二次元分光吸光イメージ解析による収穫後緑色野菜の黄化速度予測に関する研究

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21380155
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 農業環境工学
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 牧野 義雄 東京大学, 農学生命科学研究科, 准教授 (70376565)
• 研究分担者: 川越 義則 日本大学, 生物資源科学部, 准教授 (80234053)
• 研究期間 (年度): 2009-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: ポストハーベスト工学 / 緑色野菜 / 分光分析 / 非破壊検査

研究概要

ブロッコリーの品質低下の主要な原因は、部分的な花蕾部の黄化である。そこで本研究では、ハイパースペクトルカメラで二次元分光反射／吸収スペクトルを測定し、統計解析を行うことにより、部分的な花蕾部の黄化速度や黄化が早い部分を予測した。ニューラルネットワークにより黄化速度予測モデルを構築した結果、相関係数0.99、予測標準誤差は5.4x10-5 mg/gの水準で予測可能であった。さらに、花蕾部から抽出したミトコンドリアの分光分析を行った結果、シトクロムcオキシダーゼに起因する440 nmにおける光吸収が認められた。このことから、当該波長における光吸収が、黄化速度予測に貢献していると考えられた。

研究成果

• [雑誌論文] Oxygen consumption by fruits and vegetables (2013)
  • 著者名/発表者名: Makino Y.
  • 雑誌名: Food Science and Technology Research 巻: Vol. 19, No. 4 ページ: 523-529
  • DOI: 10.3136/fstr.19.523
  • 査読あり
• [雑誌論文] Accumulation mechanism ofγ-aminobutyric acid in tomatoes (Solanum lycopersicum L.) under low O_2 with and without CO_2 (2012)
  • 著者名/発表者名: Mae N., Makino Y., Oshita S., Kawagoe Y., Tanaka A., Aoki K., Kurabayashi A., Akihiro T., Akama K., Koike S., Takayama M., Matsukura C., Ezura H.
  • 雑誌名: Journal of Agricultural and Food Chemistry 巻: Vol. 60, No. 4 ページ: 1013-1019
  • DOI: 10.1021/jf2046812
  • 査読あり
• [雑誌論文] Rapid detection of Escherichia coli contamination in packaged fresh spinach using hyperspectral imaging (2011)
  • 著者名/発表者名: Siripatrawan U., Makino Y., Kawagoe Y., Oshita S.
  • 雑誌名: Talanta 巻: Vol. 85, No. 1 ページ: 276-281
  • DOI: 10.1016/j.talanta.2011.03.061
  • 査読あり
• [雑誌論文] Stimulation ofγ-aminobutyric acid production in vine-ripened tomato (Solanum lycopersicum L.) fruits under an adjusted aerobic atmosphere (2010)
  • 著者名/発表者名: Mae N., Makino Y., Oshita S., Kawagoe Y., Tanaka A., Akihiro T., Akama K., Koike S., Matsukura C., Ezura H.
  • 雑誌名: Journal of Packaging Science and Technology, Japan 巻: Vol. 19, No. 5 ページ: 375-381
  • 査読あり
• [学会発表] Non-destructive prediction of degreening rate of broccoli buds using hyperspectral camera system (2013)
  • 著者名/発表者名: Makino Y.
  • 学会等名: 8th CIGR International Technical Symposium Section VI
  • 発表場所: 広州市(中国)
  • 年月日: 2013-11-05
• [学会発表] 二次元分光反射/吸収スペクトル解析によるブロッコリー花蕾部の非破壊品質評価 (2013)
  • 著者名/発表者名: 牧野義雄
  • 学会等名: 第72回農業食料工学会年次大会
  • 発表場所: 帯広畜産大学(北海道)
  • 年月日: 2013-09-12
• [学会発表] ハイパースペクトルカメラによるブロッコリーの非破壊品質評価 (2013)
  • 著者名/発表者名: 牧野義雄
  • 学会等名: 日本生物環境工学会2013年高松大会
  • 発表場所: 香川大学(香川県)
  • 年月日: 2013-09-03
• [学会発表] Non-destructive prediction of degreening rate of broccoli by hyperspectral imaging (2013)
  • 著者名/発表者名: Makino Y.
  • 学会等名: The 1st International Conference on Sensing Technologies for Biomaterial, Food and Agriculture
  • 発表場所: パシフィコ横浜(横浜市)
  • 年月日: 2013-04-24
• [学会発表] ハイパースペクトルカメラを用いたブロッコリーの黄化速度予測に関する研究 (2012)
  • 著者名/発表者名: 保阪亜祐実
  • 学会等名: 農業環境工学関連学会2012年合同大会
  • 発表場所: 宇都宮大学(栃木県)
  • 年月日: 2012-09-13
• [学会発表] ハイパースペクトルカメラを用いたブロッコリーの黄化速度予測に関する研究 (2012)
  • 著者名/発表者名: 保阪亜祐実
  • 学会等名: 日本食品工学会第13回年次大会
  • 発表場所: 北海道大学(札幌市)
  • 年月日: 2012-08-10
• [学会発表] Prediction of degradation rate of broccoli during storage by hyperspectral imaging (2012)
  • 著者名/発表者名: Hosaka A.
  • 学会等名: International Conference of Agricultural Engineering CIGR-AgEng2012
  • 発表場所: バレンシア(スペイン)
  • 年月日: 2012-07-09
• [学会発表] Hyperspectral imaging as a rapid and non-destructive technique for detection of fungal contamination in rice grains (2012)
  • 著者名/発表者名: Siripatrawan U.
  • 学会等名: 5th Shelf Life International Meeting
  • 発表場所: 昌原市(韓国)
  • 年月日: 2012-06-01
• [学会発表] ハイパースペクトルカメラによるブロッコリーの品質評価に関する研究 (2011)
  • 著者名/発表者名: 牧野義雄
  • 学会等名: 第70回農業機械学会年次大会
  • 発表場所: 弘前大学(青森県)
  • 年月日: 2011-09-28
• [学会発表] ハイパースペクトルカメラを利用したブロッコリー花蕾部水分の非破壊推定 (2011)
  • 著者名/発表者名: 牧野義雄
  • 学会等名: 日本生物環境工学会2011年札幌大会
  • 発表場所: 北海道大学(札幌市)
  • 年月日: 2011-09-08
• [学会発表] ブロッコリーの変色を予測する (2011)
  • 著者名/発表者名: 牧野義雄
  • 学会等名: 2011国際食品工業展アカデミックプラザ研究発表会
  • 発表場所: 東京ビッグサイト(東京都)
  • 年月日: 2011-06-07
• [学会発表] Nondestructive analysis of foods and horticultural products by measuring UV, visible and near-infrared reflectances (2011)
  • 著者名/発表者名: Makino Y.
  • 学会等名: 6th Special lecture at Zhejiang University
  • 発表場所: 杭州市(中国)
  • 年月日: 2011-05-17
• [学会発表] Studies on accumulation mechanism ofγ-aminobutylic acid in tomato fruits under modified atmospheres (2011)
  • 著者名/発表者名: Makino Y.
  • 学会等名: 6th International CIGR Technical Symposium
  • 発表場所: ナント(フランス)
  • 年月日: 2011-04-18
• [学会発表] ハイパースペクトルカメラを利用したブロッコリー花蕾部の退色速度予測 (2010)
  • 著者名/発表者名: 牧野義雄
  • 学会等名: 平成22年度日本分光学会年次講演会
  • 発表場所: 京都大学(京都府)
  • 年月日: 2010-11-20
• [学会発表] 貯蔵環境ガス組成が完熟トマト果実中γ-アミノ酪酸経路関連物質の動的変化に及ぼす影響 (2010)
  • 著者名/発表者名: 前信和
  • 学会等名: 第69回農業機械学会年次大会
  • 発表場所: 愛媛大学(愛媛県)
  • 年月日: 2010-09-15
• [学会発表] Effects of atmosphere on dynamic changes in compounds associated with gamma aminobutylic acid shunt (2010)
  • 著者名/発表者名: Mae N.
  • 学会等名: International Conference on Agricultural Engineering AgEng
  • 発表場所: クレルモンフェラン(フランス)
  • 年月日: 2010-09-08
• [学会発表] 収穫後におけるブロッコリーの品質変化が二次元分光反射スペクトルの経時変化に及ぼす影響 (2010)
  • 著者名/発表者名: 牧野義雄
  • 学会等名: 農業機械学会関東支部第46回年次大会
  • 発表場所: 上越市春日謙信交流館(新潟県)
  • 年月日: 2010-08-05
• [学会発表] 貯蔵環境ガス組成がトマト果実中γアミノ酪酸経路関連物質の変動に及ぼす影響 (2010)
  • 著者名/発表者名: 前信和
  • 学会等名: 日本包装学会第19回年次大会研究発表会
  • 発表場所: 東京大学(東京都)
  • 年月日: 2010-07-08
• [備考]
  • URL: http://proposal.ducr.u-tokyo.ac.jp/cgi-bin/ccr_user/detail.cgi?num=5918&query=&max=