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2004 Fiscal Year Annual Research Report

高精度3次元生体内部構造・成分情報に基づく最適凍結予測モデルの開発

Research Project

Project/Area Number 16208026
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (A)

Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

相良 泰行  東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 教授 (30012024)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 樋口 俊郎  東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (10111569)
白樫 了  東京大学, 生産技術研究所, 助教授 (80292754)
杉山 純一  (独)食品総合研究所, 食品工学部, 室長(研究職) (20353972)
Keywords凍結 / 3次元 / 近赤外分光 / 成分 / 非破壊計測 / 生体 / 誘導率 / 氷結晶
Research Abstract

本研究の目的は、凍結試料用に特化した極低温マイクロスライサ画像処理システム(Cryo Micro Slicer Image Processing Sysetm : Cryo-MSIPS)を開発し、生体内部構造・成分情報、凍結プロセスにおいて材料内に形成される氷結晶の性状とその分布などを定量的に明らかにし、これらの情報に基づく「最適凍結プロセス予測モデル」を開発することにある。本年度は、モデル系試料に希薄ゼラチンゲル、生体試料に生牛肉選び、試料内に形成される氷結晶構造の3次元計測法を開発し、凍結速度と氷結晶構造パラメータの定量的相互関係を明らかにした。また、種々の冷却速度で凍結したゼラチンゲルの誘電スペクトルを計測し、現有するMSIPSで得られる定量的な氷結晶形態と比較することにより、1)凍結ゼラチンの活性化エネルギと緩和時間は凍結速度・構造に依存しない、2)氷結晶の直径、粒界線密度及び数密度は誘電率や導電率と一対一に対応する、3)高周波領域における見かけの導電率を計測する事により、誘電率の計測が可能であり、この値が氷結晶構造に敏感で有ることなどを明らかにした。これらの研究成果は生体や食品内に形成される氷結晶の構造を非破壊的に計測する手法の開発に有用と考えられる。
他方、マスクメロンの硬さを音響工学的手法を用いて計測する「Firm Tester」を開発した。さらに、近赤外分光イメージングによるマルチバンドイメージスキャナを開発してメロンの糖度分布の可視化に成功した。また、これまでに開発した3次元スペクトルイメージング手法を応用し、ダイズ種子の形態構造の可視化を行った。
これらの研究成果に基づき、来年度に試作する予定のCryo-MSIPSの機能と仕様を検討し、詳細設計と共に、3次元凍結プロセスシミュレーションモデルの開発に着手した。

  • Research Products

    (7 results)

All 2004

All Journal Article (6 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Three-dimensional measurement of ice crystals in frozen beef with a micro-slicer image processing system2004

    • Author(s)
      Gab-Soo Do, Yasuyuki Sagara, Mizuho Tabata, Kenichi kudoh, Toshiro Higuchi
    • Journal Title

      International Journal of Refrigeration Vol.27

      Pages: 184-190

  • [Journal Article] Three-dimensional measurement of Ice crystals in frozen dilute solution2004

    • Author(s)
      Shigeaki Ueno, Gab-Soo Do, Yasuyuki Sagara, Kenichi Kudoh, Toshiro Higuchi
    • Journal Title

      International Journal of Refrigeration Vol.27

      Pages: 302-308

  • [Journal Article] Nondestructive Acoustic Firmness Tester Detects the Effect of Manure on Maskmelon Texture2004

    • Author(s)
      Muhammad Imran Al-Haq, Junichi Sugiyama, Akiko Tomizawa, Yasuyuki Sagara
    • Journal Title

      Hort Science 39・1

      Pages: 141-145

  • [Journal Article] 凍結ゼラチンゲル内表結晶の非破壊計測法に関する研究-誘電特性を利用した氷結晶構造の推定-2004

    • Author(s)
      上野茂昭, 白樫 了, 都 甲沫, 相良泰行, 工藤謙一, 樋口俊郎
    • Journal Title

      日本冷凍空調学会論文集 21・4

      Pages: 337-344

  • [Journal Article] マルチバンドイメージスキャナの開発と近赤外分光イメージングへの応用〜メロンの糖度分布可視化〜2004

    • Author(s)
      蔦瑞樹, 一ノ瀬修一, 小川紋弘, 杉山純一, 相良泰行
    • Journal Title

      日本食品科学工学会誌 51・5

      Pages: 247-253

  • [Journal Article] 3次元スペクトルイメージングによるダイズ種子の形態構造の可視化2004

    • Author(s)
      宮下一成, 蔦瑞樹, 鈴木崇之, 都甲珠, 杉山純一, 中内茂樹, 清水浩
    • Journal Title

      日本食品科学工学会誌 51・12

      Pages: 656-664

  • [Book] Dehydration of Products of Biological Origin2004

    • Author(s)
      Yasuyuki Sagara
    • Total Pages
      23-42
    • Publisher
      Science Publishers, Inc. Enfield(NH), USA

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Published: 2006-07-12   Modified: 2016-04-21  

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