JP4806285B2 - 食用肉の鮮度評価装置及びこれを用いた食用肉の鮮度維持装置 - Google Patents

Description

本発明は、食用肉の鮮度評価を行う鮮度評価装置及び鮮度維持を行う鮮度維持装置に関するものである。

偏光した光を利用して農産物や畜産物の評価を行うことが特開平２−２９１９４７号公報（特許文献１）や特開２００５−８３９２９号公報（特許文献２）に示されている。前者は米表面の表面保水性による食味評価を行うものであり、後者は人による食用肉の形態評価（感応評価）を食用肉の脂肪の融点で変化する偏光計測で定量的に評価しようとするものである。

一方、食用肉の鮮度に関しては、これまで色や形状等の定性的な人間の感覚に頼った評価がなされてきただけで、鮮度の評価、殊に光を用いて非接触で鮮度評価を手軽に行うことができるようにしたものはこれまで提案されていない。
特開平２−２９１９４７号公報 特開２００５−８３９２９号公報

本発明は上記の点に鑑みて発明したものであって、食用肉に触れることなく衛生的な状態で鮮度を評価することができる食用肉の鮮度評価装置を提供すること、並びに上記評価結果に基づいて食用肉の鮮度を維持することができる食用肉の鮮度維持装置を提供することを課題とするものである。

上記課題を解決するために本発明に係る食用肉の鮮度評価装置は、偏光した光を食用肉の組織に照射する偏光照射手段と、上記組織を透過及びまたは反射した光について偏光角の光量分布を計測する偏光計測手段と、偏光角の光量分布を解析して偏光角度分布を基に食用肉の鮮度を推定する解析手段とを備えていることに特徴を有している。偏光角度分布に基づいて非侵襲で食用肉の鮮度状態を推定するものである。

この時、偏光照射手段が１４００ｎｍ〜２０００ｎｍの波長の光を照射するものであると、水の吸収波長を含むために含水率を含めた鮮度評価を行うことができて精度を向上させることができる。

偏光照射手段がパルス光を照射するものであり、偏光計測手段が偏光角の光量分布の時間変化を計測するものであり、解析手段が偏光角の光量分布について時間変化を考慮して解析をするものであると、鮮度の経時変化を求めることができる。

そして本発明に係る食用肉の鮮度維持装置は、食用肉の鮮度評価装置における解析手段の鮮度推定結果に基づいて食用肉の雰囲気湿度を制御する湿度制御部を備えていることに特徴を有している。最適の鮮度状態を維持することができる。

本発明は、偏光を食用肉の組織に照射して得た偏光角度分布に基づいて鮮度を評価するものであるために、食用肉に触れることなく衛生的な状態で手軽に鮮度を評価することができるものであり、しかも冷蔵庫等に保管された状態でも食用肉の鮮度劣化を計測できるものとすることができる。

また上記鮮度評価に基づいて雰囲気湿度を制御するために、鮮度の低下を効果的に抑制することができる。

以下、本発明を添付図面に示す実施形態に基いて説明すると、図１において、照射時間制御が可能な光源１と、光源１から出る光を直線偏光の光とする偏光板２と、偏光板２を経ることで直線偏光となった光を食用肉９の組織表面に照射した際の反射光もしくは透過光を受光する受光素子４と、該受光素子４の直前に配した偏光板３と、この偏光板３をモータ駆動で光軸まわりに回転させる回転ステージ５、そして受光素子４から得られる光量計測データと回転ステージ５によって偏光板３を回転させる際の偏光角度制御データとで構成される偏光角毎の光量データである偏光角光量分布データを基に解析を行う解析手段６を備えている。

まず、食用肉の組織に偏光を照射してその反射光または透過光の偏光角の光量分布を観測する時、食用肉の鮮度がどのような影響を及ぼすかについて説明すると、偏光板２によって直線偏光とした光を食用肉の組織に照射してその透過光を計測したところ、図２及び図３に示すように、偏光角度変化が生じていることを見出すとともに、その偏光角度のピークが時間経過に伴って図において右にシフトいくことを見出した。ちなみに図中Ｌは直線偏光であるレーザ光を偏光板３を介することなく受光素子４で受光した場合を示しており、図３中のイは４日経過後、ロは６日経過後を、ハは７日経過後を示している。また、この偏光角度シフトは分単位でも生じており、５分，１５分，６５分，８０分，１１５分，１３５分，１５５分，１７５分，１９５分，２１５分を夫々経過した時のデータを図３に示す。図４中のＤ０は０分後、Ｄ５は５分後、Ｄ１５は５分後、Ｄ６５は６５分後、Ｄ８０は８０分後、Ｄ１９５は１９５分後、Ｄ２１５は２１５分後を示す。なお、図３及び図４における縦軸は正規化した光強度である。

食用肉の鮮度と光の偏光角度分布とに相関関係をあることから、偏光角度分布を計測することにより食用肉の鮮度を推定することができるものである。また、食用肉に噴霧器等で水分を与えた時、偏光角度が新鮮な状態の時の状態に戻ることも確認していることから、偏光角度にシフトが生じた時に水分を供給することで食用肉の鮮度を維持することができる。

このような事象に基づいて本発明では光源１から出た光を偏光板２を通して直線偏光とした光を食用肉９に照射し、食用肉で反射した光及び／又は透過した光を回転する偏光板３を通じて受光素子４で受光して、偏光角度と受光光量（光強度）との偏光角度分布データを得るものであり、前記解析手段６は偏光角度のシフトに変化があれば、鮮度が低下したと判断するものである。

なお、反射光を用いる場合、食用肉の表面で反射した光は除外することが望ましいが、表面で反射した光は食用肉に照射した直線偏光光と同じ偏光角度であるために受光素子４の前に設けた偏光板３の角度を変えることで表面反射光の影響を除去することができる。従って、透過光だけでなく、食用肉の内部で反射した反射光を用いることも可能である。また、経時的な計測を行うことから、光源１はパルス光点灯とし、点灯タイミングに同期して偏光角度分布を計測することが好ましい。

受光素子４に入射する光をミラーを回転させることで分光器７に導いて、食用肉を通過した光の分光計測を行い、内部の成分（脂肪や水分）のモニタも行って、このモニタ結果も上記鮮度推定に反映させるようにしてもよい。この場合、光源１には１２００ｎｍ〜２０００ｎｍの波長の近赤外線光を用いると、食用肉の内部に光を浸透させることができ、脂肪や水分の計測に有利となる。

図５に波長別の光の浸透率を示す。図中ＬＤ６７０ｐは豚肉に対する波長６７０ｎｍの光の透過光量減衰率を、ＬＤ６７０ｃは鶏肉（ささみ）に対する波長６７０ｎｍの光の透過光量減衰率を、ＬＤ８１０ｃは鶏肉（ささみ）に対する波長８１０ｎｍの光の透過光量減衰率を、ＬＤ９８０ｃは鶏肉（ささみ）に対する波長９８０ｎｍの光の透過光量減衰率を示している。近赤外光が有効であることがわかる。

次に、上記鮮度評価装置を利用した鮮度維持装置を図４示す。本装置は食用肉を収納する低温庫１１と、噴霧装置１３及びこの噴霧装置１３を駆動する噴霧制御部１２を備えたものであり、直線偏光光を庫内の食用肉に照射して食用肉を通過した光を計測することで偏光角度分布データを得る。そして偏光角度に変化があるかどうかを算出してその角度変化が所定の角度α以上となれば、噴霧制御部１２は噴霧装置１３を動作させて庫内に噴霧を行い、庫内の湿度を上げる。この噴霧作業と偏光角度分布計測・角度シフト判定を並行して行い、偏光角度のシフトがα以内になった時点で鮮度が元に戻ったと判断し噴霧作業を停止する。なお、この装置は含水率が鮮度に影響する他の生鮮食品においても同様に使用することができる。また、食用肉としてここでは家畜類の肉を例にしたが、魚肉も含むものである。

本発明の実施の形態の一例のブロック図である。 偏光角度の経時変化データの一例の説明図である。 偏光角度の経時変化データの他例の説明図である。 本発明の実施の形態の他例のブロック図である。 波長別透過光量減衰率の説明図である。

符号の説明

１ 光源
２ 偏光板
３ 偏光板
４ 受光素子
６ 解析手段
９ 食用肉

Claims (4)

1. 偏光した光を食用肉の組織に照射する偏光照射手段と、上記組織を透過及びまたは反射した光について偏光角の光量分布を計測する偏光計測手段と、偏光角の光量分布を解析して偏光角度分布を基に食用肉の鮮度を推定する解析手段とを備えていることを特徴とする食用肉の鮮度評価装置。
2. 偏光照射手段は波長が１４００ｎｍ〜２０００ｎｍの光を照射するものであることを特徴とする請求項１記載の食用肉の鮮度評価装置。
3. 偏光照射手段はパルス光を照射するものであり、偏光計測手段は偏光角の光量分布の時間変化を計測するものであり、解析手段は偏光角の光量分布について時間変化を考慮して解析をするものであることを特徴とする請求項１または２記載の食用肉の鮮度評価装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項にかかる食用肉の鮮度評価装置における解析手段の鮮度推定結果に基づいて食用肉の雰囲気湿度を制御する湿度制御部を備えていることを特徴とする食用肉の鮮度維持装置。

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