Estimation of "Denseness" of Tofu Microstructure by Simultaneous Triple-Wavelength Laser Light Scattering Measurement

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本研究では，豆腐製造における豆乳の凝固過程の非破壊計測，および完成した豆腐の物理的品質の客観的かつ非破壊的な計測を目指し，新たに「３波長同時入射型」のレーザ散乱による豆腐の微細構造の緻密さの非破壊推定に取り組むことを目的としている。拡散理論式を介した３波長の光学応答から微細構造の緻密さを推定し，凝固後の顕微鏡観察による定量値で検証を行うことを最終到達目標としている。令和4年度の研究進捗は下記のとおりである。[I]３波長同時入射型の散乱光学系の構築：試料の光散乱の強さを表す散乱係数を３波長で同時に計測できる光学系の構築を行った。使用した波長は，405 nm，520 nm，635 nmの３波長であり，これら波長の可視光レーザを光源に用い，斜め入射式の散乱光測定系を構築した。検出には可視領域に感度を持つカラーカメラを用い，RGBの各チャネルで観測される輝度値で各波長の散乱光の空間分布を検出できる光学系とした。現在，光散乱測定における標準品であるイントラリピッドを用い，線形性評価を行っている段階である。[II]凝固状態の異なる豆腐の基礎的な光学特性の検証：本研究の最終的な到達目標である，3波長の光学特性に基づく凝固状態の異なる豆腐の品質評価の実現可能性を探るため，吸収と散乱の2つの特性で代表される光学特性の変化を検証した。可視領域に比べ比較的透過率の高い近赤外分光法を用い，凝固度合いの異なる豆腐を対象に透過測定を用いた光学特性の評価を行った。その結果，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。得られた吸光度にから吸収と散乱の成分に切り分けたところ，散乱の増加が支配的であることが明らかとなった。この結果は，2022年12月に開催された国際学会であるThe XX CIGR World Congress 2022にて報告した。