JPH09288056A

JPH09288056A - 米の食味値測定方法および装置

Info

Publication number: JPH09288056A
Application number: JP10082696A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Tatsubayashi; 顕一達林; Hajime Mitome; 肇三留
Original assignee: Nireco Corp
Current assignee: Nireco Corp
Priority date: 1996-04-23
Filing date: 1996-04-23
Publication date: 1997-11-04
Anticipated expiration: 2016-04-23
Also published as: JP3495185B2

Abstract

(57)【要約】【課題】近赤外線を用いて米の食味を精度よく測定す
る。【解決手段】被測定試料の精白米の表層部の試料粉に
近赤外光を照射してスペクトルを測定し、食味を表す等
級が判明している精白米の表層試料粉に近赤外光を照射
して得た各等級ごとの標準スペクトルと比較する。最も
類似度の大きい標準スペクトルの属する等級を被測定試
料の等級とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、近赤外線分析法を
用いて米の食味を表す等級を推定する米の食味値測定方
法および装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】米の食味値は、所定の方法によって炊飯
された飯を複数のパネラーによって試食し、それらの結
果を統計的手段を使って、できるだけ標準的評価に近づ
けて米の評価を行っている。評価項目は一般に「外観」
「味」「硬さ」「粘り」「香り」「総合食味」について
行われている。また近赤外線分析法を用い米粒を試料と
して近赤外光を照射して直接食味値を測定する食味値測
定装置も市販されている。また、近赤外線分析法を用い
た他の例として米粒中の含有成分即ちタンパク質、アミ
ロース、水分、脂肪酸度等を近赤外線分析で測定し、そ
れらの構成度合いから食味値を測定する方法も行われて
いる。特公平６−１２３３１号公報には炊飯の正反射光
を偏光で検出し、米の表面の状態から米の食味を検出す
る方法が開示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】パネラーの試食による
官能試験は、通常１２〜２４人のパネラーを必要とし、
試料米を試食するため１日の測定では数点しか行えず、
測定値の再現性にも問題がある。また試料米に近赤外線
を照射して直接食味値を測定する方法は、試料米の全粒
米に対する近赤外線照射の反射光または透過光のスペク
トルを解析するものであるが、食味値の違いによる近赤
外領域での吸光度の変化は非常に小さく、米の食味値の
違いを表すとされる呈味物質以外の水分やデンプン、タ
ンパク質などの基本成分変動や、試料の粒度変化等の物
理的要因によるスペクトルの散乱による双方の干渉を受
け、精度の高い食味測定が難しいという問題がある。ま
た、近赤外線分析法により米粒中の成分の構成度合いか
ら食味を推定する方法は、通常の炊飯に供せられるジャ
ポニカ米のタンパク質、アミロース等の含有成分の範囲
は狭く、官能で求められた評価値との相関は余り高くな
い。また特公平６−１２３３１号公報の技術では米を炊
飯して測定する必要があるため、手間がかかり、ユーザ
が求める非破壊検査の要望に応じられない。

【０００４】本発明は、上述の問題点に鑑みてなされた
もので、近赤外線分析法を用いて米の食味値を炊飯する
ことなく精度よく測定できる米の食味値測定方法および
装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

【０００６】上記目的を達成するため請求項１の発明で
は、被測定試料の精白米の表層を研削し得られた表層部
の試料粉に近赤外光を照射してそのスペクトルを測定
し、官能試験に基づく米の食味を表す等級が判明してい
る精白米について、各等級ごとに精白米の表層を研削し
得られた表層部の試料粉のスペクトルを標準スペクトル
とし、この標準スペクトルと前記スペクトルとの類似度
を計算し、この類似度が最も大きい標準スペクトルの等
級を前記被測定試料の等級とする。

【０００７】米の食味値を左右する呈味物質は精白米表
層に存在するので、この呈味物質を研削し、その表層粉
と残りの胚乳とを分け、近赤外線分析器で呈味物質が集
積している表層粉のスペクトルを測光すると、試料米の
全粒粉あるいは全粒米の測光では食味の違いが判定でき
ない様な微妙な差異までスペクトルから判定できる。複
数の試料米について官能試験により求めた精白米の食味
を等級付けし、この精白米とほぼ同一の食味を有する精
白米、例えば同一のロットに含まれる精白米の表層を研
削して得られた表層部の試料粉に近赤外光を照射してそ
のスペクトルを求めてこれを標準スペクトルとし、この
標準スペクトルと被測定試料のスペクトルとの類似度を
求め、この類似度が最も大きい標準スペクトルを有する
等級を被測定米の等級とする。これにより被測定米の食
味の等級を炊飯することなく、しかも精度よく測定する
ことができる。

【０００８】請求項２の発明では、前記標準スペクトル
と前記被測定試料のスペクトルのそれぞれの波長数をｎ
とし、この各波長の吸光度をそれぞれｎ次元ベクトルで
表し、標準スペクトルのｎ次元ベクトルと被測定試料の
ｎ次元ベクトルの交差角をθとし、ｃｏｓθを前記類似
度とする。

【０００９】スペクトルを所定の方法でサンプリングし
てｎ個の波長の吸光度を求める。このｎ個の吸光度をｎ
次元空間におけるｎ次元ベクトルとする。標準スペクト
ルのｎ次元ベクトルと被測定試料のスペクトルのｎ次元
ベクトルとの交差する角度をθとし、ｃｏｓθを考える
と両スペクトルの各波長の吸光度が完全に一致していれ
ば両ｎ次元ベクトルは一致し交差角は０度つまりｃｏｓ
θ＝１となる。標準スペクトルと被測定試料のスペクト
ルの類似度が大きくなればｃｏｓは１に近づくのでｃｏ
ｓθの値により類似度を表すことができる。

【００１０】請求項３の発明では、前記標準スペクトル
と前記被測定試料のスペクトルの各同一波長の吸光度ご
との積率相関係数を前記類似度とする。

【００１１】標準スペクトルと被測定物のスペクトルを
所定の方法でサンプリングした波長につき、同一波長の
吸光度ごとの積率相関係数を求める。両スペクトルが同
一であれば各波長の吸光度は同一であり積率相関計数は
１となる。両スペクトルの類似度が大きくなれば積率相
関計数は１に近づく。故に積率相関係数を類似度として
用いることができる。

【００１２】請求項４の発明では、被測定試料の精白米
の表層を研削し得られた表層部の試料粉に近赤外光を照
射してそのスペクトルを測定し、官能試験に基づく米の
食味を表す等級が判明している精白米について、各等級
ごとに精白米の表層を研削し得られた表層部の試料粉の
スペクトルを標準スペクトルとし、この標準スペクトル
と前記被測定試料のスペクトルの各同一波長の吸光度の
差の２乗の和を分散とし、この分散が最少になる標準ス
ペクトルの等級を前記被測定試料の等級とする。

【００１３】本発明では請求項１の類似度に相当するも
のとして、標準スペクトルと被測定試料のスペクトルを
所定の方法でサンプリングした波長につき、同一波長の
吸光度の差の２乗の和を分散として、この分散が最少と
なる標準スペクトルの等級を被測定試料の等級とする。
両スペクトルが一致すると分散は０になる。故に分散が
小さくなれば両スペクトルの類似度は大きくなる。

【００１４】請求項５の発明では、被測定試料の精白米
の表層を研削し得られた試料粉に近赤外光を照射してそ
の反射光または透過光のスペクトルを測定し、事前に決
定されている官能の食味を表す等級と前記スペクトルの
各波長の吸光度の関係を表す校正式を用い、測定した被
測定試料のスペクトルの波長の吸光度を前記校正式に代
入して被測定試料の等級を求める。

【００１５】官能試験で食味に基づく等級を求め、この
等級を測定したと同じロットの精白米の表層を研削して
得た表層部の試料粉について、近赤外光でスペクトルを
求め、これを標準スペクトルとし、この標準スペクトル
を所定の方法でサンプリングした波長の吸光度を求め、
この吸光度と等級とを重回帰分析により求めた重回帰式
が校正式である。被測定試料についても同様にスペクト
ルを求め、このスペクトルを標準スペクトルと同一の方
法でサンプリングした波長の吸光度を求めて校正式に代
入することにより被測定試料の等級が得られる。

【００１６】請求項６の発明では、官能試験に基づく食
味を表す等級が判明している精白米を各等級毎に複数試
料準備し、各等級毎にこの試料の精白米の表層を研削し
て表層部分の第１試料と残りの第２試料を作成し、第１
試料に近赤外光を照射して得られた第１スペクトルの各
波長の吸光度を求め、同一等級の第１試料について各波
長の吸光度を各第１試料の同一波長の吸光度の平均値で
構成した標準スペクトルを各等級毎に求め、各等級につ
いて各第１試料の第１スペクトルと各等級の標準スペク
トルとを比較し第１試料を自己の属する等級の標準スペ
クトルに最も類似している第１グループと、自己の属す
る等級より下の標準スペクトルに最も類似している第２
グループと、自己の属する等級より上の標準スペクトル
に最も類似する第３グループに分け、各等級について、
各第１試料に対応する第２試料について近赤外光を照射
して第２スペクトルを求め、第１グループの第１試料に
対応する第２試料のスペクトルを第１標準スペクトルと
し、第２グループの第１試料に対応する第２試料のスペ
クトルを第２標準スペクトルとし、第３グループの第１
試料に対応する第２試料のスペクトルを第３標準スペク
トルとし、被測定試料の精白米の表層を研削して表層部
の第１試料と残りの第２試料を作成し、第１試料に近赤
外光を照射して第１スペクトルを求め、この第１スペク
トルを各等級の前記標準スペクトルと比較して最も類似
した標準スペクトルを求めてこの標準スペクトルの等級
を初期等級とし、次に第２試料に近赤外光を照射して第
２スペクトルを求め、前記初期等級の第１標準スペクト
ル、第２標準スペクトル、第３標準スペクトルと比較し
第１標準スペクトルと最も類似したときは前記初期等級
を被測定試料の等級とし、第２標準スペクトルと最も類
似したときは初期等級より１段下の等級とし、第３標準
スペクトルと最も類似したときは初期等級より１段上の
等級とする。

【００１７】本発明は請求項１の発明で精白米の表層か
ら求めた等級を表層を除いた残りの部分のスペクトルに
基づき修正する方法である。精白した米の味に関係が深
いのは請求項１の発明で用いる通常精白後の米の表面部
分であるが、一方噛んで食べるので表面部分を除いた残
りの胚乳の中央部も食味に関係するので、この中央部で
も食味を評価し表面で求めた評価の確認とその修正とを
行う。

【００１８】官能試験により食味を表す等級の判明して
いる精白米を各等級ごとに数十サンプルずつ準備し、表
層を研削した表層部よりなる第１試料とその残りの中央
部よりなる第２試料を対応させておく。各等級ごとにそ
こに含まれる全ての第１試料を近赤外光で照射し、得ら
れた第１スペクトルの各波長、例えば２ｎｍ毎の波長の
吸光度の平均値を求め、この平均値よりなるスペクトル
を標準スペクトルとすると、各等級ごとに標準スペクト
ルが得られる。次に各等級について、各第１試料のスペ
クトルと、各等級の標準スペクトルとを比較し、自己の
属する等級の標準スペクトルに最も類似したスペクトル
を有する第１試料の集合を第１グループとする。当然大
部分の第１試料は第１グループに属する。しかし自己の
属する等級より下の等級の第１試料の標準スペクトルに
最も類似する第１試料も表れ、この第１試料の集合を第
２グループとし、同様に自己の属する等級より上の等級
の標準スペクトルに最も類似する第１試料の集合を第３
グループとする。このような第２、第３グループに属す
る第１試料の等級の推定は請求項１の発明では正しくで
きないのでこれを一層正しく推定するのが本請求項の発
明である。

【００１９】このようにして得られた第１〜第３グルー
プの第１試料に対応する第２試料について、近赤外光に
よる第２スペクトルを求め、第１グループに属する第１
試料に対応する第２試料の第２スペクトルを第１標準ス
ペクトルとし、同様に第２グループに対応する第２試料
の第２スペクトルを第２標準スペクトル、第３グループ
に対応する第２試料の第２スペクトルを第３標準スペク
トルとする。なお、同一グループに属する第２試料の第
２スペクトルは複数あるのでその複数の第２スペクトル
の各波長の吸光度の平均値からなるスペクトルを各標準
スペクトルとしてもよい。

【００２０】次に被測定試料の第１試料と第２試料を作
成し、近赤外光を照射して第１スペクトルと第２スペク
トルを得る。各等級の標準スペクトルと第１スペクトル
を比較し、最も類似している標準スペクトルの等級を初
期等級とする。この初期等級は請求項１の発明で得られ
る等級である。この初期等級の第１〜第３標準スペクト
ルと第２スペクトルと比較し、第１標準スペクトルと最
も類似したときは初期等級を被測定試料の等級とする。
第２標準スペクトルと最も類似したときは初期等級より
１段下の等級を被測定試料の等級とし、第３標準スペク
トルと最も類似したときは初期等級より１段上の等級を
被測定試料の等級とする。米の食味はかなりの割合で精
白米の表層できまるので、初期等級となることが多く、
これを外れる場合も、上下それぞれ１等級ぐらいなので
上記のような等級決めをしている。このように２段階の
判定をすることにより第１試料による初期等級が誤って
いても第２試料により、訂正されて正しい等級を得るこ
とができる。

【００２１】請求項７の発明では、前記第１標準スペク
トル、前記第２標準スペクトル、前記第３標準スペクト
ルの少なくとも１つについて特定波長を定め、前記被測
定試料の第２スペクトルと比較する際、この特定波長の
吸光度について比較する。

【００２２】第１〜第３標準スペクトルについては、そ
れぞれのスペクトルで特徴を有する特定波長が１つまた
はそれ以上含まれている場合が多く、これらの波長の吸
光度を比較すれば等級を決定できることが多い。このよ
うな特定波長についてのみ吸光度の比較を行えばよいの
で比較して等級を決定する演算時間が大幅に短縮され
る。

【００２３】請求項８の発明では、前記初期等級が最下
等級のとき初期等級より１段下の等級となったときはこ
れを最下等級とし、最上等級のときは初期等級より１段
上の等級となったときはこれを最上級等級とする。

【００２４】初期等級が最下級の等級ではそれより１段
下の等級は存在しない。また、最上級の等級ではそれよ
り１段上の等級が存在しないので、そのような存在しな
い等級となるときは等級を変えず、それぞれ初期等級と
同じとしている。

【００２５】請求項９の発明では、スペクトルまたは吸
光度として反射光または透過光強度を波長で２次微分し
た２次微分値を用いる。

【００２６】吸光度やスペクトルは吸光度そのものでも
よいが、通常は正規化して波長に対して２次微分した値
を用いることしてより、ドリフトや照明強度の変化など
による測定誤差を打ち消すことができる。

【００２７】請求項１０の発明では、被測定試料の精白
米の表層を研削し得られた試料粉に近赤外光を照射して
その反射光または透過光のスペクトルを得る近赤外光測
定手段と、前記スペクトル各波長の吸光度を測定するス
ペクトル演算手段と、官能試験に基づく食味を表す等級
ごとの標準スペクトルの各波長の吸光度を記憶した等級
データ記憶手段と、前記スペクトル演算手段で算出した
各波長の吸光度と前記等級データ記憶手段の各等級ごと
の各波長の吸光度との類似度を算出し、この類似度の最
も大きい等級を演算する等級演算手段とを備える。

【００２８】被測定物の精白米の表層を研削して得た試
料粉に近赤外光を照射してその反射項または透過光のス
ペクトルを近赤外光測定手段で得る。このスペクトルよ
りスペクトル演算手段で所定の方法でサンプリングし
た、例えば２ｎｍ毎の波長の吸光度を測定とする。等級
演算手段ではこの演算した各波長の吸光度と等級データ
記憶手段の各等級の標準スペクトルの同一波長の吸光度
との類似度を算出し、類似度の最も大きい標準スペクト
ルを有する等級を被測定試料の等級とする。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。図１は第１〜第３実施の形
態の校正を示すブロック図である。試料１は研削型の精
米機にて精白米の表層を１〜６重量％研削した表層部の
試料粉である。精白米とは玄米を１００重量％とする
と、通常米粒表層の１０重量％前後に相当する米糠層を
精米機によって除去したものである。近赤外光測定機器
２は試料１に近赤外光を照射し、その反射光または透過
光のスペクトルを測定する。スペクトル演算部３は近赤
外光測定機２で測定されたスペクトルについて、たとえ
ば２ｎｍ毎にサンプリングされた波長の吸光度を演算す
る。等級データ記憶部４には官能試験により得られた食
味に基づく等級毎の標準スペクトルについて、例えば２
ｎｍ毎にサンプリングされた波長の吸光度のデータを記
憶している。等級演算部５はスペクトル演算部３で演算
した被測定試料のスペクトルの各波長の吸光度と等級デ
ータ記憶部４に記憶された各等級毎の標準スペクトルの
各波長の吸光度について、同一波長の吸光度の類似度を
演算し、類似度の最も大きい等級を検出し、この等級を
被測定試料の等級とする。表示部６は等級演算結果を表
示する。

【００３０】図２は近赤外光測定器の構成を示す図であ
る。光源２１より近赤外光を照射し、スリットを通過し
た照射光をミラー２２で反射して回折格子２３に入射す
る。回折格子２３は振動することにより近赤外領域７０
０〜２５００ｎｍの波長範囲を２ｎｍ毎に走査する。反
射測定部２４はこのようにして走査された光が試料１か
ら反射してきた反射光を測定する。透過測定部２５は試
料１を透過してきた透過光を測定する。

【００３１】上記装置について食味に基づく等級測定に
ついて説明する。いわゆる良食味米にはこの呈味物質が
多く、一般には非良食味米には少ないことが明らかにな
ってきた。呈味物質としては網目状デンプン、オリゴ
糖、アミノ酸、リン酸マグネシウム、その他などであ
る。精白米の表層０〜６重量％までにはこの呈味物質が
多く含まれている。また、いわゆる古米化などにともな
う経時的な食味劣化は、これら呈味物質の変質分解によ
って始まる現象であるので、表層ほど早く、顕著に進行
する。このため試料粉としては１〜６重量％の表層を研
削する。望ましくは４〜５重量％がよい。１重量％未満
でも測定可能であるが精度が低下する。精白米の表層か
ら６〜１０重量％あるいはそれ以上の部分は胚乳中心に
近づいてゆくので、この部分の組成分は主としてデンプ
ンが多くなり、表層に存在していた呈味物質やタンパク
質は減少している。このため、良食味米と非食味米とを
分けることになる米の組成分の違いは、この胚乳中心に
近い部分には微量しか存在しない。しかし食味は噛んだ
そのときの歯応えも影響するので、この胚乳部分による
食味も考慮する。なお、上記０〜６重量％内に含まれる
呈味物質の含有量は精白米の０．１〜０．２重量％程度
で微量である。ここで精白米とは玄米を１００重量％と
すると通常米粒表層の１０重量％前後に相当する糠層を
精米機によって除去したもので、通常一般に市販されて
いる状態のものをいう。

【００３２】このようにして得られた試料粉１につい
て、図２に示した近赤外光測定器２により近赤外光を照
射し、回折格子２３を傾斜振動させることにより、近赤
外領域７００〜２５００ｎｍの波長範囲を２ｎｍ毎に走
査して反射光または透過光のスペクトルが得られる。こ
こで得られたスペクトルはノイズ等の影響を除き測定精
度を高めるために、スペクトルの演算（微分）処理を行
う。試料粉１の１試料当たりの波長データ点数は波長範
囲が７００〜２５００ｎｍであるから２５００−７００
＝１８００，２ｎｍごとのデータをとるので１８００÷
２＝９００吸光度データである。

【００３３】米の食味を表す等級について説明する。官
能食味試験では総合食味、味、ねばりなどが精白米を炊
飯した試料米に対して評価値として与えられる。食味値
の等級を定める場合、これらを総合して等級づけてもよ
いが、総合食味値のみを等級づけてもよい。等級は−１
（不良食味），０（中間食味），＋１（量食味）とか１
（やや劣る），２（普通），３（やや良），４（良），
５（特に良）などがあり、特に等級方法は限定されな
い。

【００３４】以下、被測定試料の等級を決定する第１実
施の形態について説明する。被測定試料の等級を近赤外
線分析法を用いて決定するに当たり、決定の基準となる
標準スペクトルを定める。官能試験により得られた食味
に基づき定められた等級ごとに官能試験で用いた精白米
と同種のまたは同一ロットの精白米を１０〜２０試料用
意する。全ての等級について必要となるので、この等級
数倍の試料米が必要となる。ここに精白米の「種類」と
稱しているのはコシヒカリ・ササニシキなどの遺伝子的
品種に限らず、産地別、保存方法の差異、保存期間の相
違なども異なるものは異なる種類の試料米として扱う。

【００３５】各等級の全ての試料米について精白米の表
層を４〜５重量％研削して得た試料粉につき近赤外領域
７００〜２５００ｎｍの波長範囲を２ｎｍ毎に走査して
９００吸光度データを得る。これらの吸光度データは対
数処理、微分処理をして使用する。反射光強度：Ｒ，透過光強度：Ｔ，波長：λとすると、
ｄ²（ｌｏｇＲ）／ｄλ²またはｄ²（ｌｏｇＴ）／ｄ
λ²を算出し、以降この２次微分値を吸光度データと称
する。このように吸光度、または各波長の吸光度からな
るスペクトルは、反射光強度Ｒまたは透過光強度Ｔを用
いてもよいが、通常はそれらの値の対数値の１次微分や
２次微分をとり正規化して用いることによりドリフトや
照明強度の変化を打ち消し測定誤差を減少させる。

【００３６】このようにして各等級ごとに得られた各試
料粉のスペクトル（各波長の吸光度の集合）について、
各波長における各試料粉の吸光度の平均値を求め、この
平均値よりなるスペクトルを標準スペクトルと称する。
標準スペクトルは各等級毎に作成される。

【００３７】次に被測定試料の精白米について、表層を
４〜５重量％研削した表層粉を採取し、近赤外光を照射
してスペクトルを測定する。測定方法、測定値などは等
級の分かっている試料米について行ったものと同様であ
る。このようにして得た被測定試料のスペクトルと先に
求めた各等級の標準スペクトルとを比較し、最も類似し
た標準スペクトルの等級を被測定試料の等級とする。

【００３８】２つのスペクトルの類似度を調べる方法と
しては公知のいくつかの方法があり、これらを用いる
が、これらについて簡単に説明する。第１の方法は同一
出願人による特公平６−４００６９号公報に開示されて
いる方法で、スペクトルの波長数をｎ個とすると、この
各波長の吸光度をｎ次元のベクトルで表す。標準スペク
トルのｎ次元ベクトルと被測定試料のｎ次元ベクトルの
交差角をθとするとｃｏｓθは類似度を表す。２つのス
ペクトルが一致すれば両ベクトルは一致し交差角θ＝
０，ｃｏｓθ＝１となり、両スペクトルの類似が大きく
なればθは０に近づきｃｏｓθは１に近づく。ｃｏｓθ
は次の（１）式で表される。

【００３９】

【数１】

【００４０】ここでｘｉは標準スペクトルの波長ｉの吸
光度、ｙｉは被測定試料のスペクトルの波長ｉの吸光度
である。

【００４１】２つのスペクトルの類似度を調べる第２の
方法は積率相関係数を用いる方法である。積率相関係数
ｒは（２）式で表され、両スペクトルが同一であれば各
波長の吸光度は同一であるｒ＝１となり、類似度が大き
くなると１に近づく。ｘｉ：標準スペクトルの吸光度、ｘはｘｉの平均値、ｙ
ｉ：被測定試料の吸光度、ｙはｙｉの平均値、ｎ：波長
数である。

【００４２】

【数２】

【００４３】２つのスペクトルの類似度を調べる第３の
方法は分散を用いる方法である。標準スペクトルと被測
定試料のスペクトルの同一波長の吸光度の差の２乗を求
め、これを全波長について加算した値を分散とする。こ
の分散は両スペクトルが一致すれば０となり、類似度が
大きくなるに従い０に近づく。分散Ｓを次の（３）式で
表す。ｘｉは標準スペクトルの波長ｉの吸光度を示し、
ｙｉは被測定試料の波長ｉの吸光度を示す。なお波長の
数ｎは両スペクトルとも同じなので吸光度の差の２乗の
和をｎから１を引いた自由度で割る必要はない。

【００４４】

【数３】

【００４５】次に第２実施の形態について説明する。第
１実施の形態と同様に官能試験により等級の判明してい
る精白米の表層の試料粉を各等級毎に１０〜２０試料用
意し、各等級の全ての試料粉について近赤外光を照射し
てスペクトルを求める。ｋｊを係数、ｘｉを波長ｉにお
ける吸光度、ｎを波長数、ｃを等級として（４）式で表
し、ｘｉ，ｃを数値データとして最小２乗法を用いた回
帰分析を行い、ｎ次元連立方程式である正規方程式を解
いてｋ０，ｋ１，…ｋｎを求める。

【００４６】ｃ＝ｋ０＋ｋ１ｘ１＋ｋ２ｘ２＋…＋ｋｎｘｎ …（４）次に被測定試料の精白米の表層を研削して得た表層粉に
近赤外線を照射してスペクトルを測定し、この各波長ｉ
における吸光度ｙｉを求め、このｙｉを（４）式のｘｉ
に代入することにより等級ｃを得る。このｃは通常小数
点以下を含む値となるので、このｃに最も近い整数値で
表された等級を被測定試料の等級とする。

【００４７】次に第３実施の形態を説明する。第１およ
び第２実施の形態では試料として精白米の表層を研削し
て得た表層粉（これを第１試料と称す）を用いたが、本
実施の形態では更にこの上層粉を除いた残りの部分（こ
れを第２試料と称す）も試料として用い、まず第１試料
で初期等級を算出し、第２試料を用いてこの初期等級の
修正を行う。米の食味は噛んで食べるので噛み具合にも
影響され、精白米の中央部の胚乳も関係してくるので、
表層で決めた初期等級を中央部の第２試料で修正する。

【００４８】官能試験に基づく食味を表す等級が判明し
ている精白米を各等級毎に１０〜２０試料用意し、この
試料の表層を研削して表層部分の第１試料と残りの第２
試料を作成し、それぞれ近赤外光を照射して第１スペク
トルと第２スペクトルを得る。スペクトルの波長や波数
は第１実施の形態と同様である。なお、同一精白米から
採取した第１試料と第２試料は対応付けしておく。また
第２試料は粒状のままでもよいが第１試料と同様に粉状
にした方がよい。

【００４９】同一等級の全ての第１試料について同一波
長の吸光度を平均した標準スペクトルを求める。故に標
準スペクトルは等級数分得られる。次に同一等級の全て
の第１試料の第１スペクトルと自己の属する等級の標準
スペクトルとの類似度を調べ、自己の属する等級と最も
類似している第１試料の集合を第１グループ、自己の属
する等級より下の等級に最も類似する第１試料の集合を
第２グループ、自己の属する等級より上の等級に最も類
似する第１試料の集合を第３グループとする。当然第１
グループに多くの第１試料が入る。

【００５０】次に各グループの第１試料に対応する第２
試料について、近赤外光スペクトルを求め、同一波長の
吸光度を平均した標準スペクトルを求め、第１グループ
の標準スペクトルを第１標準スペクトル、第２グループ
のものを第２標準スペクトル、第３グループのものを第
３標準スペクトルとする。つまり各等級ごとに第１〜第
３標準スペクトルを設定する。

【００５１】被測定試料の精白米について、第１試料と
第２試料を作成し近赤外光を照射して第１スペクトルと
第２スペクトルとを得る。第１スペクトルと各等級の標
準スペクトルとを比較し、最も類似している標準スペク
トルを求めこの標準スペクトルの等級を初期等級とす
る。次に第２スペクトルと初期等級の第１標準スペクト
ル〜第３標準スペクトルとの類似度を調べ最も類似する
標準スペクトルを決定する。最も類似したスペクトルが
第１標準スペクトルであれば、初期等級を被測定試料の
等級とする。第２標準スペクトルであれば初期等級より
１段下の等級とし、第３標準スペクトルであれば初期等
級より１段上の等級とする。これは、第１試料による等
級のずれは少ないのでずれた場合も初期等級の上、下１
等級の修正すれば十分だからである。なお、初期等級が
最下段の等級であれば１段下の等級は初期等級とし、初
期等級が最上段の等級であれば１段上の等級は初期等級
とする。これにより第１試料による初期等級が誤りであ
っても第２試料により正しい等級に訂正される。

【００５２】図３は本実施の形態の第１試料と第２試料
の標準スペクトルの関係を示す図である。第１試料の標
準スペクトルをＳ１〜Ｓ５（等級は１〜５の等級とす
る）とし、第２試料の標準スペクトルは各Ｓ１〜Ｓ５に
対してそれぞれ３個または２個設けられている。例えば
Ｓ３に対してはＳ３と同じ等級に対応する第１標準スペ
クトルＳ３Ｍ，これより１段下の等級に対応する第２標
準スペクトルＳ３Ｄ，Ｓ３Ｍより１段上の等級に対応す
る第３標準スペクトルＳ３Ｕが設けられている。但しＳ
１ＤはＳ１Ｍに、Ｓ５ＵはＳ５Ｍとなっている。

【００５３】本実施の形態で２つのスペクトルの類似度
を調べる方法は第１実施の形態で説明した３つの方法の
いずかを用いればよい。

【００５４】上述した第１〜第３実施の形態では試料、
第１試料、第２試料の標準スペクトルや各スペクトルに
ついて２ｎｍ毎に全波長に対する吸光度を測定したが、
等級を説明できるような波長を検出できれば、その波長
の吸光度を測定すればよい。例えば国産のうるち米に限
定した場合は、１７１０〜１７３０ｎｍ間の波長でよ
い。このように波長の数を限定すると吸光度の測定およ
び類似度の演算が非常に簡単となる。

【００５５】

【発明の効果】以上の説明より明らかなように、本発明
は、精白米の食味を表す表層部を近赤外光で照射し、得
られたスペクトルを予め官能試験により食味の等級の判
明している試料の表層部の標準スペクトルと比較し、最
も類似度の高い標準スペクトルの等級を被測定試料の等
級とするので、米の食味を表す等級を精度よく推定する
ことができる。また、表層部を第１試料とし、これを除
いた残りを第２試料としてまず第１試料で初期等級を推
定し、次に第２試料でこの初期推定を修正するので初期
等級の推定誤差が大きくても、正しく等級を推定し直す
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の構成を示すブロック図で
ある。

【図２】近赤外光測定器の構成を示す図である。

【図３】第１試料による標準スペクトルの等級と第２試
料による第１〜第３標準スペクトルの等級との関係を示
す図である。

【符号の説明】

１試料米２近赤外光測定器３スペクトル演算部４等級データ記憶部５等級演算部６表示部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被測定試料の精白米の表層を研削し得ら
れた表層部の試料粉に近赤外光を照射してそのスペクト
ルを測定し、官能試験に基づく米の食味を表す等級が判
明している精白米について、各等級ごとに精白米の表層
を研削し得られた表層部の試料粉のスペクトルを標準ス
ペクトルとし、この標準スペクトルと前記スペクトルと
の類似度を計算し、この類似度が最も大きい標準スペク
トルの等級を前記被測定試料の等級とすることを特徴と
する米の食味値測定方法。
【請求項２】前記標準スペクトルと前記被測定試料の
スペクトルのそれぞれの波長数をｎとし、この各波長の
吸光度をそれぞれｎ次元ベクトルで表し、標準スペクト
ルのｎ次元ベクトルと被測定試料のｎ次元ベクトルの交
差角をθとし、ｃｏｓθを前記類似度としたことを特徴
とする請求項１記載の米の食味値測定方法。
【請求項３】前記標準スペクトルと前記被測定試料の
スペクトルの各同一波長の吸光度ごとの積率相関係数を
前記類似度としたことを特徴とする請求項１記載の米の
食味値測定方法。
【請求項４】被測定試料の精白米の表層を研削し得ら
れた表層部の試料粉に近赤外光を照射してそのスペクト
ルを測定し、官能試験に基づく米の食味を表す等級が判
明している精白米について、各等級ごとに精白米の表層
を研削し得られた表層部の試料粉のスペクトルを標準ス
ペクトルとし、この標準スペクトルと前記被測定試料の
スペクトルの各同一波長の吸光度の差の２乗の和を分散
とし、この分散が最少になる標準スペクトルの等級を前
記被測定試料の等級とすることを特徴とする米の食味値
測定方法。
【請求項５】被測定試料の精白米の表層を研削し得ら
れた試料粉に近赤外光を照射してその反射光または透過
光のスペクトルを測定し、事前に決定されている官能の
食味を表す等級と前記スペクトルの各波長の吸光度の関
係を表す校正式を用い、測定した被測定試料のスペクト
ルの波長の吸光度を前記校正式に代入して被測定試料の
等級を求めることを特徴とする米の食味値測定方法。
【請求項６】官能試験に基づく食味を表す等級が判明
している精白米を各等級毎に複数試料準備し、各等級毎
にこの試料の精白米の表層を研削して表層部分の第１試
料と残りの第２試料を作成し、第１試料に近赤外光を照
射して得られた第１スペクトルの各波長の吸光度を求
め、同一等級の第１試料について各波長の吸光度を各第
１試料の同一波長の吸光度の平均値で構成した標準スペ
クトルを各等級毎に求め、各等級について各第１試料の
第１スペクトルと各等級の標準スペクトルとを比較し第
１試料を自己の属する等級の標準スペクトルに最も類似
している第１グループと、自己の属する等級より下の標
準スペクトルに最も類似している第２グループと、自己
の属する等級より上の標準スペクトルに最も類似する第
３グループに分け、各等級について、各第１試料に対応
する第２試料について近赤外光を照射して第２スペクト
ルを求め、第１グループの第１試料に対応する第２試料
のスペクトルを第１標準スペクトルとし、第２グループ
の第１試料に対応する第２試料のスペクトルを第２標準
スペクトルとし、第３グループの第１試料に対応する第
２試料のスペクトルを第３標準スペクトルとし、被測定
試料の精白米の表層を研削して表層部の第１試料と残り
の第２試料を作成し、第１試料に近赤外光を照射して第
１スペクトルを求め、この第１スペクトルを各等級の前
記標準スペクトルと比較して最も類似した標準スペクト
ルを求めてこの標準スペクトルの等級を初期等級とし、
次に第２試料に近赤外光を照射して第２スペクトルを求
め、前記初期等級の第１標準スペクトル、第２標準スペ
クトル、第３標準スペクトルと比較し第１標準スペクト
ルと最も類似したときは前記初期等級を被測定試料の等
級とし、第２標準スペクトルと最も類似したときは初期
等級より１段下の等級とし、第３標準スペクトルと最も
類似したときは初期等級より１段上の等級とすることを
特徴とする米の食味値測定方法。
【請求項７】前記第１標準スペクトル、前記第２標準
スペクトル、前記第３標準スペクトルの少なくとも１つ
について特定波長を定め、前記被測定試料の第２スペク
トルと比較する際、この特定波長の吸光度について比較
することを特徴とする請求項６記載の米の食味値測定方
法。
【請求項８】前記初期等級が最下等級のとき初期等級
より１段下の等級となったときはこれを最下等級とし、
最上等級のときは初期等級より１段上の等級となったと
きはこれを最上級等級とすることを特徴とする請求項６
または７記載の米の食味値測定方法。
【請求項９】スペクトルまたは吸光度として、反射光
または透過光の強度を波長で２次微分した２次微分値を
用いることを特徴とする請求項２ないし７のいずれかに
記載の米の食味値測定方法。
【請求項１０】被測定試料の精白米の表層を研削し得
られた試料粉に近赤外光を照射してその反射光または透
過光のスペクトルを得る近赤外光測定手段と、前記スペ
クトル各波長の吸光度を測定するスペクトル演算手段
と、官能試験に基づく食味を表す等級ごとの標準スペク
トルの各波長の吸光度を記憶した等級データ記憶手段
と、前記スペクトル演算手段で算出した各波長の吸光度
と前記等級データ記憶手段の各等級ごとの各波長の吸光
度との類似度を算出し、この類似度の最も大きい等級を
演算する等級演算手段とを備えたことを特徴とする米の
食味値測定装置。