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KYOTO UNIVERSITY京都大学
地域環境工学概論IIー最近の研究からー
農学研究科 地域環境科学専攻
農産加工学分野
近藤 直
キーワード：食品，農産物性，過冷却，ロボット，家畜，精密養魚，生体計測
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「食味」生食（人間だけとは限らない，家畜も）
– おいしさ・味• 化学的な呈味・芳香成分• 物理的な味
– かたさ– ねばり
– 栄養
0
2
4
6甘み
塩味
酸味苦み
うま味
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「保存」
• 冷蔵，冷凍
• 室温で保存
– 温度を下げる．凍結させる．
• 細菌の繁殖防止
• 各種酵素の活性が低下
• 呼吸が低下
• 水を媒介とした活動が緩慢になる
–乾燥，濃縮，添加
• 水分活性が低い
・CA貯蔵・MA貯蔵
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-15
-10
-5
0
5
10
15
20
25
30
35
0
時間[ｈ]
温度[℃]
冷凍庫内空気
食品
冷却媒体の温度
過冷却の解除
過冷却現象：液体が凝固点を過ぎて冷却されても凝固
せず、液体状態を保持する現象
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＜過冷却現象を利用して冷凍する利点＞
物理的な損傷が尐ない
品質の保持ができる
氷結晶氷結晶
氷結晶
緩慢冷凍 過冷却を経て凍結した場合
・氷結晶が比較的小さくなる
・細胞液の分離的損傷の軽減
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農産施設における騒音環境下でのウエアラブルアシスト機器
①騒音環境下における作業者の健康を守るため、耳元での騒音を低減すること、②バーチャル空間を形成することで作業者同士のコミュニケーションを円滑にし、作業性の向上を計ること、③雑音を含む音声情報から危険回避のキーワードの認識を行い、安全性を高めること
KYOTO UNIVERSITY京都大学音響法による食品体積計測・多孔室性評価
ヘルムホルツ共鳴
ビン容積：W
口の断面積：S
首長さ：l
液体量：V
共鳴周波数 f
l
S
VW
cf
1
2
液体量・形状・性状を問わない・計測装置が安価・精度がよい
KYOTO UNIVERSITY京都大学音響法による食品体積計測・多孔室性評価
測定装置
必要なもの： 共鳴器・PC・スピーカ・（マイク）
サウンド機能付PC（スウィープ信号の再生・録音応答信号の周波数解析）
IN
OUT
ボイスコイル電流に比例した電圧信号
-40000
-30000
-20000
-10000
0
10000
20000
30000
40000
0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1
ヘルムホルツ共鳴器
スピーカ
スウィープ信号
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ヘルムホルツ共鳴器付き給餌装置
生簀
ヘルムホルツ共鳴器および水中カメラによる非接触計測生魚の体積，体長，色等 PC
海水温度溶存酸素流速等（環境要因）
環境計測センサによる計測
給餌量，タイミング（給餌要因）
精密養魚システム
海産物情報センター（漁協，管理法人）
高品質，高収量のための最適制御
光，色芳香等
（刺激要因）
情報蓄積用データベース
可変給餌
個体識別
地域のブランドトレーサビリティ
病気の事前予測養魚指導
組合員
カメラ
１万尾の場合１尾／４秒
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マグロの精密養魚（個体管理）
30m 50m
300尾：20kg以上の場合40kg～80kgで出荷
ヨコワ1000尾：1kg～20kgの場合
ヘルムホルツ共鳴器付き給餌装置
（タイ等の稚魚場合，生簀ごとの管理？）
１尾／40秒
１尾／2分
成長曲線に基づく給餌
稚魚 成魚
タグによる管理Ｖ
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精密養魚システム構築のための入出力因子
品質 収量生産される魚の
入力因子
出力因子
餌の量
給餌のタイミング給餌時間
餌の種類
水温
水質(濃度，pH)
潮流速度
酸素濃度
太陽光強度（可視，紫外）
太陽光の色温度
日照時間
水深 魚密度
芳香（強度，種類）
音（周波数，強度）
人工光（波長，強度）
振動（周波数，強度）
物体色，液体色
刺激因子環境因子給餌因子
暗騒音
精密養魚システムにおけるデータベース
データベース
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水揚げ・品質評価精密養魚
消費者 市場
生産物情報ふ化・稚魚情報 養魚指導
ブランド ブランド
バイオマス
販売量、価格
給餌・成育情報環境情報作業履歴
病気分析
消費者の声
IC タグ
輸送
DSS
GIS，広域環境計測
海産物情報センター（漁協，管理法人等）
稚魚生産
小売店
データベースネットワーク
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精密畜産（生体計測，健康診断）
タグ顔鼻紋虹彩（目）網膜（目）鳴き声耳静脈歩き方
個体認識・成長管理のための計測
体温血液体重心拍数分泌物糞尿など
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牛肉の品質
脂肪交雑（BMS） No.1～No.12まで分類
肥育牛は，運動させず，高カロリーで，肥育中期のビタミンAを低下させるような給餌により，血液中のVA濃度をコントロール
細かな刺し
BMS 3 BMS 7 BMS 11
分化の促進
ビタミンAのコントロール
脂溶性ビタミン→分化阻害
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労働力，金銭面での負担牛へのストレス結果を得るまでの時間遅れ
血液検査
ビタミンA調節は生後１２ヶ月から約１年間の間
牛の血中ビタミンA濃度
瞳孔の反応
血中ビタミンA濃度のコントロール
肉の品質
0
20
40
60
80
100
120
10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30
月 齢
血中ビタミンA濃度(IU/dl)
肥育前期高ビタミン
肥育中期低ビタミン
肥育後期高ビタミン
欠乏症
ビタミンＡ濃度の制御(30～50IU/dl)
：採血を示す。ビタミンA濃度測定経費は￥2,000で、1頭￥6,000＋採血経費。
食欲不振，発育不良被毛粗剛，下痢，盲目四肢の浮腫
200-300万IU経口または筋注
飼料添加2万IU/日 3000-5000 IU/日 5000-8000 IU/日
50-100万IU経口または筋注
・牛はビタミンA（レチノール）を生合成
・植物性飼料にはビタミンAに変化するβ-カロテンが存在
・吸収されたβ-カロテンはビタミンAに転換
レチノール 1 μｇ=3.33 IU
β-カロテン 1 μｇ=0.4 IU
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松田 敬一他：黒毛和種肥育牛における血中Vitamin A濃度と瞳孔反射の関係，家畜診療，47(4)，239-244(2000)
瞳孔反射速度と血中ビタミンＡ濃度との関係が有意な負の相関を有する。
瞳孔反射速度：遮光器で片目を被い，10秒間遮光し，散大させた瞳孔にライトを照射したとき，瞳孔が収縮するまでの時間
過去の研究
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実験装置（現在，試作改良中）
（光センサ，カメラまたは分光器）
（LED照明）
（星和電機（株）の試作装置，2008年５月於：兵庫県立農林水産技術総合センター）
PLフィルタ
最適波長帯フィルタ
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PC
環境計測センサ
精密肥育システム
高品質，高収量のための最適制御 情報蓄積用データベース
カメラ
地域のブランドトレーサビリティ
病気，品質，収量の事前予測
生産者
消費者
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枝肉
精密肥育
消費者
生産物評価(たとえばBMS)
血統情報出生年月日
最適給餌
ブランド ブランド価格，販売量
血中ビタミンA
健康情報
病気の検査
消費者の声
輸送
情報管理システム
子牛生産（繁殖農家）
データベース
RFID
健康情報生育環境情報給餌情報
RFID
繁殖のためのガイダンス
小売店
生産物および情報の流れ
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トマト果房収穫ロボット
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A harvesting robot
in plant factory
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What is Terahertz?
1 THz (Terahertz)
= 1000 GHz = 1012 Hz
1 period = 1ps
Wavelength = 300 mm
Energy = 4.1 meV
Equivalent temperature
= 48 K
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Tera-PhotonicsPhotodynamics Research Center (RIKEN)
THz-wave Parametric Generator
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THz画像
Monochrome image
THz image
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ポストハーベストにおける検査
紫外LEDによる蛍光反応を利用した腐敗果実検出と蛍光物質の特定
PLフィルタを利用した高品質画像の取得
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レポート
現時点では，どのような課題研究（卒業論文）を行いたいか，考えているテーマ，具体的内容等があれば，述べなさい。（特に現時点で考えてない場合は，漠然としたもの，あるいはどのようなことができるかという質問でもよい。）
