| 研究課題/領域番号 |
18K05913
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| 研究機関 | 木更津工業高等専門学校 |
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研究代表者 |
福地 健一 木更津工業高等専門学校, 基礎学系, 教授 (00218942)
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| 研究分担者 |
嘉数 祐子 (大野祐子) 木更津工業高等専門学校, 基礎学系, 准教授 (30455117)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| キーワード | 蛍光スペクトル / 熟度 / 非破壊計測 / 果実 |
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| 研究実績の概要 |
昨年度までの研究で，リコペンなどのカロテノイドに吸収されにくい620 nmの光で励起して，果実内部から放出されるクロロフィル蛍光スペクトルを測定し，クロロフィル濃度と密接に関連する蛍光強度比F685/F740の対数を指標(FMI)として，非破壊でトマト，キウイフルーツなどの熟度を評価できることを明らかにした。この際，果皮表面において，励起光の照射点と蛍光の測定点の間隔を25 mm程度にすると，感度および精度において，良好な測定結果が得られることが分かった。
特に，緑熟のトマトにおいて，FMIと果皮色度(a*値およびa*/b*値)との関係を調べた結果，果皮色度に変化があらわれる数日前よりFMIの増加が始まり，完熟後はa*/b*値と同様の変化をすることを明らかにした。また，キウイフルーツを用いた実験では，追熟温度によりFMIの変化が大きく異なること，一定条件で追熟を行った場合，FMIと硬度との間では未熟から可食までの段階において，FMIと糖酸比との間では未熟から完熟に至る全段階において，それぞれ直線関係があることがわかった。さらに，緑色のまま完熟するミニトマトの品種として注目されている‘みどりちゃん’，西洋ナシの‘ラ・フランス’，白桃の‘さくら’といった，果皮色の変化がほとんど観察されない種類の果実を用いて蛍光スペクトルの測定を行ったところ，追熟によりFMIが増加することが確認できた。本年度は，以上の結果を論文として公表した。
一方，果皮が厚く，内部より放出される蛍光が観察しにくい，アボカドおよびアンデスメロンを用いて，果皮表面より放出されるクロロフィル蛍光を測定したところ，アボカドでは，追熟にともないF685/F740が減少するが，アンデスメロンにおいてはそれが増加することが分かった。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
トマト，キウイフルーツのように果皮が薄く，励起光が容易に果実内部まで進入する果実の熟度を，クロロフィル蛍光強度比F685/F740の対数を指標として，非破壊で評価することに成功し，その手法を論文で公表することができた。
一方，屋外計測に向けた装置の小型化およびメロンなどの果皮が厚く，果実内部からのクロロフィル蛍光が観察しにくい果実に対する評価手法の開発が課題として残っているが，昨年度のコロナ禍で試料である果実の栽培ができず，その分，研究はやや遅れている。
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| 今後の研究の推進方策 |
研究期間を1年延期したので，2020年度に実施予定であった小型測定装置の作製に取り掛かる予定である。励起光源には半導体レーザもしくは大出力LEDを用い，蛍光計測には持ち運び可能な小型分光器を用いる。試作した装置により，樹上のトマトを供試して，屋外においてもFMIを精度よく測定できるかを調査する。
また，プリンスメロンなどの果皮が厚い果実を用いての，果皮表面から放出されるクロロフィル蛍光強度比の励起波長依存を計測し，熟度との関係を明らかにする予定である。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
当該年度はコロナ禍にあったため，試料である果実の栽培ができず，装置の開発に遅延が発生した。その分の物品費が未使用であったことと，研究成果を発表する予定であった学会（日本生物環境工学会神戸大会）が中止となったため，その分の旅費が未使用であったとなったことから，次年度使用額が生じた。
本年度，屋外計測用の小型分光器などの物品費および学会発表のための旅費として，残額を使用する計画である。
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