JP6864883B2 - 卵質評価方法、卵質評価装置及びプログラム - Google Patents

卵質評価方法、卵質評価装置及びプログラム Download PDF

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Description

本発明は、卵の中身に関する品質を評価する卵質評価方法、卵質評価装置及びプログラムに関するものである。
卵の内部品質(卵質)を示す指標として、例えば、ハウ・ユニット(Haugh Unit)や卵黄係数(Yolk Index)がよく知られている。これらハウ・ユニットや卵黄係数を測定する装置の一例としては、下記特許文献1に記載の品質指標検査装置が挙げられる。
この品質指標検査装置は、割卵された状態で平行光を照射して、そのシルエットから卵白の高さ、卵黄の高さ、卵黄の直径を計測する。ここで計測された卵白の高さと、別で測定された卵重とに基づいて、ハウ・ユニットを演算することができる。また、この品質指標検査装置で計測された卵黄の高さと卵黄の直径とに基づいて、卵黄係数を演算できる。
これらの他に、卵黄と卵白を分離する際に卵黄膜が破れた割合を測定する方法や、卵黄に加重をかけて卵黄の破断強度を測定する方法などが知られている。また、測定装置を使わない簡便な方法として、卵黄を箸でつまんで持ち上げ破れないかどうか確認したり、爪楊枝を何本挿すことができるか試したりという方法によって評価することも行われている。
卵の卵黄を包む半透明な卵黄膜は、卵黄と卵白を仕切る膜であり、大きくは卵黄に接する内層と卵白に接する外層の2層から構成される。内層は太い繊維の三次元網目構造をとり、外層は微細な繊維からなる二次元的格子構造が重層した構造を持っている。産卵直後は、卵黄膜の内層・外層ともに繊維組織の結合が強固である。
卵殻にひびがあり、ひびから卵白内に細菌(例えばサルモレラ菌等)の侵入があっても、卵白内には、細菌の増殖に必要な栄養成分が無いので、細菌は容易に増殖し得ない。しかし、時間経過とともに卵黄膜を形成する繊維組織の結合が緩くなると、(卵黄膜が脆弱化し)卵黄内部の物質が外部へ染み出す卵黄膜の透過性が増すため、栄養豊富な卵黄に含まれる鉄分などの栄養素が卵白へ移動することが知られている。こうして、卵白内に細菌が存在する場合に、細菌が必要な栄養を得て卵内で急激な増殖を起こしてしまう。
特許第4858838号公報
藤井大地、"構造の近似について"、[online]、[平成29年5月11日検索]、インターネット<URL: http://www.archi.hiro.kindai.ac.jp/laboratory/SAL/dfujii/Report/rinko/rinko_12.pdf>
本発明者は、卵黄膜の状態の良し悪しが、卵内での細菌増殖のしやすさに関係していることに着目した。本発明は、卵内の品質指標の一つとして、細菌の増殖に対する防御性/抑制能力を評価することができる卵質評価方法、卵質評価装置及びプログラムを提供することを目的としている。
一般に繊維の網目構造や格子構造を持つ薄膜は、繊維組織の結合が緩むと、膜の弾力性が低下することが知られている。したがって、卵黄膜も形成する繊維組織の結合緩むと卵黄膜の弾力性が変化する。よって、卵黄膜の弾力性をもって卵黄膜を形成する繊維組織の結合緩み、したがって細菌の増殖に対する防御性/抑制能力の低下を知ることができる。
この知見を背景として、本発明の卵質評価方法は、上述した目的を達成するために、割卵された状態で測定された卵黄の直径と卵黄の高さに基づいて、卵黄膜のヤング率と卵黄膜の厚さの積で表される物性値、卵黄膜のポアソン比で表される物性値、卵黄膜のばね定数で表される物性値及び卵黄の体積もしくは重量が基準の大きさであった場合の卵黄係数に換算した換算卵黄係数で表される物性値のいずれかである、卵黄膜の弾力性に関わる物性値を算出する。
本発明によれば、細菌の増殖に対する防御性/抑制能力を評価することができる卵質評価方法、卵質評価装置及びプログラムを提供できる。
本発明の概念説明用の卵黄の概略図。 本発明の概念説明用の卵黄係数とポアソン比の関係を示すグラフ。 本発明の概念説明用の卵黄係数とエネルギーの関係を示すグラフ。 本発明の概念説明用の卵黄係数と卵黄膜のばね定数の関係を示すグラフ。 本発明の一実施形態の卵質評価装置を示す概略図。 本発明の一実施形態の卵質評価装置が実行する処理の一例を示すフロー図。 本発明の概念説明用の回転楕円体の概略図。
<概念説明>
本発明者は、外形から容易に測定可能な卵黄直径及び卵黄高さという形状パラメータを用いて、卵黄膜の善し悪しの尺度、すなわち、卵黄膜の物性の一つである弾力性を求めることができることを発見した。
卵黄は、卵殻の中で卵白に包まれているとき(以下、「初期状態」と呼ぶ)は球体であるが、卵黄のみを取り出して皿の上に置くと重力の影響で高さが下がっていく。しかし、同時に卵黄を包んでいる卵黄膜が伸びるので、やがて卵黄膜の伸びを戻そうとする復元力(応力)が働き、これが卵黄高さを押し下げる力とつり合った平衡状態で止まる。
図1に示すように、割卵され平坦な皿上に載せられた卵黄Yの形状は、図7に示すような回転楕円体とみなすことができる。回転楕円体の形状は、直径Dと高さHの2つの数値で一義的に決めることができるが、これら直径Dと高さHは、卵黄Yの側方からのシルエットに基づいて実測可能である。
長半径aと短半径bは、直径Dと高さHを用いて以下のように表される。
a=1/2D (式1)
b=1/2H (式2)
一方、回転楕円体の体積Vは、次式で計算できることが知られている。
V=4/3πab (式3)
ここで、卵黄について考えてみると、球体から扁平な回転楕円体への変形の過程で卵黄の体積Vは常に一定であるので、(式3)において、3/(4π)・V=ab=v (ただし、v:一定値)とおく。
卵黄が球形である初期状態における長半径a、短半径bは、a=bの関係があり、卵黄の体積Vは、球体から扁平な回転楕円体への変形の過程で常に一定であるので、以下の式が成り立つ。
=b =a ・b=ab=v (式4)
(式4)より、a、bは、以下のように表される。
=v1/3 (式5)
=v1/3 (式6)
ここで、b/aを楕円率yと呼ぶことが知られている。y=b/aの両辺にaをかけると、以下のように表され、(式4)より、これらの値がvと等しくなる。
y=ab(=v) (式7)
(式7)より、aは以下のように表される。
a=v1/3−1/3 (式8)
また楕円率の公式y=b/aより、bは以下のように表される。
b=v1/32/3 (式9)
回転楕円体の場合、表面積や赤道の長さや経線の長さは、長半径aと短半径bで決定される。さらに体積一定の条件のもとでは、長半径aと短半径bは、(式8)(式9)に示すように楕円率yで決まるので、表面積や赤道の長さや経線の長さは、体積一定の条件の
もとで、楕円率yのみで決まることになる。
このように、発明者は、卵黄の体積Vが変形の前後で一定であるという条件の下、回転楕円体とみなした個別の評価対象の卵黄の表面積S、赤道の長さA、経線の長さLはすべてyで表すことができることに着目した。
なお、楕円率y=b/aは、(式1)と(式2)より、y=H/Dと表すことができ、このH/Dは卵黄係数を示すものである。すなわち回転楕円体の幾何学量である楕円率という術語を、卵黄係数という術語に置き換えても構わない。このように本発明者は、既知の卵黄係数と既知の楕円率との関係性に着目した。
<赤道の長さ・経線の長さの求め方>
半径aの円に相当する赤道の長さAは、(式8)を代入して、以下のように表される。
A=2πa=2πv1/3−1/3 (式10)
経線の長さLは、以下の式で表されることが知られている。
Figure 0006864883
ここで、離心率eは、y=b/aより、e=(1−y1/2 と表すことができる。これを(式11)に代入すれば、経線の長さLは、変数yのみで表され、数値積分を用いて値を求めることが可能である。
しかし、ここでは経線の長さを楕円率y(あるいは卵黄係数)を明示的に含む式で書き表すため、経線の長さLを求めるのに、以下の楕円の周長の近似公式(Gauss−Kummerの公式)を使う。
Figure 0006864883
Gauss−Kummerの公式の2次までの項での近似式は、以下のように表せる。
L=π(a+b)(1+1/4・h) (式13)
ここでhは、(式12)のhにy=b/aを代入して、以下のように表せる。
h=(1−y)/(1+y) (式14)
(式13)に(式14)とy=b/aを代入すれば、経線の長さLは、変数yのみで以下のように表される。
Figure 0006864883
ただし、(式8)より、a=v1/3−1/3
なお、hの4次までの項をとった近似やhの6次までの項をとった近似なども同様に計算できる。次数が上がるほど(式11)を用いて数値計算で正確に求めた経線の長さLと(式12)に示すGauss−Kummerの公式で近似したときの誤差が小さくなる。なお、卵黄でよく用いられるy>0.2の範囲では、hの2次までの項での近似式で、誤差率は0.4%以下となるため、2次までの近似で十分実用に耐えられるものと考えられるので、以下(式15)を用いるが、勿論より高次の近似でも同様の議論を進めることが出来る。
<赤道方向のひずみ・経線方向のひずみの求め方>
次に、卵黄Yが球体から扁平な回転楕円体への変形した後の卵黄膜の変形度合い(ひずみ)の求め方について説明する。
赤道方向のひずみεは、以下の式で求められる。
ε=(A−A)/A (式16)
ここでAは、卵黄が球体の初期状態の赤道の長さであり、Aは変形時の赤道の長さである。この(式16)に(式5)、(式8)及び(式10)を代入すると、赤道方向のひずみεは以下のように表される。
ε=y−1/3−1 (式17)
経線方向のひずみεは、以下の式で求められる。
ε=(L−L)/L (式18)
ここでLは、卵黄が球体の初期状態の経線の長さであり、Lは変形時の経線の長さである。なお、L=2πaであり、この(式18)に(式15)を代入すると、経線方向のひずみεは以下のように表される。
ε=1/8・y−1/3{5y+1+4/(y+1)}−1 (式19)
<赤道方向のひずみ・経線方向のひずみの変化率の求め方>
赤道方向のひずみεの変化率∂ε/∂yは、(式17)をyで微分して、以下の式で求められる。
∂ε/∂y=−1/3・y−4/3 (式20)
経線方向のひずみεの変化率∂ε/∂yは、(式19)をyで微分して、以下の式で求められる。
Figure 0006864883
<卵黄膜のポアソン比の求め方>
次に、卵黄膜の弾力性に関わる物性値の一つである卵黄膜のポアソン比νの求め方について説明する。
回転楕円体の表面積Sは、以下の式で求められることが知られている。
Figure 0006864883
ただし、eは離心率を表す。
また、初期状態の球形のときの表面積をSとする。
卵黄膜の厚さ方向のひずみεは、卵黄膜の厚さT及び初期状態の球形のときの卵黄膜の厚さTを用いて、以下のように表される。
ε=(T−T)/T (式23)
卵黄膜の体積は、球体から扁平な回転楕円体への変形の過程で常に一定であるので、卵黄の表面積Sと卵黄膜の厚さTとの間には、以下のような関係がある。
ST=S (式24)
この(式24)と(式23)より、卵黄膜の厚さ方向のひずみεは、表面積Sを用いて以下のように書き換えることができる。
ε=S/S−1 (式25)
なお、(式25)におけるS及びSは、(式22)に示すように、長半径a及び短半径bを用いて計算可能である。
非特許文献1のP.3中(2.5)によれば、平面応力仮定において膜に平行な応力σ、σと膜の厚さ方向のひずみεとの間には、膜の材料のヤング率E、ポアソン比νを
用いて以下のように表される関係があることが知られている。
ε=−ν/E(σ+σ) (式26)
また、同じ文献中のP.3中の式(2.6)に式(2.7)を代入すると、膜に平行な応力σ、σと膜のひずみε、εとの間には、以下の関係があることがわかる。
Figure 0006864883
これら(式27)及び(式28)を用いて、(式26)は以下のように書き換えられる。
Figure 0006864883
すなわち、膜の厚さ方向のひずみεは、ヤング率Eに無関係な関数として表すことができる。ここで、C=ν/(1−ν)とおくと、(式29)と(式25)より、Cは以下のように表すことができる。
C=(1−S/S)/(ε+ε) (式30)
ここで、S/Sはyのみで表される関数であるとともに、ε及びεについても、(式17)または(式19)により、yのみで表される関数である。
以上より、ポアソン比νは、楕円率y(言い換えれば、卵黄係数)に基づいて算出される。図2は、卵黄係数H/Dとポアソン比νの関係を示したものである。なお、卵黄でよく用いられる卵黄係数>0.2の範囲では、ポアソン比νは、0.30付近でほぼ一定であると言える。
<ひずみのエネルギーの求め方>
次に、後述する卵黄のポテンシャルエネルギーUを求めるにあたって必要となるひずみのエネルギーVの求め方について説明する。
一般的に、弾性体のひずみのエネルギーVは、単位体積あたりのひずみのエネルギーの密度εDεを弾性体の全体で積分したものであり、非特許文献1のP.3中(2.8)によれば、以下のように表されることが知られている。
Figure 0006864883
ひずみのエネルギーの密度εDεは、平面応力の場合、以下であることが知られており、これを展開するとεDεは、(式32)のように表される。
Figure 0006864883
ε及びεは、卵黄膜上の位置に依存しない値であるため、(式31)に卵黄膜の全体の体積STを用いると、弾性体のひずみのエネルギーVは、以下のように表される。
=1/2・STεDε (式33)
卵黄膜の体積は、球体から扁平な回転楕円体への変形の過程で常に一定であるので、卵黄の表面積Sと卵黄膜の厚さTとの間には、(式24)のような関係がある。そのため、(式33)は、以下のようにも書き換えることができる。
=1/2・SεDε (式34)
(式34)に(式32)を代入して、弾性体のひずみのエネルギーVは、以下のように表される。
Figure 0006864883
<卵黄のポテンシャルエネルギー>
次に、卵黄のポテンシャルエネルギーUの求め方について説明する。ここで、卵黄のポテンシャルエネルギーUは、前述したひずみのエネルギーVと、位置エネルギーの和で表される。位置エネルギーは、卵黄の重量m、重力加速度g、卵黄の重心の高さbを用いて、mgbと表される。したがって、卵黄のポテンシャルエネルギーUは、以下の式で示される。
U=V+mgb (式36)
この(式36)に、(式35)及び(式9)を代入すると、以下のように表される。
Figure 0006864883
以上より、卵黄のポテンシャルエネルギーUは、楕円率y(言い換えれば卵黄係数)に基づいて算出される。図3は、卵黄係数yとひずみのエネルギーV、位置エネルギーmgb、卵黄のポテンシャルエネルギーUの関係を示したものである。ここでは、仮に卵黄重量が20g、卵黄膜の厚さが15μm、ヤング率Eが1.3MPa、ポアソン比νが0.3である代表的な鶏卵の卵黄について示している。この図より、卵黄係数yが小さくなるにしたがって、位置エネルギーmgbは下がり、ひずみのエネルギーVが大きくなることがわかる。そのため、卵黄のポテンシャルエネルギーUは、最小値を持つ。
<平衡状態における形状パラメータと卵黄膜の材料力学的属性値の関係>
最後に、卵黄膜の弾力性に関わる物性値の一つである、卵黄膜のヤング率と卵黄膜の厚さの積(=ET)の求め方について説明する。
前述したポテンシャルエネルギーUが最小値をとるときに、卵黄膜が平衡状態(卵黄膜の伸びを戻そうとする復元力と卵黄高さを押し下げる力とがつり合った状態)となる。したがって、平衡状態の際の卵黄係数yは、以下に示す∂U/∂y=0を計算すれば求められる。
Figure 0006864883
この(式38)を未知の定数ETの方程式と考えて変形すると、以下のように表される。
Figure 0006864883
卵黄の重量mは、卵黄の密度ρを用いて、以下のように表すことができる。
m=ρV (式40)
卵黄の初期状態の表面積Sは、次式で表される。
=4πa 2 (式41)
これら(式40)及び(式41)について前述の一定値vを用いて表すと、(式39)の一部分を構成するmg/Sについて、以下の式が導かれる。
mg/S=1/3v1/3ρg (式42)
(式42)を(式39)に代入すると、未知の定数ETは以下のように表される。
Figure 0006864883
以上より、未知の定数ETは、楕円率y(言い換えれば、卵黄係数)と体積vに基づいて算出される。図4は、ポアソン比νの値を0.30と仮定した状態で、卵黄重量mをパラメータとした卵黄係数yと未知の定数(ここでは、「卵黄膜のばね定数」と呼ぶ。)ETの関係を示したものである。ここでは、一例として、一番下側から順に、卵黄重量mが15gの場合、20gの場合、25gの場合について示している。
一般にヤング率Eの物質の正方形の薄膜の「ばね定数」をKとすると、薄膜の厚さをTとしてK=ETと表されることが知られている。したがってETを求めることは、卵黄膜の小片を採取して、薄膜のばねを形成した場合のばね定数を求めていることになる。よって、数14に示すETは、卵黄膜の弾力性を評価している。
さて、上記で計算されるETは卵黄膜の繊維組織の構造や繊維間の結合の強さで決まる物性値である卵黄膜のヤング率Eと卵黄膜の厚さTの積ETを求める計算式である。一般に繊維組織からなる膜の透過性は、「繊維組織の網目の密度」と「膜の厚さの積」の関数である。繊維組織の網目の密度にヤング率Eが比例することを考えれば、ETは膜の弾力性を表すバネ定数であるという解釈以外に、膜の「透過しにくさ」を表すと解釈される。したがって、ETの減少は膜の透過性の上昇を意味する。
卵黄膜の場合は、ETが減少すると透過が増し、卵黄内部の物質が卵黄へと漏れ出す。よって、卵黄膜の場合、ETの大小で 卵黄内部の物質が外部へ染み出す卵黄膜の透過性が決まるので、卵黄内の栄養素の漏れ出しが増え、細菌の増殖を促す。したがって、細菌の増殖に対する防御性/抑制能力を評価することができる。
さて同一の卵黄膜の弾力性、より具体的には、同一のETであっても、卵黄体積が大きければ、卵黄係数の測定値が小さくなり、卵黄体積が小さければ卵黄係数の測定値が大きくなるので、卵黄係数の測定値だけを見ても卵黄の状態の正しい評価が得られない。そこで、仮にその卵黄の体積が基準の大きさ、たとえば20gであった場合の卵黄係数に換算した、換算卵黄係数を求めることが考える。
具体的には、ETを求める式をvに依存しない部分をG(y)とすると、以下のように表される。
Figure 0006864883
ET=v2/3G(y)
基準の体積をwとし、換算卵黄係数をy^とすると、以下のように表される。
2/3G(y^)=v2/3G(y)(=ET) (式45)
ここで、Gの逆関数をFとすると、換算卵黄係数y^は以下のように表される。
y^=F({v2/3/w2/3}G(y)) (式46)
このように、卵黄膜の弾性力に関わる物性値を算出する理論の応用として、割卵された状態で測定された卵黄の直径と卵黄の高さに基づいて、卵黄の体積または重量の影響を除いた換算卵黄係数を算出することができる。そして、この換算卵黄係数を算出する卵質評価方法、換算卵黄係数を算出する換算卵黄係数算出部を備えた卵質評価装置、または、コンピュータに、割卵された状態で測定された卵黄の直径と卵黄の高さに基づいて、卵黄の体積または重量の影響を除いた換算卵黄係数を算出する機能を実現させるためのプログラムに利用することができる。
<本実施形態>
以下、本発明の一実施形態について、図5及び図6を用いて説明する。
この卵質評価装置1は、図5に示すように、割卵された状態で測定された卵黄Yの直径Dと卵黄Yの高さHに基づいて、卵黄膜の弾力性に関わる物性値を算出する卵質評価方法を実行する装置の一例であって、卵黄径測定部2と、卵黄高さ測定部3と、物性値算出部4とを備えている。
卵黄径測定部2は、図5に示すように、卵黄Yの直径Dを計測するもので、具体的には、皿の上に卵白Wとともに割卵された状態で測定する。この卵黄径測定部2は、特許文献1にも記載のあるように、発光部21と、受光部22とを備え、検査対象卵の側面形状データを取得できるようになっている。発光部21は、皿の一方側に設けられ検査対象卵の平行光を照射する。なお、図では光の経路を二点鎖線で示している。受光部22は、皿の他方側に設けられ前記発光部21から照射された光を受光する。なお、これに限らず、卵黄径測定部2は、卵黄径を測定できるようなものであればどのようなものであってもよい。例えば、上方から撮影された卵黄の画像を用いるものや、卵黄の半径を測定するようなものであってもよい。
卵黄高さ測定部3は、図5に示すように、卵黄Yの高さHを計測するもので、具体的には、皿の上に卵白Wとともに割卵された状態で測定する。この卵黄高さ測定部3は、特許文献1にも記載のあるように、発光部31と、受光部32とを備え、検査対象卵の側面形状データを取得できるようになっている。発光部31は、皿の一方側に設けられ検査対象卵の平行光を照射する。なお、図では光の経路を二点鎖線で示している。受光部32は、皿の他方側に設けられ前記発光部31から照射された光を受光する。本実施形態では、卵黄径測定部2の発光部21が卵黄高さ測定部3の発光部31も兼ねており、卵黄径測定部2の受光部22が卵黄高さ測定部3の受光部32も兼ねている。なお、これに限らず、卵黄高さ測定部3は、卵黄高さを測定できるようなものであればどのようなものであってもよい。
物性値算出部4は、図5に示すように、卵黄径測定部2で計測された卵黄Yの直径D及び卵黄高さ測定部3で計測された卵黄Yの高さHに基づいて、卵黄膜の弾力性に関わる物性値を算出するものである。本実施形態では、前記物性値として、卵黄膜のヤング率Eと卵黄膜の厚さTの積ETで表されるものと、卵黄膜のポアソン比νで表されるものを算出可能である。なお、卵黄膜の弾力性に関わる物性値は、これら2つのうちどちらかのみを算出するものであってもよい。
この物性値算出部4は、CPU、内部メモリ、入出力インターフェース、AD変換部等の専用ないし汎用のコンピュータにより構成されている。そして、内部メモリに格納されたプログラムにしたがってCPUやその他の周辺機器が協働することによって、物性値算出部4としての機能が発揮される。このプログラムには、コンピュータに、割卵された状態で測定された卵黄Yの直径Dと卵黄Yの高さHに基づいて、卵黄膜の弾力性に関わる物性値を算出する機能を実現させるためのプログラムが含まれている。本実施形態のプログラムは、この機能の他に、コンピュータに、割卵された状態で測定された卵黄Yの直径Dと卵黄Yの高さHを取得する機能を実現させるためのプログラムも含まれている。
以下、物性値算出部4によるデータ処理の一例について、図6を参照しながら説明する。
まず、物性値算出部4は、割卵された状態で測定された卵黄Yの直径Dと卵黄Yの高さHを取得する(ステップS1)。本実施形態では、受光部22、32が、発光部21、31から放出された光の一部が検査対象卵によって遮られた後の光を受光する。そのため、物性値算出部4は、受光部22、32から得られた電気信号に基づいて、検査対象卵の側面形状、具体的には、卵黄Y部分の側面形状データ(卵黄Yの直径D及び卵黄Yの高さH)を得る。
次に、物性値算出部4は、ステップS1で取得した卵黄Yの直径Dと卵黄Yの高さHを用いて、卵黄Yの長半径aと短半径bを算出する(ステップS2)。長半径aは、卵黄の直径Dを用いて、a=1/2Dで計算される。短半径bは、卵黄の高さHを用いて、b=1/2Hで計算される。
次に、物性値算出部4は、ステップS2で算出した卵黄Yの長半径aと短半径bを用いて、卵黄の体積Vを算出する(ステップS3)。体積Vは、長半径aと短半径bを用いて、V=4/3πabで計算される。
また、物性値算出部4は、ステップS2で算出した卵黄Yの長半径aと短半径bを用いて、卵黄係数yを算出する(ステップS4)。卵黄係数yは、長半径aと短半径bを用いて、y=b/aで計算される。このステップS4はステップS3より前に実行してもよい。
次に、物性値算出部4は、ステップS4で算出した卵黄係数yを用いて、卵黄Yのポアソン比νを算出する(ステップS5)。内部メモリには予め、卵黄係数yとポアソン比νとの関係を規定したグラフデータ(例えば図2に示すようなもの)または関数式(ν=C/(C+1)、ただしCは(式30)で示す。)が格納されている。物性値算出部4は、卵黄係数yをキーとして当該グラフデータを検索し、あるいは、卵黄係数yを当該関数式に代入して、ポアソン比νを知得する。
また、物性値算出部4は、ステップS3で算出した卵黄Yの体積Vと、ステップS4で算出した卵黄係数yと、ステップS5で算出した卵黄Yのポアソン比νを用いて、卵黄膜のばね定数E・T(卵黄膜のヤング率と卵黄膜の厚さの積)を算出する(ステップS6)。内部メモリには予め、卵黄の体積V、卵黄係数y、ポアソン比νと卵黄膜のばね定数E・Tとの関係を規定した関数式(例えば、(式43)で示す。)が格納されている。物性値算出部4は、卵黄Yの体積V(または、卵黄Yの体積Vに比重ρ=1.02を掛けた卵黄重量m)と、卵黄係数yと、ポアソン比νを当該関数式に代入して、卵黄膜のばね定数E・Tを知得する。
<変形例1>
なお、ステップS6は、例えば図4に示すようなグラフデータを用いてもよい。この場合、内部メモリには予め、卵黄重量m(または、卵黄の体積V)をパラメータとした、卵黄係数yと卵黄膜のばね定数E・Tとの関係を規定したグラフデータ(例えば、図4に示すようなもの)が格納されている。物性値算出部4は、卵黄Yの体積V(または、卵黄Yの体積Vに比重ρ=1.02を掛けた卵黄重量m)と、卵黄係数yをキーとして当該グラフデータを検索し、卵黄膜のばね定数E・Tを知得する。
なお、この変形例では、卵黄のポアソン比νの値を一定(ν=0.3)と仮定しており、この場合、前述したポアソン比νを算出するためのステップS5を省略することができる。
<変形例2>
別の変形例としては、卵黄膜の弾力性に関わる物性値として、卵黄膜のばね定数E・Tを算出することなく、ポアソン比νのみを算出するようにしてもよい。この場合には、ステップS2で、物性値算出部4が卵黄Yの長半径aと短半径bを算出した後、ステップS3の卵黄Yの体積Vを算出する処理を行なうことなく、ステップS4の卵黄係数yを算出する処理を行なえばよい。
<本実施形態の効果>
以上説明したように、本実施形態にかかる卵質評価方法は、割卵された状態で測定された卵黄Yの直径Dと卵黄Yの高さHに基づいて、卵黄膜の弾力性に関わる物性値を算出するものであるので、卵黄膜を破断させることなく、卵黄の形状データから卵黄膜の弾力性を評価することができる。なお、卵黄膜の弾力性を評価することは、細菌の増殖に対する防御性/抑制能力を評価することにつながる。すなわち、卵黄膜が脆弱化して、弾力性が小さくなったものは、栄養豊富な卵黄に含まれる鉄分などの栄養素が移動し、卵白内に細菌が存在する場合に、卵内で急激な増殖を起こすためである。
また、卵白と卵黄を分ける際には、卵黄膜の弾力性が高いものが好まれるため、従来は、卵黄係数から卵黄膜の良し悪しを評価することが行われていた。この方法の欠点としては、卵黄の体積の違いを考慮していないことがある。詳述すれば、同じ卵黄膜品質で体積の異なる2つの卵黄を皿の上に置いた状態で比較したときに、体積の大きい卵黄は、卵黄の自重が、体積の小さい卵黄の自重よりも大きいため、いっそう扁平になり、その結果として卵黄係数はより小さくなる。
しかしながら、本実施形態の卵質評価方法によれば、卵黄Yの重量m(または体積V)の影響を除いた卵黄膜の良し悪しのより正確な尺度を提供することができる。このような卵黄膜の良し悪しを従来よりも精度よく行なうことができるため、例えば、卵黄膜を強化するための餌の配合が適切か否かを評価するのに利用価値が高い。
本実施形態にかかる卵質評価方法によれば、卵黄膜の弾力性に関わる物性値の一例として、卵黄膜のヤング率と卵黄膜の厚さの積E・Tを算出できる。この値は、卵黄膜の単位当たりの長さ、例えば1cmの正方形に切り出された卵黄膜を単位の長さ引き伸ばすのに必要な力の大きさとも言える。
本実施形態にかかる卵質評価方法によれば、卵黄膜の弾力性に関わる物性値の他の一例として、卵黄膜のポアソン比を算出できる。
本実施形態にかかる卵質評価装置1は、卵黄Yの直径Dを計測する卵黄径測定部2と、卵黄Yの高さHを計測する卵黄高さ測定部3と、卵黄径測定部2で計測された卵黄Yの直径D及び卵黄高さ測定部3で計測された卵黄Yの高さHに基づいて、卵黄膜の弾力性に関わる物性値を算出する物性値算出部4とを備える。そのため、卵黄Yの直径Dや高さHの計測から評価までを、一つの装置で完結させることができる。
また、卵質評価装置1に用いられるプログラムとしては、コンピュータに、割卵された状態で測定された卵黄Yの直径Dと卵黄Yの高さHを取得する機能と、前記卵黄Yの直径Dと卵黄Yの高さHに基づいて、卵黄膜の弾力性に関わる物性値を算出する機能とを実現させるためのものが考えられる。このようなものであれば、卵黄Yの直径Dや高さHを計測する装置に、本実施形態に示した機能を追加させることが可能となる。
なお、本発明は上述した実施形態に限られない。
卵黄膜の弾力性に関わる物性値は、上述したものの他に、体積弾性率や剛性率(ずり弾性率・横弾性係数・せん断弾性係数・ラメの第二定数)やラメの第一定数等であってもよい。これらの弾性力に関わる物性値は2つが決まれば他の3つについても相互に変換可能であることが知られているからである。
卵黄の直径を計測する方法は、本実施形態に示したものに限られず、この分野でよく知られた種々のものを適用できる。同様に、卵黄の高さを計測する方法は、本実施形態に示したものに限られず、この分野でよく知られた種々のものを適用できる。すなわち、卵質評価装置は、少なくとも割卵された状態で測定された卵黄の直径と卵黄の高さをなんらかの方法で取得し(または、これらの数値が直接入力されるようなものであってもよい)、前記卵黄の直径と卵黄の高さに基づいて、卵黄膜の弾力性に関わる物性値を算出する機能を少なくとも備えたものであれば、卵黄の直径を計測する計測部及び/または卵黄の高さを計測する計測部が当該卵質評価装置の外部にあってもかまわない。
上述した実施形態では、割卵して卵白とともに皿の上に乗せられた卵黄の品質を評価するようにしていたが、卵白と卵黄とを分離して、卵黄のみを皿の上に乗せられた状態として卵黄の品質を評価するようにしてもよい。なお、前者の場合は、卵白と卵黄を分離することなく計測できるので手間がかからないが、卵白側から卵黄に向かって押される力や、卵黄が卵白側に向かって押す力を考慮する必要が生じる。これについては、卵黄膜の弾性力に関わる物性値に、卵白の影響等に基づく補正を加味するようなプログラムにすればよい。
今回開示された実施の形態は例示であってこれに制限されるものではない。本発明は上記で説明した範囲ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲でのすべての変更が含まれることが意図される。
本発明は、卵の中身に関する品質を評価する卵質評価方法、卵質評価装置及びプログラムに利用することができる。
1…卵質評価装置
2…卵黄径測定部
3…卵黄高さ測定部
4…物性値算出部
D…卵黄の直径
H…卵黄の高さ

Claims (3)

  1. 割卵された状態で測定された卵黄の直径と卵黄の高さに基づいて、卵黄膜の弾力性に関わる物性値を算出する卵質評価方法であって、
    前記物性値は、
    卵黄膜のヤング率と卵黄膜の厚さの積で表される物性値、
    卵黄膜のポアソン比で表される物性値、
    卵黄膜のばね定数で表される物性値及び
    卵黄の体積もしくは重量が基準の大きさであった場合の卵黄係数に換算した換算卵黄係数で表される物性値のいずれかである、卵質評価方法
  2. 卵黄の直径を計測する卵黄径測定部と、
    卵黄の高さを計測する卵黄高さ測定部と、
    卵黄径測定部で計測された卵黄の直径及び卵黄高さ測定部で計測された卵黄の高さに基づいて、
    卵黄膜の弾力性に関わる物性値を算出する物性値算出部とを備えた卵質評価装置であって、
    前記物性値は、
    卵黄膜のヤング率と卵黄膜の厚さの積で表される物性値、
    卵黄膜のポアソン比で表される物性値、
    卵黄膜のばね定数で表される物性値及び
    卵黄の体積もしくは重量が基準の大きさであった場合の卵黄係数に換算した換算卵黄係数で表される物性値のいずれかである、卵質評価装置
  3. コンピュータに、割卵された状態で測定された卵黄の直径と卵黄の高さに基づいて、卵黄膜の弾力性に関わる物性値を算出する機能を実現させるためのプログラムであって、
    前記物性値は、
    卵黄膜のヤング率と卵黄膜の厚さの積で表される物性値、
    卵黄膜のポアソン比で表される物性値、
    卵黄膜のばね定数で表される物性値及び
    卵黄の体積もしくは重量が基準の大きさであった場合の卵黄係数に換算した換算卵黄係数で表される物性値のいずれかである、プログラム
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5934359U (ja) * 1982-08-28 1984-03-03 北村 精一 鶏卵鮮度測定器
JPH09178728A (ja) * 1995-10-26 1997-07-11 Taisei Denki Seisakusho:Kk 卵質自動検査装置
US20070202223A1 (en) * 2005-09-26 2007-08-30 Orka Food Technology Ltd. Egg Quality Measurement
WO2008069263A1 (ja) * 2006-12-08 2008-06-12 Nabel Co., Ltd. 卵の品質指標検査装置
KR100821593B1 (ko) * 2007-01-22 2008-04-18 (주)선바이오텍 보혈작용과 면역효과가 탁월한 한약조성물을 함유하는제과제품 제조방법
JP5278939B2 (ja) * 2007-07-11 2013-09-04 独立行政法人物質・材料研究機構 柔らかで自立性があるタンパク質ナノ薄膜、その製造法及び応用
KR101032788B1 (ko) * 2011-03-29 2011-05-02 중앙아이엔티 주식회사 계란 신선도 검사 장치
PT2893341T (pt) * 2012-09-04 2018-06-20 Univ Leuven Kath Método e aparelho para examinar ovos
US20140193550A1 (en) * 2013-01-09 2014-07-10 Junli Wang Egg Yolk Separator Device and Method
CN104757097A (zh) * 2015-03-09 2015-07-08 四川农业大学 一种蛋类保鲜膜的制备和应用
TWI643559B (zh) * 2015-06-05 2018-12-11 葡萄王生技股份有限公司 飼料添加劑及其應用
CN106018487B (zh) * 2016-07-04 2018-09-25 华中农业大学 一种快速检测鸡蛋鲜度的方法

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