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食品の物性測定装置および測定方法

国内特許コード P03A003429
整理番号 U2001P235
掲載日 2004年2月24日
出願番号 特願2002-090988
公開番号 特開2003-287524
登録番号 特許第3567199号
出願日 平成14年3月28日(2002.3.28)
公開日 平成15年10月10日(2003.10.10)
登録日 平成16年6月25日(2004.6.25)
発明者
  • 櫻井 直樹
出願人
  • 国立大学法人 広島大学
発明の名称 食品の物性測定装置および測定方法
発明の概要 【課題】 果実などの農産物や食品の食感を、正確に数値化する。
【解決手段】 被試験体と積極的に振動を起こすように側面に凹凸を設けた押し圧治具を被試験体に貫入し、貫入する際に前記治具と被試験体との間で発生した振動または音響スペクトルを検出する。このスペクトルを主成分解析し、求められた主成分値を食感とする。
従来技術、競合技術の概要


人は、味、香りおよび色といった多くの要素を基準として食物や農産物の嗜好的判断を行うが、その中で食感は、特に重要な要素である。例えば、新鮮なレタスやセロリを咀嚼した際の、シャキシャキとした食感や、食べ頃になったセイヨウナシのトロリとした食感は、我々の嗜好を大いにそそるものである。このような食感は、食物の力学特性(弾性や粘性)に由来している。従って、食物の弾性や粘性を測定すれば、このような食感を定量化することが考えられる。



従来から、様々な力学的測定方法が考案されて来た。例えば、特開平11-190688号公報では、麺類やパスタなどで習慣的にあいまいに使われていた腰の強さ等の食感を定量化する方法が開示されている。また、特開2000-283975号公報では、人、特に乳幼児が好む食品の物性(テクスチャー)を測定するための方法が開示されている。



これら従来の技術においては、所定の形状をしたプランジャーを被測定物に押し込みあるいは押し込んだ後持ち上げ、そのプランジャーが受ける力学的力(応力や粘着力)を利用して被測定物の物性を測定している。そのため、プランジャーやその受け治具の形状を対象物に応じて改良を加え、被測定物の物性値を正確に測定する技術を開示している。ところが、このような方法では、全ての農産物や食品の食感を正確に測定することは難しい。



例えば、セイヨウナシ(ラ・フランス種)は、熟度の判定が困難な果実であり、適熟になると果肉の食感が劇的に変化して、いわゆるバタリーと称される状態になる。この果実の熟度は、熟練者による官能検査しか判断できず、数値化が難しいため、果実の流通上、大きな問題になっている。



図5は、食品の力学測定に広く用いられるレオメータ(サン科学、COMPAC-100)を用いて、熟していくセイヨウナシ(ラ・フランス)の果肉硬度を測定した結果である。測定に使用したプランジャーは円錐形状であり、一定速度で予め所定の大きさに加工された果肉に貫入させ、一定距離貫入した時の最大応力を果肉硬度としている。



図6は、同じセイヨウナシを官能検査により評価した食感熟度の変化を示す図である。食感熟度5は未熟、4はやや未熟、3はやや熟、2は適熟、1は過熟を示す。食感熟度5での果肉はサクサクした食感を示し、食感熟度2での果肉はトロリとしたバタリー状を示す。



図5と図6から明らかなように、果肉硬度は7日目から9日目にかけて硬度が低下し、そのときに果実は食感熱度2.5を示した。このときの果実の力学特性は大きく変化し、トロリとした果肉になった。その後もセイヨウナシの熟度は進み15日目には過熟に至るが、図5から明らかなように、果肉硬度には大きな変化がみられない。すなわち、従来法で測定した果肉硬度と官能試験による食感熟度との間には良好な並行関係が成立していない。



この結果は、従来行われている物性測定技術では、果肉の物性が大きな変化(適熟になる)を起こしたことは検出できても、食感熟度のような人の官能に由来する微妙な果肉物性の変化を測定できないことを示している。これは、従来の技術では、セイヨウナシなどの果実や食品のもつ複雑かつ精妙な物性値を、硬度(応力)や粘着力といった一部の力学特性では十分に表せないからである。本発明は、このような食感熟度を正確に定量化する方法を提供するものである。

産業上の利用分野


本発明は、食品や農産物の力学特性測定器、および力学特性測定方法に関する。特に、所定の形状を持つプローブを被測定物に貫入させ、その際に発生した音響または振動スペクトルを利用して食品や農産物の食感を測定する測定器および測定方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】側面に凹凸を設けた押し圧治具と、前記押し圧治具を被試験体に移送するための移送手段と、前記押し圧治具と前記移送手段を繋合する繋合手段と、前記繋合手段に設けられた前記被試験体に前記押し圧治具を挿入した際に発生する振動を検出する振動検出手段と、前記振動検出手段からの検出信号を増幅するための増幅手段と、前記増幅手段からの出力をフーリエ変換し振動スペクトルに変換するフーリエ変換手段と、予め定めた係数を記憶している係数テーブルと、前記フーリエ変換手段からの振動スペクトルと前記係数テーブルとを演算する演算手段と、前記演算手段の結果を食感値とすることを特徴とする、食品の物性測定装置。
【請求項2】前記移送手段は、押し圧治具に繋合するピストンと、このピストンが自在に移動できるように係合したシリンダと、このシリンダ内部に液体を導入及び吐出させ、この液体の圧力によって前記ピストンを移動させるようにした液体ポンプとを含むことを特徴とする、請求項1に記載の食品の物性測定装置。
【請求項3】前記フーリエ解析手段は、前記振動検出手段からの振動を振動スペクトルに変換した後、前記振動スペクトルを予め設定された周波数毎に出力することを特徴とする、請求項1又は2に記載の食品の物性測定装置。
【請求項4】前記係数テーブルは、異なる食感を持つ前記被試験体の振動スペクトルを複数用いて主成分解析することにより計算された複数の固有ベクトルであることを特徴とする、請求項3に記載の食品の物性測定装置。
【請求項5】前記固有ベクトルは、第1主成分から第N主成分国有ベクトルであることを特徴とする、請求項4記載の食品の物性測定装置。
【請求項6】前記押し圧治具は、円柱または多角形の断面を持つ角柱であり、その側面の一部あるいは全てに、突起を有することを特徴とする、請求項1~5のいずれか一に記載の食品の物性測定装置。
【請求項7】側面に凹凸を設けた押し圧治具を被試験体に押し込み、前記被試験体に前記押し圧治具を挿入した際に発生する振動信号を検出し、前記振動信号をフーリエ変換して振動スペクトルに変換し、前記振動スペクトルから予め定めた所定の周波数間隔における振動強度を求め、前記振動強度と予め定めた係数と積を求め、前記積の総和を食感値とすることを特徴とする、食品の物性測定方法。
【請求項8】前記係数は、異なる食感を持つ前記被試験体の振動スペクトルを複数用いて主成分解析することにより計算された複数の固有ベクトルであることを特徴とする、請求項7に記載の食品の物性測定方法。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2002090988thum.jpg
出願権利状態 登録


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