JPWO2016147879A1 - 水分を含有する食品サンプルの相転移検出装置及び相転移検出方法 - Google Patents
水分を含有する食品サンプルの相転移検出装置及び相転移検出方法 Download PDFInfo
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Abstract
Description
固体から液体に相転移可能であり水分を含有する食品サンプルを支持するための支持台と、
前記支持台に支持される食品サンプルに対して水及び氷の吸収ピークの波長を含む近赤外光を侵入させる光侵入手段と、
前記光侵入手段からの近赤外光が前記食品サンプル内を透過及び反射した近赤外光を経時的に分光するとともに光強度を測定する分光手段と、
前記分光手段により測定された近赤外光の分光データに基づいて、前記食品サンプル中の水及び氷の吸光度と凍結水分の氷重量比率を算出する吸光度氷重量比率算出手段と、
前記吸光度氷重量比率算出手段により算出された水及び氷の吸光度の微分値を算出する吸光度微分値算出手段と、
前記吸光度微分値算出手段により算出された前記吸光度の微分値と、前記吸光度氷重量比率算出手段により算出された前記凍結水分の氷重量比率とに基づいて検量線を作成する検量線作成手段と、
前記検量線作成手段により作成された検量線に基づいて、前記吸光度氷重量比率算出手段により算出された吸光度から算出される吸光度の微分値から未知の氷重量比率を推定する氷重量比率推定手段と、を備えるように構成される。
前記吸光度微分値算出手段により算出される水及び氷の吸光度の微分値は、該吸光度の2次微分値であるように構成される。
前記検量線作成手段は、前記算出された凍結水分の氷重量比率を目的変数とし、前記算出された水及び氷の吸光度2次微分値を説明変数として回帰分析を行って検量線を作成するように構成される。
前記光侵入手段は、近赤外領域(750〜1500nm)の波長が得られ、水及び氷の吸収ピークを有する波長を含む近赤外光を発光する光源を有するように構成される。
前記水分を含有する食品サンプルは、内臓、肉、若しくは前記内臓及び前記肉の混合体を含む加熱粘調体、ゲル状食品を含む。
固体から液体に相転移可能であり水分を含有する食品サンプルに対して水及び氷の吸収ピークを含有する近赤外線を照射して、経時的に前記食品サンプル中に含まれる水及び氷の吸光度を算出するとともに、凍結水分の氷重量比率を算出し、
前記算出された前記吸光度の微分値と前記凍結水分の氷重量比率とに基づいて検量線を作成し、
前記作成された検量線に基づいて、算出された吸光度の微分値から未知の氷重量比率を推定する。
前記検量線は、前記算出された吸光度の2次微分値を算出し、前記算出された凍結水分の氷重量比率を目的変数とし、前記算出された水及び氷の吸光度2次微分値を説明変数として回帰分析を行って作成する。
前記水分を含有する食品サンプルは、内臓、肉、若しくは前記内臓及び前記肉の混合体を含む加熱粘調体、ゲル状食品を含む。
ここで、I0は入射光強度を示し、
Iは透過光強度を示す。
Q2=Gw×(T2−T)×cw
ここで、Gは、サンプル重量(g)であり、
Gwは、水重量(g)であり、
T1は、サンプル初期温度(℃)であり、
T2は、水初期温度(℃)であり、
Tfは、凍結温度(℃)であり、
Tは、終結温度(℃)であり、
rは、サンプル潜熱(J/g・℃)であり、
Aは、氷重量比率(%)であり、
c1は、サンプル比熱(凍結点以下)(J/g・℃)であり、
c2は、サンプル比熱(凍結点以上)(J/g・℃)であり、
cwは、水比熱(凍結点以上)(J/g・℃)である。
Q1=Q2の方程式を解くことで、実測の氷重量比率Aが算出される。
また、微分処理以外でも、吸光度データに対してMSC処理またはSNV処理を行った値を用いて帰分析を行っても氷重量比率を高い精度で算出することが可能である。
5 光侵入装置(光侵入手段)
6、7 光ファイバーケーブル
10 支持台
11 収容部
12 板
12a 挿入孔部
12b 底面
15 脚部
18 枠体
19 敷板
19a 孔部
30 分光装置(分光手段)
40 氷重量比率推定装置
41 吸光度氷重量比率算出部(吸光度氷重量比率算出手段)
43 吸光度微分値算出部(吸光度微分値算出手段)
45 検量線作成部(検量線作成手段)
47 氷重量比率推定部(氷重量比率推定手段)
L1〜L18 検量線
S 食品サンプル
固体から液体に相転移可能であり水分を含有する食品サンプルを支持するための支持台と、
前記支持台に支持される食品サンプルに対して水及び氷の吸収ピークの波長を含む近赤外光を侵入させる光侵入手段と、
前記光侵入手段からの近赤外光が前記食品サンプル内を透過及び反射した近赤外光を経時的に分光するとともに光強度を測定する分光手段と、
前記分光手段により測定された近赤外光の分光データに基づいて、前記食品サンプル中の水及び氷の吸光度と凍結水分の氷重量比率を算出する吸光度氷重量比率算出手段と、
前記吸光度氷重量比率算出手段により算出された水及び氷の吸光度の微分値を算出する吸光度微分値算出手段と、
前記吸光度微分値算出手段により算出された前記吸光度の微分値と、前記吸光度氷重量比率算出手段により算出された前記凍結水分の氷重量比率とに基づいて検量線を作成する検量線作成手段と、
前記検量線作成手段により作成された検量線に基づいて、前記吸光度氷重量比率算出手段により算出された吸光度から算出される吸光度の微分値から未知の氷重量比率を推定する氷重量比率推定手段と、を備えるように構成される。
固体から液体に相転移可能であり水分を含有する食品サンプルに対して水及び氷の吸収ピークを含有する近赤外線を照射して、経時的に前記食品サンプル中に含まれる水及び氷の吸光度を算出するとともに、凍結水分の氷重量比率を算出し、
前記算出された前記吸光度の微分値と前記凍結水分の氷重量比率とに基づいて検量線を作成し、
前記作成された検量線に基づいて、算出された吸光度の微分値から未知の氷重量比率を推定する。
5 光侵入装置(光侵入手段)
6、7 光ファイバーケーブル
10 支持台
11 収容部
12 板
12a 挿入孔部
12b 底面
15 脚部
18 枠体
19 敷板
19a 孔部
30 分光装置(分光手段)
40 氷重量比率推定装置
41 吸光度氷重量比率算出部(吸光度氷重量比率算出手段)
43 吸光度微分値算出部(吸光度微分値算出手段)
45 検量線作成部(検量線作成手段)
47 氷重量比率推定部(氷重量比率推定手段)
L1〜L18 検量線
S 食品サンプル
Claims (8)
- 固体から液体に相転移可能であり水分を含有する食品サンプルを支持するための支持台と、
前記支持台に支持される食品サンプルに対して水及び氷の吸収ピークの波長を含む近赤外光を侵入させる光侵入手段と、
前記光侵入手段からの近赤外光が前記食品サンプル内を透過及び反射した近赤外光を経時的に分光するとともに光強度を測定する分光手段と、
前記分光手段により測定された近赤外光の分光データに基づいて、前記食品サンプル中の水及び氷の吸光度と凍結水分の氷重量比率を算出する吸光度氷重量比率算出手段と、
前記吸光度氷重量比率算出手段により算出された水及び氷の吸光度の微分値を算出する吸光度微分値算出手段と、
前記吸光度微分値算出手段により算出された前記吸光度の微分値と、前記吸光度氷重量比率算出手段により算出された前記凍結水分の氷重量比率とに基づいて検量線を作成する検量線作成手段と、
前記検量線作成手段により作成された検量線に基づいて、前記吸光度氷重量比率算出手段により算出された吸光度から算出される吸光度の微分値から未知の氷重量比率を推定する氷重量比率推定手段と、
を備えることを特徴とする水分を含有する食品サンプルの相転移変化検出装置。 - 前記吸光度微分値算出手段により算出される水及び氷の吸光度の微分値は、該吸光度の2次微分値である
ことを特徴とする請求項1に記載の水分を含有する食品サンプルの相転移変化検出装置。 - 前記検量線作成手段は、前記算出された凍結水分の氷重量比率を目的変数とし、前記算出された水及び氷の吸光度2次微分値を説明変数として回帰分析を行って検量線を作成する
ことを特徴とする請求項2に記載の水分を含有する食品サンプルの相転移変化検出装置。 - 前記光侵入手段は、近赤外領域(750〜1500nm)の波長が得られ、水及び氷の吸収ピークを有する波長を含む近赤外光を発光する光源を有する
ことを特徴とする請求項1に記載の水分を含有する食品サンプルの相転移変化検出装置。 - 前記水分を含有する食品サンプルは、内臓、肉、若しくは前記内臓及び前記肉の混合体を含む加熱粘調体、ゲル状食品を含む
ことを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の水分を含有する食品サンプルの相転移変化検出装置。 - 固体から液体に相転移可能であり水分を含有する食品サンプルに対して水及び氷の吸収ピークを含有する近赤外線を照射して、経時的に前記食品サンプル中に含まれる水及び氷の吸光度を算出するとともに、該算出された水及び氷の吸光度から凍結水分の氷重量比率を算出し、
前記算出された前記吸光度の微分値と前記凍結水分の氷重量比率とに基づいて検量線を作成し、
前記作成された検量線に基づいて、算出された吸光度の微分値から未知の氷重量比率を推定する
ことを特徴とする水分を含有する食品サンプルの相転移変化検出方法。 - 前記検量線は、前記算出された吸光度の2次微分値を算出し、前記算出された凍結水分の氷重量比率を目的変数とし、前記算出された水及び氷の吸光度2次微分値を説明変数として回帰分析を行って作成する
ことを特徴とする請求項6に記載の水分を含有する食品サンプルの相転移変化検出方法。 - 前記水分を含有する食品サンプルは、内臓、肉、若しくは前記内臓及び前記肉の混合体を含む加熱粘調体、ゲル状食品を含む
ことを特徴とする請求項6又は7に記載の水分を含有する食品サンプルの相転移変化検出方法。
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