2021 Fiscal Year Annual Research Report
腎臓病患者が安全安心に喫食するための生野菜カリウム含有量非破壊測定装置の開発
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19K06312
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| Research Institution | Niigata University |
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Principal Investigator |
中野 和弘 新潟大学, 自然科学系, フェロー (70188994)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大橋 慎太郎 新潟大学, 自然科学系, 准教授 (70452076)
滝沢 憲一 新潟経営大学, 観光経営学部, 准教授 (60730132)
窪田 陽介 福島大学, 食農学類, 准教授 (40535267)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 慢性腎臓病 / カリウム含有量 / 野菜サラダ / 可視・近赤外分光法 / 非破壊測定 / UVE / CARS / mwPLS |
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| Outline of Annual Research Achievements |
慢性腎臓病は新たな国民病といわれており，患者はカリウム摂取量を健常者の約半分に制限されていることから，生野菜の食事断念，「水煮」・「茹でこぼし」によるカリウム流出調理あるいは高価格な「低カリウムレタス」の購入等を余儀なくされており，生野菜の喫食願望が強い。しかし，低カリウムレタスのカリウム含有量はバラツキがあることや，種々の野菜が混包されたミックスサラダの総カリウム含有量を測定する技術がないため，カリウム摂取量の非破壊測定技術の開発が喫緊の課題となっている。
本研究は，近赤外ハイパースペクトル画像と人工知能により，ミックス野菜サラダのカリウム含有量を無侵襲で迅速・非破壊的に測定する技術を開発するものである。供試材料には生野菜サラダ用レタスを用いた。本研究では，可視・近赤外分光法とハイハースペクトル画像処理により，生食用レタスのカリウム濃度と分布状況を高精度に予測するための非破壊測定技術を開発した。
その結果，葉身・葉柄ともインタラクタンス投光法でカリウム濃度を高精度に予測できた。また近赤外分光法と非線形RBFニューラルネットワークを併用して異なる２品種レタスのカリウム濃度の推定法を検討した結果，高精度の決定係数Ｒ2（葉身で0.86，葉柄で0.88) が得られた。さらに，ハイパースペクトル画像によりカリウム濃度の分布状況を表示することも可能となった。
これらのことから、本研究の可視・近赤外分光法による無侵襲・迅速・非破壊的カリウム測定技術は、腎臓病患者の食生活を十分に支援できるものと期待される。
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