研究課題
基盤研究(B)
本研究は、果実の貯蔵において、鮮度維持や品質改善の観点から、低温(-2℃の氷温域)だけでなく、高温(40℃)にも注目し、温度に対する果実応答(水損失速度と呼吸速度)を連続計測し、それらの動的な関係を解析、モデル化し、どのような温度操作パターン(低温と高温の組合せ)が果実の鮮度維持に有効であるのか、すなわち果実応答を最小にさせるのかをシステム科学的に究明し、その方法論の実用化を検討した。実験材料はトマトとミカンである。1.氷温から高温に至る温度変化(-2〜40℃)に対する果実応答を計測し、それらの動的な挙動を調べた。果実の水損失速度や呼吸速度は、低温であればあるほど低下したが、低温一定ではそれ以上の低下はなかった。しかし一旦(12時間ほど)高温にし(熱ストレスを与え)、その後低温にする(熱ストレス解除する)と、さらに低下した。2.ニューラルネットワークを用いて、温度変化に対する果実応答の時系列をモデル化し、動的モデルを構築した。,最適なモデルパラメータ値を選ぶことで高精度のモデルができた。3.このモデルのシミュレーションから、水損失速度や呼吸速度の値を最小にする温度操作を遺伝的アルゴリズムを用いて求めた。最適値は、収穫後直ちに40℃の熱ストレスを12時間ほど与え、その後急激にもとの温度(低温)に戻すパターンであり、これは最高温度(40℃)と最低温度(-2℃)の適切な組合せであった。4.最適な熱ストレス(40℃、12〜24時間)を与えた果実(とくにトマト)は、高温に対して抵抗性(耐性)がある(水損失や呼吸が抑制される)ばかりでなく、低温に対しても抵抗性があり、低温障害をかなり回避できた。この結果は、熱ストレスを与えることで低温耐性が強くなり、氷温(-2℃)よりもっと低温にした貯蔵が可能となり、従来の氷温貯蔵法より鮮度をもっと維持できた。5.実用化の観点から、簡易で低コストな熱ストレス負荷の方法を検討し、氷温域との最適な組み合わせで、愛媛県の特産である柑橘類(伊予柑)の貯蔵に応用し、良好な結果を得た。
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