食品の非破壊計測ハンドブック

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  • サイズ A4判/ページ数 348p/高さ 31cm
  • 商品コード 9784916164636
  • NDC分類 498.54
  • Cコード C3058

出版社内容情報


食品の非破壊計測法のすべてを網羅した唯一の実用書
品質および安全保証のために必須の異物混入、有害成分含有の非破壊検査
筆者が自ら手がけた貴重な生データと全知見を集大成

■ 主要構成

序章 非破壊計測手法と用途マトリックス

第1部 危害・品質計測のための非破壊法の導入

各種方法について、原理・装置・解析方法・応用例を総説的に記述

第1章 紫外線の利用
第2章 可視光線の利用
第3章 近赤外線の利用-近赤外分光法
第4章 赤外線の利用-赤外分光法
第5章 レーザー光の利用
第6章 X線の利用
第7章 力学的特性の利用
第8章 電気的特性の利用
第9章 磁気的特性の利用
第2部 非破壊法による危害・品質計測の実際

各研究テーマごとに、実験装置・実験条件・実験データ・解析結果などを研究報告的に記述

第1章 紫外線の利用
第2章 可視光線の利用
第3章 近赤外線の利用
第4章 赤外線の利用
第5章 X線CTによる食品中の異物の検出と解析
第6章 力学的特性の利用
第7章 電磁気学的特性の利用

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【発刊にあたって】

 近年、食品工場における品質管理の不適切から思わぬ事故が発生している。非破壊計測法によりオンラインモニタリングが導入されていれば回避できた事件である。今や、食品中の異物、有害成分の非破壊検査は焦眉の課題であり、非破壊計測法の応用が期待されている。
 わが国における非破壊計測法の研究は1970年以降に始まった。歴史が浅いため当初は米国との間に技術的に大きな隔たりがあったが、最近では研究および実用の両面においてわが国独自の技術も急速に進展し、なかには米国のレベルを追い越したものがある。
 筆者らが非破壊計測法の一つである可視分光法を用いてウンシュウミカンの色彩判別に関する研究を開始したとき、関係する参考書が皆無で、外国文献を頼りに装置を試作し、実験を行ったことを昨日のように記憶している。しかし、わが国の技術が進歩し世界のトップレベルに達した今日においても、非破壊計測法に関する適切な参考書あるいはハンドブックがないことはほとんど変わっていない。
 本書は非破壊計測法をゼロから勉強したい方に、また特定の手法について詳しく内容を知りたい方のために企画・編集された、非破壊計測法に関する唯一のハンドブックである。序文では本書の内容が鳥瞰できるように、手法と用途のマトリックスを示した。第1部は各種方法について、原理・装置・解析方法・応用例を総説的に記述した。各方法を全体的に勉強するのに便利である。第2部は、食品中の非金属異物の計測、果実糖度の非破壊計測など各研究テーマごとに、実験装置・実験条件・実験データ・解析結果などを研究報告的に示した。類似の研究を行う場合に参考となる。 品質と安全の保証が強く求められる今日、本書は食品の非破壊計測法に関する初の実用書として、生鮮品、加工食品の流通・製造・品質管理担当者に広く利用されることを願っている。



編者 河野 澄夫

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■ 内容目次

序章 非破壊計測手法と用途マトリックス<河野 澄夫>

第1部 危害・品質計測のための非破壊法の導入

第1章 紫外線の利用<河野 澄夫>
紫外線を用いる方法
紫外線の危害測定への応用
2.1 腐敗卵の検出
2.2 ナッツのアフラトキシンの検出
2.3 魚フィレ-中の残小骨・回虫の検出
2.4 ちりめんじゃこ中の異物の検出

第2章 可視光線の利用<秋元 浩一>

可視光線利用の原理
青果物選別への可視光利用
内部品質評価への可視光利用
遅延残光(DLE)の特徴
DLEによる品質評価法
DLEの利用可能分野
第3章 近赤外線の利用-近赤外分光法<河野 澄夫>
近赤外装置
近赤外スペクトル
スペクトル解析方法
3.1 定性分析
3.2 定量分析
近赤外分光法の食品への応用
4.1 基礎研究
4.2 穀類への応用
4.3 酪製品・肉類への応用
4.4 飲料への応用
4.5 加工食品への応用
4.6 青果物への応用

第4章 赤外線の利用-赤外分光法<宮沢 光博>
赤外分光法の特徴
赤外吸収スペクトルの測定
2.1 一般的な注意
2.2 測定法
赤外スペクトルの解析
3.1 一般的な解釈
3.2 データ処理
食品の赤外吸収スペクトル
4.1 牛乳のスペクトル
4.2 デンプンのスペクトル
4.3 ゼラチン薄膜のスペクトル

第5章 レーザー光の利用<魚住 純>
レーザー光の性質と基礎的現象
1.1 干渉性と直進性、集光性、単色性
1.2 回帰現象 - 光学的フーリエ交換
1.3 散乱現象 - ノイズ源と情報源
レーザー応用計測技術
2.1 速度の測定
2.2 距離・形状・構造の計測
2.3 変位・変形の測定
2.4 断層計測
2.5 その他の計測法

第6章 X線の利用<藤井 正司>
X線を用いる非破壊計測
X線II(エリアセンサー)を用いる食品の検査
ラインセンサーを用いる食品の検査
X線CTによる食品の検査

第7章 力学的特性の利用<西津 貴久>
計測法の概要
1.1 非破壊計測から得られる情報
1.2 計測法の分類
静的方法
2.1 air-puff法
2.2 圧縮法
2.3 衝撃荷重法
動的方法
3.1 強制振動法
3.2 打撃法(衝撃法)
3.3 超音波法

第8章 電気的特性の利用<豊田 浄彦>
食品の電気的特性の分類
1.1 導電性
1.2 誘電特性
1.3 電気的等価回路
生体電気インピーダンス解析
インピーダンス微生物計測学
電気インピーダンス・トモグラフィ

第9章 磁気的特性の利用<石田 信昭>
NMRの原理
1.1 NMRイメージング
1.2 NMRイメージングの原理
装置
NMRスペクトル
NMRの食品への応用
4.1 高分解能NMR
4.2 NMRイメージング
4.3 固体高分解能NMR

第2部 非破壊法による危害・品質計測の実際

第1章 紫外線の利用

第1節 紫外線ケイ光写真による鶏卵およびキュウリ等の鮮度判定<安藤 義路>
目的
ケイ光観察装置
材料および方法
結果および考察
4.1 ケイ光観察による卵の鮮度評価
4.2 キュウリの自家蛍光で鮮度を探る
第2節 紫外線ケイ光による微生物汚染卵の検出<訳:伊豫 知枝/河野 澄夫>
目的
材料および方法
結果および考察
第3節 紫外線ケイ光によるナッツのアフラトキシンの検出<訳:伊豫 知枝/河野 澄夫>
目的
ケイ光測定装置の設計
材料および方法
結果および考察
結論

第2章 可視光線の利用

第1節 可視透過法を用いた渋柿判定装置<秋元 浩一>
目的
材料および方法
結果および考察
第2節 可視透過法を用いたパインアップルの内部品質測定装置<大森 定夫>
定置型の内部品質評価装置
1.1 人工光による評価
1.2 定置型装置の概要
携帯型の内部品質評価装置
2.1 太陽光による評価 2.2 携帯型装置の概要
第3節 可視光を用いた青果物の色彩・傷の測定<前田 弘>
測定装置の構成
1.1 選別装置の基本構成
1.2 色彩・傷の測定装置の基本とその測定方法
選別機における表色法の開発とその実施例
2.1 表色方(実施例)
2.2 理論値の確認試験
2.3 傷害検出方法の開発
第4節 可視透過法による血卵の検出<訳:中村 宣貴/河野 澄夫>
光学的方法による血液の検出
殻色の補正理論
機器の設計
性能試験
第5節 可視光を用いた一粒玄米の色彩・形状・胴割の選別装置<下原 融>
水稲うるち玄米の規格規定
品質判定機RS-2000X
2.1 概要
2.2 測定原理
2.3 一粒判定レベルの原理
2.4 測定精度
2.5 用途
携帯型品質判定機HS-500
3.1 概要
3.2 測定原理
3.3 その他
米の品質と最近の動向
第6節 DLEによる青果物の品質評価<中司 敬>
青果物のDLEの概要
DLE測定装置
実験結果および考察
3.1 青果物のDLE基礎特性
3.2 果実の色、熟度とDLE強度
3.3 バナナの追熱工程におけるDLE
3.4 チップス加工用ジャガイモの選別工程におけるDLE
3.5 ウメの収穫・貯蔵におけるDLE

第3章 近赤外線の利用

第1節 近赤外分光法による水の構造解析<阿部 英幸>
目的
測定装置、材料および方法
2.1 測定装置
2.2 測定材料および測定方法
解析方法 - 要素スペクタクルによるカーブフィッティング
結果および考察
4.1 積分吸収係数の温度特性と要素スペクトルの帰属
4.2 水素結合数の妥当性の検証
4.3 有機物質の溶解に伴うスペクトルの変化の解析
第2節 近赤外分光法によるミネラルウォーターの銘柄識別<田中 宗浩>
試料および材料
1.1 試料
1.2 近赤外吸収スペクトルの判定
1.3 判別分析および主成分分析
結果および考察
2.1 水の近赤外吸収スペクトル
2.2 判別分析
2.3 主成分分析
第3節 近赤外分光法による果汁の分析<藤原 孝之>
目的
材料および方法
2.1 供試材料
2.2 従来法による分析
2.3 近赤外スペクトルの測定
2.4 検量線の作成および評価
結果および考察
3.1 検量線の測定精度
3.2 モデル液による検量線の採用波長の検討
結論
第4節 近赤外分光法による牛乳・乳製品の分析<佐藤 哲生>
目的
方法
2.1 試料の取扱いおよび化学分析
2.2 近赤外法による分析

研究結果および考察
3.1 牛乳
3.2 クリーム
3.3 粉乳・カゼイン製品
3.4 バター
3.5 チーズ
3.6 練乳・ヨーグルト
3.7 その他
結論
第5節 近赤外分光法による畜肉の分析<三津本 充>
目的
1.1 畜肉の客観的な品質評価の必要性
1.2 畜肉における近赤外分光法の応用
牛肉成分の迅速測定装置の開発
2.1 実験室段階の研究
2.2 市場や流通・販売段階の研究

材料および方法
3.1 牛枝肉切開面のロース
3.2 牛部分肉
3.3 検量線の作成

結果および考察
4.1 牛枝肉切開面のロースの脂肪含量の測定
4.2 牛部分肉の一般成分の測定
結論
第6節 近赤外分光法による魚肉の分析<小橋 昌裕>
目的
反射スペクトル測定装置

材料および方法
3.1 供試材料
3.2 拡散反射スペクトルの測定
3.3 K値の測定
3.4 スペクトルの解析
結果および考察
4.1 拡散反射スペクトル
4.2 2次微分スペクトル
4.1 検量線の作成
4.2 検量線の評価
結論
第7節 近赤外分光法によるトマトピューレのカビ検出<訳:佐藤 孝史/河野 澄夫>
序論
材料と方法
2.1 供試材料
2.2 実験
結果および考察
第8節 近赤外分光法によるサトウキビ品質管理システム<関口 礼司>
品質管理システムおよびネットワーク(SQI Network)が構築されるまでの経過
製糖工場におけるSugarcane Quality Inspection(SQI)station
2.1 SQI stationの構成およびSQI stationにおける品質検査方法
2.2 自動ショ汁糖度計(SJAA)
SJAAの開発における重要な開発項目
3.1 液体試料セルの開発
3.2 洗浄液の開発
3.3 ショ汁糖度測定用統一検量線の開発
SQI Systemの保守・管理システム
4.1 SJAAの管理体制
4.2 定期検査
4.3 基準液による点検および自動構成
4.4 バイアスが発生した場合に行う各工場のSJAAのリモート調製
4.5 故障への対応
今後の検討課題
第9節 近赤外分光法による醤油品質管理システム<田中 秀夫>
目的
透過スペクトル測定装置
材料および方法
3.1 供試材料
3.2 透過スペクトルの測定
3.3 検量線の作成および評価
3.4 スペクトルの解析
結果および考察
結論
本法による測定法(未知試料の測定法)
6.1 試料調製
6.2 NIR本体のみでの操作
6.3 PCと連動した操作
第10節 近赤外分光法による糖度選別装置

(1) Fruit-5の開発<前田 弘>
Fruit-5の開発の背景
Fruit-5の開発
装置の標準仕様
検量線の開発
Fruit-5による果実品質予測測定の実施例
(2) Qscopeシリーズの開発<木村 美紀夫>
測定投受光系
1.1 反射型
1.2 透過型
装置構成と特徴
2.1 検量線構造
2.2 信号処理系
選果システム
(3) シトラスセンサーの開発<中西 豊/重藤 和明>
装置の構成
1.1 光学系
1.2 搬送系
1.3 対環境性能
1.4 オフライン性能
測定の手法
2.1 分光計測
2.2 制御・演算処理
2.3 システム管理
応用例
3.1 柑橘
3.2 落葉果実
3.3 トマト
3.4 根菜類
(4) レーザー糖度計の開発<飯田 潤二>
レーザー光センサー開発の経緯
レーザーの特徴およびランプ分光との比較
レーザーを用いて内部品質を測定する方法
レーザーセンサーの測定例
その他の測定項目および今後の課題
第11節 近赤外分光法による糖度分析器

(1) FRUIT TESTER 20の開発<水野 俊博>
ポストハーベスト(収穫後果樹の評価技術)
1.1 味覚計測
1.2 病障害計測
1.3 データベース
プレハーベスト(収穫前果樹の評価技術)
装置の応用
(2) フルーツセレクターの開発<森本 進>
近赤外分光(NIR)法について

フルーツセレクターの概要
2.1 装置の内部構成
2.2 特長と仕様
フルーツセレクターの技術要素
3.1 光学技術
3.2 ケモメトリクス(検量式開発)技術
3.3 その他
(3) 携帯型光糖度計測装置の開発<天間 毅>
目的
材料および方法
結果および考察
3.1 携帯型光糖度計測装置の概要
3.2 スペクトルの半値全幅・明るさ
3.3 光ファイバーの材質の相違によるスペクトルの検討
3.4 リンゴへの応用
Optical Taster TD-2000Cについて
4.1 装置概要および基本仕様
4.2 糖度測定結果
第12節 メロン糖度分布の可視化<杉山 純一>
糖度測定のための波長決定予備試験
試料
実験装置
実験方法
4.1 糖度分布測定用画像の撮影
4.2 糖度キャリブレーション用画像の撮影
画像処理
5.1 補正画像への変換処理
5.2 糖度画像への変換処理
糖度分布の可視化
マルチスペクトルカメラによる可視化手法の改良
7.1 試料
7.2 マルチスペクトルカメラ
7.3 分光画像の取得
7.4 検量線の作成
7.5 糖度分布の可視化

第4章 赤外線の利用

第1節 赤外線放射計による殻付きピーナッツの非破壊品質評価<守田 和夫>
実験方法
1.1 供試材料
1.2 赤外線熱画像の計測
結果と考察
2.1 熱画像特性
2.2 ピーナッツ表面の温度変化
2.3 ピーナッツ表面の熱画像
2.4 熱画像と内部品質の関係
結論
第2節 ATR(多重反射)赤外線分光法を用いた残留農薬の検出<石沢 広明>
目的
ATR(多重反射)赤外分光法
材料および方法
3.1 供試材料
3.2 ATR赤外スペクトルの測定
3.3 残留農薬の測定
3.4 検量モデルの作成および評価
結果および考察
4.1 ATRスペクトル
4.2 検量線の作成および評価
4.3 残留農薬測定システム
結論
第3節 赤外線分光法とATR(多重反射法)を用いた液状食品成分の定量<亀岡 孝治/橋本 篤>
実験方法 1.1 実験試料
1.2 赤外吸収スペクトル測定
1.3 HPLCによる糖測定
1.4 糖水溶液の調製
1.5 混合糖水溶液の調製
1.6 果汁、乳製品の糖成分ごとの糖濃度測定
実験結果および考察
2.1 糖スペクトルおよび検量線
2.2 模擬果汁の定性・定量分析
2.3 食品の糖成分分析
2.4 HPLCとの比較
結論

第5章 X線CTによる食品中の異物の検出と解析<藤井 正司>
食品中の異物検出
食品の解析
成長過程や状態変化の調査
等級判定

第6章 力学的特性の利用

第1節 打音によるスイカの空洞の検出<栗原 稔>
目的
スイカ空洞果判定方法の概要
打音式スイカ空洞検査法を選択した経緯
計測設備の構成
4.1 スイカ搬送容器
4.2 搬送装置
4.3 打音発生用ハンマー機構
4.4 音波聴取センサー
4.5 音色解析装置
解析方法
判定方法
第2節 打音による果実・野菜の力学的性質の判定<山本 博道>
目的
測定および解析方法
2.1 非破壊計測
2.2 破壊試験
結果
3.1 打音特性
3.2 固有振動数の経時変化
3.3 貯蔵条件の差の識別
3.4 破壊試験の結果
3.5 非破壊品質指標と破壊試験の結果の関係
3.6 弾性球モデルによる動的ヤング率との関係
3.7 多層弾性球モデルを用いた解析
第3節 打音による農産物の品質評価<杉山 純一>
測定原理
従来法との比較
応用例
第4節 超音波パルス反射法による肉用牛の肉質測定<小堤 恭平>
目的
超音波による生体牛の非破壊的肉質測定法
材料および方法
結果および考察
4.1 胸最長筋の理学的測定値
4.2 コンピュータによるスキャン画像の測定値
4.3 コンピュータ画像から胸最長筋の脂肪含量の推定
4.4 皮下脂肪厚と胸最長筋の横断面積の推定
4.5 考察
結論

第7章 電磁気学的応用

第1節 電気インピーダンスによる農産物の品質評価<加藤 宏郎>
農産物のインピーダンスの測定装置と電極
魚の鮮度とインピーダンス
食肉の冷蔵品と解凍品の比較および加熱処理に伴うインピーダンスの変化
果実の熟度とインピーダンスおよび水中における非破壊測定
第2節 電気インピーダンスによるバレイショの照射の有無の判別<林 徹>
目的
材料および方法
2.1 バレイショ
2.2 照射
2.3 インピーダンス測定
結果および考察
3.1 電流の影響
3.2 電極の影響
3.3 測定装置の影響
3.4 バレイショの測定部位の影響
3.5 インピーダンスの比(Z5k/Z50k)の線量依存性
3.6 産地の影響
3.7 異なった品種のインピーダンスの比(Z5k/Z50k)
3.8 市販されている照射バレイショの検知の可能性
結論
第3節 電気伝導度による有機酸の測定<太田 英明>
食品中の有機酸
有機酸含量の分析の原理
有機酸含量測定用回帰式
装置
第4節 密度によるスイカの空洞測定と糖度の測定<加藤 宏郎>
実験と測定方法
スイカの密度と空洞の有無および空洞の大きさの関係
スイカの糖度と密度・質量との関係
3.1 スイカの密度と糖度との関係
3.2 スイカの質量および体積と糖度との関係
重回帰分析による糖度の推定
静電容量による球状青果物の体積測定
第5節 NMRによる食品成分の測定<秋元 浩一>
目的
材料および方法
結果および考察
第6節 NMRイメージングによる農産物登熟過程の水の分布<石田 信昭>
目的
NMRイメージング装置
材料および方法
結果および考察
結論
第7節 3次元マイクロMRIによる登熟中のイネ頴果内水分布の解析<吉田 充/堀金 明美>
目的
材料および方法
結果および考察
3.1 3次元MIP画像による観察
3.2 横断画像による観察
3.3 縦断画像による観察
3.4 水の移動経路の観察
結論