JPH04351945A - 米の蛋白質含有量測定装置 - Google Patents

米の蛋白質含有量測定装置

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JPH04351945A
JPH04351945A JP3153906A JP15390691A JPH04351945A JP H04351945 A JPH04351945 A JP H04351945A JP 3153906 A JP3153906 A JP 3153906A JP 15390691 A JP15390691 A JP 15390691A JP H04351945 A JPH04351945 A JP H04351945A
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light
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Sadakazu Fujioka
定和 藤岡
Taiichi Mori
泰一 森
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Iseki and Co Ltd
Iseki Agricultural Machinery Mfg Co Ltd
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Iseki and Co Ltd
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/31Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
    • G01N21/35Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light
    • G01N21/359Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light using near infrared light

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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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、米、麦、大豆などの穀
物の蛋白質の含有量を近赤外線を利用して求める穀物の
蛋白質含有量測定装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、穀物の蛋白質の含有量を求める装
置としては、所定領域における所定波長の近赤外線を連
続的に照射するスキャニング方式からなる汎用型の近赤
外分光分析計が知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の分析計
では、蛋白質のほかに脂肪などの各種の成分を求めるこ
とができて汎用性に富むが、装置全体の構成が複雑にな
る上に、高価であるので、使用者が特定の者に限られて
普及するに至っていないという欠点があった。
【0004】そこで、本発明は、これらの点に鑑み、普
及型の簡易かつ廉価な装置を提供するとともに、籾、玄
米、白米というように穀物の種別が異なる場合にもその
蛋白質の各含有量を簡易かつ迅速に測定する装置を提供
することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに、本発明は以下のように構成した。すなわち、本発
明は、穀物試料を照射する光源と、穀物試料に含有され
る蛋白質を吸収する領域の複数の波長の近赤外線をそれ
ぞれ透過する複数の近赤外線透過フィルタと、穀物試料
の種別を検出するための可視光を透過する可視光透過フ
イルタと、前記複数のフィルタのうちのいずれか一つを
選択するフィルタ選択手段と、その選択したフィルタに
光源からの光を導き、そのフィルタを透過した透過光を
穀物試料に向けて導く光学系と、前記各フィルタを透過
して穀物試料に照射される近赤外線または可視光の穀物
試料からの反射光または透過光を検出する光検出手段と
、前記光検出手段で検出された近赤外線にかかる検出値
に基づいて所定の算出式により穀物試料の蛋白質含有量
を算出する蛋白含量算出手段と、前記光検出手段で検出
された可視光にかかる検出値に基づいて前記算出式の係
数を変更する係数変更手段と、を備えてなる。
【0006】
【作用】いま、フィルタ選択手段により近赤外線透過フ
ィルタが選択されているときには、光源からの光は、そ
のフィルタにより穀物試料に含有される蛋白質を吸収す
る波長の近赤外線のみが透過し、その透過した近赤外線
は穀物試料に照射される。光検出手段は、穀物試料に照
射された近赤外線の反射光または透過光を検出する。蛋
白含量算出手段は、その光検出手段で検出された近赤外
線にかかる検出値に基づき、所定の算出式により穀物試
料の蛋白質含有量を算出する。
【0007】一方、フィルタ選択手段により可視光透過
フィルタが選択されているときには、光源からの光は、
そのフィルタにより穀物試料の種別を検出するための可
視光のみが透過し、その透過した可視光線は穀物試料に
照射される。光検出手段は、穀物試料に照射された可視
光の反射光または透過光を検出する。係数変更手段は、
その光検出手段で検出された可視光にかかる検出値に基
づき、蛋白含量算出手段が蛋白質含有量を算出する算出
式の係数を変更する。
【0008】このように、本発明では、例えば籾、玄米
、白米というように穀物の種別(形態)に応じて、蛋白
含量算出手段が蛋白質含有量を算出する算出式の係数を
変更するようにしたので、穀物の種別にかかわらずその
蛋白質の含有量を簡易かつ迅速に測定できる。
【0009】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例につい
て説明する。
【0010】図1において、1は穀物試料を照射する光
源、2は集光用のレンズ、3スリットであり、これらは
レンズ2の光軸上にくるように配置する。4は光の通過
と遮断を行うためのチョッパ、5は後述するような複数
のフィルタ5A〜5Fを取り付けたフィルタ付き円盤で
ある。6は反射ミラー、7は測定する穀物試料をセット
するサンプルセットディスク、8は光を検出する光電検
出器である。
【0011】チョッパ4は、光の通過と遮断を行うため
に光の通過部4Aと遮断部4Bとを交互に形成した円盤
であり、図示しないモータにより測定時に所定速度で回
転するように構成する。フィルタ付き円盤5は、円盤の
中心から等距離の位置に所定間隔で6個の穴をあけ、そ
の各穴にフィルタ5A〜5Fを取り付けたものであり、
図示しないモータにより測定時に間欠回転し、その停止
時にフィルタ5A〜5Fのいずれか一つがレンズ2の光
軸上にくるように構成する。
【0012】フィルタ5A〜5Cは、穀物試料に含有さ
れる蛋白質を吸収する領域における所定波長の近赤外線
を透過する近赤外線透過フィルタとする。例えばフイル
タ5Aは波長が2150nmの近赤外線を透過するもの
、フイルタ5Bは波長が2170nmの近赤外線を透過
するもの、フイルタ5Cは波長が2190nmの近赤外
線を透過するもの、とする。
【0013】フィルタ5D〜5Fは、穀物試料の種別を
検出するために所定波長の可視光を透過する可視光透過
フイルタとする。いま穀物試料が籾、玄米、7分づき米
、白米であり、この種別を検出する場合には、フィルタ
5Dは波長が450nmの可視光を透過するもの、フィ
ルタ5Eは波長が470nmの可視光を透過するもの、
フィルタ5Fは波長が490nmの可視光を透過するも
の、とする。
【0014】サンプルセットディスク7は、円盤の中心
から所定距離離れた円周上の所定位置に2個のセラミッ
ク反射板9、10を配置し、セラミック反射板9には粒
子の大きさを非常に小さく粉砕した穀物試料を充填した
透明容器11を着脱自在に構成する。さらに、サンプル
セットディスク7は、測定時に回転するとともにその停
止時には、反射ミラー6からの反射光上にセラミック反
射板9または10が位置するように構成する。
【0015】光電検出器8の後段には、信号の増幅を行
う増幅器12、A/D変換を行うA/D変換器13、お
よびワンチップ形態のマイクロコンピュータなどで構成
する演算器14を直列に接続する。演算器14は、光電
検出器8の検出値に基づき、後述のように所定の演算処
理をして穀物試料の蛋白質の含有量を求める等の各種処
理を行う。演算器14で求められた穀物試料の蛋白質の
含有量は、液晶表示器などで構成する表示器15に表示
する。
【0016】次に、このように構成する本実施例の動作
例について説明する。
【0017】いま、フィルタ付き円盤5が図1で示す状
態にあり、チョッパ4が所定速度で回転しているものと
する。このときには、光源1から発射された光は、レン
ズ2、スリット3を経由してチョッパ4で通過と遮断を
繰り返し、通過した光はフィルタ5Aにより波長が21
50nmの近赤外線のみが透過する。この透過光は反射
ミラー6で反射されたのち、下方で待機するサンプルセ
ットディスク7のセラミック反射板10に向けて照謝さ
れる。
【0018】セラミック反射板10で反射した反射光は
、光電検出器8で受光されて光電変換される。光電変換
された電気信号は、増幅器12で増幅されたのちA/D
変換器13でA/D変換されて演算器14に入力される
。このようなセラミック反射板10からの反射光は、チ
ョッパ4を光が通過するたびに間欠的に得られる。そこ
で、演算器14は、光電検出器8から出力される複数の
電気信号(反射光の強さに対応する)に基づき、その平
均値V01を算出する。
【0019】次に、サンプルセットディスク7を回転し
、反射ミラー6からの反射光が、セラミック反射板9に
セットされた穀物試料を充填した透明容器11に向けて
照謝される状態にする。この状態においては、穀物試料
からの反射光は、チョッパ4を光が通過するたびに間欠
的に得られる。そこで、演算器14は、光電検出器8か
ら出力される複数の電気信号(反射光の強さに対応する
)に基づき、その平均値V1を算出する。
【0020】さらに、フィルタ付き円盤5を回転して波
長が2170nmの近赤外線を透過するフィルタ5Bを
レンズ2の光軸上にする。その後、サンプルセットディ
スク7を回転し、反射ミラー6からの反射光が、セラミ
ック反射板10から反射される状態と、セラミック反射
板9上にセットされる透明容器11内の穀物試料から反
射される状態とにする。そして、この各状態のときに、
演算器14は、光電検出器8から出力される電気信号に
基づき、上述のようにセラミック反射板10からの反射
光に対応する測定値の平均値V02、および穀物試料か
らの反射光に対応する測定値の平均値V2をそれぞれ算
出する。
【0021】その後、フィルタ付き円盤5を回転して波
長が2190nmの近赤外線を透過するフィルタ5Cを
レンズ2の光軸上にしたのち、上述と同様な状態とする
。その各状態のときに、演算器14は、光電検出器8か
ら出力される電気信号に基づき、上述のようにセラミッ
ク反射板10からの反射光に対応する測定値の平均値V
03、および穀物試料からの反射光に対応する測定値の
平均値V3をそれぞれ算出する。
【0022】以上により、穀物試料に含有される蛋白質
を吸収する領域における所定波長の近赤外線に基づく信
号処理を終了する。
【0023】次に、穀物試料の種別を検出するために、
フィルタ付き円盤5を回転してフィルタ5D,5E,5
Fの順に各フィルタをレンズ2の光学軸上にする。そし
て、上述と同様にフィルタ5D,5E,5Fを透過した
各可視光に応じて、セラミック反射板10からの反射光
に対応する測定値の平均値V04,V05,V06を算
出するとともに、穀物試料からの反射光に対応する測定
値の平均値V4,V5,V6をそれぞれ算出する。
【0024】次に、このようにして得られた各平均値V
01〜V06,およびV1〜V6により、演算器14は
、以下のような演算を行う。
【0025】R1=V1/V01      (1)R
2=V2/V02      (2)R3=V3/V0
3      (3)R4=V4/V04      
(4)R5=V5/V05      (5)R6=V
6/V06      (6)ここで、R1,R2,R
3は、波長が2150nm、2170nm、2190n
mにおける近赤外線の各反射率である。また、R4,R
5,R6は、波長が450nm、470nm、490n
mにおける各可視光の各反射率である。
【0026】次に、このようにしてを得られた蛋白質の
含有に関する各反射率R1,R2,R3を使用し、穀物
試料中の蛋白質の含有量Cpを算出する。
【0027】               Cp=K1(R1−2・
R2+R3)+K0      (7)ここで、K1,
K0は、それぞれ係数であり後述の条件により以下のよ
うな値とする。また、括弧内の計算は、離散的な各反射
率R1,R2,R3から波長が2170nmにおける反
射率の2次微分の値を求める数値計算を示す。
【0028】次に、係数K1,K0の各値の決定のしか
たについて説明すると、上記の反射率R4,R5,R6
に基づき、波長が470nmにおける反射率の2次微分
値tを次式により求める。
【0029】 t=R4−2・R5+R6          (8)
そして、この算出した反射率の2次微分値tの大きさが
次の各式のいずれを満足するかにより、穀物試料が籾、
玄米、7分づき米、白米のいずれであるかを判別する。
【0030】   その結果、(9)式を満足して白米と判別されたと
きには、各係数はK1=K11,K0=K01に決定す
る。以下同様に、(10)式を満足して7分づき米と判
別されたときには、各係数はK1=K12,K0=K0
2、(11)式を満足して玄米と判別されたときには、
各係数はK1=K13,K0=K03、(12)式を満
足して籾と判別されたときには、各係数はK1=K14
,K0=K04、とそれぞれ決定する。
【0031】以上のように、本実施例では、穀物試料の
蛋白質の含有量を測定データを用いて所定の算出式によ
り算出する際に、例えば籾、玄米、白米というように穀
物の種別を判定し、その判定結果に応じてその算出式の
係数を変更して算出するようにしたので、穀物の種別に
かかわらずその蛋白質の含有量を1台の装置で迅速に測
定できる。
【0032】
【発明の効果】以上説明したように本発明では、穀物を
近赤外線分光分析してその蛋白質含有量を所定の算出式
により算出するときに、穀物試料の種別を籾、玄米、白
米というように判別し、その判別結果に応じてその算出
式の係数を変更して蛋白質含有量を算出するようにした
ので、穀物の種別にかかわらずその蛋白質含有量を1台
の装置で迅速に測定でき、しかも装置の構成が簡易にな
るために廉価になり普及型として最適である。
【0033】また、本発明の普及により、穀物の生産者
は自己が生産した穀物の蛋白質含有量を容易に知ること
ができるようになる。そこで、翌年に穀物を作る際に、
穀物中の蛋白質含有量と関連の深い肥料の使用量の目安
を、その測定値を利用して知ることができて便宜となり
、生産者は消費者の好みに応じた米作り等が可能となる
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明実施例の全体構成を示す図である。
【符号の説明】
1    光源 4  チョッパ 5A〜5C    近赤外線透過フィルタ5D〜5F 
   可視光透過フィルタ7    サンプルセットデ
ィスク 8    光電検出器 9,10    セラミック反射板 11    透明容器 14    演算器

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】穀物試料を照射する光源と、穀物試料に含
    有される蛋白質を吸収する領域の複数の波長の近赤外線
    をそれぞれ透過する複数の近赤外線透過フィルタと、穀
    物試料の種別を検出するための可視光を透過する可視光
    透過フイルタと、前記複数のフィルタのうちのいずれか
    一つを選択するフィルタ選択手段と、その選択したフィ
    ルタに光源からの光を導き、そのフィルタを透過した透
    過光を穀物試料に向けて導く光学系と、前記各フィルタ
    を透過して穀物試料に照射される近赤外線または可視光
    の穀物試料からの反射光または透過光を検出する光検出
    手段と、前記光検出手段で検出された近赤外線にかかる
    検出値に基づいて所定の算出式により穀物試料の蛋白含
    有量を算出する蛋白含量算出手段と、前記光検出手段で
    検出された可視光にかかる検出値に基づいて前記算出式
    の係数を変更する係数変更手段と、を備えてなる穀物の
    蛋白質含有量測定装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06273325A (ja) * 1993-03-19 1994-09-30 Iseki & Co Ltd 米の食味分析装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH06273325A (ja) * 1993-03-19 1994-09-30 Iseki & Co Ltd 米の食味分析装置

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