【スマートファーマーズ】果物が「傷んでいる」かどうかを確認するには？フルーツ「内科医」がオンラインになりました！

現代の農業と食品生産において、果物や野菜の品質と安全性を確保することは重要な課題です。しかし、果物や野菜の内部品質の問題は検出が難しいことが多く、生産者、小売業者、消費者にとって課題となっています。幸いなことに、現代の技術は近赤外線（NIR）透過分光法という素晴らしい解決策をもたらしました。この高度な技術により、果物や野菜の内部状態を詳細に把握できるようになり、内部の欠陥、腐敗、害虫、栄養成分を迅速かつ正確に検出できるようになります。現在、果物や野菜の内部欠陥検出は、農産物の生産や販売において広く利用されています。

農産物の生産過程において、果物や野菜に侵入する害虫は農産物の品質に影響を与える重要な問題です。害虫を検出する場合、NIR透過分光技術は、透過スペクトルデータを分析することで、果物や野菜の中に害虫や病気があるかどうかを識別・判定し、定量的な評価を行うことができます。空洞化問題についても同様です。果物や野菜の内部腐敗度を検出する場合、NIR透過分光技術は果物や野菜の皮を透過し、果物や野菜内部の腐敗した部分を特定し、腐敗度を定量的に評価することができます。これにより、農産物の生産者や小売業者は腐った果物や野菜を事前に選別し、製品の品質を確保して保存期間を延ばすことができます。

リンゴを例にとると、リンゴ芯腐れ病と水芯病は、リンゴの品質評価と輸出品質検査において非常に重要な2つの一般的な内部欠陥病です。

リンゴ芯カビ病はカビによって引き起こされるリンゴの内部の病気です。これは通常、果物の貯蔵中に発生し、水分ポテンシャルの不均衡として現れることが多く、果物の内部に茶色または黒色のカビの斑点が形成されます。芯腐れ病の検出は通常、目視検査と果実を切って観察することによって行われます。果実に病変の疑わしい兆候が見られる場合は、心腐れ病に感染していると判断されます。近年、リンゴの芯腐れ病の検出には、NIR透過分光技術の使用を含むいくつかの新しい非破壊検出方法も研究されており、果実内部のスペクトル情報を分析してリンゴの芯腐れ病の潜在的な病変を検出および予測し、果実の損失と経済的損失を大幅に削減します。

リンゴの「キャンディハート」もリンゴ病の一種で、水心病です。これは中国北西部の高原の乾燥地帯でよく発生する生理的な病気です。病気の果実を切ると、内部組織の細胞間空間が細胞液で満たされ、果実の中心部が水に浸かっているように見えます。果実の維管束の周囲や果肉の他の部分に発生するケースもあります。 「ロックシュガーハート」は通常、水芯病の明らかな兆候を示すフジリンゴの果実を指します。内部の病変によって形成された水に浸した芯は、商人によって販売促進のセールスポイントとしてよく使用されます。

水芯病にかかったリンゴは、果実内部の水芯が茶色くなって腐るまでは食べられます。この時期のリンゴは水分が豊富で、シャキシャキしてジューシーで、糖度も高く、甘さを求める消費者の要求を満たすことができます。ただし、水芯リンゴは食用ではあるものの、水芯が果実の保存性に影響を与えるため、保存期間は比較的短いことに注意する必要があります。水芯病は果実内部の細胞液の増加を引き起こすため、果実の貯蔵寿命を縮める可能性があります。水芯病に罹った果物は、貯蔵中に柔らかくなり、茶色くなり、腐る可能性が高くなります。

現在、水芯病の検出は主に目視と果実の切断による検査に頼っています。水芯病は、果実内部の細胞間空間に樹液が溜まり、果実の光学特性を変化させます。近赤外線透過分光法は、この光学的変化を検出し、スペクトルデータを分析することで水芯病変の範囲と場所を特定することができます。近赤外線透過分光技術を使用して水芯病変を検出すると、検出効率が向上し、手作業による判断の主観性が軽減されるだけでなく、大量のサンプルの迅速な検出も実現できます。

欠陥に加えて、NIR 透過分光法は果物や野菜内の栄養成分の検出にも使用できます。透過スペクトルデータを分析することで、果物や野菜の糖度、酸度、ビタミン含有量などの栄養成分を知ることができます。これは、製品の食用価値と市場競争力を向上させ、農産物の品質と生産プロセスを最適化する上で非常に重要です。さらに、NIR透過分光技術は、果物や野菜のサンプルの透過スペクトルを迅速に測定し、欠陥に関連する数学モデルを確立することで、果物や野菜の内部欠陥の迅速なスクリーニングと等級分けを実現できます。これにより、生産効率が向上し、手作業による検査のコストが削減され、販売される果物や野菜が品質基準を満たしていることが保証されます。

継続的な革新と発展により、近赤外線（NIR）透過分光技術の応用は、現代の農業と食品生産における革命的な技術となっています。果物や野菜の内部品質問題の検出がより正確かつ効率的になるだけでなく、製品の品質と競争力が効果的に向上し、果物や野菜業界のトレーサビリティと管理効率が向上します。

制作：中国の農民に利益をもたらすポピュラーサイエンス

科学顧問：郭志明（江蘇大学食品・生物工学学院教授）

コーディネーター: Liao Danfeng、Zheng Fengmao、Wang Changhai、Zhang Ruijie

企画：呉月童

編集者：Wang Yuanyuan（インターンシップ）