JP7769376B2 - Method and device for estimating the heated state of food - Google Patents
Method and device for estimating the heated state of foodInfo
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Description
本発明は、食品の加熱状態の推定方法および推定装置に関する。 The present invention relates to a method and device for estimating the heating state of food.
レトルトパウチ封入食品または低温調理食品等の、容器に密封して提供される食品は、製造時において密封後に、加工および殺菌等を目的として加熱される。当該加熱による食品の加工状態の変化について、密封状態のまま評価する方法が求められている。 Foods served in sealed containers, such as foods in retort pouches or low-temperature cooked foods, are heated for processing and sterilization purposes after being sealed during production. There is a need for a method to evaluate changes in the processing state of food due to this heating while it is still in a sealed state.
例えば、非特許文献1には、レトルト殺菌中の肉試料のインピーダンスの値と、当該肉試料の破断に必要なエネルギー(すなわち当該肉試料の硬さ)とが高い相関を示すことが開示されている。また、特許文献1には、インピーダンススペクトルから算出されるCPE指数を用いて、食品の加工状態を推定する方法が提案されている。 For example, Non-Patent Document 1 discloses that there is a high correlation between the impedance value of a meat sample during retort sterilization and the energy required to break the meat sample (i.e., the hardness of the meat sample). Patent Document 1 also proposes a method for estimating the processing state of food using a CPE index calculated from the impedance spectrum.
ところで、物質の電気物性には測定温度依存性があることが知られており、インピーダンスの測定値も当該測定温度依存性の影響を受ける。特許文献1または非特許文献1に開示の方法は、このような測定温度依存性の影響を考慮していない点で、改善の余地があるといえる。 It is known that the electrical properties of materials depend on the measurement temperature, and the measured impedance value is also affected by this measurement temperature dependency. The methods disclosed in Patent Document 1 and Non-Patent Document 1 do not take into account the influence of this measurement temperature dependency, and therefore there is room for improvement.
本発明の一態様は、測定温度依存性の影響を受けにくい、インピーダンスを用いた食品の加熱状態の推定方法等を実現することを目的とする。 One aspect of the present invention aims to realize a method for estimating the heating state of food using impedance that is less affected by measurement temperature dependence.
前記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る食品の加熱状態の推定方法は、非金属製容器に密封された対象食品の、所定の測定温度におけるインピーダンスである対象インピーダンスを測定する第1測定工程と、前記非金属製容器に密封された、前記対象食品と同種の食品であり、前記対象食品とは被加熱条件が異なる参照食品の、前記測定温度におけるインピーダンスである参照インピーダンスを測定する第2測定工程と、前記対象インピーダンスと前記参照インピーダンスとの差分値から、前記対象食品の加熱状態を推定する推定工程とを含む。 In order to solve the above-mentioned problems, one embodiment of the present invention provides a method for estimating the heated state of food, which includes a first measurement step of measuring a target impedance, which is the impedance at a predetermined measurement temperature, of a target food sealed in a non-metallic container; a second measurement step of measuring a reference impedance, which is the impedance at the measurement temperature, of a reference food, which is the same type of food as the target food but is sealed in the non-metallic container and has different heating conditions than the target food; and an estimation step of estimating the heated state of the target food from the difference between the target impedance and the reference impedance.
本発明の一態様に係る食品の加熱状態の推定方法は、前記対象食品は、前記参照食品を加熱したものであってもよい。 In one aspect of the method for estimating the heated state of food according to the present invention, the target food may be the reference food that has been heated.
本発明の一態様に係る食品の加熱状態の推定方法は、前記参照食品の被加熱条件は、前記対象食品よりも前記参照食品の方が、熱変性が進行した状態となるように、前記対象食品の被加熱条件よりも高い温度で加熱される条件であってもよい。 In one aspect of the method for estimating the heated state of food according to the present invention, the heating conditions for the reference food may be such that the reference food is heated to a temperature higher than the heating conditions for the target food, so that the reference food is in a state of more advanced thermal denaturation than the target food.
本発明の一態様に係る食品の加熱状態の推定方法は、前記第1測定工程では、前記対象食品の加熱中に、複数の前記測定温度で前記対象インピーダンスをそれぞれ測定し、前記第2測定工程では、複数の前記測定温度ごとに前記参照インピーダンスを測定し、前記推定工程では、前記測定温度ごとに前記差分値をそれぞれ取得し、複数の当該差分値から前記対象食品の加熱状態を推定してもよい。 In one aspect of the present invention, a method for estimating the heated state of food may include measuring the target impedance at each of the multiple measurement temperatures during heating of the target food in the first measurement step, measuring the reference impedance for each of the multiple measurement temperatures in the second measurement step, and obtaining the difference value for each measurement temperature in the estimation step, and estimating the heated state of the target food from the multiple difference values.
本発明の一態様に係る食品の加熱状態の推定方法は、前記対象食品は、肉類、芋類および穀物類からなる群より選択される少なくとも1種を含む食品であってもよい。 In one aspect of the method for estimating the heated state of food according to the present invention, the target food may be a food containing at least one type selected from the group consisting of meat, potatoes, and grains.
前記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る食品の加熱状態の推定装置は、電極と、制御装置とを備えている食品の加熱状態の推定装置であって、前記制御装置は、前記電極により測定される、非金属製容器に密封された対象食品の、所定の測定温度におけるインピーダンスである対象インピーダンスの測定値を取得する第1測定部と、前記電極により測定される、前記非金属製容器に密封された、前記対象食品と同種の食品であり、前記対象食品とは被加熱条件が異なる参照食品の、前記測定温度におけるインピーダンスである参照インピーダンスの測定値を取得する第2測定部と、前記対象インピーダンスと前記参照インピーダンスとの差分値から、前記対象食品の加熱状態を推定する推定部と、を含む。 In order to solve the above-mentioned problems, one embodiment of the present invention provides a food heating state estimation device that includes electrodes and a control device. The control device includes a first measurement unit that acquires a measurement value of target impedance, which is the impedance at a predetermined measurement temperature of a target food sealed in a non-metallic container, measured by the electrodes; a second measurement unit that acquires a measurement value of reference impedance, which is the impedance at the measurement temperature of a reference food that is the same type of food as the target food and sealed in a non-metallic container but has different heating conditions from the target food, measured by the electrodes; and an estimation unit that estimates the heating state of the target food from the difference between the target impedance and the reference impedance.
本発明の一態様によれば、測定温度依存性の影響を受けにくい、インピーダンスを用いた食品の加熱状態の推定方法等を実現できる。 One aspect of the present invention makes it possible to realize a method for estimating the heating state of food using impedance, which is less susceptible to measurement temperature dependence.
本発明の一実施形態について、図面を参照して以下に説明する。なお、本発明は上述した各実施形態および実施例に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。異なる実施形態または実施例にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。 One embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiments and examples, and various modifications are possible within the scope of the claims. Embodiments obtained by appropriately combining the technical means disclosed in different embodiments or examples are also included within the technical scope of the present invention.
〔1.本発明の概要〕
本発明の一実施形態に係る食品の加熱状態の推定方法(以下、「本推定方法」)は、インピーダンスの測定値を用いた食品の加熱状態の推定方法である。
1. Overview of the present invention
A method for estimating the heated state of food according to one embodiment of the present invention (hereinafter referred to as "this estimation method") is a method for estimating the heated state of food using measured impedance values.
インピーダンスの測定値は、測定温度依存性の影響を受けることが知られている。例えば、異なる2つの温度で測定したインピーダンスを比較する場合、それぞれの測定値における測定温度依存性の影響を加味して比較することが好ましいが、測定温度依存性の影響を正確に把握することは困難である。そのため、従来法ではインピーダンスの測定温度依存性を考慮できていなかったことから、食品の加熱状態の推定結果について、その正確性には改善の余地があったといえる。 It is known that impedance measurements are affected by measurement temperature dependence. For example, when comparing impedance measured at two different temperatures, it is preferable to take into account the effect of measurement temperature dependence on each measurement, but it is difficult to accurately grasp the effect of measurement temperature dependence. Therefore, because conventional methods do not take into account the measurement temperature dependence of impedance, there is room for improvement in the accuracy of the results of estimating the heated state of food.
本推定方法では、加熱状態の推定対象である対象食品のインピーダンスと、比較に用いる参照食品のインピーダンスとを、同じ測定温度によりそれぞれ測定する。同じ測定温度により測定した場合、それぞれのインピーダンス測定値における測定温度依存性の影響は、ほぼ同一と考えられる。したがって、これらの2つのインピーダンスの差分値を取得すれば、インピーダンスの測定温度依存性の影響を含まず、純粋に対象食品と参照食品との間の加熱状態の違いを示す指標が得られる。 In this estimation method, the impedance of the target food, whose heated state is to be estimated, and the impedance of the reference food used for comparison are each measured at the same measurement temperature. When measurements are taken at the same measurement temperature, the influence of measurement temperature dependency on each impedance measurement value is thought to be nearly identical. Therefore, by obtaining the difference between these two impedances, an index that shows purely the difference in heated state between the target food and the reference food can be obtained, without including the influence of measurement temperature dependency of impedance.
このような本推定方法は、食品の廃棄数を効果的に低減できることから、持続可能な開発目標(SDGs)の、例えば目標2「飢餓をゼロに」および目標12「つくる責任つかう責任」等の達成に貢献するものである。例えば、密封された食品である、低温加熱食品またはレトルト食品等の製造工程では、検品用のサンプルは開封して検品され、その後廃棄されてしまう。本推定方法によれば、サンプルを開封することなく、加熱状態の推定による検品を正確に実施できるため、サンプルの廃棄が生じない。また、このような食品の開発過程においても、最適な加熱状態となる加熱条件を見出すために、加熱中のサンプルを多数開封する必要がない。 This estimation method can effectively reduce food waste, thereby contributing to the achievement of Sustainable Development Goals (SDGs), such as Goal 2 "Zero Hunger" and Goal 12 "Responsible Consumption and Production." For example, in the manufacturing process of sealed foods such as low-temperature heated foods or retort pouch foods, inspection samples are opened, inspected, and then discarded. With this estimation method, accurate inspection can be performed by estimating the heating state without opening the sample, so no samples are wasted. Furthermore, in the development process of such foods, there is no need to open many samples during heating in order to find the heating conditions that result in the optimal heating state.
以下に、本推定方法を実現可能な推定装置および本推定方法について、それぞれ具体的に例示して説明する。 Below, we will provide specific examples of an estimation device that can implement this estimation method and the estimation method itself.
〔2.推定装置〕
図1に示すように、本発明の一実施形態に係る食品の加熱状態の推定装置1は、食品のインピーダンスを測定するための電極11と、制御装置31とを少なくとも備えるものである。なお、「食品の加熱状態を推定する」とは、食品がどの程度熱変性しているかを推定することを意図するが、食品の加熱状態とは、食品が熱変性していない状態も含むものである。
[2. Estimation device]
As shown in Figure 1, an apparatus 1 for estimating the heated state of food according to one embodiment of the present invention includes at least an electrode 11 for measuring the impedance of food and a control device 31. Note that "estimating the heated state of food" refers to estimating the degree to which food has been thermally denatured, but the heated state of food also includes a state in which the food has not been thermally denatured.
(2-1.推定装置の装置構成)
電極11は、インピーダンスの測定対象である食品12を挟み込むように、少なくとも2つ設けられている。電極11は、例えば平板状の電極であってもよく、平板状かつ網状の電極であってもよい。電極11が平板状であれば、食品12を挟み込める面積が広がるため、食品12全体のインピーダンスを測定できる。また、電極11を網状とすることで、平板状の電極11を、食品12の加熱を妨げない形状に構成できる。
(2-1. Configuration of the Estimation Device)
At least two electrodes 11 are provided so as to sandwich food 12, the object of impedance measurement. Electrode 11 may be, for example, a flat electrode or a flat, mesh-like electrode. If electrode 11 is flat, the area that can sandwich food 12 is increased, allowing the impedance of the entire food 12 to be measured. Furthermore, by forming electrode 11 into a mesh-like shape, flat electrode 11 can be configured in a shape that does not interfere with heating of food 12.
食品12は、非金属製容器に密封された食品である。本明細書において食品12と称する場合、本推定方法において加熱状態の推定対象となる対象食品12aと、インピーダンスの差分値の取得に用いられる参照食品12bとの総称を意図する。 The food 12 is food sealed in a non-metallic container. In this specification, the term "food 12" is intended to collectively refer to the target food 12a, whose heating state is to be estimated in this estimation method, and the reference food 12b, which is used to obtain the impedance difference value.
食品12は、熱変性によりインピーダンスが変化するものであれば特に限定されず、例えば、タンパク質またはデンプンを含む食品であることが好ましい。タンパク質は、加熱による熱変性により凝集等が生じることで、インピーダンスが変化する。また、デンプンは、加熱による熱変性により糊化等が生じることで、インピーダンスが変化する。 The food 12 is not particularly limited as long as its impedance changes due to thermal denaturation, and is preferably a food containing protein or starch, for example. Protein changes its impedance when it aggregates due to thermal denaturation caused by heating. Starch changes its impedance when it gelatinizes due to thermal denaturation caused by heating.
このような食品12としては、例えば、肉類、芋類および穀物類からなる群より選択される少なくとも1種を含む食品であってよい。肉類の食品としては、例えば、家畜の肉であって、牛肉、豚肉および鳥肉等の食肉が挙げられる。芋類および穀物類の食品としては、例えば、馬鈴薯、サツマイモ、小麦およびトウモロコシ、並びにこれらから得られたデンプンを含む食品が挙げられる。 Such food products 12 may be, for example, foods containing at least one selected from the group consisting of meat, potatoes, and grains. Examples of meat foods include livestock meat, such as beef, pork, and poultry. Examples of potato and grain foods include potatoes, sweet potatoes, wheat, and corn, as well as foods containing starch obtained from these.
食品12を密封する非金属製容器としては、推定装置1による食品12のインピーダンス測定を妨げない容器であればよい。非金属製容器としては、例えば、低温調理パックまたはレトルトパウチ等の合成樹脂製の耐熱容器、またはガラス製の容器等が挙げられる。また、非金属製容器は、容器本体がガラス製で蓋が金属製等の、一部に金属を含む容器であってもよい。このような金属を含む容器を用いる場合、電極11の間に当該金属部分が配置されないように、食品12を電極11の間に配置することで、推定装置1は、食品12のインピーダンスを測定可能である。 The non-metallic container used to seal the food 12 may be any container that does not interfere with the measurement of the impedance of the food 12 by the estimation device 1. Examples of non-metallic containers include heat-resistant containers made of synthetic resin, such as low-temperature cooking packs or retort pouches, or glass containers. Non-metallic containers may also be containers that contain metal in part, such as a glass container body with a metal lid. When using such a container that contains metal, the estimation device 1 can measure the impedance of the food 12 by placing the food 12 between the electrodes 11 so that the metal part is not positioned between the electrodes 11.
電極11および食品12は、恒温器13内に配置される。恒温器13は、食品12の温度を調整する部材である。恒温器13は、インピーダンス測定における食品12の測定温度を調整できるものであればよいが、食品12の加熱調理も可能であることが好ましい。恒温器13により食品12の加熱調理が可能であれば、推定装置1により、食品12の加熱調理を行いながら、インピーダンス測定により食品12の加熱状態を確認できる。 The electrode 11 and food 12 are placed in an incubator 13. The incubator 13 is a component that adjusts the temperature of the food 12. The incubator 13 may be any device that can adjust the temperature of the food 12 measured during impedance measurement, but it is preferable that it is also capable of cooking the food 12. If the incubator 13 is capable of cooking the food 12, the heating state of the food 12 can be confirmed by impedance measurement using the estimation device 1 while cooking the food 12.
恒温器13は、内部の空気を加熱する機器であってもよく、恒温槽のように、内部の液体を加熱する機器であってもよい。インピーダンスの測定温度を正確に調整する観点からは、恒温器13は、恒温循環槽であることが好ましい。また、恒温器13により食品12の加熱調理を行う場合、恒温器13は、低温調理機またはレトルト殺菌装置等であってもよい。また、恒温器13は、自律的に加熱等の温度調整を行ってもよいが、制御装置31を有するコンピュータ30によって温度調整可能に構成されていてもよい。コンピュータ30については後述する。 The incubator 13 may be a device that heats the air inside, or a device that heats the liquid inside, like a thermostatic bath. From the perspective of accurately adjusting the impedance measurement temperature, the incubator 13 is preferably a thermostatic circulating bath. Furthermore, when cooking the food 12 using the incubator 13, the incubator 13 may be a low-temperature cooker or a retort sterilizer, etc. Furthermore, the incubator 13 may autonomously adjust the temperature, such as heating, or may be configured to be able to adjust the temperature using a computer 30 having a control device 31. The computer 30 will be described later.
電極11は、LCRメータ20に接続されている。LCRメータ20は、食品12のインピーダンスを測定する装置である。LCRメータ20は、食品12を挟み込んだ2つの電極11の間に所定の周波数の交流信号を印加し応答信号を取得することで、食品12のインピーダンスを測定する。 The electrodes 11 are connected to an LCR meter 20. The LCR meter 20 is a device that measures the impedance of the food 12. The LCR meter 20 measures the impedance of the food 12 by applying an AC signal of a predetermined frequency between the two electrodes 11 that sandwich the food 12 and acquiring a response signal.
LCRメータ20により測定されるインピーダンスの測定値は、インピーダンスの大きさ|Z|(単位:Ω)により表されてもよく、インピーダンスに含まれる各種指標により表されてもよい。当該各種指標としては、例えば、レジスタンスR(単位:Ω)、リアクタンスX(単位:Ω)およびキャパシタンスC(単位:F)が挙げられるが、これに限られない。推定装置1は、いずれの指標をインピーダンスの測定値として用いても、対象食品12aの加熱状態について推定可能である。 The impedance measurement value measured by the LCR meter 20 may be expressed as the magnitude of the impedance |Z| (unit: Ω), or may be expressed by various indices included in the impedance. Examples of such indices include, but are not limited to, resistance R (unit: Ω), reactance X (unit: Ω), and capacitance C (unit: F). The estimation device 1 can estimate the heating state of the target food 12a using any of these indices as the impedance measurement value.
推定装置1は、制御装置31を有するコンピュータ30を備えている。コンピュータ30は、LCRメータ20を介して食品12のインピーダンスを測定し、得られたインピーダンスの測定値を用いて処理を実行する。なお、LCRメータ20の機能は、コンピュータ30が兼ね備えていてもよい。コンピュータ30は、PC(Personal Computer)またはサーバ等の汎用コンピュータであってもよく、本推定方法の実行に用いられる専用の論理回路等を有する専用コンピュータであってもよい。 The estimation device 1 includes a computer 30 having a control device 31. The computer 30 measures the impedance of the food 12 via the LCR meter 20 and performs processing using the obtained impedance measurement value. Note that the computer 30 may also have the functions of the LCR meter 20. The computer 30 may be a general-purpose computer such as a PC (Personal Computer) or server, or may be a dedicated computer having dedicated logic circuits, etc., used to execute the estimation method.
コンピュータ30は、制御装置31と、記憶装置35とを備えている。記憶装置35は、コンピュータ30が取得または生成した各種データを記憶する部材である。記憶装置35としては、例えば、HDD(Hard Disk Drive)、SSD(Solid State Drive)またはROM(Read Only Memory)等が挙げられる。 The computer 30 includes a control device 31 and a storage device 35. The storage device 35 is a component that stores various data acquired or generated by the computer 30. Examples of the storage device 35 include a hard disk drive (HDD), a solid state drive (SSD), or a read-only memory (ROM).
(2-2.制御装置)
制御装置31は、コンピュータ30の各部を統括的に制御する部材である。制御装置31は、第1測定部32と、第2測定部33と、推定部34とを含む。
(2-2. Control Device)
The control device 31 is a component that comprehensively controls each part of the computer 30. The control device 31 includes a first measurement unit 32, a second measurement unit 33, and an estimation unit .
第1測定部32は、電極11によりLCRメータ20を介して測定される対象インピーダンスの測定値を取得する。「対象インピーダンス」とは、非金属製容器に密封された対象食品12aの、所定の測定温度におけるインピーダンスである。「所定の測定温度」は特に限定されないが、対象食品12aに対して行われる加熱調理の温度範囲内の温度であることが好ましい。 The first measuring unit 32 acquires a measurement value of the target impedance measured by the electrodes 11 via the LCR meter 20. The "target impedance" is the impedance of the target food 12a sealed in a non-metallic container at a predetermined measurement temperature. The "predetermined measurement temperature" is not particularly limited, but is preferably a temperature within the temperature range of the cooking temperature to be performed on the target food 12a.
第2測定部33は、電極11によりLCRメータ20を介して測定される参照インピーダンスの測定値を取得する。「参照インピーダンス」とは、非金属製容器に密封された参照食品12bの、対象インピーダンスの測定温度と同じ測定温度におけるインピーダンスである。 The second measurement unit 33 acquires the measurement value of the reference impedance measured by the electrode 11 via the LCR meter 20. The "reference impedance" is the impedance of the reference food 12b sealed in a non-metallic container at the same measurement temperature as the measurement temperature of the target impedance.
参照食品12bは、対象食品12aと同種の食品である。また、参照食品12bは、インピーダンスの測定時までに受けた加熱の条件である被加熱条件が、対象食品12aとは異なる食品である。「被加熱条件が異なる」とは、対象食品12aと参照食品12bとで、加熱温度、加熱時の昇温速度および加熱中の各温度での保持時間等の条件の、少なくとも1つ以上が異なることを示す。参照食品12bは、被加熱条件が既知であればよく、熱変性の程度(加熱状態)が既知であることが好ましい。 Reference food 12b is the same type of food as target food 12a. Furthermore, reference food 12b is a food whose heating conditions, i.e., the conditions under which it was heated up until the time of impedance measurement, differ from those of target food 12a. "Different heating conditions" means that target food 12a and reference food 12b differ in at least one of the following conditions: heating temperature, rate of temperature rise during heating, and holding time at each temperature during heating. For reference food 12b, it is sufficient that the heating conditions are known, and it is preferable that the degree of thermal denaturation (heated state) is known.
対象食品12aと参照食品12bとが「同種の食品」であるとは、例えば、対象食品12aと参照食品12bとが、同一の食品(同一個体)であってもよいし、同一個体ではないが同一原料の食品であってもよい。ここで、「同一の食品」とは、対象食品12aと参照食品12bとは同一物であるが被加熱条件のみが異なる場合を意図するものである。具体的には、例えば、対象食品12aの加熱前の状態を参照食品12bと定義してよく、言い換えれば、対象食品12aは、参照食品12bを加熱したものであってもよい。 When the target food 12a and the reference food 12b are "foods of the same type," this means, for example, that the target food 12a and the reference food 12b may be the same food (same individual), or they may be foods made from the same ingredients but not the same individual. Here, "the same food" refers to a case where the target food 12a and the reference food 12b are the same but differ only in the heating conditions. Specifically, for example, the state of the target food 12a before heating may be defined as the reference food 12b; in other words, the target food 12a may be the heated reference food 12b.
また、対象食品12aと参照食品12bとが同一原料の食品である場合の例としては、例えば、対象食品12aおよび参照食品12bの原料の種類と、被加熱条件以外の加工条件とが同じ場合が挙げられる。 An example of a case where the target food 12a and the reference food 12b are made from the same ingredients is when the types of ingredients and processing conditions other than the heating conditions of the target food 12a and the reference food 12b are the same.
推定部34は、対象インピーダンスと参照インピーダンスとの差分値を取得し、当該差分値から対象食品12aの加熱状態を推定する。ここで得られる差分値は、対象食品12aと参照食品12bとの間の加熱状態の違いを、インピーダンス測定値の測定温度依存性の影響を受けない形で示す指標である。推定部34による具体的な処理例については、本推定方法の各工程と合わせて以下に説明する。 The estimation unit 34 obtains the difference between the target impedance and the reference impedance, and estimates the heating state of the target food 12a from this difference. The difference obtained here is an index that indicates the difference in heating state between the target food 12a and the reference food 12b in a form that is not affected by the measurement temperature dependency of the impedance measurement value. Specific processing examples by the estimation unit 34 are described below along with each step of this estimation method.
〔3.推定方法〕
(3-1.加熱前後の食品のインピーダンスを取得)
本推定方法の一例について、図2を参照して以下に説明する。図2には、食品12について加熱前の状態を参照食品12bとみなし、加熱後の状態を対象食品12aとみなして、対象インピーダンスおよび参照インピーダンスをそれぞれ取得する例を示す。ここでは、推定装置1を用いて本推定方法を実施する場合を例に挙げて説明しているが、本推定方法の実施に推定装置1を用いることは必須ではない。
[3. Estimation method]
(3-1. Obtaining food impedance before and after heating)
An example of this estimation method will be described below with reference to Fig. 2. Fig. 2 shows an example in which the state of food 12 before heating is regarded as reference food 12b, and the state after heating is regarded as target food 12a, and the target impedance and reference impedance are respectively acquired. Here, an example is described in which this estimation method is implemented using estimation device 1, but the use of estimation device 1 is not essential for implementing this estimation method.
まず、推定装置1のユーザは、電極11の間に食品12を配置する(S1)。このときの食品12は未加熱であり、熱変性前の生の状態である。次に、第2測定部33は、電極11により加熱前の食品12(参照食品12b)のインピーダンスを測定し、測定値を参照インピーダンスとして取得する(S2、第2測定工程)。参照インピーダンスの取得後、推定装置1のユーザは、恒温器13による食品12の加熱を開始する(S3)。なお、食品12の加熱は、参照インピーダンスの取得より前に開始してもよい。この場合、第2測定部33は、最初に取得した食品12のインピーダンスを参照インピーダンスとして用いてもよい。 First, the user of the estimation device 1 places food 12 between the electrodes 11 (S1). At this time, the food 12 is unheated and in a raw state before thermal denaturation. Next, the second measurement unit 33 measures the impedance of the food 12 before heating (reference food 12b) using the electrodes 11 and acquires the measured value as the reference impedance (S2, second measurement step). After acquiring the reference impedance, the user of the estimation device 1 begins heating the food 12 using the incubator 13 (S3). Note that heating of the food 12 may begin before acquiring the reference impedance. In this case, the second measurement unit 33 may use the impedance of the food 12 acquired first as the reference impedance.
食品12の加熱後、恒温器13による加熱を停止して、加熱後の食品12(対象食品12a)を降温させる(冷却する)(S4)。このとき、食品12の温度が、S2での参照インピーダンスの測定温度と同じ温度となった時点で、第1測定部32は、電極11により加熱後の食品12(対象食品12a)のインピーダンスを測定し、測定値を対象インピーダンスとして取得する(S5、第1測定工程)。このように、本推定方法では、第1測定工程の前に第2測定工程が行われてもよい。 After heating the food 12, the heating by the incubator 13 is stopped, and the heated food 12 (target food 12a) is cooled (S4). At this time, when the temperature of the food 12 reaches the same temperature as the measured temperature of the reference impedance in S2, the first measurement unit 32 measures the impedance of the heated food 12 (target food 12a) using the electrodes 11 and obtains the measured value as the target impedance (S5, first measurement step). In this way, in this estimation method, the second measurement step may be performed before the first measurement step.
また、ここでいう「同じ温度」とは、厳密に温度が同一であることを要求せず、インピーダンスの測定温度依存性の影響を実用上無視できる程度に近い温度であればよい。すなわち、対象インピーダンスの測定温度と参照インピーダンスの測定温度とが「同じ」とは、例えば、これらの測定温度の差が2℃以内であればよく、1℃以内であることが好ましく、0.5℃以内であることがより好ましい。 Furthermore, the term "same temperature" here does not require that the temperatures be exactly the same; it is sufficient that the temperatures are close enough that the effect of the impedance's temperature dependence on measurement can be practically ignored. In other words, the measurement temperature of the target impedance and the measurement temperature of the reference impedance are "same" if, for example, the difference between these measurement temperatures is within 2°C, preferably within 1°C, and more preferably within 0.5°C.
次に、推定部34は、参照インピーダンスと対象インピーダンスとの差分値を取得し、加熱後の食品12の加熱状態を推定する(S6、推定工程)。このとき、取得した差分値は、参照インピーダンスの取得後に行われた加熱による、食品12の熱変性の進行度を示す指標となる。参照インピーダンスおよび対象インピーダンスの測定温度は同じであるため、これらの差分値は、インピーダンスの測定温度依存性の影響を受けず、加熱後の食品12の加熱状態を正確に示すものである。 Next, the estimation unit 34 obtains the difference between the reference impedance and the target impedance and estimates the heating state of the food 12 after heating (S6, estimation step). At this time, the obtained difference value serves as an indicator of the progress of thermal denaturation of the food 12 due to heating performed after the reference impedance was obtained. Because the reference impedance and the target impedance are measured at the same temperature, these difference values are not affected by the measurement temperature dependency of the impedance and accurately indicate the heating state of the food 12 after heating.
推定部34による加熱後の食品12の加熱状態の推定は、例えば、得られた差分値の大きさが大きいほど、強く熱変性している状態であると推定してもよい。また、今回取得した差分値について、熱変性の程度が既知の食品において予め本推定方法により得ていた、記憶装置35が記憶する差分値と比較して、加熱後の食品12の加熱状態を推定してもよい。 The estimation unit 34 may estimate the heating state of the food 12 after heating, for example, such that the larger the obtained difference value, the stronger the thermal denaturation state. Furthermore, the currently obtained difference value may be compared with a difference value stored in the storage device 35 that was previously obtained using this estimation method for a food with a known degree of thermal denaturation, to estimate the heating state of the food 12 after heating.
本例では、対象食品12aと参照食品12bとが、同一の食品である。そのため、予め参照食品12bを準備してインピーダンスを取得する必要なく、食品12の加熱と合わせてインピーダンスを測定することで、加熱後の食品12の加熱状態を示す正確な指標を得ることができる。 In this example, the target food 12a and the reference food 12b are the same food. Therefore, there is no need to prepare the reference food 12b in advance and obtain its impedance. By measuring the impedance while heating the food 12, an accurate indicator of the heating state of the food 12 after heating can be obtained.
(3-2.参照インピーダンスを予め取得)
本推定方法の別の例について、図3を参照して以下に説明する。図3には、予め加熱により熱変性した参照食品12bの参照インピーダンスを取得し、その後に、別途加熱調理する対象である対象食品12aの対象インピーダンスを取得する例を示す。
(3-2. Obtain reference impedance in advance)
Another example of this estimation method will be described below with reference to Fig. 3. Fig. 3 shows an example in which a reference impedance of a reference food 12b that has been thermally denatured by heating is acquired in advance, and then a target impedance of a target food 12a that is to be separately cooked by heating is acquired.
まず、S11からS13により参照インピーダンスを取得する。推定装置1のユーザは、参照食品12bを電極11の間に配置し(S11)、恒温器13により参照食品12bを加熱する(S12)。このとき、参照食品12bの被加熱条件は少なくとも、予定されている加熱が行われた後の対象食品12aよりも参照食品12bの方が、熱変性が進行した状態となる条件であることが好ましい。 First, the reference impedance is obtained through steps S11 to S13. The user of the estimation device 1 places the reference food 12b between the electrodes 11 (S11) and heats the reference food 12b using the incubator 13 (S12). At this time, it is preferable that the heating conditions for the reference food 12b are such that the reference food 12b is in a state of more advanced thermal denaturation than the target food 12a after the planned heating.
例えば、参照食品12bの被加熱条件は、予定する対象食品12aの被加熱条件よりも高い温度で加熱される条件であることが好ましい。また、参照食品12bの被加熱条件は、対象食品12aの被加熱条件と同じ温度またはそれ以上の温度で、対象食品12aの被加熱条件よりも長い時間加熱される条件であってもよい。 For example, the heating conditions for the reference food 12b are preferably conditions in which the food is heated to a higher temperature than the heating conditions for the intended target food 12a. Alternatively, the heating conditions for the reference food 12b may be conditions in which the food is heated to the same temperature as or higher than the heating conditions for the target food 12a, but for a longer time than the heating conditions for the target food 12a.
次に、第2測定部33は、加熱後の参照食品12bの冷却中に、複数の測定温度において、電極11により参照食品12bのインピーダンスを測定し、測定温度ごとの測定値をそれぞれ参照インピーダンスとして取得する(S13、第2測定工程)。このとき、第2測定部33は、例えば、温度が所定の値(例えば1℃)変化するごとに参照インピーダンスを取得してもよいし、温度変化を問わず、所定の時間(例えば30秒)ごとに参照インピーダンスを取得してもよい。 Next, the second measurement unit 33 measures the impedance of the reference food 12b using the electrodes 11 at multiple measurement temperatures while the reference food 12b is cooling after heating, and obtains the measurement values for each measurement temperature as the reference impedance (S13, second measurement step). At this time, the second measurement unit 33 may, for example, obtain the reference impedance every time the temperature changes by a predetermined value (e.g., 1°C), or may obtain the reference impedance every predetermined time (e.g., 30 seconds) regardless of the temperature change.
次に、推定装置1のユーザは、電極11の間に、参照食品12bと入れ替えで対象食品12aを配置し(S14)、恒温器13により対象食品12aを加熱する(S15)。第1測定部32は、対象食品12aの加熱中に少なくとも1回以上、電極11により対象食品12aのインピーダンスを測定し、対象インピーダンスとして取得する(S16、第1測定工程)。 Next, the user of the estimation device 1 places the target food 12a between the electrodes 11, replacing the reference food 12b (S14), and heats the target food 12a using the incubator 13 (S15). The first measurement unit 32 measures the impedance of the target food 12a using the electrodes 11 at least once while the target food 12a is being heated, and obtains the measured impedance as the target impedance (S16, first measurement step).
推定部34は、S16にて取得した対象インピーダンスの測定温度と同じ温度で測定した参照インピーダンスが存在するか否かを判定する(S17)。なお、第1測定部32は、対象食品12aのインピーダンスの測定について、その時点の温度と同じ測定温度で測定した参照インピーダンスが存在する場合にのみ行ってもよい。この場合、推定部34は、S17の処理をスキップしてもよい。 The estimation unit 34 determines whether there is a reference impedance measured at the same temperature as the measurement temperature of the target impedance obtained in S16 (S17). Note that the first measurement unit 32 may measure the impedance of the target food 12a only if there is a reference impedance measured at the same measurement temperature as the temperature at that time. In this case, the estimation unit 34 may skip the processing of S17.
対象インピーダンスの測定温度と同じ温度で測定した参照インピーダンスが存在すると判定した場合(S17でYes)、推定部34は、同じ測定温度における対象インピーダンスと参照インピーダンスとの差分値を取得する。そして推定部34は、取得した差分値から、当該測定温度時の対象食品12aの加熱状態を推定する(S18、推定工程)。なお、対象インピーダンスの測定温度と同じ温度で測定した参照インピーダンスが存在しないと判定した場合(S17でNo)、推定部34はS18の処理をスキップしてよい。 If it is determined that a reference impedance measured at the same temperature as the measurement temperature of the target impedance exists (Yes in S17), the estimation unit 34 acquires the difference value between the target impedance and the reference impedance at the same measurement temperature. The estimation unit 34 then estimates the heating state of the target food 12a at that measurement temperature from the acquired difference value (S18, estimation step). Note that if it is determined that a reference impedance measured at the same temperature as the measurement temperature of the target impedance does not exist (No in S17), the estimation unit 34 may skip the processing of S18.
そして、制御装置31は、対象食品12aの加熱が終了したか否かを判定する(S19)。対象食品12aがさらに加熱される場合(S19でNo)、制御装置31は処理をS15に戻し、前回の測定時とは異なる測定温度により測定された対象インピーダンスを取得してもよい。この場合、第1測定部32は、対象食品12aの加熱中に、複数の測定温度で対象インピーダンスをそれぞれ測定する。対象食品12aの加熱が終了したと判定した場合(S19でYes)、制御装置31は、本推定方法の処理を終了する。 The control device 31 then determines whether heating of the target food 12a has finished (S19). If the target food 12a is to be further heated (No in S19), the control device 31 may return to S15 and obtain the target impedance measured at a measurement temperature different from the previous measurement. In this case, the first measurement unit 32 measures the target impedance at multiple measurement temperatures while heating the target food 12a. If it determines that heating of the target food 12a has finished (Yes in S19), the control device 31 terminates the processing of this estimation method.
本例において、推定部34は、複数の測定温度ごとに対象インピーダンスと参照インピーダンスとの差分値をそれぞれ取得する。推定部34は、取得した差分値を個別に評価して、それぞれの測定温度において対象食品12aの加熱状態を推定してもよい。 In this example, the estimation unit 34 acquires the difference value between the target impedance and the reference impedance for each of the multiple measurement temperatures. The estimation unit 34 may individually evaluate the acquired difference values to estimate the heating state of the target food 12a at each measurement temperature.
また、推定部34は、複数の当該差分値から対象食品12aの加熱状態を推定してもよい。すなわち、推定部34は、複数の差分値の変化に基づいて、対象食品12aの加熱状態を推定してもよい。本例において、加熱の進行により、対象食品12aの熱変性の程度が参照食品12bの熱変性の程度に近づくにつれて、前記差分値は小さくなると考えられる。そのため、推定部34は例えば、ある時点までの複数の差分値の変化を評価することで、当該時点からさらに加熱した場合の対象食品12aの加熱状態を推定してもよい。 The estimation unit 34 may also estimate the heated state of the target food 12a from multiple difference values. That is, the estimation unit 34 may estimate the heated state of the target food 12a based on changes in multiple difference values. In this example, as heating progresses, it is thought that the difference value becomes smaller as the degree of thermal denaturation of the target food 12a approaches the degree of thermal denaturation of the reference food 12b. Therefore, the estimation unit 34 may, for example, estimate the heated state of the target food 12a if it is further heated from that point on by evaluating changes in multiple difference values up to that point.
本例のように、本推定方法では、予め加熱して熱変性した参照食品12bを用いて、参照食品12bの加熱後の冷却中または再加熱中に、複数の測定温度ごとに参照インピーダンスを測定してもよい。参照食品12bは熱変性後であるため、測定温度ごとに得られる参照インピーダンスの変化は、熱変性による変化ではなく、測定温度依存性の影響による変化を主に反映するものとなる。したがって、このような参照インピーダンスと対象インピーダンスとの差分値を取得することで、対象食品12aの加熱による加熱状態の変化について、測定温度依存性の影響を効果的に排除して評価できる。 As in this example, this estimation method may use a reference food 12b that has been preheated and thermally denatured, and measure the reference impedance at multiple measurement temperatures while the reference food 12b is cooling or reheating after heating. Because the reference food 12b is thermally denatured, the changes in the reference impedance obtained at each measurement temperature primarily reflect changes due to the influence of measurement temperature dependency, rather than changes due to thermal denaturation. Therefore, by obtaining the difference between this reference impedance and the target impedance, changes in the heating state of the target food 12a due to heating can be evaluated while effectively eliminating the influence of measurement temperature dependency.
なお、S11~S13により参照食品12bから取得した参照インピーダンスは、対象食品12aが同種の食品である限りにおいて、繰り返し使用されてもよい。すなわち、例えば記憶装置35に参照インピーダンスのデータが既に記憶されている場合、推定装置1のユーザは、S11~S13の処理を省略して、S14から本推定方法を実行してもよい。 The reference impedance obtained from the reference food 12b in steps S11 to S13 may be used repeatedly as long as the target food 12a is the same type of food. In other words, for example, if reference impedance data is already stored in the storage device 35, the user of the estimation device 1 may skip steps S11 to S13 and execute the estimation method from S14.
また、S11~S13の処理を、S14~S16の処理の後に実行してもよい。すなわち、第1測定部32により対象インピーダンスを取得した後に、第2測定部33により参照インピーダンスを取得してもよい。 In addition, the processes of S11 to S13 may be performed after the processes of S14 to S16. In other words, the reference impedance may be obtained by the second measuring unit 33 after the target impedance is obtained by the first measuring unit 32.
〔4.ソフトウェアによる実現例〕
推定装置1(以下、「装置」と呼ぶ)の機能は、当該装置としてコンピュータを機能させるためのプログラムであって、当該装置の各制御ブロック(特に制御装置31に含まれる各部)としてコンピュータを機能させるためのプログラムにより実現することができる。
[4. Software implementation example]
The functions of the estimation device 1 (hereinafter referred to as the "device") can be realized by a program that causes a computer to function as the device, and a program that causes a computer to function as each control block of the device (particularly each part included in the control device 31).
この場合、前記装置は、前記プログラムを実行するためのハードウェアとして、少なくとも1つの制御装置(例えばプロセッサ)と少なくとも1つの記憶装置(例えばメモリ)を有するコンピュータを備えている。この制御装置と記憶装置により前記プログラムを実行することにより、前記各実施形態で説明した各機能が実現される。 In this case, the device includes a computer having at least one control device (e.g., a processor) and at least one storage device (e.g., a memory) as hardware for executing the program. The functions described in each of the above embodiments are realized by executing the program using this control device and storage device.
前記プログラムは、一時的ではなく、コンピュータ読み取り可能な、1または複数の記録媒体に記録されていてもよい。この記録媒体は、前記装置が備えていてもよいし、備えていなくてもよい。後者の場合、前記プログラムは、有線または無線の任意の伝送媒体を介して前記装置に供給されてもよい。 The program may be stored non-transitory on one or more computer-readable storage media. These storage media may or may not be included in the device. In the latter case, the program may be supplied to the device via any wired or wireless transmission medium.
また、前記各制御ブロックの機能の一部または全部は、論理回路により実現することも可能である。例えば、前記各制御ブロックとして機能する論理回路が形成された集積回路も本発明の範疇に含まれる。この他にも、例えば量子コンピュータにより前記各制御ブロックの機能を実現することも可能である。 Furthermore, some or all of the functions of each of the control blocks can be realized by logic circuits. For example, integrated circuits incorporating logic circuits that function as each of the control blocks are also included in the scope of the present invention. In addition, the functions of each of the control blocks can also be realized by, for example, a quantum computer.
また、前記各実施形態で説明した各処理は、AI(Artificial Intelligence:人工知能)に実行させてもよい。この場合、AIは前記制御装置で動作するものであってもよいし、他の装置(例えばエッジコンピュータまたはクラウドサーバ等)で動作するものであってもよい。 Furthermore, each process described in each of the above embodiments may be executed by AI (Artificial Intelligence). In this case, the AI may run on the control device, or on another device (such as an edge computer or cloud server).
〔実験例1.豚肉の加熱状態の評価〕
対象食品として豚肉を用いて本推定方法を行った場合の加熱状態の推定結果を、従来法による評価結果と比較した。
[Experimental Example 1. Evaluation of the heated state of pork]
The results of the estimation of the heating state when this estimation method was used with pork as the target food were compared with the results of evaluation using the conventional method.
(1-1.本推定方法の材料および方法)
食品12として、市販の未加熱の豚肉(国産、ヒレ肉)を用いた。当該豚肉から筋および脂身の部分をトリミングして赤身の部分のみ残し、切断面が筋繊維と垂直となるように約5mmにスライスして試料とした。約50gの試料を、面積が約100mm×100mmとなるようにレトルトパウチ(NCF2-6、3方シール袋、ナイロン15μm/ポリプロピレン60μm、120mm×200mm、カウパック株式会社)内に平面的に敷き詰めた。当該レトルトパウチは、開放部を切り取って120mm×150mmの袋状にして使用した。レトルトパウチの外側中央部には、温度測定用の熱電対を貼り付けた。本実験では、試料の側面の温度と中心の温度とは、同一とみなした。
(1-1. Materials and methods of this estimation method)
Commercially available, uncooked pork (domestic, tenderloin) was used as food product 12. The tendons and fat were trimmed from the pork, leaving only the lean meat. The pork was then sliced into approximately 5 mm pieces with the cut surface perpendicular to the muscle fibers to prepare samples. Approximately 50 g of the sample was spread evenly in a retort pouch (NCF2-6, three-sided seal bag, nylon 15 μm/polypropylene 60 μm, 120 mm x 200 mm, Cow-Pack Co., Ltd.) to an area of approximately 100 mm x 100 mm. The retort pouch was then cut open to form a 120 mm x 150 mm bag. A thermocouple for temperature measurement was attached to the center of the exterior of the retort pouch. In this experiment, the temperature on the side of the sample and the temperature at the center were considered to be the same.
推定装置は、図1に示す推定装置1を用いた。具体的には、2つの電極11としては平行平板電極(150mm×120mm×2mm、ステンレス製φ6mmパンチング板、開孔率40.2%)を用いた。恒温器13としては、電熱器に接続され、シリコンオイル(KF-96-50CS、信越化学工業株式会社)が充填されたステンレス鍋を用いた。LCRメータ20としては、LCRメータ(3532-80、日置電機株式会社)を用いた。ステンレス鍋、電熱器およびLCRメータにはアース線を接続し、外部からのノイズを除去した。 The estimation device used was the estimation device 1 shown in Figure 1. Specifically, the two electrodes 11 were parallel plate electrodes (150 mm x 120 mm x 2 mm, stainless steel φ6 mm punched plate, 40.2% aperture ratio). The incubator 13 was a stainless steel pot connected to an electric heater and filled with silicone oil (KF-96-50CS, Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.). The LCR meter 20 was an LCR meter (3532-80, Hioki E.E. Corporation). Ground wires were connected to the stainless steel pot, electric heater, and LCR meter to eliminate external noise.
試料が入ったレトルトパウチを平行平板電極の間に挟み込み、試料のインピーダンスの大きさ|Z|(単位Ω)を測定した。本実験例1においては以降、特記しない限り「インピーダンス」はインピーダンスの大きさ|Z|を意図する。インピーダンスの測定は、間隔30秒で経時的に行った。測定周波数は24370Hzとした。試料が目標温度(65℃、75℃、85℃、95℃)に達するまで電熱器により加熱した後、温度を6時間維持し、その後、電熱器による加熱を停止して降温させた。本測定は、約25℃の実験室内で行った。各温度条件について、それぞれ3回の測定を行った。 The retort pouch containing the sample was sandwiched between parallel plate electrodes, and the magnitude of the sample's impedance |Z| (unit: Ω) was measured. In this Experimental Example 1, unless otherwise specified, "impedance" refers to the magnitude of impedance |Z|. Impedance measurements were taken over time at 30-second intervals. The measurement frequency was 24,370 Hz. The sample was heated using an electric heater until it reached the target temperature (65°C, 75°C, 85°C, 95°C), after which the temperature was maintained for 6 hours, after which heating using the electric heater was stopped and the temperature was allowed to decrease. This measurement was conducted in a laboratory at approximately 25°C. Three measurements were taken for each temperature condition.
(1-2.従来法の材料および方法)
従来法としては、(a)示差走査熱量計(DSC)を用いた試料のエンタルピー変化の評価法と、(b)弾性ひずみエネルギーを指標とした試料の硬さ評価法の2種類を実施した。これらの従来法はいずれも、食品を直接測定する必要があり、食品を容器内に密封した状態で状態を評価できる方法ではない。
(1-2. Materials and methods of conventional methods)
Two conventional methods were used: (a) a method for evaluating the enthalpy change of a sample using a differential scanning calorimeter (DSC), and (b) a method for evaluating the hardness of a sample using elastic strain energy as an index. Both of these conventional methods require direct measurement of the food product, and are not methods that can evaluate the condition of the food product while it is sealed in a container.
(a)試料のエンタルピー変化の評価法については、次に示す通り実施した。上述のインピーダンス測定に用いた各条件の試料約20mgをレトルトパウチから取り出して、アルミ製耐圧パンに封入し、DSC(DSC-60Plus、株式会社島津製作所)にセットした。また、未加熱の豚肉の試料(Raw)も準備した。DSCの温度校正には蒸留水およびインジウムを、熱量校正にはインジウムをそれぞれ用いた。基準物質にはα-アルミナを用いた。DSCによる測定温度範囲は20~100℃とし、昇温速度を5℃/minに設定した。試料の熱履歴がDSC昇温曲線に及ぼす影響を調べるため、一定の温度まで昇温測定(1stスキャン)後、5℃まで冷却し、再び同じ温度まで昇温測定(2ndスキャン)した。各条件についてそれぞれ3回の測定を行い、得られた結果をDSC付属のソフトウェア(LabSolutions TA、株式会社島津製作所)により解析した。 (a) The enthalpy change of the sample was evaluated as follows. Approximately 20 mg of the sample under each condition used in the impedance measurements described above was removed from the retort pouch, sealed in an aluminum pressure pan, and set in a DSC (DSC-60Plus, Shimadzu Corporation). Unheated raw pork samples were also prepared. Distilled water and indium were used for temperature calibration of the DSC, and indium was used for calorific calibration. α-alumina was used as the reference material. The DSC measurement temperature range was 20 to 100°C, and the heating rate was set to 5°C/min. To investigate the effect of the sample's thermal history on the DSC heating curve, the sample was heated to a certain temperature (first scan), cooled to 5°C, and then heated to the same temperature again (second scan). Three measurements were performed for each condition, and the results were analyzed using the software provided with the DSC (LabSolutions TA, Shimadzu Corporation).
(b)試料の硬さ評価法については、次に示す通り実施した。上述のインピーダンス測定に用いた各条件の試料をレトルトパウチから取り出して、試料の硬さをプランジャー貫入試験により測定した。プランジャー貫入試験では、小型の材料試験機(EZ-SX、株式会社島津製作所)を用いた。材料試験機のロードセル(感圧部)に直径5mmの円柱形のプランジャーを取り付け、10mm/minで試料のスライス面(試料の筋繊維方向)にプランジャーを貫入させた。各試料についてそれぞれ10回の測定を行った。測定により得られた荷重-変位曲線から、降伏点に達するまでの面積を弾性ひずみエネルギーとして算出し、試料の硬さの評価を行った。得られた結果は、材料試験機付属のソフトウェア(TRAPEZIUM X、株式会社島津製作所)によって解析した。 (b) The hardness of the samples was evaluated as follows. The samples under each condition used in the impedance measurements described above were removed from the retort pouches, and the hardness of the samples was measured using a plunger penetration test. A small materials testing machine (EZ-SX, Shimadzu Corporation) was used for the plunger penetration test. A cylindrical plunger with a diameter of 5 mm was attached to the load cell (pressure-sensing part) of the materials testing machine, and the plunger was inserted into the sliced surface of the sample (in the direction of the muscle fibers) at 10 mm/min. Ten measurements were performed on each sample. The area up to the yield point was calculated as the elastic strain energy from the load-displacement curve obtained from the measurements, and the hardness of the samples was evaluated. The results were analyzed using the software provided with the materials testing machine (TRAPEZIUM X, Shimadzu Corporation).
(1-3.本推定方法の結果)
図4に、本推定方法の結果を示す。図4の符号401に示す図は、試料の加熱開始(40℃)から各目標温度(65℃、75℃、85℃、95℃)に達し、その後40℃に降温するまでのインピーダンスの測定値を示す。図4の符号402に示す図は、試料の加熱開始時点のインピーダンス測定値を参照インピーダンスとし、加熱および降温後に40℃となった時点のインピーダンス測定値を対象インピーダンスとした場合の、これらの差分値Δ|Z|(単位:Ω)を示す。
(1-3. Results of this estimation method)
The results of this estimation method are shown in Figure 4. The diagram indicated by reference numeral 401 in Figure 4 shows the measured impedance values from the start of heating of the sample (40°C) until the target temperatures (65°C, 75°C, 85°C, 95°C) were reached and then the temperature was lowered to 40°C. The diagram indicated by reference numeral 402 in Figure 4 shows the difference value Δ|Z| (unit: Ω) between the impedance measured at the start of heating of the sample as the reference impedance and the impedance measured at the point when the temperature reached 40°C after heating and lowering as the target impedance.
符号401に示す図の通り、加熱に伴って試料のインピーダンスは上昇した。一般に、食肉のインピーダンスは、構成する細胞の劣化または破壊等により低下する傾向があるが、今回の測定結果ではその逆の傾向を示した。試料を加熱すると、細胞の劣化等よりも、試料の熱変性に伴ってタンパク質が凝集したことが主に影響して、インピーダンスが上昇傾向を示したと考えられる。 As shown in the diagram indicated by the reference numeral 401, the impedance of the sample increased as it was heated. Generally, the impedance of meat tends to decrease due to deterioration or destruction of the cells that make it up, but the measurement results in this study showed the opposite trend. When the sample was heated, the impedance tended to increase, presumably due mainly to the aggregation of proteins caused by thermal denaturation of the sample, rather than due to cell deterioration.
また、符号402に示す図の通り、差分値Δ|Z|は、加熱の最高到達温度が高いほど大きな値となった。このように、加熱の程度と差分値Δ|Z|の大きさとの間に比例関係が見られていることから、当該差分値は、試料の加熱状態を示すことが示唆された。なお、インピーダンスの測定温度依存性は、同じ測定温度で取得したインピーダンスの差分値Δ|Z|を取得することにより除去されている。そのため、得られた差分値Δ|Z|は試料の熱変性の程度を正確に示す指標となっていると考えられる。 Furthermore, as shown in the diagram indicated by the reference numeral 402, the difference value Δ|Z| increased as the maximum heating temperature increased. This suggests that the difference value indicates the heating state of the sample, as a proportional relationship is observed between the degree of heating and the magnitude of the difference value Δ|Z|. Furthermore, the measurement temperature dependence of the impedance is eliminated by obtaining the difference value Δ|Z| of the impedance obtained at the same measurement temperature. Therefore, the obtained difference value Δ|Z| is considered to be an accurate indicator of the degree of thermal denaturation of the sample.
(1-4.従来法の結果)
図5に、(a)試料のエンタルピー変化の評価の結果を示す。図5の符号501に示す図は各試料のDSC測定結果を示し、符号502に示す図は規格化エンタルピーの評価結果を示す。規格化エンタルピーとは、各試料について40~100℃における吸熱反応のエンタルピーを算出し、そこから未加熱試料(Raw)のエンタルピーを除した値である。
(1-4. Results of conventional method)
Figure 5 (a) shows the evaluation results of the enthalpy change of the samples. The diagram indicated by reference numeral 501 in Figure 5 shows the DSC measurement results of each sample, and the diagram indicated by reference numeral 502 shows the evaluation results of the normalized enthalpy. The normalized enthalpy is the value obtained by calculating the enthalpy of the endothermic reaction at 40 to 100°C for each sample and dividing it by the enthalpy of the unheated sample (Raw).
符号501に示す図の通り、未加熱試料では約50℃からタンパク質の熱変性を示す吸熱反応のピークが見られた。また、各目標温度で加熱後の試料は、当該目標温度以下の温度では吸熱反応のピークが見られなかった。また、符号502に示す図の通り、強く加熱された試料ほど規格化エンタルピーは小さな値となった。このように、規格化エンタルピーは、試料の熱変性の程度と相関することから、試料の加熱状態の指標となるものである。 As shown in the diagram indicated by reference numeral 501, an endothermic reaction peak indicating thermal denaturation of the protein was observed in the unheated sample at approximately 50°C. Furthermore, samples heated to each target temperature did not exhibit an endothermic reaction peak at temperatures below the target temperature. Furthermore, as shown in the diagram indicated by reference numeral 502, the more strongly heated the sample, the smaller the normalized enthalpy value. As such, normalized enthalpy correlates with the degree of thermal denaturation of the sample, and is therefore an indicator of the heating state of the sample.
また、図6に、(b)試料の硬さ評価の結果を示す。図6の符号601は、各試料の荷重-変位曲線を示す。図6の符号601に示す図において、×印はピークトップである破断点を示し、黒塗り矢印は降伏点を示し、白抜き矢印は明確な降伏点ではないがわずかな降伏を示した点を示している。また、図6の符号602に示す図は弾性ひずみエネルギーを示す。 Figure 6 also shows the results of the hardness evaluation of the (b) samples. Reference numeral 601 in Figure 6 indicates the load-displacement curve for each sample. In the diagram indicated by reference numeral 601 in Figure 6, the cross indicates the breaking point, which is the peak top, the solid arrow indicates the yield point, and the hollow arrow indicates a point that is not a clear yield point but shows slight yield. Furthermore, the diagram indicated by reference numeral 602 in Figure 6 shows the elastic strain energy.
符号601に示す図の通り、約65℃加熱後の試料では、破断エネルギー(荷重-変位曲線の破断点までの面積)と弾性ひずみエネルギーとがほぼ同じである。一方、75℃以上に加熱した各試料では破断エネルギーに占める弾性ひずみエネルギーの割合が小さい。当該割合は、小さいほど弾性に乏しい性質であることを示すものである。 As shown in the diagram indicated by the reference numeral 601, for samples heated to approximately 65°C, the breaking energy (the area up to the breaking point on the load-displacement curve) and elastic strain energy are nearly the same. On the other hand, for each sample heated to 75°C or higher, the proportion of elastic strain energy in the breaking energy is small. The smaller this proportion, the less elastic the properties.
また、符号602に示す図の通り、試料の物性の指標として弾性ひずみエネルギーを比較したところ、試料の加熱温度が低いほど弾性ひずみエネルギーが大きかった。このように、弾性ひずみエネルギーは、加熱による、試料中の弾性繊維およびアクチン等の熱変性の進行度と負の相関を示しており、試料の加熱状態の指標となるものである。 Furthermore, as shown in the diagram indicated by the reference numeral 602, when elastic strain energy was compared as an indicator of the physical properties of the samples, the lower the heating temperature of the sample, the greater the elastic strain energy. In this way, elastic strain energy shows a negative correlation with the degree of thermal denaturation of elastic fibers, actin, etc. in the sample due to heating, and serves as an indicator of the heating state of the sample.
(1-5.本推定方法の結果と従来法の結果との相関)
本推定方法により得られたインピーダンスの差分値Δ|Z|と、従来法による評価指標との結果の相関について検討した。図7は、本推定方法により得られた各試料の差分値Δ|Z|(図4の符号402に示す図参照)と、同試料を用いて取得した弾性ひずみエネルギー(図6の符号602に示す図参照)との比較結果を示している。
(1-5. Correlation between the results of this estimation method and the results of the conventional method)
We investigated the correlation between the impedance difference value Δ|Z| obtained by this estimation method and the evaluation index results obtained by the conventional method. Figure 7 shows the comparison results between the difference value Δ|Z| of each sample obtained by this estimation method (see the diagram indicated by reference numeral 402 in Figure 4) and the elastic strain energy obtained using the same sample (see the diagram indicated by reference numeral 602 in Figure 6).
図7に示すように、加熱処理温度が高い試料ほど、差分値Δ|Z|は大きくなり弾性ひずみエネルギーは小さくなる傾向を示した。すなわち、試料の加熱状態に対する、差分値Δ|Z|と弾性ひずみエネルギーとの間には、負の相関があることが明らかとなった。 As shown in Figure 7, the higher the heat treatment temperature of the sample, the larger the difference value Δ|Z| and the smaller the elastic strain energy tended to be. In other words, it became clear that there is a negative correlation between the difference value Δ|Z| and the elastic strain energy for the heating state of the sample.
また、図4の符号402に示す図と、図5の符号502に示す図とを比較すると、試料の加熱状態に対する、差分値Δ|Z|と規格化エンタルピーとの間にも同様に、負の相関が見られた。 Furthermore, when comparing the graph indicated by reference numeral 402 in Figure 4 with the graph indicated by reference numeral 502 in Figure 5, a negative correlation was also observed between the difference value Δ|Z| and the normalized enthalpy for the heating state of the sample.
以上のように、本推定方法により得られる差分値Δ|Z|は、従来から食品の加工状態を評価するために用いられている弾性ひずみエネルギーおよび規格化エンタルピーと同様に、食品の加熱状態を評価する指標となることが示された。本推定方法は、食品が密封されている非金属製容器の開封を要さず、従来法と同等の精度により非破壊的に食品の加熱状態を評価できる点で、極めて有用である。 As described above, the difference value Δ|Z| obtained by this estimation method has been shown to be an index for evaluating the heating state of food, similar to the elastic strain energy and normalized enthalpy that have traditionally been used to evaluate the processing state of food. This estimation method is extremely useful in that it does not require opening the non-metallic container in which the food is sealed, and can non-destructively evaluate the heating state of food with the same accuracy as conventional methods.
〔実験例2.豚肉を2回加熱したときの経時的なインピーダンス測定値〕
前記の実験例1では、未加熱の試料から参照インピーダンスを取得して、加熱後の試料の加熱状態の評価を行った。本実験例2では、実験例1と同様に豚肉を試料として、熱変性後の試料のインピーダンスについて検討する。
Experimental Example 2. Impedance measurements over time when pork is heated twice.
In the above-mentioned Experimental Example 1, a reference impedance was obtained from an unheated sample to evaluate the heating state of the sample after heating. In this Experimental Example 2, similar to Experimental Example 1, pork is used as a sample, and the impedance of the sample after thermal denaturation is examined.
(2-1.材料および方法)
試料およびインピーダンス測定方法は、実験例1と同様に実施した。本実験例2では、試料の加熱冷却を2回繰り返して行った。具体的には、試料を約75℃まで加熱して加熱を停止し、約30℃まで降温させた(1回目の加熱冷却)。その後、同試料をもう一度約75℃まで加熱して加熱を停止し、約37℃まで降温させた(2回目の加熱冷却)。1回目の加熱開始から2回目の冷却終了までの間、間隔30秒で経時的にインピーダンスの大きさ|Z|を取得した。なお、本実験例2は実験例1と同様、特記しない限り「インピーダンス」はインピーダンスの大きさ|Z|を意図する。
(2-1. Materials and Methods)
The sample and impedance measurement method were the same as in Experimental Example 1. In Experimental Example 2, the sample was heated and cooled twice. Specifically, the sample was heated to approximately 75°C, the heating was stopped, and the temperature was lowered to approximately 30°C (first heating and cooling). The same sample was then heated again to approximately 75°C, the heating was stopped, and the temperature was lowered to approximately 37°C (second heating and cooling). The magnitude of impedance |Z| was obtained over time at 30-second intervals from the start of the first heating to the end of the second cooling. Note that in Experimental Example 2, as in Experimental Example 1, "impedance" refers to the magnitude of impedance |Z| unless otherwise specified.
(2-2.結果)
図8に示すように、試料のインピーダンスは、1回目の加熱開始時には約9100Ωであったが、65℃前後まで徐々に低下した後急速に約10500Ωまで上昇した。そこから、1回目の加熱停止後の降温時には約11000Ωまで緩やかな上昇が見られた。続いて2回目の加熱を行ったところ、試料のインピーダンスは、加熱に伴って1回目の加熱停止時と同様の10500Ωまで徐々に低下し、加熱停止後の2回目の降温時はまた、約11000Ωまで緩やかな上昇が見られた。
(2-2. Results)
As shown in Figure 8, the impedance of the sample was approximately 9100 Ω at the start of the first heating, gradually decreased to around 65°C, and then rapidly increased to approximately 10500 Ω. From there, a gradual increase to approximately 11000 Ω was observed during the temperature decrease after the first heating was stopped. When the second heating was subsequently performed, the impedance of the sample gradually decreased with heating to 10500 Ω, the same as when the first heating was stopped, and then a gradual increase again to approximately 11000 Ω was observed during the second temperature decrease after the heating was stopped.
本結果について、1回目の加熱時の急速なインピーダンスの上昇は、試料の熱変性に伴う上昇と考えられる。一方、1回目の加熱停止後、少なくとも最高到達温度の約75℃以下の温度範囲においては、試料の加熱状態について、加熱または冷却に伴う変化はほぼ起こらなかったと考えられる。そうすると、1回目の降温時、2回目の加熱時および降温時にそれぞれ見られた若干のインピーダンス変化は、インピーダンスの測定温度依存性のみによる変化を表していることが示唆される。これは、1回目の加熱停止後の試料が、インピーダンスの測定温度依存性を補正するための参照食品として有用であることを示す結果である。 In these results, the rapid increase in impedance during the first heating is thought to be due to thermal denaturation of the sample. On the other hand, after the first heating was stopped, it is thought that there were almost no changes in the heating state of the sample due to heating or cooling, at least in the temperature range below the maximum temperature of approximately 75°C. This suggests that the slight changes in impedance observed during the first cooling, the second heating, and the cooling represent changes due solely to the measurement temperature dependence of impedance. This result indicates that the sample after the first heating was stopped is useful as a reference food for correcting the measurement temperature dependence of impedance.
例えば、1回目の加熱停止後の試料を参照食品として用いて、その降温時または再加熱時に複数の測定温度で参照インピーダンスを取得し、得られた複数の参照インピーダンスを用いて対象食品のインピーダンス測定値との差分値を取得してよい。このようにして得られた複数の差分値は、インピーダンスの測定温度依存性の影響を除去した状態での、対象食品の加熱状態の変化を正確に示す指標として有用であると考えられる。 For example, a sample taken after the first heating cycle has stopped can be used as a reference food, and reference impedances can be obtained at multiple measurement temperatures during cooling or reheating. Difference values can then be obtained from the measured impedance values of the target food using the multiple reference impedances obtained. The multiple difference values obtained in this way are considered useful as an accurate indicator of changes in the heating state of the target food, with the influence of the measurement temperature dependency of the impedance removed.
〔実験例3.各種デンプンを2回加熱したときの経時的なインピーダンス測定値〕
実験例2と同様の2回の加熱冷却処理、およびその間のインピーダンスの変化について、デンプンを試料として検討した。
Experimental Example 3. Impedance measurements over time when various starches are heated twice.
Starch was used as a sample to study the change in impedance during two heating and cooling treatments similar to those in Experimental Example 2.
(3-1.材料および方法)
インピーダンスの測定方法は、実験例1と同様に実施した。本実験例3で用いた推定装置1について、実験例1と異なる点として、電極11にはヒートシンク構造となった2枚の電極板(150mm×120mm×6mm)を用い、当該電極板の内部にシリコンオイルを循環させた。恒温器13の機能は、当該電極板の内部を流れるシリコンオイルを、恒温循環層(ECOLINE RE104、ラウダ社)により加熱する構成により実現した。また、2枚の電極板は、アルミ箔を貼り付けた発泡スチロール製のシールド箱(310mm×380mm×142mm)の内部に設置した。シールド箱のアルミ箔とLCRメータのアース部分とを接続して、外部からのノイズを遮断した。
(3-1. Materials and Methods)
The impedance measurement method was the same as in Experimental Example 1. The difference between the estimation device 1 used in Experimental Example 3 and Experimental Example 1 was that two electrode plates (150 mm x 120 mm x 6 mm) with a heat sink structure were used as the electrodes 11, and silicone oil was circulated inside the electrode plates. The function of the incubator 13 was realized by heating the silicone oil flowing inside the electrode plates using a constant temperature circulation layer (ECOLINE RE104, Lauda). The two electrode plates were placed inside a polystyrene foam shielding box (310 mm x 380 mm x 142 mm) lined with aluminum foil. The aluminum foil of the shielding box was connected to the ground terminal of the LCR meter to block external noise.
試料としては、馬鈴薯デンプン、トウモロコシデンプン、小麦デンプンおよびサツマイモデンプンの4種類のデンプンを用いた。各デンプンについて、沈殿を防ぐために0.15質量%キサンタンガム水溶液を用いて30質量%デンプン-キサンタンガム懸濁液とし、これをレトルトパウチ(15cm×12cm)に約15g充填して試料とした。 Four types of starch were used as samples: potato starch, corn starch, wheat starch, and sweet potato starch. For each starch, a 30% by mass starch-xanthan gum suspension was prepared using a 0.15% by mass xanthan gum aqueous solution to prevent precipitation, and approximately 15 g of this suspension was filled into a retort pouch (15 cm x 12 cm) to prepare the sample.
インピーダンスの測定は、1000Hz~1MHzの間を対数間隔で80点とり、一例として周波数269400HzにおけるレジスタンスRpまたはキャパシタンスCpの変化を確認した。レジスタンスRpおよびキャパシタンスCpはそれぞれ、インピーダンスに含まれる物理量の一種である。インピーダンスおよび試料の温度は、3.5分ごとに繰り返し測定を行った。 Impedance measurements were taken at 80 logarithmically spaced points between 1000 Hz and 1 MHz, and the change in resistance Rp or capacitance Cp at a frequency of 269,400 Hz was observed as an example. Resistance Rp and capacitance Cp are each a type of physical quantity included in impedance. Impedance and sample temperature were repeatedly measured every 3.5 minutes.
インピーダンスの測定中、試料の加熱冷却を2回繰り返して行った。具体的には、馬鈴薯デンプンの試料について、試料を約80℃、約65℃または約50℃までそれぞれ加熱して加熱を停止し、約30℃まで降温させた(1回目の加熱冷却)。その後、同試料をもう一度同じまで加熱して加熱を停止し、約30℃まで降温させた(2回目の加熱冷却)。1回目の加熱冷却開始から2回目の加熱冷却終了までの間、経時的にレジスタンスRpを取得した。 During the impedance measurement, the sample was heated and cooled twice. Specifically, for the potato starch sample, the sample was heated to approximately 80°C, approximately 65°C, or approximately 50°C, then the heating was stopped and the temperature was allowed to cool to approximately 30°C (first heating and cooling). The same sample was then heated again to the same temperature, the heating was stopped, and the temperature was allowed to cool to approximately 30°C (second heating and cooling). The resistance Rp was measured over time from the start of the first heating and cooling to the end of the second heating and cooling.
また、4種類のデンプンの試料についてそれぞれ、試料を約80℃まで加熱して加熱を停止し、約30℃まで降温させた(1回目の加熱冷却)。その後、各試料をもう一度約80℃まで加熱して加熱を停止し、約30℃まで降温させた(2回目の加熱冷却)。1回目の加熱冷却開始から2回目の加熱冷却終了までの間、経時的にキャパシタンスCpを取得した。 Furthermore, for each of the four types of starch samples, the sample was heated to approximately 80°C, the heating was stopped, and the temperature was allowed to cool to approximately 30°C (first heating and cooling). Then, each sample was heated again to approximately 80°C, the heating was stopped, and the temperature was allowed to cool to approximately 30°C (second heating and cooling). The capacitance Cp was measured over time from the start of the first heating and cooling to the end of the second heating and cooling.
(3-2.結果)
図9は、馬鈴薯デンプンを試料として2回の加熱冷却を行い、レジスタンスRpを測定した結果を示す。図9の符号901に示す図は約80℃まで加熱した条件、符号902に示す図は約65℃まで加熱した条件、符号903に示す図は約50℃まで加熱した条件について、それぞれ結果を示す。
(3-2. Results)
9 shows the results of measuring the resistance Rp of potato starch sample after heating and cooling twice, where the graph 901 shows the results for heating to about 80°C, the graph 902 shows the results for heating to about 65°C, and the graph 903 shows the results for heating to about 50°C.
図9に示すように、実験例2で豚肉を試料とした場合と同様、馬鈴薯デンプンを試料としても、1回目の加熱時に試料の加熱状態の変化によりレジスタンスRpが大きく変化した。これは、加熱の最高到達温度が高いほどレジスタンスRpの変化量が大きかったことからも明らかである。1回目の加熱停止後のレジスタンスRpの緩やかな変化は、測定温度依存性のみの影響によるものと考えられる。 As shown in Figure 9, just as in Experimental Example 2, when pork was used as the sample, when potato starch was used as the sample, the resistance Rp changed significantly during the first heating due to changes in the heating state of the sample. This is also evident from the fact that the higher the maximum temperature reached during heating, the greater the change in resistance Rp. The gradual change in resistance Rp after the first heating was stopped is thought to be due solely to the effect of dependence on the measurement temperature.
このように、馬鈴薯デンプンであっても豚肉の場合と同様に、1回目の加熱停止後の試料を参照食品として、インピーダンスの差分値を用いた加熱状態の推定が可能であることが示された。また、加熱状態の推定に用いるインピーダンスの測定値は、インピーダンスの大きさ|Z|に限られず、インピーダンスに含まれるレジスタンスRpであっても問題ないことが示された。 As in the case of pork, this demonstrates that it is possible to estimate the heating state of potato starch using the impedance difference value, using the sample after the first heating cycle has stopped as the reference food. Furthermore, it was shown that the measured impedance value used to estimate the heating state is not limited to the magnitude of impedance |Z|, and that the resistance Rp included in the impedance can also be used.
図10は、4種類のデンプンを試料として2回の加熱冷却を行い、それぞれキャパシタンスCpを測定した結果を示す。図10の符号1001に示す図はトウモロコシデンプン、符号1002に示す図は小麦デンプン、符号1003に示す図はサツマイモデンプン、符号1004に示す図は馬鈴薯デンプンを試料とした場合の結果をそれぞれ示す。 Figure 10 shows the results of measuring the capacitance Cp for four types of starch samples, which were heated and cooled twice. The graph indicated by reference numeral 1001 in Figure 10 shows the results for corn starch, the graph indicated by reference numeral 1002 shows the results for wheat starch, the graph indicated by reference numeral 1003 shows the results for sweet potato starch, and the graph indicated by reference numeral 1004 shows the results for potato starch.
図10に示すように、馬鈴薯デンプン以外のデンプンであっても、1回目の加熱時には試料の加熱状態の変化によりキャパシタンスCpが大きく変化し、1回目の加熱停止後は、測定温度依存性のみの影響によりキャパシタンスCpが変化することが示された。したがって、馬鈴薯デンプン以外の各種デンプンについても、馬鈴薯デンプンと同様に、1回目の加熱停止後の試料を参照食品として、インピーダンスの差分値を用いた加熱状態の推定が可能であることが示された。また、加熱状態の推定に用いるインピーダンスの測定値は、インピーダンスに含まれるキャパシタンスCpであっても問題ないことが示された。 As shown in Figure 10, even for starches other than potato starch, the capacitance Cp changes significantly during the first heating due to changes in the heating state of the sample, and after the first heating is stopped, the capacitance Cp changes only due to the influence of the measurement temperature dependency. Therefore, as with potato starch, it was shown that for various starches other than potato starch, it is possible to estimate the heating state using the impedance difference value by using the sample after the first heating is stopped as a reference food. Furthermore, it was shown that there is no problem if the measured impedance value used to estimate the heating state is the capacitance Cp included in the impedance.
1 推定装置
11 電極
12 食品
13 恒温器
20 LCRメータ
30 コンピュータ
31 制御装置
32 第1測定部
33 第2測定部
34 推定部
35 記憶装置
REFERENCE SIGNS LIST 1 Estimation device 11 Electrode 12 Food 13 Incubator 20 LCR meter 30 Computer 31 Control device 32 First measurement unit 33 Second measurement unit 34 Estimation unit 35 Storage device
Claims (6)
前記非金属製容器に密封された、前記対象食品と同種の食品であり、前記対象食品とは被加熱条件が異なる参照食品の、前記測定温度におけるインピーダンスである参照インピーダンスを測定する第2測定工程と、
前記対象インピーダンスと前記参照インピーダンスとの差分値から、前記対象食品の加熱状態を推定する推定工程とを含む、食品の加熱状態の推定方法。 a first measurement step of measuring a target impedance, which is the impedance at a predetermined measurement temperature, of a target food sealed in a non-metallic container;
a second measurement step of measuring a reference impedance, which is the impedance at the measurement temperature, of a reference food that is the same type of food as the target food and is sealed in the non-metallic container but has heating conditions different from those of the target food;
and estimating the heated state of the target food from a difference value between the target impedance and the reference impedance.
前記第2測定工程では、複数の前記測定温度ごとに前記参照インピーダンスを測定し、
前記推定工程では、前記測定温度ごとに前記差分値をそれぞれ取得し、複数の当該差分値から前記対象食品の加熱状態を推定する、請求項1から3の何れか1項に記載の推定方法。 In the first measurement step, the target impedance is measured at each of the plurality of measurement temperatures during heating of the target food;
In the second measurement step, the reference impedance is measured for each of the plurality of measurement temperatures;
The estimation method according to claim 1 , wherein the estimation step acquires the difference value for each of the measured temperatures, and estimates the heated state of the target food from the plurality of difference values.
前記制御装置は、
前記電極により測定される、非金属製容器に密封された対象食品の、所定の測定温度におけるインピーダンスである対象インピーダンスの測定値を取得する第1測定部と、
前記電極により測定される、前記非金属製容器に密封された、前記対象食品と同種の食品であり、前記対象食品とは被加熱条件が異なる参照食品の、前記測定温度におけるインピーダンスである参照インピーダンスの測定値を取得する第2測定部と、
前記対象インピーダンスと前記参照インピーダンスとの差分値から、前記対象食品の加熱状態を推定する推定部と、を含む推定装置。 A food heating state estimation device comprising an electrode and a control device,
The control device
a first measurement unit that acquires a measurement value of a target impedance, which is the impedance of a target food sealed in a non-metallic container at a predetermined measurement temperature, measured by the electrodes;
a second measurement unit that acquires a measurement value of a reference impedance, which is the impedance at the measurement temperature of a reference food that is the same type of food as the target food and sealed in the non-metallic container but has heating conditions different from those of the target food, measured by the electrodes;
an estimation unit that estimates the heating state of the target food from a difference value between the target impedance and the reference impedance.
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