JPH0783880A

JPH0783880A - 食品の鮮度測定方法

Info

Publication number: JPH0783880A
Application number: JP5228613A
Authority: JP
Inventors: Akifumi Iwama; 明文岩間; Azusa Nakagawa; 梓中川
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1993-09-14
Filing date: 1993-09-14
Publication date: 1995-03-31

Abstract

(57)【要約】【目的】牛肉などの鮮度（熟成度）を測定する。【構成】測定部１０の下面には、測定電極２０、２
２、参照電極２６が形成されると共に、溶液供給管１８
が開口している。そこで、溶液供給管１８から所定の電
解質溶液を供給することによって測定部１０の下端の電
解質溶液保持面２１に電解質溶液をその表面張力で保持
し、ニオイ受容部を得ることができる。この電解質溶液
は直接外気に晒されているため、牛肉から放出されるニ
オイ物質を含んだ気体がここに拡散してくる。そして、
この拡散に起因する測定電極２０、２２の電気的状態の
変化を検出する。牛肉はその鮮度（熟成度）に応じて、
ニオイが変化するため、上記測定によって牛肉の熟成度
を検出することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、牛肉等の食品の鮮度を
食品に非接触で測定する食品の鮮度測定方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】各種の食品の鮮度は、その食品の保存状
態（冷凍、冷蔵）、保存日数等で推定する場合が多い。
一方、牛肉は、単に鮮度が高く新鮮なものが良い訳では
なく、ある程度熟成している方が食品として適してい
る。そこで、冷凍牛肉の最終流通過程では、これを単に
解凍するだけでなく、解凍・熟成庫において、温度、湿
度を所定のものに管理して、熟成された牛肉を得てい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、熟成度は冷凍
牛肉の冷凍前の状態等によって変化する。そこで、熟成
度は、人間が解凍した牛肉の状態をみて決定している。
このように、人間が判断するのは、効率が悪い上に、検
査する者によるばらつきも問題となる。従って、熟成度
（鮮度）を簡便、迅速に測定することが望まれている。

【０００４】そして、この測定は、食品衛生管理上、食
品と接触しない状態で行われる必要があり、また、品質
管理上、測定される食品を破壊しない状態で行われる必
要がある。

【０００５】本発明は、上記課題に鑑みなされたもので
あり、牛肉などの食品の鮮度を非接触・非破壊状態で効
率良く測定する食品の鮮度の測定方法を提供することを
目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、食品の鮮度を
測定する方法であって、食品から気相に放出される化学
物質が拡散する電解質溶液中に所定の電極を設置し、こ
の電極の電気的状態を検出し、得られた電極の電気的状
態の変化に基づいて食品の鮮度を測定することを特徴と
する。

【０００７】また、上記食品は牛肉であることを特徴と
し、上記電極は導電性高分子膜で形成されることを特徴
とする。

【０００８】

【作用】このように、本発明によれば、食品から放出さ
れる気体中に含まれる化学物質（例えばニオイ物質等）
が電解質溶液中を拡散し、或いは電極に吸着することに
よって変化する電気的状態によって、食品の鮮度を測定
する。このため、人間が関与することなく測定が行え、
鮮度を客観的に測定することができる。特に、牛肉の鮮
度（熟成度）は、従来計器では測定が困難であったが、
本発明により、これが可能になった。また、電極として
は、導電性高分子膜から形成されたものが好適である。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の実施例について、図面に基づ
いて説明する。

【００１０】［装置構成］図１は、実施例に係る気相セ
ンサの全体構成を示す図であり、図２は測定部１０の構
成を示す拡大図である。

【００１１】測定部１０は、２つの白金電極１２、１４
と２本の弗素樹脂パイプ１６、１８をエポキシ樹脂１９
で固めて形成され、この下面が電解質溶液保持表面２１
を形成している。そして、白金電極１２、１４の下面に
は、異なる導電性高分子膜からなる第１及び第２測定電
極２０、２２が形成されている。即ち、本実施例におい
ては、白金電極１２の下面にはＰＰｙ／ＰＶＳ（ポリビ
ニル硫酸イオンでドープされたポリピロール）膜からな
る第１測定電極２０が、白金電極１４の下面にはＰＰｙ
／Ｃｌ（塩化物イオンでドープされたポリピロール）膜
からなる第２測定電極２２がそれぞれ形成されている。
なお、白金電極１２、１４はその下端のみを白金のディ
スクで形成すればよい。また、導電性高分子膜は、電解
重合や化学重合によって形成される。

【００１２】また、弗素樹脂パイプ１６内には３Ｍ（モ
ル）ＫＣｌ（塩化カリウム）と３％寒天とで作製した塩
橋２９が設けられ、この塩橋２９の他端に銀−塩化銀電
極２４が取り付けられることにより、参照電極２６を構
成している。一般的には銀−塩化銀電極２４及び塩化物
イオンを含む溶液全体を参照電極と呼ぶが、実質的に同
一であるため、本実施例では塩橋２９の下端をそのまま
参照電極２６と呼んで動作等の説明を行う。一方、弗素
樹脂パイプ１８は電解質溶液供給管１８ａを介して電解
質溶液供給部２８に接続されており、この弗素樹脂パイ
プ１８の下端から電解質溶液保持表面２１に電解質溶液
が供給されるようになっている。電解質溶液供給部２８
は、例えば適当な定量ポンプと溶液タンクで構成され
る。従って、下端から電解質溶液保持表面２１に電解質
溶液が供給されると、弗素樹脂パイプ１８と塩橋２９の
下面とが電気的に接続され、当該電解質溶液の参照電極
２６に対する電位を検出することが可能となる。なお、
本実施例では、１ＭＫＣｌ水溶液を電解質溶液として用
いているが、この電解質溶液は測定対象物に応じて変更
するのがよく、測定対象物が非水溶性の場合は、水以外
の適当な溶媒を選択する。

【００１３】電解質溶液供給部２８は、所定量の電解質
溶液を供給した時点でその供給を停止し、ここを液密に
シールする。そして、電解質溶液は、第１及び第２測定
電極２０及び２２、２本の弗素樹脂パイプ１６及び１８
下面並びにエポキシ樹脂１９の下面からなる電解質溶液
保持面２１にその表面張力で保持され、この表面が直接
気相に晒された部分である気体受容部２３を構成する。

【００１４】また、銀−塩化銀電極２４および白金電極
１２、１４は、増幅器３０の参照電極入力端（ｒｅ
ｆ）、チャンネル１（ｃｈ１）、２（ｃｈ２）に接続さ
れている。そして、増幅器３０は、参照電極２６の電位
と、第１、第２測定電極２０、２２の電位を比較し、そ
の差の電圧を増幅して、記録計３２に供給する。なお、
増幅器３０には、低ノイズのＤＣアンプを採用すると共
に、３００Ｈｚ〜１ｋＨｚ以下の周波数信号を抽出する
フィルタが内蔵されている。

【００１５】記録計３２は、増幅器３０から供給される
信号を記録する。さらに、制御部３４は、所定時間毎ま
たは所定の操作者の入力に応じて、電解質溶液供給部２
８による電解質溶液の供給を制御する。なお、制御部３
４において、記録計３２で得た測定結果を解析し、パタ
ーンマッチング等の手法によって物質を特定することも
好適である。

【００１６】また、本実施例では、膜組成の相違する２
つの測定電極２０、２２を有している。そこで、この第
１及び第２測定電極２０及び２２を使用して同時測定す
ることにより、膜組成の違いによる応答の相違を知るこ
とができる。また、実際の測定に際しても、より好適な
測定電極２０又は２２の測定結果を利用して測定を行う
こともできる。

【００１７】［測定動作］上述の構成の気相センサを利
用した牛肉の熟成度の検出の一例について、図３に基づ
いて説明する。まず、電解質溶液供給部２８より所定量
の電解質溶液を供給し、電解質溶液保持面２１に所定量
の電解質溶液を保持し、これによってニオイ受容部２３
を形成する（Ｓ１１）。

【００１８】次に、このようなニオイ受容部２３に、被
検査対象である牛肉から放出されるニオイ物質を含んだ
気体を吹きかける（Ｓ１２）。この操作は、例えば、次
のようにして行う。まず、検査対象の牛肉のしぼり汁を
１００μｌ計り、脱臭したろ紙４０（面積５ｃｍ²）に
滴下する。そして、このろ紙４０をパスツールピペット
４２内に収め、このパスツールピペット４２の後端を無
臭のチューブ（図示せず）を介し、ポンプ（図示せず）
に接続する。

【００１９】この状態で、ポンプから空気を送ってろ紙
４０から蒸発した牛肉から放出されるニオイ物質を含ん
だ気体を気相センサのニオイ受容部２３に吹きかける。
この気体を吹きかける刺激時間は、１〜２０秒、流速９
０ｍｌ／ｍｉｎ（風速約１．９ｍ／ｓｅｃ）とした。刺
激時間は制御部３４で制御し、なお、その流速は流量計
でモニタし、制御部３４でフィードバック制御すると良
い。また、ポンプとピペットの間には、活性炭を収容し
た脱臭管およびシリカゲルを収容した脱水管を配置し、
ニオイや水蒸気を除去した空気を用いる。

【００２０】そして、測定電極２０、２２と参照電極２
６の電位差を記録計において検出する（Ｓ１３）。ま
た、この検出結果は、制御部３４に供給され、制御部３
４が検出結果を解析して、牛肉の鮮度を算出する（Ｓ１
４）。そして、これに基づき熟成度を判定する（Ｓ１
５）。

【００２１】また、続けて測定を行う場合には、電解質
溶液を新たに供給する。これによって、電解質溶液保持
面２１に保持されていた電解質溶液が洗浄溶液として落
下させる。このため、新しい電解質溶液が電解質溶液保
持面２１に保持され、ニオイ受容部２３が更新される。
なお、この例では、牛肉の汁をろ紙に含ませ、ここを通
した空気をニオイ受容部２３に吹きかける手法を用いた
が、食品（牛肉）からサンプリングしたニオイ物質を含
む気体を吹きかけることにより、食品の鮮度を測定でき
る。また、ニオイ受容部２３を測定したい雰囲気に配置
し、所定のタイミングで測定を行ってもよい。

【００２２】［実験結果］次に、実際の測定結果につい
て、図４に基づいて説明する。この実験では、保存日数
の異なる牛肉から放出されるニオイ物質を含んだ気体に
ついて、上述のような測定を行った。また、実験の際の
保存温度は２３℃、測定電極は、導電性高分子膜である
電解重合膜ＰＰｙ／ＰＶＳ膜を用いた。

【００２３】このような条件で、図において太い実線で
示した２０秒間に気体を気相センサのニオイ受容部２３
に吹きかけた。このように、保存日数０日では正方向へ
の応答が見られるが、保存日数が長くなると応答が正方
向から負方向へ変化し、その変化量が大きくなる。ま
た、応答パターンも異なってくる。これらは保存日数に
応じて牛肉から気相中に放出される化学物質（ニオイ物
質）の量及び種類が異なっていることを反映していると
考えられる。

【００２４】従って、この応答パターンの特徴を抽出し
ておけば、気相センサの応答を解析することにより、牛
肉の鮮度を算出でき、これにより熟成度を判定すること
ができる。

【００２５】図５に、保存日数とセンサの応答量の関係
を示す。図中の新鮮はまだおいしくない状態（熟成して
いない状態）の牛肉を示し、熟成は熟成が進み食べられ
る牛肉を示し、腐敗はもはや食べられない状態の牛肉を
示す。そして、ここでの応答量は、２０秒間の刺激の終
了時の電位の変化量を採用した。これより、保存０日の
新鮮肉に対しては正方向に応答し、熟成肉（保存０．５
日、１日）では、応答が０である。そして、腐敗肉（保
存１．５日）では、応答が負になっている。

【００２６】従って、このような測定によって、牛肉の
熟成度を測定することができる。さらに、図４に示した
ような応答パターンの特徴を抽出し、予め基準値を設定
し、パターンに基づき熟成度を判定することで、より正
確な熟成度の判定が行える。

【００２７】［測定電極の作製］次に、測定電極２０、
２２における電解重合膜の作製について、図６に基づい
て説明する。容器５０内に所望のモノマー溶液５１を収
容し、この内部に電解重合膜を作成したい作用電極５２
（例えば白金電極）および対極５４を挿入配置する。こ
こで、作用電極５２は円柱状、対極５４はこの作用電極
５２を取り囲む一部開口の中空円筒状に形成されてい
る。また、モノマー溶液５１内は、塩橋５７を介し、参
照電極５６に接続されている。そして、作用電極５２、
対極５４及び参照電極５６は、電源５８に接続されてい
る。なお、容器５０内には、窒素ガスが導入されるよう
になっている。

【００２８】そして、電解重合膜を形成する場合には、
まず窒素ガスによりモノマー溶液５１を撹拌して、溶存
酸素を除去する。次に、電源５８より、作用電極５２を
参照電極５６に対し一定の電位に維持しつつ、作用電極
を＋極、対極を−極として所望の電流を流し、作用電極
５２の表面に電解重合膜６０を形成する。ここで、電圧
の印加方法としては、作用電極５２−参照電極５６間が
所望の一定の電位になるように作用電極５２−対電極５
４間の電位を制御する定電位法と、作用電極５２−参照
電極５６間が所望の一定の電位になるような所望の一定
の電流を作用電極５２−対電極５４間に流す定電流法が
ある。

【００２９】このようにして、作用電極５２の電位を参
照電極５６に対し所定電位（例えば０．６Ｖ）とするこ
とで活性化したモノマーは、ポリマーを形成して作用電
極５２上に析出する。そして、このポリマーは導電性で
あるため、電位を印加し続けるとこの上に新しいポリマ
ーが積層され、電流量に見合った厚さの電解重合膜６０
が形成される。

【００３０】ここで、本実施例において使用した電解重
合膜の作製条件を示す。

【００３１】・モノマー溶液：電解重合膜ＰＰｙ／ＰＶＳの場合 0.1Mピロール＋0.1Mポリビニル硫酸カリウム（ＰＶＳ
Ｋ）の水溶液電解重合膜ＰＰｙ／Ｃｌの場合 0.1Mピロール＋0.1MＫＣｌの水溶液・電極：作用電極（＋）直径１mmの白金ディスク（面積０．
００７８５cm²）対電極（−）白金板・電解条件：定電流電解２．５ｍＡ／ｃｍ² ・電気量：例えば、次のような膜厚のものを得ることが
でき、これを用いて実験を行ったところ、感度は膜厚が
薄い方が良いが、測定電位の安定性が悪くなった。そし
て、０．２５〜２．５Ｃ／ｃｍ²程度が好ましいことが
分かった。膜厚１（０．２５Ｃ／ｃｍ²，通電時間１分４０秒）◎ 膜厚２（１．０Ｃ／ｃｍ²，通電時間６分４０秒）◎ 膜厚３（２．５Ｃ／ｃｍ²，通電時間１６分４０秒）◎ 膜厚４（１０５Ｃ／ｃｍ²，通電時間６６分４０秒）このようにして、ピロールがポリピロールになるときに
モノマー溶液中のアニオン（ＰＶＳ^-やＣｌ^-）を取り
込む。そして、このアニオンの存在により、バイポーラ
ロンが安定状態で存在するため、電解重合膜が導電性を
有する。なお、電解重合膜の物理的性質はアニオンの種
類によって異なる。

【００３２】なお、ポリピロールを利用することによっ
て、次のような利点が得られる。

【００３３】１．電解重合によって簡便に作成すること
が可能である。

【００３４】２．導電性薄膜として電極上に固定するこ
とが可能である。

【００３５】３．膜厚は電気化学的に制御することが可
能である。

【００３６】４．ドーパントの置換が容易であり、測定
対象に応じてドーパントを選択することが可能である。

【００３７】ここで、電解重合膜を形成するモノマーと
しては、ピロールの他、チオフェンやその誘導体を利用
でき、支持電解質としては塩化カリウムの他、パラトル
エンスルホン酸ナトリウム（ＴｓＯＮａ）や硝酸４級ア
ルキルアンモニウム（Ｒ₄ＮＮＯ₃）等が利用でき、ま
た溶媒としては、水の他、アセトニトリル、プロピレン
カーボネート等が利用可能である。

【００３８】［ハエの触角を用いた測定］上述の気相セ
ンサに代えて、ハエの触角を用いたセンサを用いても牛
肉の熟成度を測定することができる。

【００３９】ハエは、クロキンバエの羽化後４日令の雌
を用いた。触角を切り取り、測定用チェンバーに図７の
ように配置した。すなわち、切り取った触角７０の基部
側（切断端側７０ａ）をワックスで固定して動かないよ
うにし、その切断端に生理食塩水を少量垂らして微小な
プール７２を形成する。そして、このプールに塩橋７４
を配置し、参照電極として銀−塩化銀電極７６を配置す
る。一方、触角７０の先端部には、先端直径約１０〜１
００μｍ程度のガラスキャピラリー８０を配置し、記録
電極８２とした。そして、この参照電極７６および記録
電極８２は、図１の装置と同様の増幅器に供給され、こ
れらの電位差が増幅され、測定値とされる。また、牛肉
から放出されるニオイ物質を含んだ気体の吹きかけ方法
についても図１の場合と同様である。

【００４０】このようなハエ触角を利用したセンサによ
る測定例を図８に示す。図において、縦軸が電位差、横
軸は時間を示す。このように、５秒間の気体の吹きかけ
により、保存０日および保存３日の牛肉ともほぼ同様の
応答パターンを示すが、保存３日の牛肉の方がその電位
変化が大きくなる。したがって、この電位変化（応答の
大きさ）を検出することで、熟成度を判定することがで
きる。

【００４１】図９に、保存日数と応答量の関係を示す。
このように、保存日数２日程度までは、保存日数と応答
量に直線的関係がある。このため、応答量から熟成度を
容易かつ客観的に判定することができる。

【００４２】なお、ハエの触角および導電性高分子膜を
用いたセンサにおいて、検出される応答量は絶対的なも
のではなく、相対的なものである。そこで、基準となる
熟成度の牛肉等を用いて、応答量を規格化しておくこと
が望ましい。また、基準は牛肉に限らず所定濃度のアル
コールに対する応答等を利用してもよい。

【００４３】また、触角は、ハエの触角である必要はな
く、あらゆる昆虫の触角を使用することができる。即
ち、昆虫には好みの食品があり、多くの昆虫はニオイに
よりその食品を判別する。従って、例えば、必要に応じ
て種々の昆虫の触角を各々使用することにより、その昆
虫が好む食品の鮮度測定を行うことができる。

【００４４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の食品の鮮
度測定方法によれば、気体中に含まれる化学物質が電解
質溶液中を拡散し電極に吸着する状態によって、電極の
電気的状態変化によって、食品の鮮度を測定する。この
ため、人間が関与することなく測定が行えるため、鮮度
を客観的に測定することができる。特に、牛肉の鮮度
（熟成度）は、従来計器による測定が困難であったが、
本発明により、これが可能になった。また、電極として
は、導電性高分子膜から形成されたものを用いることに
より、好適な牛肉鮮度の測定が行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に好適は気相センサの構成を示す図であ
る。

【図２】測定部１０の構成を示す図である。

【図３】本発明の測定動作を示すフローチャートであ
る。

【図４】熟成度の異なる牛肉の応答パターンを示す図で
ある。

【図５】保存日数と応答量の関係を示す図である。

【図６】電解重合膜の作成を説明するための図である。

【図７】ハエの触角を用いたセンサの構成を示す図であ
る。

【図８】同センサによる熟成牛肉の測定結果を示す図で
ある。

【図９】保存日数と同センサによる応答量の関係を示す
図である。

【符号の説明】

１０測定部２０第１測定電極２１電解質溶液保持面２２第２測定電極２３ニオイ受容部２８電解質溶液供給部３２記録計３４制御部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｇ０１Ｎ 33/12 9408−2ＪＧ０１Ｎ 27/30 ３５１ 27/46 ３７１Ｚ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】食品の鮮度を測定する方法であって、食品から気相に放出される化学物質が拡散する電解質溶
液中に所定の電極を設置し、この電極の電気的状態を検出し、得られた電極の電気的状態の変化に基づいて、食品の鮮
度を測定することを特徴とする食品の鮮度測定方法。
【請求項２】請求項１記載の方法であって、前記食品は、牛肉であることを特徴とする食品の鮮度測
定方法。
【請求項３】請求項１又は２記載の方法であって、前記電極は導電性高分子膜で形成されることを特徴とす
る食品の鮮度測定方法。