JP5439853B2 - 包装食品の変敗検査装置および検査方法 - Google Patents

Description

本発明は、変敗したときに凝固する内容物が収容された包装製品を検査する装置および方法に関する。

紙容器、パウチ容器等により包装された食品は、その保存の過程において、種々の原因により変敗を生じることがある。食品が変敗する原因は、生物的要因、化学的要因および物理的要因に大きく分類される。具体的には、食品に生育しているカビ、酵母、細菌等に起因する変敗、食品に含まれる油脂、色素、ビタミンなどの成分の酸化、分解もしくは重合による変敗、ならびに食品の吸湿、乾燥、成分の結晶、破損、香気の散逸などによる変敗が挙げられる。

食品の変敗は、その食品の品質や消費者の健康に大きく影響する。そのため、商品の出荷前に全数検査が行われるのが一般的である。現在、密封された紙およびパウチ容器の内容物の変敗を検査する方法としては、目視確認に頼らざるを得ない。変敗によりガスが発生する場合は容器の膨張を検査し、透明フィルムパウチ容器の場合には中身の変色、凝固等を検査する。

しかしながら、容器内でガスが発生し容器が膨張する等の変化が外観に表れないと変敗品を検出できず、外観に異常がない場合は透明なフィルムパウチでなければ変敗品を検出できない。また、ガスによる膨張等を目視で検査すると個人差が出てしまう。このような問題から、変敗品を市場から完全に除去するには至っていない。

特許文献１には、ダンボール箱に詰められた加工食品についてＮＭＲ測定を行うことにより、食品の変敗の有無を検査する方法が記載されている。この方法によれば、目視に頼らずに検査することが可能である。しかしながら、ＮＭＲ測定は、加工食品を搬送するベルトコンベア等による磁場の影響を受けやすいため、実用化は難しい。

特開２００７−１２０９９８号公報

本発明の目的は、包装製品において、外観に変化が表れない場合であっても内容物の変敗の有無を検査することができる装置および方法を提供することである。

本発明の第１側面によると、変敗したときに凝固する内容物が収容された包装製品を検査する装置であって、前記包装製品を保存時の縦置き状態から横置き状態に倒す機構と、横置き状態に倒された前記包装製品を搬送する搬送手段と、保存時に前記包装製品の側面となる面に、異なる位置で複数回、近赤外線を特定の波長域にわたってスキャンして照射する手段と、前記包装製品を透過した近赤外線を分光する分光手段を通して受光する受光部と、前記受光部で受光した近赤外線を波長ごとに１つの包装製品について積算して透過量データを算出する算出手段と、前記透過量データを、基準サンプルから得られた近赤外線の透過量データと比較して、前記包装製品の内容物の変敗の有無を判定する判定手段と
を具備したことを特徴とする包装製品の検査装置が提供される。

本発明の第２側面によると、変敗したときに凝固する内容物が収容された包装製品を検査する方法であって、前記包装製品を保存時の縦置き状態から横置き状態に倒す工程と、横置き状態に倒された前記包装製品を搬送する工程と、保存時に前記包装製品の側面となる面に、異なる位置で複数回、近赤外線を特定の波長域にわたってスキャンして照射する工程と、前記包装製品を透過した近赤外線を分光して受光する工程と、前記受光部で受光した近赤外線を波長ごとに１つの包装製品について積算してデータを算出する工程と、前記透過量データを、基準サンプルから得られた近赤外線の透過量データと比較して、前記包装製品の内容物の変敗の有無を判定する工程とを具備したことを特徴とする包装製品の検査方法が提供される。

本発明によると、包装製品において、外観に変化が表れない場合であっても内容物の変敗の有無を検査することが可能となる。

本発明の一実施形態に係る変敗検査装置のブロック構成図。 包装製品の内容物の状態を示す模式図。 包装製品の内容物の状態を示す模式図。 本発明の一実施形態を示す模式図。 正常品と変敗品の近赤外線の透過量の測定結果を示す図。

以下、本発明の態様について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図において、同様または類似した機能を発揮する構成要素には同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。

図１は、本発明の一実施形態に係る変敗検査装置のブロック構成図である。

本発明の変敗検査装置１０は、包装製品に光を照射する光源１１と、前記包装製品を透過した光を受光する受光部１２とを備えてなる。光源１１および受光部１２には、電気信号が伝送される信号回路により制御／解析部１４が接続されており、制御／解析部１４は、メモリ１５を備えている。また、制御／解析部１４には、入力部１６および表示部１７が接続されている。

前記変敗検査装置１０は、変敗したときに凝固する内容物が収容された包装製品を検査することを目的とするものである。包装製品の内容物が変敗により凝固した場合、固体の部分とそれ以外の部分では近赤外線の透過特性が異なる。すなわち、包装製品にある一定の波長の近赤外線を照射した場合、容器内のヘッドスペース部分は、固体の部分よりも近赤外線の透過量が多くなる。内容物によっては、変敗による凝固の際に離水する場合があるが、離水部分も固体部分より近赤外線の透過量が多くなる。本発明による装置は、このような近赤外線の透過量の差を利用したものである。

ここで、変敗とは、食品が保存中に酸化または加水分解等により劣化し、風味が悪く食用に適さなくなることをいう。酸化しやすい多価不飽和脂肪酸や加水分解の起こりやすい中級および／または低級脂肪酸を多く含む油脂で起こりやすい。また、酸性条件下ではタンパク質に由来する凝集物や沈殿物が生じやすくなるため、タンパク質を多く含む食品でも変敗は起こりやすい。タンパク質を多く含む食品としては、栄養流動食が挙げられる。上述したように、本発明においては、変敗時に流動体から固体へと変化する食品を対象とする。

光源１１は、検査対象である包装製品１３に近赤外線を照射する照明手段である。光源１１としては、例えば、ハロゲンランプを使用することができる。前記光源１１が照射する光の波長領域は、７５０〜９００ｎｍであり、好ましくは６５０〜１０５０ｎｍである。

受光部１２は、光源１１より出射されて包装製品１３を透過した透過光を受光し、その光の透過量を検出するものである。受光部１２としては、光信号を電気信号に変換し、定量的に検出できる機器を用いることができる。例えばＣＣＤを用いることができるが、これに限定されない。受光部１２は、制御／解析部１４からの制御に基づいて透過光を検出する。

制御／解析部１４は、光源１１および受光部１２の動作を制御すると共に、受光部１２によって検出された透過量データを基準サンプルから得られたデータと比較し、変敗の有無を判定する。また、制御／解析部１４は、メモリ１５に検査結果を記憶させる。

本発明の対象となる包装製品１３は、近赤外線が透過するものであればいずれも検査可能である。近赤外線が透過する包装材料を使用した容器としては、円筒形液体用紙容器、角筒形液体用紙容器、口栓付パウチ等が挙げられる。

本発明による変敗検査装置１０において、近赤外線の照射は、特定の波長域にわたって包装製品の異なる位置に複数回スキャンすることにより行われてもよい。例えば、ベルトコンベア等の搬送手段により包装製品を搬送しながら、所定の場所を通過する間に複数回スキャンすることができる。近赤外線をスキャンする位置は、包装製品の中心高さに近いことが好ましい。スキャンの回数は特に限定されないが、コンベアの速度および１回のスキャンに要する時間により決定される。スキャンされる波長範囲は、７５０〜９００ｎｍ、好ましくは６５０〜１０５０ｎｍであり、例えば５ｎｍ間隔でスキャンされる。

近赤外線をスキャンする場合、本発明の変敗検査装置は、包装製品を透過した近赤外線を分光する分光手段と、受光した近赤外線を波長ごとに積算する演算手段とをさらに具備する。包装製品を透過した光は前記分光手段を通して分光され、分光された光は受光部で受光される。前記分光手段は、スリット、凹面鏡、および回折格子を備える。

近赤外線を複数回スキャンすることにより、包装製品の複数の位置における複数の波長の透過量データが得られる。前記演算手段は、１つのサンプルにおける特定波長の光の透過量を積算してそのサンプルにおける特定波長の透過量を算出する。得られた各波長の透過量を基準サンプルの透過量と比較して、変敗の有無を判断する。

次に、本発明の変敗検査装置を用いて包装食品を検査する原理について説明する。

上述したように、本発明は、変敗品と基準サンプルとで近赤外線の透過量が異なることを利用するものである。すなわち、内容物が凝固した場合、固体部分よりもヘッドスペースおよび離水部分の方が近赤外線の透過量が多くなることを利用する。

食品の変敗には、離水を伴う場合とそうでない場合がある。また、変敗検査に供する包装製品の向きによって、近赤外線を照射する位置における内容物の組成が異なる可能性がある。以下、種々の場合について、図面を参照しながら説明する。

図２および図３は、包装製品の内容物の様子を模式的に表した図である。図２は、包装製品の向きが保存時と同じ縦置きの場合であり、図３は、保存時の縦置き状態から横置き状態に倒した場合の図である。図２（ａ）および図３（ａ）は基準サンプル、図２（ｂ）および図３（ｂ）は離水を伴う変敗品、図２（ｃ）および図３（ｃ）は離水を伴わない変敗品である。

図４（ａ）および（ｂ）は、本発明の一実施形態を示す模式図である。図に示すように、本発明の１つの実施形態においては、包装製品１３をベルトコンベア２５にのせて近赤外線光源と受光部１２との間を通過させながら、包装製品に近赤外線１８をスキャンする。図４（ａ）は、包装製品１３の向きが保存時と同じ縦置きの場合の図であり、図４（ｂ）は、保存時の縦置き状態から横置き状態に倒した場合の図である。近赤外線１８を照射する位置は、製品１３の中心高さであることが好ましい。

図４（ａ）および（ｂ）に示すように検査を行った場合の内容物の組成と透過量との関係を、図２および図３を参照しながら説明する。

図２（ｂ）において、離水部分２３は、離水前と組成が変わっている。従って、離水部分２３に近赤外線１８を照射した場合、近赤外線の透過量に基準サンプルとの間で差が生じる。しかし、離水を伴わない図２（ｃ）の場合には、凝固しても正常品と組成が変わるわけではない。従って、図４（ａ）のように保存時と同じ縦置きで検査した場合、離水を伴わない変敗品では近赤外線の透過量に差が出ず、変敗品として検出することができないという問題がある。

次に、図４（ｂ）のように包装製品１３を保存時の縦置き状態から横置き状態に倒して近赤外線１８を照射する場合について検討する。図３（ａ）に示す基準サンプルの場合は、製品１３を倒した場合であっても上部にヘッドスペース２１ができるため、近赤外線１８は常に正常部分２２に照射されることになる。それに対して図３（ｂ）および（ｃ）に示す変敗品の場合は、赤外線１８が横方向にスキャンされる間に、離水部分２３またはヘッドスペース２１を通ることになる。上述したように、離水部分２３およびヘッドスペース２１は、近赤外線の透過量が正常品と比較して多くなる。従って、変敗品では、その製品についての特定波長における透過量を積算して得られる値が基準サンプルと比較して大きくなる。

以上の通り、図４（ｂ）のように包装製品を横置き状態に倒して近赤外線を照射すれば、変敗の有無をより正確に判定することができる。従って、本発明の変敗検査において、近赤外線を複数回スキャンする場合には、包装製品を保存時の状態から搬送方向または搬送方向と逆方向に倒して搬送しながら行うことが好ましい。図に示すように、近赤外線は、縦置きでの保存時に包装製品の側面となる面に照射されることが好ましい。さらに、ヘッドスペースを考慮すると、近赤外線を照射する位置は容器の中心高さであることが好ましい。

以下、本発明の実施例について説明する。
実施例１
市販の流動食（直径４８ｍｍの円筒形紙容器入り）について、本発明による変敗検査装置を用いて基準サンプルと変敗品の近赤外線透過量を測定し、比較した。比較は、縦置きの場合と横置きの場合の間でも行った。変敗品の調製は、３種類の菌種（Bacillus subtilis、Micrococcus属、Streptococcus属）をそれぞれ前記円筒形紙容器に入った流動食に接種することにより行った。Bacillus subtilisおよびMicrococcus属を接種したものについては離水を伴い、Streptococcus属を接種したものについては離水を伴わなかった。

コンベア速度は１０ｍ／ｓであり、４ｍｓｅｃ間隔で近赤外線をスキャンした。測定波長域は６００〜１１００ｎｍである。スキャンする高さは、容器の中心高さとした。縦置きの場合の結果を図５（ａ）に、横置きの場合の結果を図５（ｂ）にそれぞれ示す。

縦置きの場合では、正常品とStreptococcus属を接種した変敗品との間で差が見られなかった。一方、横置きの場合では、正常品と全ての変敗品との間で差が見られた。従って、横置きで検査する方が、離水を伴わない変敗品も区別しやすい点で有利である。

実施例２
実施例と同様、３種の菌種を円筒形紙容器中の流動食に接種して変敗品を調製した。菌種を接種してから経時的に近赤外線の透過量を測定し、正常品と比較した。検査は、横置きの場合のみ行った。比較のために、８００ｎｍにおける測定値を用いた。菌種を接種してから３５℃で保存した場合の菌数および内容物の状態を以下の表１に示す。

※普通寒天培地にて、３５℃×２日後に段階希釈法により判定
B.sub：Bacillus subtilis
さらに、菌種を接種してからの近赤外線の透過量の経時変化を調べた。その結果を以下の表２に示す。

表１と表２を比較すると、内容物が固化した時点で近赤外線の透過量が急激に増大していることが分かる。従って、本発明を利用すれば、内容物の凝固を伴う変敗を非破壊で正確に検出することが可能である。

１０…変敗検査装置、１１…光源、１２…受光部、１３…包装製品、１４…制御／解析部、１５…メモリ、１６…入力部、１７…表示部、１８…近赤外線、２１…ヘッドスペース、２２…正常部分、２３…離水部分、２４…凝固部分、２５…ベルトコンベア、２６…ベルトコンベアの移動方向。

Claims (2)

1. 変敗したときに凝固する内容物が収容された包装製品を検査する装置であって、
   前記包装製品を保存時の縦置き状態から横置き状態に倒す機構と、
   横置き状態に倒された前記包装製品を搬送する搬送手段と、
   保存時に前記包装製品の側面となる面に、異なる位置で複数回、近赤外線を特定の波長域にわたってスキャンして照射する手段と、
   前記包装製品を透過した近赤外線を分光する分光手段を通して受光する受光部と、
   前記受光部で受光した近赤外線を波長ごとに１つの包装製品について積算して透過量データを算出する算出手段と、
   前記透過量データを、基準サンプルから得られた近赤外線の透過量データと比較して、前記包装製品の内容物の変敗の有無を判定する判定手段と
   を具備したことを特徴とする包装製品の検査装置。
2. 変敗したときに凝固する内容物が収容された包装製品を検査する方法であって、
   前記包装製品を保存時の縦置き状態から横置き状態に倒す工程と、
   横置き状態に倒された前記包装製品を搬送する工程と、
   保存時に前記包装製品の側面となる面に、異なる位置で複数回、近赤外線を特定の波長域にわたってスキャンして照射する工程と、
   前記包装製品を透過した近赤外線を分光して受光する工程と、
   前記受光部で受光した近赤外線を波長ごとに１つの包装製品について積算してデータを算出する工程と、
   前記透過量データを、基準サンプルから得られた近赤外線の透過量データと比較して、前記包装製品の内容物の変敗の有無を判定する工程と
   を具備したことを特徴とする包装製品の検査方法。

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