JPS63175747A

JPS63175747A - 米のアミロ−スまたはアミロペクチンの含有量測定装置

Info

Publication number: JPS63175747A
Application number: JP62008476A
Authority: JP
Inventors: Toshihiko Satake; 佐竹　利彦
Original assignee: Satake Engineering Co Ltd
Current assignee: Satake Engineering Co Ltd
Priority date: 1987-01-16
Filing date: 1987-01-16
Publication date: 1988-07-20

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、米の食味を左右する成分の一部をなすアミロ
ースまたはアミロペクチンの含有量を測定する装置に関
する。

〔従来技術とその問題点〕

米の食味は、品種の選択、生産地、栽培方法。

収穫方法等の生産段階で決定されるもの、あるいは、乾
燥、貯蔵、精米加工等の収穫後の加工処理段階で決定さ
れるもの、また炊飯加工時に影響を受けるものと多岐に
亘るものであるが、最も大きな影響を受けるのは生産段
階であ２）、次いで加工処理段階である。

一般的に、食味の良い銘柄として人気の高いのは、コシ
ヒカリ、ササニシキであるが、これ等の食味が良いとす
る主要素は、他の一般銘柄米に比べて澱粉質に占めるア
ミロースの含有量・が少ないことにある。勿論、同一銘
柄であれば澱粉質に占めるアミロースの含有量が同一で
あるというものではなく、栽培された産地の条件（土質
、水質）によっても、また気象条件（気温２日照時間、
降雨等）によっても含有量は変化するものであるから、
たとえ前年度の食味評価が高かったとしても、今年度収
穫される米の食味が前年度と同一であるという保証はな
く、過去に調査した食味のデータを頼りとして米の買い
付け、あるいは配合を決定することは、必ずしも合理的
な米の管理ということができない。

−例として、各銘柄米の標準精白度白米に含有するアミ
ロースは次表の通りである。

銘　　柄　　　産　　地　　　アミロース％コシヒカリ
　新　潟　　　１９．９ササニシキ　山　形　　　２０．９日　　本　　晴　　滋　　賀　　　　　２１．４イシカ
リ　　北海道　　　２３．２（アミロースの含有量は澱粉質１００％に対する比率を
示す）そこで、特定の有名銘柄のみにとられれず、化学的に米
のアミロースまたはアミロペクチンの含有Ｍを分析して
食味の判定を行い、一般銘柄米から良品質の米を見出す
とともに、食味評価の低位ランク米の食味をいかに向上
させるかというテーマが生まれる。通常、精米工場では
単一銘柄米のみを確保することが難しく、数種銘柄の米
を配合して精米がなされてお２）、この食味評価の上位
ランク米と低位ランク米とが適度に混合されて食味の安
定した精白米が流通しているものであるが、これ等は銘
柄と産地との組合せを勘に頼って処理がなされているの
が実情であ２）、化学的な裏付けがないために食味が一
様でなく度々消費者から苦情が提起されるものであった
。一方、うるち米（一般白米）にモチ米を若干量加えて
炊飯すると食味がよくなると旧来より言い伝えられてい
るが、このことは、モチ米を加えることにより米飯の粘
性が増大して食味感覚が向上するためである。前述した
ように、澱粉質に占めるアミロースの含有量が多いと食
味は低下する傾向となるが、澱粉質はアミロースとアミ
ロペクチンとによって構成されているから、アミロース
の含有量が２０％であるならアミロペクチンの含有量は
８０％ということになる。モチ米の澱粉質に占めるアミ
ロペクチンの含有量は略１００％であるので、一般うる
ち米のアミロペクチンの含有量が７８％程度であるもの
にモチ米を若干量混入すれば、アミロペクチン含有量の
多い米の食味とほぼ同等に食味が向上するものである。

しかし、アミロペクチン含有量が適度を越すと、粘性が
強すぎて米飯として逆に食味の感覚を低下するものであ
る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来、米飯の食味の評価方法として、実際に食して官能
的に評価する官能検査、あるいは物理的測定によって粘
度や硬さを測定し食味を評価する方法があ２）、装置と
してはブラベンダーアミログラフやテクスチュロメータ
−などが知られている。また、化学的に含有成分を測定
して食味を評価する方法があ２）、澱粉中のアミロース
またはアミロペクチンの化学的測定法としてはヨウ素呈
色比色法やヨウ素電流滴定法などがあるが、いずれの方
法も測定にかなりの熟練を要し、バラツキも大きく、測
定に長時間を要するという問題点があった。

本発明は、前記従来技術の問題点を解消するために、本
発明者が１９００ｎｍ　〜２５００ｎｍの波長域の近赤
外線においてアミロースの含有量差が吸光度差として顕
著に現れるという新しい事実を解明したことを用いて、
米の食味を左右する主要成分の一部をなす澱粉中のアミ
ロースまたはアミロペクチンの含有量を容易かつ迅速に
測定する米のアミロースまたはアミロペクチンの含有量
測定装置を提供することを目的とするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の米のアミロースまたはアミロペクチンの含有量
測定装置では、１９００ｎｍ〜２５００ｎｍの波長域の
うち任意の単一波長帯の近赤外線を玄米粒または白米粒
試料に照射するか、あるいは任意の複数の波長帯の赤外
線を順次玄米粒または白米粒試料に照射して得られる反
射光量、若しくは透過光量、若しくは反射光量と透過光
量とを検出する近赤外線分光分析装置とこの近赤外線分
光分析装置で測定した反射光量、透過光量、若しくは反
射光量と透過光量との組合せによ２）、アミロースまた
はアミロペクチンの含有量を測定するための信号処理回
路、並びに既知の米のアミロースまたはアミロペクチン
の含有量と前記光量との成分換算係数値を設定した記憶
回路及び演算回路を有する制御装置とを電気的に連結す
るという手段を用いた。

〔作　用〕

第９図に示すとお２）、近赤外線のうち、短波長域であ
る１９００ｎｍ以下の波長域は低吸光度域であ２）、ア
ミロース含有量の差に対して吸光度差が微差であるが、
１９００ｎ１１を分岐点として高吸光度域に移行するの
で、１９００ｎｍ以上の特定波長でアミロース含有量差
が吸光度差に顕著に現れる。

本発明はこの現象を利用し、１９００ｎｍ　〜２５００
ｎｍの波長域のうち任意の単一波長帯か、あるいは任意
の複数の波長帯の近赤外線を試料に照射して得られる反
射光、若しくは透過光、若しくは反射光と透過光との組
合せによる光」を測定するとともに、この光量測定値を
アミロースまたはアミロペクチンの含有量に換算する成
分換算係数値で演算してアミロースまたはアミロペクチ
ンの含有量を測定するものである。

なお、第９図の実線はアミロース含有量が２１４％の日
本晴、一点鎖線は１９．９％のコシヒカリ、破線は２３
．２％のイシカリであ２）、上述したように１９００ｎ
ｍ　〜２５００ｎｎ＋の波長域の近赤外線は、アミロー
ス含有量差が微差であっても含有量の測定を可能とする
。図中１ｏａｌａ／１（吸光度〉は基準照射光量（全照
射光量）ＩＱに対する試料からの反射光量Ｉの比の逆数
の常用対数である。

また、穀物中の水の含有量差が吸光度差として顕著に現
れる１９４０ｎｌｌの波長帯は、アミロースまたはアミ
ロペクチンの含有１の換算時に除外される場合がある。

〔実施例〕

本発明の実施例を第１図〜第７図により説明する。

第１図、第２図において、符号１で示す近赤外線分光分
析装置のキャビネット２内の上部には光源４と反射板５
とを関連的に配設し、反射板５の前面には複数個の特定
波長のフィルター６・・・を設ける。フィルター６・・
・を電動Ｖｓ１ｏに連結し、電動機１０の微回動によっ
て照射光軸と任意のフィルター６の交差角度を任意に設
定可能としである。積分球７の上部には反射鏡１３とス
リット３を設け、スリット３の隙間を通過した特定波長
の近赤外線を積分球７内に取り入れる窓８を設けである
。積分球７の下方内部に反射光量検出器９Ａ、９Ｂを対
称な位置に設け、積分球７の底部を開口して測定部１１
とし、測定部１１に透明板１２を設け、その下方に透過
光量検出器９Ｃを配設しである。

キャビネット２σ側方には試料供給口１４を配設する。

試料供給口１４には試料容器１５を載買する試料容器台
１６を装脱自在に支持する案内板１７を固設し、案内板
１７には試料容器１５が測定位置にあることを検出する
とともに測定開始の信号となる位置センサー１８と試料
容器１５の内側部には試料温度を検出する温度検出器１
９を埋設しである。温度検出器１９に連絡した端子２０
を試料容器１５の外側壁に突出させ、積分球７の外側部
に温度検出器１９の端子２０の圧着部２１を設けてあ２
）、圧着部２１は制御装置２９に電気的に連絡しである
。

キャビネット２の前面部には表示器２６Ａよりなる表示
装置２６．操作用ボタン２７・・・、自動操作ボタン２
７Ａ、透過光量測定選択ボタン２７Ｂ１反射・透過併用
選択ボタン２７Ｃのそれぞれを設ける。２８はプリンタ
ー、２９は制ｍ＋装置であ２）、米の食味を左右する成
分の分析値に演算する成分換算係数値、温度設定値、温
度補正値を設定した記憶装置３ｏと、演算装置３１と、
信号処理装置３２等を備えている。

次に、第３図により制御装置２９の構成につき説明する
。記憶装置３０．演算装置３１．信号処理装置３２等か
らなる制御装置２９の入力側には、反射光量検出器９Ａ
、９Ｂ、透過光量検出器９Ｃ，位置センサー１８．自動
操作ボタン２７Ａ、透過光量測定選択ボタン２７Ｂ９反
射・透過併用選択ボタン２７Ｇ、温度検出器１９．３４
．キーボード３５のそれぞれを連結し、制御装置２９の
出力側には表示装置２６．プリンター２８を連結し、ま
た、光源４．電動機１０、ｍ度調節器３３はそれぞれ駆
動装＠３６゜３７．３８を介して制御装置２９の出力側
に連結しである。

以下に上記構成における作用を第１図〜第７図により説
明する。キーボード３５がら米の食味を左右する成分の
アミロースまたはアミロペクチンの含有量に演算する成
分換算係数値、温度設定値、および温度補正値を制御装
置２９の記憶装置３０に設定するが、あらかじめ前記記
憶装置に入力しである。（ステップＳ＋）。

アミロースの成分換算係数値は多数の玄米粒と白米粒の
試料を化学定量分析法、たとえばヨウ素呈色比色法やヨ
ウ素電流滴定法を用いて測定された含有量を基準とし、
受光素子からの任意の検出値を信号処理した値とを多重
回帰分析（あるいは多元回帰分析とも呼ばれる。）プロ
グラムを利用して求めである。

ここで多重回帰分析の一例を示す。例えば５個＋７）７
　イ）Ｌｔター　Ｆ　ｒ　＝２１００ｎｆｆｉ、　Ｆ　
２　＝２ｔ５０ｎｍ。

Ｆ　３　＝２２５０ｎｍ、　　Ｆ　４−２２５０ｎｍ、
　　Ｆ　ｓ　＝２３７０ｎｍを使用した時に次の線型関
係が成立するものとする。

Ａａ　＝Ｆｏ　十ＦＩ　”Ｘｌａ　＋Ｆ２−Ｘ２ａ　十
Ｆ３　φＸ３ａ　＋Ｆ４　　φＸａａ　＋Ｆｓ　ａＸ５
ａ＋ＣＡａは試料ａの化学定量分析法により測定したアミロー
スの含有量パーセント。

Ｆａ−Ｆ５はこの多重回帰分析で求める係数値。

Ｘ＋ａ〜ＸｓａはＦ１〜Ｆ５のフィルターの番号にそれ
ぞれ対応し、試料ａを近赤外線分光分析装置で測定した
吸光度（１０（ＪＩＧ／Ｉ）。

Ｃは誤差項であ２）、ここではｃ−ｏとする。

試料ａの場合（７図実線と仮定すれば）はＸｌａ　−０
，６１、Ｘ２ａ　−０，５６、Ｘ３ａ　＝０．５４　、
　Ｘ４ａ　−０，６６、Ｘｓａ　−０，６５であ２）、
前記多重回帰式はＡａ　＝ＦＯ＋　０．６１　Ｆ　＋　＋　０．５６　Ｆ
２　＋０．５４　Ｆ３　＋　０．８６　Ｆ４　＋　０．
６５　Ｆ５　　となる。

同様にしてｎ個の試料までの多重回帰式に吸光度を代入
して次に示す成分換算係数値を得ることができる。

Ａ−３３，３＋２３８０Ｘ　ｌ　−２３００Ｘ　２−６
４０Ｘ　３　＋１４０５Ｘ　４−８８０Ｘ　ｓまた、試料に照射される近赤外線が試料に吸収されるの
は分子を構成する原子の連鎖が熱エネルギーにより振動
するために起こる現象であリ、原子の種類と連鎖状態に
より固有振動数が異なるために近赤外線の波長域で振動
の大きさが変化し熱吸収を生゛じる。また試料が初期に
持っている熱エネルギーが少ない場合（温度が低い場合
）には振動が小さいために分子構造の違いによる吸収量
が正確に測定されないので温度の補正をする必要が生じ
る。第５図に示すものは、−実験例として温度検出器１
９の検出温度によりアミロースの測定値を補正する温度
補正値を示すものである。２０℃以上の場合は補正を要
しないが１０℃の場合は１．０パーセント加算して真値
となる。またその間は略直線的変化であった。

温度設定値は近赤外線分光分析装置１を恒温に調整する
もので通常２５℃に設定する。前記試料温度の変化を防
止するためと、電気回路、特に信号処理装置３２の温度
による誤差をなくする目的を有するものである。

次に、反射・透過光量測定併用選択ボタン２７Ｃ，自動
操作ボタン２７Ａを押すと（ステップＳ２）、近赤外線
成分分析装置１に通電され、光源４をＯＮＬ、て、該装
置１を恒温に保持するために温度調節器３３を作動させ
、（ステップＳ３）、温度検出器３４の信号で（ステッ
プＳ４）測定可能状態となる。

試料容器１５にアミロースまたはアミロペクチンの含有
量を測定する玄米粒または白米粒を所定量投じ、表面状
態が一様になるようにならしてから試料容器蓋２２をし
て、容器台１６に載置し、測定位置に案内板１７に沿っ
て装着する。測定位置に容器台が装着されると位置セン
サー１８が試料が検出位置に装填されたことを確認する
と共に、測定開始の信号が制ｍ＋装置２９に送られ測定
が始まる（ステップＳ５）。

先ず、指定した任意の波長帯のフィルター６を選定する
ために電動機１０を作動する。光源４からの照射光を、
指定したフィルター６を介した波長域の近赤外線を試料
容器１５内の試料に照射し、試料を透過した透過光量を
検出する透過光量検出器９Ｃの検出信号を制御装置２９
に連絡し、また、試料から積分球７に反射する反射光量
を反射光量検出器９Ａ、９Ｂにより検出し、その検出値
を制御装置２９に連絡する（ステップ８８．７）。また
、複数の波長帯によって測定する場合には、各検出器９
Ａ、９Ｂ。

９Ｃの検出信号の連絡とともに電動機１ｏを作動させフ
ィルター６・・・の回動を順次行い、フィルター６・・
・により得られる近赤外線波長帯の特性から得られる透
過光量と反射光量とを検出して制御装置２９に連絡する
（ステップＳｓ。

９）。なお、フィルター６・・・は上記の近赤外波長域
においてそれぞれ±１０ｎｌｌの波長範囲の半値幅を設
けである。各フィルター６・・・による検出が終了した
かどうかを確認し、所定回数でないなら所定回数に至る
まで検出を行う（ステップＳｉ）。

次に試料容器１５内の試料温度を温度検出器１９により
検出し、その検出値を端子２０．圧着部２１を介して制
御装置２９に連絡する（ステップＳｏ、ｒ２）ａ制御装置２９の演算装置３１に連絡された透過光量検出
器９Ｃ，反射光量検出器９Ａ、９Ｂのそれぞれの検出値
と温度検出器１９の温度検出値によ２）、米の食味を左
右する成分のアミロースまたはアミロペクチンの含有量
が記憶装置３０に入力された成分換算係数値と、温度補
正値とで演算される。アミロースまたはアミロペクチン
の含有量はキャビネット２前面の表示器２６Ａにデジタ
ル表示されるとともに、プリンター°２８によ２）、自
動的にプリントされて繰出される（ステップＳＩ３．１
４．Ｆ５）。

なお、上記説明では、説明の都合上透過光量検出器９Ｃ
と反射光量検出器９Ａ、９Ｂとの検出値によって測定を
行うようにしたが、反射光量または透過光量のいずれか
で測定を行う場合もある。また、前記の通２）、澱粉質
成分計測は、アミロースまたはアミロペクチンのいずれ
かを測定すればよく、アミロースまたはアミロペクチン
の検出値は必ずしも１００％の純度を要するものでない
ことは言うまでもない。また、温度検出器１９をキャビ
ネット内部あるいは外部に装着して気温を検出すること
もある。

前記電動′ｇＭ１０によ２）、フィルター６と照射光軸
は任意の角度に設定可能であ２）、それは制御装置２９
で制御される。フィルター６は照射光軸と直交した位置
で使用するのが基本であるが任意波長弁だけスライドさ
せる場合にフィルターへの入射角を制御する。照射光が
フィルター６を直交して入射する時と任意の角度で入射
する時では透過する波長が異な２）、入射角が小さくな
ると短波長側にスライドする。１９００ｎｍ〜２５００
ｎｍの近赤外線では一般的に７０ｎｍ主波長がスライド
するので、連続的波長帯での測定を可能とならしめるた
めに、フィルター６を任意の角度で停止できるように構
成しである。なお、主波長とは透過する近赤外線のうち
のほぼ最大透過波長である。

そして、第６図に示すものは、近赤外線の連続的分光を
行う別実施例の概念図であ２）、回折格子を利用した分
光素子３９を使用している。

光源からの照射光は集光レンズ４０により集光され一部
の光がスリット４１を通過して入光ミラー４２に照射さ
れる。入光ミラー４２で反射した光は反射鏡４３により
さらに反射し、分光素子３９に任意の入射角度で入射し
、反射するとすると、受光ミラー４４では分光された任
意の波長帯の近赤外線が得られる。分光素子３９を回動
し、反射鏡４３からの入射角度を制御して得られる、１
９００ｎｍ〜２５００ｎｍの波長域の連続した近赤外線
を必要に応じ前記近赤外線成分分析装置１に使用すれば
連続的に走査した測定値が得られ、また任意の波長帯を
選択して測定することも可能である。

〔発明の効果〕

本発明の利点とするところは次のとおりである。すなわ
ち、従来、一部の専門家によって行われていた煩わしく
、長時間を要していた米の主要成分の一部をなすアミロ
ースまたはアミロペクチンの含有量の化学定量分析法に
対し、澱粉中のアミロースとアミロペクチンの含有量を
短時間に測定することは、両者とも分子式がブドウ糖（
Ｃ８Ｈ１２０６）の２００〜５００個の結合であ２）、
いわゆる°異性体として連鎖構造が異なるだけであ２）
、測定は困難であったが、１９００ｎｍ〜２５００ｎｍ
の波長域の近赤外線においてアミロースの含有量差が吸
光度差として顕著に現れるという新しい事実を解明した
ことを利用し測定可能としたため、その測定値が正確で
あると共に誰でもが容易にまた迅速に測定できるので、
旧来の勘に頼った食味予想や食味評価のための官能試験
等の時間ロスが省け、各種の次行程作業や米の買い付は
管理等を合理化することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は食味測定装置の正断面図、第２図は要部の拡大
断面図、第３図は制御装置の構成を示すブロック図、第
４図は制御装置の動作フロー図、第５図はアミロースの
測定値を補正する温度補正値を示した図、第６図は近赤
外線の連続的分光を行う別実施例の概念図、第７図は波
長と吸光度との関係を表わす特性図である。１・・・近赤外線成分分析装置、２・・・キャビネット
、３・・・スリット、４・・・光源、５・・・反射板、
６・・・フィルター、７・・・積分球、８・・・窓、９
Ａ、９Ｂ・・・反射光量検出器、９Ｃ・・・透過光量検
出器、１０・・・電動機、１１・・・測定部、１２・・
・透明板、１３・・・反射鏡、１４・・・試料供給口、
１５・・・試料容器、１６・・・試料容器台、１７・・
・案内板、１８・・・位置センサー、１９・・・温度検
出器、２０・・・端子、２１・・・圧着部、２２・・・
試料容器蓋、２６・・・表示装置、２６Ａ・・・表示器
、２７・・・操作用ボタン、２７Ａ・・・自動操作ボタ
ン、２７Ｂ・・・透過光量測定選択ボタン、２７Ｃ・・
・反射・透過併用選択ボタン、２８・・・プリンター、
２９・・・制御装置、３０・・・記憶装置、３１・・・
演算装置、３２・・・信号処理装置、３３・・・温度調
節器、３４・・・温度検出器、３５・・・キーボード、
３６・・・駆動装置、３７・・・駆動装置、３８・・・
駆動装置、３９・・・分光素子、４０・・・集糠レンズ
、４１・・・スリット、４２・・・入光ミラー、４３・
・・反射鏡、４４・・・受光ミラー。第２図第５図第６図第７図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）、１９００〜２５００ｎｍの波長域のうち任意の
単一波長帯の近赤外線を玄米粒または白米粒試料に照射
するか、あるいは任意の複数の波長帯の近赤外線を順次
玄米粒または白米粒試料に照射して得られる反射光量、
若しくは透過光量、若しくは反射光量と透過光量とを検
出する近赤外線分光分析装置と、この赤外線分光分析装
置で測定した反射光量、若しくは透過光量、若しくは反
射光量と透過光量との組み合せによりアミロースまたは
アミロペクチンの含有量を測定するための信号処理回路
、並びに既知の米のアミロースまたはアミロペクチン含
有量と前記光量との成分換算係数値を設定した記憶回路
及び演算回路を有する制御装置とを電気的に連結したこ
とを特徴とする米のアミロースまたはアミロペクチンの
含有量測定装置。
（２）、前記複数の波長帯は１９００ｎｍ〜２５００ｎ
ｍの波長域を連続的に走査するものである特許請求の範
囲第（１）項記載の米のアミロースまたはアミロペクチ
ンの含有量測定装置。
（３）、前記単一の波長帯は１９００〜１９７０ｎｍ、
２０００〜２０６０ｎｍ、２０７０〜２１３０ｎｍ、２
１５０〜２２００ｎｍ、２２１０〜２２６０ｎｍ、２２
７０〜２３７０ｎｍのいずれか１つを主波長とした特許
請求の範囲第（１）項記載の米のアミロースまたはアミ
ロペクチンの含有量測定装置。
（４）、前記複数の波長帯は１９００〜１９７０ｎｍ、
２０００〜２０６０ｎｍ、２０７０〜２１３０ｎｍ、２
１５０〜２２００ｎｍ、２２１０〜２２６０ｎｍ、２２
７０〜２３７０ｎｍのいずれか２つ以上を主波長とした
特許請求の範囲第（１）項記載の米のアミロースまたは
アミロペクチンの含有量測定装置。
（５）、前記測定装置の内部には測定装置を恒温となし
て測定するための温度調節器を設けた特許請求の範囲第
（１）項〜第（４）項のいずれかに記載の米のアミロー
スまたはアミロペクチンの含有量測定装置。
（６）、前記試料の温度若しくは気温によって前記制御
装置の回路を補正するために、試料容器またはその近傍
に温度検出器を設けた特許請求の範囲第（１）項〜第（
５）項のいずれかに記載の米のアミロースまたはアミロ
ペクチンの含有量測定装置。