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2017 年度 実績報告書

ハイパースペクトル画像解析による食肉加工品の品質保証

研究課題

研究課題/領域番号 16F16104
研究機関東京大学

研究代表者

牧野 義雄  東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 准教授 (70376565)

研究分担者 FENG CHAO-HUI  東京大学, 農学生命科学研究科, 外国人特別研究員
研究期間 (年度) 2016-10-07 – 2019-03-31
キーワード分光分析 / 畜産食品 / 統計解析
研究実績の概要

近赤外分光分析は、当該光の高い透過性に着目し、対象物からの拡散反射光等から統計解析で情報を抽出することにより、内部品質を非破壊で予測する手法である。本研究では、市販のウインナーソーセージを試料として研究を行い、応用範囲の広い、可視近赤外分光分析による食肉加工品品質の非破壊判品質評価法について検討した。
まず、微生物増殖による腐敗と関係の深いpHの非破壊推定を試みた。104個の試料を、4℃、35℃で1、3、5 d貯蔵し、380~1000 nmの波長範囲の可視近赤外領域におけるハイパースペクトル画像を5 nmごとに測定した。Savitzky-Gorey法によって二次微分に変換した値を説明変数として、偏最小二乗回帰分析(PLSR)でpH予測モデルを作成した。その際、供試試料を検量用70個、予測用34個に分割した。その結果、予測決定係数0.909、予測標準誤差0.035の精度でpHを推定可能であることが明らかになった。
次に、外観品質と関係の深い赤味の非破壊推定を試みた。117個の試料を、4℃、35℃で1、3、5 d貯蔵し、380~1000 nmの波長範囲の可視近赤外領域におけるハイパースペクトル画像を5 nmごとに測定した。Savitzky-Gorey法によって二次微分に変換した値を説明変数として、偏最小二乗回帰分析(PLSR)で赤味予測モデルを作成した。その際、色の正解データは、色彩計で測定した。その際、供試試料を検量用78個、予測用39個に分割した。その結果、予測決定係数0.729、予測標準誤差1.485の精度でpHを推定可能であることが明らかになった。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

食肉加工品の衛生状態に関連するpHや赤味の値をハイパースペクトルカメラで非破壊推定できることが明らかになった点では、おおむね計画通りに進んでいると考えられる。

今後の研究の推進方策

これまでは、市販のウインナーソーセージを試料として研究を行ってきたが、今後は、自ら試作した試料を対象として研究を行う。特に、ケーシングの調製法を工夫し、長期貯蔵に適する食肉加工品の製造方法について検討したい。

備考

2nd International Conference on Food and Agriculture Technologiesでの発表に対し、2018年1月19日、Organizing Committee of 2nd International Conference on Food and Agriculture Technologiesから最優秀発表賞を授与された。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2018 2017

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 3件、 査読あり 3件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Hyperspectral imaging and multispectral imaging as the novel techniques for detecting defects in raw and processed meat products: Current state-of-the-art research advances2018

    • 著者名/発表者名
      Feng Chao-Hui、Makino Yoshio、Oshita Seiichi、Garcia Martin Juan Francisco
    • 雑誌名

      Food Control

      巻: 84 ページ: 165~176

    • DOI

      10.1016/j.foodcont.2017.07.013

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Real-time prediction of pre-cooked Japanese sausage color with different storage days using hyperspectral imaging2018

    • 著者名/発表者名
      Feng Chao-Hui、Makino Yoshio、Yoshimura Masatoshi、Rodriguez-Pulido Francisco J
    • 雑誌名

      Journal of the Science of Food and Agriculture

      巻: 98 ページ: 2564~2572

    • DOI

      10.1002/jsfa.8746

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Hyperspectral Imaging in Tandem with R Statistics and Image Processing for Detection and Visualization of pH in Japanese Big Sausages Under Different Storage Conditions2018

    • 著者名/発表者名
      Feng Chao-Hui、Makino Yoshio、Yoshimura Masatoshi、Thuyet Dang Quoc、Garcia-Martin Juan Francisco
    • 雑誌名

      Journal of Food Science

      巻: 83 ページ: 358~366

    • DOI

      10.1111/1750-3841.14024

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Visible near-infrared hyperspectral imaging coupled with multivariate analysis and image processing for detection of yellowness in ready-to-eat pork sausages2018

    • 著者名/発表者名
      Feng C. H., Makino Y., Yoshimura M.
    • 学会等名
      2nd International Conference on Food and Agriculture Technologies
    • 国際学会
  • [学会発表] Non-invasive and accurate prediction of pH in cooked Japanese big sausage with different storage days using hyperspectral imaging2017

    • 著者名/発表者名
      Feng C. H., Makino Y., Yoshimura M.
    • 学会等名
      農業食料工学会関東支部第53回年次大会
  • [学会発表] An alternative and innovative technique for rapid and accurate prediction of lightness of Japanese cooked pork sausages2017

    • 著者名/発表者名
      Feng C. H., Makino Y., Yoshimura M.
    • 学会等名
      2nd International Conference on Food Chemistry & Nutrition
    • 国際学会
  • [学会発表] Real-time prediction of pre-cooked Japanese sausages pH with different storage days using hyperspectral imaging2017

    • 著者名/発表者名
      Feng C.H., Makino Y., Yoshimura M.
    • 学会等名
      第76回農業食料工学会年次大会

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公開日: 2018-12-17  

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