JPH07198635A - 果実の糖度評価方法 - Google Patents

果実の糖度評価方法

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JPH07198635A
JPH07198635A JP35030393A JP35030393A JPH07198635A JP H07198635 A JPH07198635 A JP H07198635A JP 35030393 A JP35030393 A JP 35030393A JP 35030393 A JP35030393 A JP 35030393A JP H07198635 A JPH07198635 A JP H07198635A
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JP
Japan
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sugar content
fruit
relaxation time
gradient
degree
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Withdrawn
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JP35030393A
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English (en)
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Hiroshi Kajikawa
弘 梶川
Takashi Miki
孝史 三木
Kazunari Saito
一功 斉藤
Setsu Nishizawa
節 西澤
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Kobe Steel Ltd
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 果実の糖度を非破壊的に且つ迅速に評価する
ことのできる有用な方法を提供する。 【構成】 核磁気共鳴法によって、果実に含まれる水分
子の水素原子の横緩和時間(T2)を測定し、この横緩
和時間に基づいて果実中の糖度を評価する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、西瓜、林檎、梨等の様
に、外から果肉の熟成度が判別できない果実の糖度を非
破壊的に且つ迅速に評価する方法に関し、殊に本発明方
法は、果実生産業者の出荷ラインや青果流通販売業者の
入荷検査ライン等で適用され、果実の等級分類および熟
成度判定による製品の出荷タイミングの適正化を図る上
で有用な糖度評価方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】西瓜、林檎、梨等の様に、外から果肉の
熟成度が判別できない果実では、その出荷タイミングの
判断は、従来から人間の経験と勘に頼って行われている
のが一般的である。例えば、西瓜においては、その外皮
をこつこつと叩いてその音で判定したり、蔕の部分の柔
らかさで判定する等の方法が採用されている。しかしな
がら、これらの判定方法では、個人的な能力に依存する
と共に、大量の果実を扱う出入荷ラインにおいては複数
の人間が作業をするので、その個人差によって商品の判
定にばらつきが生じ、ユーザ側からの不満が発生するこ
とが多い。
【0003】西瓜の様に比較的高価な果実では、ユーザ
側から価格相応の味が当然に要求され、不味い果実を需
要者に高価で販売してしまうと生産者に対する信用をな
くすばかりか、販売競争力も失ってしまい、決定的な打
撃を受けかねない。こうしたことから、近年では、各種
の測定技術を応用した果実の各種評価法が検討されてい
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】これまで検討されてい
る評価方法は、光学的な原理を利用した方法が主流を占
めており、その代表的な方法としては、林檎に近赤外光
を照射し、その反射スペクトルから林檎の糖度と酸味を
判定する方法が提案されている。しかしながらこの方法
では、林檎の様に外皮が比較的薄くて近赤外光が果肉に
届く果実においては、良好な判定結果が得られるのであ
るが、西瓜の様に外皮が比較的厚い果実には適用できな
いという欠点がある。またこの方法では、外皮付近の糖
度しか測定できず、果実の熟成度を判定する上で重要な
内部の糖度は評価できないという欠点もある。
【0005】また光学的な原理を利用した他の方法とし
て、果実に穴を開けて果汁を取り出し、果汁の屈折率を
光学的に測定する方法が提案されている。この方法は、
水の中に溶けている溶質の量が増えると溶液全体の誘電
率が増大し、これによって光の屈折率が大きくなること
を利用したものである。しかしながら、この方法では、
果実の切断作業に時間を要し、且つオンラインでの適用
が困難なこと、および評価しようとする果実を破壊する
必要がある等の問題があった。特に、果実を破壊するこ
とは、高価な果実においては最も嫌われる点である。
【0006】一方、非破壊的に果汁の状態を調査する手
段として、従来から化学分析の分野で適用されている核
磁気共鳴分光法(MRS法)が注目される様になってき
ている。この方法は、ぶどう糖や果糖等の分子中に含ま
れる水素原子の核磁気共鳴周波数が、分子の種類によっ
て全て異なることを利用して、果汁の中の糖の種類と割
合を測定するものである。この方法は、試験管の中の均
一な水溶液の場合には、原理的にも現実的にも有効な方
法であるといえる。しかしながら、実際の果実の様に不
均一な物質については、水素原子の核磁気共鳴スペクト
ルの半値幅が広がり、各成分を示すピークを分離できな
くなり、得られたスペクトルから果汁の成分を同定する
ことは困難である。本発明はこうした状況の下になされ
たものであって、その目的は、果実の糖度を非破壊的に
且つ迅速に評価するための有用な方法を提供することに
ある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成し得た本
発明とは、核磁気共鳴法によって、果汁に含まれる水分
子中の水素原子の横緩和時間(T2)を測定し、この横
緩和時間(T2)に基づいて果実の糖度を評価する点に
要旨を有する果実の糖度評価方法である。
【0008】
【作用および実施例】本発明者らは、果実の糖度を非破
壊的に且つ迅速に評価するための有用な方法を実現すべ
く、様々な角度から検討した。そしてまず、果汁に含ま
れる水分子中の水素原子について、核磁気共鳴法によっ
て測定した縦緩和時間(T1)と、果実の糖度との相関
関係について検討した。しかしながら両者には、相関関
係は殆ど認められないことがわかった。そこで本発明者
らは、果汁に含まれる水分子中の水素原子について、核
磁気共鳴法によって測定した横緩和時間(T2)と、果
実の糖度との相関関係について検討したところ、驚くべ
きことに両者には明らかな相関関係が認められ、前記横
緩和時間(T2)は果実に含まれる糖度を評価する上で
有効な指標になり得ることを見いだし、本発明を完成し
た。即ち、果汁に含まれる水分子中の水素原子の横緩和
時間(T2)は、果汁の糖度の増加にしたがって反比例
的に短くなったのである。
【0009】本発明によって上記の様な効果が得られた
理由については、その全てを解明した訳ではいが、おそ
らく次の様な理由によるものと考えられた。即ち、果汁
に含まれる水分子中の水素原子のスピンは、静磁場中で
一定方向(例えば鉛直方向の上向き)を向いており、こ
の方向を90度(例えば水平方向)勾配させた後、もと
の向きに復帰する時間(即ち、磁気モーメントの水平成
分が0に戻るのに要する時間)を横緩和時間(T2)と
呼ぶのであるが、この横緩和時間(T2)は果汁に含ま
れる糖分が形成する不均一磁場の影響によって、糖度が
高いほど反比例的に短くなるものと考えられる。
【0010】図1は、本発明方法を実施するために構成
されるMRI装置例のブロック図、図2は、該装置を適
用したときのタイミングチャートである。尚ここでは、
ボアの中心軸をz軸、この直線に直交する鉛直上向き方
向をy軸、同じく水平方向をx軸に選んで説明を進め
る。
【0011】図1において、1は超電導磁石によって構
成され静磁場を形成する主コイル、2はz軸方向、y軸
方向、x軸方向の夫々の方向に磁場勾配を形成するため
の3つの勾配磁場コイル、3は45度パルス、90度パ
ルス、180度パルスの送信およびスピンエコー信号の
検出を行なうプローブコイルを夫々示す。また前記プロ
ーブコイル3に関連して、信号の送受を効率良く行なう
ためのマッチングネットワーク4、微小なスピンエコー
信号を増幅させるためのプリアンプ5に、大振幅の45
度、90度、180度パルスが入るのを防ぐためのデュ
プレクサ6が夫々設けられている。受信機7では、プリ
アンプ5からの信号を更に増幅して位相検波を行なっ
て、制御信号処理用コンピュータ8に送出する。前記3
つの勾配磁場コイル3は、3台の勾配増幅器9を介し
て、前記制御信号処理用コンピュータ8によって制御さ
れ、図2に示したタイミングチャートに従って所定の磁
場勾配を発生する。送信用増幅器10、シンセサイザー
11、変調器12および波形発生回路13は、選択性4
5度選択励起パルス、非選択性90度パルス、選択性4
5度パルスを作るためのものである。
【0012】本発明者らは、上記MRI装置を用い、前
記主コイル1のボアのほぼ中央に西瓜15を置き、横緩
和時間(T2)を測定した。このとき、西瓜15の内部
の評価領域を限定するためにVSE法と呼ばれる方法を
採用すると共に、Carr-Purcell-Meiboom-Gill パルス系
列を用いて横緩和時間を測定した。手順は下記に示す通
りである。
【0013】西瓜15はz軸方向の静磁場中に置かれて
いるので、西瓜15の果汁の水素原子核スピンが形成す
るマクロな磁気モーメントは、はじめはz軸に平行な軸
の回りに歳差運動をしている。まずz軸方向のスライス
領域を限定するために、z軸方向の勾配磁場を印加しな
がら、制御信号処理用コンピュータ8の指示を受けて、
シンセサイザー11、変調器12、波形発生回路13お
よび送信用増幅器10によって作られる選択性45度選
択励起パルス、非選択性90度パルス、選択性45度パ
ルスを印加する。この状態では、スライス面にある磁気
モーメントは、静磁場の方向と反対の方向を向いて保存
されるが、スライス面以外の磁気モーメントは90度に
倒れたままで減衰していく。続けて同様の操作を、x軸
方向およびy軸方向についても行ない、糖度を評価すべ
き領域を限定する。
【0014】本発明者らは、1つの西瓜に対し、x軸方
向、y軸方向、x軸方向の夫々に、5×5×5(mm)
のほぼ中央の領域を選択した。この状態では、選択され
た領域の磁気モーメントだけが静磁場と反対方向を向い
ており、この後に90度パルス→(τ→180度パルス
→τ→エコー検出→)n のパルス系列によってエコーを
制御信号処理コンピュータ8に取り込み、ピーク高さの
時間変化によって横緩和時間(T2)を測定した。尚上
記τは、経過時間を意味する。
【0015】上記の方法で測定した横緩和時間(T2)
と、該横緩和時間(T2)を測定した後に西瓜15の評
価領域を切り出したものから果汁を搾り取って、光学式
糖度計で測定した糖度(指示値)との関係を、図3に示
す。30個のサンプルの測定結果から、回帰直線を求め
るとy=234-10.8xが得られ、相関係数Rは0.83であっ
た。現在、実用化されている前記の近赤外反射スペクト
ル法での相関係数Rは、0.8 〜0.9 程度であり、これと
比べても横緩和時間(T2)と糖度は十分な相関関係が
あると認められ、本発明方法は十分実用的であることが
立証された。また評価に必要な時間も1分/1個以下で
あり、出荷ラインで西瓜のオンライン糖度評価が実施で
きる速度が得られていた。
【0016】次に、本発明者らは上記と同様にして、林
檎について横緩和時間(T2)を測定すると共に、該横
緩和時間(T2)を測定した後に林檎の評価領域を切り
出したものから果汁を搾り取って、光学式糖度計で測定
した糖度(指示値)との関係を調査した。その結果を図
4に示すが、図3と同様に十分な相関関係が認められ
た。
【0017】更に、本発明者らは上記と同様にして、梨
について横緩和時間(T2)を測定すると共に、該横緩
和時間(T2)を測定した後に梨の評価領域を切り出し
たものから果汁を搾り取って、光学式糖度計で測定した
糖度(指示値)との関係を調査した。その結果を図5に
示すが、上記図3および図4と同様に十分な相関関係が
認められた。
【0018】尚本発明方法において、横緩和時間(T
2)を測定する手段としては、上記に示した手段に限ら
ず、90度パルスを加えた後に検出されるFID(Free
Induction Decay) のエンプローブの時間変化によって
横緩和時間(T2)を測定する様にしても良い。この手
段を採用すれば、磁場が不均一のときの影響を受け易
く、精密な糖度評価には向いていないが、測定時間が短
縮できるという利点があり、それによって評価時間が例
えば30秒/1個に短縮される。
【0019】
【発明の効果】本発明は以上のように構成されており、
果実の糖度を非破壊的に且つ迅速に評価できる方法が実
現できた。またこの方法によれば、果実の中心部分も含
めて果実全体の糖度を評価できるという利点もある。更
に、この方法は、果実生産業者の出荷ラインや青果流通
販売業者の入荷検査ライン等で適用されると、果実の等
級分類および熟成度判定による製品の出荷タイミングの
適正化を図る上で極めて有用であり、その効果が大いに
期待される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明方法を実施するために構成されるMRI
装置例のブロック図である。
【図2】図1に示した装置を適用したときのタイミング
チャートである。
【図3】西瓜について本発明方法で測定した横緩和時間
(T2)と光学式糖度計で測定した糖度との関係を示す
グラフである。
【図4】林檎について本発明方法で測定した横緩和時間
(T2)と光学式糖度計で測定した糖度との関係を示す
グラフである。
【図5】梨について本発明方法で測定した横緩和時間
(T2)と光学式糖度計で測定した糖度との関係を示す
グラフである。
【符号の説明】
1 主コイル 2 勾配磁場コイル 3 プローブコイル 4 マッチングネットワーク 5 プリアンプ 6 デュプレクサ 7 受信機 8 制御信号処理用コンピュータ 9 勾配増幅器 10 送信用増幅器 11 シンセサイザー 12 変調器 13 波形発生回路 15 西瓜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西澤 節 兵庫県神戸市西区高塚台1丁目5番5号 株式会社神戸製鋼所神戸総合技術研究所内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 核磁気共鳴法によって、果汁に含まれる
    水分子中の水素原子の横緩和時間(T2)を測定し、こ
    の横緩和時間(T2)に基づいて果実の糖度を評価する
    ことを特徴とする果実の糖度評価方法。
JP35030393A 1993-12-29 1993-12-29 果実の糖度評価方法 Withdrawn JPH07198635A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006030743A1 (ja) * 2004-09-13 2006-03-23 Keio University 試料中のプロトン性溶媒量を局所的に測定する方法、装置
CN107991337A (zh) * 2017-12-11 2018-05-04 四川大学 一种适用于干制带壳水果的低场核磁共振无损检测线

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