食品総合研究所

計測情報工学ユニット

役割

計測(振動、音、光、イメージング)と情報技術(Information Technology)を利用し、時代の要請にマッチした実用技術と新産業創出を目指して、新しいテーマに取り組んでいます。特に、大学や民間企業との共同研究は積極的に推進しています。こうした中で農業・食品産業における情報インフラとして生まれた SEICA(青果ネットカタログ)は、公開から10年を迎え、生産物情報のディファクトスタンダードとして現場での普及が進んでいます。また、計測分野においては、蛍光指紋(励起蛍光マトリクス)を検知・判別・定量に適用する技術開発を中心に、イメージング分野においては、蛍光指紋イメージング、レーザー散乱イメージング、分光スペクトルイメージングや、多変量解析を利用した新たな解析手法の開発を行っています。
さらにこれらの計測・情報に関する技術を駆使して、穀類(米・麦、そば等)の新たな加工技術の開発もスタートしました。
計測情報工学ユニットの2つの柱

 

主な研究テーマ

食品および農産物の計測技術の開発

 最近は、特に蛍光指紋という技術を使った応用計測を幅広く展開しています。
蛍光指紋は、さまざまな波長の光刺激(励起光)を順次与え、それらに対する応答(蛍光スペクトル群)を集め、その膨大な情報から特定の成分情報のみをコンピュータを利用して探し出す新しい光計測法です。1)非破壊・非接触、2)前処理不要、3)検出感度が高い、4)様々な対象が可能、などの特徴があり、当研究室が基本特許を保有するオリジナル技術です。生体由来の物質の検知・判別・定量、さらにそれをイメージングに展開を図っています。
食品および農産物の計測技術の開発

先端計測による食品の加工技術の開発

米粉を使わないお粥パンの開発、米のダイレクト糊化技術など、計測技術を活用しながら穀類を粉砕して粉にすることなく有効利用する技術開発を行っています。当研究ユニットでも最も新しい取り組み分野で、エネルギー低減とおいしさを兼ね備えた加工技術の確立を目指しています。
先端計測による食品の加工技術の開発

食品産業および農業におけるIT活用技術の開発

圃場にある農産物にID(識別子)を付与することで、高度な生産管理や商品管理に必要な情報システムの構築、高付加価値化を行い、農産物流通の改革とともに消費者まで確実に生産側の情報が伝達できる基盤となるインフラが当研究室で開発・運用を行っている SEICA(青果ネットカタログ)です。農産物につけたIDとともに情報を蓄積し、その情報は誰もが自由に活用できるような形(XML)でオープンに公開することで、さまざまな農業情報産業の創出が期待されます。

 

SEICA

おいしさの可視化とイメージング技術

「おいしさの可視化」がひとつのテーマであり、打音による非破壊果肉硬度計の開発、糖度分布の可視化、穀類の品質成分の3次元可視化に取り組んできました。安全性評価への応用として、異物検出や食品照射検知に分光イメージングと情報工学を駆使して展開が図られています。また、ミクロン単位の各断面の分光画像をPC内で3次元に再構築する3次元分光画像取得装置(3D-Spectral Imaging System)も開発しました。

3次元分光画像取得装置

メンバー

ユニット長
杉山 純一(すぎやま じゅんいち)/食品工学(計測・情報分野、食品加工)

研究員
蔦 瑞樹(つた みずき)/専門:食品工学(分光イメージ計測)

特別研究員(ポスドク)
藤田 かおり(ふじた かおり)
粉川 美踏(こかわ みと)

TRIVITTAYASIL Vipavee(トリヴィッタヤシル ウィパウィ)

研究助手
鈴木 洋子(すずき ようこ)
菊池 明美(きくち あけみ)
岸本 知子(きしもと ともこ)

学生(インターンシップ)
Dheni Mita Mala
松山 信悟
平野 由香里
北條 健一

主要成果

原著論文

(直近3年分)

  • 柴田真理朗、杉山純一、蔡 佳瓴、蔦 瑞樹、藤田かおり、粉川美踏、荒木徹也:“粥状に糊化処理した米を添加したパンの粘弾性および気泡構造”,日本食品科学工学会誌,第58巻 第5号,p.196-201(2011)
  • Mario Shibata, Kaori Fujita, Junichi Sugiyama, Mizuki Tsuta, Mito Kokawa, Yoshitane Mori , Hiroshi Sakabe:“ Predicting the buckwheat flour ratio for commercial dried buckwheat noodles based on the fluorescence fingerprint”, Bioscience, Biotechnology and Biochemistry, 75(7), p1312-1316 (2011)
  • 藤田かおり、蔦瑞樹、杉山純一、久城真代、柴田真理朗:“蛍光指紋による小麦粉中のデオキシニバレノールの非破壊計測”,日本食品科学工学会誌,第58巻 第8号,p. 375-381 (2011)
  • Mito Kokawa,Kaori Fujita,Junichi Sugiyama,Mizuki Tsuta,Mario Shibata,Tetsuya Araki,Hiroshi Nabetani:“Visualizationof Gluten and Starch Distributions in Dough by Fluorescence Fingerprint Imaging”, Bioscience, Biotechnology and Biochemistry, 75(11), p2112-2118 (2011)
  • Mito Kokawa,Kaori Fujita,Junichi Sugiyama, Mizuki Tsuta, Mario Shiba, Tetsuya Araki a,Hiroshi Nabetani:“Quantification of the distributions of gluten, starch and air bubbles in dough at different mixing stages by fluorescence fingerprint imaging”, Journal of Cereal Science, 55,p.15-21 (2011)
  • 蔦 瑞樹、杉山純一、相良泰行:“近赤外分光イメージング法による食品品質計測法の開発~青果物糖度分布可視化と選別への応用~”,日本食品科学工学会誌,第58巻,第3号,p.73-80(2011)
  • 杉山純一、宇田渉:“安全・安心のための食の情報管理”,情報処理,第52巻,第11号,p.1370-1375(2011)
  • 蔦瑞樹、中内茂樹、西野顕、杉山純一:“判別・定量のための蛍光指紋フィルタ設計法とその食品評価への適用―ヨーグルトのリボフラビン含量推定を例に―”,日本食品科学工学会誌,第59巻 第3号,p.139-145(2012)
  • CL. Tsai, J. Sugiyama, M. Shibata, M. Kokawa, K. Fujita, M. Tsuta, H. Nabetani, T. Araki:“Changes in the Texture and Viscoelastic Properties of Bread Containing Rice Porridge during Storage”, Bioscience, Biotechnology and Biochemistry, 76(2),p.331-335(2012)
  • 藤田かおり、杉山純一、蔦瑞樹、小澤徹、柴田真理朗、吉村正俊、粉川美踏、久城真代:“蛍光指紋を利用したコムギ中のカビ毒の非破壊簡易検出法の開発”,農業情報研究,21(1)p.11-19(2012)
  • 柴田真理朗、杉山純一、藤田かおり、蔦瑞樹、吉村正俊、粉川美踏、荒木徹也:“攪拌処理による高アミロース米のゲル物性の変化”、日本食品科学工学会誌,第59巻 第5号,p.220-224(2012)
  • 中村結花子,藤田かおり,杉山純一,蔦瑞樹,柴田真理朗,吉村正俊,粉川美踏,鍋谷浩志,荒木徹也:“蛍光指紋計測によるマンゴーの産地判別”、日本食品科学工学会誌,第59巻 第8号,p.387-393(2012)
  • 柴田真理朗、杉山純一、藤田かおり、蔦瑞樹、吉村正俊、粉川美踏、荒木徹也:“アミロース含量の異なる米粥のパンの物性へ及ぼす影響”、日本食品科学工学会誌,第59巻 第10号,p.503-508(2012)
  • N. Oto, S. Oshita, Y. Makino, Y. Kawagoe, J. Sugiyama, M. Yoshimura:“Non-destructive evaluation of ATP content and plate count on pork meat surface by fluorescence spectroscopy”, Meat Science, 93(3), p.579-585(2012)
  • M. Kokawa, J. Sugiyama, M. Tsuta, M. Yoshimura, K. Fujita, M. Shibata, T. Araki, H. Nabetani: “Development of a quantitative visualization technique for gluten in dough using fluorescence fingerprint imaging”, Food and Bioprocess Technology,6, p.3113-3123(2013)
  • K. Nishino, K. Nakamura, M. Tsuta, M. Yoshimura, J. Sugiyama, S. Nakauchi: “Optimization of excitation–emission band-pass filter for visualization of viable bacteria distribution on the surface of pork meat”,Optics Express,21(10), p.12579-12591(2013)
  • K. Fujita, J. Sugiyama, M. Tsuta, M. Shibata, M. Kokawa, H. Onda, T. Sagawa: “Detection of aflatoxins B1, B2, G1 and G2 in nutmeg extract using fluorescence fingerprint”, Food Sci. Technol.Res., 19(4), p.539-545(2013)
  • 中村結花子、藤田かおり、蔦瑞樹、杉山純一、粉川美踏、吉村正俊、柴田真理朗、鍋谷浩志、荒木徹也、中村哲: “蛍光指紋によるサトイモの産地判別法開発”、日本食品工学会誌、第14巻第3号,p.125-129(2013)
  • M. Shibata, M. Tsuta, J. Sugiyama, K. Fujita, M. Kokawa, T. Araki, H. Nabetani: “Image analysis of bread crumb structure in relation to mechanical properties”, International Journal of Food Engineering, 9(1), p.115-120(2013)
  • M. Tsuta, Y. Sasaki, I.Takeuchi, H. Nakamoto, J. Ishikawa, S. Kawasaki, J. Sugiyama, K. Fujita, M. Yoshimura, M. Shibata, M.Kokawa: “Use of multivariate analysis for the improvement in prediction accuracy of bacterial aerobic plate count by flow cytometry”, LWT-Food Science and Technology, 55(2), p.472-476(2013)
  • M. Yoshimura, J. Sugiyama, M. Tsuta, K. Fujita, M. Shibata, M. Kokawa, S. Ohshita, N. Ohto: “Prediction of aerobic plate count on beef surface using fluorescence fingerprint”, Food and Bioprocess Technology, DOI 10.1007/s11947-013-1167-8
  • M. Kokawa, J. Sugiyama, M. Tsuta, M. Yoshimura, K. Fujita, M. Shibata, T. Araki , H. Nabetani: “Fluorescence fingerprint imaging of gluten and starch in wheat flour dough with consideration of total constituent ratio”, Food Sci. Technol.Res., 19(6), 933-938(2013)
  • 松山信悟、柴田真理朗、杉山純一、藤田かおり、蔦瑞樹、吉村正俊、粉川美踏、平野由香里、荒木徹也、鍋谷浩志:“高アミロース米の機械的撹拌ゲル化処理を利用した米麺加工法の開発”、日本食品科学工学会誌、第61巻第3号,p.127-133(2014)

特許

(直近3年分)

  • 杉山, 蔦,富田(藤田)かおり,佐川岳人:“アフラトキシン検知方法、アフラトキシン検知装置、および、プログラム”,特許出願,特願2011-040403(2011.2.25)
  • 杉山, 蔦,富田(藤田)かおり,吉村正俊:“危害要因検知方法、危害要因検知装置、および、プログラム”,特許出願,特願2011-040398(2011.2.25)
  • 杉山, 蔦,柴田真理朗,富田(藤田)かおり:“米加工素材およびその製造法”,特許出願,特願2011-211897(2011.9.28)
  • 蔦,杉山,中内茂樹,西野顕:“判別フィルタ設計方法、判別方法、判別フィルタセット、判別装置、および、プログラム”,特許出願,特願2011-254438(2011.11.21)
  • 蔦瑞樹,杉山純一,川﨑晋,富田(藤田)かおり,吉村正俊,佐々木康彦,武井三雄,石川順,中本英樹,渡邊裕介,竹内郁雄:“生体数モデル生成装置、生体数モデル生成方法、サイトメーター、および、プログラム、”,特許出願,特願2012-176378(2012.08.08),特開2014-035255(2014.2.24)
  • 蔦瑞樹,杉山純一,吉村正俊,笹井康:“もち米の胴割判別方法、胴割判別装置、および、プログラム”,特許出願,特願2012-198943(2012.09.10)
  • 蔦瑞樹,杉山純一:“穀粉の判別方法及び装置”,特許出願,特願2009-028847(2009.02.10),特許番号第5274288号(2013.5.24)
  • 杉山純一,蔦瑞樹,富田かおり,柴田真理朗,粉川美踏,平野由香里:“加工食品素材又は加工食品の製造法”
  • 特許出願,特願2013-122221(2013.6.10),特願2013-147062(2013.7.12)
  • 杉山純一,蔦瑞樹,富田かおり,柴田真理朗,粉川美踏,平野由香里,吉岡久雄:“食品用天然添加材及びその用途”,特許出願,特願2013-204946(2013.9.30)