英から形成され得る。サンプル60は、例えば、包丁によって適当なサイズにカットされた食肉であってもよいし、魚または果物であってもよい。本実施形態における鮮度評価システム100は、スタンド62の下方に設けられている。本実施形態では、鮮度評価システム100は、サンプル60の下方に位置するが、鮮度評価システム100とサンプル60との配置関係に制限はない。用途によっては、鮮度評価システム100は、サンプル60の上方に位置していてもよい。
次に、生鮮食品に含まれる蛍光物質、およびその特性を説明する。生鮮食品に含まれる蛍光物質には、例えば、トリプトファン、チロシン、ピリドキシン群(ビタミンB6群)、コラーゲン、エラスチン、ニコチンアミドアデニンジヌクレオチド(NADH)、ビタミンC、ビタミンK、ビタミンD、フラビン類、脂質類、ポルフィリン類、およびクロロフィルがある(G. A. Wagnieres et al., Photochem. Photobiol. 68(5), 603-632 (1998))。これらの物質のうち、電子伝達体であるNADHが生物の酸化還元反応の必須成分である補酵素と結合すると、NADHの蛍光寿命が変化する。また、代謝が停止するとNADHの蛍光寿命は短くなることが報告されている(M. A. Yaseen et al., Biomed. Opt. Express 8, 2368-2385, (2017))。このように、食品の鮮度の低下および微生物の発生に起因する代謝の変化により、蛍光寿命が変化する可能性がある。牛、豚、鶏、および魚などの脊椎動物の細胞外マトリクスの主成分であるコラーゲンに関しては、蛍光寿命と代謝との関係は報告されていない。しかし、食品鮮度の低下および微生物の発生によって蛍光寿命が変化する可能性がある。
次に、図3を参照して、本実施形態における鮮度評価方法を説明する。図3は、本実施形態における鮮度評価方法を示すフローチャートである。鮮度評価方法は、図3に示すステップS101からS111を含む。
次に、本実施形態における鮮度評価方法によって食品の鮮度を評価した実施例を説明する。サンプル60として、牛肉、豚肉、および鶏肉が用いられた。計測をしないときは、サンプル60はプラスチック容器内に密閉され、4℃で冷蔵庫内に保管された。
まず、図4から図8Bを参照して、牛肉の鮮度を評価した第1実施例を説明する。図4は、波長280nmの励起光の照射によって牛肉から発生した蛍光のスペクトルを示す図である。図4は、図1と同じである。図5Aから図5Cは、それぞれ、波長280nmの励起光の照射によって牛肉から発生した、波長350nm、460nm、および660nmでの蛍光の強度の減衰を示す図である。Em350、Em460、およびEm660は、それぞれ蛍光の波長が350nm、460nm、および660nmであることを表す。以下、同様に、Emと蛍光の波長を示す数値とを組み合わせた表記を使用する。図5Aおよび図5Cに示す例において、蛍光の強度の減衰カーブは、日数が経過してもあまり変化しなかった。これに対して、図5Bに示す例では、蛍光の強度の減衰カーブは、日数が経過するにつれて緩やかになった。なお、減衰カーブは、50ピコ秒の時間間隔で繰り返し計測された。以下の減衰カーブについても同様である。
次に、図9Aおよび図9Bを参照して、豚肉の鮮度を評価した第2実施例を説明する。図9Aは、第2実施例における経過日数と時間単位の蛍光寿命との関係を示す図である。図9Bは、第2実施例における経過日数と正規化された蛍光寿命との関係を示す図である。豚肉の蛍光スペクトルは、図示しないが、波長280nmの励起光に対して波長350nmおよび660nmで蛍光ピークを示し、波長340nmの励起光に対して波長390nmおよび460nmで蛍光ピークを示す。
次に、図10Aおよび図10Bを参照して、鶏肉の鮮度を評価した第3実施例を説明する。図10Aは、第3実施例における経過日数と時間単位の蛍光寿命との関係を示す図である。図10Bは、第3実施例における経過日数と正規化された蛍光寿命との関係を示す図である。鶏肉の蛍光スペクトルは、図示しないが、波長280nmの励起光に対して波長350nmおよび660nmで蛍光ピークを示し、波長340nmの励起光に対して波長390nmおよび460nmで蛍光ピークを示す。
次に、図11を参照して、鶏肉の鮮度の再現性を調べた第4実施例を説明する。図11は、第4実施例における経過日数と時間単位の蛍光寿命との関係を示す図である。黒丸および実線は、第3実施例でのEx340Em460(+)における蛍光寿命を表す。白丸および破線は、第3実施例から2か月後に購入された別の鶏肉から計測された蛍光寿命を表す。サンプル60として、同じ小売店で購入された同じブランドの鶏肉のうちの同じ部位が使用された。異なる期間に計測された2つの蛍光寿命の挙動は類似している。このように、本実施形態における鮮度評価方法では、異なる期間に別のサンプルを用いても鮮度の評価を再現できる。
本開示の実施形態における鮮度評価方法によれば、計測条件に依存せずに食品の鮮度をより正確に評価することができ、かつ、食品の鮮度の評価を再現することができる。したがって、本開示の実施形態における鮮度評価方法は、従来の実験室のように厳密に規定された計測条件の下だけでなく、加工業者、大手外食チェーン、および小売チェーンの食品加工工場でも実施することができる。
12 励起光
20 光検出器
22 蛍光
30 処理回路
40 制御回路
50 表示装置
60 サンプル
62 スタンド
62о 貫通孔
64 スライドガラス
100 鮮度評価システム
Claims (16)
- 励起光の照射によって食肉から発生した特定波長の蛍光の強度の減衰を示す減衰データを取得することと、
前記減衰データから前記蛍光の蛍光寿命を算出することと、
前記蛍光の蛍光寿命に基づいて前記食肉の鮮度を決定することと、
前記食肉の前記鮮度を示す鮮度データを出力することと、
を含む、
鮮度評価方法。 - 前記食肉を前記励起光で照射することと、
前記食肉から発生した前記蛍光を検出することによって前記減衰データを生成することと、
をさらに含む、
請求項1に記載の鮮度評価方法。 - 前記減衰データを取得することは、
第1時刻での前記励起光の照射によって前記食肉から発生した前記特定波長での第1蛍光の強度の減衰を示す第1減衰データを取得することと、
前記第1時刻よりも遅い第2時刻での前記励起光の照射によって前記食肉から発生した前記特定波長での第2蛍光の強度の減衰を示す第2減衰データを取得することと、を含み、
前記蛍光の蛍光寿命を算出することは、
前記第1減衰データから前記第1蛍光の蛍光寿命を算出することと、
前記第2減衰データから前記第2蛍光の蛍光寿命を算出することと、を含み、
前記食肉の鮮度を決定することは、前記第1蛍光の蛍光寿命および前記第2蛍光の蛍光寿命に基づいて前記食肉の鮮度を決定することを含む、
請求項1に記載の鮮度評価方法。 - 前記第1時刻で、前記食肉を前記励起光で照射することと、
前記食肉から発生した前記第1蛍光を検出することによって前記第1減衰データを生成することと、
前記第2時刻で、前記食肉を前記励起光で照射することと、
前記食肉から発生した前記第2蛍光を検出することによって前記第2減衰データを生成することと、
をさらに含む、
請求項3に記載の鮮度評価方法。 - 前記第1時刻から第2時刻までの間隔は、1日以上14日以下である、
請求項3または4に記載の鮮度評価方法。 - 前記食肉は牛肉であり、
前記励起光の波長は、240nm以上300nm以下であり、
前記特定波長は、440nm以上490nm以下である、
請求項1から5のいずれかに記載の鮮度評価方法。 - 前記食肉は牛肉であり、
前記励起光の波長は、240nm以上300nm以下であり、
前記減衰データは、波長440nm以上490nm以下に強度のピークを有する物質の、蛍光の強度の減衰を示す、
請求項1から5のいずれかに記載の鮮度評価方法。 - 前記食肉は牛肉であり、
前記励起光の波長は、300nm以上400nm以下であり、
前記特定波長は、370nm以上430nm以下または440nm以上490nm以下である、
請求項1から5のいずれかに記載の鮮度評価方法。 - 前記食肉は牛肉であり、
前記励起光の波長は、300nm以上400nm以下であり、
前記減衰データは、波長370nm以上430nm以下または波長440nm以上490nm以下に強度のピークを有する物質の、蛍光の強度の減衰を示す、
請求項1から5のいずれかに記載の鮮度評価方法。 - 前記食肉は豚肉であり、
前記励起光の波長は、300nm以上400nm以下であり、
前記特定波長は、370nm以上430nm以下または440nm以上490nm以下である、
請求項1から5のいずれかに記載の鮮度評価方法。 - 前記食肉は豚肉であり、
前記励起光の波長は、300nm以上400nm以下であり、
前記減衰データは、波長370nm以上430nm以下または波長440nm以上490nm以下に強度のピークを有する物質の、蛍光の強度の減衰を示す、
請求項1から5のいずれかに記載の鮮度評価方法。 - 前記食肉は豚肉であり、
前記励起光の波長は、300nm以上400nm以下であり、
前記特定波長は、370nm以上430nm以下または440nm以上490nm以下である、
請求項1から5のいずれかに記載の鮮度評価方法。 - 前記食肉は豚肉であり、
前記励起光の波長は、300nm以上400nm以下であり、
前記減衰データは、波長370nm以上430nm以下または波長440nm以上490nm以下に強度のピークを有する物質の、蛍光の強度の減衰を示す、
請求項1から5のいずれかに記載の鮮度評価方法。 - 処理回路を備え、
前記処理回路は、
励起光の照射によって食肉から発生した特定波長での蛍光の強度の減衰を示す減衰データを取得し、
前記減衰データから前記蛍光の蛍光寿命を算出し、
前記蛍光の蛍光寿命に基づいて前記食肉の鮮度を決定し、
前記食肉の前記鮮度を示すデータを出力する、
処理装置。 - 前記処理回路は、
第1時刻での前記励起光の照射によって前記食肉から発生した前記特定波長での第1蛍光の強度の減衰を示す第1減衰データを取得し、
前記第1時刻よりも遅い第2時刻での前記励起光の照射によって前記食肉から発生した前記特定波長での第2蛍光の強度の減衰を示す第2減衰データを取得し、
前記第1減衰データから前記第1蛍光の蛍光寿命を算出し、
前記第2減衰データから前記第2蛍光の蛍光寿命を算出し、
前記第1蛍光の蛍光寿命および前記第2蛍光の蛍光寿命に基づいて前記食肉の前記鮮度を決定し、
前記食肉の前記鮮度を示すデータを出力する、
請求項14に記載の処理装置。 - 請求項14に記載の処理装置と、
前記食肉を照射するための前記励起光を出射する光源と、
前記蛍光を検出し、前記減衰データを生成する光検出器と、
を備える、
鮮度評価システム。
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