Evaluation of coagulation property of tofu using light multiple scattering

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本研究では，豆腐の物理的品質の客観的かつ非破壊的な計測手法の確立を目指し，光の拡散散乱計測による非破壊・非接触での豆腐の硬さの評価を目的とした。[I]拡散散乱光の計測システムを用いた豆腐の光学定数の測定1年次に構築した光散乱測定系を用い，凝固温度の異なる豆腐の光学定数の非破壊推定を行った。波長633 nmにおける拡散散乱光の画像にFarrellら(1992)の拡散理論モデルを適用し，吸収係数と等価散乱係数の2変数フィッティングによる光学定数の推定を試みた。その結果，2変数フィッティングでは誤差が課題となったものの，吸収係数を固定し一変数のフィッティングとすることで，光学定数を推定することができた。凝固温度が増加するほど豆腐の等価散乱係数は増加し，先行研究（Saito et al., 2018）と同様の傾向が得られた。本結果から，非破壊・非接触で豆腐の光学定数を推定できる可能性が示唆された。[II]豆腐の光学特性と微細構造の関連性評価[I]で使用した波長633 nmでは，化学変化に由来する吸収係数の変化はほぼ観測されないことから，吸収と散乱に代表される光学特性の変化を検証するため，近赤外分光法を用いた凝固度合いの異なる豆腐の光学特性の評価を行った。凝固温度および凝固時間の異なる豆腐の透過スペクトルの測定を行った結果，凝固温度や凝固時間が増加するほど豆腐の透過率は減少する結果が得られた。さらに，スペクトル分解により吸収と散乱への切り分けを行った結果，吸収に比べ散乱の増加が支配的であることが示された。同時に，1年次に確立した豆腐の微細構造解析手法を用い画像特徴量を抽出したところ，微細構造の空隙率や空隙のサイズを表すパラメータが散乱の増加と相関を示した。以上の結果から，凝固の進行に伴う微細構造の変化が散乱成分の増加に寄与した可能性が示唆された。