Non-destructive measurement method that overcomes light scattering to determine the sex of chicken eggs in early incubation

克服光散射的无损测量方法来确定孵化早期鸡蛋的性别

• 批准号: 21K18228
• 负责人: 近藤 直
• 金额: $ 16.56万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Research (Pioneering)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-07-09 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21K18228/
• 关键词: 鶏卵; レーザー; 雌雄判定; 散乱; 非破壊検査

本研究はこれまで黙認されてきた孵化直後の採卵鶏雄雛の70億羽殺処分という人類が抱える大きな未解決課題の解決を目的としている。そのため，従来の透過分光だけでなく，微小な蛍光計測技術やレーザースペックル技術を活用した高度な非破壊計測技術を組み合わせた手法によって情報収集することを目指している。今年度は，卵黄濃度がPseudomonas fluorescensの増殖と蛍光特性変化に与える影響を調査した結果，含水率が高いほど，蛍光強度が強くなる傾向を確認した。また，試験区内の菌の増減とは反対に蛍光強度の増減が確認されたことから，本菌の鶏卵における蛍光特性変化には，菌数よりも溶液環境の含水率や卵黄濃度が影響を与えることが分かった。この結果は，親鳥の日齢や貯卵条件で蛍光特性が大きく変化し，腐敗卵の検出感度の低下を引き起こす可能性を示唆しているが，各鶏卵の含水率や卵黄濃度の非破壊計測や，産卵および貯卵条件を正確に管理すれば高感度な検出が期待できる。同時に，卵殻の光透過特性についても詳細に調べた。その結果，短波長になるにつれて光透過性が低くなる理由は，主に散乱に由来している事が分かった。また，400 nm付近では若鶏に比べて老鶏の卵殻の方が高い光透過性を示すことが明らかになった。卵殻の光透過性の観点では，卵殻による吸収波長さえ避ければ波長の長い光を用いることで鶏卵内部をより高精度に観測することができると考えられる。具体的には，500 nmより長波長側では散乱に起因する光学密度の傾きが穏やかであり，吸収ピークに由来する光学密度の変化の方が大きいと予想されることから，鶏卵の早期雌雄判別を行ううえでは血液の吸収波長である500～600 nm帯が最適であるとの結論を得た。これらの知見を踏まえて532nmのレーザーでスペックル画像の取得を試み，現在データ解析を行っている段階にある。

这项研究旨在解决人类面临的主要尚未解决的挑战，该挑战被指控在孵化后立即杀死70亿只雄鸡。因此，该公司旨在使用不仅结合常规传输光谱的方法来收集信息，而且还结合了使用小型荧光测量技术和激光斑点技术的复杂无损测量技术。今年，我们研究了蛋黄浓度对假单胞菌荧光症的生长和荧光特性变化的影响，发现水分含量越高，荧光强度越强。此外，由于确认了荧光强度，与测试区域内细菌的增加或减少相反，发现溶液环境的水分含量和蛋黄浓度对鸡蛋中荧光特性的变化有影响，而不是细菌的数量。这些结果表明，荧光性能可能会根据父鸟的年龄和卵储存条件发生巨大变化，从而导致偷窃鸡蛋的检测敏感性降低，但是通过对每个鸡蛋的水分含量和蛋黄浓度的无损害测量，可以预期检测高度敏感的检测，并准确地进行了蛋黄和蛋和鸡蛋的储存条件。同时，我们还详细研究了蛋壳的光传输特性。结果，发现随着波长达到较短波长，光传变降低的原因主要是由于散射。还发现，与年轻的鸡相比，旧鸡的蛋壳比在400 nm左右的幼鸡表现出更高的光传输。从蛋壳的光线传输的角度来看，据信，只要蛋壳避免使用吸收波长，就可以使用具有长波长的光以更高的精度观察鸡蛋的内部。具体而言，由散射引起的光密度的斜率在波长的一侧较小，超过500 nm，并且预计从吸收峰衍生出的光密度变化将更大，因此得出的结论是，500-600 nm波长频段是血液的吸收波长，这是血液的吸收波长，是对女性和女性卵的最佳歧视。考虑到这些发现，我们尝试使用532NM激光器来获取斑点图像，目前正在数据分析中。

项目成果

Optical Property of Eggshell from Younger and Older Hens in Teraheltz Region

太赫兹区域年轻和年老母鸡蛋壳的光学特性

• 发表时间: 2021
• 作者: Alin Khalidduzzaman;Keiichiro Shiraga;Tetsuhito Suzuki;Naoshi Kondo;Yuichi Ogawa
• 通讯作者: Yuichi Ogawa

鶏卵の卵白濃度がPseudomonas fluorescensの増殖と蛍光特性に与える影響

蛋清浓度对荧光假单胞菌生长和荧光特性的影响

• 发表时间: 2022
• 期刊: 関西農業食料工学会会報
• 作者: 池邉貴;鈴木哲仁;樫森亜由子;白神慧一郎;小川雄一;近藤直
• 通讯作者: 近藤直

Digital Transformation for Sustainable Asian Small Scale Intensive Agriculture

可持续亚洲小规模集约农业的数字化转型

• 发表时间: 2023
• 作者: 池邉貴;鈴木哲仁;樫森亜由子;白神慧一郎;小川雄一;近藤直;Naoshi Kondo
• 通讯作者: Naoshi Kondo

孵卵初期鶏卵の可視透過画像および分光分析による雌雄判別

利用可见光透射图像和早期孵化鸡蛋的光谱分析进行性别鉴定

• 发表时间: 2022
• 作者: 知原麻歩;鈴木哲仁;樫森亜由子;長岡伸一;白神慧一郎;小川雄一;近藤直
• 通讯作者: 近藤直

Investigation of Scattering Property of Eggshell for Nondestructive Measurement of Chicken Egg

鸡蛋无损测量中蛋壳散射特性的研究

• 发表时间: 2022
• 期刊: Proceedings of CIGR The XX CIGR World Congress 2022
• 作者: Kazumasa Iwasaki;Yuichi Ogawa;Tetsuhito Suzuki;Keiichiro Shiraga;Naoshi Kondo
• 通讯作者: Naoshi Kondo