JPH0792433B2 - 青果物の糖度測定方法及び糖度測定装置 - Google Patents
青果物の糖度測定方法及び糖度測定装置Info
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- JPH0792433B2 JPH0792433B2 JP40460290A JP40460290A JPH0792433B2 JP H0792433 B2 JPH0792433 B2 JP H0792433B2 JP 40460290 A JP40460290 A JP 40460290A JP 40460290 A JP40460290 A JP 40460290A JP H0792433 B2 JPH0792433 B2 JP H0792433B2
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、主にりんご青果物にお
いて、青果物に光を照射して得られる青果物からの反射
光から、青果物の糖度を非破壊的に測定する青果物の糖
度測定方法及び糖度測定装置に係り、特に、近赤外領域
の波長に対する吸光度を測定し、この測定値から青果物
の糖度を測定する青果物の糖度測定方法及び糖度測定装
置に関する。
いて、青果物に光を照射して得られる青果物からの反射
光から、青果物の糖度を非破壊的に測定する青果物の糖
度測定方法及び糖度測定装置に係り、特に、近赤外領域
の波長に対する吸光度を測定し、この測定値から青果物
の糖度を測定する青果物の糖度測定方法及び糖度測定装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、野菜や果物等の青果物の糖度
は、青果物を品質をみるうえで重要な要素になっている
が、この糖度は、被検対象の青果物を切り取ってこれを
化学的に分析すること等により測定される。ところが、
この方法は、破壊検査であり、検査にも長時間を要する
ことから、近年においては、青果物の光学的特性に基づ
いた非破壊検査に着目し、短時間で多くの被検対象を検
査して、青果物の品質管理等の用に供することができる
ような方法が開発されている。そして、最近では、近赤
外領域の波長の光を用いて青果物の糖度を測定する方法
が研究されている。
は、青果物を品質をみるうえで重要な要素になっている
が、この糖度は、被検対象の青果物を切り取ってこれを
化学的に分析すること等により測定される。ところが、
この方法は、破壊検査であり、検査にも長時間を要する
ことから、近年においては、青果物の光学的特性に基づ
いた非破壊検査に着目し、短時間で多くの被検対象を検
査して、青果物の品質管理等の用に供することができる
ような方法が開発されている。そして、最近では、近赤
外領域の波長の光を用いて青果物の糖度を測定する方法
が研究されている。
【０００３】従来、近赤外領域の波長の光を用いた青果
物の糖度測定方法としては、例えば、特開平１−３０１
１４７号公報に掲載されたものが知られている。これ
は、被検対象の青果物からの反射光を受光し、３．０μ
ｍ以下の近赤外領域に含まれる少なくとも３種の波長
（λ1，λ2，λ3）に対応する反射強度を測定し、これ
から各波長における反射率（Ｒ1（λ1），Ｒ2（λ2），
Ｒ3（λ3））を算出し、これらの反射率を用いて、以下
の数式２により、糖度を算出するものである。
物の糖度測定方法としては、例えば、特開平１−３０１
１４７号公報に掲載されたものが知られている。これ
は、被検対象の青果物からの反射光を受光し、３．０μ
ｍ以下の近赤外領域に含まれる少なくとも３種の波長
（λ1，λ2，λ3）に対応する反射強度を測定し、これ
から各波長における反射率（Ｒ1（λ1），Ｒ2（λ2），
Ｒ3（λ3））を算出し、これらの反射率を用いて、以下
の数式２により、糖度を算出するものである。
【０００４】Ｃ＝ａ0＋ａ1Ｒ1（λ1）＋ａ2Ｒ2（λ2）
＋ａ3Ｒ3（λ3）（数式２）
＋ａ3Ｒ3（λ3）（数式２）
【０００５】ここで、少なくとも３種の異なる波長は、
０．９０〜１．１０μｍ，１．１１〜１．３１μｍ，
１．２４〜１．４４μｍ，１．３５〜１．５５μｍ，
１．５８〜１．７８μｍ，１．７２〜１．９２μｍのい
ずれかの範囲に包含されるものである。また、ａ0，ａ
1，ａ2，ａ3は、充分に多い母集団において測定された
反射率及び実測糖度を用いて最小二乗法で決定された係
数である。
０．９０〜１．１０μｍ，１．１１〜１．３１μｍ，
１．２４〜１．４４μｍ，１．３５〜１．５５μｍ，
１．５８〜１．７８μｍ，１．７２〜１．９２μｍのい
ずれかの範囲に包含されるものである。また、ａ0，ａ
1，ａ2，ａ3は、充分に多い母集団において測定された
反射率及び実測糖度を用いて最小二乗法で決定された係
数である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】 しかしながら、上記従来の糖度測定方法にあっては、被
検対象ごとに上記いずれかの範囲に包含する適正な波長
（λ1，λ2，λ3）を選択してから、測定を行なわなけ
ればならないので、それだけ、波長の選択作業が煩雑に
なっているとともに、波長が変わるたびに式も変わるの
でその計算作業が煩雑になってしまい、測定が煩雑にな
っているという問題があった。即ち、例えば、青果物と
して、りんごの例で説明すると、りんごの種類（例え
ば、「ふじ」，「スターキング」等）が異なる毎に、波
長を設定し直さなければならないし、種類毎に式（検量
線）が違ってしまう。
検対象ごとに上記いずれかの範囲に包含する適正な波長
（λ1，λ2，λ3）を選択してから、測定を行なわなけ
ればならないので、それだけ、波長の選択作業が煩雑に
なっているとともに、波長が変わるたびに式も変わるの
でその計算作業が煩雑になってしまい、測定が煩雑にな
っているという問題があった。即ち、例えば、青果物と
して、りんごの例で説明すると、りんごの種類（例え
ば、「ふじ」，「スターキング」等）が異なる毎に、波
長を設定し直さなければならないし、種類毎に式（検量
線）が違ってしまう。
【０００７】また、上記糖度の算出においては、原スペ
クトルの微弱信号を取り出すことにより反射率を求める
ことになるので、微弱信号であることからノイズを直接
データに含み易くその影響が大きいものになり、そのた
め、仮に、最適な波長を選択できたとしても、糖度の測
定精度に悪影響が出て、必ずしも、正確な品質判定に供
されていないという問題があった。
クトルの微弱信号を取り出すことにより反射率を求める
ことになるので、微弱信号であることからノイズを直接
データに含み易くその影響が大きいものになり、そのた
め、仮に、最適な波長を選択できたとしても、糖度の測
定精度に悪影響が出て、必ずしも、正確な品質判定に供
されていないという問題があった。
【０００８】本発明は、上記の問題点にかんがみてなさ
れたもので、特に青果物のりんごにおいて、糖度の算出
式を固定化できるようにするとともに、糖度の推定精度
の向上を図る点にある。
れたもので、特に青果物のりんごにおいて、糖度の算出
式を固定化できるようにするとともに、糖度の推定精度
の向上を図る点にある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るための本発明の技術的手段は、
るための本発明の技術的手段は、
【００１０】被検対象の青果物からの反射光を受光し、
２５００ｎｍ以下の近赤外領域の波長に対する吸光度を
測定し、この測定値から青果物の糖度を測定する糖度測
定方法において、糖に帰属する９１２ｎｍの波長の吸光
度と、糖へ帰属しないとされる８８８ｎｍの波長の吸光
度とを測定し、これらの吸光度の二次微分値を演算し、
この演算結果に基づいて青果物の糖度を算出する青果物
の糖度測定方法にある。
２５００ｎｍ以下の近赤外領域の波長に対する吸光度を
測定し、この測定値から青果物の糖度を測定する糖度測
定方法において、糖に帰属する９１２ｎｍの波長の吸光
度と、糖へ帰属しないとされる８８８ｎｍの波長の吸光
度とを測定し、これらの吸光度の二次微分値を演算し、
この演算結果に基づいて青果物の糖度を算出する青果物
の糖度測定方法にある。
【００１１】また、被検対象の青果物に２５００ｎｍ以
下の近赤外領域の波長の光を含む光を照射する光源部
と、この青果物からの反射光を受光する受光部と、照射
光及び反射光のいずれかを糖に帰属する９１２ｎｍの波
長の光及び糖へ帰属しないとされる８８８ｎｍの波長の
光に分光する分光器と、受光部が受光した反射光から糖
に帰属する９１２ｎｍの波長の吸光度及び糖へ帰属しな
いとされる８８８ｎｍの波長の吸光度を算出する吸光度
算出部と、これらの吸光度の二次微分値を演算する二次
微分演算部と、この演算された二次微分値を用いて、以
下の数式１により、青果物の糖度を演算する糖度演算部
とを備えた青果物の糖度測定装置にある。数式１におい
て、λは波長、Ａ１（λ１）は糖に帰属する波長λ１
（９１２ｎｍ）の吸光度、Ａ２（λ２）は糖へ帰属しな
いとされる波長λ２（８８８ｎｍ）の吸光度、Ｋ０，Ｋ
１，Ｋ２は、充分に多い母集団において測定された吸光
度及び実測糖度を用いて最小二乗法で決定された係数で
ある。
下の近赤外領域の波長の光を含む光を照射する光源部
と、この青果物からの反射光を受光する受光部と、照射
光及び反射光のいずれかを糖に帰属する９１２ｎｍの波
長の光及び糖へ帰属しないとされる８８８ｎｍの波長の
光に分光する分光器と、受光部が受光した反射光から糖
に帰属する９１２ｎｍの波長の吸光度及び糖へ帰属しな
いとされる８８８ｎｍの波長の吸光度を算出する吸光度
算出部と、これらの吸光度の二次微分値を演算する二次
微分演算部と、この演算された二次微分値を用いて、以
下の数式１により、青果物の糖度を演算する糖度演算部
とを備えた青果物の糖度測定装置にある。数式１におい
て、λは波長、Ａ１（λ１）は糖に帰属する波長λ１
（９１２ｎｍ）の吸光度、Ａ２（λ２）は糖へ帰属しな
いとされる波長λ２（８８８ｎｍ）の吸光度、Ｋ０，Ｋ
１，Ｋ２は、充分に多い母集団において測定された吸光
度及び実測糖度を用いて最小二乗法で決定された係数で
ある。
【００１２】
【００１３】
【００１４】
【数２】 Ｃ：糖度 λ：波長 Ａ1（λ1）：波長λ1における吸光度 Ａ2（λ2）：波長λ2における吸光度 Ｋ０，Ｋ１，Ｋ２：係数
【００１５】
【作用】上記構成からなる糖度測定方法及び糖度測定装
置によれば、特に被検対象としてりんご青果物に適用さ
れ、青果物からの反射光を受光すれば、糖に帰属する９
１２ｎｍの波長の吸光度と、糖へ帰属しないとされる８
８８ｎｍの波長の吸光度、即ち、糖と所定の関係にある
要素に帰属する波長の吸光度とが測定され、これらの吸
光度の二次微分値が演算され、この演算結果に基づいて
青果物の糖度が算出される。
置によれば、特に被検対象としてりんご青果物に適用さ
れ、青果物からの反射光を受光すれば、糖に帰属する９
１２ｎｍの波長の吸光度と、糖へ帰属しないとされる８
８８ｎｍの波長の吸光度、即ち、糖と所定の関係にある
要素に帰属する波長の吸光度とが測定され、これらの吸
光度の二次微分値が演算され、この演算結果に基づいて
青果物の糖度が算出される。
【００１６】この場合、二次微分値を用いて演算するの
でバックグラウンドによるノイズが消去されたデータに
加工され、より精度の高い測定ができる。また、上記２
種類の波長の吸光度のデータは吸収に由来するものが異
なるため、互いに一次独立のデータとして取り扱うこと
ができる。
でバックグラウンドによるノイズが消去されたデータに
加工され、より精度の高い測定ができる。また、上記２
種類の波長の吸光度のデータは吸収に由来するものが異
なるため、互いに一次独立のデータとして取り扱うこと
ができる。
【００１７】
【実施例】以下、添付図面に基づいて本発明の実施例に
係る青果物の糖度測定方法及び糖度測定装置について説
明する。実施例に係る青果物の糖度測定方法は実施例に
係る糖度測定装置を用いて実施されるので、この糖度測
定装置の作用とともに説明する。
係る青果物の糖度測定方法及び糖度測定装置について説
明する。実施例に係る青果物の糖度測定方法は実施例に
係る糖度測定装置を用いて実施されるので、この糖度測
定装置の作用とともに説明する。
【００１８】実施例に係る青果物の糖度測定装置は、青
果物としてりんご果実の糖度を測定するものであり、図
１及び図２に示すように、ベルトコンベア２等によって
順次搬送されるりんごを、測定位置に位置したとき、そ
のりんごの糖度を測定するものである。この糖度測定装
置は、測定位置において被検対象１のりんごに光を照射
する照射部３を備えている。この照射部３は、被検対象
１のりんごに２５００ｎｍ以下の近赤外領域の波長の光
を含む光を照射する光源部４と、光源部４からの照射光
を、後述する、糖に帰属する波長の光、及び、糖と所定
の関係にある要素に帰属する波長の光に分光するモノク
ロメータ等の分光器５とを備えている。
果物としてりんご果実の糖度を測定するものであり、図
１及び図２に示すように、ベルトコンベア２等によって
順次搬送されるりんごを、測定位置に位置したとき、そ
のりんごの糖度を測定するものである。この糖度測定装
置は、測定位置において被検対象１のりんごに光を照射
する照射部３を備えている。この照射部３は、被検対象
１のりんごに２５００ｎｍ以下の近赤外領域の波長の光
を含む光を照射する光源部４と、光源部４からの照射光
を、後述する、糖に帰属する波長の光、及び、糖と所定
の関係にある要素に帰属する波長の光に分光するモノク
ロメータ等の分光器５とを備えている。
【００１９】また、この糖度測定装置は、測定位置にお
いて、被検対象１から反射される反射光を受光し、電気
信号に変換してＡ／Ｄ変換する受光部６と、受光部６か
らの信号に基づいて、表示部７の表示制御及び選別機８
の駆動制御をする制御部１０とを備えている。
いて、被検対象１から反射される反射光を受光し、電気
信号に変換してＡ／Ｄ変換する受光部６と、受光部６か
らの信号に基づいて、表示部７の表示制御及び選別機８
の駆動制御をする制御部１０とを備えている。
【００２０】制御部１０は、図２に示すように、受光部
６からの信号から糖に帰属する波長の吸光度及び糖と所
定の関係にある要素に帰属する波長の吸光度を算出する
吸光度算出部１１と、これらの吸光度の二次微分値を演
算する二次微分演算部１２と、この演算された二次微分
値を用いて青果物の糖度を演算する糖度演算部１３と、
この糖度演算部１３の演算結果に基づいて糖度の等級を
判定する判定部１４とを備えている。各部の機能は例え
ばマイクロプロセッサの機能によって実現される。
６からの信号から糖に帰属する波長の吸光度及び糖と所
定の関係にある要素に帰属する波長の吸光度を算出する
吸光度算出部１１と、これらの吸光度の二次微分値を演
算する二次微分演算部１２と、この演算された二次微分
値を用いて青果物の糖度を演算する糖度演算部１３と、
この糖度演算部１３の演算結果に基づいて糖度の等級を
判定する判定部１４とを備えている。各部の機能は例え
ばマイクロプロセッサの機能によって実現される。
【００２１】上記糖度演算部１３は、以下の数式１によ
り糖度演算する機能を備えている。
り糖度演算する機能を備えている。
【００２２】
【数３】 Ｃ：糖度 λ：波長 Ａ1（λ1）：波長λ1における吸光度 Ａ2（λ2）：波長λ2における吸光度 Ｋ０，Ｋ１，Ｋ２：係数
【００２３】数式１において、λは波長、Ａ1（λ1）は
糖に帰属する波長λ1の吸光度、Ａ2（λ2）は糖と所定
の関係にある要素に帰属する波長λ2の吸光度、Ｋ0，Ｋ
1，Ｋ2は、充分に多い母集団において測定された吸光度
及び実測糖度を用いて最小二乗法で決定された係数であ
る。
糖に帰属する波長λ1の吸光度、Ａ2（λ2）は糖と所定
の関係にある要素に帰属する波長λ2の吸光度、Ｋ0，Ｋ
1，Ｋ2は、充分に多い母集団において測定された吸光度
及び実測糖度を用いて最小二乗法で決定された係数であ
る。
【００２４】判定部１４は、上記演算糖度が、例えば糖
度の高いものから順にランクづけされたＡ，Ｂ，Ｃラン
クの３段階のうち、どのランクに所属するかを判定する
機能を備えている。
度の高いものから順にランクづけされたＡ，Ｂ，Ｃラン
クの３段階のうち、どのランクに所属するかを判定する
機能を備えている。
【００２５】上記表示部７は、糖度演算部１３で演算さ
れた糖度を表示するディスプレイ１５を備えているとと
もに、例えばＡ，Ｂ，Ｃランクに夫々対応する色分けさ
れたランプ１６を有し、判定部１４の判定結果に基づい
て対応するランプを点灯させる機能を備えている。
れた糖度を表示するディスプレイ１５を備えているとと
もに、例えばＡ，Ｂ，Ｃランクに夫々対応する色分けさ
れたランプ１６を有し、判定部１４の判定結果に基づい
て対応するランプを点灯させる機能を備えている。
【００２６】上記選別機８は、判定部１４の判定結果に
基づいて、例えばＡ，Ｂ，Ｃランクにランクづけされた
りんごを、例えば、ベルトコンベア２の径路を変更する
手段等によりランクごとに仕分する機能を備えている。
基づいて、例えばＡ，Ｂ，Ｃランクにランクづけされた
りんごを、例えば、ベルトコンベア２の径路を変更する
手段等によりランクごとに仕分する機能を備えている。
【００２７】また、制御部１０は、測定位置にあるりん
ごの測定中に、糖に帰属する波長の光と、糖と所定の関
係にある要素に帰属する波長の光とを順に照射しうるよ
うに分光器５を制御する機能を備えている。
ごの測定中に、糖に帰属する波長の光と、糖と所定の関
係にある要素に帰属する波長の光とを順に照射しうるよ
うに分光器５を制御する機能を備えている。
【００２８】次に、照射光の波長について詳しく説明す
る。実施例においては、上記糖に帰属する波長として、
９１２ｎｍを用いている。これは、糖に帰属する吸収波
長を周知の帰属表に基づいて選択してある。一般に、近
赤外領域での振動数は、赤外領域に存在する基準振動の
倍音、または結合音となっている。ここで、波長９１２
ｎｍは、Ｃ−Ｈ基の第３倍音に帰属する。
る。実施例においては、上記糖に帰属する波長として、
９１２ｎｍを用いている。これは、糖に帰属する吸収波
長を周知の帰属表に基づいて選択してある。一般に、近
赤外領域での振動数は、赤外領域に存在する基準振動の
倍音、または結合音となっている。ここで、波長９１２
ｎｍは、Ｃ−Ｈ基の第３倍音に帰属する。
【００２９】この選択にあたっては、予め、以下の実験
により、帰属関係を確認した。先ず、数十個のりんごの
サンプルを用いて、近赤外スペクトルデータ解析を行な
う。例えば、これらのスペクトルの二次微分スペクトル
の値と手分析値（実測値）との間で回帰分析を行ない、
負の相関係数を示す波長の中から統計的に有意な波長を
いくつか選択し、次に、これらの波長の糖への帰属を確
認し、そのうえで、９１２ｎｍを最適なものとして選択
した。図３は、りんごの種類「ふじ」における糖度の相
関図である。ここで、９１２ｎｍ以外の波長は、糖に帰
属しない波長であったり（例えば、７７４ｎｍ，１０３
２ｎｍ，１１７６ｎｍにはＣ−Ｈ基，Ｏ−Ｈ基以外の吸
収が見られる。）、あるいは、統計的に比較して不利で
あったりすることから、選択から外した。また、「ふ
じ」のみならず、「スターキング」，「ふじとスターキ
ングの混合」等、他のサンプルについても同様の実験を
行なって、９１２ｎｍが最適な波長であることを確認し
た。
により、帰属関係を確認した。先ず、数十個のりんごの
サンプルを用いて、近赤外スペクトルデータ解析を行な
う。例えば、これらのスペクトルの二次微分スペクトル
の値と手分析値（実測値）との間で回帰分析を行ない、
負の相関係数を示す波長の中から統計的に有意な波長を
いくつか選択し、次に、これらの波長の糖への帰属を確
認し、そのうえで、９１２ｎｍを最適なものとして選択
した。図３は、りんごの種類「ふじ」における糖度の相
関図である。ここで、９１２ｎｍ以外の波長は、糖に帰
属しない波長であったり（例えば、７７４ｎｍ，１０３
２ｎｍ，１１７６ｎｍにはＣ−Ｈ基，Ｏ−Ｈ基以外の吸
収が見られる。）、あるいは、統計的に比較して不利で
あったりすることから、選択から外した。また、「ふ
じ」のみならず、「スターキング」，「ふじとスターキ
ングの混合」等、他のサンプルについても同様の実験を
行なって、９１２ｎｍが最適な波長であることを確認し
た。
【００３０】更に、波長９１２ｎｍが、糖に帰属する波
長であることを以下の実験で確認した。りんご果実にお
ける糖は、主にショ糖、果糖、ブドウ糖の３種類である
ことから、これについて水溶液を作製し、近赤外分光分
析を行なって吸収波長を解析した。各波長における相関
係数は図４乃至図６のようになる。これらの測定値から
も分かるように波長９１２ｎｍは相関が高く糖に由来す
るものであることが分かる。尚、物理的に糖濃度と正の
相関を持つスペクトル値の二次微分値をとると、この値
は負の値となるので、濃度とは負の相関を示すことにな
る。従って、図４乃至図６において、正の相関を示す波
長は、糖には無関係な波長であると判断される。
長であることを以下の実験で確認した。りんご果実にお
ける糖は、主にショ糖、果糖、ブドウ糖の３種類である
ことから、これについて水溶液を作製し、近赤外分光分
析を行なって吸収波長を解析した。各波長における相関
係数は図４乃至図６のようになる。これらの測定値から
も分かるように波長９１２ｎｍは相関が高く糖に由来す
るものであることが分かる。尚、物理的に糖濃度と正の
相関を持つスペクトル値の二次微分値をとると、この値
は負の値となるので、濃度とは負の相関を示すことにな
る。従って、図４乃至図６において、正の相関を示す波
長は、糖には無関係な波長であると判断される。
【００３１】次に、実施例においては、糖と所定の関係
にある要素に帰属する波長として、８８８ｎｍを用いて
いる。これは、上記と同様の近赤外スペクトルデータ解
析により、統計的に相関の高い有意な波長をいくつか選
択し、これらのうちから糖へ帰属しないとされる波長を
選択してある。
にある要素に帰属する波長として、８８８ｎｍを用いて
いる。これは、上記と同様の近赤外スペクトルデータ解
析により、統計的に相関の高い有意な波長をいくつか選
択し、これらのうちから糖へ帰属しないとされる波長を
選択してある。
【００３２】従って、この実施例に係る糖度測定装置
は、以下のように作用する。ベルトコンベア２で搬送さ
れたりんごが測定位置に至ると、照射部３から被検対象
１のりんごへ向けて、糖に帰属する波長の光、及び、糖
と所定の関係にある要素に帰属する波長の光が照射され
る。そして、測定位置において、被検対象１から反射さ
れる反射光が受光部６に受光され、制御部１０へ電気信
号として出力される。制御部１０においては、吸光度算
出部１１が、受光部６からの信号から糖に帰属する波長
の吸光度及び糖と所定の関係にある要素に帰属する波長
の吸光度を算出し、二次微分演算部１２がこれらの吸光
度の二次微分値を演算し、糖度演算部１３がこの演算さ
れた二次微分値を用いて青果物の糖度を演算する。この
演算結果は表示部７に表示される。
は、以下のように作用する。ベルトコンベア２で搬送さ
れたりんごが測定位置に至ると、照射部３から被検対象
１のりんごへ向けて、糖に帰属する波長の光、及び、糖
と所定の関係にある要素に帰属する波長の光が照射され
る。そして、測定位置において、被検対象１から反射さ
れる反射光が受光部６に受光され、制御部１０へ電気信
号として出力される。制御部１０においては、吸光度算
出部１１が、受光部６からの信号から糖に帰属する波長
の吸光度及び糖と所定の関係にある要素に帰属する波長
の吸光度を算出し、二次微分演算部１２がこれらの吸光
度の二次微分値を演算し、糖度演算部１３がこの演算さ
れた二次微分値を用いて青果物の糖度を演算する。この
演算結果は表示部７に表示される。
【００３３】この場合、二次微分値を用いて演算するの
で、原スペクトルをデータとする場合に比較して、バッ
クグラウンドによるノイズが消去されたデータとするこ
とができ、それだけ、糖度の推定精度が向上する。尚、
図７にりんご果実の近赤外吸収スペクトルを示す。
（ａ）は原スペクトルで、（ｂ）は二次微分スペクトル
である。
で、原スペクトルをデータとする場合に比較して、バッ
クグラウンドによるノイズが消去されたデータとするこ
とができ、それだけ、糖度の推定精度が向上する。尚、
図７にりんご果実の近赤外吸収スペクトルを示す。
（ａ）は原スペクトルで、（ｂ）は二次微分スペクトル
である。
【００３４】また、この場合、式は、糖に帰属する波長
の吸光度と、糖と所定の関係にある要素に帰属する波長
の吸光度とを用いていることから、互いに一次独立の関
係にある２変数の検量線になり、それだけ、精度の高い
糖度を算出できる。
の吸光度と、糖と所定の関係にある要素に帰属する波長
の吸光度とを用いていることから、互いに一次独立の関
係にある２変数の検量線になり、それだけ、精度の高い
糖度を算出できる。
【００３５】更に、糖に帰属する波長及び糖と所定の関
係にある要素に帰属する波長を予め定めたので、測定す
るりんごの種類，産地や栽培方法が異なっても、同一の
検量線を用いて糖度の測定をすることが可能になる。従
って、種類，産地や栽培方法が異なっても、逐一測定波
長を選択しなくても良く、それだけ、測定作業の効率化
が図られる。
係にある要素に帰属する波長を予め定めたので、測定す
るりんごの種類，産地や栽培方法が異なっても、同一の
検量線を用いて糖度の測定をすることが可能になる。従
って、種類，産地や栽培方法が異なっても、逐一測定波
長を選択しなくても良く、それだけ、測定作業の効率化
が図られる。
【００３６】次に、上記装置による実験結果を示す。図
８は、りんごの種類「ふじ」において、検体４０個を測
定したときの、ＮＩＲ値（上記数式１で演算された推定
糖度）と手分析値（実測値）との相関を示すグラフであ
る。この場合、相関係数は０．９４となり、非常に高い
値を示す。
８は、りんごの種類「ふじ」において、検体４０個を測
定したときの、ＮＩＲ値（上記数式１で演算された推定
糖度）と手分析値（実測値）との相関を示すグラフであ
る。この場合、相関係数は０．９４となり、非常に高い
値を示す。
【００３７】これを従来方法と比較してみる。図９は、
波長９１２ｎｍと波長８８８ｎｍにおける吸光度を用
い、従来の方法と同様の方法によって、りんごの種類
「ふじ」において、検体４０個を測定したときの、ＮＩ
Ｒ値と手分析値との相関を示すグラフである。これによ
れば、相関係数が０．６６と低いものになっている。そ
のため、本実施例の測定方法が、上記のバックグラウン
ドによるノイズの影響を低減させること等により、精度
の向上が図られていることが知られる。
波長９１２ｎｍと波長８８８ｎｍにおける吸光度を用
い、従来の方法と同様の方法によって、りんごの種類
「ふじ」において、検体４０個を測定したときの、ＮＩ
Ｒ値と手分析値との相関を示すグラフである。これによ
れば、相関係数が０．６６と低いものになっている。そ
のため、本実施例の測定方法が、上記のバックグラウン
ドによるノイズの影響を低減させること等により、精度
の向上が図られていることが知られる。
【００３８】また、図１０は、りんごの種類「スターキ
ング」において、検体４０個を測定したときの、ＮＩＲ
値と手分析値との相関を示すグラフである。図１１は、
りんごの種類「ふじ」と「スターキング」との混合にお
いて、検体８０個を測定したときの、ＮＩＲ値と手分析
値との相関を示すグラフである。この図から他の種類に
おいても高い相関をうることができることが分かる。即
ち、予め普遍的に定めた波長における吸光度を算出する
ようにしているので、測定するりんごが異なっても、逐
一測定波長を選択して検量線を決定し直さなくても良
く、同一検量線を用いて測定することが可能になる。
ング」において、検体４０個を測定したときの、ＮＩＲ
値と手分析値との相関を示すグラフである。図１１は、
りんごの種類「ふじ」と「スターキング」との混合にお
いて、検体８０個を測定したときの、ＮＩＲ値と手分析
値との相関を示すグラフである。この図から他の種類に
おいても高い相関をうることができることが分かる。即
ち、予め普遍的に定めた波長における吸光度を算出する
ようにしているので、測定するりんごが異なっても、逐
一測定波長を選択して検量線を決定し直さなくても良
く、同一検量線を用いて測定することが可能になる。
【００３９】そして、判定部１４においては、上記演算
された糖度が、例えばＡ，Ｂ，Ｃランクの３段階のう
ち、どのランクに所属するかが判定される。また、この
判定結果は、上記表示部７のランプ１６に表示される。
更に。上記選別機８は、判定部１４の判定結果に基づい
て、例えばＡ，Ｂ，Ｃランクにランクづけされたりんご
を、ランクごとに仕分する。
された糖度が、例えばＡ，Ｂ，Ｃランクの３段階のう
ち、どのランクに所属するかが判定される。また、この
判定結果は、上記表示部７のランプ１６に表示される。
更に。上記選別機８は、判定部１４の判定結果に基づい
て、例えばＡ，Ｂ，Ｃランクにランクづけされたりんご
を、ランクごとに仕分する。
【００４０】
【００４１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の青果物の
糖度測定方法及び糖度測定装置によれば、糖に帰属する
９１２ｎｍの波長の吸光度と、糖へ帰属しないとされる
８８８ｎｍの波長の吸光度とを測定し、これらの吸光度
の二次微分値を演算し、この演算結果に基づいて青果物
の糖度を算出するので、二次微分値を用いることから原
スペクトルをデータとする場合に比較して、バックグラ
ウンドによるノイズが消去されたデータとすることがで
き、それだけ、糖度の推定精度を向上させることができ
る。特に、青果物としてのりんごにおいて極めて有用に
なる。
糖度測定方法及び糖度測定装置によれば、糖に帰属する
９１２ｎｍの波長の吸光度と、糖へ帰属しないとされる
８８８ｎｍの波長の吸光度とを測定し、これらの吸光度
の二次微分値を演算し、この演算結果に基づいて青果物
の糖度を算出するので、二次微分値を用いることから原
スペクトルをデータとする場合に比較して、バックグラ
ウンドによるノイズが消去されたデータとすることがで
き、それだけ、糖度の推定精度を向上させることができ
る。特に、青果物としてのりんごにおいて極めて有用に
なる。
【００４２】また、糖に帰属する９１２ｎｍの波長の吸
光度と、糖へ帰属しないとされる８８８ｎｍの波長の吸
光度とを用いることになるので、互いに一次独立の関係
にある２変数の固定の検量線を作成することができ、そ
れだけ、精度の高い糖度を算出できる。
光度と、糖へ帰属しないとされる８８８ｎｍの波長の吸
光度とを用いることになるので、互いに一次独立の関係
にある２変数の固定の検量線を作成することができ、そ
れだけ、精度の高い糖度を算出できる。
【００４３】更に、糖に帰属する波長を９１２ｎｍに固
定し、糖へ帰属しないとされる波長を８８８ｎｍに固定
したので、特にりんごである青果物において、測定する
青果物の種類，産地や栽培方法などが異なっても、同一
の検量線を用いて糖度の測定をすることが可能になる。
従って、種類，産地や栽培方法などが異なっても、従来
のように逐一測定波長を選択しなくても良く、それだ
け、測定作業の効率化を図ることができる。
定し、糖へ帰属しないとされる波長を８８８ｎｍに固定
したので、特にりんごである青果物において、測定する
青果物の種類，産地や栽培方法などが異なっても、同一
の検量線を用いて糖度の測定をすることが可能になる。
従って、種類，産地や栽培方法などが異なっても、従来
のように逐一測定波長を選択しなくても良く、それだ
け、測定作業の効率化を図ることができる。
【００４４】即ち、本発明によれば、特にりんご青果物
の糖度に有効な波長を、波長の帰属を考慮して決定した
ので、良好な精度で非破壊で青果物の糖度を測定でき
る。これにより、青果物の選別ラインに導入することに
より、青果物の全数検査を可能にすることができる。
の糖度に有効な波長を、波長の帰属を考慮して決定した
ので、良好な精度で非破壊で青果物の糖度を測定でき
る。これにより、青果物の選別ラインに導入することに
より、青果物の全数検査を可能にすることができる。
【図１】本発明の実施例に係る糖度測定装置を示すブロ
ック図である。
ック図である。
【図２】本発明の実施例に係る糖度測定装置の要部を示
すブロック図である。
すブロック図である。
【図３】りんご「ふじ」における糖度の相関図である。
【図４】ショ糖水溶液の相関図である。
【図５】果糖水溶液の相関図である。
【図６】ブドウ糖水溶液の相関図である。
【図７】りんご果実の近赤外吸収スペクトルを示す図で
ある。
ある。
【図８】りんご「ふじ」におけるＮＩＲ値と手分析値と
の相関を示すグラフである。
の相関を示すグラフである。
【図９】従来の方法と同様の方法によって測定したりん
ご「ふじ」におけるＮＩＲ値と手分析値との相関を示す
グラフである。
ご「ふじ」におけるＮＩＲ値と手分析値との相関を示す
グラフである。
【図１０】りんご「スターキング」におけるＮＩＲ値と
手分析値との相関を示すグラフである。
手分析値との相関を示すグラフである。
【図１１】りんごの種類「ふじ」と「スターキング」と
の混合におけるＮＩＲ値と手分析値との相関を示す図で
ある。
の混合におけるＮＩＲ値と手分析値との相関を示す図で
ある。
１ 被検対象 ３ 照射部 ４ 光源 ５ 分光器 ６ 受光部 ７ 表示部 ８ 選別機 １０ 制御部 １１ 吸光度算出部 １２ 二次微分演算部 １３ 糖度演算部 １４ 判定部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 篠木 藤敏 青森県青森市大字八ツ役字芦谷202−４ 青森県産業技術開発センター 内 (72)発明者 対馬 武夫 青森県弘前市大字金属町５番地１ 東和電 機工業株式会社 内 (56)参考文献 特開 昭64−28544（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−271254（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−301147（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−131436（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−15741（ＪＰ，Ａ)
Claims (2)
- 【請求項１】被検対象の青果物からの反射光を受光し、
２５００ｎｍ以下の近赤外領域の波長に対する吸光度を
測定し、この測定値から青果物の糖度を測定する糖度測
定方法において、糖に帰属する９１２ｎｍの波長の吸光
度と、糖へ帰属しないとされる８８８ｎｍの波長の吸光
度とを測定し、これらの吸光度の二次微分値を演算し、
この演算結果に基づいて青果物の糖度を算出することを
特徴とする青果物の糖度測定方法。 - 【請求項２】被検対象の青果物に２５００ｎｍ以下の近
赤外領域の波長の光を含む光を照射する光源部と、この
青果物からの反射光を受光する受光部と、照射光及び反
射光のいずれかを糖に帰属する９１２ｎｍの波長の光及
び糖へ帰属しないとされる８８８ｎｍの波長の光に分光
する分光器と、受光部が受光した反射光から糖に帰属す
る９１２ｎｍの波長の吸光度及び糖へ帰属しないとされ
る８８８ｎｍの波長の吸光度を算出する吸光度算出部
と、これらの吸光度の二次微分値を演算する二次微分演
算部と、この演算された二次微分値を用いて、以下の数
式１により、青果物の糖度を演算する糖度演算部とを備
えたことを特徴とする青果物の糖度測定装置。 数式１において、λは波長、Ａ１（λ１）は糖に帰属す
る波長λ１（９１２ｎｍ）の吸光度、Ａ２（λ２）は糖
へ帰属しないとされる波長λ２（８８８ｎｍ）の吸光
度、Ｋ０，Ｋ１，Ｋ２は、充分に多い母集団において測
定された吸光度及び実測糖度を用いて最小二乗法で決定
された係数である。 【数１】 Ｃ：糖度 λ：波長 Ａ1（λ1）：波長λ1における吸光度 Ａ2（λ2）：波長λ2における吸光度 Ｋ０，Ｋ１，Ｋ２：係数
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP40460290A JPH0792433B2 (ja) | 1990-12-03 | 1990-12-03 | 青果物の糖度測定方法及び糖度測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP40460290A JPH0792433B2 (ja) | 1990-12-03 | 1990-12-03 | 青果物の糖度測定方法及び糖度測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04208842A JPH04208842A (ja) | 1992-07-30 |
| JPH0792433B2 true JPH0792433B2 (ja) | 1995-10-09 |
Family
ID=18514266
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP40460290A Expired - Fee Related JPH0792433B2 (ja) | 1990-12-03 | 1990-12-03 | 青果物の糖度測定方法及び糖度測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0792433B2 (ja) |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0868751A (ja) * | 1994-08-30 | 1996-03-12 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | 果実の糖度の非破壊測定方法 |
| US5708271A (en) * | 1994-12-28 | 1998-01-13 | Sumitomo Metal Mining Co., Ltd. | Non-destructive sugar content measuring apparatus |
| US5726750A (en) * | 1995-06-29 | 1998-03-10 | Sumitomo Metal Mining Co., Ltd. | Non-destructive taste characteristics measuring apparatus and tray used in the apparatus |
| US5844678A (en) * | 1995-06-29 | 1998-12-01 | Sumitomo Metal Mining Co. Ltd. | Non-destructive taste characteristics measuring apparatus and tray used in the apparatus |
| JP2002014042A (ja) | 2000-04-24 | 2002-01-18 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | 非破壊糖度測定装置 |
| JP4674309B2 (ja) * | 2005-08-18 | 2011-04-20 | 国立大学法人三重大学 | 食品の味覚情報の取得装置 |
| JP5468089B2 (ja) * | 2009-12-18 | 2014-04-09 | パナソニック株式会社 | 成分濃度計、成分濃度測定方法、出荷検査システム、及び健康管理システム |
| JP5626982B2 (ja) * | 2010-10-01 | 2014-11-19 | ヤンマー株式会社 | 青果物の品質判定方法 |
| JP2013113617A (ja) * | 2011-11-25 | 2013-06-10 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 成分量測定方法 |
| JP6940124B2 (ja) * | 2016-02-19 | 2021-09-22 | 株式会社ハウス食品分析テクノサービス | 異物の混入時期推定方法 |
| JP6744015B2 (ja) * | 2016-02-19 | 2020-08-19 | 株式会社ハウス食品分析テクノサービス | 異物の混入時期推定方法 |
| CN114894795A (zh) * | 2022-05-11 | 2022-08-12 | 山东省科学院激光研究所 | 一种苹果糖度无损检测系统和方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6428544A (en) * | 1987-07-23 | 1989-01-31 | Mitsui Mining & Smelting Co | Method and apparatus for measuring quality of fruit |
| JPH01301147A (ja) * | 1988-05-28 | 1989-12-05 | Mitsui Mining & Smelting Co Ltd | 青果物の品質測定法およびその装置 |
| JPH0629851B2 (ja) * | 1989-04-13 | 1994-04-20 | 株式会社ニレコ | 食味値推定方法 |
-
1990
- 1990-12-03 JP JP40460290A patent/JPH0792433B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04208842A (ja) | 1992-07-30 |
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