JP3944574B2 - 糠量測定装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は米粒の糠量を測定する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
米粒の糠量を測定することは、精白米の精白度を把握して精米処理の制御に用いたり、無洗米（炊飯時に洗わなくてもよい程度に糠を除去してある精白米）の洗米度（除糠程度）を把握して無洗米化処理の制御や評価（等級付け）に用いることができる点で意味がある。
【０００３】
従来、精白米の糠量を測定するには、濁度及び乾固物量がある。
濁度は、米粒を洗滌した後の、すなわち、水と共に試料米を攪拌して得られる洗米水の濁度を測定する方法であり、一例をあげると、精米試料２０ｇを三角フラスコに入れ、２００ｍｌの水を注ぎ、ゴム栓をして振とう器（ヤマト科学（株）製 形式SA-31A等）により１０分間振とう（１４４〜１５０サイクル／分）する。得た洗米水５０ｍｌを１０倍に希釈して濁度計（野田通信社製 型式M-204等）で３回測定する。その平均値が濁度である。
特開平５−１１５８０２号公報の洗米機は、このような濁度を洗米条件（洗米時間、洗米回数など）の決定に利用した制御を行っている。
【０００４】
乾固物量は、無洗米の糠量判定に利用されることが多いが、洗米水中の固形物重量を測定する方法であり、一例をあげると、無洗米１００ｇを三角フラスコに入れ、１５０ｍｌの水を注ぎ、４０秒間（約１００回）振とうする。得た洗米水をビーカーに取り、攪拌しながらその中から２５ｍｌを正確にアルミ秤量缶にとる（１試料につき２点）。ついで、乾燥機で乾燥させた後、デシケータ内で放冷し、その重量を測定して乾固物量を得ている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平５−１１５８０２号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の濁度、乾固物量の測定は、洗米水中の物質を特定することなく、洗米水中に懸濁している全ての物質の粒子による濁度や重量を測定しているのであり、糠として本来の種皮、果皮、糊粉層の量を精度高く把握していることにはならない。すなわち、これらの測定結果には洗米水中に精米加工によって露出した澱粉貯留細胞の澱粉粒が懸濁しており、しかも、その割合は精米の歩留によって異なる。
本願の発明は、洗米水中の糠を特定して測定することができ、これにより、試料米（精白米、無洗米等）の糠量を精度高く把握することができる、糠量測定方法、試料米の糠量評価方法及びこれらを実行するための測定装置の提供を課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本来の糠である種皮、果皮、糊粉層にはフェルラ酸（４−ヒドロキシ−３−メトキシ桂皮酸）が特異的に存在するが、澱粉貯留細胞はフェルラ酸を含有していない。また、フェルラ酸は紫外光で蛍光を発するが、特定の波長領域で強度が高い（ピークを有する）。さらに、糠量の多寡に基づく蛍光強度の較差は大きく、糠量の測定値として十分な分解能がある。本願の発明は糠に関する上記の特性を利用する。
【０００８】
図１、図２は、これを具体的に示したものである。図１は、１０ｇの精白米（試料米）へ容量にして５倍の水を加え、１０秒間攪拌して上澄みを回収し、これを５試料（上澄み液）を得て、それぞれに異なる波長の紫外光（３００，３１０，３２０，３３０，３５０ｎｍ）を照射した時の図であり、蛍光の強度（単位Ａ．Ｕ）を縦軸に、波長（単位ｎｍ）を横軸に設定してプロットしたものである。又、図２は、試料米を変えずに４回の洗米を繰り返し、各回の上澄み液に波長３４０ｎｍの紫外光を照射し、それぞれの蛍光の強度を波長３８０〜５６０ｎｍの範囲でプロットしたものである。
【０００９】
図１に明らかなように、紫外光による励起波長が異なっても、波長に関する蛍光強度のスペクトルではほぼ４４０ｎｍの位置にピークがある。これはフェルラ酸に特有であって、フェルラ酸の存在を確認しやすく、また、ピーク位置で測定することによって測定誤差を相対的に縮小することができる。
図２に明らかなように、第１回の洗米による上澄み液が発する蛍光強度と第２回、第３回の同蛍光強度では、蛍光の波長４４０〜４６０ｎｍの範囲で大きな較差のある。これは、第１回の洗米によってほとんどの糠が除去され、２回目の洗米の際には当初の１/５程度しか糠が残存しておらず、３回目の洗米時以後は試料米にほとんど糠が存在しないことと符合する。すなわち、照射光として波長３３０〜３４０ｎｍの紫外光を用い、受光する蛍光として波長４４０〜４６０ｎｍのものを利用すると、蛍光強度が糠の量に応じて顕著に変化し、糠の量に関するデータ上の分解能が高いことが分かる。
【００１０】
以上から、洗米水に紫外光を照射して洗米水中のフェルラ酸が紫外光に励起されて発する蛍光の強度を測定する。そして、その測定値を洗米水中の糠量を判定する指標とする。指標としての用い方の一つは、測定値をあらかじめ定めた標準値と比較して、試料米の糠量を評価することである。
【００１１】
照射する紫外光は、前記から波長範囲３３０〜３４０ｎｍのものがフェルラ酸に強い蛍光を励起させる上で有利である。又、この波長範囲の紫外光で得られる蛍光の強度を測定する際には、受光する蛍光の波長範囲を４３０〜４５０ｎｍとするのが、前記した糠量に関する分解能の関係から有利である。
【００１２】
測定装置は、洗米容器、攪拌装置、紫外光源、蛍光強度測定器、紫外光用バンドパスフィルター及び蛍光用バンドパスフィルターを備える。洗米容器は精白米と水を入れて攪拌する機能と紫外光を受け入れて内部のフェルラ酸を励起させ、その蛍光を外部へ導出させる機能を必要とするので、石英のような紫外光と蛍光に対して透明な素材で形成する。攪拌装置は、洗米容器内部の試料米と水を攪拌するためのもので、多くは洗米容器の内側にインペラーを配置し、これを容器の底部を上下方向に貫通した軸に取り付け、洗米容器を支持した台座の内部に納めたモーターで駆動する構成となっている。モーターの回転数や時間を設定し、制御できる制御基板を備えていることもある。
【００１３】
紫外光源、蛍光強度測定器、紫外光用バンドパスフィルター及び蛍光用バンドパスフィルターは市販のものを利用する。紫外光用バンドパスフィルターは、洗米容器と紫外光源との間に配置して紫外光の範囲を３３０〜３４０ｎｍに制限するものであり、また、蛍光用バンドパスフィルターは、洗米容器と蛍光測定器との間に配置して測定のために受光する蛍光の波長を４３０〜４５０ｎｍの範囲に制限するものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図３は、糠量測定装置１を平面的に表示したものであって、洗米容器２、攪拌装置３、紫外光源４、蛍光強度測定器５、紫外光用バンドパスフィルター６及び蛍光用バンドパスフィルター７を備える。符号８は台座で、内部にモーターと制御基板を備え、上面に前記の洗米容器を載置している。攪拌装置３は洗米容器２の内部で底面近くに回転可能に配置されており、その駆動軸は台座８のモーターに連結されている。
【００１５】
この実施形態において紫外光源４としてオリンパス社製水銀ランプ「AH2-RX
」を、蛍光強度測定器５として浜松フォトニクス社製「C2400-89」を、紫外光用バンドパスフィルター６としてオリンパス社製「MBP340W25」を、また、蛍光用バンドパスフィルター７としてオリンパス社製「U-MU/FURA」及び「MBA510W25」を用いている。これらのフィルターは、通過光をそれぞれ３３０〜３４０ｎｍの範囲と４３０〜４５０ｎｍの範囲に設定してある。そして、遮蔽物や集光手段を用いて紫外光の経路ｕと蛍光の経路ｆをほぼ直交させてある。
【００１６】
この装置では、洗米容器２に所定の精白米又は無洗米と水を入れて攪拌し、米粒と水の動きが鎮静化するのを待って、洗米水部分に紫外光を照射する。紫外光は紫外光用バンドパスフィルター６によって紫外光源４が発する光から波長３３０〜３４０ｎｍの範囲に制限されている。
紫外光の照射で生じた洗米水中におけるフェルラ酸からの蛍光は、蛍光強度測定器５に向けて集光され、蛍光用バンドパスフィルター７によって４３０〜４５０ｎｍの範囲に制限されたものだけを測定する。
【００１７】
【実施例】
図４のように、サンプルとして、平成１２年度産の“宮城ひとめぼれ”の精白米と乾式による無洗米及び湿式による無洗米をそれぞれＡ，Ｂ，Ｃ３種ずつ、すなわち、まず、“宮城ひとめぼれ”の精白米Ａ（歩留まり９１．７％）、同Ｂ（歩留まり９０．７％）及び同Ｃ（歩留まり８９．３％）を準備し、これらのそれぞれから乾式、湿式で無洗米に処理した試料米Ａ，Ｂ，Ｃを準備した。乾式は水を用いずに糠を除去する方式、湿式は水を用いて短時間に糠を除去する方式である。
【００１８】
測定はそれぞれのサンプル（Ａ，Ｂ，Ｃ×３全部で９種類）から、５００ｇを取り出して３つの試料米を作り、それぞれ１リットルの水中に浸漬して１０秒間攪拌した後６０分静置した後の上澄み液を対象とした。それぞれについて濁度（ｐｐｍ）、蒸発乾固物量（μｇ／ｍＬ）、澱粉（μｇ／ｍＬ）、食物繊維（ｇ／Ｌ）及び蛍光強度（Ａ．Ｕ）を測定した。その結果をまとめたのが図５である。測定は、それぞれのサンプルにおける３つの試料米に関する測定値の平均値である。
なお、前記した蛍光強度の測定以外の測定方法は図６に示すとおりである。又、図５には測定結果による各サンプルの評価を付記してある。
【００１９】
図５を参照すると、試料米（精白米、乾式無洗米、湿式無洗米）の種類によって測定された蛍光強度が大きく異なり、精白米では５０（Ａ.Ｕ）台、乾式無洗米では３０（Ａ.Ｕ）台及び湿式無洗米では１０（Ａ.Ｕ）台である。したがって、この値を指標に３つのサンプルを、糠量に関して評価するとすれば、３０（Ａ.Ｕ）台にあるものを標準として、乾式無洗米は「良」、精白米は「可」、湿式無洗米は「優」の評価になる。評価の段階分けや種類はさまざまに設定することができる。なお、測定値はそれぞれのサンプルの精白度によっても異なっている。
サンプルの精白米に比べて乾式、湿式の無洗米で蛍光強度が低いのは、無洗米化処理で糠が除去されている割合が高いことによる。
【００２０】
蛍光強度（Ａ．Ｕ）の各測定値間の関連は、濁度（ｐｐｍ）が示す測定値間の関連よりも、推測される糠量の大小との関連に近い。すなわち、濁度（ｐｐｍ）と食物繊維量の大小の相関関係と、蛍光強度（Ａ．Ｕ）と食物繊維の大小の相関関係を調べてみると、図７、図８のように、蛍光強度の方が食物繊維量との相関関係が高いことが分かった。図７中（ｙ）は濁度、（ｘ）は食物繊維量である。図８において（ｙ）は蛍光強度、（ｘ）は食物繊維量である。Ｒ^２は相関係数であり、１に近いほど相関が強いとされる。なお、右辺における（ｘ）の係数及び定数は、いずれも相関係数の算出法に基づいたもので、最小二乗法に拠っている。
以上、食物繊維量の大小はほぼ糠量の大小に比例することから、フェルラ酸が発する蛍光強度を測定する方が濁度を測定するよりも、糠量の指標を得る上で優れていることを意味する。
測定値を指標とし、設定した標準値を基準に前記のような評価に用いるのは一つの例であり、測定値は、自動精米機、自動洗米機などの機器を制御する上で、動作転換の根拠として用いることもできる。
【００２１】
【発明の効果】
糠量と直接に関連するフェルラ酸の蛍光強度を測定するので、洗米水中の糠量を従来よりも精度高く測定することができる。
測定結果を、精白程度の判定や無洗米化程度の評価に利用して、より精度の高い制御や品質表示を行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】波長が異なる紫外光によるフェルラ酸の蛍光強度を示した図である。
【図２】糠量が異なる洗米水中のフェルラ酸による蛍光強度（紫外光の波長３４０ｎｍ）を示した図である。
【図３】装置の概要を示す平面図である。
【図４】使用したサンプルを示す図である。
【図５】測定結果の一例を示す図である。
【図６】蛍光強度以外の測定手段を示した図である。
【図７】濁度と食物繊維量との相関関係を示す図である。
【図８】蛍光強度と食物繊維量との相関関係を示す図である。
【符号の説明】
１ 糠量測定装置
２ 洗米容器
３ 攪拌装置
４ 紫外光源
５ 蛍光強度測定装置
６ 紫外光バンドパスフィルター
７ 蛍光バンドバスフィルター

Claims (5)

1. 洗米水に紫外光を照射して洗米水中のフェルラ酸が紫外光に励起されて発する蛍光の強度を測定し、その測定値を洗米水中の糠量を判定する指標とすることを特徴とした洗米水中の糠量測定方法。
2. 試料米の洗米水に紫外光を照射して洗米水中のフェルラ酸が発する蛍光の強度を測定し、その測定値をあらかじめ定めた標準値と比較して、試料米の糠量を評価することを特徴とした試料米の糠量評価方法。
3. 照射する紫外光の波長範囲を３３０〜３４０ｎｍとし、強度を測定する蛍光の波長範囲を４３０〜４５０ｎｍの範囲としていることを特徴とした請求項１または２に記載の糠量測定方法及び糠量評価方法。
4. 紫外光と蛍光に対して透明な素材で形成した洗米容器と、洗米容器内部の試料米と水を攪拌する攪拌装置と、紫外光源と、蛍光強度測定器、紫外光用バンドパスフィルター及び蛍光用バンドパスフィルターを備え、洗米容器と紫外光源との間に紫外光用バンドパスフィルターを３３０〜３４０ｎｍに設定して配置し、洗米容器と蛍光測定器との間に蛍光用バンドパスフィルターを４３０〜４５０ｎｍの範囲に設定して配置してあることを特徴とした糠量測定装置。
5. 洗米容器が角柱形をした石英４面セルであり、紫外光の照射方向に対して蛍光測定器の受光方向が洗米容器を交点としてほぼ直交していることを特徴とする請求項４に記載の糠量測定装置。

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