JP7116417B2

JP7116417B2 - 青果物の鮮度保持方法

Info

Publication number: JP7116417B2
Application number: JP2018103498A
Authority: JP
Inventors: 義雄牧野; 正俊吉村; 幹司一ノ瀬; 裕美河原; 類弓削
Original assignee: University of Tokyo NUC; Space Bio Laboratories Co Ltd
Current assignee: University of Tokyo NUC; Space Bio Laboratories Co Ltd
Priority date: 2018-05-30
Filing date: 2018-05-30
Publication date: 2022-08-10
Anticipated expiration: 2038-05-30
Also published as: JP2019205404A

Description

本発明は、青果物の鮮度保持方法に関する。

青果物の鮮度は、販売価格や出荷調整、食味などに大きく影響する。このため、青果物の鮮度を保持することは、生産、流通、小売、消費のどの段階においても重要である。収穫後の青果物は、呼吸作用の代謝物として生成されるエチレンによる熟成、老化や水分の蒸散によって、鮮度が低下していく。

収穫後の青果物の鮮度の低下を防ぐべく、これまで、放散されたエチレンガスを除去しながら貯蔵する方法（例えば、特許文献１）、低温、高湿度に調節して貯蔵する方法（例えば、特許文献２）、特定波長の光を照射して貯蔵する方法（例えば、特許文献３）、鮮度保持袋に入れて貯蔵する方法（例えば、特許文献４）など、様々な方法が提案されている。

特開平１－２６９４４９号公報特開２００５－１９２４４８号公報特開２０１６－２６４８４号公報特開２０１８－３４８７８号公報

青果物は、収穫後、根からの水分供給が絶たれるため、水分損失による萎れが鮮度低下の現象として顕著に見られる。しかしながら、この青果物の水分損失を抑制する有効な方法は現状では見当たらない。

本発明は上記事項に鑑みてなされたものであり、その目的は、青果物の水分損失を抑制し、青果物の鮮度を長期間保ち得る青果物の鮮度保持方法を提供することにある。

本発明に係る青果物の鮮度保持方法は、
青果物の道管を備える部位を直交する２軸回りに回転させながら、前記青果物を擬微小重力環境にて貯蔵する、
ことを特徴とする。

また、前記擬微小重力環境は、時間平均して０．１Ｇ以下の重力を物体に与える環境であることが好ましい。

また、前記青果物が葉菜類、茎菜類又は花菜類であることが好ましい。

また、前記青果物がスプラウトであることが好ましい。

本発明に係る青果物の鮮度保持方法では、青果物の水分損失を抑制し、青果物の鮮度を長期間保ち得る。

鮮度保持装置の構成を示す断面図である。鮮度保持装置の動作状態を示す斜視図である。実施例におけるモヤシの貯蔵実験の状況を示す写真である。実施例における鮮度保持装置のＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向の重力の経時変化を示すグラフである。図５（Ａ）～（Ｃ）はそれぞれ貯蔵開始日、１日目、２日目の比較例１のモヤシの写真であり、図５（Ｄ）～（Ｆ）はそれぞれ貯蔵開始日、１日目、２日目の実施例１のモヤシの写真である。図６（Ａ）～（Ｃ）はそれぞれ貯蔵開始日、３日目、６日目の比較例２のモヤシの写真であり、図６（Ｄ）～（Ｆ）はそれぞれ貯蔵開始日、３日目、６日目の実施例２のモヤシの写真である。実施例１及び比較例１のモヤシの質量残存率の経時変化を示すグラフである。実施例２及び比較例２のモヤシの質量残存率の経時変化を示すグラフである。図９（Ａ）～（Ｃ）はそれぞれ貯蔵開始日、３日目、５日目の比較例３のカイワレダイコンの写真であり、図９（Ｄ）～（Ｆ）はそれぞれ貯蔵開始日、３日目、５日目の実施例３のカイワレダイコンの写真である。実施例３及び比較例３のカイワレダイコンの質量残存率の経時変化を示すグラフである。比較例４及び比較例５のエダマメの質量残存率の経時変化を示すグラフである。

本実施の形態に係る青果物の道管を備える部位の鮮度保持方法は、青果物を擬微小重力環境にて貯蔵する方法である。青果物の道管を備える部位を擬微小重力環境にて貯蔵することにより、青果物の質量残存率が高く維持される。即ち、青果物からの水分放出が抑制され、青果物の鮮度が保たれる。

植物は、一般に、根から吸収した水を葉等の末端へと移動させ、葉や茎にある気孔から水を放出（気孔蒸散）、或いは、クチクラ層から水を放出（クチクラ蒸散）している。植物体内においては、道管を通じて水を移動させているが、擬微小重力環境下においては、その水を移動させる方向を感知できなくなり、植物の能動的な水分調節を行うことが困難になるものと考えられる。その結果、植物体内からの水分放出が抑制され、鮮度が保たれるものと考えられる。

ここでの青果物は、野菜、果物、山菜などの農産物であり、上述のように、青果物が体内の水を移動させる方向を感知できなくなることによって水分放出が抑制され得るという観点からして、青果物の道管を備える部位が用いられる。青果物の道管を備える部位として、根、茎、葉の部位が挙げられる。

青果物として、たとえば、キャベツ、レタス、ホウレンソウ、ハクサイなどの葉菜類、タマネギ、アスパラガス、ウドなどの茎菜類、ミョウガ、カリフラワー、ブロッコリー、食用菊などの花菜類のほか、穀類、豆類、野菜の種子を人為的に発芽させた新芽であるスプラウトなどが挙げられる。なお、スプラウトは、モヤシなどのモヤシ系、カイワレダイコンなどのカイワレ系を含む。

擬微小重力環境は、万有引力および遠心力などの慣性力が互いに打ち消され、それらの合力が１Ｇより小さく、０に近い環境である。具体的には、擬微小重力環境は、時間平均して１Ｇよりも小さい重力を物体に与える環境であり、好ましくは０．１Ｇ以下、より好ましくは０．０１Ｇ以下の重力を物体に与える環境である。

上記の擬微小重力環境を生成可能であればどのような手法で行ってもよく、例えば、青果物を直行する２軸まわりに回転させ、青果物を擬微小重力環境におく手法が挙げられる。このような２軸回転まわりに回転させて擬微小重力環境を生成する装置として、図１、２に示すような青果物の鮮度保持装置１が挙げられる。この鮮度保持装置１は、回転で生じる応力を利用して地球の重力を相殺することにより、上記の擬微小重力環境を地上で実現できる。

鮮度保持装置１は、図１、２に示すように、第１回転体１０、第１軸１１ａ、１１ｂ、第１駆動装置収容部３２に収容された第１駆動装置１２、青果物配置部２０、第２軸２１ａ、２１ｂ、第２駆動装置収容部３３に収容された第２駆動装置２２、支持台３０、支持部材３１ａ、３１ｂ、加速度検出装置４０、制御装置５０を備える。

支持台３０から支持部材３１ａ、３１ｂが対向して立設している。この支持部材３１ａ、３１ｂの間に第１回転体１０、青果物配置部２０等が支持されている。

第１回転体１０は、第１軸１１ａ、１１ｂに軸支されている。第１軸１１ａ、１１ｂは同軸上に配置されている。第１軸１１ａの一端が第１回転体１０と連結しており、また、他端が第１駆動装置１２の出力軸１２ａに連結している。第１軸１１ｂは、支持部材３１ｂに固定されて第１回転体１０が摺動可能な形態であっても、第１回転体１０に固定されて支持部材３１ａに対して摺動可能な形態であってもよい。このような構成により、第１駆動装置１２が駆動すると出力軸１２ａに連結した第１軸１１ａが回転し、第１回転体１０が第１軸１１ａ、１１ｂまわりに回転する。

第１回転体１０は、ここでは矩形の枠体であり、第１回転体１０の回転領域の内側領域には、青果物配置部２０が配置されて回転可能な程度の空間を有している。

第１回転体１０の対向する枠それぞれに、第２軸２１ａ、２１ｂがそれぞれ取り付けられている。第２軸２１ａ、２１ｂは同軸上に配置されている。この第２軸２１ａ、２１ｂに青果物配置部２０が取り付けられている。

第２軸２１ａの一端は青果物配置部２０に連結しており、また、他端が傘歯車２８に連結している。傘歯車２８が回転すると、青果物配置部２０は第１回転体１０の内側領域にて回転する。第２軸２１ｂは、一端が青果物配置部２０に連結しており、また、他端は第１回転体１０に摺動可能に取り付けられている。

青果物配置部２０は、青果物が配置される箇所である。青果物配置部２０は、ここでは箱体である。青果物配置部２０には、青果物の挿入、取り出しが可能な開閉扉（不図示）を有している。また、青果物配置部２０には、青果物配置部２０が回転することによって青果物に衝撃が加わることを抑える緩衝材２０ａを備える。青果物は物理的衝撃や振動に弱いものが多いが、緩衝材２０ａによって青果物の損傷が抑えられる。

緩衝材２０ａは、箱体の内壁面に配置され、挿入される青果物と箱体との隙間を埋めて、青果物を保護できればよく、例えば、低反発ウレタンフォームやエアーパッキン、スプリングなど種々の緩衝機能を有する公知の素材が利用可能である。また、緩衝材２０ａは、挿入される青果物の容量に応じ、青果物配置部２０と青果物との隙間を埋められる量が適宜詰められる形態であってもよい。

また、青果物配置部２０は、上述した箱体に限られず、例えば、板状体や網状体、筒状体など、種々の形状であってもよい。そして、このような板状体等に青果物が直接、固定用紐や固定用ゴムなど種々の固定部材で固定される形態であっても、青果物を収納した箱体が固定部材で固定される形態であってもよい。

第２駆動装置２２は、支持部材３１ｂに設置されている。第２駆動装置２２の出力軸２２ａが第１軸１１ａ、１１ｂと平行に設置されており、出力軸２２ａには、歯車２３が設置されている。歯車２３は、第１軸１１ｂに摺動可能に取り付けられた歯車２４と噛み合うよう設置されている。

歯車２４は第１回転体１０の内部に配置される傘歯車２５と一体的に形成されている。歯車２４及び傘歯車２５には第１軸１１ｂが貫通しており、歯車２４及び傘歯車２５が第１軸１１ｂに対して摺動可能に構成されている。

第１回転体１０の内部には、第２駆動装置２２からの駆動力を第２軸２１ａへ伝達する回転力伝達部材２６、２７が配置されている。

回転力伝達部材２６は、シャフト２６ｂの両端に傘歯車２６ａ、２６ｃがそれぞれ取り付けられて構成されている。シャフト２６ｂは、第１回転体１０に摺動可能に設置されるとともに、第１軸１１ａに対して垂直に（第２軸２１ａ、２１ｂに対して平行に）設置されている。

一方、回転力伝達部材２７は、シャフト２７ｂの両端に傘歯車２７ａ、２７ｃがそれぞれ取り付けられて構成されている。シャフト２７ｂは、第１回転体１０に摺動可能に設置されるとともに、第１軸１１ａに対して平行に（第２軸２１ａ、２１ｂに対して垂直に）設置されている。

回転力伝達部材２６の傘歯車２６ｃは第１軸１１ｂに取り付けられている傘歯車２５と噛み合っている。また、傘歯車２６ａは、回転力伝達部材２７の傘歯車２７ａと噛み合っている。また、傘歯車２７ｃは青果物配置部２０に連結している第２軸２１ａに取り付けられた傘歯車２８と噛み合っている。

第１駆動装置１２及び第２駆動装置２２は、第１回転体１０、青果物配置部２０に回転力を供給可能な電動の駆動装置が用いられ、例えば、出力軸１２ａ、２２ａの回転を高精度に制御可能なサーボモータ、ステッピングモータ等のモータが用いられる。

加速度検出装置４０は、青果物配置部２０の任意の位置に設置され、青果物配置部２０の任意の位置の加速度を検出する。加速度検出装置４０として、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の３方向の加速度をそれぞれ検出可能な３軸加速度センサが用いられる。

制御装置５０は、第１駆動装置１２及び第２駆動装置２２のそれぞれの回転数を制御し、第１回転体１０及び青果物配置部２０の回転数を制御する。

制御装置５０は、加速度検出装置４０で検出された加速度データに基づき、第１駆動装置１２及び第２駆動装置２２の駆動を制御する。

なお、加速度検出装置４０と制御装置５０とは、無線で加速度データを通信可能な形態であることが好ましい。この場合、加速度検出装置４０が無線送信部を備え、一方の制御装置５０が無線受信部を備える。

また、加速度検出装置４０は、内蔵の蓄電池を備え、外部から無線で電力伝送を受けて、加速度の検出及び制御装置５０への送信を行い得る形態であることが好ましい。この場合、支持台３０や支持部材３１ａ、３１等、任意の箇所に加速度検出装置４０に電力伝送を行い得る装置を備える。電力伝送の方式として、電波方式、電磁誘導方式、電磁界共鳴方式など公知の方式が用いられ得る。

続いて、制御装置５０による第１回転体１０、青果物配置部２０の回転制御について説明する。第１駆動装置１２及び第２駆動装置２２が駆動して、第１回転体１０及び青果物配置部２０がそれぞれ回転している間、継続的に加速度検出装置４０が３軸方向の加速度を検出する。

この検出された加速度データは、制御装置５０に送信される。制御装置５０では、送信された加速度データに基づき、式１を用いて加速度ベクトルを算出する。加速度検出装置４０が設置されている箇所を点Ｐとした場合、式１中のＡ、ｇ、ｒ及びωは、それぞれ、点Ｐにおける加速度ベクトル、点Ｐにおける重力加速度ベクトル、青果物配置部の中心（第１軸１１ａ、１１ｂ及び第２軸２１ａ、２１ｂの交点）から点Ｐへの距離ベクトル及び点Ｐにおける角速度ベクトルを表している。
Ａ＝ｇ＋ｒω^２・・・（式１）

加速度検出装置４０では、３軸方向のそれぞれの方向の加速度データが得られ、制御装置５０では、得られたそれぞれの加速度データから点Ｐにおける第１軸１１ａ、１１ｂまわりの角速度ベクトル（ω１）、第２軸２１ａ、２１ｂまわりの角速度ベクトル（ω２）、並びに重力加速度ベクトル（ｇ）が成分解析される。また、第１軸１１ａ、１１ｂまわりの角速度ベクトル（ω１）及び第２軸２１ａ、２１ｂまわりの角速度ベクトル（ω２）から点Ｐにおける角速度ベクトル（ω）が解析され、式１に基づいて点Ｐにおける加速度ベクトルを算出する。なお、上記の解析は任意の手法で行い得る。また、任意の点における第１軸１１ａ、１１ｂまわりの角速度ベクトル（ω１）、第２軸２１ａ、２１ｂまわりの角速度ベクトル（ω２）は、回転数検出装置による検出に基づく形態であっても、第１駆動装置１２及び第２駆動装置２２の回転数から算出する形態であってもよい。

そして、第１回転体１０及び青果物配置部２０が回転している最中、継続して点Ｐの加速度ベクトルが算出され、所定時間あたり（例えば、１０分間）の加速度ベクトルの積分が擬微小重力状態（およそ１／１０Ｇ）となるように、フィードバックして第１駆動装置１２及び第２駆動装置２２の駆動を制御する。これにより、擬似的に微小重力環境を生成させ得る。例えば、第１回転体１０の角速度と青果物配置部２０の角速度の比を特定の比とし、第１回転体１０及び青果物配置部２０をそれぞれ等角速度で回転させるよう、第１駆動装置１２及び第２駆動装置２２の駆動を制御してもよい。

この鮮度保持装置１の青果物配置部２０に青果物を配置し、鮮度保持装置１を駆動させることで、青果物の水分放出を抑制し、青果物の鮮度を保持して貯蔵することができる。

なお、青果物からの水分放出をより抑制すべく、湿度の高い環境、例えば、相対湿度５０％～８０％に維持した状態で青果物を貯蔵することがより好ましい。

モヤシ、カイワレダイコン、エダマメについて、微小重力環境下にて貯蔵し、質量残存率を検証した。なお、モヤシについては、相対湿度を変えて２回行った。

（実施例１、比較例１：モヤシの貯蔵実験）
使用したモヤシは以下の通りである。
・緑豆モヤシ（商品名、株式会社サラダコスモ宇都宮工場製）
・製造日：２０１７年１１月２６日
・入手日：２０１７年１１月２８日

モヤシをポリエチレン製容器（フィックスボックス（商品名：アズワン株式会社製））に入れ、密閉した。なお、発酵を回避するため、ポリエチレン製容器の２箇所に切れ目を入れた。

擬微小重力生成装置として、対象物を直行する２軸回りに回転させて擬微小環境を生成するグラビテ（商品名、株式会社スペース・バイオ・ラボラトリーズ製）を使用した。モヤシを入れたポリエチレン製容器を、擬微小重力生成装置に配置した。

擬微小重力生成装置を２３℃、ＲＨ３０％に維持した貯蔵庫内に置き、モヤシの貯蔵実験を行った。そして、貯蔵開始日、１日目、２日目の重量を測定し、質量残存率を求めた。

また、比較例１として、擬微小重力生成装置を入れた貯蔵庫内にモヤシをおき、上記と同様に質量残存率を求めた。

（実施例２、比較例２：モヤシの貯蔵実験）
使用したモヤシは以下の通りである。
・ふじみ野モヤシ（商品名、サイキ食品株式会社）
・製造日：２０１７年１２月９日
・入手日：２０１７年１２月１１日

実施例２においては、２５℃、ＲＨ６６％に維持した環境下で、実施例１と同様にモヤシの貯蔵を行った。そして、貯蔵開始日、１日目、２日目、３日目、４日目、５日目、６日目のモヤシの重量を測定し、質量残存率を求めた。

また、比較例２として、上記と同様に、擬微小重力生成装置を入れた貯蔵庫内にモヤシをおき、質量残存率を求めた。

実施例１、２、及び、比較例１、２の貯蔵実験の様子を図３に示す。また、擬微小重力生成装置による重力の経時変化を図４に示す。

実施例１及び比較例１のモヤシの写真を図５に、実施例２及び比較例２のモヤシの写真を図６に示す。また、実施例１及び比較例１のモヤシの質量残存率の結果を図７に、実施例２及び比較例２のモヤシの質量残存率の結果を図８に示す。

擬微小重力環境下で貯蔵した実施例１、実施例２のモヤシの外観を見ると、それぞれ、比較例１、比較例２に比べ、太さが保たれていることがわかる。そして、擬微小重力環境下で貯蔵した実施例１、実施例２のモヤシの質量についても、それぞれ、比較例１、比較例２に比べ、有意に保持されていることがわかる。また、実施例１に比べ、相対湿度が高い条件で行った実施例２では、モヤシの質量が長期間保持されていることがわかる。

（実施例３、比較例３：カイワレダイコンの貯蔵実験）
カイワレダイコンについて、２５℃、ＲＨ６６％の環境で行う以外、実施例１と同様に貯蔵を行った。使用したカイワレダイコンは以下の通りである。
・かいわれ（商品名、三和農林株式会社（埼玉県））
・製造日：不明
・入手日：２０１８年１月１５日

そして、貯蔵開始日、１日目、２日目、３日目、４日目、５日目のカイワレダイコンの重量を測定し、質量残存率を求めた。

また、比較例３として、上記と同様に、擬微小重力生成装置を入れた貯蔵庫内にカイワレダイコンをおき、質量残存率を求めた。

実施例３及び比較例３のカイワレダイコンの写真を図９に示す。また、実施例３及び比較例３のカイワレダイコンの質量残存率の結果を図１０に示す。

擬微小重力環境下で貯蔵した実施例３のカイワレダイコンの外観を見ると、比較例３に比べ、萎れが抑えられていることがわかる。そして、擬微小重力環境下で貯蔵した実施例３のカイワレダイコンの質量についても、比較例３に比べ、有意に保持されていることがわかる。

実施例１～３の結果から、植物は根から葉の方向に水を移動させ、茎や葉から水を放出するが、擬微小重力環境では、植物が水を移動させる方向を感知できなくなり、蒸散が抑制された結果として、質量残存率が高く維持されたものと考えられる。

（比較例４、比較例５：エダマメの貯蔵実験）
比較例４として、エダマメ（群馬県産、入手日：２０１８年７月１３日、収穫日：不明）について、２５℃、ＲＨ３０％の環境で行う以外、実施例１と同様に貯蔵を行った。

そして、貯蔵開始日、１日目、３日目、６日目、９日目のエダマメの重量を測定し、質量残存率を求めた。

また、比較例５として、上記と同様に、擬微小重力生成装置を入れた貯蔵庫内にエダマメをおき、質量残存率を求めた。

比較例４及び比較例５のエダマメの質量残存率の結果を図１１に示す。図１１を見ると、比較例４と比較例５とでは、有意差は見られなかった。エダマメは子実であり、道管を備えないことから、重力を感知する能力がなく、微小重力環境による水分放出の影響が生じなかったものと考えられる。

以上のように、擬微小重力環境下にて青果物の道管を備える部位を貯蔵することにより、水分放出が抑制され、鮮度が保たれることを立証した。

以上説明したように、青果物の鮮度保持方法、及び、青果物の鮮度保持装置は、青果物の水分放出を抑制し、鮮度を保って貯蔵することができる。したがって、青果物の出荷までの貯蔵や流通、小売の際の貯蔵など、青果物の収穫から消費に至るまでの様々な段階にて利用可能である。

１鮮度保持装置、１０第１回転体、１１ａ、１１ｂ第１軸、１２第１駆動装置、１２ａ出力軸、２０青果物配置部、２０ａ緩衝材、２１ａ、２１ｂ第２軸、２２第２駆動装置、２２ａ出力軸、２３歯車、２４歯車、２５傘歯車、２６回転力伝達部材、２６ａ傘歯車、２６ｂシャフト、２６ｃ傘歯車、２７回転力伝達部材、２７ａ傘歯車、２７ｂシャフト、２７ｃ傘歯車、２８傘歯車、３０支持台、３１ａ、３１ｂ支持部材、３２第１駆動装置収容部、３３第２駆動装置収容部、４０加速度検出装置、５０制御装置

Claims

青果物の道管を備える部位を直交する２軸回りに回転させながら、前記青果物を擬微小重力環境にて貯蔵する、
ことを特徴とする青果物の鮮度保持方法。
前記擬微小重力環境は、時間平均して０．１Ｇ以下の重力を物体に与える環境である、
ことを特徴とする請求項１に記載の青果物の鮮度保持方法。
前記青果物が葉菜類、茎菜類又は花菜類である、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の青果物の鮮度保持方法。
前記青果物がスプラウトである、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の青果物の鮮度保持方法。